Мир дикой природы на wwlife.ru - Все добавления
Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Все добавления


Ученые биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили, как изменяются относительные размеры органов насекомых в процессе в процессе миниатюризации — уменьшения размеров тела насекомых в ходе эволюции. Проведенная работа показала, что минимальные достижимые размеры насекомых ограничиваются размерами системы размножения и нервной системы. Исследователи представили свою работу в журнале Scientific reports.

Внутренние органы насекомыхВнутренние органы насекомыхВ ходе эволюции под действием различных факторов размеры тел насекомых отдельных видов могут становиться меньше. Этот процесс, называемый миниатюризацией, приводит к тому, что насекомые могут достигнуть размера одноклеточного организма.  Пример мельчайших насекомых — жуки перокрылки и перепончатокрылые мимариды.  Их размер составляет доли миллиметра.

Идея работы, по словам автора статьи, доктора биологических наук Алексея Полилова, состояла в том, чтобы установить закономерности изменения относительных объемов различных органов и систем при уменьшении размеров тела насекомого. Биологи проанализировали большой объем данных и построили 30 полных и 26 частичных трехмерных компьютерных реконструкций для 22 видов насекомых из 11 семейств, принадлежащих к пяти отрядам (щетинохвостки, сеноеды, трипсы, жесткокрылые и перепончатокрылые). Ученые исследовали насекомых длиной от 2 см до 0,22 мм. Таким образом, самое крупное из исследованных насекомых было больше самого мелкого в 100 раз по размеру и в 100 000 раз по объему.

Выяснилось, что большинство систем органов насекомых могут быть уменьшены во много раз, при сохранении пропорций. "Системы органов сохраняют организацию, а некоторые — даже неизменный относительный объем, несмотря на многократные уменьшения размеров", — отмечает Алексей Полилов. Интересно, что даже у мельчайших насекомых с уменьшением размеров тела, становится меньше относительный объем метаболических систем, тканей внутренней среды и трахейной системы. При этом половая и нервная системы при уменьшении размеров тела наоборот, демонстрируют многократное увеличение относительного объема.

"Видимо, именно эти системы ограничивают минимальные размеры тела насекомых. При сравнении наших результатов с литературными данными по позвоночным животным удалось показать, что при тех же масштабах изменения размеров тела, большинство органов позвоночных меняются непропорционально. Таким образом, мы показали, что конструкция насекомых лучше переносит масштабирование, особенно уменьшение размеров тела", — пояснил ученый.

В дальнейшем исследователи планируют расширить круг изучаемых объектов за счет привлечения насекомых из разных отрядов: коллембол, клещей и других членистоногих.
Выявленные принципы и закономерности миниатюризации  могут найти применение при разработке устройств биотехнологий и робототехники.


Источник: РИА Новости


Российские и зарубежные ученые впервые проследили за появлением большого числа вредных мутаций в ДНК людей и мушек-дрозофил и раскрыли механизм, препятствующий быстрому их накоплению в геноме, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

050517"Мы давно думаем над тем, как человечеству удается справляться с большим количеством мутаций. Каждый новорожденный имеет около 70 мутаций, отсутствующих у его родителей. По текущим оценкам, как минимум 10% будут вредными и будут постепенно накапливаться в геноме. Если бы это было бы так, то человечества в его текущих размерах не существовало бы, что порождает парадокс", — пишут Алексей Кондрашов из  МГУ имени М.В. Ломоносова и его коллеги.

Как рассказывают исследователи, эволюционисты уже несколько десятилетий спорят о том, как работает так называемый "отрицательный естественный отбор" – очистка популяции от вредных мутаций и связанная с ней защита от попадания в эволюционную "яму", тупик развития.

Проблема заключается в том, что не все вредные мутации ведут к смерти зародыша или резкому понижению жизнеспособности организма, и их накопление в геноме того или иного вида может постепенно привести к тому, что он станет неконкурентоспособным. Этого, однако, в большинстве случаев не происходит, что ставит перед учеными вопрос – что помогает естественному отбору "вычищать" такие мутации из генома?

Как рассказывает Кондрашов и его коллеги из Института проблем передачи информации РАН, Сколтеха и зарубежных научных центров, сегодня существует две точки зрения на счет того, как вредные мутации влияют на жизнеспособность их обладателя.

