Коллекция любопытных фактов.

[АrefievPV]

[василий андреевич]

  Забавно, такого алгоритма нет ни в синусоидальном ползании, ни в эпицентрическом сворачивании. Только обесценивая оба алгоритма, можно достичь их синтеза.

[АrefievPV]

Удивительные силачи: как живут, чем питаются и на что способны кокосовые крабы
https://www.techinsider.ru/science/294942-kokosovye-kraby-neveroyatnye-silachi-zhivotnogo-mira/
Кокосовые крабы — это не просто очень красивые (и вкусные) существа, но также одни из самых больших силачей в мире животных. Ученые провели исследование и выяснили, что клешня взрослого краба способна сжиматься с невероятной силой, что и позволяет им легко раскалывать скорлупу кокосовых орехов.

Крупнейшие в мире ракообразные, обитающие на побережьях, это кокосовые крабы (Birgus latro), взрослые особи которых достигают до 1 метра в длину. Однако подлинную славу им принесли не размеры, а огромная сила: крабы способны поднимать и переносить грузы весом более 30 кг и своими клешнями вскрывать толстую скорлупу кокосовых орехов, чтобы добраться до аппетитной мякоти. Как бы то ни было, до сих пор ученые и не подозревали, насколько на самом деле сильны крабы, но больше это не является тайной.

Что за членистоногие – кокосовые крабы?

Кокосовый краб, иначе называемый пальмовым вором или крабом-разбойником, является самым крупным наземным членистоногим в мире. Путешественники прошлых веков описывали этих животных как скрытных убийц: они замечали, как гигантские членистоногие прятались в густых зарослях, и нападали на жертву, когда та отдыхала под деревом или неподалеку.

На самом деле кокосовый краб – не краб, несмотря на большое сходство. Это — рак-отшельник, который принадлежит к виду десятиногих раков. Да и наземным это существо можно назвать лишь отчасти, ведь большая часть его жизни проходит в воде, где они и появляются на свет.

Вес и размеры пальмового вора

Вес этого животного может достигать четырех килограмм, несмотря на то, что сила сжатия клешней превосходит вес в несколько раз. В ширину кокосовые крабы могут вырасти до одного метра. Размах ног этого членистоногого – почти метр. Длина панциря – 78 мм, а ширина около 200 мм.

Образ жизни кокосового краба

Отличие пальмового вора от рака-отшельника в детстве вообще не особо заметно – он так же живет в домике-панцире. Но только выйдя из воды, он уже не сможет вернуться обратно, как и обрести новый дом взамен старого. Его брюшко с возрастом зарастает твердым хитиновым слоем, а хвост заворачивается под туловище.

Особенные легкие позволяют ему дышать на суше. Со временем жабры и вовсе перестанут осуществлять свои функции, и краб будет вынужден перейти на наземный образ жизни.

Первые европейцы на островах описывали крабов как необычных, прячущихся на деревьях членистоногих. Они с удивлением рассказывали, что пальмовые воры нападали на коз и овец, вытягивая клешни необычно далеко. Свои клешни краб использует не для нападения, а для перетаскивания добычи. Членистоногие живут и прячутся в норах, в которые утаскивают все, что им приглянется.

Кокосовые крабы известны еще и как падальщики. Более того, по рассказам, они не прочь полакомиться другими крабами. Пальмовый вор питается упавшими фруктами. Но особый деликатес для него – кокосовая мякоть.

Вопреки популярному мнению, кокосовые крабы не раскалывают кокосы клешнями. Они забираются на пальмы, отрезают кокос, и поедают его, если тот раскололся о землю. Если же это не произошло, краб может неделями ковырять орех, или забраться на пальму и вновь сбросить деликатес с высоты. Из-за этого крабы часто падают с деревьев, однако, падение с высоты в 4-5 метров для этих животных безопасно.

Как уже было сказано, у кокосовых крабов есть норы, в которых они прячутся днем, а ночью вылезают на охоту. Но не только еду они стаскивают внутрь. Пальмовыми ворами их называют за любовь прятать в свой дом все, что им приглянется. Блестящие предметы, вилки и ложки, оставленные вещи – все это они очень быстро утаскивают в свои норы.

Где обитает Birgus latro?

Кокосовый краб обитает в Индийском океане и в центре Тихого океана. Их распространение закономерно зависит от распространения кокосовой пальмы. Западной границей ареала является остров Занзибар. Небольшая популяция обитает на островах Рюкю.

Есть свидетельства, что кокосовый краб раньше обитал во многих других местах: в Австралии, Мадагаскаре, Родригесе, на острове Пасхи и в некоторых других местах. Возможно, пальмовые воры жили даже в Индии. Но на данный момент в этих районах краб истреблен. На острове Рождества популяция кокосовых крабов самая большая, но тех же красных крабов на острове в пятьдесят раз больше.

Насколько сильны кокосовые крабы

Исследователи выловили 29 кокосовых крабов на острове Окинава в Японии и снабдили их клешни датчиками замера силы. Среди пойманных экземпляров сила сжатия варьировалась от 29,4 до 1765,2 ньютонов (для сравнения, сила укуса большинства людей составляет порядка 340 ньютонов). Поскольку «щипательная» сила крабьей клешни сильно зависит от веса и размера существа, ученые подсчитали, что 4-килограммовый кокосовый краб способен сжать клешню с силой в 3300 ньютонов. Впечатляет, не правда ли? Это больше, чем укус почти любого животного на Земле, в том числе леопардов, большинства медведей и диких собак.

