Ученые из колледжа Макалестер (Миннесота, США) под руководством геолога Рэймонда Роджерса (Raymond Rogers) выдвинули гипотезу, убедительно объясняющую возникновение «кладбищ динозавров» на дне древних рек. Доклад об этом, сделанный Роджерсом на ежегодной конференции американского Общества изучения палеонтологии позвоночных, пересказывает сайт журнала Science.

Авторы годами изучали уникальное «кладбище» динозавров, раскопанное на северо-западе Мадагаскара. Примерно 70 млн лет назад здесь, на дне древней реки, упокоились навсегда и «законсервировались» в донных отложениях динозавры примерно 1200 видов, огромные и крошечные, хищные и травоядные. Все это произошло на площади всего в треть теннисного корта.

«Это самый богатый ископаемыми останками кусок горной породы, который я когда-либо видел», — сказал Роджерс.

Аналогичные, хотя и не столь богатые «кладбища» динозавров, также образовавшиеся на дне древних пресных водоемов, ученые находили и раньше. Что же убивало регулярно и быстро представителей таких разных видов?

Роджерс и его коллеги полагают, что все дело в «цветении» водорослей. (Мы поставили это слово в кавычки, поскольку водоросли, не будучи цветковыми растениями, цвести в прямом смысле, конечно же, не могут.) Некоторые виды одноклеточных цианобактерий, динофлагеллят и диатомовых водорослей во время такого квази-цветения выделяют токсины, которые могут быть опасны для животных и даже для человека.

Ранее ученые уже отмечали случаи массового отравления животных этими токсинами в наше время. Характерным симптомом отравления были судороги шеи — и следы таких судорог Роджерс с коллегами нашли у динозавров с «кладбища» на северо-западе Мадагаскара.

Палеонтолог Николас Пиенсон (Nicholas Pyenson) из Смитсонианского института в Вашингтоне заметил, что если гипотеза его коллег из колледжа Макалестер верна, в массовых речных захоронениях динозавров должны быть следы выделявших токсины водорослей, а таковых пока не находили. Впрочем, он сам же оговорился, что обнаружить подобное было бы очень непросто.

Источник: Научная Россия

Первые многоклеточные растения могли появиться на Земле уже 1,6 миллиарда лет назад. Об этом говорит отпечаток древнейшей водоросли, найденный в залежах осадочных пород в Индии, сообщается в статье, опубликованной в журнале PLOS Biology.

Микрофотография окаменелости древнейшей многоклеточной водоросли"В подобном выводе нельзя быть на 100 процентов уверенным, так как в отпечатках растений не сохраняется ДНК, но форма, размеры и структура этой окаменелости очень похожи на то, как устроены современные бурые водоросли. Похоже, что фанерозой, эпоха "заметной глазу жизни", началась на Земле гораздо раньше, чем мы предполагали", — заявил Стефан Бенгтсон (Stefan Bengtson) из Национального музея естественной истории в Стокгольме (Швеция).

Первые живые организмы появились на Земле в архейскую эру, и пока не существует общепринятой точки зрения насчет того, как и когда зародилась жизнь. На сегодняшний день есть несколько ископаемых свидетельств того, что микробы уже существовали в первичном океане Земли примерно 3,4 миллиарда лет назад, однако многие ученые считают, что жизнь могла зародиться гораздо раньше — четыре или даже 4,2 миллиарда лет назад.

Многоклеточные существа, в том числе растения, появились гораздо позже – около 600-800 миллионов лет назад, незадолго до наступления эпохи так называемого "кембрийского взрыва" – короткого отрезка времени 550 миллионов лет назад, когда возникли все современные типы животных и предки растений и грибов. Многие ученые предполагают, что многоклеточные растения могли появиться гораздо раньше, однако следов этого пока не удавалось находить.

Бенгтсон и его коллеги обнаружили, что первые многоклеточные растения могли появиться почти на миллиард лет раньше "кембрийского взрыва", изучая породы, сформировавшиеся примерно 1,6 миллиарда лет назад на территории центральной Индии, в окрестностях города Читракута в штате Мадхья-Прадеш.

Эта часть полуострова Индостан, как объясняют ученые, представляла собой мелководье у берегов первичного океана Земли, на дне которого в данном месте росли своеобразные "одеяла" из бактерий. Кислород в воде вокруг этих колоний микробов почти полностью отсутствовал, благодаря чему их отпечатки дошли до нас почти в первозданном виде.

