«Эволюция в пробирке» заняла у кишечной палочки 24 года.
опубликованы в свежем номере журнала Nature.
Американские микробиологи из Мичиганского университета «заставили» бактерий эволюционировать, в результате чего те стали питаться новым типом вещества. Результаты исследованияЭксперимент был начат в 1988 году. Ученые расселили кишечных палочек (Escherichia coli) по 12-ти культурам, и затем каждые сутки добавляли в них ограниченное количество глюкозы, которого хватало на несколько часов. Это давало бактериям стимул искать альтернативные источники энергии.
Через определенные интервалы времени исследователи отбирали образцы из всех12 культур и замораживали их, чтобы в случае необходимости «отмотать» молекулярную эволюцию. Когда у микроорганизмов сменилась 31 тысяча поколений, выяснилось, что некоторые бактерии в одной из культур Ara–3 смогли перейти на питание лимонной кислотой.
В норме бактерии E. сoli не могут потреблять лимонную кислоту в присутствии кислорода, что является их отличительной видовой особенностью. Поэтому, когда еще через 2 тысячи поколений большинство бактерий культуры Ara–3 стали питаться лимонной кислотой, ученые сочли, что у них эволюционировал совершенно новый признак.
Авторы статьи разморозили образцы культуры Ara–3 за весь период ее существования и проанализировали, как менялся геном бактерий. Ученые пришли к выводу, что молекулярная эволюция у E. сoli происходила в три этапа. На первом из них произошла мутация в гене, в котором закодирован белок, направляющий лимонную кислоту в клетке.
В аэробных условиях у обычных бактерий этот ген не работает, однако у мутировавших E. сoli он переставал реагировать на присутствие кислорода. При этом единичная мутация сама по себе не способствовала эффективному усвоению лимонной кислоты. Поэтому E. сoli смогла перейти на новый тип питания только тогда, когда в ее геноме накопилось достаточное число копий мутировавшего гена.
Авторы исследования подчеркивают, что даже у таких несложно устроенных организмов, как бактерии, для приобретения нового признака недостаточно единичной мутации. «В реальности мутация – это сложный комплексный процесс перестройки ДНК, в результате чего бактерия получает новый регуляторный модуль, не существовавший ранее», – пояснил Закари Блаунт, один из авторов работы.
Источник: infox.ru
Койсанские народы, проживающие на юге Африки, "отщепилась" от общего древа человечества примерно 100 тысяч лет назад, что делает их древнейшими и, возможно, одними из первых племен современных людей на Земле, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Science.
Койсанские народы представляют собой относительно небольшую группу африканских племен, разговаривающих на так называемых "щелкающих языках". К их числу относятся различные народности охотников-бушменов ("сан") и скотоводов-готтентотов ("кхой"), проживающие на территории ЮАР и других южно-африканских государств. Койсанские языки настолько не похожи на наречия соседних племен, что их происхождение всегда считалось одной из интереснейших загадок истории человечества.
Группа генетиков под руководством Карины Шлебуш (Carina Schlebusch) из университета Упсалы (Швеция) пролила свет на эту загадку, расшифровав геномы койсанцев и сравнив их с ДНК прочих африканских племен и жителей других континентов.
Для этого Шлебуш и ее коллеги набрали 220 добровольцев из 11 племен бушменов и готтентотов, попросили их сдать пробы крови и проанализировали их геномы. В ходе анализа генетики выделили 2,2 миллиона однонуклеотидных полиморфизмов - различий в устройстве ДНК в одну "букву" - и использовали их для вычисления степени родства и времени отделения койсанцев от других народов Земли.
К удивлению ученых, все использованные методы анализа указали, что койсанцы отделились от общего древа человечества свыше 100 тысяч лет назад, еще до начала миграции людей из Африки и расселения по миру. Примерно 43 тысячи лет назад произошло внутреннее деление койсанцев на южную и северную группу. Как отмечают исследователи, часть популяций койсанцев сохранила свои древние корни, тогда как другие, как племя "кхве", достаточно долго скрещивались с пришлыми народами банту и потеряли свою генетическую идентичность.
