Химики в лабораторных условиях получили из небиологических веществ структуры, способные самостоятельно питаться и размножаться. А физики доказали: первые клетки, возникшие таким образом, скорее всего, появились в периодически пересыхающих водоемах. Таким образом, теория Чарльза Дарвина о самозарождении жизни в маленьком прудике подтвердилась.

Элементарные ячейки жизни

Этапы возникновения первых клеточных структур из небиологических веществ в условиях ранней Земли: 1 - периодическая смена сухих и влажных условий в мелководном водоеме создала среду для полимеризации химических веществ; 2 - на каждом этапе пересыхания в субстрате формировались сгустки полимеров - компартменты; 3 - последующие самопроизвольное деление и самосборка компартментов привели к возникновению протоклетокВсе организмы на Земле состоят из клеток — элементарных ячеек жизни. Главные функции, отличающие живое от неживого — метаболизм, рост, реакции на раздражители, адаптация, воспроизводство и передача генетической информации, — реализуются благодаря протекающим в клетках физическим и химическим процессам.

В 2011 году биологи из Токийского университета создали в лаборатории из набора органических веществ синтетические аналоги протоклеток. В результате полимеразной цепной реакции (ПЦР) удалось добиться их полноценного самопроизвольного деления — аналогичного тому, что происходит в естественных условиях.

Возникавшие при делении новообразованные клеточные структуры были полностью идентичны первичным: вместе с оболочкой они наследовали от материнских "клеток" весь набор генов, определяющий их функции. Такие "организмы" еще нельзя назвать живыми, ведь у них нет эволюционной составляющей. Но они очень похожи на простейшие формы, появившиеся миллиарды лет назад.

Для приготовления первичного субстрата протоклеточных структур, или, по-научному, коацервата, авторы взяли десятки органических компонентов, соотношение которых предварительно рассчитали на компьютере. Соединившись, эти вещества сформировали в субстрате коацерватные пузырьки с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри.

Несмотря на прорывной характер исследования, его результаты не доказывают возможность абиогенеза — происхождения живого из неживого. Дело в том, что ферменты, пептиды и нуклеиновые кислоты, которые ученые использовали в качестве компонентов, были биологического происхождения — то есть образованы живыми организмами.

ДНК не способна к самовоспроизведению без участия определенных ферментов — специфических белков, которые катализируют все этапы ее репликации. Японским ученым удалось создать ее в лаборатории, но, опять же, с использованием биологических компонентов.

Материал для первых клеток

В новом исследовании ученые из Института наук о Земле и жизни при Токийском технологическом институте в сотрудничестве с коллегами из Малайзии, Чешской Республики, США и Индии решили найти потенциальные механизмы образования первых клеток "с нуля" — только в ходе химических процессов, без участия биологии.

Компартменты — самоорганизующиеся макромолекулярные агрегаты в высушенном полимере глицина и гликолевой кислотыОни изучили широкий спектр соединений, которые могли сформироваться в результате пребиотических реакций в условиях ранней Земли.

И обнаружили, что многие из этих веществ — эфиры, амины, азиды, имиды и другие — при определенных условиях полимеризуются легче, чем биологические соединения. А некоторые даже спонтанно создают клеточно-подобные структуры — компартменты. По мнению авторов, цепочки полимеров внутри таких компартментов, закручиваясь, могли образовать уникальные трехмерные формы — прообразы белков или РНК.

Как известно, белки, представляющие собой гибкие цепочки полимеризованных аминокислот, играют роль катализаторов химических реакций в клетках. В живых организмах они синтезируются с помощью заложенного в РНК универсального кода. Как и когда он появился, ученые пока не знают. Но результаты исследования указывают — многие полимеризованные молекулы могут образовывать похожие цепочки и аналогичные каталитические формы.

Для получения полимерных цепочек в лаборатории авторы использовали периодическую смену сухих и влажных условий. При испарении разбавленного раствора, как правило, начинался процесс полимеризации, но не все образовавшиеся полимеры выдерживали сушку. Некоторые распадались. А другие при добавлении воды продолжали самовоспроизводящийся цикл синтеза. В этом авторы видят самое раннее, еще на уровне молекул, проявление эволюционного отбора, который впоследствии стал неотъемлемым признаком всех живых организмов.

