На протяжении многих лет мощная атмосфера Титана, насыщенная метаном и азотом, не позволяла астрономам увидеть, что находится под ней. Самый большой спутник Сатурна выглядел в телескопе туманным оранжевым шаром.

В 2004 году зонд «Гюйгенс» отделился от космического аппарата «Кассини» и первым опустился на поверхность загадочного тела, предоставив учёным детальные изображения поверхности. Выяснилось, что Титан покрыт льдом, в котором реки жидкого метана прорезали глубокие долины.

Но мы увидели только настоящее спутника, а как быть с его прошлым? Исследователи из Массачусетского технологического института и Университета Теннесси (оба — США) обратили внимание на то, что в некоторых регионах реки виноваты в на удивление небольшой эрозии. Тому есть два возможных объяснения: либо эрозия на Титане протекает очень медленно, либо какие-то недавние явления уничтожили древние русла.

Эта загадка тесно связана с другой проблемой — почему на Титане так мало кратеров. По сравнению с большинством тел Солнечной системы Титан относительно гладок. Его возраст — примерно 4 млрд лет, но если судить по поверхности, то больше миллиарда не дашь.

На Земле тоже мало кратеров — из-за тектоники плит, извержений вулканов, ледников и рек. Быть может, на Титане имеют место аналогичные процессы: тектонические потрясения, ледяные извержения, отложение речного осадка.

Сказать точнее пока сложно, ведь снимки «Кассини» (как и любая аэрофотосъёмка, изображающая местность с высоты птичьего полёта) не дают сведений о высоте и глубине рельефа. К тому же они имеют более низкое разрешение, чем данные «Гюйгенса».

Именно поэтому исследователи сконцентрировались на степени распространения речных сетей. Они проанализировали доступные изображения, нанесли на карту 52 сети из четырёх регионов Титана и сравнили снимки с моделью эволюции речной сети, разработанной Тейлором Перроном из Массачусетского технологического института. Последняя описывает эволюцию рек с учётом таких переменных, как прочность подлежащего материала и скорость потока. По мере того как река размывает почву, камень или лёд, она превращается из длинной и тонкой нити в древовидную сеть притоков.

Выяснилось, что речные сети Титана в основном похожи на ранние стадии эволюции типичной земной реки: эрозия пока ещё невелика. Но есть и разветвлённые сети, что ещё больше запутывает специалистов.

На Земле и сейчас есть речные сети, образованные недавно, — например, на гавайском острове Кауаи, возникшем всего 6 млн лет назад, и в тех районах Северной Америки, которые ещё недавно были покрыты ледниками. Отсюда и мысль о том, что на Титане тоже происходят какие-то процессы, которые стирают следы древних рек.

Результаты исследования появятся в Journal of Geophysical Research — Planets.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

 Стволовые клетки крови существуют в двух состояниях — пассивного поддержания собственной численности и активного замещения погибших клеток крови. Учёные выяснили, что переключение между этими их состояниями осуществляется с помощью окружающих костных клеток.

Наши клетки обновляются благодаря стволовым клеткам: они не столь всемогущи, как эмбриональные, но восстановить повреждения органа или ткани вполне способны. Например, гематопоэтические стволовые клетки дают начало нескольким типам клеток кровяных, и без них было бы нельзя восстановиться после кровопотери. Кроме того, не следует забывать о том, что клетки стареют и умирают естественным образом, и в этом случае их тоже нужно постепенно заменять.

Но стволовые клетки должны как-то поддерживать и собственную популяцию, чтобы не израсходоваться целиком на дифференцированные, специализированные клетки. Исходя из этих соображений, была создана модель (получившая экспериментальное подтверждение на стволовых клетках крови), в которой существуют две популяции стволовых клеток. Одни тихо сидят на своём месте и делятся чрезвычайно редко, всего несколько раз в год: они просто поддерживают число стволовых клеток. И есть другие, активные стволовые клетки, быстро делящиеся и восполняющие запас клеток крови. Причём эти виды находятся в разных местах и в разном микроокружении. Активно делящиеся клетки живут в центральной части костного мозга в компании с эндотелиальными и соединительнотканными периваскулярными клетками. Спящие стволовые клетки можно найти в трабекулярных отделах, которые располагаются в концах костей.