Изучив генетическую историю койсанцев, Шлебуш и ее коллеги решили выяснить, что отделяет их от других жителей Земли. Оказалось, что бушмены и готтентоты являются носителями генов, связанных с повышенной силой и выносливостью мускулов, а также чрезвычайно высокой уязвимостью к ультрафиолетовому излучению.
По словам ученых, добавление племен бушменов и готтентотов к общей генетической "карте" человечества усложнило поиск родины первых людей, покинувших Африку и мигрировавших на Ближний Восток и в Европу. Существенные различия в устройстве геномов койсанцев и других жителей Земли указывают на то, что современные люди произошли не от одного источника, а из нескольких прародительских племен.
Шлебуш и ее коллеги планируют опубликовать геномы койсанцев в открытом доступе для привлечения внимания антропологов, палеогенетиков и других ученых, интересующихся различиями в устройстве ДНК бушменов и современных людей. Как считают исследователи, это поможет составить полный список участков генома, больше всего изменившихся за 100 тысяч лет раздельной эволюции.
Источник: РИА Новости
Биологи из Новой Зеландии в очередной раз удивились способностям новокаледонских воронов. Эти птицы, оказывается, умеют связывать в своем сознании видимое для них действие с его скрытым источником. Иначе говоря, для них не составляет труда обнаружить причинно-следственную связь между двумя событиями. А подобное даже далеко не все млекопитающие умеют.
У многих зоологов уже давно создалось впечатление, что природа создала новокаледонских воронов (Corvus moneduloides) лишь для того, чтобы ученые не переставали удивляться. Эти птицы постоянно демонстрируют свои невероятные способности к аналитическому мышлению и осознанному поведению, которые у них, честно говоря, не уступают таковым приматов. Именно эти пернатые умники смогли убедить самых недоверчивых ученых в том, что птицы могут быть совсем не глупее млекопитающих.
Недавно зоологи из новозеландского Университета Окленда смогли убедиться в том, что новокаледонские вороны могут устанавливать зависимость одного явления от другого, то есть пользуются тем методом анализа, который мы называем установлением причинно-следственной связи. Более того, они хорошо отличают случайные ситуации от закономерных. Подобные способности могут продемонстрировать даже далеко не все млекопитающие, а что касается птиц, то у них зачатки логического мышления (а оно, как мы знаем, основано именно на выявлении причинно-следственных связей) были обнаружены впервые.
Выбор черных разбойников с Новой Каледонии в качестве подопытных объектов ученые объяснили просто — давно известно, что эти птицы часто используют различные орудия труда. Особенно ловки они в обращении с разными палочками. Это было важно для последующих экспериментов — ведь палке там отводилась немалая роль.
Итак, для начала зоологи поймали несколько разновозрастных птиц и поместили их в просторный открытый вольер. При этом их очень своеобразно кормили — еда помещалась в особый ящичек, из которого ее можно было достать лишь с помощью тонкого прута. В течение нескольких дней вороны осваивали этот достаточно простой для них способ добычи пищи, и как только все они справились с данной задачей, началась вторая фаза эксперимента.
Рядом с тем местом, где подопытные принимали пищу, ученые поставили экран с отверстием, в которое можно было просунуть палку. Что, собственно говоря, постоянно и делал один из экспериментаторов — он всовывал в отверстие палку и двигал ей как раз в тот момент, когда ворон с помощью прутика доставал корм, манипулируя прутиком. Сложность для птиц заключалась в том, что когда это происходило, они не видели, двигается ли палка сама по себе или ей кто-то помогает. Однако в ряде опытов вороны сначала наблюдали, как человек заходит за экран, а в другой серии опытов он перемещался туда тайно, в тот момент, когда они были заняты чем-то другим.