Просмотрев такие "эволюционно сильные" полимеры под микроскопом, исследователи с удивлением обнаружили: в некоторых образовались компартменты размером с клетку, содержащие от десяти до двадцати атомов. По мнению ученых, со временем эти клеточно-подобные агрегаты после долгих химических преобразований могли стать полноценными клетками — самоорганизующимися структурами, состоящими уже из миллионов атомов.

Нестабильность — условие для жизни

То, что циклическое чередование влажных и сухих периодов способствует появлению в химической системе сложных пребиотических соединений, подтверждают и физики.

Пример самовоспроизводящегося цикла полимеризации небиологических химических веществАмериканские ученые из Университета штата Пенсильвания вместе с коллегами из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета изучили на синхротроне APS Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, какие фазовые изменения претерпевают полимерные компартменты в циклах гидратации-дегидратации.

Авторы исследовали коацерваты полиэлектролитов в жидкой среде, имеющей такой же состав, как и вода в пруду. Они смоделировали условия, когда "пруд" то пересыхает, то снова наполняется дождевой водой. И выяснили: в первом случае концентрация нуклеиновых кислот и солей увеличивается, во втором — уменьшается. Внутри же полимерных компартментов она не меняется.

Это указывает на то, что в первичных клеточно-подобных структурах среда была постоянной, что способствовало поддержанию циклов химических реакций. По мнению исследователей, это стало ключевым фактором постепенного формирования внутри протоклеток сложных самовоспроизводящихся полимерных соединений, таких как РНК.

Сегодня химикам известно: в природе повторяющиеся циклы гидратации-дегидратации облегчают сборку молекулярных строительных блоков — аминокислот и нуклеотидов — в пептиды и белки за счет снижения термодинамического барьера, который в обычных условиях препятствует полимеризации. Примеры таких природных систем — неглубокие водоемы в регионах, где дожди периодически сменяются засухами, или эпизодически действующие термальные источники типа гейзеров.

Но удивительно, что первым идею о зарождении жизни в "мелком, прогретом солнцем пруду" высказал Чарльз Дарвин еще в середине XIX века.

Источник: РИА НОВОСТИ

Российский необитаемый подводный аппарат "Витязь" стал первым полностью автономным аппаратом, достигшим дна Марианской впадины, сообщили РИА Новости в Фонде перспективных исследований (ФПИ).

Ранее сообщалось, что российский автономный необитаемый подводный аппарат в преддверии Дня Победы впервые погрузился на дно Марианской впадины и установил там вымпел в честь Победы в Великой Отечественной войне.

"Витязь" стал первым в мире полностью автономным необитаемым подводным аппаратом, достигшим самой глубокой точки Мирового океана", - сказали в ФПИ.

Там уточнили, что в отличие от работавших ранее в этом районе аппаратов Kaiko (Япония) и Nereus (США), аппарат "Витязь" функционирует полностью автономно.

"Благодаря использованию в системе управления аппарата элементов искусственного интеллекта, он может самостоятельно обходить препятствия по курсу, находить выход из ограниченного пространства и решать другие интеллектуальные задачи", - сказали в ФПИ.

Генеральный директор ФПИ Андрей Григорьев сообщил РИА Новости, что испытания аппарата "Витязь" будут продолжены.

"Это первый из экспериментов, которые запланированы в рамках проекта "Витязь". Он осуществлен совместными усилиями российских судостроителей и научных коллективов РАН при поддержке Тихоокеанского флота. Успех эксперимента подтвердил верность выбранных разработчиками комплекса конструкторских решений, а также продемонстрировал эффективное и плодотворное сотрудничество в рамках широкой кооперации участников проекта", - сказал Григорьев.

Он поблагодарил все организации отечественной промышленности, участвующие в проекте. По его словам, проект "Витязь" — это дальнейшее развитие отечественных достижений в области создания глубоководных морских автономных комплексов, в том числе не имеющих ограничений по глубине погружения.

Источник: РИА Новости

В марте мир облетели кадры оленей, бредущих по центру города Нара — древней столицы Японии. До эпидемии такое было невозможно из-за толп туристов. А в апреле в парке Яркон в Тель-Авиве фотографы запечатлели, как стая голодных шакалов набросилась на еду, оставленную местной жительницей для собак.