Как происходит распределение клеток между этими популяциями? Как стволовая клетка понимает, что она должна сидеть и поддерживать линию стволовых клеток или же устремиться заполнять потерю дифференцированных? Исследователи из Института медицинских исследований Стауэрса (США) смогли увидеть, как и от кого стволовая клетка получает инструкции о своём будущем. Ключевыми тут оказались два белка — Flamingo (Fmi) и Frizzled 8 (Fz8). Первый отвечает за прикрепление клетки к поверхности, второй — мембранный рецептор. И тот и другой входят в разветвлённый сигнальный путь Wnt, с помощью которого регулируется деятельность стволовых клеток кишечника и волосяных сумок.

Оказалось, что непосредственными инструкторами стволовых клеток крови являются остеобласты, молодые костные клетки. В статье, опубликованной в журнале Cell, исследователи описывают, как проходит диалог между двумя типами клеток. Белки Fmi и Fz8 группируются в месте контакта остеобласта и стволовой клетки крови. В результате активируется тот вариант сигнального пути Wnt, который действует на клетки успокаивающе. Мыши, у которых отключали белки Fmi и Fz8, лишались запаса дремлющих столовых клеток, а у их напарников, которые должны были восстанавливать клетки крови, активность подавлялась на 70%.

При стрессе, при уменьшении активно делящихся клеток, наоборот, активизировалась та ветка сигнального пути, которая «будоражит» клетки, и гематопоэтические клетки запаса просыпались и восполняли число тех, кто должен был следить за балансом дифференцированных клеток крови.

Итак, учёным удалось установить, что определяющую роль в судьбе стволовой клетки играет её окружение и инструкции предаются комбинацией двух поверхностных белков. Когда всё нормально, костные клетки успокаивают стволовые клетки крови, и те продолжают спать и во сне поддерживать собственную линию. Ну и, разумеется, есть надежда, что эти данные можно будет реализовать на практике: если научиться переключать сигнальный путь со спящего сценария на активный, можно будет быстро восполнять число клеток крови в случае кровопотери или иммунного расстройства.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

 Учёные разгадали загадку, откуда взялось несколько видов центромер, за которые клетка растаскивает хромосомы по полюсам деления при размножении.

Во время деления перед клеткой стоит сложная задача: правильным образом распределить хромосомы между дочерними клетками. В зависимости от вида деления (митоз это или мейоз) в дочерние клетки расходятся гомологичные хромосомы или же сестринские хроматиды. Но в любом случае хромосому тащат за центромеру — особую структуру, которая, если нарисовать хромосому в классической Х-образной форме, будет находиться как раз в перемычке икса. Центромера отличается по структуре ДНК и связанных с ней белков от остальной хромосомы. Хотя в целом принцип упаковки ДНК здесь соблюдён: нить нуклеиновой кислоты наматывается на «шайбу» из белков гистонов, формируя элементарную единицу строения хромосомы — нуклеосому.

При делении к центромере крепятся особые молекулярные «канаты», которые начинают тянуть хромосому (или хроматиду) к полюсам деления. Понятно, что от строения центромеры зависит весьма много: неправильная центромера может стать причиной неправильного расхождения хромосом, а это чревато самыми разными болезнями, от синдрома Дауна до рака. Однако, хотя клеточное деление — один из самых интенсивно изучаемых феноменов, до сих пор учёные не имели единого мнения о структуре центромеры. Было известно, что в состав центромерной нуклеосомы входит особая модификация гистона H3. С другой стороны, по разным данным у центромер насчитали шесть разных структур. Вопрос о том, как они соотносятся друг с другом и с клеточным делением, долгое время был большой головной болью для клеточных биологов.

Учёным из Института медицинских исследований Стауэрса (США) удалось раскрыть эту загадку. По их словам, в ходе деления центромера просто меняет структуру, и, рассматривая клетку на разных этапах клеточного цикла, действительно можно насчитать несколько разных центромер. Выяснить это удалось с помощью остроумного методического решения. Исследователи работали с дрожжевыми клетками, у которых в состав центромеры входит гистон Cse4. Чтобы можно было наблюдать за его судьбой, к нему пришили зелёный флюоресцирующий белок. Но исследователи не просто наблюдали за светящимися точками в дрожжевых клетках: они сравнивали интенсивность светимости на разных этапах клеточного цикла.