В итоге выяснилось, что в обоих случаях птицы вели себя поразному. Если они видели человека, который исчезал за экраном, после чего из отверстия появлялась палка и несколько раз двигалась взад-вперед, а затем экспериментатор вновь выходил из-за экрана, то были абсолютно спокойны. А вот в той ситуации, когда манипулятор им не был виден до начала эксперимента, вороны проявляли сильное беспокойство и все время пытались держать отверстие, откуда появлялась загадочная пляшущая палка в поле своего зрения. Тем не менее, она все-таки не особо их пугала, поскольку тогда, когда она переставала двигаться, птицы подлетали к кормушке и принимались доставать угощение.
В статье, опубликованной в журнале PNAS, зоологи изложили свою трактовку результатов данного эксперимента. Они считают, что вороны нервничали во время второй серии экспериментов потому, что не понимали, почему палка вдруг начала двигаться. Исходя из их немалого опыта (а все врановые весьма наблюдательны), такого происходить не должно — сами по себе палки не пляшут. Их обязательно должен кто-то двигать, но в данном случае они не знали, кто это делает. Следовательно, заключают ученые, умные птицы предположили, что за экраном таится кто-то неведомый, от которого не понятно чего следует ожидать, и поэтому были осторожны.
А вот если вороны видели, что перед движениями палки за экран входит человек, то сразу понимали, что это именно он производит все наблюдаемые ими действия. Тогда птицы сразу успокаивались: палки можно было не бояться, ведь с экспериментаторами они уже давно познакомились и знали, что им можно доверять — они их точно не обидят. То есть, в любом случае пернатые умники понимали, что должен быть кто-то, кто двигает палку, и пока этот кто-то оставался скрытым, непонятным, невидимым, стоило быть настороже. А вот если удается определить, кто это, — тогда другое дело, можно расслабиться и спокойно заняться обедом.
Интересно, что аналогичные эксперименты с детьми показали, что они начинают подозревать "агента действия" только к семимесячному возрасту. Так что можно сказать, что умственные способности новокаледонских воронов находятся на уровне развития семимесячного младенца. Тем не менее, им вполне хватает этого для того, чтобы выжить.
И в то же время данное исследование показало, что основы логического мышления у всех живых существ одинаковы. Будь ты хоть птицей, хоть человеком, все начинается с одного и того же — с установления причинно-следственной связи…
Источник: pravda.ru
Учёным удалось отчасти понять, как растениям удаётся передавать эпигенетический код из поколения в поколение.
Про эпигенетический код наука знает давно, но как он передаётся, до сих пор остаётся во многом загадкой. Известно, к примеру, что у млекопитающих все эпигенетические маркеры в половых клетках удаляются. У растений определённые эпигенетические модификации при образовании пыльцы исчезают, но после оплодотворения появляются на прежнем месте.
Исследователям из
Присоединение метильных групп к ДНК — один из важнейших элементов эпигенетического кода — подавляет активность генов. Учёные выяснили, что в растительной пыльце этим процессом руководят малые
В статье, опубликованной в журнале
Один из способов контроля транспозон — держать их метилированными. В связи с этим авторы работы делают любопытный вывод о том, что регуляция метилирования ДНК у растений произошла от древнего молекулярного механизма, который следил за активностью транспозонов в клетке. Эти регуляторные малые РНК вычленились в прошлом из транспозонных элементов, и теперь они водят к ним ферменты, которые подавляют активность их опасных «предков». Более того, некоторые гены, которые должны молчать в ходе развития зародыша, окружены транспозонными последовательностями: метилирующие ферменты, подавляющие активность транспозонов, заодно запечатывают и эти гены.
