Интересные новости и комментарии

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

« назад - далее »

АrefievPV

«А в действительности всё не так, как на самом деле!»
https://www.nkj.ru/news/47268/
Некоторые научные результаты прошлого года хочется вспомнить ещё раз потому, что они противоречат разным гипотезам и теориям, которые успели прочно укорениться как в науке, так и в общественном мнении.
Цитировать«А в действительности всё не так, как на самом деле!» — афоризм польского поэта и писателя Станислава Ежи Леца. Афоризм на самом деле на все случаи жизни, но мы сейчас о науке. Нередко в науке появляются гипотезы, которые приобретают несколько преждевременную популярность. С их помощью начинают объяснять, как «на самом деле» обстоят дела в той или иной области, и в пользу этих гипотез накапливается всё больше и больше данных. Пока в какой-то момент не оказывается, что данные накапливались как-то не так, либо же накопленные данные как-то не так анализировали, либо же исследователи натыкаются на какой-то феномен, из-за которого всё, чтобы было сделано до сих пор, приходится пересматривать. В общем, вместо «самого дела» приходит «действительность». Хотя и новая «действительность» не обязательно оказывается такой уж незыблемой — афоризм работает в обе стороны.

Один из самых выдающихся примеров здесь — это связь между серотонином и депрессией. Причину депрессии чаще всего видят в том, что у мозга есть проблемы с серотонином — его в качестве нейромедиатора используют нейронные центры, от которых зависит хорошее настроение. То ли серотонина мало синтезируется, то ли он быстро разрушается, то ли плохо работают рецепторы, которые должны на него реагировать — так или иначе, всё сводится к тому, чтобы повысить его уровень в нейронах и межнейронных соединениях-синапсах; именно так работают (или, по крайней мере, должны работать) большинство антидепрессантов.

Между тем до сих пор нет убедительных доказательств в пользу того, что серотонин имеет какое-то отношение к депрессии. Об этом в прошлом году в Molecular Psychiatry писали сотрудники Университетского колледжа Лондона. Сама статья представляет собой так называемый зонтичный обзор — то есть сравнительный обзор других обзорных трудов, а также мета-аналитических статей на определённую тему; в данном случае — на тему серотонина и депрессии. На всякий случай уточним, что мета-анализом называют специальное исследование, в котором пытаются понять, как согласуются друг с другом результаты многих наблюдений и экспериментов, нет ли между ними противоречий, не преувеличиваем ли мы значение некоторых из них, и можно ли с их общей помощью подтвердить (или опровергнуть) ту или иную гипотезу. Ну а зонтичный обзор — это обзор обзоров и мета-анализ мета-анализов.

Для обзора по серотонину и депрессии взяли все более или менее значимые работы из всех возможных биомедицинских областей науки. И оказалось, что если сравнивать уровень серотонина или уровень продуктов его распада в крови или в жидкостях мозга у людей с депрессией и у людей без депрессии, то разницы между ними никакой не будет. Связь между депрессией и состоянием рецепторов к серотонину или транспортных белков, которые с ним работают, оказалась довольно слабой, и результаты исследований здесь часто бывают противоречивыми.

Часто ссылаются на эксперименты, в которых людей на время специально сажали на такую диету, из-за которой у них падал уровень серотонина. Но большинство таких экспериментов показало, что у здоровых людей депрессия от понижения серотонина не начинается. В одном случае таким способом как будто удалось увидеть связь между депрессией и серотонином, но в том исследовании участвовало слишком мало добровольцев, и среди них были те, у кого депрессия записана в семейной медицинской истории, и впоследствии результаты опять же не подтвердились.

Другой подход — искать статистическую связь между депрессией и генами, так или иначе связанными с серотонином. Однако и здесь не получилось найти соответствий между вариантами генов, которые снижают уровень серотонина, и вероятностью депрессии. Кстати, это не такая уж и новость: несколько лет назад мы писали про другое исследование, в котором говорилось, что два десятка известных «депрессивных генов» оказались связаны с депрессией не более, чем любые другие гены. Кстати, часто сюда добавляют влияние среды, то есть человек с «депрессивным геном», столкнувшись с жизненными проблемами, с большей вероятностью свалится в депрессию. Однако и такая тройная связь впоследствии не подтвердилась.

Возникает вопрос, как быть с утверждением, что серотонин нужен для нервных центров хорошего настроения. Ну, возможно, мы здесь поторопились с выводами, и хорошее настроение — штука намного более сложная, чем кажется. Тут, кстати, можно вспомнить о том, что серотониновые антидепрессанты срабатывают далеко не всегда. А про сам серотонин, который часто называют гормоном счастья, мы несколько лет назад писали, что он вместо счастья может подарить ту самую депрессию — всё зависит от того, на какие нейроны он подействует. Вообще, насчёт антидепрессантов не всегда понятно, как именно они работают; среди них есть такие, про которые говорят, что они вообще никак не влияют на серотонин, но зато стимулируют формирование новых синапсов.

Наконец, дело может быть и не в химии. Хотя среди обычных людей большинство уверены в том, что причина депрессии в «химическом дисбалансе мозга», многие специалисты в последнее время всё чаще говорят, что представлять депрессию как сугубо химическую проблему — это сильно упрощать ситуацию. Сами авторы работы полагают, что их результаты помогут изменить взгляд на депрессию, причины которой могут быть не только в «химическом дисбалансе», но и в постоянном стрессе, одиночестве и бедности.

Другой пример, тоже из области психологии и нейробиологии, это вопрос о надёжности нейропсихологических экспериментов с МРТ-сканированием. Львиная доля исследований человеческого мозга выполняется с использованием магнитно-резонансной томографии. Экспериментаторы приглашают какое-то количество добровольцев в лабораторию и сканируют им мозг — либо для того, чтобы узнать какие-то постоянные структурные особенности мозговых центров, либо для того, чтобы увидеть, как меняется активность тех или иных центров в зависимости от когнитивной задачи. И когда мы рассказываем про результаты таких исследований, то обычно добавляем, что полученные результаты нужно будет проверить на большем числе подопытных. Мы повторяем это настолько часто, что «большее число подопытных» начинает восприниматься просто как ритуальное заклинание, на которое можно закрыть глаза.

То, что это не просто ритуальное заклинание, говорится в статье в Nature, которую опубликовали сотрудники Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Всё началось с того, что они попытались воспроизвести собственные результаты. Исследователи пытались выяснить, как связаны когнитивные особенности с некоторыми структурными особенностями мозга, и на примере тысячи детей им удалось обнаружить определённое соответствие. Но когда это соответствие попробовали увидеть на другой тысяче детей, то у тех ничего такого не оказалось.

Тогда авторы работы обратились к трём большим базам данных, в которых в сумме хранились результаты МРТ-сканирования примерно 50 тыс. человек, и начали перепроверять самые разные корреляции на большем количестве материала. То есть они, например, брали некую связь между данными МРТ и психологическими особенностями, обнаруженную на примере двадцати пяти человек, и пытались найти ту же связь на примере тысячи, двух, трёх, десяти и т. д., чьи данные были в базах.

Оказалось, что достаточно надёжными подобные исследования становятся тогда, когда в них анализируют данные порядка тысяч человек. То есть когда мы делаем выводы, опираясь на МРТ-сканирование тысячи, или двух тысяч, или трёх тысяч добровольцев, то наши результаты с высокой вероятностью подтвердятся и на других людях. Если число участников исследования будет меньше, то наши результаты, скорее всего, имеют смысл только для этих людей. В качестве примера авторы работы приводят данные о том, как связанность различных мозговых центров влияет на когнитивные особенности: если анализировать на двадцати пяти добровольцах, то такое влияние однозначно будет сильным, или, наоборот, мы увидим вообще отсутствие какой-либо связи между тем и другим. И только на тысяче человек станет видно, что связь между когнитивными особенностями и характером межцентровых соединений на самом деле есть, но очень слабая.

