Автор Тема: Интересные новости и комментарии  (Прочитано 517298 раз)

0 Пользователей и 4 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2265 : Июль 01, 2021, 07:11:00 »
Эмбрион обнуляет свои часы вскоре после зачатия
https://www.nkj.ru/news/41680/
Цитировать
Перед тем, как внедрится в стенку матки, зародыш забывает эпигенетический возраст родителей.

В клетках есть несколько механизмов, отмеряющих возраст. Один из самых известных связан с теломерами, концевыми участками хромосом, которые укорачиваются при каждом делении. Другие часы, которые часто оказываются на слуху, это эпигенетические метки. Эпигенетика, или, говоря более корректно, эпигенетические модификации представляют собой несколько молекулярных механизмов, которые надолго меняют активность генов. Чаще всего говорят про модификации на самой ДНК или на белках, которые её упаковывают: определённые химические группы, присоединяясь к ДНК или связанным с ней белкам-упаковщикам, повышают или понижают активность генов.

Эпигенетические механизмы реагируют как на изменения в самой клетке, так и вокруг неё. И поскольку эпигенетические метки остаются очень и очень надолго, по их узору можно оценить биологический возраст клетки, а то и всего организма. При этом известно, что эпигенетические следы старения остаются у всех клеток, в том числе и у половых. Почему тогда при оплодотворении эмбрион не наследует биологический возраст родителей?

Очевидно, потому, что биологические часы у него обнуляются. Но происходит это не сразу, а несколько дней спустя. Сотрудники Гарвардского университета и бостонской клиники «Бригем энд уименс» следили, что происходит с эпигенетическими метками на ДНК мышиного эмбриона на самых ранних этапах развития.

В статье в Science Advances исследователи пишут, что в первые дни с возрастными метками ничего не происходило – часы как бы стояли на месте. И лишь когда эмбриону было около 6,5–7,5 дней, когда он имплантировался в стенку матки, его часы отскакивали назад. Сбрасывались возрастные настройки, которые эмбрион получил от сперматозоида и яйцеклетки, и после этого сеанса молекулярного омоложения часы снова начинали идти вперёд.

Какой молекулярный механизм тут срабатывает, какие белки участвуют, пока неясно. Также неясно, насколько такой механизм универсален. Можно предположить, что нечто подобное происходит у всех млекопитающих, и что у человека обнуление возрастных часов происходит позже – просто потому, что эмбриональное развитие у нас длится намного дольше. Так или иначе, все эти вопросы предстоит изучить – и, возможно, в перспективе мы научимся включать эмбриональное омоложение в некоторых наших тканях, чтобы замедлять в них возрастные изменения, приводящие к трудноизлечимым хроническим болезням.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2266 : Июль 02, 2021, 13:15:42 »
Обезболивающее из подсолнечника
https://www.nkj.ru/news/41686/
Цитировать
Гибридные пептиды на основе молекулы из подсолнечника могут заменить опиоидные анальгетики.

Многие обезболивающие препараты действуют через опиоидные рецепторы в мозге, и потому чреваты теми же побочными эффектами, что и природные опиаты вроде морфина. Главный побочный эффект тут, конечно, зависимость и риск передозировки. Поэтому исследователи ищут альтернативные анальгетики, которые работали бы столь же эффективно, но не проникали бы в мозг.

Сотрудники Венского медицинского университета решили поискать такие вещества в подсолнечнике. Известно, что подсолнечниковые экстракты используются в народной медицине как противовоспалительное и обезболивающее средство, и задача была в том, чтобы найти в подсолнечнике конкретную молекулу с такими свойствами. Эта молекула – так называемый подсолнечниковый ингибитор трипсина-1 (SFTI-1, sunflower trypsin inhibitor-1), небольшой кольцевой пептид. SFTI-1 усовершенствовали, заменив часть его молекулы на динорфины – так называют природные опиоидные пептиды, которые синтезируются у нас в головном и спинном мозге (к тому же классу относятся более знаменитые эндорфины).

В статье в Journal of Medicinal Chemistry исследователи описывают эксперименты с девятнадцатью гибридными пептидами, сшитыми из подсолнухового SFTI-1 и динорфинов. Они оказались исключительно стабильными, исключительно эффективными и, что самое главное, действовали не в мозге, а на периферии, прямо в органах, которые нужно было обезболить. Здесь экспериментальные пептиды связываются с опиоидными каппа-рецепторами и подавляют болевой сигнал, идущий в мозг. Новые пептиды избавляли мышей от боли в животе, притом у животных не нарушалась координация движений и они не впадали в апатию и сонливость, как это бывает с обезболивающими, действующими через опиоидные рецепторы в мозге. Так что в перспективе пептиды на основе молекулы из подсолнечника могут стать обычным аптечным анальгетиком – если только успешно пройдут клинические испытания.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2267 : Июль 03, 2021, 10:15:48 »
Поляризованный свет привлек к воде зараженных волосатиками богомолов
https://nplus1.ru/news/2021/07/03/zombie-mantises
Цитировать
Паразитические личинки волосатиков заставляют своих хозяев – хищных наземных насекомых – стремиться к водоемам, так как взрослые особи этих червей обитают в воде. Ученые изучили поведение зараженных богомолов и обнаружили, что волосатики манипулируют восприятием света хозяина — насекомых к водоемам привлекает поляризованный свет, который отражается от поверхности воды. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Среди паразитов часто встречается способность к манипулированию поведением своих хозяев. К примеру, гриб кордицепс лишает хозяина — муравья-древоточца — обоняния и влияет на циркадные ритмы и передачу нейромедиаторов, в результате чего зараженное насекомое забирается на растение и вцепляется в него челюстями. После этого из тела муравья прорастает гриб и распространяет свои споры. Паразитический протист токсоплазма меняет поведение своих промежуточных хозяев — они становятся смелее и любопытнее, из-за чего чаще становятся жертвой кошачьих — окончательных хозяев паразита (1, 2, 3).

Манипулируют поведением хозяев и волосатики (Nematomorpha) — родственные нематодам черви с волосовидным телом, чьи личинки ведут паразитический образ жизни. Взрослые особи волосатиков — свободноживущие организмы, обитающие в водоемах. В упрощенном виде жизненный цикл волосатиков (4, 5) можно представить следующим образом. После спаривания самка откладывает яйца на водные растения. Из яйца через несколько дней выходит личинка, которая проникает в водную личинку насекомого (например, поденки), служащую паратеническим (транспортным) хозяином. После метаморфоза зараженное насекомое покидает водную среду.

На суше паратенического хозяина съедает хищное насекомое (богомол, кузнечик или жужелица), в чьем организме личинка волосатика и развивается. Перед завершением развития паразит начинает влиять на поведение хозяина — заставляет его стремиться к воде. В водоеме волосатик покидает хозяина через задний конец его тела (через кишку или покровы), после чего насекомое может выжить, если не утонет или не будет съедено. Такой жизненный цикл характерен для пресноводных волосатиков, которые составляют большинство видов. Однако есть несколько морских видов, чьи личинки паразитируют на ракообразных, например на раках-отшельниках.


Схема жизненного цикла волосатиков

Долгое время было неизвестно, каким образом волосатики заставляют наземных насекомых стремиться к воде. Сначала ученые предполагали, что паразиты вызывают у своих хозяев жажду. Затем было показано, что волосатики способствуют появлению у хозяев положительного фототаксиса — направленного движения к источнику света. Исследователи объяснили это тем, что водоемы отражают солнечный или лунный свет, который и привлекает насекомых.