Как пишут исследователи на портале PLOS ONE, мощь клешней кокосовых крабов указывает на то, что они постепенно отклонялись от традиционного статуса «скромный и пугливый отшельник» на протяжении последних 4 миллионов лет эволюции. Такое грозное оружие позволяет частично компенсировать бреши в панцире и эффективно отбиваться даже от крупных хищников, а также дает возможность получить доступ к новому источнику питания, кокосам, которые из-за своей твердой скорлупы практические недоступны для остальных представителей прибрежной фауны.

Другие интересные факты про кокосовых крабов

Уменьшение численности этого членистоногого вынудило местные власти установить ограничение на отлов birgus latro. На Папуа-Новой Гвинее запрещается включать его в меню ресторанов и кофе, на острове Сайпан — ловить крабов с панцирем менее 3,5 см, а также с июня по сентябрь, в период, когда крабы размножаются.

Кокосовые крабы могут почуять запах кокосов или спелых фруктов за несколько километров. Ученые выяснили это, расположив специальные приманки.

Кокосовые крабы достигают полового созревания только через пять лет, но лишь к сорока годам перестают расти.

Во время отдыха в норе краб закрывает вход одной клешней. Так внутри сохраняется влажный микроклимат, необходимый для органов дыхания. Дыхательные органы кокосового краба представляют собой нечто среднее, между жабрами и легкими.

В передней паре клешней левая всегда будет больше правой. Самая последняя пара клешней содержится внутри организма. Самка использует их для ухода за яйцами, а самцы – для спаривания.

Мясо кокосового краба – не только деликатес, но еще и мощный афродизиак. Из-за этого многие охотились на крабов, а сейчас их популяция сильно уменьшилась.

Кокосовый краб – не ядовитый по природе, но может стать таковым. Известны случаи отравления мясом пальмового вора. Дело в поедании морского манго. Оно делает краба токсичным из-за присутствия карденолидов внутри.

Иногда кокосовые крабы могут нападать на людей. Учитывая мощность их конечностей, для человека это очень болезненно. Более того, удерживать клешню краб будет долго. Спастись от этого можно старым, но проверенным способом – пощекотать нижние мягкие ткани тела легким материалом.

Рацион кокосовых крабов состоит в основном из мясистых плодов, орехов, косточек, семян и сердцевины упавших деревьев. Однако, поскольку они всеядны, они будут потреблять другие органические материалы: детенышей черепах и мертвых животных.

На островах Кука кокосовый краб известен как унга или кавеу, а на Марианских островах его называют айюю, и иногда его ассоциируют с таотаомо из-за традиционной веры в то, что духи предков могут возвращаться в виде животных, таких как кокосовый краб.

[АrefievPV]

Пингвины спят секундами
https://www.nkj.ru/news/49098/
Антарктические пингвины спят по десять тысяч раз в день – каждый раз всего по несколько секунд.

Мы можем позволить себе многочасовой непрерывный сон: мы лежим в собственной кровати, нас никто не беспокоит, нам нечего бояться, никакие хищники на нас не охотятся. Для многих диких животных такой сон – непозволительная роскошь, особенно, если твой вид находится не на вершине пищевой цепочки. А ведь бывают ещё и особые ситуации, когда появляются детёныши, и их нужно кормить и охранять.

Если не получается спать долго и непрерывно, можно спать урывками. Антарктические пингвины, например, спят по двенадцать часов в день, но каждый период сна длится у них всего несколько секунд. Сотрудники Корейского института полярных исследований, наблюдавшие за пингвинами в Антарктиде, в какой-то момент заметили, что пингвинов нельзя увидеть надолго заснувшими, но зато они часто задрёмывают: у них закрываются глаза и опускается голова, прямо как у нас, когда мы не выспались и слушаем что-то скучное. Если мы понимаем, что засыпать нам никак нельзя, мы быстро вскидываем голову – и задремавшие пингвины делают точно так же. Вообще, про пингвинов в неволе давно известно, что они спят по чуть-чуть, но никто не изучал их сон более-менее подробно и тем более в естественной среде обитания.

И вот сейчас те же исследователи из Корейского института полярных исследований вместе с коллегами из Института биологического интеллекта Общества Макса Планка и Нейробиологического центра в Лионе сумели снабдить специальными датчиками четырнадцать пингвинов с острова Кинг-Джордж. Датчики считывали волны мозга, работу мышц и положение тела; кроме того, пингвинов снимали на видео. Наблюдали за ними в период размножения, когда самец и самка по очереди стерегут яйца на берегу, пока один из них кормится в море. Охранять яйца нужно, во-первых, от поморников – морских птиц, которые пробавляются откровенным пиратством, а во-вторых, от пингвинов-соседей, которые могут повредить яйца и вообще не отличаются дружелюбием.

В статье в Science говорится, что период дремоты у пингвинов продолжается в среднем четыре секунды. Но дремотой это называть не совсем верно – за эти секунды пингвины успевают погрузиться в настоящий медленноволновой сон, тот, который нужен мозгу для отдыха. Периодов микросна за сутки набирается свыше десяти тысяч.

Пингвины могут спать обоими полушариями как сразу, так и по очереди (мы как-то писали, что у некоторых птиц, морских зверей и отчасти у людей есть так называемый однополушарный сон, который позволяет одновременно спать и бодрствовать). Но в целом и для правого, и для левого полушария у пингвинов набегает в сутки от одиннадцати с половиной до двенадцати часов сна.