При этом в большинстве подобных исследований участвует около двух десятков человек. В некоторых случаях небольшая статистика вполне допустима: например, когда вы изучаете влияние определённой мутации на мозг, вы вполне можете обойтись малым числом людей, у которых есть такая мутация. Но если, скажем, речь об аутизме, который развивается по самым разным причинам, и не только генетическим, то тут нужно либо очень тщательно подбирать малую группу добровольцев, либо всё же использовать как можно больше данных. Вообще проблема воспроизводимости результатов, полученных на небольшом числе добровольцев, касается не только нейробиологии. Какое-то время назад нечто похожее происходило и в генетике, пока там не накопились десятки и сотни тысяч прочитанных индивидуальных геномов.

И ещё здесь обязательно нужно упомянуть о разнообразной научно-популярной литературе, где порой не просто рассказывают об устройстве мозга, но и описывают закономерности нашего поведения, дают какие-то психологические советы и т. д. Не всегда в такого рода литературе сообщают подробности тех исследований, на основании которых мы выслушиваем все эти советы. С учётом всего вышесказанного про МРТ-исследования стоит помнить, что популярные советы, опирающиеся на «новейшие нейробиологические данные», далеко не всегда имеют хоть какой-то смысл.

Продолжим о мозге — точнее о том, можно ли увеличить мозг медитацией. Нейробиологи и психологи активно изучают медитацию на предмет её лечебных свойств: считается, что медитация помогает против депрессии, тревожности, стресса и даже против хронических болей. Есть эксперименты, которые подтверждают пользу от медитации. Более того, некоторые исследователи утверждают, что благодаря медитации в мозге происходят структурные изменения и что достаточно регулярно медитировать два месяца, чтобы в зонах мозга, отвечающих за память и эмоции, стало больше серого вещества (то есть коротких нейронных отростков-дендритов).

Однако в подобных исследованиях, во-первых, участвуют не очень много людей, в лучшем случае десяток-другой, а во-вторых, в них состояние мозга после медитации сравнивают только с состоянием мозга без медитации. Это называют отрицательным контролем: эффект от воздействия сравнивают с отсутствием воздействия. Но ведь может быть и так, что изменения, которые происходят с мозгом, на самом деле к медитации не имеют отношения — просто мозг занялся чем-то новым, и в нём стало больше серого вещества. То есть мозг, занявшийся медитацией, нужно сравнивать с мозгом, который занялся чем-то другим.

Именно так поступили сотрудники Висконсинского университета в Мадисоне. В их экспериментах участвовало более семидесяти человек, которых делили на три группы. Первая группа регулярно практиковала так называемое снижение стресса на основе осознанности (MBSR), один из главных компонентов которого — медитация осознанности; именно MBSR, по некоторым данным, делает серое вещество более объёмным и одновременно более плотным. В другой группе занимались музыкальной терапией, физическими упражнениями и здоровым питанием. В третьей группе не занимались ничем, но обещали, что они скоро займутся либо снижением стресса на основе осознанности, либо музыкальной терапией и пр.

Оказалось, что за два месяца ни у кого не появилось каких-то заметных отличий — медитация и музыкальная терапия с упражнениями влияли на серое вещество не больше, чем обычная жизнь. Это не значит, что медитация не помогает против стресса и депрессии — она вполне может помогать, только для того, чтобы помочь, не нужно наращивать серое вещество ни в зонах памяти, ни в зонах эмоций, ни где-либо ещё.

На самом деле, медитация, может, и способна произвести структурные изменения в мозге, но для этого нужно больше времени и усердия. Наш мозг пластичен, его нейроны и нейронные цепи подстраиваются под задачи, с которыми человек имеет дело постоянно. Но 24–30 часов практики осознанности, размазанные по двум месяцам — этого, пожалуй, слишком мало, чтобы увеличить долю серого вещества. То есть в целом тут речь идёт не столько о медитации, сколько о том, как её изучать: корректно планируя эксперимент, мы счастливо избежим напрасных сенсаций.

Можно ли получить опухоль мозга, разговаривая по мобильному телефону? Это до сих пор остаётся неубиваемой темой в околонаучных разговорах, которая заново воскресает каждый раз, как нам сообщают об очередном шаге вперёд в телекоммуникациях. В 2011 году Международное агентство по изучению рака сообщило, что сотовые телефоны могут провоцировать опухоли мозга, однако большинство медико-эпидемиологических исследований, выполненных впоследствии, это не подтвердили, и мобильники признали безопасными. Но если есть «большинство» исследований, то есть и «меньшинство» — с другими результатами? Другие результаты часто связаны с тем, что для анализа берут медицинские истории людей, у которых уже есть онкологический диагноз. Это так называемые ретроспективные исследования, и их проблема в том, что они ищут там, где светло: в мире в принципе больше тех, кто пользуется мобильными телефонами, чем тех, кто не пользуется. Догадайтесь, кого из них будет больше среди тех, у кого нашли опухоль мозга.

Иначе поступили авторы работы, опубликованной в прошлом году в Journal of the National Cancer Institute: они выполнили проспективное исследование, в котором анализировали, появится ли в будущем опухоль у изначально здоровых людей. Для анализа использовали медицинские данные примерно 776 тыс. женщин, родившихся между 1935 и 1950 гг. В 2001 году они заполнили специальные анкеты, чтобы можно было оценить, насколько активно они пользуются своими мобильниками, в смысле, насколько активно они разговаривают по мобильной связи, когда телефон или смартфон прижимаешь к голове. (Хотя у нас у всех бывают разные дни в смысле социальной насыщенности, но всё-таки каждый может оценить, сколько раз в день в среднем он или она говорит по телефону, как долго в среднем длится разговор, и т. д.) Половину из тех, кого опрашивали в 2001 году, опросили на ту же тему сотовой активности ещё раз в 2011, чтобы понять, случились ли здесь какие-то изменения. И вот эти данные сопоставили с медицинскими сведениями, которые охватывали ещё четырнадцать лет после второго «сотового» опроса.

В целом опросы показали, что среди пожилых женщин достаточно тех, кто не говорит по мобильной связи (например, среди тех, кому в 2011 было от 60 до 64, не разговаривающих по мобильникам оказалось 25%). За четырнадцать лет после 2011 г. из всех них только у 0,42% появились опухоли мозга — и никакой связи с мобильниками не было: у тех, кто ими пользовался, опухоли появлялись с той же вероятностью, что и у тех, кто ими не пользовался. В этом смысле не было никаких отличий, связанных с видом опухоли или её расположением, то есть опухоли в височных частях мозга возникали не чаще, чем в каких-либо других, если опять же рассматривать их в связи с разговорами по мобильнику.

Правда, стоит уточнить, что из тех, чьи данные анализировали в исследовании, только 18% разговаривали по телефону больше получаса в неделю. Так что тут ещё предстоит исследовать каких-нибудь особых мобильных говорунов, которые готовы разговаривать часами, причём каждый день. В то же время с развитием мессенджеров найти достаточно количество таких людей будет наверняка непросто. Ещё хорошо бы включить в будущие исследования мужчин. Что касается возраста, то злокачественные опухоли всё-таки чаще развиваются у пожилых, чем у молодых, и, кроме того, связь между опухолями мозга у детей и подростков на самом деле уже искали — и пришли и тем же результатам, что и сейчас.