Насоно Обаяси (Nasono Obayashi) из Университета Кобе и его коллеги из Японии и Тайваня посчитали, что фототаксиса недостаточно для привлечения насекомых к воде, так как в природе довольно много объектов, которые отражают свет, например, песок. Биологи предположили, что волосатики вызывают у зараженных насекомых положительный поляротаксис — движение по направлению к источнику поляризованного света, так как, отраженный от поверхности воды солнечный свет становится горизонтально поляризован.

Для подтверждения своей гипотезы исследователи решили изучить поведение богомола Hierodula patellifera, в котором паразитируют личинки волосатика Chordodes sp. Ученые собрали 59 зараженных и 44 незараженных особи богомолов в нескольких населенных пунктах японского острова Хонсю. Зараженных особей можно было определить по брюшку, из которого виднелся передний конец тела паразита. Незараженных особей после экспериментов вскрыли, чтобы подтвердить отсутствие волосатиков. При этом у некоторых особей обнаружили недавнее заражение, поэтому они были исключены из анализа.

Сначала ученые провели эксперимент в лаборатории: богомолов помещали в цилиндр, на одном из концов которого был источник поляризованного (горизонтально или вертикально), а на другом — неполяризованного света. Исследование проводили при четырех уровнях освещенности: 150 люксов (соответствует сумеркам), 2000 люксов (утро в пасмурную погоду), 6000 люксов (полдень в пасмурную погоду), 15000 люксов (солнечный день). Это было сделано для того, чтобы проверить, влияет ли освещенность на поведение богомола. Через 10 минут ученые фиксировали положение насекомого в цилиндре. Оказалось, что зараженные богомолы чаще, чем незараженные, выбирали источник поляризованного света (p = 0,005), причем именно с горизонтальной поляризацией. Такое поведение зараженные насекомые проявляли при освещенности 2000 и более люксов.

Затем ученые провели второй эксперимент. На сельскохозяйственной территории, принадлежащей Университету Кобе, исследователи сделали два бассейна: глубокий с темным дном и неглубокий со светлым. Первый отражал сильно поляризованный и тусклый свет, второй — слабо поляризованный, но яркий. Эксперимент проводился с 13 по 28 октября 2020 года — в это время волосатики в природе манипулируют своими хозяевами, чтобы попасть в водоем. Возле бассейнов биологи поставили саженцы дуба, на которые помещали богомолов, так как H. patellifera — древесный вид. Также ученые установили камеры, которые фиксировали поведение насекомых. В эксперименте участвовали 31 зараженная и 19 незараженных особей.

В результате 16 зараженных богомолов прыгнули в воду, в то время как среди незараженных такое поведение проявила только одна особь (р < 0,001). Среди этих 16 богомолов 14 особей выбрали глубокий бассейн (p = 0,0042). Также исследователи выяснили, что насекомые предпочитали прыгать в водоемы в полдень. Биологи провели дополнительный эксперимент в лаборатории, который показал, что зараженные богомолы были наиболее активны в полдень и полночь.

Ученые пришли к выводу, что волосатики вызывают у богомолов положительный поляротаксис, а также изменение в суточной активности, благодаря чему паразиты в итоге попадают в воду. Авторы работы отмечают, что теперь необходимо установить нейробиологические механизмы такого манипулятивного воздействия.

Многие виды членистоногих могут видеть поляризованный свет. Например, раки-богомолы воспринимают линейную и круговую поляризацию света, и постоянное вращение глаз помогает им в этой способности.
P.S. Читал где-то (сходу не смог ссылку отыскать), что микрофлора в нашем желудочно-кишечном тракте тоже может влиять: на настроение, на предпочтения и даже на появление желаний и, тем самым, в конечном итоге, влияет и на наше поведение.

Ссылки на информацию, о которой упоминается в заметке:

Постоянное вращение глаз помогает ракообразным видеть поляризованный свет
https://nplus1.ru/news/2016/07/13/polarotateye

Зомбирующие грибы лишили муравьев сна и обоняния
https://nplus1.ru/news/2020/06/09/cordiceps

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2268 : Июль 05, 2021, 14:33:28 »
Удачно заметка подвернулась (это я к предыдущему сообщению)...

Бактерии делают мышей общительными
https://www.nkj.ru/news/41706/
Цитировать
Уровень стрессовых гормонов и готовность к социальным контактам зависит от кишечной микрофлоры.

Есть много свидетельств тому, что кишечные бактерии влияют на мозг. Например, мы писали, что бактериальные препараты помогают справиться с послеродовой депрессией, что бактерии стимулируют появление новых нейронов в мозге мышей, что реакция маленьких детей на страшные вещи зависит от их микрофлоры. Но одно дело – увидеть связь между одним и другим, и совсем другое дело – понять, какой механизм тут работает.

Сотрудники Калифорнийского технологического института ставили эксперименты с мышами, которых лишали микрофлоры, а потом предлагали познакомиться друг с другом. Обычно мыши довольно любопытны, при встрече незнакомые мыши  обнюхиваются и начинают вместе возиться: залезают друг другу на голову и т. д. Но если у мышей не было микрофлоры (животных либо с рождения держали в стерильных условиях, чтобы у них в кишечнике никто не завёлся, либо изгоняли бактерий антибиотиками), то такие мыши избегали знакомств и вообще старались держаться поодаль от других.

Такую реакцию у безбактериальных мышей наблюдали и раньше, но теперь исследователи захотели выяснить, что происходит у них в мозге. В статье в Nature говорится, что у мышей без микрофлоры активно работали нейроны в тех отделах мозга, которые связаны с реакцией на стресс. Одновременно у мышей повышался уровень стрессового гормона кортикостерона, синтезирующегося в надпочечниках. Если синтез кортикостерона тем или иным способом подавляли, или блокировали в мозге рецепторы к нему, то общительность к мышам возвращалась.

Реакция надпочечников на стресс зависит от гипофиза и гипоталамуса (все вместе в входят в так называемую гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось). Гипоталамус даёт сигнал гипофизу, тот – надпочечникам, а уже стероидные гормоны надпочечников дают конкретные указания, что делать всему организму, и разным отделам мозга в том числе.

В гипоталамусе есть нейроны, синтезирующие кортиколиберин – гормон, который запускает всю цепочку сигналов. Если активность этих нейронов подавляли, то мыши без микрофлоры переставали сторониться других мышей. И наоборот, если активность нейронов с кортиколиберином стимулировали у обычных мышей, то они начинали избегать социальных контактов, несмотря на нормальную микрофлору.

То есть мыши без микрофлоры становятся необщительными потому, что у них в гипоталамусе повышается активность клеток, запускающих систему стрессовых гормонов – при стрессе общаться не слишком хочется, пусть даже этот стресс – ложный. Исследователям удалось также найти как минимум одну бактерию, Enterococcus faecalis, которая возвращала, так сказать, радость общения – когда её вводили безбактериальным мышам, те снова начинали интересоваться социальной жизнью, а уровень кортикостерона у них падал.

Проблемы с социализацией возникают у людей с разными психоневрологическими болезнями. Возможно, что у них можно с помощью бактериальных препаратов подействовать на гормоны и тем самым вернуть их к нормальной социальной жизни. В конце концов, мы уже как-то рассказывали, что симптомы аутизма у детей и подростков можно ослабить с помощью правильных микробов. Но у мышей и у людей состав микрофлоры отличается, и тут нужно ещё поработать, чтобы в точности узнать, от каких именно бактерий зависит наша реакция на других людей.
P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в заметке:

Микрофлора для мозга
https://www.nkj.ru/facts/28846/
Кишечные бактерии нужны мозгу.

