Интересные новости и комментарии

Автор Дж. Тайсаев, января 15, 2009, 02:31:37

« назад - далее »

Маikov

Цитата: Alexeyy от октября 14, 2022, 20:51:21Эта тема - только исследуется: вряд ли Майков (и любой другой) может по этому поводу что-то так детально сказать.
Нет, с этим как раз всё понятно. Исследование конкретики не мешают тому, что в целом всё ясно. И Василию Андреевичу, и Игорю Антонову всё это тоже неоднократно объяснялось. Не понимают. Учитывая, что это всё знания общепринятые, то столь высокая степень их непонимания говорит минимум о том, что начинать надо с самого простого, а также, что новые объяснения возможны только в том случае, если собеседник продемонстрирует стремление понять, что ему говорят, и общую адекватность. Последнее означает ответы на мои вопросы, и не потоком сознания, а по существу. Последнего Василий Андреевич определённо не продемонстрировал. Как не демонстрировал, так и не демонстрирует.

Попробуйте пьяному что-нибудь сложное объяснить. Он просто не сможет сконцентрироваться, не сможет выйти за рамки сиюминутного, посмотреть в целом - но именно этого требует представление о мышлении, гомеостазе, самоорганизации. А если у пьяного есть ещё и какие-то свои любимые идеи, то пиши пропало, они будут везде. И к месту и не к месту. Вот так и тут что-то подобное. Поэтому только время терять. 

василий андреевич

Цитата: Маikov от октября 25, 2022, 05:53:00Поэтому только время терять.
Ну и зачем Вы на этот пост время потратили?
  "Дурак спросил и озадачил мудреца..."

АrefievPV

У черепах нашли многоголосие
https://www.nkj.ru/news/46600/
ЦитироватьКроме нескольких десятков видов черепах, вокальные умения нашли у двоякодышащих рыб – а это значит, что голос появился у позвоночных едва ли не до того, как они вышли на сушу.

Строго говоря, о том, что некоторые черепахи могут издавать звуки, было известно и раньше, но считалось, что голос есть всего у трёх видов. Сотрудники Цюрихского университета повнимательнее прислушались к черепахам и выяснили, что их вокальные способности до сих пор сильно недооценивали – исследователи насчитали полсотни видов «поющих» черепах.

Разумеется, речь идёт не о сложных песнях, как у птиц – черепах щёлкают, цыкают, скрипят и т. д. Но даже с такими звуками у некоторых черепах поразительно богатый репертуар. Например, у южноамериканской килевой черепахи есть более тридцати звуковых сигналов: молодые особи по-особому пищат, взрослые самцы, когда ухаживают за самками, скрипят, подобно несмазанной двери; есть специальные звуки как для выяснения отношений, так и для дружеского приветствия.

Голоса черепах записывали не просто так – исследователей интересовало, насколько распространены голосовые сигналы среди позвоночных животных. Речь идёт именно о голосовых сигналах: понятно, что звуки можно издавать разными способами, но голос – это то, для чего нужны лёгкие и глотка. Поэтому, скажем, говорящие рыбы, о которых мы недавно писали, к голосистым позвоночным не относятся: они издают звуки чем угодно, только не ртом, да и лёгких у них нет.

Узнав, у кого из позвоночных есть голос, можно определить, когда он у них в принципе появился. Нет нужды говорить, что голос есть у млекопитающих, птиц и амфибий: всякий легко представит мяукающую кошку, чирикающего воробья и орущую лягушку. Насчёт рептилий уже сложнее: некоторые змеи шипят, но змеи вообще сравнительно молоды с точки зрения эволюции.

У черепах, как мы говорили в начале, до недавнего времени знали только три вида с голосом. И до сих пор считалось, что способность издавать звуки ртом, горлом и лёгкими возникала у наземных позвоночных несколько раз между 100 и 200 млн лет назад.

С новыми видами черепах эволюцию голоса, вероятно, придётся скорректировать. И дело не только в черепахах: исследователи обнаружили вокальные способности у гаттерий, безногих амфибий червяг и у двоякодышащих рыб. У двоякодышащих есть не только жабры, как у всех рыб, но и лёгкие, которыми они могут вдыхать воздух и заодно издавать какие-то звуки. Проанализировав родство между разными позвоночными, обладающими голосом, исследователи пришли к выводу, что голос возник у них лишь однажды – около 407 млн лет назад у общего предка двоякодышащих рыб и наземных позвоночных. Потом у кого-то голос сохранился и изменился до неузнаваемости, а кто-то, наоборот, его потерял.

С одной стороны, кажется вполне естественным, что вокальные умения развивались вместе с лёгкими (лёгкие же были необходимы, чтобы дышать воздухом – считается, что сушу стали осваивать около 360–370 млн лет назад какие-то древние рыбы, подобные современным двоякодышащим).

С другой стороны, слуховая система наземных позвоночных – слуховые косточки, барабанная перепонка и т. д. – развилась позже (у рыб слух устроен иначе). Можно предположить, что первые наземные позвоночные могли как-то слышать голоса друг друга, только осталось понять, как именно.

Наконец, не всякий звук означает сообщение, и это относится к современным животным тоже. С теми же черепахами не всегда ясно, воспринимают ли они звуки друг друга как коммуникацию. Но на этот вопрос ответить проще, и сейчас авторы работы как раз собираются подробно выяснить, насколько осмысленно червяги, гаттерии и различные черепахи пользуются своими звуками.

Результаты исследований опубликованы в Nature Communications.

АrefievPV

#2478
Шмели поиграли шариками
Это одно из первых доказательств, что насекомые играют
https://nplus1.ru/news/2022/10/31/bombus-terrestris
ЦитироватьЗоологи из Великобритании и Финляндии доказали, что земляные шмели способны играть. В экспериментах эти насекомые катали деревянные шарики, даже если не получали за это никакой награды. Поведение шмелей соответствовало всем критериям игры: в частности, оно было спонтанным, добровольным и отличалось от их обычных действий по поиску пищи или партнера. Как отмечается в статье для журнала Animal Behaviour, это одно из первых достоверных свидетельств того, что насекомые играют.

