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.

Капский голый землекоп (Heterocephalus glaber)"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.

Капский голый землекоп (Heterocephalus glaber)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.

Череп Paranthropus boiseiРанее 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 из Унверситета Юты, ученые пришли к выводу, что такие зубы потребовались парантропам не для размалывания твердой пищи, а для тщательного пережевывания травы.

Изотопный 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.

«Жвачные» гоминиды

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.

Голубые гну в Нгоронгоро (фото Mikel Hendriks)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.