Сторонники первой считают, что каждая мутация вносит свой независимый "вклад" в гибель вида, и каждая из них уменьшает приспособленность на одинаковое относительное значение, постепенно понижая шансы на продолжение рода. Вторая теория говорит о том, что каждая новая вредная мутация наносит значительно больше ущерба, чем предыдущая. Подобная взаимосвязь, которую ученые называют эпистазом, приводит к тому, что индивидуумы, несущие слишком много вредных мутаций, крайне редко оставляют потомство.

Российские биологи и их зарубежные коллеги проверили, какая из этих двух теорий верна, изучив наборы мутаций в ДНК нескольких групп людей, участвовавших в масштабных проектах по секвенированию ДНК в Нидерландах и странах Восточной Азии и Африки, а также мушек-дрозофил, которых другие ученые выращивали в своих лабораториях.

В этих наблюдениях они опирались на простую математическую закономерность – если теория равного вклада верна, то число потомства, оставляемого мушками и людьми, должно плавно понижаться по мере накопления мутаций. Если же для эволюции дрозофил и человека характерен эпистаз, то тогда такие изменения будут нелинейными.

Оказалось, что появление новых вредных мутаций и в геномах мушек, и в ДНК человека влияло на их жизнеспособность больше, чем предыдущие негативные изменения в структуре генов. Как поясняют ученые, это хорошо объясняет то,  почему мы до сих пор не вымерли – негативные мутации усиливают действие друг друга и их накопление резко снижает шансы на то, что их носители продолжат род и распространят свои мутировавшие гены по популяции.

 


Источник: РИА Новости


Биологи нашли в гиппокампе, центре памяти в мозге, особую зону, которая является своеобразным датчиком температуры, следящим за тем, чтобы мозг не перегрелся и не возник эпилептический припадок, говорится в статье, опубликованной в журнале Neuron.

"Мыши, у которых регион CA2 был отключен, вели себя нормально, но при этом периодически испытывали симптомы, похожие на эпилепсию. Нормальные волны активности нейронов исчезли и были заменены на эпилептоподобные разряды электричества из-за того, что скорость работы других частей гиппокампа никто не контролировал", — объясняет Томас Макхью (Thomas McHugh) из института RIKEN в Саитаме (Япония).

Гиппокамп состоит из нескольких слоев пирамидальных нейронов. Нервные клетки в этих областях собирают и обрабатывают информацию, поступающую из других отделов мозга. Считается, что гиппокамп участвует во всех процессах, связанных с сохранением долговременных воспоминаний, однако все его функции пока не известны.

В прошлом году Махью и его команда обнаружили, что информация хранится в гиппокампе в относительно разрозненном виде. Для ее "чтения" нужны так называемые тета-волны — медленные импульсы мозговой активности, помогающие клеткам гиппокампа вспоминать, в каком порядке нужно воспроизводить воспоминания.

Если тета-волны подавить, то воспоминания будут случайным образом перемешаны. Источником этих волн был регион СА3, один из участков гиппокампа, участвующих в первичной обработке информации. Его открытие заставило ученых выяснить, нет ли в мозге других "генераторов волн".

Для их поиска ученые вывели две особые породы мышей, у которые разные части гиппокампа и других отделов мозга можно было отключать при помощи импульсов синего света или молекул нейротоксина TeTx.

Как показали эксперименты, ближайший сосед CA3, регион CA2, оказался "термодатчиком" и системой безопасности мозга, защищающей гиппокамп от перегрева и чрезмерно высокой активности.

Отключение этого участка мозга у мышей привело к любопытным и почти непредсказуемым последствиям. После блокировки СА2 грызуны в целом вели себя нормально, но в некоторых случаях, когда смотрели на определенные фрагменты клетки или совершали определенные действия, их гиппокамп, образно выражаясь, взрывался мощнейшими вспышками активности, похожими на импульсы, возникающие во время приступов эпилепсии.

Дальнейшие эксперименты с мышами показали, что регион СА2 вырабатывает особые волны, которые заставляют нервные клетки в других частях гиппокампа подавлять активность при превышении некого предела. Это защищает их и от формирования эпилептических очагов, и от перегрева. Длительное отсутствие подобной защиты приводит к ухудшению памяти и потере способности быстро учиться.