Причём интересно, что у пингвинов, чьи гнёзда находятся на краю колонии, каждый микросон длится в среднем на секунду дольше, чем у тех, которые находятся в гуще других пингвинов. На краю колонии больше вероятности, что до твоих яиц и птенцов доберётся хищник – но, видимо, хищников пингвины опасаются не так сильно, как склочных и неосторожных соседей. В море на плаву пингвины тоже спят, в целом меньше, чем на земле, но почти всегда обоими полушариями, и периоды микросна в море у них длятся дольше, чем на земле.

В перспективе исследователи хотят посмотреть, как спят пингвины в более спокойный период жизни – также секундными урывками, или без потомства их сон становится более долгим. Для нас такой сон выглядит настоящим кошмаром, но, с другой стороны, мы и не умеем погружаться в глубокий сон за такое короткое время. Птичий мозг – вообще интересное устройство, и было бы интересно узнать, какие нейробиологические ухищрения позволяют пингвинам дробить сон на такие крошечные кусочки и при этом высыпаться.

[АrefievPV]

У американки с двумя матками выявили беременность в обеих
https://nplus1.ru/news/2023/11/16/double-uterus
Женщине может понадобиться кесарево сечение

Врачи обнаружили, что 32-летняя жительница Алабамы с двумя матками вынашивает ребенка в каждой из них. Как отмечает Science Alert со ссылкой на AFP, такие беременности очень редки — один случай на 50 миллионов. Судя по всему, две яйцеклетки были оплодотворены независимо друг от друга. Сейчас беременность протекает нормально, поэтому женщина надеется, что к концу года ей удастся родить естественным путем. Однако высока вероятность, что ей все-таки понадобится кесарево сечение.

Матка формируется из двух протоков, которые сливаются на 12-14 неделях эмбрионального развития. Однако у примерно 0,3 процента женщин эти протоки остаются независимыми, в результате образуются две матки. Для такого состояния, как правило, характерны две шейки матки, в то время как влагалище может быть одно, два отдельных или два частично сросшихся. Женщины с двумя матками способны зачать и выносить ребенка, однако у них повышен риск выкидыша и преждевременных родов. Кроме того, таким пациенткам обычно назначают кесарево сечение, поскольку врачам трудно определить, где именно находится плод и насколько раскрылась шейка матки.

Эмбрион у женщин с двумя матками может развиваться в любой из них. Но известны очень редкие случаи, когда беременность одновременно протекает в обеих матках. Именно это происходит сейчас с Келси Хэтчер (Kelsey Hatcher), 32-летней массажисткой из американского штата Алабама. О том, что у нее двойная матка, женщина знала с 17 лет. Это состояние не помешало ей без особенных трудностей выносить и родить трех детей. Однако в мае этого года во время ультразвуковой диагностики на восьмой неделе очередной беременности Хэтчер сообщили, что она вынашивает двойню — причем один плод развивается в правой матке, а другой — в левой.

Врачи предполагают, что двойная беременность стала результатом овуляции двух яйцеклеток, одна из которых опустилась в правую матку, а другая — в левую. Оплодотворение яйцеклеток также произошло отдельно, возможно, даже в разные дни, в результате проникновения спермы в разные матки. По словам специалистов, подобные двойные беременности очень редки — примерно один случай на 50 миллионов.

Пока беременность Келси Хэтчер проходит нормально. Она завела инстаграм*, где делится подробностями о своем самочувствии и развитии будущих детей, которые, как уже известно, будут девочками. Женщина надеется, что к концу декабря она сможет родить естественным путем. Однако из-за того, что каждая матка сокращается отдельно, между родами может пройти несколько часов и даже дней — так, в 2019 году 20-летняя жительница Бангладеш с двойной беременностью произвела на свет двух детей с разницей в 26 суток. Поэтому Хэтчер и ее муж осознают, что женщине может понадобиться кесарево сечение — для одного или обоих детей.

Матка — не единственный орган, который может присутствовать в организме в большем количестве, чем нужно. Известны примеры людей с дополнительными пальцами, пенисами и почками. Подробнее о таких случаях вы можете прочитать в нашем материале «Дайте три!».

*Instagram принадлежит компании Meta, деятельность которой в России запрещена.

Американка с двумя матками родила двух здоровых девочек
https://nplus1.ru/news/2023/12/22/double-uterus-gives-birth
Одну — самостоятельно, другую — с помощью кесарева сечения

Новостной портал WVTM 13 сообщил о том, что 32-летняя Келси Хэтчер из американского штата Алабама, которая вынашивала беременность сразу в двух матках, родила двух здоровых девочек. Первого ребенка женщина родила самостоятельно, а для родоразрешения второго потребовалось кесарево сечение. Дети родились в разные дни — одна 20 декабря, а вторая 21 декабря.

Информация о таком редком случае — беременность сразу в двух матках наступает примерно один раз на 50 миллионов случаев — появилась в ноябре 2023 года. Врачи предполагают, что, скорее всего, оплодотворение яйцеклеток произошло отдельно, возможно даже в разные дни. По словам акушера, который вел эти роды, команда врачей подготовилась к самым разным сценариям, но в итоге обе девочки чувствуют себя хорошо и скоро отправятся домой.

*Instagram принадлежит компании Meta, деятельность которой в России запрещена.

[АrefievPV]

Удоды кормят птенцов птенцами
https://www.nkj.ru/news/50075/
Во время размножения самки удодов выводят лишних птенцов, пуская их потом на корм братьям и сёстрам.