Таким образом, для передачи метильного кода в следующие поколения растения используют механизмы сдерживания мобильных элементов ДНК- и РНК-интерференции. Животные в этом смысле оказались менее изощрёнными: метильный узор, который сохраняется в ДНК в течение всей жизни, при формировании половых клеток исчезает без шансов на восстановление в следующем поколении.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Близкородственные виды лемуров распознают друг друга по носовому фырканью, используя при этом те же параметры, что и мы, когда различаем голоса друг друга.
Но не только люди узнают друг друга по голосам. Исследователи из
Смоделированные звуковые сигналы разнились по форманте, совпадая при этом с натуральными звуками в исполнении живых лемуров. В статье, опубликованной в
Собственно, то, что лемуры узнают своих по голосу, не удивляет. Любопытно другое: они используют при этом те же параметры, что и мы. Кроме того, учёные показали, что такое моделирование звуков голоса, которое они применили в своей работе и которое является обычным делом при изучении акустических параметров человеческой речи, вполне подходит для исследования общения животных.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
На примере соляных болот экологи оценили способность экосистемы восстанавливаться после вмешательства человека.
Можно ли вернуть разрушенную экосистему к первоначальному состоянию? Допустим, какой-нибудь заповедный луг по недосмотру распахали под сельсхозкультуры. Получится ли вернуть ему его «заповедность», если оставить луг в покое и провести с ним экологическую терапию? Если говорить более специальными терминами, вопрос тут сводится к тому, можно ли восстановить бывшее биоразнообразие в полном объёме.
Исследователи из
Исследователи сравнили биоразнообразие нескольких десятков таких болотистых экосистем. Некоторые из этих болот были созданы искусственно или получили второе рождение, то есть в прошлом осушались, но потом человек прекращал там свою деятельность, и болото возвращалось. Однако возвращение проходило не полностью.
Как пишут экологи в
Причём «подождать несколько лет» тут не поможет: авторы исследовали болота, которые образовались на месте бывших сельскохозяйственных угодий в конце XIX века. И хотя состояние фауны не оценивалось, экологи не сомневаются, что та же картина наблюдается и среди животных: их разнообразие на «ненатуральных» болотах, скорее всего, заметно меньше.
Очевидно, тут дело в тонких различиях в составе почвы, в том, как в ней распределяются соли. Исследователи верят, что проблему можно решить, но для этого нужны более глубокие химические и экологические изыскания. Пока же отсюда можно сделать один вывод: перед тем как вмешиваться в любую экосистему, нужно ясно понимать, что воссоздать её после неосторожной эксплуатации будет предельно трудно или вовсе невозможно.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Зигзагообразный узор на паутине многих пауков-кругопрядов хорошо отражает ультрафиолет. Как полагают зоологи, это помогает паукам ловить насекомых-опылителей, чьи глаза настроены на этот диапазон.
Многие кругопряды, создавая ловчую сеть, вплетают в неё странный зигзагообразный узор — стабилиментум. Зоологи долго не могли решить, зачем он нужен. Паутина должна быть незаметной, а стабилиментум незаметности ей явно не добавляет. Объяснения предлагались разные: одни считали, что узор отпугивает птиц, другие — что привлекает брачного партнёра, третьи полагали, что стабилиментум всё же играет какую-то роль в маскировке и даже защите от солнца.
Не опровергая ни одно из этих предположений, исследователи из Университета Инчхона (Южная Корея) предлагают собственное объяснение. Они выяснили, что паутина, которая образует стабилиментум, обладает особыми УФ-отражающими свойствами. Если посмотреть на этот узор в ультрафиолетовом свете, то окажется, что он просто сияет отражённым ультрафиолетом — по сравнению с обычной паутиной.
Зоологи предположили, что узор привлекает в паутину насекомых. Чтобы проверить это, они поставили ряд экспериментов с аргиопой Брюнниха (пауком-осой). Аргиопы пользуются стабилиментумом, хотя не всегда, и среди них попадаются особи, которые сидят на паутине без этого узора. Как пишут учёные в журнале Behavioral Ecology and Sociobiology, в паутину со стабилиментумом залетало в два раза больше насекомых. Многие опылители (мухи, пчёлы, жуки, бабочки и пр.) чувствительны к УФ, поскольку это помогает им искать пищу: многие цветы отражают свет именно в ультрафиолетовом диапазоне.