Бактерии против депрессии
https://www.nkj.ru/facts/32381/
Пробиотики ослабляют послеродовую депрессию

Бактерии против аутизма
https://www.nkj.ru/news/34148/
Симптомы аутизма у детей и подростков можно ослабить с помощью правильных микробов.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2269 : Июль 11, 2021, 15:39:56 »
Почему каланы не мёрзнут в воде
https://www.nkj.ru/news/41774/
Цитировать
Мышцы каланов позволяют тратить много энергии на тепло.

Вода проводит тепло намного лучше, чем воздух. Поэтому морским теплокровным животным нужно всё время думать, как бы не замёрзнуть – особенно, если ты живёшь в северных морях или рядом с Антарктикой. С одной стороны, тут помогают большие размеры: чем ты крупнее, тем больше тепла сохранишь внутри себя. С другой стороны, у морских зверей есть мощная теплоизоляция – слои жира под кожей.

Но как в таком случае быть каланам? Это самые маленькие из морских млекопитающих (до 1,5 м в длину и массой до 39 кг), жировых запасов у них особо нет, а живут они в северной части Тихого океана, в не самых тёплых водах. У каланов довольно плотный мех, считается, что даже самый плотный среди зверей, но и он не может защитить от слишком больших теплопотерь в воде.

Конечно, есть ещё обмен веществ: можно сжигать побольше калорий, направляя их на обогрев. Действительно, метаболизм у каланов очень интенсивный для млекопитающих, они расходуют в три раза больше энергии, чем другие звери такого же размера (и поэтому должны много есть – масса еды, которую калан съедает за день, составляет 25% от массы тела). Но каков механизм интенсивного каланьего метаболизма?

Сотрудники Техасского университета A&M изучали образцы мышц каланов, взятые как у взрослых животных, так и у детёнышей. Исследователи оценивали, сколько кислорода поглощают мышцы каланов по сравнению с мышцами людей, ездовых собак и морских слонов. По расходу кислорода можно судить о том, как работают энергетические станции клетки – органеллы митохондрии.

Смысл всех энергетических реакций в том, чтобы перегруппировать протоны (ионы водорода) на мембране митохондрий. Получается что-то вроде плотины на реке: по одну сторону мембраны ионов становится много, а по другую – мало. И вот когда разница в протонах окажется достаточной, они начинают бежать обратно и одновременно запускают фермент, синтезирующий АТФ – главную энергетическую молекулу клетки (энергию из АТФ можно легко очень добыть обратно и израсходовать там, где требуется). Протоны работают, как вода в гидроэлектростанции, вращая турбину, которая даёт электрический ток.

Но бывает, что протоны в митохондриях работают вхолостую. Скопившись на одной стороне мембраны, они перетекают обратно в обход того фермента, который синтезирует АТФ. И в таких случаях их энергия уходит в тепло. Именно так каланы и согреваются. Скелетные мышцы занимают в теле зверей 40–50% массы тела, и если во всех мышцах идут такие тепловые утечки, этого достаточно, чтобы согреть всё тело. Притом, каланы не дрожат – их мышцы не сокращаются, они дают тепло в состоянии покоя.

Такой же механизм работает у очень мелких грызунов с чрезвычайно интенсивным обменом веществ. Однако в статье в Science говорится, что у каланов митохондриальная печка греет тело намного эффективнее. Исследователи полагают, что каланы как-то регулируют её работу, согреваясь тогда, когда нужно. Если бы так много энергии утекало в тепло у какого-нибудь другого зверя, это говорило бы о чрезвычайно неэффективном обмене веществ. Но у каланов энергетическая неэффективность превратилась в преимущество.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2270 : Июль 14, 2021, 05:05:19 »
Могли ли нейротрансмиттеры создать нервную систему в качестве эволюционного ответа на повреждение?
https://elementy.ru/novosti_nauki/433837/Mogli_li_neyrotransmittery_sozdat_nervnuyu_sistemu_v_kachestve_evolyutsionnogo_otveta_na_povrezhdenie
Цитировать
Сейчас о нейротрансмиттерах слышал каждый, кто хоть немного интересовался строением и работой человеческого организма. Удивительно, но всего несколько десятилетий назад эти вещества не слишком охотно обсуждали даже в научной среде: многие ученые полагали, что нейротрансмиттеры — всего лишь посредники, вспомогательные элементы в клеточных цепях передачи электрических сигналов, действующие только в специально отведенных местах — химических синапсах. Картина начала меняться в середине XX века, во многом благодаря исследованиям отечественных ученых: копились аргументы в пользу того, что спектр функций нейротрансмиттеров в живой природе гораздо шире (например, они были найдены у животных, не обладающих нервной системой). В 2020-х годах данных о трансмиттерах хватает, чтобы предположить: это они способствовали объединению клеток в системы управления, которые могут обеспечить животному сложное поведение даже в отсутствие каких-либо синапсов. Нейроны возникли, притом не менее трех раз, уже после появления таких систем, предположительно в качестве эволюционного ответа на повреждение организма. Не они создали нервные системы, а трансмиттеры.
Цитировать

Рис. 1. Основные события в эволюции нервных систем. Появление нервных систем показано разноцветными «кляксами». Нервные системы могут не иметь выраженного центра, а могут быть централизованными (CNS): в этом случае либо все скопления нервных клеток примерно равноправны, либо одно — мозг (brain) — выделяется среди прочих. Случаи независимой централизации указаны разноцветными звездочками. Рядом с различными ветвями филогенетического древа животных указано словами, какие клетки и специализированные структуры возникли у представителей каждой из этих ветвей. Там же отмечено, когда компоненты «классического» химического синапса млекопитающих, а также Hox-гены и ряд микроРНК начинают действовать в рамках нервной системы или других систем управления и когда какие вещества утрачивают свою роль в нервной системе либо утрачиваются/перестают экспрессироваться соответствующие им гены. Вещества, которые выступали переносчиками сигнала еще до появления многоклеточных, обведены красной рамкой. Изображение из обсуждаемой статьи в Philosophical Transactions of the Royal Society B
Цитировать
уже в 1950-х годах, как из рога изобилия, посыпались сообщения о все новых молекулах-нейротрансмиттерах: серотонине, гамма-аминомасляной кислоте и прочих. Зачем их столько?

Ответить на этот вопрос было легче тем, кто помнил: нервная система находится в живом организме, а значит, и развивалась она в соответствии со всеми закономерностями эволюции. Среди тех, кто не забыл биологический контекст, был нейрофизиолог Хачатур Седракович Коштоянц. Он предполагал, что нейроны «унаследовали» свои трансмиттеры от донервных систем регуляции жизнедеятельности. В пользу этого говорило и то, что ацетилхолин, норадреналин и прочие подобные вещества обнаруживали у самых разных организмов, в том числе таких, которые и нервной системой-то обладать не могли — например, у инфузорий.
Цитировать
Мысли Коштоянца развил его ученик Дмитрий Антонович Сахаров (Сухарев). В книге «Генеалогия нейронов» (1974) и множестве научных статей он выдвигает и обосновывает гипотезу, что разные нервные клетки в пределах одного организма произошли из разных предковых популяций, и это одна из причин колоссального многообразия нейротрансмиттеров. Более того — и это тоже идея Сахарова — обилие неодинаковых сигнальных молекул позволяет системам управления организмом на небольших расстояниях функционировать вообще без синапсов. Сигнализация в таком случае работает по принципу объемной передачи. Направленных потоков нейротрансмиттеров нет, каждая клетка, «обращаясь» к омывающему ее межклеточному «супу», реагирует на тот его компонент, к которому у нее есть рецепторы.
Цитировать
Мороз выдвигает предположение, что без нейротрансмиттеров не было бы нервных систем. Эти вещества — сотни их разновидностей — объединили разнородные популяции секреторных (выбрасывающих наружу различные вещества) клеток в системы управления поведением организма. Впрочем, в случае организмов без нервных систем и нейронов правильнее говорить просто «трансмиттеры», без «нейро-».