В дикой природе нет запрета на убийство себе подобных, и мы сейчас говорим не о каких-нибудь пауках, а о зверях и птицах. И это не только убийства в борьбе за территорию, за брачного партнёра и за пищу. Нередко бывает, что истребляют друг друга вполне близкие родственники. У многих видов птиц, например, друг друга убивают птенцы в гнезде, то есть имеют место в прямом смысле братоубийственные события, и причина обычно та же – ограниченные ресурсы: родители не всегда способны выкормит всех, кого произвели на свет.

Раз речь о еде, то, наверно, разумно было бы съесть того, кого ты убил, однако поедание погибшего брата или сестры встречается уже довольно редко (по крайней мере, среди птиц), и обычно так поступают с тем, кто погиб от каких-то других причин, а не от братско-сестринских рук, точнее, лап и клюва. Но тут есть выдающееся исключение – удод. Сотрудники Университета Гранады и испанского Высшего совета по научным исследованиям, долгое время изучавшие удодов, в какой-то момент заметили, что удодихи систематически кормят старших птенцов младшими. Возникла идея, что самки удодов специально откладывают лишние яйца, чтобы потом обеспечить часто птенцов едой.

Чтобы проверить это, исследователи поставили эксперимент с удодами в их естественной среде обитания. Когда самки начинали откладывать яйца, часть гнёзд снабжали дополнительными сверчками – у гнезда оставляли двадцать пять мёртвых сверчков в день, и так до завершения кладки. Другие гнёзда оставались без дополнительных сверчков со стороны. За кладками яиц наблюдали, тщательно отслеживая сроки появления птенцов. Птенцы вылуплялись в разное время, кто-то раньше, кто-то позже, и в некоторые гнёзда перед появлением на свет самого последнего птенца специально подкладывали ещё одно яйцо из другого гнезда. Это делали для того, чтобы птенец, который должен был оказаться самым младшим, получил ещё более младшего брата или сестру.

Самки удодов, которые получали дополнительных сверчков, откладывали в среднем на одно яйцо больше, что понятно – у них на него было больше ресурсов. В то же время, как говорится в статье в The American Naturalist, в таких гнёздах самого младшего птенца намного чаще скармливали старшим. В тех гнёздах, куда искусственно подкладывали самое «младшее» яйцо, птенец из него всегда оказывался съеденным – но съедали и того, который следовал за ним по старшинству и который для других был настоящим братом или сестрой. В гнёздах, откуда яйца забирали, поедание птенцов было редкостью. Однако там, где каннибализм имел место, он шёл семье на пользу: в таких гнёздах оперившихся птенцов оказывалось на одного–двух больше.

Избыток пищи во время кладки побуждал удодих откладывать больше яиц, но последние яйца, которые они откладывали, изначально были пищевыми – птенец, который выходил из такого яйца, неизбежно шёл на убой. Самки явно сразу знали, сколько птенцов они должны выкормить, и если в гнезде волею экспериментаторов появлялся лишний птенец, он тоже шёл на корм.

Вообще, если говорить о семейном каннибализме, то он проявляется как между детёнышами, так и у родителей в отношении детёнышей. Нельзя сказать, что это какая-то дикая аномалия: животные съедают часть собственного потомства, чтобы дать остальным шанс выжить, и с эволюционной точки зрения родительский каннибализм вполне выгоден. В случае удодов, впрочем, всё сложнее: у них происходит не спонтанное поедание птенцов друг другом, и не поедание птенцов взрослыми птицами – у них взрослые, сообразуясь с условиями среды, с самого начала планируют, что часть потомства пойдёт на корм. Нечто похожее наблюдают у муравьёв, божьих коровок и тигровых песчаных акул. Но для птиц всё же характерно совершенно особое поведение, связанное с птенцами. Тем не менее, у удодов к общептичьей заботе о потомстве добавился вот такой странный довесок в виде организованного каннибализма. Вполне возможно, что нечто подобное происходит и у других птиц, просто мы этого ещё не знаем – дикая природа, как известно, многообразна.

[АrefievPV]

Дробышевский. Эволюция зрения

Антрополог Станислав Дробышевский – про эволюцию зрения и способы восприятия мира у разных животных:
 
00:00 – смотреть и видеть – разные вещи.
05:26 – видеть по запаху.
13:06 – видеть на ощупь.
17:09 – видеть на слух.
21:52 – растения тоже видят.
23:46 – фоторецепция у простейших.
25:04 – строение глаза.
28:19 – цвет глаз у приматов и человека.
31:58 – зачем нужна бинокулярность.
36:44 – как видят дети.
39:17 – глаза моллюсков – наглядная эволюция.
43:20 – глаза насекомых.
45:40 – странные глаза.
50:10 – глаза рыбы.
53:03 – третий теменной глаз.
01:00:18 – форма зрачка у кошек и коз.
01:04:31 – ночное зрение – починить тапетум.
01:06:59 – долгопят: глаза больше, чем мозг.
01:09:39 – цветное зрение и дальтонизм.
01:17:17 – невидимый олененок.
01:18:40 – глаза богомола плюс наш мозг: генный инжиниринг.
01:21:14 – вопросы: мы видим вверх ногами?
01:23:14 – каким станет зрение через века.
01:25:12 – откуда берется дальнозоркость.
01:26:22 – феномен зрения растений – дело в хлорофилле?
01:28:04 – искусственный свет не заменяет солнце.
01:29:05 – причины галлюцинаций.
01:31:24 – рабочая частота человека и летучих мышей.
01:32:45 – влияние близорукости на будущие социальные роли.
01:34:11 – почему в сумерках хуже всего видно.
01:35:17 – фишка иллюзий на картинках
01:36:53 – влияет ли цвет радужки на зрение
01:38:11–  зачем стрекозам такой большой обзор
01:39:51 – как козы скачут по вертикали, если зрачок горизонтальный
01:40:39 – молотком по колену – и отключилось цветное зрение
01:42:08 – загадка зрения неандертальцев
01:44:00 – лучший вопрос.