Многие животные любят играть. Среди них не только обладающие развитым мозгом млекопитающие и птицы, но и, например, некоторые рептилии и рыбы. При этом об игровом поведении у беспозвоночных известно намного меньше. Хотя существуют свидетельства, что, например, рыжие лесные муравьи (Formica rufa) и осы Polistes dominulus играют с сородичами, в целом эта тема почти не изучена.

Зоолог Хируни Самади Галпаяге Дона (Hiruni Samadi Galpayage Dona) из Лондонского университета королевы Марии и ее коллеги решили выяснить, существует ли игровое поведение у шмелей. В ходе прошлого исследования члены команды научили земляных шмелей (Bombus terrestris) перекатывать шарики, чтобы получить доступ к награде. Однако некоторые подопытные особи регулярно катали шарики без видимой пользы для себя. Это навело ученых на мысль, что шмели способны играть с предметами. Однако чтобы поведение животного можно было назвать игрой, оно должно соответствовать пяти критериям: не приносить немедленной пользы; быть добровольным, спонтанным и ценным само по себе; отличаться от более адаптивных форм поведения; быть повторяющимся, но не стереотипным; а также происходить, когда животное не находится в стрессе.

Чтобы проверить, соответствует ли поведение шмелей критериям игры, исследователи провели ряд дополнительных тестов. Для этого они отобрали и пометили 45 шмелей из одной колонии. Затем авторы построили экспериментальную установку. Она состояла из прозрачного туннеля, который вел от контейнера со шмелиным гнездом к камере с восемнадцатью разноцветными деревянными шариками. В центру камеры проходила дорожка (огражденная барьерами, чтобы шарики не выкатились на нее и не преградили шмелям путь), по которой насекомые могли продолжить путь и попасть в следующую камеру, где их ожидало лакомство: раствор сахарозы или измельченная пыльца.

Ежедневно в течение восемнадцати дней шмелям на три часа открывали доступ в камеры с шариками и лакомствами. При этом девять шариков с одной стороны дорожки были приклеены к полу, а девять шариков с другой стороны не были никак закреплены. Поведение насекомых фиксировали на видео.

Проанализировав собранные материалы, авторы выявили 910 случаев взаимодействия шмелей с шариками. Каждая особь катала шарики от 1 до 44 раз за день, по 0,4-31 секунды за раз. При этом шмели перемещали шарики на расстояние от 2 до 601 миллиметра. Самцы проводили за взаимодействием с шариками больше времени, чем самки (возможно, это связано с тем, что мужские особи не носят пищу в колонию, так что у них просто больше свободного времени).

После того, как отдельный шмель в первый раз покатал шарики, он чаще сходил с дорожки в область, где размещались незакрепленные шарики, чем в область с приклеенными шариками (p<0,001). Кроме того, насекомые, покатавшие шарик хотя бы один раз, в дальнейшем чаще взаимодействовали с подвижными шариками, чем с неподвижными (p=0,001). В то же время цвет шариков не влиял на интерес шмелей к ним.

Исследователям не удалось выявить корреляции между интересом шмелей к шарикам и их активностью по сбору пищи. Таким образом, эти насекомые перемещают шарики не потому, что связывают их с источником корма.

Поскольку активнее всего с шариками взаимодействовали шмели в возрасте от трех до семи дней, авторы повторили эксперимент, чтобы уточнить, как возраст влияет на интерес этих насекомых к шарикам. На этот раз в тесте использовались 13 особей младше трех дней и 33 особи старше десяти дней. Кроме того, все шарики в игровой зоне были подвижными. Как и в предыдущем случае, эксперимент проводился в течение трех часов в день, но на протяжении десяти дней. Оказалось, что молодые шмели действительно взаимодействуют с шариками активнее, чем их сородичи постарше. Из 13 особей младше трех дней шарики катали 11, а из 33 особей старше десяти дней — только 14.

На финальном этапе исследования ученые проверили, насколько сильно шмелей привлекает возможность покатать шарики. Для этого они отобрали 42 самки из 4 колоний, после чего по 4 часа в день в течение 2 дней давали им доступ в камеру для кормления, куда можно было попасть через промежуточную камеру, окрашенную в синий или желтый цвет. Раз в двадцать минут эту камеру заменяли на камеру другого цвета. При этом на протяжении всего теста подвижные шарики присутствовали только в камере одного цвета — синего для одной половины группы и желтого для другой половины.

В конце второго дня каждому шмелю дали выбрать между синей и желтой камерами. Насекомое могло пройти из прозрачного тоннеля в любую из них. Ни в одной из камер не было шариков, однако подопытные особи не могли этого увидеть, не оказавшись внутри них. Проанализировав выбор шмелей, авторы выяснили, что особи, которым во время обучения предоставляли шарики в желтых камерах, выбирали желтые камеры намного чаще синих. Особи, которым во время обучения предоставляли шарики в синих камерах, выбирал камеры обоих цветов примерно с одинаковой вероятностью. Тем не менее, исследователи полагают, что полученных результатов достаточно, чтобы считать, что шмели делают выбор на основе цвета камеры, в которой они взаимодействовали с шариками. Это указывает, что для них возможность покатать шарики ценна сама по себе.

Результаты исследования продемонстрировали, что шмели охотно взаимодействуют с шариками даже в тех случаях, когда не получают за это никакой награды. Более того, даже обнаружив значительный запас пищи в камере для кормления, они регулярно отклонялись от прямого маршрута, чтобы покатать шарики. При этом шмели не пытались укусить шарики и не вытягивали в их сторону хоботки — иными словами, они понимали, что эти предметы несъедобны. Однако это не охладило их интереса к ним. Таким образом, катание шариков не выполняет никаких полезных функций. Скорее оно напоминает игры с камнями, зафиксированные у макак и выдр. Таким образом, первый критерий игрового поведения выполняется.

Поскольку шмели самостоятельно сходили с дорожки, чтобы покатать шарики, причем выбирали незакрепленные шарики, их поведение можно назвать добровольным и спонтанным. Кроме того, эксперименты подтверждают, что возможность покатать шарики ценна для насекомых сама по себе. Все это соответствует второму критерию игрового поведения. Взаимодействия шмелей с шариками отличались от их обычных действий во время сбора пищи, спаривания или защиты гнезда (третий критерий). Они также не были стереотипными: время, в течение которого каждая особь катала шарик, и расстояние, на которое она его перемещала, варьировались от раза к разу и от особи к особи (четвертый критерий). Наконец, подопытные шмели не испытывали никакого стресса (пятый критерий). Это значит, что их взаимодействия с шариками можно называть игрой.