Изучая эти "одеяла", ученые заметили нечто необычное: они нашли несколько десятков фрагментов пород, в которых отпечатались не только следы бактерий, но и странные нитеобразные структуры. Просветив их при помощи ускорителя частиц, ученые поняли, что им удалось найти несколько видов древнейших многоклеточных водорослей.

В пользу этого говорит то, что клетки предполагаемых водорослей заметно крупнее, чем окружающие их микробы, и что внутри них имеются некие обособленные структуры, похожие на ядро – ключевой признак, отличающий многоклеточные организмы от микробов, чей генетический материал свободно "плавает" по всей клетке. Вдобавок к этому, ученым удалось увидеть хлоропласты внутри окаменевших клеток, что подтвердило их растительное происхождение.

Два вида этих водорослей, в чьем растительном происхождении ученые не сомневаются, получили имена Rafatazmia chitrakootensis и Ramathallus lobatus. "Стебли" первых похожи на нити современных бурых водорослей, которые можно найти у берегов любого моря и океана Земли, а вторые – похожи на микроскопические листья кувшинок, состоящие из особых дольчатых клеток.

Как надеются ученые, изучение этих водорослей, а также загадочных существ Denaricion mendax, организмов пока непонятного происхождения, которые могут быть как водорослями, так и бактериями, поможет понять, когда и как возникли первые многоклеточные существа и почему они начали доминировать на Земле лишь через сотни миллионов лет после их возникновения в водах первичного океана планеты.

Источник: РИА Новости

Больше века во всех учебниках по ботанике и палеонтологии морские водоросли назывались предками наземных растений, которые внезапно "выпрыгнули" из воды на сушу и буйно там зазеленели. Новая гипотеза датских ученых переворачивает эту схему с ног на голову, предполагая, что водоросли довольно долго эволюционировали на суше, прежде чем смогли породить высшие растения.

 Автором концепции водного происхождения наземных растений считается британский ботаник Фредерик Бауэр (Frederick Orpen Bower). Вероятно, потому, что в изданной в 1908 году книге The Origin of a Land Flora он писал об "изобретении" ранними наземными растениями альтернативного жизненного цикла, в котором спорофит становится платформой для разнообразных эволюционных и экологических адаптаций. С тех пор водное происхождение наземной флоры прочно угнездилось в учебниках и научной литературе.

Первые сомнения появились у палеонтологов в 1980-х годах, но тогда ученым было недостаточно аргументов – окаменелости растений тех далеких времен представлены главным образом спорами, по которым довольно сложно судить о строении самих растений. Однако теперь Джеспер Харольт (Jesper Harholt) из датской Carlsberg Laboratory, Эйвинд Моструп (Ojvind Moestrup) и Питер Ульвсков (Peter Ulvskov) из университета Копенгагена нашли новые доказательства, поддерживающие позицию скептиков.

Все началось с того, что Харольт и Ульсков изучали эволюцию клеточной стенки растений, считающуюся одним из ключевых приспособлений к жизни на суше. Именно твердые и прочные клеточные стенки создают силовой каркас, поддерживающий растение в вертикальном положении и позволяющий ему использовать все преимущества трехмерной геометрии.

"Мы поняли, что некоторые водоросли обладают столь же сложными клеточными стенками, что и наземные растения. Это показалось нам довольно необычным для древних водорослей, которые якобы росли в воде, – рассказал Харольт. – Тогда мы начали искать другие факты, которые поддерживали бы идею о том, что водоросли сперва освоили сушу, и лишь затем превратились в наземные растения".

К своей работе они привлекли известного эксперта по водорослям Мострупа, после чего обнаружили у водорослей структуры (или точнее – их отсутствие), которые трудно объяснить жизнью в воде. В частности, некоторые зеленые водоросли начисто утратили жгутик – орган, обеспечивавший их подвижность в жидких средах. А практически все водоросли, приходящиеся ближайшими родственниками наземным растениям, потеряли еще и глазок, помогавший определять наиболее хорошо освещенные участки.

Более того, опубликованный в 2014 году анализ генотипа растения Klebsormidium показал, что эта зеленая водоросль обладает генами наземной флоры, ответственными за переносимость яркого света и засушливых условий среды. При этом гены однозначно указывают, что эти качества были получены по наследству, а не выработаны конвергентно.