[АrefievPV]

Чудо бессмертия. Как природа придумала вечное омоложение

Иногда говорят, что рождение — чудо. С точки зрения биологии этот тезис справедлив как никогда: два взрослых организма каким-то образом создают новый, возраст которого «обнулен». Но и это еще не все: каждая клетка нашего организма прослеживает свой путь на миллиарды лет в прошлое, к первым клеткам, потомки которых функционируют и делятся до сих пор. Живут в нас, доказывая, что жизнь умеет побеждать возрастающую энтропию, превращающую в хаос порядок.
 
Но для чуда омоложения, оказывается, не нужно ни размножение, ни половой процесс. Активацией всего нескольких генов можно превратить почти любую клетку взрослого организма в эмбриональную. Это значит, что даже старая клетка содержит в себе всю необходимую информацию, чтобы стать молодой.
 
За открытие омолаживающих клетку генов, названных факторами Яманаки, в 2012 году дали Нобелевскую Премию. С тех пор с их помощью научились обращать вспять старение, если не целых организмов, то отдельных органов. Например, так вернули зрение мышам с глаукомой.
 
В новом видео мы обсудим, как именно устроено «чудо омоложение» и какие секреты долголетия мы узнали, изучая эмбрионы и способы их создания.

00:00:00 – Чудо рождения.
00:01:17 – Может ли живой организм воспроизвести самого себя?
00:04:15 – Реклама.
00:06:53 – Предел деления клетки.
00:09:14 – Как теломераза борется со старением?
00:18:38 – Эпигенетический откат.
00:23:49 – Клеточный клининг.
00:29:28 – Чем опасны для нас испорченные митохондрии?
00:33:27 – Как быть с мутациями в ДНК?

[АrefievPV]

Когда рассматриваешь вблизи отдельные части, то не видно общей картины. Примечательно, что сразу даже угадать не получается...

[АrefievPV]

Белковый фрактал
https://www.nkj.ru/news/50191/
Один из ферментов цианобактерий складывается в самоподобные пространственные структуры.

Цитратсинтаза Synechococcus elongatus, складывающаяся в над молекулярный фрактал. (Иллюстрация MPI f. Terrestrial Microbiology)

Фракталами называют объекты со свойством самоподобия: объект в целом имеет ту же форму, что и его часть, а часть – ту же форму, что ещё более мелкая часть, и так далее, и так далее. Вообще говоря, фракталы изначально – математические структуры, и математики описывают их как множества с особыми свойствами, и изобразить наглядно эти множества даже не всегда возможно. Но когда разглядываешь нарисованные фракталы, о математике не задумываешься – они сами по себе весьма эффектно выглядят. Фрактальные элементы используют в изобразительных искусствах с давних времён, когда ещё ни о какой фрактальной математике и речи не шло.

Есть ли фракталы в природе? Есть – это снежинки, морские звёзды, кочаны капусты романеско и др. Только фракталами их можно называть с оговорками, а лучше говорить о квазифракталах: фрактальные мотивы повторяются в природных объектах не полностью и не точно. Собственно, на определённом малом масштабе фрактальность исчезает – что у снежинок, что у капусты; никакого самоподобия части и целого там уже нет. На молекулярном уровне никто никаких фракталов никогда не видел. Но теперь тут тоже нужны оговорки: только что в Nature вышла статья с описанием фрактальной структуры, которую образует цитратсинтаза цианобактерии Synechococcus elongatus.

Цитратсинтаза – очень распространённый фермент в живом мире, она катализирует одну из реакций цикла Кребса. Естественно, у разных живых организмов цитратсинтазы будут со своими особенностями. Когда сотрудники Института наземной микробиологии Общества Макса Планка и их коллеги из Университета Марбурга посмотрели на фермент от S. elongatus в электронный микроскоп, они увидели, что молекулы фермента сложились в треугольник Серпинского. Так называют один из фракталов, складывающийся, как можно догадаться, из множества равносторонних треугольников и треугольничков.

Множество белков способны самоорганизовываться в надмолекулярные структуры, но обычно, когда одна молекула белка взаимодействует с другой молекулой того же самого белка, они взаимодействуют одинаковым образом. В случае с цианобактериальной цитратсинтазой её молекулы взаимодействуют друг с другом немного по-разному в зависимости от положения в пространственной структуре; эти особенности во взаимодействиях заставляют структуру расти по-фрактальному. На молекулярном уровне, повторим, такого пока ещё не видели.

Любопытно, что самой цианобактерии ни жарко, ни холодно оттого, что её фермент склонен строить фракталы. Бактерий модифицировали так, чтобы их цитратсинтаза не могла складываться во фракталы – такие модифицированные бактерии росли так же хорошо, как и бактерии без модификаций. Смоделировав эволюцию фрактального белка, исследователи показали, что это свойство могло возникнуть в результате очень небольшого числа мутаций, а потом могло очень легко исчезнуть с новыми мутационными изменениями. Судя по строению разных цитратсинтаз, они становились фракталообразующими у нескольких линий цианобактерий, но сохранилось это свойство только у одного вида. При всей математической сложности такой структуры, с молекулярно-биологической точки зрения она оказалась довольно простой: фрактальные свойства фермента цитратсинтазы появлялись без особой нужды, просто потому, что фермент их мог легко приобрести, ничего не потеряв. Правда, не каждый белок способен на такие эволюционные кульбиты.