Интересно, что как и у других животных, молодые особи шмелей играют охотнее, чем их более взрослые сородичи — пусть их и разделяет всего несколько дней. Возможно, это связано с тем, что в первые дни жизни грибовидные тела шмелиного мозга наиболее пластичны, что делает полученный в этот период игровой опыт особенно ценным для развития двигательных навыков.

Ранее мы рассказывали об исследовании, согласно которому шмели способны терпеть нагрев ради вознаграждения. Это может свидетельствовать, что они чувствуют боль.

P.S. Ссылка в дополнение:

Больше боли
Шмели умеют терпеть. Значит ли это, что им бывает больно?
https://nplus1.ru/material/2022/08/19/bumblebees-in-pain

P.P.S. Вижу некоторые проблемы для человечества в будущем из-за зарождающегося тренда на признание разума за всеми живыми. Причём, не из-за самого признания разумности других живых (думаю, это неизбежно произойдёт), а из-за разворачивающегося в нас конфликта между нашей иллюзией о самих себе (соответственно, и иллюзии о разуме) и тем, что/кто мы есть на самом деле.

Правила для людей (ранее ведь только они обладали разумом) начинают распространяться на всех живых (теперь ведь и их признали разумными). Сначала начинается приравнивание/ассоциация между убийством/съедением/утилизацией любого живого и убийством/съедением/утилизацией человека. И табу на каннибализм между людьми начинает распространяться на всех живых. Кстати, бактерии тоже кушать нельзя будет – табу.Рефлексия, она, такая...

А признать, что разум, по самой своей сути, вещь агрессивная, нам гуманистичные установки не позволяют – типа, мы же не такие хищники/паразиты/убийцы. Хотя мы именно такие – одни из самых опасных хищников, паразитов и убийц.

Мы убиваем, поедаем, порабощаем (доместикация, это оно самое), утилизируем не только организмы других видов, но и самих себя (история это подтверждает, да и в настоящем примеров полно).

Мало того, мы (уже как цивилизация, как социум) проявляем агрессию и в отношении косного (косного, по современным представлениям) – планеты (пока только структур на её поверхности). Любопытный факт: ни одно живое есть/потреблять уран не может, а мы можем.

Может, пора уже признать свою суть и как-то примирится с тем, кто мы есть на самом деле? Тогда, возможно, получится найти баланс между нашим существованием и существованием окружающего. Ведь без трезвого, честного и адекватного взгляда на самих себя, это не получится.

И это всё безотносительно разумности других живых (для меня-то, все остальные живые уже априори разумные (только степень разумности у них разная)) – сначала признание проблемы (осознание что/кто мы есть на самом деле и какова наша роль/функция по факту), а затем решение проблемы.

Кстати, то, что творят радикальные (а других, как мне кажется, уже почти и не осталось) экологисты – вообще за гранью адекватности. 

АrefievPV

#2479
Циклические затопления пещеры способствовали появлению нового типа многоклеточности у бактерий
https://elementy.ru/novosti_nauki/434033/Tsiklicheskie_zatopleniya_peshchery_sposobstvovali_poyavleniyu_novogo_tipa_mnogokletochnosti_u_bakteriy
Цитировать
Рис. 1. Возможно, этот «блинчик» из бактерий представляет собой новый тип многоклеточности. Это колония нитчатых бактерий Jeongeupia sacculi, по структуре похожая на жидкий кристалл. Темное пятно в середине — это область, где образуются мелкие округлые клетки (коккобациллы), которые станут своеобразными «спорами» колонии. Эта колония ведет себя как единый организм, что позволяет с натяжкой считать ее многоклеточным существом — но принципиально нового типа. Кадр из видео в обсуждаемой статье в eLife

В пещере на японском острове Кюсю найдена бактерия — дальняя родственница менингококка и гонококка. Она образует колонии, строение которых напоминает жидкие кристаллы. У этих колоний сложный жизненный цикл, привязанный к циклу затопления пещеры водой. Внутри колоний происходит разделение клеток по ролям: часть их них формируют тело колонии, а часть выполняют роль спор, которые ждут благоприятных условий, чтобы покинуть свою колонию и основать новые. Этот пример нового типа многоклеточности заставляет еще раз задуматься об определении многоклеточности как таковой и, возможно, дает ученым ключ к пониманию ее происхождения.

Два способа быть многоклеточным

Что значит быть многоклеточным? Этот вопрос может показаться неспециалисту странным и излишним. На первый взгляд, понятие многоклеточности интуитивно понятно: если в существе одна клетка, то оно одноклеточное, если больше — многоклеточное. Все в точности так, как во фразе девочки Ним, вынесенной в эпиграф этой статьи.

Однако не любое существо, визуально состоящее из многих клеток, является многоклеточным на самом деле. Диатомовые водоросли часто под микроскопом выглядят как цепочки клеток. Однако общий у них только минеральный панцирь. Каждая клетка живет сама по себе и никак не взаимодействует с соседками. Это такой многоквартирный домик на клеточном уровне (рис. 2).


Рис. 2. Два внешне похожих организма (изображены без соблюдения масштаба). Слева — диатомовая водоросль рода Chaetoceros. Она может показаться многоклеточной, но на самом деле состоит из абсолютно автономных клеток, объединенных лишь общим минеральным панцирем. Справа — цианобактерия рода Nostoc. Это по-настоящему многоклеточный организм, даже умеющий дифференцироваться на несколько типов клеток. Здесь показаны вегетативные клетки (более темные и мелкие) и гетероцисты (более светлые и крупные). Акинеты не показаны. Коллаж составлен на основе изображений с сайта biorender.com

Считается, что в едином многоклеточном организме клетки должны: 1) тесно взаимодействовать друг с другом, обмениваясь сигналами или веществами; 2) дифференцироваться, то есть делиться на разные по строению и функциям клеточные типы; 3) жертвовать своими интересами ради интересов организма, ограничивая свое размножение или подвергаясь апоптозу. Но даже эти три черты могут принимать довольно причудливые формы.