"Благодаря всем этим генетическим и морфологическим данным становится очень трудно объяснить с эволюционной точки зрения, как водоросли прошли весь путь к наземным растениям, все время оставаясь в воде? – отметил Ульвсков. – Мы должны перевернуть старую гипотезу вверх ногами, и сегодня у нас есть все необходимые для этого доказательства".

Правда, новая гипотеза пока весьма уязвима для критики. Согласно тому же генетическому анализу, для формирования надежно функционирующей в сухопутных условиях клеточной стенки растению нужно порядка 250 новых генов. Как оказавшиеся в достаточно экстремальных условиях организмы за не слишком долгий срок смогли ими обзавестись? Датские исследователи полагают, что процесс происходил на прибрежных песчаных пляжах, где рыхлый субстрат после регулярных дождей служил источником необходимой нежным водорослям влажности.

"Странным для меня является то, что если эти зеленые водоросли были фактически наземные на протяжении длительного времени, как получилось, что их так мало вокруг нас? – называет следующее слабое место гипотезы Моструп. – Может быть, их постоянно вытесняют одноклеточные конкуренты, или, возможно, в один прекрасный день мы все же найдем больше зеленых водорослей этой эволюционной линии".

Источник: PaleoNews

На дне ледникового фьорда на архипелаге Шпицберген, на глубине 166 м нашли многоклеточные водоросли, которые, по бытовавшим до сих пор научным представлениям, расти там просто не могут. Авторы открытия — Кристин Мейер (Kirstin S. Meyer) из Орегонского института морской биологии и Эндрю Свитмен (Andrew K. Sweetman) из Международного исследовательского института Ставангера. Их статью в онлайн-журнале MarineBiodiversityRecords пересказывает сайт журнала Science.

ВодорослиСвое открытие ученые сделали просто: установили на дно фьорда видеокамеры, а затем проанализировали их записи. Выяснилось, что список обитателей дна этих не самых гостеприимных в мире вод не исчерпывается морскими звездами и мшанками (это своеобразные и малоизученные животные, похожие на полипы). Кроме них, на дне фьорда обнаружились также многоклеточные водоросли — и вот это уже интересно.

Дело в том, что, как считалось до сих пор, расти в таких условиях многоклеточные водоросли не могут из-за недостатка света, критически важного для жизни любого растения. В умеренном и тропическом климате водоросли встречаются и на больших глубинах, до 268 метров. Но там гораздо выше прозрачность воды, так что солнечные лучи проникают глубже.

Теперь биологи предполагают, что постоянное яркое освещение во время полярного дня все же позволяет арктическим глубоководным водорослям получить достаточно света для того, чтобы поддерживать процесс фотосинтеза. И затем переждать подо льдом долгую полярную ночь.

Ученые собираются взять со дна образцы арктических глубоководных водорослей, чтобы определить их видовую принадлежность.

Источник: Научная Россия

Ярко-зеленый морской слизень, обитающий в тропических морях, способен выживать несколько месяцев без доступа еды благодаря тому, что он в прямом смысле этого слова ворует гены у водорослей и использует их для создания и поддержания системы фотосинтеза в своих клетках, пишут океанографы в журнале Biological Bulletin.

Морской слизень Elysia chlorotica"Мы думали, что нет такого способа, хитрости или трюка, которые бы смогли заставить гены водорослей или растений работать внутри клеток животных. Но вот оказывается, что они все-таки могут работать. Они позволяют животному использовать солнечный свет для получения питательных веществ. И благодаря этому, если что-то случается с их нормальным источником пищи, эти слизни не умирают от голода до тех пор, пока они не найдут новую порцию водорослей", — рассказывает Сидни Пирс (Sidney Pierce) из университета штата Мэриленд в Колледж-Парке (США).

Пирс и его коллеги несколько лет пытались найти ответ на одну из самых интригующих и старых океанографических загадок — как морские слизни Elysia chlorotica могут выживать несколько месяцев без доступа к еде. Часть этой головоломки была решена еще в 70 годах прошлого века, когда их коллеги обнаружили, что моллюск не просто съедает водоросли, но извлекает из них хлоропласты — клеточные органеллы, в которых происходит процесс фотосинтеза.