Из-за карантина животные вновь почувствовали себя хозяевами отнятых у них некогда территорий.

На одном из пляжей острова Пхукет (Таиланд) экологи насчитали 11 кладок кожистой черепахи, хотя в последние пять лет не видели ни одной. Во Флориде на 15-километровом участке побережья — 76, что значительно больше обычного для этого времени года.

Кожистые черепахи — крупнейшие в мире, они живут везде, кроме полярных областей, однако им угрожают загрязнение окружающей среды и изменение климата. Пустые пляжи, отсутствие мусора (прежде всего пластикового) — морские рептилии оценили это по достоинству.

Сотрудники Морского национального парка Таиланда сняли с дронов стадо из тридцати дюгоней около острова Либонг. Эти крупные медлительные млекопитающие очень уязвимы и сильно страдают из-за загрязнения океана пластиком и другим мусором.

В конце апреля в проливе Босфор в Стамбуле заметили играющих дельфинов. Раньше они не подходили близко к берегу из-за многочисленных рыбаков, но теперь осмелели и подплыли в поисках рыбы, которой тоже стало больше из-за сокращения судоходства.

У этой внезапной свободы есть и оборотная сторона медали, пишут члены редколлегии журнала Biological Conservation. Охраняемые территории зарабатывали на туристах, деньги тратили на спасение исчезающих видов. Теперь этих доходов нет, прервались полевые исследования, экологические практики, волонтерские программы.

Кроме того, есть опасения, что, как только карантинные меры начнут ослаблять, в парки и за город хлынут толпы людей, соскучившихся по зелени и свежему воздуху. Это вызовет большой стресс у дикой природы.

Нынешняя эпидемия ярко высветила еще одну проблему — риск передачи опасных инфекций от диких животных людям. ВИЧ, Эбола, Нипах, SARS, MERS, H5N1 — все эти вирусы однажды перешли из природных резервуаров в человеческую популяцию, вызвав эпидемии. Вероятно, хотя это пока не доказано, SARS-CoV-2 тоже достался нам от диких животных — летучих мышей или панголинов.

Риск увеличивается из-за того, что люди все активнее осваивают места обитания диких животных в тропиках и субтропиках, вступая с ними в прямые и непрямые контакты. Еще один фактор — большой рынок нелегальной торговли редкими видами, рассчитанный в том числе на экзотические пищевые запросы богатых людей, национальные привычки, традиционную медицину.

Ученые гастрономического университета Полленцы (Италия) приводят в пример панголинов — небольших покрытых панцирем ночных млекопитающих, обитающих в Азии и Африке. Местные жители издревле употребляют их в пищу и используют для лечения. Это самое продаваемое животное в мире.

В Китае погоня за панголинами, чье мясо считается деликатесом, а чешуя — панацеей от многих болезней, поставила их на грань вымирания. Учитывая, что эти виды могут быть промежуточными хозяевами нового коронавируса, власти страны закрыли все рынки диких животных и ввели постоянный запрет на отлов панголинов в гастрономических целях.

В Венесуэле ученые обнаружили несколько ископаемых панцирей ступендемиса — одной из крупнейших черепах в истории Земли. Окаменелости этих гигантских черепах находили и раньше, но только сейчас выяснилось, что эти животные обладали половым диморфизмом — панцирь самцов, в отличие от самок, имел спереди два роговидных отростка. Описание находки опубликовано в журнале Science Advances.

Впервые вид Stupendemysgeographicus был найден и описан в 1970-х годах. Эта пресноводная черепаха обитала как в воде, так и на суше, имела размеры до трех метров, а масса ее составляла более одной тонны, что в сто раз больше, чем у ее ближайшего родственника — крупноголовой амазонской черепахи. В истории Земли была только одна черепаха больше ступендемиса — архелон, гигантская морская черепаха мелового периода, весившая более двух тонн.

Тропический регион Южной Америки 5-8 миллионов лет назад, когда здесь жили ступендемисы, представлял собой влажную болотистую местность, которая была полна разнообразной живности, что подтверждается многочисленными находками окаменелых остатков пресмыкающихся — крокодилов, аллигаторов, кайманов и гавиалов, а также гигантских грызунов.