Пока не было нейронов, не было и синапсов, и передача сигнала осуществлялась объемно, в неспецифических участках контакта клеток. Сами же нейроны возникали из секреторных клеток минимум три раза независимо (рис. 2): у гребневиков, стрекающих и билатерий (двусторонне-симметричных животных). А уж централизация нервных систем происходила как минимум два десятка раз (рис. 1).
Цитировать

Рис. 2. Присутствие основных классов трансмиттеров у различных систематических групп животных. В центре неукорененного филогенетического древа — последний общий предок животных (см. Urmetazoan); нейронов у него не было. Около изображения типичного представителя каждой группы перечислены основные трансмиттеры, которые он использует, и показано, бывают ли у него быстрые электрические сигналы — натриевые потенциалы действия. Обозначения трансмиттеров: L-Glu — глутамат, GABA — гамма-аминомасляная кислота, ATP — аденозинтрифосфат, ACh — ацетилхолин, 5-HT — серотонин, DA — дофамин, NA — норадреналин, OA — октопамин, A — адреналин. Предполагаемые случаи возникновения нейронов отмечены многоугольниками, нейроноподобных клеток и ненервных систем управления — крестами. Также указан образ жизни этих организмов: гребневики, стрекающие и многие билатерии — хищники, губки — фильтраторы, а пластинчатые «пасутся», ползая по дну и подбирая микроорганизмы. Изображение из обсуждаемой статьи в Philosophical Transactions of the Royal Society B
Цитировать
Постоянные читатели «Элементов» помнят, что в предыдущих работах Мороз и коллеги предлагали версию, что нервные системы возникали независимо дважды. Что заставило исследователей изменить точку зрения? Они отвечают на этот вопрос так:

«Проанализировав геномы гребневиков, стрекающих и билатерий, мы выяснили, что гребневики имеют две нервные системы в мезоглее и эктодерме; стрекающие — тоже две, но в эктодерме и эндодерме; у билатерий — своя, более знакомая нам организация нервных систем. Одни и те же гены имеют очень большую дивергенцию и достаточно большую эволюционную дистанцию (между гребневиками, стрекающими и билатериями). Это навело нашу исследовательскую группу на мысль, что эти комплексы нервных систем у гребневиков, стрекающих и билатерий могли и могут эволюционировать независимо друг от друга. В свою очередь фенотипическая схожесть нейронов могла появиться под действием движущего отбора при одинаковых условиях окружающей среды с модификациями. То есть разные факторы среды при одинаковых факторах-инструментах метаболических путей создали то биоразнообразие, которые мы с вами наблюдаем сегодня.»
Цитировать
Получается, что первичные системы управления были похожи на эдакий Океан планеты Солярис из одноименного романа Станислава Лема: никаких специализированных клеточных элементов и тем более их скоплений, множество веществ, регулирующих работу организма. Современные существа, чье поведение контролирует система подобного устройства, — пластинчатые.
P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Растения, как и животные, используют глутамат для быстрой передачи сигналов по организму
https://elementy.ru/novosti_nauki/433332/Rasteniya_kak_i_zhivotnye_ispolzuyut_glutamat_dlya_bystroy_peredachi_signalov_po_organizmu

У пластинчатых обнаружили натриевые потенциалы действия
https://elementy.ru/novosti_nauki/433710/U_plastinchatykh_obnaruzhili_natrievye_potentsialy_deystviya

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2271 : Июль 14, 2021, 12:36:03 »
Многоклеточность за пятьсот поколений
https://www.nkj.ru/news/41784/
Цитировать
Зелёные водоросли ради собственного спасения всего за полгода научились жить вместе.

Одна из самых больших загадок в истории жизни на Земле – это появление многоклеточных организмов. С одной стороны, можно представить, как всё происходило: какой-то одноклеточный организм делился с образованием двух дочерних клеток, а потом оказалось, что дочерние клетки не разбегаются в стороны, а остаются вместе – так через несколько поколений образуется колония из генетически идентичных клеток. Но чтобы так произошло, клеткам должно быть выгоднее оставаться вместе, чем быть поодиночке. Должен быть какой-то фактор, из-за которого одиночные клетки плохо размножаются и быстро гибнут, а колонии с заявкой на многоклеточность, наоборот, процветают.

Всё это, может быть, легко придумать, но трудно проверить. Тем не менее, сотрудникам Констанцского университета вместе с коллегами из Института эволюционной биологии Общества Макса Планка удалось экспериментально показать, что такой вариант развития событий вполне возможен. Более того, по эволюционным меркам, как мы привыкли их себе представлять, тут нужно совсем немного времени.

Исследователи ставили опыты с одноклеточной Chlamydomonas reinhardtii, зелёной водорослью из порядка Хламидомонадовых. Среди них есть как одноклеточные формы, так и многоклеточные. Впрочем, по-настоящему многоклеточными их назвать нельзя – те хламидомонадовые, что кажутся многоклеточными, живут колониями или скоплениями, которые называются ценобиями: они не образуют единую систему, у них нет межклеточных связей и тем более дифференцировки клеток по функциям. Тем не менее, всё же их что-то заставило перейти к коллективной жизни, и Chlamydomonas reinhardtii для экспериментов выбрали потому, что у неё есть такие «многоклеточные» родственники и  её наверняка можно как-то склонить к такому же образу жизни.

Хламидомонады выращивали в лаборатории вместе с коловратками – крохотными животными, которые питались водорослями. Одноклеточные водоросли ничего противопоставить коловраткам не могли. Зато те хламидомонады, которые после размножения не разбегались и оставались в виде слипшейся многоклеточной колонии, могли уже не беспокоиться – в глотку коловраткам они просто не пролезали.

Соответственно, коловратки оказались тем фактором, который склонял водоросли к многоклеточности: с каждым поколением у них появлялись мутации, из-за которых хламидомонады после деления оставались слипшимися вместе. Если коловраток вокруг водорослей не было, то колонии среди них появлялись не слишком часто, и никакого преимущества перед одноклеточными водорослями у них не было. С коловратками же водоросли всё чаще и чаще начинили образовывать колонии – просто потому, что у тех, кто это умеет, было больше шансов выжить.

На то, чтобы научиться многоклеточности, водорослям понадобилось всего 500 поколений и полгода времени. Причём, эволюция в данном случае шла по одному пути: у разных линий хламидомонад, которые жили отдельно друг от друга, возникали примерно одни и те же «колониальные» мутации. Повторим, что это пока ещё не настоящая многоклеточность: у хламидомонад в колонии нет разделения труда и связи между ними довольно слабы. Но если совместная жизнь по-прежнему будет для них выгодна, они начнут её улучшать – и теперь уже в разных колониях начнут появляться мутации, которые помогают клеткам специализироваться и тем самым лучше выживать. Результаты исследований опубликованы в Nature Communications.