У дрожжей 16 хромосом, и если в каждой из них есть по центромере, а в каждой центромере сидит по одной копии Cse4, то суммарная светимость клетки должна быть в 16 раз больше, чем светимость одной молекулы Cse4 со светящимся белком. Так и было до того момента, когда клетка начала непосредственно делиться. А когда хромосомы стали расходиться по полюсам, светимость клетки возросла ещё вдвое (то есть она светилась в 32 раза сильнее, чем одна молекула белка).

Иными словами, как пишут исследователи в журнале Cell, центромера обладает переменной структурой, причём эта переменность проявляется, казалось бы, в самый неподходящий момент. Это можно сравнить с тем, как если бы кран поднимал бетонную плиту вместе со строителями, а те вдруг решили поменять крепления между подъёмным тросом и плитой. В случае с центромерой один из белков нуклеосомного комплекса уходит, и на его место приходит ещё одна копия Cse4. После распределения хромосом одна молекула Cse4 покидает центромеру.

Похожие результаты, но с клетками человека были получены группой учёных из Национального онкологического института (США), которые опубликовали свои данные в том же журнале. То есть такие преобразования центромер не есть особенность дрожжей, а свойственны, скорее всего, самым разным организмам и типам клеток. Очевидно, у клетки есть причины для того, чтобы так усложнять себе жизнь. Пока же учёные радуются разрешению важной загадки, связанной с клеточным делением. Возможно, теперь станет ясным механизм некоторых аномалий развития: чтобы хромосомы разошлись неправильно, клетке нужно лишь забыть поменять перед делением один белок центромеры на другой.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

 Широкая публика по-прежнему считает неандертальцев мясоедами. Мол, поэтому они около 25 тыс. лет назад и вымерли: есть им было нечего, тогда как всеядные сапиенсы смогли выжить.

Однако продолжают появляться свидетельства того, что неандертальцы знали толк и в других видах вкусной и здоровой пищи. На этот раз выяснилось, например, что наши братья подвергали растения термической обработке и, возможно, даже использовали их в лечебных целях.

Карен Харди из Автономного университета Барселоны (Испания) и её коллеги проанализировали кальцинированный зубной налёт пяти неандертальцев, живших примерно 50 тыс. лет назад в пещере Эль-Сидрон на севере Испании. В лаборатории Стивена Бакли из Йоркского университета (Великобритания) газовой хроматографии и масс-спектрометрии были подвергнуты десять зубов.

Налёт содержал ряд углеводов и частиц крахмала, то есть неандертальцы употребляли различные виды растений. А вот липидов и мясных белков было мало.

В зубах некоторых особей исследователи также обнаружили целый диапазон алкилфенолов, ароматических углеводородов и «жареных» частиц крахмала. Неужели неандертальцы готовили рагу?

Но самое интересное заключается в том, что среди найденных в налёте соединений присутствуют вещества, содержащиеся в ромашке и тысячелистнике, которые имеют горький вкус и не могут похвастаться питательной ценностью. Если, как показал недавний генетический анализ, неандертальцы могли различать горечь, то зачем они ели такие растения?

Мнения комментаторов на этот счёт разделились. Майкл Хазан из Университета Торонто (Канада) полагает, что горькие травы использовались для разжигания огня и характерные для них соединения попадали в пищу случайно — вместе с дымом. А Ричард Рэнгем из Гарвардского университета (США), напротив, считает, что тысячелистник и ромашка служили приправой.

Г-жа Харди не согласна с обоими, подчёркивая, в частности: «Нет доказательств, что у неандертальцев были салатницы». По её мнению, неандертальцы могли использовать горькие растения в качестве лекарственных средств: современные травники знают, что они обладают антивоспалительным и антисептическим действием. «Все современные высшие приматы пользуются лекарственными растениями», — напоминает специалист. Нет причин считать, что неандертальцы остались в стороне от этой тенденции.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мухоморы произошли от грибов, которые сами получали для себя всё необходимое. Чтобы научиться формировать микоризу, им пришлось отказаться от ферментов, расщепляющих сложные органические вещества, и в результате потерять самостоятельность.