Среди находок, сделанных авторами исследования, — огромный трехметровый панцирь возрастом 8 миллионов лет. Он уникален не только тем, что это самый крупный из когда-либо обнаруженных панцирей черепах этого вида (2,86 метра), но и тем, что на его передней части имеются два выроста в виде рогов. У найденных ранее ступендемисов таких выростов не было.

Авторы считают это проявлением полового диморфизма — такие выросты имели только самцы. Возможно, они помогали им в боях с другими самцами или служили для защиты от хищников. Несмотря на свои внушительные размеры и устрашающий внешний вид, черепахи имели естественных врагов. Чаще всего им приходилось отбиваться от крупных кайманов — об этом говорят следы мощных укусов на найденном панцире, а также то, что во многих районах ступендемисы встречаются вместе с пурусзаврами — древними гигантскими кайманами, достигавшими в длину 15 метров.

"Два типа панцирей указывают на то, что у ступендемисов существовали два пола — самцы с рогатыми панцирями и самки с панцирями без рогов", — приводятся в пресс-релизе слова руководителя исследования Марсело Санчеса (Marcelo Sánchez), директора Палеонтологического института и музея при Цюрихском университете. По словам палеобиолога, это первое проявление полового диморфизма в форме рогатых панцирей для любой из бокошейных черепах — одной из двух основных групп черепах в мире.

Помимо панцирей, впервые в руки ученых попали фрагменты нижней челюсти этих черепах, что позволило сделать выводы об их питании.

"Диета ступендемиса была разнообразной и включала мелких животных, рыб, кайманов, змей, а также моллюсков и растительность, особенно фрукты и семена. Объединение всех анатомических особенностей этого вида указывает, что жили они в основном на дне крупных пресноводных водоемов", — говорит первый автор статьи, палеонтолог Эдвин Кадена из Университета дель Росарио в Боготе.

Изучив найденные детали скелета, исследователи намерены восстановить эволюционный процесс развития этого древнего вида.

"На основании исследований анатомии ступендемиса мы теперь знаем, что некоторые современные черепахи из региона Амазонки являются их ближайшими родственниками", — говорит Санчес.

Кроме того, новые открытия, вместе с известными ранее находками из Бразилии, Колумбии и Венесуэлы указывают на гораздо более широкое географическое распространение ступендемиса, чем предполагалось ранее. Очевидно, это животное обитало в позднем миоцене в озерах и реках всей северной части Южной Америки.

Источник: РИА Новости

Результаты генетических исследований показали, что последние мамонты на планете — шерстистые мамонты острова Врангеля — страдали от множества генетических дефектов, которые могли препятствовать их развитию и размножению. Статья с описанием исследования опубликована в журнале Genome Biology and Evolution.

Шерстистые мамонты (Mammuthus primigenius) в основной своей массе вымерли десять-одиннадцать тысяч лет назад, в период последней ледниковой эпохи. Но на арктическом острове Врангеля у берегов Чукотки замкнутая популяция последних на Земле представителей этого вида сохранялась еще шесть тысячелетий.

Американские ученые под руководством Винсента Линча (Vincent Lynch) из Университета штата Нью-Йорк в Буффало выяснили, какими болезнями страдали последние мамонты и от чего они вымерли четыре тысячи лет назад.

В 2017 году другие ученые в генах мамонта острова Врангеля выявили потенциально вредные генетические мутации. Учитывая малую численность популяции — от 100 до 300 особей, — они предположили, что эти мутации и послужили причиной вымирания. При неизбежном в условиях малой популяции родственном скрещивании и низком генетическом разнообразии резко снижается способность вида ограничивать вредные мутации, которые могут стать главной причиной упадка.

Авторы исследования решили проверить эту гипотезу. Для начала они сравнили ДНК мамонта острова Врангеля с ДНК трех азиатских слонов (Elephas maximus) и двух мамонтов, которые жили в период расцвета популяции — 44,8 тысячи и 20 тысяч лет назад, а потом посмотрели, как в сравнении с ними функционировали гены мамонтов эпохи вымирания.

"Исследование 2017 года предсказывало, что мамонты острова Врангеля накапливали разрушительные мутации. Мы нашли нечто подобное и проверили эти предсказания, воскресив мутировавшие гены в лаборатории", — приводятся в пресс-релизе университета в Буффало слова Винсента Линча.

