Капские голые землекопы, грызуны, победившие смерть, почти не чувствуют боли по той причине, что их ген, отвечающий за "включение" болевых рецепторов, отличается по своей структуре всего на одну букву от аналогичных генов человека и других млекопитающих, говорится в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.
"Эти животные живут под землей в пустынях, и им приходится прикладывать массу усилий для того, чтобы добыть пищу. У них самая низкая скорость метаболизма среди всех млекопитающих. Можно сказать, что эволюция отключила в их организме все, что не является критически важным для выживания, в том числе и "лишние" рецепторы на нейронах", — заявил Гэри Льюин (Gari Lewin) из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине (Германия).
Голый землекоп (Heterocephalus glaber) — уникальное млекопитающее, обладающее множеством удивительных свойств. Этот безволосый подземный грызун размером с мышь и весом 30-50 граммов обитает в восточной Африке. В 1970-е годы ученые обнаружили, что эти существа живут необычайно долго для своего размера и не подвержены раковым заболеваниям. Кроме того, землекопы практически не чувствуют боли и не реагируют на раздражение кожи кислотами.
Дельбрюк и его коллеги поняли, почему землекопы почти не ощущают боли, изучив структуру тех генов и связанных с ними белков, которые отвечают за распознавание раздражителей и передачу болевых сигналов.
Как рассказывают ученые, тело человека и других животных становится гиперчувствительным к прикосновениям, теплу и другим раздражителям в том случае, если какая-то его часть испытывает боль. Это связано с тем, что система "распознавания боли" в нашем организме состоит из двух компонентов – генов и белков TRPV1 и TrkA.
Первый ген непосредственно связан с распознаванием и передачей болевых ощущений в мозг, и он, как показали опыты научной команды Дельбрюка, в рамках которых ученые пересадили "землекопскую" версию TRPV1 в клетки мыши, не отличается от того, как выглядит и как он устроен от аналогичной части ДНК других грызунов.
В свою очередь, ген TrkA является своеобразным ограничителем работы TRPV1. Он следит за наличием в окрестностях клетки молекул гормона NGF, свидетельствующего о начале воспаления и повреждении ткани. При появлении большого числа молекул NGF данный белок заставляет TRPV1 вести себя активнее, что усиливает болевые сигналы, которые нейроны с этими рецепторами посылают в мозг животного.
Как оказалось, структура данного гена и белка у голых землекопов ненамного, но отличается от того, как он устроен у мышей и 26 других видов млекопитающих. Замена всего одной аминокислоты привела к тому, что TrkA крайне слабо усиливает активность TRPV1 при появлении признаков боли, так как для его включения требуется в 10 раз больше молекул гормона, чем для "нормальной" версии этого белка. Это, как считают авторы статьи, и является секретом того, почему землекопы не чувствуют ожогов и слабо ощущают боль в целом.
Подобное предположение нашло подтверждение в экспериментах – когда Дельбрюк и его коллеги "пересадили" в клетки мышей ту версию гена TrkA, которой обладают землекопы, они тоже стали нечувствительными к боли. Схожие опыты по пересадке TrkA и других генов в организм живых мышей, как надеются авторы статьи, помогут нам раскрыть и другие секреты землекопов, в том числе и их долголетие.
Источник: РИА Новости
Ученые узнали, что ели предки современного человека, жившие в саваннах Восточной Африки 1,5 млн. лет назад. Эти древние приматы питались мягкой травой, а не ветками и орехами, как считалось раньше.
Унверситета Юты, ученые пришли к выводу, что такие зубы потребовались парантропам не для размалывания твердой пищи, а для тщательного пережевывания травы.