Тестостерон давно ославлен как гормон агрессии. Все знают, что повышенный тестостерон — это агрессия, драки, антисоциальное поведение и прочее в том же роде. Вообще, тестостерон нужен в первую очередь для формирования и функционирования мужской половой системы, но у него есть и поведенческие эффекты, которые становятся особенно заметны при повышенном уровне гормона. Речь даже не столько о человеческой психологии — проведено множество экспериментов с животными, в которых повышенный тестостерон делает самцов (и самок) весьма малоприятными субъектами.

Однако в прошлом году в Proceedings of the Royal Society B вышла статья о том, что тестостерон может делать самцов не только более агрессивными, но и более дружелюбными. Опыты ставили с монгольскими песчанками, которые формируют постоянные брачные пары и вместе воспитывают потомство. Самцы песчанок активно защищают свою территорию от чужаков и довольно агрессивны в период спаривания, но с беременными самками и с детёнышами они ведут себя совсем иначе.

Когда самцу, у которого уже была беременная подруга, вводили добавочную порцию тестостерона, он не становился агрессивным — он становился ещё более любящим, более ухаживающим; можно сказать, из просто хорошего супруга он превращался в идеального. Через неделю самку на время пересаживали от её «тестостеронового» мужа, а на её место подсаживали другого самца. Обычно в такой ситуации хозяин клетки или будет гонять второго самца по своей территории или, в крайнем случае, постарается с ним не пересекаться. Но «тестостероновый» самец вёл себя по отношению к чужаку намного более дружелюбно, чем можно было ожидать. Однако если ему вводили ещё одну порцию тестостерона, к нему возвращалось привычное агрессивное (или избегающее) поведение.

Первая доза тестостерона не просто настраивала самца на семейно-романтический лад по отношению к конкретной самке — самец в целом становился более социально-толерантным. Вторая доза всё меняла: самец начинал вести себя так, как мы обычно ждём при повышенном уровне тестостерона. Если представить себе монгольских песчанок в их естественной среде обитания, то всплески тестостерона будут зависеть от собственного организма самца: уровень гормона повышается в период размножения, что только укрепляет семейные социальные связи, если же в норе появляется чужак, новый всплеск тестостерона поможет отвлечься от социально-семейных ценностей и прогнать его. Но тогда получается, что тестостерон не столько стимулирует агрессию, сколько помогает переключаться между разными режимами поведения, просоциальным и агрессивным антисоциальным. Получается, что его эффект зависит от социального контекста. И это не первый раз, когда действие тестостерона увязывают с социальным контекстом. Например, несколько лет назад о чём-то похожем сообщали психологи из Университета Эразма Роттердамского, и речь шла тогда не о грызунах, а о людях — исследователи пришли к выводу, что «гормон агрессивности» в некоторых условиях способствует сотрудничеству.

Есть ещё один гормон, который даёт два противоположных поведенческих эффекта — это окситоцин, «гормон любви». Довольно долго считалось, что он повышает социальность, усиливает привязанность, стимулирует чувства любви, дружбы и т. д., пока не выяснилось, что он может также вызывать агрессию. И как именно он подействует в конкретном случае, зависит опять же от социального контекста. Кстати, «окситоциновые» и «тестостероновые» нейронные цепи в мозге отчасти перекрываются, и на примере тех же монгольских песчанок было решено проверить, не влияет ли уровень тестостерона на уровень окситоцина. Оказалось влияет: у самца, которому вводили тестостерон перед общением с самкой, повышался уровень окситоцина; можно сказать «гормон агрессии» играл в пользу «гормона любви».

Что до людей, то люди, конечно же, не песчанки. Но если уж у песчанок «гормон агрессии» ведёт себя настолько непросто, можно представить, насколько всё сложно может оказаться с тестостероном в мозге человека.

И последнее, про лекарственно-устойчивых бактерий. Здесь мы все уже крепко выучили, что они возникают из-за того, что мы злоупотребляем антибиотиками, особенно в животноводстве. Действительно, тут всё кажется интуитивно понятным, если не забывать о теории эволюции: антибиотики — тот же фактор среды, который вычищает из популяции всех неприспособленных; соответственно, среди бактерий остаются те, кто умеет противостоять антибиотикам, те, у кого появляются нужные мутации, а то и целые гены.

Однако не стоит забывать, что антибиотики — это природные (или, если угодно, натуральные) молекулы: их придумали не люди, их издавна использовали друг против друга различные микроорганизмы. Бактерии и грибы активно воюют друг с другом, и антибиотики — одно из распространённых средств борьбы. Конечно, люди могут подсмотреть молекулу антибиотика у какого-нибудь грибка, а потом её усовершенствовать, но исходная молекула возникла в природе довольно давно. А раз так, и то и устойчивость к антибиотикам должна была время от времени возникать у бактерий ещё в доантибиотиковую эру — то есть до того, как их стали активно использовать в медицине.

В этом смысле не стоит так уж удивляться статье, появившейся в январе прошлого года в Nature: в ней говорилось о лекарственно-устойчивом штамме золотистого стафилококка, которого нашли на ежах и который стал лекарственно-устойчивом около двухсот лет назад. Этот штамм можно найти у 60% ежей в Швеции и Дании, да и на ежах из других регионов Европы и из Новой Зеландии он тоже попадается довольно часто. Исследователи полагают, что причиной тому грибок Trichophyton erinacei, который тоже живёт на коже ежей: грибок выделяет антибиотик, и стафилококк может ужиться рядом с ним, только если будет антибиотикоустойчивым. Сравнивая гены лекарственной устойчивости у ежовых бактерий, можно узнать, когда эти гены впервые появились. Авторы работы пришли к выводу, что штамм стафилококка живёт на ежах где-то с XIX в., когда медицина ни о каких антибиотиках даже не ведала. У людей его впервые обнаружили в 1960 году, и вполне вероятно, что «человеческий» штамм — это штамм с ежей.

Но здесь всё-таки стоит уточнить, что ежовый штамм встречается в одном случае из двухсот, когда у человека случается инфекция с лекарственно-устойчивым стафилококком. Ежи ежами, но всё-таки распространение антибиотиков играет большую роль в эволюции бактерии — разнообразием и широким распространением лекарственно-устойчивых штаммов мы обязаны нашему собственному увлечению лекарствами. Тут заодно можно вспомнить ещё одну прошлогоднюю статью про «супербактерий», на этот раз в Nature Microbiology. В ней говорится, что лекарственно-устойчивые разновидности бактерий рода Klebsiella приходят к людям от других людей. А вот «супербактерии» сельскохозяйственного происхождения, которые появляются на фермах, где животным в качестве профилактики дают большие количества антибиотиков, по-видимому, так с животными и остаются.

Общий вывод, который можно сделать из двух статей, состоит в том, что, во-первых, возникновение устойчивых микробов — это не какое-то инновационное наказание человечеству за его грехи перед природой, а во-вторых, «супербактериальные» инфекции могут возникать не столько из-за фермеров с антибиотиками, сколько из-за проблем с больничной санитарией.

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Серотонин отделяют от депрессии
https://www.nkj.ru/news/44896/
Несмотря на всеобщую веру в то, что депрессия возникает из-за проблем с серотонином, доказательств этому почти нет.

«Депрессивные гены» подвергают сомнению
https://www.nkj.ru/news/35925/
Почти два десятка известных «депрессивных генов» оказались связаны с депрессией не более, чем любые другие.