Нарушения в работе внутреннего термометра мозга, как считают ученые, могут играть роль в развитии различных нарушений памяти и некоторых форм эпилепсии. Они планируют выяснить, как именно возникают эти нарушения, в ходе более длительных и масштабных опытов на мышах.



Источник: РИА Новости


Генетики выяснили, что прорыв в куроводстве произошел после того, как с подачи монахов-бенедиктинцев жители Европы отказались на время постов от мяса коров, свиней и прочих четвероногих животных.

КурыКурыК такому выводу пришли британские специалисты из Оксфордского университета, чья статья опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.

Куры были одомашнены около 6000 лет назад в Азии, однако до сих пор было неизвестно, как и почему эти птицы приобрели качества, облегчающие их разведение в неволе. Авторы статьи ответили на этот вопрос, проанализировав ДНК, выделенную из куриных костей, которые были найдены в археологических памятниках. Возраст древнейшего из образцов составил 2200 лет. Кроме того, ученые включили в анализ 24 современные породы европейских кур.

Ученые сосредоточились на двух генах - TSHR и BCD02. Благодаря мутации в первом их них, гене рецептора тиреотропного гормона, куры перешли к круглогодичному размножению, что сделало их постоянным источником яиц. Также изменения в гене TSHR привели к снижению агрессивности и страха перед человеком, что позволило содержать кур более скученно. Наконец, из-за мутации в гене BCD02 ноги кур приобрели желтый цвет.

Выяснилось, что активная селекция кур, обладающих этими благоприятными для людей мутациями, началась в Европе около 920 года нашей эры. Примерно тогда же, а также в X-XI столетиях, судя по археологическим данным, кур стали гораздо активнее разводить в Скандинавии и Северной Германии, что совпало с приходом христианства в эти регионы.

По словам ученых, европейцы всерьез взялись за выведение новых пород кур благодаря монахам-бенедиктинцам. Этот религиозный орден популяризовал практику постов, во время которых нельзя было есть мясо четвероногих животных, зато можно было употреблять в пищу птицу, яйца и рыбу. Примерно к 1000 году такие посты под влиянием бенедиктинцев сделались популярными и среди мирян.

В то же время исследователи не исключают, что интенсификация куроводства произошла из-за урбанизации. На небольших придомовых участках европейцы больше не могли содержать скот, как в деревне, а вот куры были идеальны в условиях города.


Источник: infox.ru


Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

В Африке подружились обезьяны и волки

09-06-2015 Просмотров:5065 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

В Африке подружились обезьяны и волки

Ученые выяснили, что приручать волков под силу не только людям. Обезьяны также умеют находить общий язык с этими хищниками. К такому выводу пришли американские приматологи из Дартмурского колледжа, чья статья опубликована в журнале...

Наездники-паразиты заставляют пауков-хозяев плести им паутинные убежища

11-10-2011 Просмотров:6882 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Наездники-паразиты заставляют пауков-хозяев плести им паутинные убежища

Оса-наездник Zatypota percontatoria пополнила собою список паразитических видов, которые управляют поведением хозяина. Самой большой известностью среди таких паразитов пользуются грибы рода Cordyceps, поражающие муравьёв и других насекомых, и токсоплазмы. Грибы...

Сон по щелчку выключателя

08-02-2013 Просмотров:9471 Новости Нейробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Сон по щелчку выключателя

Дедлайн, маленький ребёнок, ночь в клубе — бывают причины, по которым люди не высыпаются. И небольшая группа исследователей решила найти способ выжать максимум из небольшого количества сна, но с помощью...

Период полураспада ДНК составляет 521 год

10-10-2012 Просмотров:13295 Новости Генетики Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Период полураспада ДНК составляет 521 год

Некоторые исследователи берут на себя смелость утверждать, что и сегодня можно выделить ДНК динозавров, ведь никто не знает, сколько времени уходит на распад генетического материала... Одна из музейных реконструкций птицы моа...

Почему у сов не кружится голова

01-02-2013 Просмотров:9654 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Почему у сов не кружится голова

Кто не знает о замечательной способности сов поворачивать голову на 270˚! Птицам это как будто не доставляет никаких неудобств, головой они вертят легко и непринуждённо. Между тем исследователи долго не...

top-iconВверх

© 2009-2018 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.