Мы привыкли, что многоклеточный организм формируется из одной клетки (зиготы), и все клетки организма — это ее потомки, то есть один клон. Но это лишь один из типов многоклеточности — он называется клональным.

Клональной многоклеточностью обладают все водоросли, растения, животные и грибы. Но, помимо них, ею обладают некоторые бактерии (!). Например, цианобактерии существуют в виде длинного нитчатого многоклеточного организма. А самые «продвинутые» из них (рис. 2) еще и делятся на три клеточных типа — вегетативные клетки (для фотосинтеза), гетероцисты (для фиксации азота), акинеты (это аналог бактериальных спор). Это поистине рекорд для бактерий. Существуют и другие примеры клональной многоклеточности у бактерий — например, нитчатые серные бактерии рода Beggiatoa.

Другой тип многоклеточности называется агрегативным. В этом случае многоклеточный организм формируется не в результате деления одной-единственной клетки, а «собирается» путем агрегации свободноживущих клеток. В таком случае получается организм-химера, состоящий из различных по генотипу клеток. Это не помешало такому типу многоклеточности возникнуть не менее 8 раз за всю историю живого мира, но, по-видимому, помешало ему завоевать мир, подобно клонально-многоклеточным организмам. Хотя, все равно любопытно, как бы выглядела цивилизация, где разум возник бы на базе существ вроде слизевика Dictyostelium discoideum?

Этот модельный агрегативно-многоклеточный организм в сытом состоянии живет себе одноклеточной жизнью, как обыкновенная амеба. Питается он, кстати, бактериями, но и разлагающейся органикой полакомиться не прочь. Но когда запасы того и другого иссякают, клетки диктиостелиума начинают сбиваться в скопления с образованием подвижных агрегатов, которые могут ползать как единое целое в поисках пищи. Когда же с пропитанием становится совсем плохо, агрегат превращается в грибоподобное плодовое тело. Клетки, вошедшие в состав «шляпки», рассеиваются в виде спор. А клетки, вошедшие в состав «ножки», погибают, не оставив потомков (рис. 3). Это настоящее самопожертвование клеток ради целостного организма.


Рис. 3. Вверху — красивые плодовые тела слизевика Dictyostelium discoideum напоминают инопланетные грибы. Фото с сайта en.wikipedia.org. Внизу — эти организмы формируются не из одной клетки, а путем агрегации множества свободноживущих амеб. Плодовое тело рассеивает споры, из которых снова прорастают амебы, и цикл повторяется. Рисунок подготовлен на основе изображений с сайта biorender.com

Dictyostelium discoideum относится к группе родственных эукариот, называемых диктиостелиевыми слизевиками. У них есть коллеги в мире бактерий, которых зовут миксобактерии. Они тоже хищники — и даже способны сбиваться в стаю, чтобы поохотиться на других бактерий. Когда еды становится мало, они также собираются вместе, чтобы образовать похожее на гриб плодовое тело и рассеять свои споры (рис. 4).


Рис. 4. Миксобактерии также обладают агрегативной многоклеточностью. A — в сытом состоянии это свободноживущие хищные бактерии, которые сбиваются в стаю или рой для охоты. B — в условиях голодания бактерии агрегируют с образованием многоклеточного плодового тела. Часть клеток плодового тела превратится в споры, которые начнут жизненный цикл заново. Рисунок из статьи J. Muñoz-Dorado et al., 2016. Myxobacteria: Moving, Killing, Feeding, and Surviving Together

В общем, многоклеточность у бактерий редко, но встречается, причем обоих типов. Уже этот факт способен удивить. Но теперь, похоже, и эту картину придется пересмотреть: в недавней статье японских ученых описан третий тип многоклеточности у бактерий.

Унесенные водой

Находка была сделана в лабиринте известняковых пещер на острове Кюсю в Японии. Он располагается по соседству с подземной рекой, которая иногда (особенно после дождей) затапливает пещеры (рис. 5, A). В образце, взятом с каменных стен этого лабиринта, авторы обнаружили новый вид бактерий, названный Jeongeupia sacculi. Этот вид принадлежит к семейству Neisseriaceae и, таким образом, является дальним родственником возбудителей гонореи и менингита.

Странности начинаются при попытке вырастить этот новый вид на чашке Петри с питательной средой. Обычно колонии бактерий непрозрачные: они могут быть блестящие или матовые, иметь различную окраску. Но этот вид удивил исследователей прозрачностью своих колоний, которые к тому же переливались всеми цветами радуги (рис. 5, B).


Рис. 5. A — пещера, в которой была обнаружена бактерия Jeongeupia sacculi. B — внешний вид колонии в лабораторной среде — она прозрачная и переливается разными цветами. С, D, E — строение колонии бактерий Jeongeupia sacculi: хорошо видно их упорядоченное расположение. Рисунок из обсуждаемой статьи в eLife

При микроскопическом исследовании выяснилось, что причина такой красочности — в упорядоченном расположении клеток бактерий в колонии. Их длинные вытянутые клетки-нити ориентированы параллельно друг другу и образуют, по сути, нематический жидкий кристалл. Подобные кристаллы (только, конечно, не из клеток, а из полимеров) формируют изображение в современных мониторах. Живой жидкий кристалл — это было, мягко говоря, что-то совсем новое.

Еще интереснее, что такое состояние не было статичным. На определенном этапе существования колоний в их середине образуются мелкие коккобациллярные клетки, которые скапливаются вместе. И самое интересное — когда колония была погружена в воду, эти коккобациллы быстро высвободились в свободное плавание. Впоследствии они осели на новых местах и проросли в новые колонии. Очевидно, такой же цикл бактерии проходят и в своей пещере: в «сухой» период созревают на ее стенах в виде колоний, где накапливаются коккобациллярные клетки, которые затем быстро распространяются по пещере в период затопления, давая начало новым колониям (рис. 6).