«Гормон счастья» может вызывать депрессию
https://www.nkj.ru/news/27599/
Психологический эффект серотонина зависит от того, на какие нейроны он подействовал.

Антидепрессанты исправляют депрессивную эпигенетику
https://www.nkj.ru/news/27424/
Причина затяжной депрессии может быть в том, что антистрессовые гены не могут начать работать из-за «усыпляющих» эпигенетических меток на их ДНК.

Нейробиологическим исследованиям для надёжности не хватает данных
https://www.nkj.ru/news/43598/
Чтобы результаты нейропсихологических экспериментов с МРТ-сканированием имели смысл для всех людей, в них должно участвовать порядка тысяч добровольцев.

Можно ли увеличить мозг медитацией
https://www.nkj.ru/news/43942/
Влияние медитации осознанности на серое вещество мозга сильно преувеличено.

Мобильные телефоны не связаны с опухолями мозга
https://www.nkj.ru/news/43645/
Разговоры по сотовому никак не влияют на вероятность рака мозга — по крайней мере, среди пожилых женщин.

Тестостерон помогает дружить
https://www.nkj.ru/news/45025/
Действие «гормона агрессии» зависит от социального контекста.

Помогает ли тестостерон в спорте?
https://www.nkj.ru/news/25270/
В спортивных состязаниях тестостерон может разве что укрепить волю к победе и поднять ваш статус в глазах других игроков команды.

«Гормон любви» вызывает агрессию
https://www.nkj.ru/news/38982/
Социальный эффект гормона-нейромедиатора окситоцина зависит от социального контекста.

Лекарственно-устойчивые бактерии появились раньше лекарств
https://www.nkj.ru/news/43172/
На ежах живёт бактерия, устойчивая к антибиотикам, и появилась она ещё в XIX веке.

Супербактерии приходят к людям от других людей
https://www.nkj.ru/news/46792/
...а супербактерии животных, по-видимому, остаются с животными.

АrefievPV

«Берингов мост» между Азией и Америкой возник еще до последнего ледникового максимума
https://elementy.ru/novosti_nauki/434055/Beringov_most_mezhdu_Aziey_i_Amerikoy_voznik_eshche_do_poslednego_lednikovogo_maksimuma
ЦитироватьИспользуя геохимические показатели поступления тихоокеанских вод в западную часть Северного Ледовитого океана, ученые построили модель изменения уровня моря в Беринговом проливе за последние 46 тысяч лет. Результаты показали, что сухопутный мост между Азией и Америкой возник 35–36 тысяч лет назад — еще до того, как ледники покрыли территорию Северной Америки. Примерно к этому же времени относятся древнейшие следы появления человека в центре Американского континента, не имевшие внятного объяснения раньше.
ЦитироватьПо мнению исследователей, первые переселенцы перебрались из Азии в Америку сразу же, как только возник сухопутный мост. И у них было примерно 10 тысяч лет, в течение которых они могли свободно мигрировать на юг, пока ледник, занявший 26,5 тысяч лет назад всю северную часть Северной Америки, не перекрыл им путь.

Параллельно авторы получили еще несколько важных выводов. В частности, их результаты ставят под сомнение наличие линейной связи между средней температурой на планете, глобальным объемом ледников и уровнем Мирового океана. Если бы этот принцип, заложенный в основу практически всех палеоклиматических моделей, соблюдался, то сухопутный мост между Азией и Америкой должен был возникнуть еще 70 тысяч лет назад, примерно в середине последней ледниковой эпохи, начавшейся 115–110 тысяч лет назад и закончившейся 11,7–11,6 тысяч лет назад.

Ледовый покров должен был нарастать равномерно, так как изменения температур были относительно стабильными. Однако построенная модель предполагает, что более 50% ледников образовалось за период 46–19 тысяч лет назад. Возможно, считают авторы, циклы оледенения больше коррелируют с периодами пониженной инсоляции, чем со снижением концентрации СО2 в атмосфере.

P.S. Информативно. Схемы, рисунки и графики не стал сюда тащить (по ссылке можно глянуть).

Alexeyy

Кстати, есть мнение, основанное на археологических данных (кажется, прочитал это на портале Дж. Харрода) о том, что люди в Америке были уже как раз, примерно, в районе 70 тыс. л. назад и вроде даже как раз в районе и ок. 115–110 тысяч лет назад. Хотя, точне не помню. Но где-то так.

kostik

Ученый Научно-технологического университета «Сириус» Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК.

Об этом сообщает "Рамблер". Далее: https://news.rambler.ru/tech/50043940/?utm_content=news_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink

Открытое явление Никитин назвал «молекулярной коммутацией». Суть его в том, что информация в ДНК переносится не только за счет структуры двойной спирали — однозначно соответствующих друг другу (комплементарных) молекулярных цепей — как считалось ранее, но и при взаимодействии коротких одноцепочечных молекул ДНК/РНК или других молекул.

Оригинал: https://www.nature.com/articles/s41557-022-01111-y

АrefievPV

Цитата: kostik от января 18, 2023, 01:02:01Ученый Научно-технологического университета «Сириус» Максим Никитин открыл новый фундаментальный механизм хранения информации в ДНК.

Об этом сообщает "Рамблер". Далее: https://news.rambler.ru/tech/50043940/?utm_content=news_media&utm_medium=read_more&utm_source=copylink
Интересно.

Не в оригинале, а просто в более подробной статье на русском языке (https://siriusuniversity.ru/media/news/rossiiskii-uchenii-otkril-novii-fundamentalnii-mehanizm-hraneniya-informatsii-v-dnk) приводятся некоторые любопытные сведения (процитирую чуток):
ЦитироватьДля того, чтобы доказать, что ДНК может образовывать наборы молекул с практически любыми наперед заданными взаимными аффинностями, в своей статье Максим Никитин показывает экспериментальную реализацию большого разнообразия систем, которые по-разному обрабатывают информацию, начиная с систем, включающих всего 3 суперкоротких олигонуклеотида длиной в 7 азотистых оснований, до ячеек памяти, систем вычисления квадратного корня и др. При этом компьютерное моделирование явления коммутации продемонстрировало устойчивую обработку информации и системой, состоящей из 1000 олигонуклеотидов. Это позволяет создать 572-битную ячейку обработки информации, что превосходит битность всех существующих электронных компьютеров. Примечательно, что предложенная Никитиным модель концептуально вообще не имеет ограничения по числу взаимодействующих таким образом олигонуклеотидов.
ЦитироватьКроме того, открытое Никитиным явление позволило ему экспериментально показать и другой удивительный, не укладывающийся в современную парадигму молекулярной биологии факт: любая неструктурированная одноцепочечная ДНК может специфично регулировать экспрессию заданного гена безотносительно их взаимной комплементарности. Все зависит от наличия в среде или организме других олигонуклеотидов (также некомплементарных).

Более того, автор показал, что молекулярная коммутация дает возможность лучше управлять экспрессией генов. Если в рамках стандартной парадигмы комплементарный механизм регуляции допускает приблизительно 1012 вариантов регулирования генов (в таком случае существует всего 420=1012 разных 20-нуклеотидных олигонуклеотидов), то Никитин показал, что используя те же 20-нуклеотидные последовательности, можно реализовать не менее 10172 вариаций регуляции работы гена. Это число значительно превосходит количество элементарных частиц во Вселенной, которых «всего» 1080!
ЦитироватьНеобходимо отметить, что в молекулярной коммутации могут участвовать не только нуклеиновые кислоты. Белки и малые молекулы также могут взаимодействовать по этому принципу, просто предсказать их взаимные аффинности в настоящее время, к сожалению, все еще очень сложно.