Ранее ученые, которые занимались изучением останков Paranthropus boisei, впервые найденных Мэри Лики в 1959 году, обращали особое внимание на мощную челюсть примата. Гоминиды этого вида обладали большими и плоскими зубами, поэтому антропологи решили, что парантропы ели в основном твердую пищу и даже прозвали их за это щелкунчиками (Nutcracker Man). Однако в ходе последних исследований, которые возглавил Туре Серлинг (Thure Cerling), профессор геологии и биологии изИзотопный анализ зубов показал, что эти высшие приматы питались растениями с так называемым C4−путем фотосинтеза, к которым относятся травы. «Если бы парантропы действительно ели в основном твердую пищу, в том числе орехи, то у них было бы гораздо больше заметных повреждений на зубах», — прокомментировал антрополог Дональд Джохансон (Donald Johanson) из Университета штата Аризона , который не принимал участие в исследовании Селинга, но хорошо знаком с работой своего коллеги. В 1974 году Джохансон нашел знаменитую Люси, женский скелет австралопитека афарского. «Сейчас появились специальные, очень тонкие сверла. Они позволяют добыть всего несколько миллиграммов образца, но исследование этих крупиц позволяет судить о рационе целого вида приматов», — отметил Джохансон.
В течение 20 лет Серлинг занимался усовершенствованием способов, которые позволили бы ему определить, что ели древние животные. Он проводил различные анализы, вычисляя соотношение изотопов углерода в зубной эмали. Этот способ дает наиболее точные результаты, а также практически не разрушает кости изучаемого образца. «Необходимо продолжать исследовать то, что, как нам кажется, мы уже хорошо знаем. Нужно пробовать новые подходы», — считает Серлинг. Зубная эмаль, богатая углеродом-13, указывает на рацион из растений с так называемым C3−путем фотосинтеза (в основном деревьев и кустарников).Присутствие же атомов углерода-12 свидетельствует о наличии в рационе тропических трав и других растений с C4−путем фотосинтеза.
Парантропы Бойса жили примерно 2,3−1,2 млн лет назад. Серлинг провел анализ образцов из 24 зубов, принадлежавших 22 особям. Эти останки были найдены в разных местах на территории от Танзании до Эфиопии и насчитывают от 1,9 до 1,4млн лет. Исследователи получили в свое распоряжение образцы зубов, которые хранятся в Национальном музее Кении: специалисты старались выбирать сломанные зубы, которые менее ценны для науки, однако для изотопного анализа дают столько же данных, что и целые образцы. В конце концов ученые пришли к выводу, что в среднем рацион парантропов на три четверти (от 61 до 91%) состоял из травы. «Больше всего меня удивило, что в течение такого долгого времени эти гоминиды были весьма ограничены в рационе. Они ели только определенные виды растений и не меняли свой рацион в течение сотни тысяч лет», — добавил исследователь.
По мнению геолога Кевина Уно (Kevin Uno), который входил в научную группу Серлинга, это исследование поднимает новые вопросы, касающиеся эволюции, физиологии и рациона древних гоминид. Он считает, что другие ученые также должны обратиться к изотопному анализу, который позволяет получить множество новых данных даже из мельчайших образцов костной ткани гоминид, населявших Африку в течение пяти миллионов лет.
Результаты исследования Серлинга опубликованы в журнале PNAS.
Источник: Infox.ru
Два миллиона лет назад температура Индийского и Тихого океанов сильно изменилась. Помимо прочего, это привело к сдвигу картины осадков в Восточной Африке. В результате на смену лесным массивам пришли пастбища, и число обитавших там видов заметно увеличилось, появились условия для появления предков современных антилоп, лошадей и др.
На сей счёт предложено несколько гипотез, рассказывает автор исследования Питер Деменокаль из Колумбийского университета (США). Среди них — охлаждение Северной Атлантики, снижение содержания в атмосфере углекислого газа и рост вулканической активности. Однако ни одна из них не смогла предложить полного объяснения событий в Восточной Африке.
Г-н Деменокаль сфокусировался на перепадах температуры океана вдоль экватора. Именно они определяют сегодняшнюю картину осадков. На западе экваториальной части Тихого океана (в районе Борнео) и восточной — Индийского (близ северо-западного побережья Австралии) сконцентрированы тёплые воды. Они притягивают к себе дожди, тогда как в древности полоса осадков была почти равномерно распределена по всему Индийскому океану от Восточной Африки до Австралии.
Исследовательская группа рассмотрела данные о температуре поверхности Индийского океана и сравнила их со сведениями, почерпнутыми из образцов поднятых со дна Тихого океана пород.