Рис. 6. Жизненный цикл бактерии Jeongeupia sacculi. 1колонии бактерий, имеющие строение жидкого кристалла, растут на стенках пещеры. 2 — в толще колоний формируются округлые коккобациллярные клетки, которые ждут своего часа (и удачных внешних условий). 3 — когда вода затапливает пещеру, коккобациллярные клетки вырываются на свободу. 4 — когда вода спадает, эти клетки, как споры, оседают на стенах пещеры и дают начало новым колониям. Рисунок из популярного синопсиса к обсуждаемой статье в eLife

По большей части описательная работа (что необычно для нынешней науки) вскрыла необычный жизненный цикл колонии бактерий. Во-первых, колония (на первый взгляд) не связанных анатомически клеток размножалась как единое целое. Во-вторых, жизненный цикл колонии оказался тесно связан с присутствием или отсутствием воды. Это объясняется условиями обитания этого вида: он живет в пещере, которая периодически затапливается водой. В такой среде, конечно, координированное размножение позволяет извлечь максимальную выгоду из периода затопления. Самое необычное — что продуктом такой эволюции стала многоклеточность (хотя тоже весьма инопланетного вида).

Это не агрегативная многоклеточность — в жизненном цикле бактерии отсутствует фаза агрегации клеток в один многоклеточный организм. Сложно ее назвать и клональной: нет данных, что каждая колония происходит из одной коккобациллы. Перед нами просто высокоупорядоченная колония клеток. И единственное, что выдает в ней многоклеточную природу, — то, что при размножении она ведет себя как единый организм.

Такая экзотичная форма многоклеточности возвращает нас к вопросу об ее определении. Если речь идет о человеке, цианобактерии или даже диктиостелиевом слизевике, то все относительно просто: многоклеточным считается организм, который состоит из многих тесно связанных между собой клеток. Но в новой работе мы впервые столкнулись с тем, что что-то похожее на многоклеточность существует при отсутствии тесной анатомической связи между клетками.

Авторы предлагают новое определение многоклеточности: сообщество клеток является многоклеточным организмом, если оно эволюционирует как единое целое (а не каждая клетка справляется с естественным отбором по отдельности).

Помимо этого, такая тесная связь многоклеточности и условий существования (потоков воды) — серьезный аргумент в пользу теории «экологических строительных лесов» (ecological scaffolding), постулирующей ключевую роль экологии в возникновении многоклеточности. И хотя пока обсуждаемая статья не оказалась на первых полосах газет и журналов, она исключительна по степени влияния описания нового вида на ключевые биологические концепции. Возможно, в подземных пещерах скрывается еще немало видов, которые тоже заставят нас задаваться вопросом: что же это значит — быть многоклеточным?

василий андреевич

  Ограничился было лайком, но не удержусь от комментария. Дело в том, что агрегативная многоклеточность подчеркивает принципиальную возможность предбелковой эволюции пептидов. Волны отторжения и поглощения воды пептидными ассоциациями - это ключ в направлении синтеза, как более вероятного пред анализом.
  Получим, правда картинку антиразмножения, когда уходят и рассеиваются короткие пептиды обрамления, а длинные обрастают новыми короткими пептидами, которые пред тем как покинуть синтезное ядро, оставляют часть своих аминов в эволюционирующей "колонии" жидких (молекулярных) кристаллов.

АrefievPV

Под ледниками Антарктиды текут мощные реки
https://elementy.ru/novosti_nauki/434036/Pod_lednikami_Antarktidy_tekut_moshchnye_reki
ЦитироватьПодо льдами Антарктиды в районе моря Уэдделла ученые впервые обнаружили несколько крупных постоянно действующих каналов, по которым талая вода поступает в океан. Самый большой из них имеет длину более 460 км. Это полноценная речная система со своими притоками, которая по протяженности и объемам переносимой воды превосходит Темзу. В статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience, авторы обсуждают механизмы появления мощных подледных потоков, а также риски, связанные с их нарастающей активностью.

Исследователи считают, что субгляциальные реки, подмывающие ледники, ускоряют их сползание в сторону океана. В районе, где проводились работы, большая часть континентального основания располагается ниже уровня моря, и, если покрывающие его ледники отделятся от континента, это, по мнению ученых, может привести к катастрофическим последствиям мирового масштаба — уровень океана разом поднимется на несколько метров.
ЦитироватьИсследователи предполагают, что по мере роста летних температур в Антарктиде на поверхности ледников со временем там тоже могут начать образовываться озера талой воды. После этого темпы таяния антарктических ледников могут резко вырасти за счет возникновения петли положительной обратной связи: большее количество воды у основания будет способствовать увеличению скорости движения льда. При этом там, где ледник соприкасается со скальным основанием, вырастут темпы таяния, связанного с трением, что, в свою очередь, увеличит общий дебит подледных потоков.

Авторы отмечают, что их выводы относительно связи между темпами таяния и скоростью движения ледников носят предварительный характер, так как модель не учитывает такие важные параметры, как физические свойства пород основания и его топографию, и надеются восполнить этот пробел на следующем этапе исследования.

P.S. Не стал всё сюда тащить (там много картинок, схем и дополнительных пояснений), можно пройти по ссылке и просмотреть.

АrefievPV

#2482
МикроРНК помогают в развитии сложной нервной системы
http://neuronovosti.ru/mikrornk-pomogayut-v-razvitii-slozhnoj-nervnoj-sistemy/
Ученые давно знают, что осьминоги — умные существа. Теперь международная группа биологов попыталась выяснить, почему нервная система головоногих пошла по пути развития, который не присущ беспозвоночным. Оказалось, что осьминоги приобрели огромное количество новых семейств микроРНК. Ранее ученые считали, что это свойственно только позвоночным. Это исследование позволило доказать, что короткие РНК играют большую роль в формировании сложного мозга. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advanced.
ЦитироватьБолее 500 миллионов лет назад жил последний предок людей и головоногих моллюсков — червеобразное существо с низким интеллектом. Затем часть его потомков начала отращивать скелет, положив начало хордовым животным (к которым относимся и мы). Другая часть осталась без позвоночника. Позвоночные продолжили совершенствовать свой мозг, когда как беспозвоночные его развивали заметно хуже. Исключением стали головоногие, которых ученые считают весьма умными созданиями. В их число входят осьминоги, кальмары и каракатицы. Ученые утверждают, что они очень любопытны, могут запоминать вещи и распознавать людей. Исследователи предполагают, что им даже снятся сны, так как они меняют цвет и структуру кожи во время сна.

Биологи задумались почему такая сложная нервная система смогла развиться только у этих беспозвоночных. Оказалось, что ключевую роль сыграли короткие РНК (микроРНК, microRNA) — одноцепочечные РНК, включающие в себя от 20 до 25 нуклеотидов (отдельных звеньев). Благодаря им происходит активация и деактивация различных генов.