АrefievPV

Иммунные клетки живут дольше своих хозяев
https://www.nkj.ru/news/47422/
Мышиные Т-лимфоциты способны прожить в четыре раза дольше самой мыши, почти не теряя в своих иммунных способностях.
ЦитироватьКогда иммунные клетки сталкиваются с болезнью, они начинают делиться — понятно, что чем больше иммунных клеток, тем быстрее они справятся с проблемой. Потом часть их остаётся жить с памятью о болезни; если это была, например, вирусная инфекция, иммунные клетки запоминают белки того вируса, с которым они боролись. Если тот вирус снова появится в организме, клетки, которые его запомнили, быстро его узнают и начнут размножаться. Но как долго могут жить такие клетки?

Исследователи из Университета Миннесоты трижды с интервалом в два месяца вводили мышам вирус, на который должны были отреагировать Т-лимфоциты. Они и реагировали, начиная активно делиться и одновременно запоминая определённый вирусный белок. Спустя какое-то время Т-лимфоциты, которые запомнили этот белок, пересаживали другим мышам. Пересаженные Т-клетки опять побуждали к делению, вводя мышам тот самый вирусный белок, который иммунные клетки должны были помнить. Затем всё снова повторялось: эксперимент длился десять лет (то есть в четыре раза дольше, чем живёт обычная мышь), клетки пересаживали шестнадцать раз, а на иммунный ответ их провоцировали пятьдесят один раз — то есть пятьдесят один раз Т-лимфоцитам показывали вирусный белок, который они запомнили несколько поколений назад.

В статье в Nature говорится, что спустя шестнадцать пересадок Т-лимфоциты продолжали очень хорошо помнить исходный вирус (точнее, его белок) и очень хорошо размножались, когда снова сталкивались с ним. Если отсчитывать от их исходной популяции, то окажется, что Т-лимфоциты способны увеличить свою численность в 1040 раз. Исследователи особо подчёркивают, что среди этих Т-клеток не было никаких молодых пришельцев, все они были потомками самой первой популяции лимфоцитов, которые впервые познакомились с вирусом у самых первых мышей. Сами по себе иммунные клетки не были склонны к безудержному делению: чтобы они начали размножаться, нужен был иммунный сигнал, то есть они должны были наткнуться на вирусный белок. Через какое-то время клетки успокаивались и переставали делиться; каких-либо злокачественных признаков у них не появлялось.

Со временем у Т-лимфоцитов появлялись определённые молекулярные признаки утомления жизнью. Но, во-первых, свою работу они продолжали делать, а во-вторых, эти признаки утомления не шли ни в какое сравнение с той дряхлостью, которую демонстрируют Т-клетки, стареющие вместе с хозяином. Вероятно, оставаться работоспособными им мешает общее старение организма, сами же по себе они способны жить и работать чрезвычайно долго. Какие механизмы тут работают, ещё предстоит выяснить.

Известно, что у Т-клеток работает собственная теломераза — фермент, удлиняющий теломеры, концевые участки хромосом, от которых во многом зависит продолжительность жизни клетки. Недавно мы писали, что Т-лимфоциты могут продлевать себе жизнь ещё и с помощью чужих теломер, которыми с ними делятся другие клетки. Но, возможно, у Т-лимфоцитов есть ещё какие-то секреты, позволяющие им столь долго жить и размножаться в подходящих условиях. Исследователи, конечно, приложат все усилия, чтобы эти секреты узнать — потенциальная практическая польза от естественного долгожительства иммунных клеток абсолютно очевидна.

P.S. Ссылка в дополнение:

Иммунные клетки живут чужой жизнью
https://www.nkj.ru/news/45227/
Т-лимфоциты могут становиться моложе с помощью ДНК, которую им дают другие иммунные клетки.

АrefievPV

Проблема гомологии конечностей: от щупалец кораллов до крыльев насекомых
https://elementy.ru/novosti_nauki/434059/Problema_gomologii_konechnostey_ot_shchupalets_korallov_do_krylev_nasekomykh
ЦитироватьКакое отношение друг к другу имеют конечности разных животных? Есть ли у них что-то общее со щупальцами, которыми добывают пищу разные беспозвоночные? А крылья насекомых — это конечности или нет? Академик Владимир Васильевич Малахов и его коллега Михаил Маркович Ганцевич опубликовали статью о происхождении и путях эволюции двусторонне-симметричных животных (билатерий), в которой особое внимание уделено проблеме происхождения конечностей. Приведены доводы за то, что конечности членистоногих (и, судя по современным данным — даже крылья насекомых) произошли в конечном счете от щупалец далекого предка билатерий, который был похож на кораллового полипа.

АrefievPV

Нейропрорывы 2022: медицинские открытия
http://neuronovosti.ru/nejroproryvy-2022-meditsinskie-otkrytiya/

Нейропрорывы 2022: фундаментальные открытия
http://neuronovosti.ru/nejroproryvy-2022-fundamentalnye-otkrytiya/

Нейропрорывы 2022: практические открытия
http://neuronovosti.ru/nejroproryvy-2022-prakticheskie-otkrytiya/

АrefievPV

#2498
Пространственная память помогает фазанам спасаться от хищников
https://elementy.ru/novosti_nauki/434060/Prostranstvennaya_pamyat_pomogaet_fazanam_spasatsya_ot_khishchnikov
ЦитироватьКажется самоочевидным, что хорошие когнитивные способности — вещь полезная.
Однако фактов, подтверждающих, что хорошая память, обучаемость или сообразительность действительно повышают дарвиновскую приспособленность животных в природе, известно на удивление мало. Эксперимент на 126 фазанах, выращенных в идентичных условиях, а потом отпущенных на волю в сельской Англии, показал, что те птицы, которые в детстве лучше справлялись с тестами на пространственную память, занимают более обширные участки и реже попадают лисам на обед. Кроме того, оказалось, что фазаны обычно погибают в зубах лисиц не в центральных областях своих участков, а на периферии, где местность не так хорошо изучена птицей. По-видимому, пространственная память у фазанов поддерживается отбором благодаря тому, что хищники избирательно выедают птиц, плохо знакомых с местностью.
ЦитироватьТо, что все животные не умнеют прямо у нас на глазах под действием мощного отбора на интеллект, принято объяснять «ценой», которую приходится платить за поумнение. Как правило, это цена высока: нейроны потребляют много калорий, большеголовые детеныши требуют большего родительского вклада, а у птиц увеличение массы мозга конфликтует с необходимостью облегчать тело для полета. Но есть и еще одна причина того, что в царстве животных не так уж много выдающихся интеллектуалов. Возможно, небольшое улучшение той или иной когнитивной способности, возникающее в рамках индивидуальной изменчивости, оказывается полезным, то есть повышает дарвиновскую приспособленность (эффективность передачи генов следующим поколениям) далеко не всем и не всегда — даже без учета негативных побочных эффектов усиления мозговых функций.
ЦитироватьТаким образом, исследование показало, что пространственная память у фазанов может повышать приспособленность и поддерживаться отбором. Для ассоциативного обучения такой вывод сделать не удалось. Отбор на хорошую пространственную память может работать как через способность осваивать более обширные участки, так и через снижение вероятности попасть на обед хищнику.
ЦитироватьВ статье об этом не говорится, но я не мог не задать «корреспондирующему» автору, Роберту Хиткоуту (Robert J. P. Heathcote) из университетов Бристоля и Эксетера, напрашивающийся вопрос: есть ли хоть какая-то корреляция между результатами трех когнитивных тестов?