Выяснилось, что более 2 млн лет назад температура Индийского океана была примерно одинаковой по всей его территории — 27–28 ˚C. А около 2 млн лет назад западная часть океана близ Аравийского моря остыла до 25 ˚C, тогда как восточная — возле северо-западного побережья Австралии — потеплела до 28–29 ˚C. Аналогичную картину исследователи обнаружили в Тихом океане — только запад, напротив, потеплел, а восток остыл. В это же время поменялась картина осадков над Восточной Африкой.
Затем г-н Деменокаль и его коллеги запустили климатические модели, в которых не было разницы между температурой Индийского и Тихого океанов. В этом случае дожди над Восточной Африкой усиливались.
Результаты исследования были представлены на конференции Американской ассоциации содействия развитию науки.
13-04-2015 Просмотров:7808 Новости Геологии Антоненко Андрей
Окисление океана стало одним из главных факторов Большого вымирания, случившегося на границе Пермского и Триасового геологических периодов, 252 млн лет назад. К таким выводам пришли ученые из Эдинбургского университета (Шотландия)...
21-08-2013 Просмотров:8216 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Восстановив в общих чертах эволюцию живых организмов на протяжении последнего полумиллиарда лет, палеонтологи все еще чрезвычайно мало знают об эволюции белка. Испанским исследователям удалось реконструировать это химическое соединение, существовавшее ни...
16-05-2016 Просмотров:6373 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Биологи из Карлова университета в Праге (Чехия), под руководством постодока Анны Карнковской (Anna Karnkowska), судя по всему, обнаружили первый эукариотический (то есть имеющей в своих клетках ядра) организм, лишенный митохондрий...
13-04-2013 Просмотров:10205 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Иммунологи и вирусологи довольно давно бьются над загадкой, как вирусам удаётся обойти иммунную защиту. Ведь, несмотря на интерферон, противовирусные клетки-детекторы и т. п., некоторые вирусы продолжают жить и процветать в...
21-09-2013 Просмотров:10461 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Предками современных птиц являлась группа мелких плотоядных животных битавших около 150 млн. лет назад – манирапторы (Maniraptora). Последние данные показывают, что многие из манирапторов имели большие сходства с птицами –...
Среди существующих на сегодняшний день пород собак нет таких, которые были бы близки к первым одомашненным собакам. Международный коллектив генетиков пришел к выводу, что разобраться с генеалогией современных пород собак практически…
Самка темноспинного альбатроса (Phoebastria immutabilis) по кличке Уиздом (Wisdom) также считается самой старой из числа ныне живущих окольцованных птиц. На острове Мидуэй ее окольцевали в 1956 году; тогда Уиздом было около 5 лет. Таким образом,…
Подводные вулканы и срединно-океанические хребты рождаются в ходе крайне странного процесса – оказалось, что дно моря может в буквальном смысле разрывать само себя, выпуская на поверхность потоки лавы, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature. Расположение различных…
Ученые впервые экспериментально доказали, что рисунок на крыльях бабочек действительно напоминает их потенциальным врагам глаза крупных хищников. Следовательно, их окраска является примером мимикрии. Об этом говорится в статье финских биологов из…
Энтомологи впервые установили, что муравьи, подобно людям, начинают прием лекарств в случае болезни. Этот феномен наблюдается, когда муравьев заражает грибок. Об этом говорится в статье финских ученых из университета Хельсинки, опубликованной в журнале…
В первые дни своей жизни зародыш черепахи, еще не имея ног, совершает целое путешествие. Он измеряет температуру в яйце и движется к источнику тепла, показали китайские зоологи. Эмбрион черепахиЭмбрионы черепахи оказались…
Распределением органов по левой и правой сторонам организма занимается тубулиновый цитоскелет, причём программа асимметрии запускается едва ли не сразу после оплодотворения. При индивидуальном развитии зародыша каждый орган занимает своё место: сердце,…
По результатам наблюдений европейского спутника GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) за земной гравитацией британские учёные составили самую точную на сегодня карту океанских течений. Скорость течений в сантиметрах в…
Максимальная температура поверхности Титана достигает -180 °C. Да, это вам не тропический рай. Но земные стандарты придётся отринуть, ибо там тоже возможны тропические циклоны. Правда, близ северного полюса. Подобные мини-ураганы доселе…