[АrefievPV]

В Японии стартуют клинические испытания первого в мире лекарства для восстановления роста зубов
https://naked-science.ru/community/954919
В сентябре 2024 года в Японии начнутся клинические испытания препарата для восстановления роста зубов. Они пройдут на базе больницы Киотского университета.

В первом этапе клинических испытаний, который продлится до августа 2025 года, будут участвовать 30 мужчин 30-64 лет. На втором этапе препарат опробуют на детях, у которых с рождения нет более трех зубов.

Как только безопасность лекарства подтвердят, его начнут назначать пациентам с врожденным отсутствием полного набора зубов для подтверждения эффективности метода. Исследователи надеются начать продажи препарата в 2030 году.

Лекарство для восстановления роста зубов дезактивирует белок USAG-1, который подавляет этот процесс. По мнению авторов разработки, в будущем зубы можно будет выращивать не только у людей с врожденными заболеваниями, но и у тех, кто потерял зубы из-за кариеса или травм.

P.S. Интересно, а как они будут обеспечивать селективность роста зубов? В конкретное место будут делать укол препаратом? Иначе ведь можно заиметь внезапно штук 50 зубов (да ещё в два ряда )...

[Шаройко Лилия]

Когда рассматриваешь вблизи отдельные части, то не видно общей картины.

Обратное тоже верно - когда смотришь на картину издалека, то не видно из чего она состоит.
Что важнее общая картина или детальное рассмотрение внутреннего строения  - это вопрос
Думаю одинаково важно и то и другое.

[АrefievPV]

Чемпион по геному
https://www.nkj.ru/news/50396/
В геноме папоротника Tmesipteris oblanceolate насчитали 160 миллиардов генетических букв.

Папоротник Tmesipteris oblanceolate растёт в тропических лесах островов Новой Каледонии, Новой Зеландии и некоторых других. Это невысокое, невзрачное растение, у которого даже нет собственных корней и листьев. Его листья – уплощённые, видоизменённые стебельки-веточки, ответвляющиеся от главного стебля. Не имея корней, T. oblanceolate опирается на корневища мощных древовидных папоротников. То есть он представляет собой эпифит – растение, растущее на другом растении, но без паразитизма; влагу наземные эпифиты получают из воздуха и осадков.

Тем не менее, несмотря на всю свою простоту, T. oblanceolate оказался обладателем самого большого генома среди живых существ – больше 160 млрд генетических букв. Как мы знаем, ДНК состоит из нуклеотидов, в состав которых входят четыре разных азотистых оснований: аденин, тимин, гуанин, цитозин – А, Т, G, С. Они составляют генетический алфавит, их чередование кодирует всю генетическую информацию. Поскольку ДНК образуют две взаимно комплементарные цепи, то обычно говорят не просто о буквах-основаниях, а об их парах, то есть геном T. oblanceolate состоит более чем из 160 млрд пар оснований. Обнаружили это сотрудники Института ботаники в Барселоне вместе с коллегами из Королевских ботанических садов и других научных центров; результаты исследований они опубликовали в iScience.

Предыдущий рекорд принадлежал другому растению – пиерису японскому, в геноме которого около 149 млрд пар букв. Среди животных самый большой геном у рыбы мраморного протоптера – около 130 млрд пар букв. В человеческой ДНК около 3 млрд. Эти цифры ещё раз демонстрируют давно известный факт, что сложность и объём генома не обязательно совпадают со сложностью организма: обнаружить какие-то невероятные хитрости в анатомии и физиологии скромного эпифита T. oblanceolate при всём желании довольно сложно.

Каким образом T. oblanceolate обзавёлся таким большим геномом, пока неясно. Тут нужно уточнить, что его ДНК изучали не секвенированием (чтением) по буквам, то есть последовательность его генома мы не знаем. Тут были задействованы другие методы, которые позволяют оценить количество генетических букв по физико-химическим параметрам совокупной ДНК клеточного ядра. И если говорить о секвенировании, то пока что самый большой геном, который удалось прочитать, это 90-миллиардный геном омелы белой. Чисто химически разобрать всю ДНК такого объёма на буквы можно – вся она разбивается на фрагменты, которые потом прочитываются. Но потом прочитанные фрагменты нужно правильно соединить друг с другом, и тут начинается работа по перебору и состыковке начитанных коротких последовательностей. Сейчас просто нет достаточных вычислительных мощностей, которые позволили ли бы собрать геном объёмом в 160 млрд букв.

Есть два вполне правдоподобных предположения, каким образом геном T. oblanceolate так разросся. Во-первых, это могло произойти из-за удвоения всех хромосом целиком, то, что называется полиплоидизацией. Растения в целом переносят полиплоидизацию хорошо, и геномы у них часто меняются именно таким образом, открывая новые эволюционные пути. Во-вторых, у T. oblanceolate могли многократно удваиваться какие-то участки ДНК внутри отдельных хромосом. Но и удвоенные хромосомы, и удвоенные участки внутри хромосом не обязательно оборачиваются каким-то преимуществом. Удвоенный материал вполне мог остаться просто генетическим мусором – большой геном вовсе не означает, что в нём закодировано больше белков и что в нём вообще больше полезной с биологической точки зрения информации.