Авторы работы не исключают, что исходно такой зигзаг на паутине был необходим в каких-то других целях — к примеру, чтобы стабилизировать паутину. Однако впоследствии к этой функции могла добавиться и иная, когда пауки решили обратить способность своих жертв видеть УФ-свет в свою пользу.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Учёные получили новые доказательства того, что около 12 900 лет назад в Землю
Гипотеза о подобном ударе существует давно, однако дело осложняется отсутствием самого простого доказательства — кратера. К счастью, о месте падения могут свидетельствовать также ударные сферы и наноалмазы.
В 2007 году впервые сообщалось о том, что эти объекты удалось найти в слоях осадка требуемого возраста сразу в нескольких местах. Новое исследование подтвердило факт обнаружения.
Группа учёных во главе с Малкольмом Лекомптом из
Следует отметить, что гипотеза о попадании кометы в ледовые поля восточной Канады объясняет не только локальное вымирание животных в конце плейстоцена (приказало долго жить три четверти мегафауны Северной Америки), но и исчезновение культуры Кловис, представители которой только-только успели мигрировать на континент и активно его осваивали, судя по находкам каменных орудий.
Поэтому особое внимание было уделено слоям, содержащим артефакты этой культуры. Учёные исходили из того, что если в один не самый прекрасный день с неба посыпались камни, то артефакты должны были сыграть роль щита, не позволив им проникнуть в более глубокие слои. И действительно, над артефактами обнаружено в 30 раз больше шариков, чем под ними.
Результаты исследования опубликованы в журнале
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Чтобы избежать растворения азота в крови, морские львы при погружении перегоняют запас воздуха из альвеол в трахеи, где газообмен с кровью невозможен. Когда приходит время всплывать, животные гонят воздух назад, из трахей в альвеолы, и тем самым обеспечивают себя кислородом на время всплытия.
Исследователи из
Как пишут исследователи в статье, опубликованной в
Когда лёгочные альвеолы сжимаются, в них прекращается газообмен — а следовательно, азот в кровь тоже не попадает. Но как тогда животным хватает кислорода на подъём? Оказалось, что после сжатия лёгких морские львы сохраняют запас воздуха в верхних отделах дыхательных путей — больших бронхиолах и трахеях. Ткани трахей и крупных бронхиол не могут осуществлять газообмен, и воздух в них остаётся нетронутым: ни ценный кислород, ни опасный азот в кровоток не попадают. Потом, когда приходит время всплывать, воздух отсюда перегоняется обратно в альвеолы.
Скорее всего, похожий механизм защиты от кессонной болезни используют и другие ластоногие, но это всё равно придётся проверить. Некоторые из них (к примеру, морские слоны) погружаются на глубину до полутора тысяч метров, и, возможно, у них есть ещё более изощрённые методы, позволяющие им не задохнуться и одновременно избежать кессонной болезни при подъёме.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Колючий, хорошо бронированный моллюск, живший в океане 390 млн лет назад, «возвращён к жизни» с помощью 3D-принтера.
Самая свежая реконструкция опирается на наиболее полное ископаемое, обнаруженное в 2001 году на севере штата Огайо. Раковина и шипы животного распались на фрагменты уже после его гибели, и исследователи сначала отсканировали их, а затем собрали на экране компьютера. Оказалось, что пластины, составлявшие раковину, в действительности располагались двумя параллельными рядами.