Исследователи обнаружили, что процесс эволюции мозга осьминогов сопровождался резким расширением набора коротких молекул РНК, регулирующих активность генов в их нервных клетках. Чтобы выяснить это, они отобрали 18 различных тканей взрослых осьминогов и сопоставили их с аналогичными клетками беспозвоночных. В теле осьминогов насчитали около 90 новых семейств микроРНК, из которых большая часть располагается в нервной системе. Для примера, устрицы со времен своего разделения с позвоночными приобрели только 5 новых семейств. Оказалось, что нейроны осьминогов используют 42 класса коротких РНК, большая часть которых вообще отсутствует у беспозвоночных. То есть осьминоги в процессе эволюции законсервировали гены, которые были функционально важными для них. Такие изменения микроРНК наблюдались ранее только в процессе эволюции предков людей и других позвоночных животных.
Цитировать«Это то, что объединяет нас с осьминогом. Мы еще точно не знаем, какие типы клеток экспрессируют новые микроРНК. Это открытие, вероятно, означает, что короткие РНК играют фундаментальную роль в развитии сложного мозга», — подытожил профессор Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка в Берлине Николаус Раевский, руководитель исследования.

АrefievPV

#2483
В лаборатории создали самую маленькую форму жизни, способную передвигаться
https://www.techinsider.ru/science/1569241-v-laboratorii-sozdali-samuyu-malenkuyu-formu-zhizni-sposobnuyu-peredvigatsya/
Японские ученые создали мельчайшую форму жизни, способную передвигаться самостоятельно. Это синтетические бактериальные клетки.
ЦитироватьУченые создали искусственные бактерии еще 12 лет назад. И вот сейчас биологам удалось дать им возможность двигаться.

В 2010 году ученые из Института Крейга Вентера представили первую в мире полностью синтетическую форму жизни – микроорганизм, полученный из синтетической хромосомы. С годами другие ученые усовершенствовали рецепт, чтобы придать организму наименьший и простейший возможный геном, позволяя ему расти и делиться аналогичным естественным клеткам образом.

Самая маленькая форма жизни

В новом исследовании ученые из Столичного университета Осаки отредактировали последнюю версию организма, известную как syn3, чтобы придать ей новую способность – движение. Эти синтетические бактерии обычно имеют сферическую форму и не могут передвигаться сами по себе, поэтому команда проводила эксперименты, в ходе которых добавляла к бактериям семь белков, которые, как считается, позволяют «природным» бактериям двигаться.

Эти белки были получены из вида бактерий под названием Spiroplasma, который имеет форму длинной спирали и может плавать, меняя направление вращения этой спирали. Когда в syn3 добавили белки, она сменила свою обычную круглую форму на спиралевидную, как у спироплазма, и смогла двигаться, используя ту же технику.

«Наш плавающий syn3 можно назвать "наименьшей мобильной формой жизни", способной передвигаться самостоятельно, — сказал профессор Макото Мията, соавтор исследования. — Ожидается, что результаты этого исследования помогут нам лучше понять эволюцию и происхождение подвижности клеток. Изучение самой маленькой в мире бактерии с наименьшим функциональным двигательным аппаратом может быть использовано для разработки движений микророботов, имитирующих клетки, или двигателей на основе белков».

АrefievPV

Под марсианской равниной Элизий существует гигантский мантийный плюм
https://elementy.ru/novosti_nauki/434045/Pod_marsianskoy_ravninoy_Eliziy_sushchestvuet_gigantskiy_mantiynyy_plyum
ЦитироватьСчиталось, что вся «внутренняя» тектоническая активность на Марсе прекратилась примерно три миллиарда лет назад и что с тех пор на Красной планете действовали лишь отдельные вулканы. Новые данные, полученные аппаратом InSight, показывают, что внутри Красной планеты продолжается бурная активность — по меркам геологии, конечно. На севере Марса ученые обнаружили область, где за последние 200 миллионов лет не раз происходили крупные извержения. Проанализировав результаты альтиметрических и сейсмических наблюдений, авторы статьи, опубликованной в журнале Nature Astronomy, пришли к выводу, что под равниной Элизий расположен гигантский сгусток разогретого вещества — мантийный плюм.
ЦитироватьБольшинство моделей внутреннего строения Марса исходят из того, что конвекция там отсутствует, а вероятность образования молодых плюмов весьма низкая. Однако авторы обсуждаемой статьи уверены, что все свидетельствует о наличии под равниной Элизий крупного мантийного плюма. Это полностью меняет существующее представление о том, что Марс — мертвая в геологическом смысле планета. Получается, что в ее недрах до сих пор продолжается тепловая и геохимическая эволюция вещества и сохраняется внутренняя динамика.

Помимо чисто геологического интереса этот вывод имеет важно значение и для астробиологов, так как считается, что вероятность зарождения жизни на планете напрямую зависит от длительности функционирования ее внутренних геодинамических систем.

P.S. Дополнительно ссылка на интервью Алексея Кудря с Дмитрием Вибе:

Возникновение органики в межзвездных облаках
https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/436547/Vozniknovenie_organiki_v_mezhzvezdnykh_oblakakh

АrefievPV

АТФ стал универсальной «энергетической валютой» благодаря простоте пребиотического синтеза
https://elementy.ru/novosti_nauki/434046/ATF_stal_universalnoy_energeticheskoy_valyutoy_blagodarya_prostote_prebioticheskogo_sinteza
ЦитироватьВ организме человека существует с полдюжины фосфорилированных нуклеотидов со сходными строением и запасом энергии в молекуле. Но из них только аденозинтрифосфат (АТФ) является универсальной «энергетической валютой» клетки. До недавнего времени было не очень понятно, почему эволюция выбрала именно АТФ для этих целей. Группа британского биохимика Ника Лейна показала, что возможная причина — простая реакция синтеза АТФ в предбиологических условиях, которая невозможна в случае других нуклеотидов.
ЦитироватьПришлось проникать еще глубже и пытаться смоделировать реакции, которые могли идти еще до появления белков и нуклеиновых кислот, — на минеральных катализаторах древней Земли. Так родилась гипотеза «мономерного мира» — совокупности химических реакций между органическими веществами, которые происходили где-то на древней Земле (скорее всего — в минеральных протоклетках «черных курильщиков»), использовали неорганические соединения в качестве катализаторов и потом были унаследованы возникшими клетками.
ЦитироватьЕсли на древней Земле все происходило именно так, как смоделировали исследователи, то причина предпочтения АТФ понятна. И РНК-мир, и наш белковый мир «унаследовали» — а скорее, «подхватили» — реакции, которые были возможны в «мономерном мире». В итоге получается, что в наших клетках с их огромными метаболическими возможностями, большим набором ферментов и гибкой эволюцией выбор «энергетической валюты» все еще определяется связыванием железа и нуклеотида в водном растворе. В точности как в известном анекдоте, где объясняется, почему размер космической ракеты в XXI веке определяется шириной крупа лошади.

АrefievPV

Паразит паразита паразита: как внутри крохотной амебы процветает большой вирус
https://www.techinsider.ru/science/13173-parazit-parazita-parazita-bolshoy-virus-krokhotnoy-ameby/
ЦитироватьВзяв образец жидкости для контактных линз, которыми пользовался один пациент, французские биологи обнаружили в нем амеб, а в них — гигантский мимивирус.

Дальше — больше: внутри вируса нашелся еще один, паразитирующий на жизненном цикле первого. А внутри него — тоже нечто вроде паразитов, подвижные генетические элементы, фрагменты ДНК, которые скрываются и размножаются в геноме хозяина.

Они получили название трансповироны (transpovirons). Новый же вирус-гигант (размерами он потянет на полноценную бактерию) авторы назвали Lentille, показав, что он является мимивирусом Вирус, паразитирующий на нем, получил имя Sputnik 2.

Впрочем, наиболее интригующим, пожалуй, стало обнаружение трансповиронов. Ученые выяснили, что внутри вирофагов Sputnik 2 имеются кусочки ДНК, не относящиеся к геному ни самого вирофага, ни мимивируса, ни амебы. Количество этой ДНК в 14 раз превышало ДНК мимивируса, после выяснения ее нуклеотидной последовательности выяснилось, что ни в каких базах ДНК подобные фрагменты не значатся. Из этого ученые и заключили, что столкнулись с уникальным типом подвижных генетических элементов.

Такие фрагменты ДНК — чистый информационный вирус, способный лишь встраиваться в ДНК хозяина, скрываться и удваиваться вместе с ней, а нередко и отдельно от нее, накапливаясь нередко в геноме десятками и сотнями одинаковых копий.

АrefievPV

Продублирую сюда ссылку (комментарии к заметке разместил в исходной теме).

Цитата: АrefievPV от декабря 13, 2022, 06:24:32Система из двух гидрогелей сохранила постоянную температуру в изменяющихся условиях
https://nplus1.ru/news/2022/12/12/life-inspired-hydrogel-system
Гидрогели показали способность к саморегуляции

АrefievPV

Образование аминокислот в метеоритах объяснили гамма-излучением
https://nplus1.ru/news/2022/12/13/gamma-alanin
Источником излучения мог быть радиоактивный изотоп алюминия
ЦитироватьЯпонские ученые облучили водный раствор формальдегида, аммиака и метанола гамма-излучением и получили аминокислоты. Этот процесс мог происходить в хондритах или их родительских телах: в качестве источника гамма-излучения мог выступать радиоактивный изотоп алюминия 26Al, а весь процесс занял бы от одной до ста тысяч лет. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Central Science.

Углистыми хондритами называют метеориты из силикатной породы с вкраплением небольших частиц угля, графита, воды и соединений железа. В подобных метеоритах и их предполагаемых родительских телах уже были обнаружены сахара, аминокислоты и азотистые основания. Ученые предполагают, что доставленные такими метеоритами вещества могли сыграть важную роль в процессе химической эволюции на нашей планете. Но пока не до конца понятно, как именно сложные органические вещества появились в самих метеоритах или их родительских телах.

В прошлом году японские химики под руководством Йоко Кебукавы (Yoko Kebukawa) из Университета Йокогамы показали, что аминокислоты могут образовываться из формальдегида HCHO и аммиака NH3, но только в жидкой воде и при наличии источника энергии. Теперь Кебукава и ее коллеги решили проверить, могло ли таким источником энергии быть гамма-излучение, которое возникает при радиоактивном распаде изотопа алюминия 26Al, входящего в состав хондритной породы.

Ученые приготовили водный раствор формальдегида HCHO и аммиака NHс добавлением метанола (мольное соотношение H2O:NH3:HCHO:CH3OH было равно 100:6:8:1, близко к соотношению в реальных хондритах) и запаяли его в тонкие стеклянные трубочки. В качестве источника гамма-излучения использовали радиоактивный изотоп кобальта 60Co.

Ученые варьировали меняли интенсивность (от 0,5 до 20 килогрей в час) и время облучения (от 3 до 20 часов). Всего они провели тридцать экспериментов, и еще три образца оставили для контроля. Все полученные растворы обработали соляной кислотой, чтобы перевести аминокислоты из формы соответствующих амидов в форму кислоты.

Количество аминокислот определяли с помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии. Альфа-аланин также выделили из смеси и проанализировали отдельно методом тандемной газовой хроматогмасс-спектрометрии (GC-MS), чтобы убедиться, что он находится в форме рацемата (эквимолярной смеси двух изомеров). Таким образом Кебукава и ее коллеги подтвердили, что аминокислоты не были занесены извне — в этом случае альфа-аланин находился бы в основном в форме L-изомера.

Больше всего в образцах было альфа-аланина — его концентрация доходила до полутора миллимоль на литр. Также среди продуктов были бета-аланин, глицин, альфа-аминомасляная кислота, бета-аминоизобутановая кислота и глутаминовая кислота.

Количество аминокислот оказалось прямо пропорционально общей дозе облучения, при этом не зависело от интенсивности облучения. Кебукаве и ее коллегам удалось превратить в аминокислоты до 0,14 процента всего содержащегося в растворе углерода — для этого потребовалась доза в 200 килогрей.

Авторы подсчитали, что начальное содержание радиоактивного изотопа алюминия 26Al в хондритной породе соответствует общей дозе радиации в 6300 килогрей — вполне достаточно для синтеза аминокислот. Например, для образования такого количества альфа-аланина и бета-аланина, которые были обнаружены в Мурчисонском метеорите, потребовалось бы от одной до ста тысяч лет.