Известно, что у людей результаты разных когнитивных тестов, как правило, положительно коррелируют друг с другом. То есть люди, хорошо решающие одни типы задач, в среднем лучше решают и другие типы задач. Это позволяет говорить о так называемом «общем интеллекте». Нечто похожее на «общий интеллект» обнаружено и у врановых птиц (см.: Сообразительность ворон зависит от размера группы, «Элементы», 12.02.2018).

Но не у фазанов. Доктор Хиткоут сообщил, что между тремя тестами нет вообще никакой корреляции. Даже долго- и кратковременная пространственная память ведут себя как два независимых признака. Это согласуется с другими данными, показывающими, что мыслительный аппарат фазанов организован по модульному (или мозаичному) принципу: разные когнитивные задачи решаются разными специализированными когнитивными модулями. Эти модули, по-видимому, могут и работать, и эволюционировать во многом независимо друг от друга.

Этим фазаний мозг радикально отличается от человеческого, который, вероятно, имеет аномально высокую степень интегрированности (даже по сравнению с другими человекообразными обезьянами).

P.S. Вот и прозвучали слова о модульном устройстве мозга – значит, сей факт имеет место быть (хоть и не у всех).

АrefievPV

К сообщению:
Цитата: АrefievPV от декабря 30, 2022, 07:45:57Инфузории 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»

Новость та же, но немного другая подача материала:

Вирусы могут служить пищей для инфузорий
https://elementy.ru/novosti_nauki/434062/Virusy_mogut_sluzhit_pishchey_dlya_infuzoriy
ЦитироватьРанее считалось, что в экосистемах вирусы являются лишь коварными неуязвимыми паразитами, поражающими все, к чему смогут эволюционно приспособиться. Новое исследование показывает, что по крайней мере некоторые вирусы могут являться пищей для хищных простейших и активно участвовать в жизни экосистемы в роли жертв.
ЦитироватьВ ближайшей перспективе это открытие заставит ученых пересмотреть роль вирусов в пищевых цепях и сетях. Ранее господствовало представление о «вирусном шунте» (viral shunt) — «коротком замыкании» вирусами пищевых цепей в водных экосистемах в обход хищников (за счет вызванной этими вирусами гибели продуцентов). Новая работа показывает, что вирусы, даже поражая хозяев, способны переносить их энергию и вещество на более высокие трофические уровни, будучи съедены хищниками (рис. 4). С учетом относительно высокой концентрации вирусов в водной среде перед нами открывается новый экологический процесс, который нам только предстоит осмыслить.


Рис. 4. Принцип работы «вирусного шунта» состоит в том, что вирусы убивают клетки и превращают их в клеточный «мусор», который сразу становится добычей редуцентов, минуя хищников (красные стрелки). Зеленые стрелки показывают, как «вирусный шунт» может работать с учетом обсуждаемой статьи: вирусы при размножении потребляют энергию и вещество хозяина, которые они затем «передают» дальше по пищевой цепи, будучи съедены хищниками, — например, инфузорией Haltertia.

АrefievPV

Склонность к языкам и риск психических расстройств имеют общую генетическую основу
https://elementy.ru/novosti_nauki/434063/Sklonnost_k_yazykam_i_risk_psikhicheskikh_rasstroystv_imeyut_obshchuyu_geneticheskuyu_osnovu
ЦитироватьАнализ геномов и фенотипов 30 982 датчан выявил связи между результатами школьных экзаменов по разным предметам и риском психических расстройств. Эти связи проявляются как на фенотипическом, так и на генетическом уровне.

Самый интересный результат состоит в том, что риск большинства расстройств (включая поздно проявляющиеся, такие как шизофрения и большое депрессивное расстройство) оказался повышен у людей, чьи школьные успехи в языках были намного лучше математических. Гены, повышающие вероятность языково-математического дисбаланса, попутно повышают и риск психических недугов. Кроме того, оказалось, что люди с сильной генетической предрасположенностью к такому дисбалансу чаще выбирают творческие профессии.

Результаты совместимы с гипотезой о том, что склонность к психическим недугам (а возможно и к творчеству) досталась людям в качестве побочного эффекта ускоренного развития языковых способностей.
ЦитироватьПолученные результаты можно интерпретировать по-разному. Для некоторых обнаруженных фактов вполне допустимы тривиальные, неинтересные объяснения. Например, «творческая жилка» у людей с хорошими языковыми способностями на фоне плохих математических может объясняться просто тем, что слабость когнитивного модуля, обслуживающего решение математических задач, в сочетании с хорошим языковым модулем ограничивает людей в выборе профессии и подталкивает к занятиям, далеким от математики и логики, но близким к болтовне и фантазиям.

Но есть и более интересные возможности. Полученные результаты согласуются с гипотезой о том, что характерная для людей склонность к психическим недугам — это побочный эффект сильнейшего отбора на языковые способности. Такой отбор почти наверняка имел место в ходе антропогенеза. Возможно, именно он был причиной стремительного по эволюционным меркам увеличения объема мозга у рода Homo (см. Коэволюция мозга и культуры — вероятный механизм становления человеческого разума, «Элементы», 25.05.2020). Другим побочным эффектом могло стать художественное творчество.

Может быть, между языковыми способностями, риском психиатрических расстройств и творчеством существует глубокая биологическая связь, «прошитая» где-то в мозговой архитектуре. Но, конечно, пока это лишь гипотеза, нуждающаяся в дополнительных подтверждениях.

А еще занятно, что в недавней статье про интеллект фазанов было показано, что чаще всего в зубы лисиц попадают птицы с сильным дисбалансом между когнитивными модулями, отвечающими за кратко- и долговременную пространственную память (см. Пространственная память помогает фазанам спасаться от хищников, 25.01.2023). Теперь мы узнали, что у людей с сильным дисбалансом языковых и математических способностей повышен риск психиатрических расстройств. Что это — случайное, поверхностное сходство или проявление какой-то закономерности?

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в статье:

Коэволюция мозга и культуры — вероятный механизм становления человеческого разума
https://elementy.ru/novosti_nauki/433657/Koevolyutsiya_mozga_i_kultury_veroyatnyy_mekhanizm_stanovleniya_chelovecheskogo_razuma

Пространственная память помогает фазанам спасаться от хищников
https://elementy.ru/novosti_nauki/434060/Prostranstvennaya_pamyat_pomogaet_fazanam_spasatsya_ot_khishchnikov

АrefievPV

Социальность способствует эволюции долголетия
https://elementy.ru/novosti_nauki/434066/Sotsialnost_sposobstvuet_evolyutsii_dolgoletiya
Цитировать
Рис. 1. Распределение трех признаков — уровня социальности, массы тела и долголетия — в классе млекопитающих. Показаны данные по 974 видам. В центре — эволюционное дерево. Важнейшие группы обозначены силуэтами зверей. Данные по массе тела и долголетию (максимальной продолжительности жизни) приведены в логарифмическом масштабе. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature Communications
ЦитироватьСравнительный анализ данных по продолжительности жизни и социальному поведению 974 видов млекопитающих подтвердил положительную связь между социальностью и долголетием: со всеми необходимыми поправками получилось, что социальные звери живут дольше одиночек. Эволюционные переходы от короткоживущего состояния к долгоживущему чаще происходят у социальных млекопитающих, чем у одиночек, однако переходы от одиночной жизни к социальности происходят с одинаковой частотой у коротко- и долгоживущих. Это значит, что сопряженная эволюция социальности и долголетия объясняется не тем, что долголетие способствует отбору на социальность, а тем, что социальность способствует отбору на долголетие.
ЦитироватьГлавный — и очень важный — результат исследования состоит в том, что, во-первых, подтверждено существование положительной эволюционной корреляции между социальностью и долголетием у млекопитающих. Во-вторых, отвергнута гипотеза о том, что эта корреляция объясняется положительным влиянием долголетия на эволюцию социальности: долгоживущие одиночки становятся социальными не чаще, чем короткоживущие одиночки. В-третьих, подтверждена гипотеза о положительном влиянии социальности на эволюцию долголетия: короткоживущие социальные звери гораздо чаще становятся долгожителями, чем короткоживущие одиночки.