Когда мы говорим о грибах, то в первую очередь вспоминаем съедобные шампиньоны, лисички, опята, а ещё… мухоморы. И неудивительно: мухоморы кишмя кишат в детских книжках, мультфильмах, чудовищных росписях на стенах детских садов и т. п. Но канонический мухомор, с красной шляпкой в белых хлопьях, — это лишь один вид, мухомор красный. В целом же род мухоморов необычайно разнообразен и насчитывает несколько сотен видов, как съедобных (да-да!) — вроде кесарева гриба, так и смертельно опасных — в варианте бледной поганки.

Однако, независимо от их токсичных свойств, все мухоморы приносят большую пользу деревьям. Это одни из важнейших микоризообразователей. Их мицелий оплетает корни растений, образуя микоризу и помогая растению поглощать питательные вещества (взамен получая синтезированные растением органические соединения). Исследователи из Гарвардского университета (США) решили проследить, как развивались отношения мухоморов с растениями и на какие изменения пришлось пойти грибам, чтобы установить этот чрезвычайно выгодный симбиоз. Чтобы восстановить облик древнейшего предка мухоморов, учёные проанализировали геном около ста видов (примерно одна шестая всего рода). Степень родства видов между собой оценивалась по изменениям в нескольких генах, кодирующих ферменты расщепления целлюлозы.

В статье, опубликованной в сетевом издании PLoS ONE, авторы пишут, что некогда мухоморы были, если можно так выразиться, «вольными грибами». Они занимались разложением мёртвой органики, в том числе целлюлозы, и ни о каком симбиозе не помышляли. Впоследствии, однако, род принял решение о том, что сотрудничать с высшими растениями выгоднее, и грибы стали входить в симбиоз с деревьями и совершенствовать микоризу. Но за это пришлось заплатить определённую цену — отказаться от генов, за счёт которых мухоморы раньше перерабатывали целлюлозу. Чем моложе гриб с точки зрения эволюции, тем меньше у него следов присутствия этих генов. В первую очередь исчезали ферменты, которые отвечали за самые первые этапы переработки целлюлозы. Белки, подключавшиеся к этому процессу позже, сумели сохраниться даже у относительно молодых видов.

Останься эти гены в полном составе — никакого сотрудничества не вышло бы: гриб мог в любой момент атаковать ткани партнёра. Сейчас микориза — один из самых выдающихся примеров симбиоза, но без корней дерева грибу пришлось бы выживать. Можно сказать, что мухоморы пожертвовали самостоятельностью в обмен на симбиоз, и сейчас они не могут расти сами, даже на исключительно богатой почве.

По словам учёных, мухоморы не колебались и не делали шагов назад: переход от самостоятельной жизни к симбиозу в их роду случился только раз и был необратим. Скорее всего, по такой же схеме развивались многие симбиотические взаимоотношения: партнёрам приходится жертвовать какими-то свойствами, чтобы симбиоз вполне удался. Но мухоморы в своём безвозвратном отказе от расщепления целлюлозы пошли по наиболее бескомпромиссному пути.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Американский космическая станция «Кассини» сфотографировала бурю на Сатурне — самую большую из тех, что удалось рассмотреть на этой планете.

Среди закрученных облаков виднеется голубоватое пятнышко — молния, впервые обнаруженная на видимых длинах волн на освещённой стороне Сатурна. «Это говорит о том, что гроза была очень сильной», — подчёркивает Ульяна Дюдина из Калифорнийского технологического института (США).

Буря бушевала в прошлом году: снимки были получены 6 марта 2011 года. Дабы сделать молнию максимально яркой, фотографии пропустили через голубой фильтр. Это позволило учёным точнее определить её размеры и расположение. Возможно, молния и впрямь имела синеватый оттенок, а может, короткая экспозиция с голубым фильтром просто помогает лучше её увидеть.