Как отмечают океанологи, другая часть загадки заключалась в том, что хлоропласты, по каким-то непонятным и таинственным причинам, жили внутри слизней необычно долго — по девять месяцев и даже дольше. И после почти трех десятилетий жарких споров и дискуссий, Пирсу и его научной команде подобрали ключ к этой части биологического "пазла".

Они попытались раскрыть секрет фотосинтезирующих способностей слизня в его геноме, сравнивая устройство различных генов и хромосом на разных этапах жизни моллюска. Для этого ученые пометили разные части ДНК слизня при помощи светящихся меток и проследили за тем, как менялась их структура по мере роста и жизни животного.

Этот прием раскрыл удивительную вещь — оказалось, что моллюск ворует у водорослей не только хлоропласты, но и гены, которые необходимы для поддержания их нормальной работы в течение длительного времени. Пока ученые не знают, как слизню удалось провернуть эту "кражу" и почему эти гены работают в его организме, несмотря на фундаментальные различия в устройстве животных и растительных клеток. По их словам, дальнейшее изучение этого феномена поможет биологам создать безопасные системы для вставки и замены генов в человеческие клетки.

Раньше он уже попадал в поле зрения "Мира дикой природы".

Источник: РИА Новости 

Генетические истоки разделения полов помогли открыть многоклеточные зеленые водоросли Volvox carteri, мужские и женские особи которых разделились от одноклеточных предков Chlamydomonas reinhardtii.

ВольвоксГруппа биологов из Центра растениеводства имени Данфорта (США) выявила у одноклеточных ген MID, управляющий дифференциацией половых клеток на два класса (+ и -). Потом ученые нашли аналог этого гена (VcMID) у полноценных мужских гамет Volvox carteri. Когда они искусственно простимулировали экспрессию VcMID у Volvox carteri женского пола, крупные клетки, которые должны были стать полноценными яйцеклетками, продолжили делиться, превратившись в сперматозоиды.

При обратной операции — блокировке экспрессии VcMID в мужских гаметах — ученые получили псевдоженские яйцеклетки, однако их потомство оказалось не вполне жизнеспособным.

Родство генов MID разных видов водорослей и их общая функция (регуляция различий между полами и типами спаривания) свидетельствуют, что найдена общая генетическая основа репродуктивной системы одноклеточных и многоклеточных организмов.

Источник: Научная Россия

В 2010 году дорожные рабочие, расширявшие Панамериканское шоссе на северо-западном побережье Чили, наткнулись на кладбище китов. Кладбищу оказалось около 9 млн лет, и это был первый пример того, что массовая гибель китов (а тут были найдены кости, принадлежащие по меньшей мере 30 животным) случалась и в древности. 

Доисторические останки рядом с Панамериканским шоссе (фото Adam Metallo / Smithsonian Institution).Вообще, этот район известен своим палеонтологическим изобилием: здесь находили останки вымерших видов тюленей, кашалотов, гладких и усатых китов, акул и морских ленивцев. Причём останки здесь не рассеяны по всей восьмиметровой осадочной толще, а лежат компактно в четырёх участках. Столь удачное расположение костей во многом помогло палеонтологам понять, что тут происходило миллионы лет назад.

Среди погибших китов были особи всех возрастов и размеров. Любопытно, что порядок костей в скелетах в целом не был нарушен, как в случае с другими находками: вероятно, китам так «повезло» потому, что этот район в то время занимала пустыня, где не было хищников, которые могли бы расчленить тушу. Кроме того, большинство скелетов сохранились как бы кверху брюхом, то есть киты погибали в море, затем туша при внутреннем гниении переворачивалась на спину, и в таком положении её выносило на берег. Именно это происходит и с современными китами, которые умирают в открытом море. 

В журнале Proceedings of the Royal Society B Николас Пенсон (Nicholas D. Pyenson) из Смитсоновского института (США) утверждает вместе с коллегами, что причиной гибели китов стали ядовитые водоросли. Авторы признают, что объяснение возникло у них во многом методом исключения и в результате суммирования множества деталей. Киты, как уже сказано, были разновозрастные, умирали в море, их не могло выбросить цунами, поскольку скелеты оказались на редкость целыми. А то, что вместе с китами нашли ещё кучу разных видов, не позволяло предположить какую-нибудь специфическую инфекцию. 