Речь идет не просто о секвенировании генома. Ученые фактически воскресили гены мамонтов из мертвых — они синтезировали и клонировали гены и поместили их в клетки эмбрионов слонов, чтобы наблюдать, как белки, экспрессируемые генами, взаимодействуют с другими генами и молекулами.

"Ключевым нововведением нашего исследования является то, что мы фактически воскрешаем гены мамонта острова Врангеля, чтобы проверить, действительно ли их мутации имели повреждающее действие", — продолжает Линч.

Ученые обнаружили вредные мутации генов, участвующих в ряде важных функций, таких как мужская фертильность, неврологическое развитие, передача сигналов инсулина и обоняние.

"Например, мы знаем, как работают гены, ответственные за нашу способность обнаруживать запахи, — говорит Линч. — Таким образом, мы можем заставить клетки в культуре продуцировать ген мамонта, а затем проверить, нормально ли функционирует белок в клетках. Если этого не происходит, мы делаем вывод: мамонты острова Врангеля не могли чувствовать запах цветов, которые они ели".

Ученые считают, что изолированная островная среда помогла мамонтам острова Врангеля спастись от хищников и от человека, но стала причиной накопления генетических дефектов, которые и привели к вымиранию.

"Помимо предположения, что последние мамонты были, вероятно, нездоровой популяцией, наши выводы — это предостерегающая история для существующих видов, находящихся под угрозой исчезновения. Если популяции становятся маленькими, они могут накапливать вредные мутации, способствующие исчезновению вида", — отмечает ученый.

Источник: РИА Новости

Австралийские ученые провели МРТ-картирование мозга кальмара Sepioteuthis lessoniana и выяснили, что он по сложности сопоставим с мозгом собаки. Результаты исследования опубликованы в журнале iScience.

Современные головоногие, в число которых входят осьминоги, каракатицы и кальмары, имеют очень сложный мозг. Ученые из Университета Квинсленда впервые провели детальное магнитно-резонансное исследование мозга кальмара и создали атлас его нейронных связей.

Были подтверждены 99 процентов из 282 основных цепей, которые уже были идентифицированы ранее. Кроме того, исследователи выявили 145 ранее неизвестных цепей. Свыше 60 процентов всех нейронных связей кальмара участвуют в зрительной и моторной функциях. По сложности своей структуры мозг кальмара оказался близок к мозгу собаки.

"Современные головоногие моллюски — группа, включающая осьминогов, каракатиц и кальмаров, имеют чрезвычайно сложный мозг, приближающийся по количеству нейронов к мозгу собаки и превосходящий мозг мышей и крыс, — приводятся в пресс-релизе университета слова первого автора статьи доктора Вен-Сунг Чанга (Wen-Sung Chung) из Института мозга Квинсленда. — Например, у некоторых головоногих более 500 миллионов нейронов по сравнению с 200 миллионами у крысы или 20 тысячами у обычных моллюсков".

Это объясняет примеры сложного поведения головоногих моллюсков, включающие способность мгновенно изменять свою окраску в целях маскировки, распознавать шаблоны и общаться между собой, используя разнообразные сигналы.

"Мы видим, что многие нейронные схемы предназначены для маскировки и визуального общения, что дает кальмарам уникальную способность уклоняться от хищников, успешно охотиться и взаимодействовать друг с другом посредством динамичного изменения цвета", — говорит Чанг.

Обнаруженное сходство центральной нервной системы головоногих с позвоночными, по мнению авторов, подтверждает гипотезу конвергентной эволюции, согласно которой организмы в разных группах независимо друг от друга развивают сходные черты.

"Сходство с хорошо изученной нервной системой позвоночных позволяет нам делать прогнозы функционирования нервной системе головоногих на уровне поведения, — отмечает ученый. — Например, в этом исследовании мы выявили несколько новых сетей нейронов, отвечающих за поведение с визуальным контролем, такое как локомоция и маскировка с учетом тени — когда кальмары принимают разную окраску в верхней и нижней частях тела, чтобы лучше смешаться с фоном".

На следующем этапе исследования ученые планируют выяснить, почему разные виды головоногих в процессе эволюции развили разные подразделения мозга.