Но вне зависимости от количества мусора и полезной информации, большой геном многого требует. До сих пор считалось, что вышеупомянутый пиерис японский демонстрирует предельный объём генома, который может обслуживать эукариотическая клетка. Теперь оказалось, что возможности клеток в этом смысле мы недооцениваем, однако всё равно остаётся вопрос, как папоротнику T. oblanceolate удаётся совладать с собственным геномом. ДНК требует ресурсов, хотя бы в смысле размножения: делящаяся клетка должна всю её удвоить, а на это нужны материалы и энергия, и чем больше геном, тем больше нужно того и другого. Кроме того, ДНК нужно упаковывать, ей нужно белковое сопровождение, что опять же требует ресурсов.

Впрочем, если организм существует в стабильной среде, где никаких сюрпризов не случается, он может позволить себе тратить много сил на подобные цели. Вероятно, папоротнику T. oblanceolate от такого большого генома просто ни холодно, ни жарко. Молекулярные эксцессы увеличивали количество ДНК в его клетках, но условия жизни (факторы среды) не требовали ни усложнения организма, ни оптимизации разросшегося энергозатратного генома.

[АrefievPV]

Сад осьминогов
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1903/Sad_osminogov

На этой фотографии запечатлен «сад осьминогов» (octopus garden, прямо как в песне The Beatles Octopus's Garden), обнаруженный в 2018 году в заливе Монтерей у берегов Калифорнии. На сравнительно небольшом участке морского дна, площадью 2,5 гектара, собралось не меньше 6000 самок глубоководного осьминога Muusoctopus robustus. Это самое крупное сборище восьминогих моллюсков на Земле. Оно выглядит еще более поразительным, если учесть, что в основном осьминоги — одиночные животные, встречающиеся друг с другом только ради спаривания.

Почему же самки M. robustus скопились в одном месте? Ответ удалось получить лишь недавно: их привлекают небольшие гидротермальные источники на склонах потухшего вулкана. На глубине 3200 метров, где были обнаружены осьминоги, температура воды обычно составляет 1,6 градуса Цельсия, но возле источников она поднимается до 5 градусов, а в некоторых трещинах — до 11 градусов. Поскольку осьминоги — пойкилотермные животные (см. Осьминоги приспособились к холоду нестандартным способом, «Элементы», 22.02.2012), скорость развития их яиц зависит от температуры окружающей среды: на теплом мелководье осьминожата могут вылупиться всего за несколько дней, а вот глубоководному Graneledone boreopacifica принадлежит мировой рекорд по продолжительности инкубации — целых четыре с лишним года!

Исследователи подсчитали, что при температуре окружающей воды в 1,6 градуса M. robustus пришлось бы ждать проклевывания яиц еще дольше — около 14 лет. А вот при 5 градусах срок сократился до полутора лет: наблюдение за несколькими самками в «саду» показало, что их потомство появляется на свет в среднем за 590 дней. Аналогичные изменения срока инкубации были зафиксированы и у других видов — например, у гигантского осьминога (Enteroctopus dofleini), встречающегося от Юго-Восточной Азии и Калифорнии до Аляски: на севере ареала самки осьминогов остаются рядом с кладкой до 10 месяцев, на юге — вдвое меньше.

Ускорение развития яиц более чем в семь раз — достаточно весомая причина, чтобы потерпеть тесноту в «саду». В течение всего времени инкубации самки осьминогов M. robustus остаются рядом с яйцами, следя за их чистотой и отгоняя хищников — морских звезд, голотурий, крабов и др. Поскольку осьминоги размножаются лишь раз в жизни, а силы самки, которая не ест в течение всей инкубации, неуклонно истощаются, сокращение срока инкубации повышает шансы на благополучное появление детенышей на свет. Вдобавок, когда самцы и самки M. robustus собираются в одном «саду», им проще найти партнера для спаривания, что для глубоководного вида, держащегося поодиночке, тоже немаловажно.

Правда, нахождение в таких «садах» может сулить не только выгоду, но и неприятности. После того как яйца отложены, они приклеиваются к субстрату, после чего самка не может переместить их с места на место, если, к примеру, температура окружающей воды неожиданно изменится. В одном из первых обнаруженных «садов», численностью около 100 особей, массовые выбросы теплой, но бедной кислородом воды часто приводили к гибели матерей и их потомства. «Сад» же в заливе Монтерей выглядит стабильным: теплая вода здесь выделяется равномерно, что, вероятно, и привлекает такое огромное количество осьминогов.

Изучение «сада» у берегов Калифорнии продолжалось около пяти лет: его картировали с точностью до метра, а подводная съемка, измерения температуры и содержания кислорода проводились с помощью подводного аппарата с дистанционным управлением. Благодаря этому исследователи могли вести продолжительные наблюдения за одними и теми же самками (их различали благодаря шрамам и другим уникальным отметинам на теле) от начала инкубации до ее завершения, когда полупрозрачные детеныши уплывали навстречу самостоятельной жизни.

Судя по тому, что в «саду» не было замечено особей среднего размера, он использовался исключительно как нерестилище и питомник, хотя неизвестно, обязательно ли присутствие таких «садов» для размножения M. robustus. Пока что найдено всего четыре «сада», два у берегов Калифорнии и два в Коста-Рике. Однако с учетом того, что M. robustus — крайне малоизученный вид, сложно сказать, все ли самки этого вида размножаются в таких «горячих точках», или где-то в глубинах океана другие матери берегут свои кладки долгие 14 лет.

P.S. Получаются, что при самом «холодном» варианте самки осьминогов не питаются целых 14 лет? И это ведь не в состоянии спячки какой-то – они же должны следить за чистотой кладки, отгонять хищников и т.д.