Наверняка известно лишь то, что интенсивность вспышки можно сравнить с сильнейшими молниями на Земле. Одна только видимая энергия оценивается примерно в 3 млрд Вт в секунду. Вспышка имела примерно 200 км в диаметре, выйдя из вершины облака. Исходя из этого, учёные делают вывод, что молнии возникают в относительно глубоких слоях атмосферы Сатурна, где замерзают капли воды. На Земле происходит то же самое.

На составных изображениях, которые показывают, как буря оборачивается вокруг всего Сатурна, учёные зарегистрировали несколько вспышек: на одном — пять, на другом — три.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Рогозубый мох использует примитивных насекомых ногохвосток в качестве опылителей, привлекая их при помощи специфического запаха, что роднит эти примитивнейшие организмы с цветочными растениями, стоящими на вершине эволюции, заявляют американские биологи в статье, опубликованной в журнале Nature.

Многие растения выработали сложную систему опознавательных сигналов, задействованных в процессе обмена нектара на услуги опылителей. В их число входят особая форма и окраска цветка, химический состав нектара и особый запах, позволяющий насекомым безошибочно находить нужные соцветия. Считается, что такие приспособления появились только у цветочных растений и отсутствуют у более примитивных организмов - голосеменных, папоротников и плаунов, а также мхов.

Группа биологов под руководством Сары Эппли (Sarah Eppley) из Государственного университета Портлэнда (США) выяснила, что это далеко не так, проследив за взаимоотношениями между рогозубым мохом (Ceratodon purpureus) и примитивными членистоногими из отряда ногохвосток (Collembola).

Эппли и ее коллеги изучили наборы летучих веществ, которые выделяют женские и мужские ростки Ceratodon purpureus в сезон размножения. Эксперимент показал, что женские растения вырабатывали гораздо больше летучих веществ, чем мужские кустики мха.

Ученые проанализировали химический состав "женских" феромонов мха и попытались найти аналоги среди других соединений, вырабатываемых прочими видами растений. Оказалось, что некоторые из них были идентичны по своей структуре и химическим свойствам тем веществам, которые цветочные "кузены" мхов используют для приманивания опылителей.

Биологи предположили, что в случае с Ceratodon purpureus такую роль могут играть ногохвостки - простейшие насекомые, появившиеся на земле примерно в одно время с первыми мхами, в Ордовикском периоде (488-443 миллиона лет назад). Они проверили эту гипотезу при помощи несложного эксперимента.

Авторы статьи вырастили несколько ростков Ceratodon purpureus и высадили в одной половине клетки мужские кусты мха, а в другой - женские. Через несколько дней ученые запустили в сосуд ногохвосток и проследили за их поведением. Большинство насекомых устремилось к женским росткам мха.

Затем Эппли и ее коллеги попытались выяснить, помогают ли насекомые опылять растения. Для этого ученые разделили популяцию Ceratodon purpureus на две группы, одна из которых обитала в условиях повышенной влажности, а другая - в сухих сосудах.

В половину клеток из каждой группы исследователи посадили насекомых и проследили за тем, как их присутствие повлияло на число оплодотворенных женских спор.

Как объясняют биологи, мхи крайне плохо размножаются при отсутствии влаги в почве и на стебле растений, так как мужские половые клетки могут передвигаться только в присутствии капель воды. Появление дополнительных опылителей должно повысить число успешных оплодотворений и в том и другом случае.

Как и ожидали ученые, ногохвостки увеличили число успешных размножений, как в сухих сосудах, так и в условиях высокой влажности. Это доказывает, что данные насекомые являются опылителями рогозубого мха.

С другой стороны, пока остается неясной причина такого поведения ногохвосток - привлекают ли насекомых сами споры Ceratodon purpureus или женские ростки заманивают их сладким нектаром или жирными кислотами. Ученые планируют найти причину этого в своей следующей работе.

Источник: РИАНОВОСТИ

Самым глубоко живущим сухопутным существом является ногохвостка Plutomurus ortobalaganensis обитающая в абхазской пещере Крубера-Воронья в 1980 метрах ниже поверхности земли.

Подробнее...

 Португальские и испанские биологи открыли животное, обитающее в 1980 метрах ниже поверхности земли. Прописано это чемпионское создание в самой глубокой пещере в мире, а питается оно грибами и разложившейся органикой.