"Мы надеемся, что результаты помогут нам понять, почему эти удивительные существа демонстрируют такое разное поведение и примеры сложного взаимодействия", — говорит Чанг.

Источник: РИА Новости

В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences опубликованы результаты многолетних археологических работ в Чагырской пещере в Алтайском крае. Неандертальцы, которые жили здесь 59-49 тысяч лет назад, оказались намного ближе к своим восточноевропейским собратьям, чем к неандертальцам, обитавшим на Алтае 110 тысяч лет назад.

Археологи во главе с Ксенией Колобовой из Института археологии и этнографии СО РАН и Ричардом Робертсом (Richard Roberts) из австралийского Университета Вуллонгонга завершили крупный этап работ в Чагырской пещере, расположенной в предгорьях Алтая, где в 2008 году была обнаружена стоянка неандертальца.

За это время найдено около 90 тысяч артефактов и 74 фрагмента костей неандертальцев, имеющих возраст от 59 до 49 тысяч лет.

Находки костей животных и реконструкция окружающей среды на основе фрагментов древней фауны и флоры позволили сделать вывод, что чагырские неандертальцы охотились на бизонов и были адаптированы к холодному и сухому климату.

Авторы проанализировали более 3000 каменных орудий из Чагырской пещеры и обнаружили, что эти инструменты очень похожи на орудия труда микокской культуры эпохи среднего палеолита, распространенной в Восточной и Центральной Европе.

Похожие орудия труда были ранее найдены в пещере Окладникова (Сибирячихинской), расположенной восточнее Чагырской пещеры. Это самое восточное из известных мест обитания неандертальцев в Азии. Образцы из пещеры Окладникова имеют радиоуглеродный возраст от 37,8 до 24,2 тысячи лет.

А вот в пещере Денисова, расположенной недалеко от Чагырской, артефактов микокской культуры не обнаружено. ДНК чагырского неандертальца также указывает на более тесную связь с восточноевропейскими неандертальцами (Северная Хорватия и Северный Кавказ), чем с неандертальцами из пещеры Денисова, проживавшими на Алтае 110 тысяч лет назад.

Отсюда авторы делают вывод о том, что было как минимум две волны заселения Южной Сибири древним человеком. Неандертальцы из Чагырской пещеры связаны со второй волной, которая пришла из Европы около 60 тысяч лет назад. Ученые предполагают, что древние люди перемещались вслед за бизонами, на которых охотились.

Также во время второй волны в Чагырскую пещеру из Восточной Европы попала технология микок — в Чагырской пещере неандертальцы использовали практически идентичные европейским формы орудий и способы обработки камня.

Откуда появились люди, обитавшие в пещере Денисова, пока до конца не известно, но уже ясно, что чагырские неандертальцы не являются их потомками.

Источник: РИА Новости

Ученые с помощью современных молекулярных методов нашли следы древнейших грибов в породах неопротерозойского возраста (715−810 миллионов лет). Это на 250 миллионов лет старше любых других известных окаменелостей грибов. Описание приведено в журнале Science Advances.

Грибы были одними из первых организмов, колонизировавших сушу. Формируя обширные микроскопические нитевидные сети — мицелии — грибы усиливали разрушение верхнего слоя горных пород, играя важнейшую роль в формировании почвенного покрова и обогащении его питательными веществами. Это открыло путь на сушу растениям и животным, до этого обитавшим исключительно в водной среде.

Учитывая роль, которую играли грибы в эволюции жизни на Земле, важно понимать, когда они появились на суше. А относительно этого у ученых нет единого мнения. Считается, что грибы колонизировали сушу в период от 810 до 443 миллионов лет (от неопротерозоя до ордовика). Однако достоверные факты находок до последнего времени были подтверждены только для окаменелостей возрастом 455-460 миллионов лет.

Результаты недавнего исследования, которое провели ученые из Бельгии, США, Великобритании и Германии, показывает, что эти организмы существовали на суше уже 715−810 миллионов лет назад, задолго до появления сложных организмов. Окаменелости древнейших грибов найдены учеными в неопротерозойских доломитовых сланцах из Конго.