[АrefievPV]

Пожирательница змей
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1906/Pozhiratelnitsa_zmey

На этой фотографии, сделанной в Таиланде, запечатлена необычная охота. Сетчатый питон (Malayopython reticulatus) — сам грозный хищник, взрослые особи вырастают до 7–8 метров в длину и способны питаться добычей весом с себя самих. Однако этому юнцу не повезло: он наткнулся на королевскую кобру (Ophiophagus hannah) и, похоже, уже получил дозу смертельного яда.

Королевская кобра, или гамадриад, — крупнейшая из ядовитых змей: самый длинный измеренный экземпляр вырос до 5,85 метра, то есть был немногим меньше сетчатого питона. Кстати, гамадриадами в греческой мифологии называли нимф деревьев, и рептилия получила такое имя благодаря склонности забираться на ветки деревьев, хотя так поступают в основном молодые животные.

Королевские кобры распространены по всей Юго-Восточной Азии, от Южного Китая до Индостана. Они заселяют высокогорные леса, бамбуковые заросли и мангровые болота. Сообразно латинскому названию (от греч. ὄφις — «змея» и φαγεῖν — «пожирать»), эта кобра — офиофаг (см. Ophiophagy), то есть питается в основном другими змеями. Очковые змеи, ленточные крайты, различные питоны, — все они были замечены в ее рационе; по-видимому, не нападает кобра лишь на самых крупных питонов. Если же ползучей добычи недостаточно, змея может «переключиться» на ящериц, птиц и млекопитающих.

Королевскую кобру отличают солидные размеры и смертельный яд — он поражает дыхательные центры головного мозга, вызывая остановку дыхания и сердечную недостаточность, укус королевской кобры может убить взрослого человека всего за полчаса. Но при этом змея не считается особенно опасной, потому как в норме не проявляет агрессии к человеку. Если ее потревожить, она весьма заметно продемонстрирует свое недовольство: приподнимется над землей, раскроет капюшон (как и ее сородичи, она делает это за счет подвижных шейных ребер) и громко зашипит.

Шипение королевской кобры сравнивают с рычанием: оно ниже по частоте, чем у других змей, что достигается благодаря особым выростам трахеи, которые функционируют как низкочастотные резонирующие камеры. Любопытно, что один из видов потенциальной добычи кобры, зеленый полоз, тоже «рычит» благодаря выростам трахеи. Возможно, это — один из примеров мимикрии, когда неядовитый вид «притворяется» ядовитым, чтобы отпугнуть хищника.

Правда, существует определенный период, в течение которого змея становится намного агрессивнее и раздражительнее и может напасть, даже если ее не провоцировать. Это вторая половина зимы и весна, когда у королевских кобр проходит сезон размножения. Перед спариванием самцы собираются вместе и конкурируют за готовую к спариванию самку: они преследуют «даму сердца», одновременно с этим поднимаясь над землей и обвивая тела других самцов в своеобразном «армреслинге».

Смертельные случаи во время таких соревнований редки: самцы не кусают конкурентов, но стараются своим весом и силой заставить их прижаться к земле, что равносильно поражению. Обычно самый крупный и тяжелый самец заставляет соперников уступить, после чего сближается с партнершей и побуждает ее к спариванию. Спустя примерно два месяца самка готова откладывать яйца и отправляется на поиски места для гнезда — обычно где-нибудь на склоне заросшего деревьями холма, где достаточно сухо и много опавших листьев.

Королевская кобра — единственная змея, строящая убежище для своего будущего потомства: с конца марта до конца мая то тут, то там можно увидеть внушительные (почти полтора метра в диаметре и полметра в высоту!) кучи сухих листьев и другого лесного мусора, который заботливая мать сгребает собственным телом. Поскольку конечностей у нее нет, она зажимает листья кольцами собственного тела, так что процесс строительства может занять много дней.

Чтобы куча была достаточно плотной и могла защитить детенышей от проливных дождей (они обычно начинаются в мае), самка сминает весь мусор в плотный комок, а затем забуривается внутрь и в небольшой гнездовой камере откладывает яйца (их число может варьировать от 15 до 50). Внутри гнезда яйца не только защищены от осадков, но и согреты: замеры показали, что температура инкубации хоть и колеблется, но остается довольно высокой — от 13,5 до 37,5 градусов Цельсия.

После завершения кладки самка может оставаться рядом с гнездом весь период инкубации, который, в зависимости от температуры окружающей среды, длится от 70 до 100 дней. Всё это время змея достаточно раздражительна и готова атаковать любого, кто приблизится к ее драгоценной кладке. Однако самих детенышей она не защищает: еще до того, как малыши проклюнутся, мать покидает гнездо, что только идет новорожденным на пользу, ведь голодная самка вполне может съесть собственное потомство. Впрочем, только что вылупившиеся кобры отнюдь не беспомощны — хотя их длина составляет всего 30–50 сантиметров, яд в их маленьких клыках столь же силен, как у взрослых особей.

Международный союз охраны природы включил королевскую кобру в список уязвимых видов, поскольку она страдает от уничтожения среды обитания, а также от браконьерской охоты ради мяса, шкуры и ценных ингредиентов для традиционной китайской медицины. В Китае, Индии и на Филиппинах королевская кобра охраняется законом (в Индии она даже считается национальной рептилией), а такие организации, как King Cobra Conservancy, занимаются просвещением местного населения, доказывая, что с ядовитыми гадами вполне можно мирно уживаться.

P.S. Ядовитая, здоровенная, жрёт змей и «рычит»...