АrefievPV

Водород назвали важным источником энергии для морских бактерий
https://nplus1.ru/news/2023/02/08/feast-of-burden
Этот газ может способствовать и выживанию, и росту микроорганизмов
ЦитироватьАвстралийские, новозеландские и австрийские исследователи выяснили, что молекулярный водород служит существенным источником энергии для бактерий из разных морских экосистем. Они также подтвердили важность монооксида углерода для жизнедеятельности этих микроорганизмов. Отчет о работе опубликован в журнале Nature Microbiology.

В последнее десятилетие стали накапливаться данные о том, что следовые газы атмосферы служат важным источником энергии для аэробных бактерий в наземных экосистемах. Среди них особое значение в силу распространенности и энергоемкости имеют молекулярный водород (H2) и монооксид углерода (CO, угарный газ). Микроорганизмы окисляют их с помощью железо-никелевых [NiFe] гидрогеназ групп 1 и 2, а также дегидрогеназы монооксида углерода (CO-дегидрогеназы) формы 1.
ЦитироватьС помощью термодинамического моделирования исследователи выяснили, что уровни окисления СО бактериями достаточны для их выживания, но не роста. Водород, напротив, может дать некоторым литогетеротрофным и миксотрофным видам с невысокими запросами энергию для размножения.

Дополнительный анализ массивов данных «Тары» показал, что с ростом глубины вплоть до мезопелагической зоны у бактерий значительно возрастает количество генов аэробных гидрогеназ и СО-дегидрогеназ, а родопсинов, позволяющих получать энергию из света, — резко снижается. То есть с уменьшением освещения эволюционное преимущество получают поглощающие следовые газы литогетеротрофы.

Как пишут авторы работы, полученные результаты вызывают вопрос: водород и CO представляют собой один из наиболее надежных источников энергии в морской воде, почему тогда им пользуется относительно небольшая доля бактерий — значительно меньше, чем в почве?

По мнению исследователей, ограничивающим фактором может быть низкая концентрация железа: гидрогеназам необходимо 12–13 атомов этого элемента на промотор, СО-дегидрогеназам — четыре. Поэтому в поверхностных слоях воды, где света достаточно, для бактерий более выгодны родопсины, которые металлов не содержат.

Шаройко Лилия

#2503
Похолодание «изгнало» неандертальцев с Северо-Западного Кавказа на 10 тысяч лет


13:37, 27 ДЕКАБРЯ 2022
Цитировать


Российские ученые выяснили, что заселение Северо-Западного Кавказа неандертальцами прервалось в период 70-60 тысяч лет назад из-за сильного похолодания. Авторы определили, что климатические изменения также отразились на местной флоре. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в Journal of Archaeological Science: Reports.

В эпоху среднего палеолита (примерно 200-40 тысяч лет назад) территории Северо-Западного Кавказа населяли неандертальцы. Многочисленные археологические находки из этих мест свидетельствуют о том, что эти древние люди занимались охотой на копытных животных, используя в качестве орудий каменные наконечники копий, ножи и другие виды вооружения. Однако исследования показали, что на определенный период заселение неандертальцами территории Северо-Западного Кавказа было минимальным, и археологи связывают это с сильным глобальным похолоданием в северном полушарии. В результате некоторые стоянки древних людей, например Хаджох-2 и Мезмайская пещера, имеют признаки двух волн заселения — до и после этого периода (120-100 и 60-40 тысяч лет назад соответственно).

Ученые из АНО «Лаборатория доистории» (Санкт-Петербург), Национального музея Республики Адыгея (Майкоп), Воронежского государственного университета (Воронеж), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Института физики Земли имени О. Ю. Шмидта РАН (Москва) подробно описали климатические условия в периоды раннего и позднего заселения неандертальцами стоянки Хаджох-2, а также представили точные датировки этих событий.

Исследователи использовали метод оптически стимулированной люминесценции, который позволяет определить, насколько давно отложения, расположенные под современным слоем почвы, были на поверхности. Ученые выяснили, что грунты на стоянке Хаджох-2 можно разделить на 10 слоев, которые сменяли друг друга в течение более сотни тысяч лет. При этом возраст нижних, наиболее древних, составил 120-100 тысяч лет назад, а верхних, самых молодых, — 50-45 тысяч лет назад.

Затем, чтобы оценить климатические условия в исследуемый период, авторы проанализировали количество найденной в каждом слое пыльцы, поскольку растения довольно чувствительны к изменению климата. Исследование показало, что в самый древний период появления человека на стоянке — около 120-100 тысяч лет назад — в долине реки были развиты орехово-дубовые леса с примесью бука, вяза, а также граба и реликтовой гикори. Значит, климат в этот период был теплый и влажный. В отложениях возрастом 70-60 тысяч лет пыльцевых зерен практически не оказалось, тогда как в слоях других возрастов ее довольно много. Так, в самых молодых из них ученые обнаружили до 130 пыльцевых зерен, принадлежавших хвойным растениям, а также дубу, вязу и липе. Это говорит о том, что 70-60 тысяч лет назад на территории Северо-Западного Кавказа произошло похолодание, которое позже сменилось более теплым и влажным климатом, способствующим распространению лиственных деревьев.

Интересно, что в слоях, соответствующих периоду похолодания, археологи не обнаружили орудий охоты древних людей. Это позволяет сделать вывод о том, что неблагоприятные климатические условия сильно сократили ареал обитания неандертальцев на Северо-Западном Кавказе, особенно в горных районах. Находки, соответствующие раннему (120-100 тысяч лет назад) и позднему (60-40 тысяч лет назад) периодам заселения этой территории, демонстрируют изменения в технике обработки каменных орудий. Так, наиболее «молодые» артефакты оказались более тонко и мастерски оформлены, чем древние.

«Мы подробно описали климатические изменения на территории Северо-Западного Кавказа и их влияние на заселение данного региона неандертальцами. Это поможет лучше понять историю и процесс становления культуры древних людей на территории современной России. В дальнейшем мы планируем исследовать другие стоянки древних жителей Кавказа», — рассказывает первый автор статьи Екатерина Дороничева, старший научный сотрудник АНО «Лаборатория доистории».

Публикация в Journal of Archaeological Science

автоперевод Яндекс браузера



ЦитироватьЖурнал археологических наук
постоянная ссылка публикации
https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2022.103781

Влияние экологического стресса MIS 4 на заселение гомининами на северо-западном Кавказе: новые данные с сайта Хаджо-2

Основные моменты

На Хаджох-2 сохранились четыре слоя среднего палеолита, датируемые 120-100 тыс. лет назад и 50-45 тыс. лет назад.


Мастерские по изготовлению кремня представлены во всех слоях.

Некоторые из скоплений Хаджох-2 напоминают вариант восточно-микокского.

Новые данные указывают на перерыв в отложении MIS 4 и отсутствие гомининов на Хаджо-2.