Сначала образцы ошибочно идентифицировали как цианобактерии и отправили в коллекцию Королевского музея Центральной Африки в Тервурене (Бельгия), где ими заинтересовался палеонтолог Стив Бонневиль (Steeve Bonneville) из Брюссельского свободного университета.

Чтобы доказать, что пронизывающие сланцы окаменелые "нити" — это мицелий древних грибов, а не нитчатые водоросли, исследователям нужно было найти хитин — полисахарид, входящий в состав клеточной стенки грибов. Для этого они использовали набор микроскопических и спектроскопических методов.

Сначала хитин был обнаружен учеными с помощью метода конфокальной лазерной сканирующей флуоресцентной микроскопии. Чтобы сделать вещество видимым под микроскопом, ученые использовали флуоресцентный краситель — изотиоцианат флуоресцеина, который связывается с уникальным для грибов хитином. В результате стенки нитей мицелия светятся на микроснимке зеленым светом.

Для подтверждения открытия ученые использовали синхротрон — ускоритель частиц, в котором материал бомбардируется быстрыми атомами, чтобы узнать тонкие детали его химического состава и строения биологического вещества.

Все эти методы явным образом подтвердили наличие хитина в ископаемых нитевидных сетях, а клеточный анализ, что это были эукариоты — организмы, клетки которых содержали ядро.

"Найденные и исследованные окаменелости подтверждают возможность того, что грибы помогли заселить поверхность земли, и существовали почти за 300 миллионов лет до появления первых наземных растений, — приводятся в пресс-релизе слова Бонневиля. — Это изменит наше понимание о том, как развивалась поверхность земли и как появились растения и грибы".

В эпоху неопротерозоя, когда жили эти грибы, суша была голой, лишь в прибрежной зоне и мелких водоемах развивались бактериальные пленки цианобактерий. Возможно, продуктами разложения этих пленок и питались первые грибы.

Ученые предполагают, что уже тогда грибы могли образовывать симбиоз с фотосинтезирующими бактериями. А это значит, что уже тогда могли существовать лишайники — сложные организмы, представляющие собой симбиотические ассоциации грибов и микроскопических зеленых водорослей, способные выживать в самых экстремальных условиях.

А это существенным образом меняет взгляд на этапы эволюционного развития жизни на Земле.

Источник: РИА Новости

Ученые нашли в Китае скелет небольшого пернатого динозавра неизвестного вида из семейства дромеозаврид — хищных пернатых динозавров, наиболее близких к птицам. Хорошо сохранившиеся отпечатки перьев позволили ученым понять, чем этот пернатый динозавр отличался от птиц и от своих нелетающих собратьев. Результаты исследования опубликованы в журнале The Anatomical Record.

Пернатый динозавр Wulong bohaiensisНовый вид дромеозаврид, остатки которого были обнаружены среди пород нижнемеловой формации Цзюфотан в провинции Ляонин на северо-западе Китая, получил название Wulong bohaiensis. Первая часть названия в переводе с китайского значит "танцующий дракон", а вторая отражает географию места находки — побережье Бохайского залива.

Этот представитель хищных микрорапторов, который жил около ста двадцати миллионов лет назад, является довольно близким родственником современных птиц. Он был размером с ворону, имел длинный хвост (примерно в два раза длиннее тела), узкую голову с огромным количеством острых зубов, был покрыт перьями, что, по всей вероятности, позволяло совершать планирующий полет.

При этом хвост животного заканчивался разветвленным в две стороны перьевым шлейфом, а передние конечности-крылья — чем-то вроде лап с когтями. Возможно, с их помощью динозавр охотился на мелких млекопитающих, ящериц, птиц и рыб.

На отпечатке хорошо видны перья не только на туловище, но также — на хвосте и конечностях, что у пернатых динозавров является признаком зрелого возраста. Но другие детали анатомии древнего ящера указывают на его молодость.

"Либо молодые динозавры нуждались в этих перьях для какой-то функции, которую мы не знаем, либо они росли у них совсем не так, как у большинства современных птиц", — приводятся в пресс-релизе музея Естественной истории в Сан-Диего (США) слова Эшли Поуста (Ashley Poust), палеонтолога из Калифорнийского университета в Беркли (США) и ведущего автора исследования.