Можно представить и другой способ формирования многоклеточного организма: например, когда колонию образуют посторонние клетки, собравшиеся вместе при определённых условиях среды. Так поступают, например, знаменитые амебоподобные слизевики Dictyostelium discoideum, живущие в почве и питающиеся почвенными бактериями. Когда пищи много, слизевики живут порознь, но когда ее становится мало, сползаются вместе, становясь похожими на небольшого слизня (откуда и название).

В таком виде колония начинает двигаться к теплу и свету, и, найдя подходящее место, формирует плодовое тело. При этом часть клеток превращаются в стебелек, подпорку, на вершине которого оставшиеся клетки формируют споры – ветер перенесет их туда, где условия жизни могут быть получше. То есть те, кому посчастливилось попасть в споры, выживают за счет тех, которые образовали ножку плодового тела.

Но здесь возникают трудности, связанные с тем, что сложную дифференцированную колонию образуют клетки, которые генетически более или менее разнородны, это не потомки одного общего предка. А разные гены с биологической точки зрения означают разные интересы, и поэтому в колонии могут появиться настоящие жулики, пытающиеся обеспечить себе потомство за счёт других.
P.S. Ссылка в дополнение:

Одноклеточный альтруизм с экономическим лицом
https://www.nkj.ru/news/33776/
Одноклеточные слизевики готовы жертвовать собой в том случае, если их жертва оправдана с генетической точки зрения.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2272 : Июль 15, 2021, 14:27:10 »
Почему наши органы не рассыпаются на части
https://www.nkj.ru/news/41785/
Цитировать
Умирающие клетки на время запрещают умирать своим соседям – благодаря этому ткани и органы сохраняют целостность.

Что странного в том, что органы и ткани не распадаются на куски – ведь их клетки соединены между собой и с межклеточным веществом специальными молекулярными креплениями? Но клетки стареют, выходят из строя и умирают. Умирающих клеток может быть не десяток, и не сотня, и даже не тысяча: например, в кишечнике в день погибают более десяти миллиардов клеток кишечного эпителия. Конечно, на смену им приходят новые, родившиеся от стволовых клеток. Но представим себе эти десять миллиардов – как получается, что в кишечном эпителии не возникают дыры?

Сотрудники Института Пастера пишут в Developmental Cell, что тут всё дело в том, как именно гибнут клетки. Исследователи экспериментировали с эпителиальными клетками дрозофилы, и обнаружили, что у соседей умирающей клетки на некоторое время активируется сигнальный путь ERK. Любой сигнальный путь представляет собой цепочку рецепторов и ферментов, которые принимают сигналы из внешней среды и передают тем или иным получателям внутри клетки.

Сигнальный путь ERK назван так по центральному ферменту, киназе ERK – extracellular signal-regulated kinase, или киназа, регулируемая внеклеточными сигналами. Киназами называют ферменты, прикрепляющие остатки фосфорной кислоты к другим белкам и тем самым меняющим их активность. Сигнал по ERK-пути доходит до клеточного ядра, в котором активирует гены выживания. Умирающая клетка заставляет соседей жить – может, они бы и умерли вслед за ней, но включившийся сигнальный путь ERK им этого не позволяет.

Иными словами, в эпителии клетки не могут погибнуть сразу большой группой, вместе с соседями и соседями соседей. Вокруг отмершей клетки всегда будут выжившие, и благодаря им ткань сохраняет целостность. Если же отключить сигнальный путь ERK, то клетки начнут гибнуть вместе с соседями – это будет происходить не всегда, но довольно часто, причём настолько часто, что эпителий действительно начнёт расползаться.

Работает ли такой механизм и в человеческих тканях тоже? Исследователи из Бернского университета в другой статье, также опубликованной в Developmental Cell, пишут, что в человеческих эпителиальных клетках происходит то же самое: сигнальный путь ERK не даёт им погибать монолитными кучами. То есть, механизм, который упорядочивает гибель вышедших из строя клеток, на самом деле очень древний, коль скоро он работает у таких далёких видов, как муха и человек. С другой стороны, животные ещё на заре своей эволюции должны были задуматься, как поддерживать целостность собственных тканей при постоянном отмирании и обновлении клеток; сигнальный путь ERK, по-видимому, оказался здесь исключительно удачным инструментом.
P.S. "Должны были задуматься" - неудачный оборот...

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2273 : Июль 16, 2021, 12:05:27 »
Высокоранговые пятнистые гиены передали социальные связи по наследству
https://nplus1.ru/news/2021/07/16/crocuta-crocuta
Цитировать
Социальные связи у пятнистых гиен передаются по наследству, от матери к ее детенышам. К такому выводу пришли зоологи, проанализировав данные о взаимоотношениях внутри клана этих хищников за двадцатисемилетний период. При этом, как отмечается в статье для журнала Science, чем выше гиена находится в иерархии, тем более точным будет это наследование. Вероятно, причина в том, что детеныши высокоранговых самок получают выгоду, пользуясь контактами матери, чего нельзя сказать об отпрысках низкоранговых самок.

Представители некоторых видов животных передают свои социальные связи по наследству. Например, у макаков-резусов (Macaca mulatta) и саванных слонов (Loxodonta africana) матери и их потомство сходным образом взаимодействуют с сородичами. Судя по всему, молодые особи наследуют социальные связи родителей не генетически, а за счет того, что копируют особенности их поведения. Предполагается, что данный механизм может быть широко распространенным способом поддерживать структуру сообщества.

Команда зоологов под руководством Амияла Илани (Amiyaal Ilany) из Бар-Иланского университета решила выяснить, наследуется ли социальные связи у пятнистых гиен (Crocuta crocuta). Эти крупные африканские хищники формируют группы (так называемые кланы), в которых доминируют самки. Каждый такой клан можно разделить на несколько неродственных друг другу линий, включающих самку и несколько поколений ее потомков женского пола. Кроме того, в группах гиен живут низкостатусные самцы, молодые и пришлые взрослые.

Предыдущие наблюдения показали, что самки гиен передают потомству свой статус в иерархии. Чтобы выяснить, верно ли это для социальных связей, Илани и его коллеги обратились к данным о поведении пятнистых гиен из одного клана, собранным в течение 27 лет. Исследователей интересовало, как часто отдельные особи проводят время с другими членами группы. Для этого они вычислили годичные индексы ассоциации — то есть подсчитали, сколько раз двух гиен видели рядом друг с другом в течение года, а затем поделили полученную цифру на общее количество наблюдений за каждой из них в течение этого же времени. В результате, изучив почти 74 000 взаимодействий между гиенами, авторы получили количественную оценку, описывающую взаимоотношения каждой особи со всеми остальными членами клана.

Затем исследователи сравнили индексы ассоциации разных особей. Они ожидали, что если социальные связи гиен действительно передаются по наследству, то в течение одного года матери и их потомство будут взаимодействовать с конкретными сородичами примерно одинаковое число раз. Эта догадка оказалась верной: расчеты показали, что значения индексов ассоциации самок и их потомков коррелируют между собой (для других пар гиен эта корреляция оказалась намного более слабой). Взаимоотношения гиен с определенными сородичами зависят от того, насколько тесно с этими сородичами общается их мать. Более того, социальные связи самки-гиены в период, когда ее детеныши еще находятся в норе, позволяют предсказать частоту их контактов с другими особями в следующем году. Дополнительное моделирование подтвердило, что социальные связи у гиен действительно наследуются.