Новое создание относится к членистоногим, а названо оно Plutomurus ortobalaganensis. Его родной дом – пещера Крубера-Воронья, чья самая низкая точка расположена на 2191 метр ниже уровня входа.

Вместе с P. ortobalaganensis исследователи обнаружили в этой карстовой пещере ещё три новых вида – Anurida stereoodorata, Deuteraphorura kruberaensis и Schaefferia profundissima (живущие ближе к поверхности). Все четыре специалисты отнесли к ногохвосткам, передаёт New Scientist. А они до сих пор попадались биологам на глубинах до 550 метров под землёй.

Что касается наземных животных вообще, то до сих пор рекордсменами числились скорпионы и насекомые из одной мексиканской пещеры, найденные в 920 метрах ниже поверхности земли.

Как и большинство обитателей тёмных недр, рекордный новичок лишён глаз. Тем не менее он обладает пигментом (пятнами на теле), что пещерным существам несвойственно.

Один из участников исследования, Энрике Бакеро (Enrique Baquero) из университета Наварры, полагает, что данная ногохвостка попала на большие глубины по эволюционным меркам не очень давно, а потому организм ещё не прошёл полную адаптацию к такой среде обитания.

Открытие животных, прекрасно себя чувствующих в условиях полного отсутствия света, постоянного холода (0,5-5 °C) и небольшого количества пищи, может изменить наши взгляды на жизнь глубоко под землёй. «Она оказалась богаче, чем мы думали», — заявила Анна София Реболейра (Ana Sofia P. S. Reboleira) из португальского университета Авейро, один из авторов сенсационной находки.

(Детали работы раскрывает статья в Terrestrial Arthropod Reviews.)

Источник: MEMBRANA

Охотящиеся дельфины стараются запутать добычу сетью из воздушных пузырей. Одновременно они пользуются сонаром и производят сложнейшие преобразования с вернувшимся звуковым эхом, чтобы отличить значимый сигнал от фонового шума.

Охотясь, дельфины используют гидролокатор, посылая звуковые сигналы в водяную толщу и прислушиваясь к вернувшемуся эху. По эху можно узнать, в каком направлении нужно устремиться за добычей. Но при этом они ещё и пытаются сбить жертву с толку, окутывая, например, косяк рыб воздушными пузырьками. И не перестают щёлкать своими сонарами. Вопрос: как в гуще пузырьков дельфины ухитряются понять, где добыча? Ведь воздушные пузырьки точно так же отражают сигналы, и к дельфинам в виде эха должна возвращаться просто неописуемая звуковая каша.

Зоологи из Университета Саутгемптона (Великобритания), кажется, нашли объяснение этой странной охотничьей стратегии. Они поставили эксперимент, в котором рыбу имитировал небольшой стальной шарик, вокруг которого роились мелкие воздушные пузырьки. Специальная аппаратура издавала дельфиньи щелчки. В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the Royal Society A, учёные пишут, что дельфины понижают амплитуду щелчков, то есть второй может быть на две трети слабее первого. Когда оба эха возвращаются, животные доводят второе, слабое эхо до уровня первого, сильного.

Но то же самое слабое эхо отскакивает и от каждого воздушного пузырька. В итоге после операции умножения слабое эхо от пузырьков начинает преобладать над сильным. В случае добычи оба эха равны по силе друг другу. Дельфины, по сути, избавляются от шума, который мешает воспринимать значимый сигнал, но делают это своеобразным способом — усиливая шум так, чтобы значимый сигнал выглядел провалом, «белым пятном».

По словам авторов работы, чтобы проделать такую операцию, необходим недюжинный математический аппарат, который выходит далеко за рамки обычных заданий типа «отличить два от трёх», с помощью которых зоологи проверяют математические способности у животных. Как эта высшая математика встроена в дельфиньи мозги, ещё предстоит выяснить. Пока же исследователи предлагают инженерам обратить на этот феномен самое пристальное внимание. С помощью такого метода можно обнаруживать, например, морские мины, или жучки, вмурованные в стену, или, если отойти от военно-шпионской тематики, дефекты и аномалии в строительных материалах, которые могут стать причиной аварии.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА