Коллекция любопытных фактов.

[Дарвинист]

Уважаемые участники, любопытная новость о никельбэке и связанном с ним сценарии зарождения жизни, см., https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq1990.
Популярное изложение на русском языке, https://potokmedia.ru/russia_world/472089/v-ratgerskom-universitete-ssha-vyyavili-zarodivshee-na-zemle-zhizn-veshhestvo/.

[Татьяна1]

https://zooclub.ru/zanim/bolezn_morgellonov.shtml  товарищи ученые подскажите, волокна на фото могут быть цианобактериями? Я такие же наблюдаю у себя в коже через микроскоп.

[АrefievPV]

Голова без слизня
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1717/Golova_bez_sliznya

Перед вами — голова, гуляющая сама по себе. Она оставила тело и ушла налегке. Фотографию эту сделала Саяка Мито (Sayaka Mitoh), эколог из Японии. Возможно, она на мгновение даже почувствовала себя Алисой, впервые встретившей улыбку без кота. Только в данном случае вместо кота был морской слизень Elysia marginata. Мито и ее коллеги изучали в лаборатории жизненный цикл этих моллюсков и в один прекрасный день обнаружили обезглавленное тело слизня и его голову, ушедшую по своим делам на другой конец контейнера. Естественно, ученые решили, что животное погибнет. Тело действительно умерло, хотя и не сразу. А вот голова прекрасно себя чувствовала без сердца, пищеварительной, выделительной и репродуктивной систем. Она мирно паслась, а потом отрастила себе новое тело.


Автотомия (A) и регенерация слизня Elysia marginata на 7-й день (B), 14-й (C), 22-й (D). Черной стрелкой отмечен перикард с сердцем, белым пунктиром — бороздка на шее целого слизня, по которой, как предполагается, идет отрыв тела от головы.

Многие животные (например, ящерицы, членистоногие, моллюски) способны отбрасывать тела или органы и выращивать их заново (см. картинку дня Автотомия у ящериц). Элизия же избавляется от всего тела сразу. Ученые были поражены и приступили к изучению этого феномена. Они беспокоили, раздражали, перетягивали нитками, разрывали и мучили разными другими способами элизий двух видов — E. marginata и E. atroviridis. На их «шеях» даже есть специальные бороздки — предположительные места отрыва. Выяснилось, что отращивать новое тело могут молодые здоровые животные. Молодыми считаются особи в возрасте 226–336 дней после вылупления, а старыми — в возрасте 480–520 дней.

Раны от разрыва на отделившихся головах затягиваются уже через сутки, а есть они (головы) могут уже через несколько часов после отделения туловища. Регенерацию сердца свободноживущие головы начинают через 7 дней, а отращивание тела — через 20 дней. Головы старых особей умирали примерно через 10 дней.

Как же голове удается выживать без тела? Скорее всего, за счет фотосинтеза. Элизии питаются водорослями, которые соскабливают с твердых поверхностей. Съеденные хлоропласты остаются в пищеварительной системе, которая у этих моллюсков сильно разветвленная и заходит также в голову. Изнутри она выстлана клетками, поддерживающими хлоропласты, они продолжают фотосинтезировать, за счет чего животное получает питательные вещества и энергию для регенерации тела. Это уникальное свойство мешкоязычных моллюсков (Sacoglossa), к которым и относятся элизии (см. картинки дня Фотосинтезирующий моллюск-листик и «Морская овечка»).

Но если голова отращивала тело, то обратного не происходило. Тела жили от нескольких дней до месяца, а потом бледнели и разлагались. Биение сердца просматривалось вплоть до начала разложения. Скорее всего, жизнь в телах, лишенных головы, поддерживалась за счет всё тех же хлоропластов, съеденных еще целым моллюском. С отмиранием же хлоропластов погибало и тело.

Итак, за счет чего выживают головы, вроде понятно. Остается главный вопрос: зачем? Сначала ученые предположили, что это способ спастись от врага. По аналогии с ящерицей, отбрасывающей хвост. Однако ящерица отбрасывает хвост за считаные секунды и быстро убегает, а вот процесс отделения головы слизня от туловища занимает несколько часов. Да и голова потом не убегает в клубах донной мути, а медленно отползает. За это время слизня можно успеть съесть. И не один раз. Исследователи пытались пугать и всячески раздражать своих подопытных, но ни один из них в ответ на раздражение не «вышел из себя».

Потом ученые нашли причину, и она похожа на правду. Они заметили, что элизии E. atroviridis, отбрасывающие тело, кишели паразитами — самками веслоногих рачков, или копепод. Копеподы больше похожи на офиур, чем на ракообразных (в отличие от свободноживущих самцов), и заполняют тело моллюска, не давая ему не только нормально жить, но и размножаться, блокируя репродуктивную систему. Единственный способ избавиться от всех копепод одним махом — это бросить зараженное тело и вырастить новое. В лабораторных условиях от тела избавлялись только зараженные слизни. Моллюски, свободные от паразитов, не теряли головы.

Лабораторные слизни E. marginata, по-видимому, не имели паразитов, но в природе у них также встречаются паразитические веслоногие. Предположительно, моллюски могут отбрасывать тело и в случаях накопления в нем токсичных веществ или если животное запутается в водорослях и не сможет выбраться. Эти предположения экспериментальным путем пока не подтверждены.

[АrefievPV]

Три теории магниторецепции: как животные и птицы ощущают магнитное поле?
https://vk.com/@neurocampus-tri-teorii-magnitorecepcii-kak-zhivotnye-i-pticy-oschuschaut
Ученые не могут окончательно определиться с молекулярной основой магниторецепции животных и птиц. В тексте мы расскажем о трех существующих непротиворечащих друг другу научных теориях механизмов работы такой необычной рецепторной системы.

Панорамный вид на Франкфурт-на-Майне, Германия. На изображении показана перспектива ландшафта, снятая с высоты птичьего полета 200 м. Поле зрения птицы изменяется с помощью функции магнитного фильтра. Для иллюстрации показан паттерн, опосредованный магнитным полем, только в оттенках серого. Узоры показаны для птицы, смотрящей в восьми направлениях по сторонам света (N, NE, E, SE, S, SW, W и NW). Угол наклона геомагнитного поля составляет 66°, что является характерным значением для данного региона. Источник

Сколько органов чувств у человека? Аристотель описывал пять: зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. Но сейчас мы знаем, что помимо них есть другие сенсорные каналы восприятия, такие как чувство равновесия, тепла и холода, боли, а также восприятие внутренних раздражителей, например, проприоцепция. Эти виды сенсорного восприятия знакомы каждому человеку, но среди других живых существ эволюция создала и недоступные нам способы ощущать окружающий мир.

Например, осьминоги отлично различают (поляризацию света) и ощущают его интенсивность щупальцами, а обыкновенный сом имеет вкусовые рецепторы по всей поверхности тела. Летучие мыши ориентируются в темноте с помощью эхолокации, а дельфины помимо эхолокации под водой еще «научились» ощущать электрические поля.

Одним из наименее изученных примеров сенсорного восприятия считается магниторецепция. Так как магнитные поля пронизывают всю атмосферу Земли, простираясь дальше на сотни километров в космос, некоторые организмы, например птицы и черепахи, адаптировались ощущать воздействие магнитного поля и использовать его для ориентации в пространстве. Так известно, что собаки часто ориентируются вдоль оси магнитного поля Земли с севера на юг, когда испражняются.

Стимулом для такой сенсорной системы является магнитное поле Земли, которое возникает в результате движения ее проводящего жидкого ядра, богатого железом.

Магнитное поле земли. Источник.

Это векторная величина, которую можно разделить на 3 компонента: наклон, направленность и интенсивность. Линии магнитного поля исходят от планеты, образуя угол по отношению к поверхности Земли, который меняется в зависимости от широты. Этот угол называется наклоном поля. Например, вектор направлен вертикально к небу на южном полюсе (-90°), проходит параллельно поверхности на магнитном экваторе (0°) и входит в Землю на широте Парижа.

Направленность измеряют как угл линий магнитного поля по отношению к истинному географическому северу, на который указывает стрелка компаса. Напряженность поля представляет собой плотность линий магнитного поля и и равна примерно 30-60 наноТесла. На напряженность влияет распределение ферромагнитных материалов в земной коре, и поэтому его можно отобразить в виде топографической карты магнитных напряжений.

Топографическая карта напряженности геомагнитного поля. Источник

Теория магниторецепции на основе магнетита

Впервые способность животных ощущать магнитные поля была показана в 60-х годах прошлого века пионерами поведенческой биологии Фридрихом Меркелем и Вольфгангом Вильчко. Ученые продемонстрировали поведение, зависящее от магнитного поля, у перелетной птицы, европейской малиновки Erithacus rubecula. Используя небольшие круглые арены с искусственными магнитными полями, исследователи изменили предпочтительное направление ориентации птиц во время миграционного беспокойства в период сезонных миграций.

За последние 20 лет исследований к числу видов, способных ощущать магнитные поля также были причислены рыбы, черепахи, млекопитающие, птицы, насекомые и даже бактерии.

Однако до сих пор не понятно, как магниторецепция работает на уровне клеток и молекул, потому что механизмы, опосредующие сенсорную трансдукцию, остаются не до конца изученными. Существует 3 основные теоретические концепции, которые пытаются объяснить этот вопрос.

Согласно первой, магнитные поля обнаруживаются с помощью чувствительных магниторецепторов на основе магнетита или его аналогов — минералов с сильнейшими магнитными свойствами, частицы которого ученые находят у многих магниточувствительных животных. Во многих сенсорных системах участвующие в передаче сигнала рецепторные белки после влияния поступающего стимула подвергаются структурным перестройкам. Например известно, что механочувствительный канал Piezo1 непосредственно воспринимает силы на плазматической мембране, что приводит к притоку катионов в ответ на давление.

Именно за открытие механизма работы этих механочувствительных рецепторов вместе с аналогичным механизмом для терморецепторов вручили Нобелевскую премию по медицине и физиологии в 2021 году.

Итак, если мембранный белок должен претерпеть изменение конформации в магнитном поле Земли, «молекулярный детектор» должен быть крайне чувствительным. На эту роль подходит ферромагнитный минерал магнетит Fe₃O₄. Ученые уже находили, что ряд видов способны образовывать биогенный магнетит. Лучшим примером являются магнитотаксические бактерии, которые генерируют цепочку внутриклеточных кристаллов магнетита. Они используют эту внутреннюю стрелку компаса, чтобы направлять свое движение вдоль наклона вектора магнитного поля к более глубоким водам. Но несмотря на множество поставленных экспериментов ученым до сих пор не удалось обнаружить магниторецептор на основе магнетита.

Магниточувствительные бактерии с биогенным магнетитом. Источник.

Теория магниторецепции на основе криптохрома

Альтернативой гипотезе рецептора с магнетитом является предположение, что геомагнитное поле может влиять на биохимические реакции внутри рецепторной клетки сетчатки, аналогичные тем, которые приводят к обнаружению света зрительными пигментами. Так, родопсин, наиболее охарактеризованный фоторецепторный белок, детектирует свет с помощью хромофора 11-цис-ретиналя, который претерпевает структурные изменения при поглощении фотона. Это меняет биохимические свойства опсина, приводя к активации G-белков и нижестоящих сигнальных каскадов и, соответственно, к развитию рецепторного потенциала в колбочке или палочке.

Есть предпосылки для существования подобного магниточувствительного пигмента: ряд поведенческих исследований у позвоночных показал, что широкополосные электромагнитные поля низкой интенсивности (а именно такие поля могут влиять на спиновый магнитный момент и, таким образом, детектироваться) нарушают магнитную ориентацию у животных. Уже найдены кандидаты в такой магниточувствительный пигмент – это пигменты Криптохромы Crys. Crys — светочувствительные белки, которые имеют консервативный домен фотолиазы, связывающий кофактор флавин, и позволяют некоторым растениям и животным воспринимать синий и ультрафиолет. Известно, что криптохромы экспрессируются во многих органах позвоночных и до сих пор их основной выявленной функцией являлось регуляция циркадных ритмов. Теоретически криптохромы обладают молекулярными свойствами для функционирования в качестве магнитосенсора. Несмотря на это, до сих пор не ясно, как криптохромы специфичны в отношении магнитной информации, и, как ее отличить от информации о циркадных ритмах. В связи с этим и данная гипотеза пока не была подтверждена.

Изображение птичьего глаза и его важных компонентов. Сетчатка (а) преобразует изображения из оптической системы глаза в электрические сигналы, посылаемые по ганглиозным клеткам, образующим зрительный нерв, в мозг. (b) Увеличенный сегмент сетчатки. (c) Сетчатка состоит из нескольких клеточных слоев. Первичные сигналы, возникающие во внешних сегментах палочки и колбочки, передаются горизонтальным, биполярным, амакринным и ганглиозным клеткам. (d) Первичный сигнал фототрансдукции генерируется в рецепторном белке родопсине, схематически показанном при значительно уменьшенной плотности. Предположительно магниточуствительный криптохром может быть локализован между дисками внешнего сегмента фоторецепторной ячейки, как схематично показано в (d), или криптохромы (e) могут быть прикреплены к ориентированной квазицилиндрической мембране внутреннего сегмента фоторецепторной ячейки (f). Источник.

Теория магниторецепции на основе кутикулосом

Третья теория предполагает, что магнитные поля могут детектироваться в специализированных вспомогательных структурах внутреннего уха, которые преобразуют магнитное поле в другой стимул.

Например, наземные позвоночные не обнаруживают гравитацию напрямую, а скорее полагаются на слой отолитов карбоната кальция, которые оказывают механическое воздействие на популяции сенсорных волосковых клеток. Аналогичным образом, слуховая система использует сложный набор вспомогательных структур, которые преобразуют волны звукового давления в воздухе в натяжение молекулярной пружины на механочувствительных ионных каналах в волосковых клетках.

Поскольку магнетизм и электричество неразделимы, возможно, что подобная структура может преобразовывать информацию о магнитном поле Земли в электрический стимул. В отношении электрорецепторов некоторых водных животных, например, дельфинов, известно, что они способны детектировать электрические потенциалы всего в 5 нВ/см. Электромагнитная индукция также может возникать в эндолимфе полукружных каналов птиц, при этом волосковые клетки на периферии купулы тогда будут функционировать как электрорецепторы.

Объясним на примере: если ворона повернет голову вокруг оси в плоскости полукружного канала внутреннего уха, то смещения эндолимфы не произойдет, но может возникнуть электромагнитная индукция, рассказывающая о напряженности геомагнитного поля. И наоборот, вращение головы вороны вокруг оси, перпендикулярной плоскости полукружного канала, может вызвать смещение жидкости эндолимфы и предоставить нервной системе информацию об угловом моменте, но без информации об электромагнитной индукции.

Кандидат на такую органеллу во внутреннем ухе уже предложен – это кутикулосома в волосковых клетках птиц, которая состоит, в основном, из наночастиц ферритина. Эта структура молекулярно связана с везикулярным движением, что позволяет предположить, что она может регулировать концентрацию железа во внутренних отделах уха, и быть задействована в магниторецепции.



Открытие богатой железом структуры в волосковых клетках голубей. Подробнее в первоисточнике

Все три теории активно развиваются разными группами ученых и не являются противоречащими. Возможно, правильный ответ не один. Кроме того, существуют вводящие в заблуждение данные, подтверждающие, что изменение направления и напряженности магнитного поля сказываются на альфа-ритмах на ЭЭГ человека.

Это косвенно подтверждает, что магнитное поле воздействует на электрическую активность мозга, но не то, что мы имеем рецепторы к нему. В данный момент ученые сфокусированы на изучении того, как магниторецепция работает у других живых существ.

[АrefievPV]

Рыба-тренога
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1727/Ryba_trenoga

Перед вами существо с говорящим названием — рыба-тренога (Bathypterois grallator). Ее «ходули» образованы удлиненными костными лучами хвостового и брюшных плавников. Встретить такую рыбу можно на глубине от 250 метров до 6 километров в тропических широтах Атлантического, Индийского и Тихого океанов.

Рыба-тренога от головы до хвоста достигает сорока сантиметров, а ее удлиненные плавники могут быть больше метра. В роде Bathypterois насчитывается 19 видов — все они имеют похожие удлиненные костные лучи, однако таких длинных как у B. grallator больше нет ни у кого из них. Кроме того, это самый крупный вид рода.

Большую часть времени рыба-тренога стоит на дне на «ходулях»: головой против течения, выставив вверх грудные плавники, открыв рот. И ждет, когда добыча проплывет поблизости. Около метра над дном — как раз подходящая высота, чтобы ловить мелких рыб и ракообразных, которые плывут вместе с течением вдоль дна. Как и у всех рыб семейства ипноповых (Ipnopidae), зрение у рыбы-треноги развито очень плохо, поскольку на глубинах темно. Зато она может почувствовать приближение добычи с помощью хорошо иннервированных грудных плавников и ими же подтолкнуть ее ко рту.

Раньше считалось, что рыбы-треноги плавают, только если их потревожить. Но на видеозаписях, сделанных с дистанционно управляемого батискафа на глубине 1443 метров в Бразильских водах, видно, что она может плавать регулярно. И длинные лучи ей никак не мешают — они просто болтаются под телом рыбы.

Когда рыба-тренога приземляется на дно, она поворачивается против течения и касается поверхности сначала брюшными плавниками, держа хвостовой отросток параллельно поверхности дна, и только после этого опускает хвост и замирает на трех точках опоры.

Рыбы-треноги — синхронные гермафродиты: у каждой особи одновременно функционируют как мужские, так и женские репродуктивные органы. Если встретить партнера получается, что на большой глубине в полной темноте задача нетривиальная — тогда одна рыба откладывает икру, а другая ее оплодотворяет. В случае, если найти партнера не вышло, рыба-тренога проявляет незаурядную самостоятельность — она производит яйцеклетки и самостоятельно оплодотворяет их.