Илани и его соавторы выяснили, что социальные связи самок гиен остаются такими же, как у их матерей, в течение первых шести лет жизни. Для самцов эта цифра оказалась ниже — всего четыре года (вероятно, из-за того, что перед тем как покинуть клан и примкнуть к новому, самец постепенно сокращает взаимодействие с сородичами). Таким образом, социальный статус гиены-самки продолжает влиять на взаимодействие ее детенышей с сородичами даже после того, как те вырастут и отдалятся от матери.

Интересно, что между высокоранговыми самками и их потомством сходство социальных связей выше, чем между низкоранговыми самками и их потомством. Возможно, это связано с тем, что детеныши особей с низким статусом получают незначительную выгоду от унаследованных от матери социальных связей и поэтому пытаются выстроить новые и, как показал анализ, более крепкие. Кроме того, они ограничены в выборе контактов по сравнению с потомками высокоранговых самок.

На последнем этапе Илани с коллегами оценили, как передача статуса от матери к потомству влияет на выживаемость гиен. Расчеты показали, что если детеныш альфа-самки унаследует все социальные связи матери, его жизнь будет на 3070 дней длиннее, чем если бы такого наследования не произошло вовсе. Однако отпрыск самки, находящейся в самой нижней части иерархии, напротив, проживет на 867 дней дольше, если не унаследует никаких социальных связей матери. Авторы, впрочем, полагают, что между социальным наследованием и продолжительностью жизни нет причинно-следственной связи: скорее, оба этих показателя зависят от того, сколько времени детеныш проводит с матерью в первый год жизни. В то же время самки, потомство которых унаследовало от них социальные связи, с более высокой вероятностью выживают в течение следующего года. По мнению исследователей, эта закономерность связана с тем, что чем лучше физическое состояние матери, тем больше времени она проводит с детенышами — и тем точнее они копируют ее социальные связи.

В целом результаты исследования подтверждают идею о наследовании социальных связей как важном механизме, который поддерживает стабильные группы животных, заключают авторы.

Ранее мы рассказывали о том, что детеныши пятнистых гиен, зараженные токсоплазмой, проявляют более рискованное поведение. Они близко подходят ко львам и чаще становятся их жертвой.
P.S. Получается, что и в человеческих сообществах наследование власти, социального статуса и пр., имеет отчасти биологические корни...

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2274 : Июль 16, 2021, 17:23:06 »
Ученые выяснили, как слизевик без мозга может ориентироваться в окружающей среде и принимать решения
https://www.popmech.ru/science/news-722933-uchenye-vyyasnili-kak-slizevik-bez-mozga-mozhet-orientirovatsya-v-okruzhayushchey-srede-i-prinimat-resheniya/?from=main_1
Цитировать
Оказывается, отсутствие мозга мешает ориентироваться в пространстве не всем существам. Ученые обнаружили, что безмозглая слизистая плесень под названием Physarum polycephalum способна выполнять вычисления относительно окружающей среды и принимать важные решения о том, в каком направлении двигаться.

Слизевик использует «механочувствительность», чтобы реагировать на форму, размер и массу других объектов и перемещаться по окружающей среде.

Physarum polycephalum – любопытное существо. Фактически, оно не является ни плесенью, ни животным, ни растением. Это объединение отдельных эукариотических клеток, которые связаны вместе внутри единой мембран, и живут внутри общей цитоплазмы.

Ранее ученые выяснили, что Physarum polycephalum способен находить путь к еде в центре лабиринта, улавливая химические сигналы, чтобы определить местонахождение награды. Теперь исследователи решили выяснить, может ли слизевик принимать решения в отсутствие таких сигналов.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Advanced Materials, ученые поместили слизевика в чашку Петри, содержащую агаровый гель. С одной стороны чашки размещался один небольшой стеклянный диск. С противоположной стороны – три стеклянных диска, расположенных в ряд. Чашу поставили в темную комнату.

Первый 12 часов Physarum polycephalum тянулся равномерно во всех направлениях. Затем, к 24-часовой отметке, 70% образцов выросли в сторону трех дисков.

Исследователи выдвинули гипотезу о том, что слизь способна обнаруживать искажения в агаровом геле, производимом этими дисками, и двигаются к областям с более сильными искажениями в надежде обнаружить более крупный кусок пищи. Однако, когда эксперимент повторили, на этот раз с участием трех дисков, установленных друг на друга с одного конца и одного диска с другого, слизевик больше не отдавал предпочтение более тяжелому объекту и двигался в обе области примерно с одинаковой частотой.

Второй эксперимент показал, что организм не использует только массу, чтобы оценить, в какую сторону двигаться, но принимает во внимание больше факторов. Для дальнейшего понимания ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы проанализировать степень нагрузки, оказываемой на агаровый гель при каждом расположении дисков.

При размещении рядом друг с другом на упругом агаровом геле три диска деформировали гель иначе, чем при размещении стопкой. Science Alert сравнивает это с тремя гирями, помещенными рядом друг с другом на батуте. Так они вызывают иную деформацию батута, чем гири, сложенные в стопку.

«Представьте, что вы едете по шоссе ночью и ищете город, в котором можно остановиться. Вы видите два разных расположения света на горизонте: одну яркую точку и группу менее ярких точек. Хотя одна точка ярче, группа точек освещает более широкую область, которая с большей вероятностью указывает на город, и вы направляетесь туда», – поясняют исследователи.

У Physarum polycephalum нет нервной системы, поэтому ученые задались вопросом, как слизь улавливает эту картину деформации. Исследователи выяснили, что это связано с движением организма и внутренней связью.

У других организмов, в том числе млекопитающих, в клеточных мембранах есть молекулы, называемые белками TRP, которые могут обнаруживать растяжение. Чтобы определить, использует ли Physarum тот же механизм для навигации, исследователи применили вещество, блокирующее TRP-каналы. В итоге слизь утратила способность различать различные конфигурации дисков.

«Наше открытие использования этой слизистой плесени биомеханики для исследования окружающей среды и реакции на нее подчеркивает, насколько рано эта способность появилась у живых организмов», – пишут ученые.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2275 : Июль 16, 2021, 18:17:17 »
Скакунчики узнали пауков в движущихся силуэтах из точек
https://nplus1.ru/news/2021/07/16/menemerus-semilimbatus
Цитировать
Скакунчики узнают в определенных объектах беспозвоночных животных, основываясь на особенностях их движений. К такому выводу пришли американские и немецкие зоологи, проведя ряд экспериментов с представителями вида Menemerus semilimbatus. Оказалось, что, если показать скакунчику видеозапись, на которой силуэт движущегося паука преобразован в набор точек, соответствующих его конечностям, он определит его как животное. Правда, нереалистично движущиеся наборы точек привлекли большее внимание подопытных особей. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала PLoS Biology.

В большинстве случаев животные, в том числе люди, с легкостью определяют, является ли тот или иной объект другим животным. Это позволяет им вовремя замечать сородичей, хищников или потенциальную добычу. Специалисты предполагают, что данный навык основан на распознавании движений. Дело в том, что по крайней мере у позвоночных части тела движутся друг относительно друга в соответствии с определенной схемой (например, расстояние между одними суставами при движении меняется, а между другими нет). Если перемещающийся объект соответствует ей, мозг считает его человеком или животным. Так, люди в экспериментах способны правильно распознавать на видеозаписи движущийся человеческий силуэт, который представлен всего одиннадцатью точками, соответствующими основным суставам. Похожие навыки характерны и для многих других позвоночных. Судя по тому, что их выявляют даже у молодых особей, они являются врожденными.

Тела членистоногих, покрытые жестким экзоскелетом, также перемещаются в соответствии с определенным шаблоном. Умение распознавать его была бы очень выгодным для беспозвоночных животных. Однако до сих пор оставалось неясным, способны ли они на это.