Данные свидетельствуют о самой низкой интенсивности заселения гомининами региона во время MIS 4.

Аннотация
Стоянка под открытым небом Хаджох-2 является одной из немногих стоянок среднего палеолита, известных на северо-западном Кавказе, которые свидетельствуют как о ранней (MIS 5), так и о поздней (MIS 3) стадиях среднепалеолитического заселения региона. Междисциплинарное исследование 2020 года показывает, что на Хаджо 2 сохранились четыре отдельных слоя среднего палеолита, в которых хранятся свидетельства существования гомининов, которые производили среднепалеолитические поселения и периодически посещали это место примерно от 120-100 тыс. лет назад в MIS 5d до примерно 50-45 тыс. лет назад в MIS 3. В настоящее время Хаджох-2 является единственной стоянкой под открытым небом эпохи среднего палеолита на Северном Кавказе, в которой литостратиграфия и палеоэкологические условия были изучены с помощью исследований современного уровня, включая палинологический и палеопедологический анализы, а также данные магнитного прокси.

АrefievPV

Биологи открыли новый класс мобильных генетических элементов у бактерий
https://nplus1.ru/news/2023/02/10/tycheposons
Их назвали тихепозонами в честь морской богини удачи Тихе
ЦитироватьМикробиологи обнаружили у морских бактерий новый класс мобильных генетических элементов — фрагментов ДНК, способных передаваться от одной бактерии к другой. Эти элементы — которые ученые назвали тихепозонами, в честь древнегреческой богини Тихе, — переносят гены, позволяющие им усваивать полезные метаболиты, а также обеспечивающие им защиту от вирусов. Для этого тихепозоны используют набор генов и молекулярных механизмов, позволяющих им с высокой точностью встраиваться в определенные места генома, не нарушая при этом его целостность. Работа опубликована в журнале Cell.

Долгое время в поле зрения микробиологов находилась группа морских цианобактерий из рода Prochlorococcus с чрезвычайно разнообразным набором генов. Такое разнообразие обычно приписывается активному горизонтальному переносу генов, следов которого у Prochlorococcus обнаружено не было, хотя это распространенный способ обмена генетической информацией между бактериями. Он дает бактериям возможность быстро адаптироваться — полученные в результате горизонтального переноса гены могут наделить бактерии резистенстностью к антибиотикам или дать им способность усваивать полезные метаболиты из окружающей среды.

На данный момент ученым известно множество способов передачи генетических элементов между бактериями (которые из-за подвижности принято называть мобильными генетическими элементами). Однако обнаружить следы известных мобильных генетических элементов в геномах Prochlorococcus ученым до сих пор не удавалось.

Исследователи под руководством Томаса Хакля (Thomas Hackl) и Салли Чисхолм (Sallie W. Chisholm) из Массачусетского технологического института решили разобраться в причинах этого несоответствия. Повторив попытку найти в геномах Prochlorococcus следы известных мобильных генетических элементов — и не найдя их, — ученые стали детально анализировать геномы отдельных бактерий.

В результате они нашли участок генома, совпадающий на 99 процентов у двух бактерий из разных филогенетических групп Prochlorococcus, — что служит указателем того, что между этими бактериями произошел горизонтальный перенос генов. Проанализировав этот геномный участок, исследователи обнаружили в нем ген, кодирующий сериновую рекомбиназу (фермент, отвечающий за интеграцию фрагмента ДНК в геном), а также гены, кодирующие транскрипционный регулятор, хеликазу и факторы репликации, отдаленно напоминающие факторы, встречающиеся в других мобильных генетических элементах. Затем ученые стали искать гомологичные последовательности в геномах других бактерий Procholorococcus — и нашли 937 участков, содержащих схожую интегразу вместе с другими генами.

Эти результаты дали авторам повод предположить, что перед ними новая группа ранее неизвестных мобильных генетических элементов. Чтобы подтвердить свою гипотезу, ученые исследовали эволюционное родство генов, входящих в мобильные генетические элементы Procholorococcus. Для этого они использовали все известные последовательности генов, схожих по функционалу с генами Procholorococcus, которые имеются в генетических базах данных, и построили кластеры родства на основе схожести нуклеотидных последовательностей.

Кластерный анализ показал, что мобильные генетические элементы Procholorococcus кардинально отличаются от других известных, что служит еще одним подтверждением тому, что мобильные генетические элементы Procholorococcus составляют отдельный класс. Ученые назвали элементы, входящие в эту группу, тихепозонами — в честь древнегреческой богини удачи Тихе, дочери Океана.

Особое внимание ученые уделили анализу особенностей рекомбиназы тихепозонов, так как эти белки этого семейства значительно различаются между разными видами мобильных генетических элементов. Особенность рекомбиназы тихепозонов — высокая точность, с которой она встраивает фрагмент ДНК в геном, тогда как другие рекомбиназы встраивают фрагменты ДНК неспецифично в случайный участок генома. Кроме того, в отличие от других рекомбиназ, рекомбиназа тихепозонов не нарушает нормальную работу участка генома, куда она встраивает ДНК.

После этого ученые проанализировали гены, которые входят в состав тихепозонов. Оказалось, что они содержат множество метаболически полезных генов: в состав многих тихепозонов входят целые кластеры генов, позволяющие им усваивать натрий, фосфор или железо — которые особенно важны для жизнедеятельности бактерий в океане.

Некоторые тихепозоны также содержат гены, кодирующие вирусные структурные белки и белки, необходимые им для сборки капсида. Бактерии используют этот механизм для защиты от вирусов — при попадании в клетку, вирус активирует эти гены, и их белковые продукты мешают ему нормально функционировать и размножаться.

Наконец, ученые исследовали способы, с помощью которых бактерии обмениваются тихепозонами друг с другом. Первым делом ученые проверили наличие тихепозонов в вирусах, обитающих в океане. Проанализировав метагеномы морских вирусов, они обнаружили множество сателлитных тихепозонов — то есть тихепозонов, не входящих в геном вируса, но находящихся вместе с ним в вирусном капсиде и попадающих в клетку одновременно с вирусным геномом. Кроме того, исследователи обнаружили множество различных тихепозонов во внеклеточных везикулах, с помощью которых они могут попадать в бактерии-реципиенты.

Таким образом, авторам статьи удалось выявить и описать новый класс мобильных генетических элементов. Тихепозоны содержат множество полезных генов, позволяющих бактериям усваивать метаболиты и защищаться от вирусов, а также — в отличие от большинства других мобильных генетических элементов — они способны с высокой точностью встраиваться в геном клетки-реципиента, не нарушая его корректную работу.

Мы уже рассказывали про горизонтальный перенос генов — и про то, какую пользу он оказывает различным организмам. Так, обмен мобильными генетическими элементами между кишечными бактериями матери и ребенка помог детям лучше усваивать грудное молоко, а салату «айсберг» помог сформировать кочаны.

P.S. Ссылки на информацию, о которой упоминается в заметке:

Материнские кишечные бактерии поделились генами с микробиомом детей
https://nplus1.ru/news/2022/12/27/Mom-microbe-genes
Возможно, этот горизонтальный перенос генов помогает детям усваивать грудное молоко

Транспозон на седьмой хромосоме помог салату «айсберг» сформировать кочаны
https://nplus1.ru/news/2020/12/14/iceberg-lettuce

И ещё в дополнение ссылка:

Поверх барьеров
https://nplus1.ru/material/2019/01/28/pass-me-gene-please
Что такое горизонтальный перенос генов и насколько он распространен