Чтобы понять это противоречие, ученые разрезали несколько костей "танцующего дракона" для проведения гистологических исследований. Результаты показали, что динозавр был очень молодым — его возраст не превышал одного года, хотя перья у него были совершенно "зрелыми".

Авторы говорят о том, что они столкнулись с переходным видом между типичными пернатыми динозаврами, у которых полноценные перья формировались в зрелом возрасте, и птицами, которые растут очень быстро, но у которых до окончания роста оперение отсутствует полностью. А здесь ученые имели дело с очень молодым динозавром с длинными перьями, простирающимися за кончик хвоста.

Новый вид является одним из самых ранних родственников велоцираптора, знаменитого динозавра-теропода, жившего примерно 75 миллионов лет назад, а также прямым предком современных пернатых. Ближайшим же родственником улона (танцующего дракона), вероятнее всего был живший с ним одновременно микрораптор — "четырехкрылый динозавр", названный так потому, что длинные перья у него росли не только на передних, но и на задних конечностях.

Район, в котором был найден образец, является самым известным местом в мире с точки зрения находок скелетов раннемеловых животных. Местная биота, отличавшаяся в то время невероятным разнообразием, включала птерозавров, птицеподобные динозавры и ранних птиц, которые жили в единой среде обитания.

Новое открытие позволяет лучше понять, как происходил эволюционный переход между динозаврами и современными птицами.

Источник: РИА Новости

Ученые обнаружили ископаемые деревья, возраст которых составляет 386 миллионов лет. Это самые древние на сегодняшний день окаменелости доисторического леса. Находка описана в журнале Current Biology.

При обследовании заброшенного песчаного карьера в местечке Каир в штате Нью-Йорк (США) в 2008 году ученые обнаружили прекрасно сохранившиеся отпечатки корневой системы крупных деревьев, которые были, по мнению палеоботаников, частью огромного леса, который произрастал здесь в середине девонского периода.

Закончив изучение объекта, исследователи выяснили, что это остатки самого древнего леса на планете. Ранее старейшими на планете считались деревья, обнаруженные в местечке Гильбоа, также в штате Нью-Йорк. Их возраст был определен в 385 миллионов лет.

Окаменевшая корневая система археоптерисов - древнейших на планете деревьевУченые нанесли на карту границы древнего леса, площадь которого составляла как минимум три тысячи квадратных метров. В нем произрастали по меньшей мере два вида деревьев. Первый — Eospermatopteris — относился к классу кладоксилеевые (Cladoxylopsida) — древовидных хвощей, аналогичных тем, что были найдены в Гильбоа. Второй вид — Archaeopteris — крупные растения с древесным стволом и плоскими папоротниковидными листьями, обладавшие мощной разветвленной корневой системой, отпечатки которой нашли ученые. Длина отдельных корней достигает 11 метров, а толщина — до 15 сантиметров.

Среднедевонский лес, очевидно, был не таким густым, как современные леса. Отдельные и редкие кладоксилопсиды — безлистные деревья высотой до 10 метров и короткими ветвями перемежались в нем с археоптерисами, напоминавшими сосну, на ветвях которой вместо иголок росли вьющиеся листья, как у папоротника.

Окаменелые остатки самого старого в мире ископаемого леса в карьере из песчаника в Каире, штат Нью-ЙоркИсследователи отмечают, что многоуровневая корневая система археоптерисов сыграла важную роль во взаимодействии древних растений и почв, а значит и в совместной эволюции лесов и атмосферы. Это были одни из первых растений, которые благодаря своим плоским зеленым листьям начали активно улавливать и накапливать углекислый газ из воздуха.

"Эти деревья способствовали удалению углекислого газа из атмосферы", — приводятся в пресс-релизе Кардиффского университета слова одного из авторов исследования Кристофера Берри Christopher Berry. — В итоге к концу девонского периода количество углекислого газа в атмосфере уменьшилось до сегодняшнего значения".

Все эти деревья размножались, используя споры, а не семена. Еще один вид растений ученым не удалось идентифицировать.

Исследование также показало, что древнейший на планете лес был уничтожен наводнением. На это указывают находки в тех же слоях окаменелостей рыб. Возможно, именно благодаря тому, что корневая система растений законсервировалась в бескислородной среде морских осадочных отложений, она так хорошо сохранилась.