Разобраться в данном вопросе решила команда зоологов под руководством Массимо де Агро (Massimo De Agrò) из Гарвардского университета. Исследователи сосредоточили внимание на пауках-скакунчиках (Salticidae), в жизни которых зрение играет очень важную роль. У этих беспозвоночных восемь глаз, выполняющих разные функции. Пара так называемых первичных глаз, самых крупных и направленных вперед, обладает самым острым зрением, однако угол обзора у нее невелик: менее пяти градусов. Поэтому для постоянного мониторинга обстановки вокруг себя скакунчики используют три пары вторичных глаз, которые расположены по бокам головогруди. Когда в поле зрения этих глаз попадает движущийся объект, паук резко поворачивается к нему всем телом, чтобы получше рассмотреть первичными глазами. Это движение такое быстрое, что специалисты сравнивают его с саккадами — непроизвольными движениями глаз человека и многих других животных.

Из предыдущих исследований де Агро и его коллегам было известно, что скакунчики поворачиваются не на любое движение. Чтобы выяснить, какие критерии влияют на реакцию этих пауков, они взяли 60 скакунчиков Menemerus semilimbatus и провели с ними ряд экспериментов. Подопытных особей подвешивали над подвижной сферой так, чтобы их ноги прикасались к ней. Затем на мониторе компьютера им демонстрировали перемещающиеся объекты пяти типов. Движения каждого из них были основаны на видеозаписи движений другого скакунчика, Salticus scenicus. Для эксперимента силуэт паука с видео преобразовали в набор из множества движущихся точек, соответствующих его конечностям. Точки, из которых состояли объекты первого типа, сохранили те же траектории и взаимное расположение, что и на оригинальной записи. В объектах второго типа траектории точек сохранились, но изменилось их положение, а в объектах третьего типа точки двигались случайным образом. При создании объектов четвертого типа исследователи соединили точки в единый силуэт и добавили условное изображение тела паука, а пятый тип объектов представлял собой обычный эллипс.

Каждый скакунчик прошел по четыре испытания, в ходе которых ему одновременно демонстрировали по два движущихся объекта разного типа. Они появлялись с правого и левого края экрана, двигались с остановками в сторону центра, а затем встречались здесь и исчезали — причем на протяжении одного теста данная запись повторялась десять раз подряд (изначальное расположение объектов при этом меняли местами). Поскольку головогрудь пауков была зафиксирована, они не могли повернуться к заинтересовавшему их стимулу — однако вращали лапками сферу в определенном направлении. Это позволило де Арго и его соавторам зафиксировать, какие объекты вызывают у скакунчиков наибольший интерес.

Анализ собранных данных показал, что эллипсы интересуют скакунчиков сильнее, чем силуэты (p<0,0001), а объекты третьего типа (со случайно движущимися точками) — сильнее объектов второго типа (тех, у которых траектория точек сохранена) (p=0,0001). Кроме того, пауки чаще пытались повернуться к объектам третьего типа, чем к объектам первого типа (то есть повторяющим движения оригинала) (p<0,0006). Объекты первого и второго типа вызвали у подопытных особей примерно одинаковый интерес, что совпадает с результатами аналогичных тестов у позвоночных.

По мнению де Агро и его коллег, результаты исследования свидетельствуют, что скакунчики умеют различать объекты, движения которых напоминают других пауков, основываясь на схеме их движения. Правда, такие объекты вызывают у них меньший интерес, чем те, что движутся нереалистично. Такое предпочтение оказалось для авторов неожиданным: они предполагали, что пауки будут чаще поворачиваться к тем стимулам, что сильнее напоминают настоящих членистоногих. Возможно, скакунчики обрабатывают информацию об узнаваемо движущихся объектах с помощью отделов мозга, связанных со вторичными глазами, так что им необязательно смотреть на них первичными. А вот незнакомые стимулы так не распознать — и чтобы понять, что они собой представляют, пауки должны рассмотреть их повнимательнее с помощью крупных первичных глаз.

Таким образом, способность распознавать животных, основываясь на особенностях их движения, встречается не только у позвоночных, но и у по крайней мере некоторых беспозвоночных (по мнению де Агро и его коллег, помимо паукообразных, она также может быть характерна для насекомых и моллюсков). Возможно, данный навык был унаследован представителями этих групп от общего предка — хотя вероятнее, что он неоднократно и независимо возникал в процессе конвергентной эволюции.

Ранее мы рассказывали о том, как зоологи покрасили скакунчиков Habronattus pyrrithrix косметикой. Это позволило опровергнуть популярную идею, согласно которой контрастная расцветка самцов этого вида помогает им отпугивать хищников.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2276 : Июль 23, 2021, 16:36:12 »
Люди выживают без жизненно важного гена
https://www.nkj.ru/news/41824/
Цитировать
В отличие от мышей, люди способны жить без одного из мусороуборочных генов, хотя жизнь их всё равно будет полна проблем.

Ген ATG7 жизненно необходим – если сломается, если он перестанет работать, организм умрёт, едва родившись. Но это только если речь идёт о мышах. В недавней статье в The New England Journal of Medicine говорится, что люди без гена ATG7 вполне себе живут, хотя и страдают от разных заболеваний.

Аббревиатура ATG7 означает autophagy related 7, то есть «ген, имеющий отношение к аутофагии – 7». Аутофагия – чрезвычайно важный процесс переработки ненужных внутриклеточных органелл, молекулярных комплексов и просто отдельных молекул. Мы подробно рассказывали об аутофагии в связи с Нобелевской премией, которую дали в 2016 году за расшифровку её механизма.

Вкратце там происходит следующее: в клетке появляется мембранный пузырёк, который ловит в себя внутриклеточные структуры, вышедшие из строя или просто ставшие ненужными. Образуется аутофагосома, в которой всё это ненужное и испорченное переваривается, расщепляется на составные части – и клетка получает энергию и строительные материалы для того, чтобы сделать новые молекулы и органеллы. Без аутофагии клетка, скорее всего, погибнет из-за накопившегося мусора и из-за испорченных органелл, которые работают неправильно и пользы уже не приносят, только вредят.

ATG7 нужен как раз для правильного формирования пузырьков-аутофагосом. Если его отключить, то, как было сказано, аутофагия прекращается, и организм долго не живёт – новорождённые мыши без ATG7 погибают в течение дня: аутофагия особенно важна, когда органы и ткани только развиваются. Однако авторы статьи обнаружили несколько лет назад семью с двумя детьми, у которых ген ATG7 вообще не работал, а дети, между тем, были живы, хотя мозг их сформировался с аномалиями, они плохо контролировали движения тела и у них были проблемы с обучением. Затем исследователи обнаружили ещё несколько человек, у которых ATG7 был в той или иной степени повреждён и у которых были более или менее тяжёлые неврологические симптомы.

Когда присмотрелись к клеткам таких людей, оказалось, что аутофагия у них всё-таки идёт, хотя и не с такой интенсивностью, как должно быть в норме, с неиспорченным ATG7. Более того, тяжелее всего на нервной системе отражались не слишком значительные повреждения гена ATG7. Если же ATG7 был повреждён сильно, то клинические симптомы почему-то были мягче. Очевидно, в клетках человека есть страховочные системы, которые позволяют выжить при неработающем ATG7, поддерживая аутофагию на каком-то минимальном уровне.