После этого и была создана физическая модель с 12-кратным увеличением, чтобы можно было как следует рассмотреть морфологию животного. Последним шагом стала отправка «распечатки» мастерам копенгагенской компании
Исследователи считают, что Protobalanus spinicoronatus и его сородичи из отряда Multiplacophora приходятся дальними родственниками современным
Модель, намекающая на то, что P. spinicoronatus был более тяжело бронирован, чем другие древние моллюски, действительно напоминает некоторых современных хитонов, которые обитают в мелких открытых водоёмах с обилием хищников. Вероятно, примерно такой же ситуация была и в древности.
Результаты исследования опубликованы в журнале
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
12-10-2016 Просмотров:5694 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Древний – не значит примитивный, уверены палеонтологи Боннского университета. Они изучали палеогеновых насекомых, сохранившихся в янтарях, и смогли лично убедиться, что жившие более 50 млн лет назад мокрецы были устроены...
30-12-2012 Просмотров:13474 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Исследователи из Университета Линкольна (Великобритания) попробовали определить музыкальные вкусы серых африканских попугаев (жако). Выбрав трёх птиц, двух самцов и одну самку, они дали им послушать набор ритмичных песен из репертуара...
20-01-2014 Просмотров:7811 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В высокоорганизованных колониях пчёл, ос и муравьёв королева-матка держит массу рабочих особей в подчинении с помощью специального феромона, который поддерживает у них постоянное бесплодие, — поэтому никаких амбиций, касающихся продолжения...
31-10-2017 Просмотров:3231 Новости Генетики Антоненко Андрей
Международный коллектив генетиков расшифровал ДНК самого крупного организма на земле – обычных темных опят, чья грибница может занимать территорию в несколько сот гектар леса, и раскрыли секреты их выживания, говорится в статье, опубликованной в журнале...
13-09-2018 Просмотров:2621 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Ученые из Университета Сент-Эндрюс выяснили, что дети в возрасте от одного до двух лет используют 52 жеста, более 95% которых используют и шимпанзе с гориллами. Работа опубликована в научном журнале Animal Cognition. Исследователи занимаются коммуникацией высших приматов более...
Ученые из Технологического института Нью-Джерси (США) и университета Маеджо (Таиланд) разобрались, как слепая рыбка Cryptotora thamicola из пещер Таиланда может ходить и даже карабкаться по скользким стенам пещер, по которым стекают водопады.…
В 200 км восточнее Алма-Аты спускаясь с южного склона хребта Кетмень и несясь навстречу питающей озеро Балхаш Или среди бескрайних степей несет свои воды стремительно текущий Чарын (рис. 1). В…
Ученые вычислили, сколько всего видов динозавров обитало на Земле. Оказалось, что их число составляло около 2000, причем половина из них уже открыта. К такому выводу пришли норвежские специалисты из Университета Осло,…
Новые род и вид древних китов описали новозеландские палеонтологи. 27 млн лет назад эти животные уже фильтровали планктон в окрестностях островного государства. Однако и внешне, и с точки зрения внутреннего…
Международная группа геофизиков решила вековую задачу – ученые выяснили, когда и каким образом объединились древние суперконтиненты Колумбия и Родиния. Исследование под названием "О долговечной связи между Южной Сибирью и Северной Лаврентией в Протерозойскую эру" было…
Против врагов у пчёл есть мощное оружие — жало. Но как быть, если враг мал, чтобы его можно было ужалить? Пчела с гусеницей восковой моли в челюстях (фото Max xx)Исследователи из…
Материал для данного фильма был отснят в 2010г во время экспедиции по Енисею (Красноярск - Енисейск - река Черная - Лесосибирск). Это первый фильм из серии отснятых в наших экспедициях…
По мнению большинства геологов, Гранд-Каньон возник 5−6 млн лет назад в результате того, что река Колорадо размывала породу слой за слоем. Одно из доказательств — огромные кучи вымытого гравия на…
Ученые впервые расшифровали полный геном домашней свиньи и показали, что он содержит значительное количество генов, отвечающих за иммунитет и обоняние. Гены же, связанные со способностью ощущать вкус, в нем представлены…