Интересно что в Мурчисонском метеорите количества альфа-аланина и бета-аланина были очень близки ( 1,3 и 1.4 микрограмм на грамм породы соответственно), в то время, как в эксперименте Кебукавы и ее коллег альфа-аланина получилось примерно в десять раз больше. Авторы предложили такое объяснение: под действием гамма-излучения происходит не только образование, но и распад аминокислот. Альфа-аланин менее стабилен, поэтому при длительном облучении его доля в смеси снижается — особенно, если свободный формальдегид и аммиак закончились, и реакция синтеза аминокислот остановилась.

Два года назад мы писали о химических исследованиях Тагишского метеорита, в котором тоже нашли следы аминокислот. Результаты атомно-зондовой томографии показали, что частицы магнетита в его составе формировались в слабощелочной среде. Эти результаты хорошо объясняют, почему глутаминоваяи и аспаргиновая аминокислоты, обнаруженные в этом метеорите, в основном находились в L-форме. 

Дело в том, что в водном растворе эти аминокислоты могут находиться D- и L-форме, но кристаллизуются обе преимущественно в L-форме. В растворе L-форма постоянно находится в недостатке, и равновесие смещено в сторону ее образования, а в щелочной среде процесс перехода между формами протекает быстрее, чем в кислой или нейтральной.

P.S. Ссылка в дополнение:

Тагишский метеорит оказался щелочным
https://nplus1.ru/news/2020/05/13/Tagish

АrefievPV

#2489
Инфузории выжили и размножились на вирусной диете
https://nplus1.ru/news/2022/12/29/virovore-food-chains
Динамика численности инфузорий и вирусов вписывается в модель «хищник-жертва»
ЦитироватьПресноводные инфузории Halteria sp. выжили и размножились на вирусной монодиете. Это может означать, что вирусы влияют на трофические цепи сильнее, чем считалось прежде. Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Ученые обычно смотрят на вирусы как на патогены, однако вирусы участвуют еще и в экосистемных процессах. Например, лизируют микроорганизмы, в результате чего высвобождаются питательные органические вещества. Эти вещества не съест планктон или рыба, однако их смогут съесть гетеротрофные бактерии — и таким образом они снова включатся в пищевые цепочки. Этот процесс называют вирусным шунтом.

Кроме того, вирусов много и они есть почти везде — поэтому и крупные животные, и невидимые глазу микроорганизмы могут поедать вирусы случайно — вместе с водой, частицами листьев и почвы. Считается, что вирусы, хоть и содержат аминокислоты и липиды, совсем некалорийны, и только в больших количествах (возможно) могут повлиять на динамику популяций видов, которые их едят. Но до сих пор не было известно ни о демографических последствиях такой диеты, ни о животных, которые могут выжить, питаясь только вирусами.

Исследователи из Университета Небраски в Линкольне под руководством Джона Делонга (John DeLong) обнаружили, что инфузория Halteria sp. может расти и размножаться только на вирусах, без других источников питания. Ученые поместили два вида растительноядных инфузорий — Halteria sp.и Paramecium bursaria — в чашки Петри и добавили туда же вирусный концентрат, содержащий живые хлоровирусы — патогены микроскопических зеленых водорослей. Затем они наблюдали, что будет происходить с популяциями простейших и с вирусами.

Популяция хальтерий, которых оставили в капле воды, где кроме вируса есть было нечего, за два дня выросла в 15 раз, а вирусов там стало в 100 раз меньше. В контрольной чашке без вирусов популяция Halteria не росла. Численность инфузорий Paramecium не увеличивалась ни с вирусами, ни без них. Затем ученые пометили вирусы флуоресцентным красителем: клетки Halteria через некоторое время тоже засветились.

Исследователи отмечают, что динамика численности Halteria и хлоровирусов согласуется с моделью трофического взаимодействия «хищник-жертва». Каждая гальтерия в эксперименте съедала примерно от 104 до 106 вирионов в день. Возможно, в небольшом пруду одна инфузория может потреблять до 1016 вирионов в день. Примерно 17 процентов съеденной массы преобразовалось в собственную массу инфузорий — это сравнимо со средними оценками для водного зоопланктона (от 10 до 30 процентов).

Результаты предполагают, что влияние вирусов на экосистемы выходит за рамки вирусного шунта: некоторые инфузории могут съедать достаточно вирусных частиц, чтобы стимулировать рост популяции на уровне, аналогичном росту простейших в целом. А дальше этих инфузорий может поглотить зоопланктон — то есть вирусы сами по себе могут быть источником энергии, которая распространяется вверх по пищевым цепям.

Совсем недавно ученые описали новую супергруппу одноклеточных хищных эукариот, которую назвали Provora — от латинского глагола «vorare» — пожирать. Эти микроорганизмы едят других одноклеточных эукариот, а живут в основном в соленой воде.
P.S. Ссылка в дополнение:

Простейшие львы
https://nplus1.ru/material/2022/12/09/microlions
Как биологи отыскали новую супергруппу одноклеточных хищников

Такое впечатление, что многоклеточные организмы воспроизводят как поведенческий функционал, так и структурные особенности одноклеточных организмов, но в расширенном (на порядки) диапазоне вариативности.
 
Получается, что многое из того, что эволюционно появилось у одноклеточных организмов, затем возникает и у многоклеточных. Разумеется, найденные природой решения, изначально реализованные в одноклеточных организмах, в многоклеточных организмах воплощаются просто в гигантском количестве вариантов.

Само собой, множество природных изобретений/решений невозможно реализовать в одноклеточных (слишком проста/бедна элементная база), и такие изобретения/решения были реализованы сразу в многоклеточных организмах.

Кстати, возможно, некоторые изобретения/решения невозможно реализовать и в многоклеточном организме, а только в популяции/виде (как вариант, в социуме).

Про структурные особенности упоминал:

Цитата: ArefievPV от июля 04, 2015, 03:41:51Недавно (#694) размещал эту новость. А вот сейчас на "Элементах" появилась статья о том же.
Одноклеточные водоросли построили сложный глаз из хлоропластов и митохондрий
http://elementy.ru/news/432523