И другой важный вывод, который тут можно сделать – это что у мышей такой страховочной системы нет. Для мышей мутации в ATG7 – действительно вопрос жизни и смерти, в намного большей степени, чем для человека, потому что люди без ATG7, хоть и с болезнями, но выживают.

Перед нами очень наглядный пример того, что результаты экспериментов, полученные на животных, нужно с осторожностью распространять на людей, даже если речь идёт о таких универсальных и жизненно важных биологических процессах, как аутофагия. Здесь, кстати, можно вспомнить одно исследование, когда удалось выяснить, что отсутствие многих генов, считающихся важными, вообще не сказывается на здоровье – возможно, многие из этих генов жизненно важны для мышей и крыс, но не для людей.
P.S. Несколько ссылок в дополнение:

https://paleoforum.ru/index.php/topic,2220.msg250662.html#msg250662
(про аутофагию немного, есть схема с пояснениями)

Как важные гены оказались неважными
https://www.nkj.ru/news/28358/
Отсутствие многих генов, считающихся важными, не сказывается на здоровье.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2277 : Июль 23, 2021, 19:54:26 »
Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 205: собаки распознают и смысл, и интонацию сказанного
http://neuronovosti.ru/naturesci205-gavgav/
Цитировать
Любая устная речь содержит два источника информации: собственно слова и то, что говорящий вкладывает в интонацию. Эти два смысла распознаются разными частями мозга: смысл слов расшифровывает левое полушарие мозга, тогда как интонацию расшифровывает правое полушарие. Как работают эти две системы расшифровки информации: вместе или независимо? Есть ли у животных способность распознавать смысл слова и интонацию?  Один из способов ответить на эти вопросы – это сравнительные исследования, как работает мозг у собак. Именно это однажды сделала венгерская группа под руководством Адама Миклоши и опубликовала в журнале Science.

При помощи фМРТ исследователи проследили, какие зоны активируются в мозге собак, когда они слышали четыре различные предложения: слова похвалы с интонацией одобрения, слова похвалы, сказанные с нейтральной интонацией, нейтральные предложения, сказанные с хвалебной интонацией и нейтральные предложения, сказанные с нейтральной интонацией. Предложения зачитывались на венгерском, голосом кинолога, хорошо знакомым всем собакам, участвующим в эксперименте.

Исследователи обнаружили, что левое полушарие у собак было ответственно за распознавание знакомых слов (узнавались слова похвалы, но не незнакомые предложения), при этом распознавание слов происходило вне зависимости от интонации сказанного. Правое полушарие необходимо было, чтобы различать разные интонации вне зависимости от смысла слов. Интересно, что, для того, чтобы активировалась зона мозга, ответственная за удовольствия у собак (reward zone), предложение должно содержать и слова похвалы, и правильную интонацию. Если перефразировать: ваша собака понимает вас вне зависимости от вашей интонации, но начинает ожидать награды, только когда похвала сказана с эмоциями.

Какие важные выводы из этого можно сделать? Мозг собаки, как и человека, имеет способность различать как лексического смысла сказанного, так и смысл, заложенный в интонации. Получается, сам факт изобретения языка, сложной системы для общения и передачи информации, а не особые способности мозга для переработки этой информации, делает человека уникальным.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2278 : Июль 23, 2021, 19:56:57 »
Ученые обратили вспять возрастную потерю памяти у мышей
https://www.popmech.ru/science/news-725913-uchenye-obratili-vspyat-vozrastnuyu-poteryu-pamyati-u-myshey/?from=main_middle
Цитировать
Английские ученые успешно вернули память пожилым мышам за счет введения в их организм вирусов, восстанавливающих нейропластичность мозга. Это открытие может стать первым этапом в разработке методов лечения возрастной потери памяти. Пока что метод опробован на мышах, но ученые уверены, что он будет эффективным и при тестах на людях.

На способность мозга учиться, адаптироваться и создавать воспоминания влияют перинейрональные сети. Это такие хрящевидные структуры, которые контролируют уровень пластичности мозга. Сети содержат соединения, известные как хондроитинсульфаты. Некоторые из них способствуют нейропластичности, другие — подавляют ее. Когда мы стареем, баланс этих соединений меняется, поэтому наша способность к обучению и формированию новых воспоминаний снижается. Из-за этого с возрастом память становится хуже.

Исследователи из Кембриджского университета и Университета Лидса (Великобритания) решили узнать, может ли изменение состава хондроитинсульфатов в перинейрональных сетях восстановить нейропластичность и повлиять на возрастную потерю памяти.

Чтобы сделать это, команда исследовала полуторагодовалых мышей — в этом возрасте они считаются пожилыми. У них наблюдалось заметное ухудшение памяти по сравнению с молодыми шестимесячными мышами.

Ученые ввели пожилым животным вирус, который восстанавливает количество хондроитинсульфатов, повышающих нейропластичность. Последующие тесты показали, что это полностью восстановило их память до уровня молодых мышей.

Сейчас исследователи выясняют, может ли этот способ облегчить потерю памяти при болезни Альцгеймера.

Оффлайн АrefievPV

  • Участник форума
  • Сообщений: 592
Re: Интересные новости и комментарии
« Ответ #2279 : Июль 26, 2021, 13:31:53 »
Меня не провести! Оказалось, собаки знают, когда мы обманываем их
https://www.popmech.ru/science/news-726163-menya-ne-provesti-okazalos-sobaki-znayut-kogda-my-obmanyvaem-ih/?from=main_3
Цитировать
Забавно, но очень часто, пытаясь обманом куда-то заманить собаку или заставить ее что-то сделать, пес быстро понимает, что происходит и отказывается слушаться. Как показало последнее исследование, псы игнорируют предложения людей, которые лгут. Удивительно, что такой способностью собаки обладают с раннего возраста.

Исследования показали, что собаки предпочитают рассчитывать на собственные знания, и их сложнее провести, чем ребенка человека.

Людвиг Хубер из Венского университета в Австрии и его коллеги обучили 260 собак различных пород находить спрятанную пищу в одной из двух мисок. Животные были обучены следовать совету человека, которого они никогда не встречали ранее. В рамках экспериментов собаки быстро начали доверять человеку, так как он всегда указывал им на верную миску с едой.

Как только это доверие было установлено, команда заставила собак наблюдать, как другой человек переносит еду из первой миски во вторую. Знакомый же человек либо находился в комнате и также был свидетелем перемещения еды, либо отсутствовал и не знал, куда отнесли еду. Однако в дальнейшем он в любом случае  указывал собакам на пустую миску.

Ранее аналогичные эксперименты проводились с детьми в возрасте до пяти лет, макаками и шимпанзе. Если знакомый человек, которому доверяли участники, отсутствовал во время перемещения лакомства и дети, и шимпанзе, и макаки, как правило, игнорировали его. Однако, если он был свидетелем замены мисок, но все же рекомендовал пустую, приматы и дети с большей вероятностью доверяли ему, даже если сами видели, что миски были заменены. Хубер отмечает, что это говорит о том, что и приматы, и люди склонны больше доверять своему «сообщнику», чем себе.

Но собаки оказались не такими доверчивыми! К большому удивлению исследователей, половина собак последовала вводящему в заблуждение совету человека, если он не был свидетелем перемещения мисок, но около двух третей псов проигнорировали указания человека, который находился в комнате во время замены мисок.

Авторы работы говорят, что их исследование напоминает о том, что собаки очень внимательные существа, которые улавливают социальные сигналы и постоянно учатся. Вероятно, что желание некоторых собак следовать не собственным убеждениям, а советам человека, продиктовано именно желанием быть частью группы.