Водорослевые токсины могли концентрироваться в планктонных ракообразных, которые потом попадали на обед китам. Что же до других видов животных, то они могли пострадать от тех же токсинов, что выходили из разлагающейся туши кита. Косвенным образом в пользу водорослевой гипотезы говорят и следы железа на найденных останках: в современных морях повышенная концентрация этого металла стимулирует размножение некоторых вредных водорослей. 

Если судить по открывшимся находкам, эпизодов гибели китов (и других морских животных) на протяжении 10–16 тыс. лет было четыре. Сейчас это тоже происходит время от времени, когда концентрация нехороших водорослей вдруг резко повышается. Но в данном случае любопытно то, что эта особенность не есть какая-то новейшая черта морских экосистем и что морским животным приходилось мириться с этим уже во времена миоцена.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ученые узнали, почему трехпалые ленивцы спускаются с деревьев для дефекации. Оказалось, что эта опасная привычка объясняется их симбиотическими отношениями с молью и водорослями.

Трёхпалый ленивецРезультаты исследования, проведенного американскими специалистами из Висконсинского университета в Мэдисоне, опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society.

Зоологи давно пытаются найти объяснение странной привычке трехпалых ленивцев - раз в неделю эти животные спускаются к подножью своего дерева, чтобы испражниться в специальное углубление, вырытое ими для этих целей. В это время они становятся особенно уязвимыми для хищников – примерно в каждом втором случае ленивец гибнет из-за привычки испражняться на земле.

Двупалые ленивцы, в отличие от трехпалых, производят дефекацию прямо с дерева, никуда не спускаясь. Авторы статьи решили выяснить, с чем связано это различие. Они отловили в джунглях Коста-Рики несколько трехпалых и двупалых ленивцев и затем сравнили их шерсть. Выяснилось, что в шерсти трехпалых ленивцев обитает гораздо больше молей-огневок Cryptoses, а также зеленых водорослей Trichophilus.

Моль Cryptoses размножается исключительно в шерсти ленивцев, а ее личинки живут в их навозе. Соответственно, когда трехпалые ленивцы спускаются к своему «туалету» на земле, на них поселяется вновь выведшаяся моль. Ученые предположили, что с собой она доставляет к шерсти ленивцев дополнительное неорганическое вещество, способствующее росту водорослей. Действительно, анализ образцов шерсти трехпалого ленивца показал, что она обогащена азотом.

Зеленые водоросли служат дополнительным источником питания для ленивцев, когда те вылизывают себя. Поскольку диета ленивцев, состоящая из листьев деревьев, очень бедна питательными веществами, водоросли служат для них важным подспорьем. Как утверждают авторы статьи, желание простимулировать рост водорослей и заставляет трехпалых ленивцев испражняться на земле.

Источник: infox.ru

Группа исследователей из Токийского университета обнаружила самый маленький многоклеточный организм в мире – микроскопическую водоросль, которая обитает в пресной воде, сообщает агентство ИТАР-ТАСС со ссылкой на японские СМИ.

Водоросль состоит из четырёх клеток, а её диаметр составляет всего 10 микрометров (0,01 мм). Первоначально специалисты полагали, что наблюдают за скоплениями одноклеточных водорослей, однако впоследствии они пришли к выводу, что имеют дело с многоклеточным организмом, поскольку изучаемые клетки всегда попадались им в группах по четверо. При взгляде через микроскоп водоросль внешне напоминает четырёхлистный клевер, и потому в Токийском университете приняли решение назвать ее «сиавасэмо» – «водоросль счастья» в переводе с японского.

До сих пор самые маленькие из известных науке многоклеточных организмов имели в своём составе не менее десяти клеток. Специалисты рассчитывают, что изучение «водоросли счастья» прояснит некоторые вопросы, связанные с возникновением и развитием жизни на нашей планете.

Истчоник: Научная Россия

Подцарство: Водоросли

1. Общие характеристики водорослей

Водоросли (Algae) – группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных — отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы; отсутствие ярко выраженной проводящей системы; обитание в водной среде или во влажных условиях (в почве, сырых местах и т. п.). Они сами по себе не имеют органов, тканей, лишены покровной оболочки и корневой системы прикрепляясь ко дну разветвлёнными выростами – ризоидами (рис. 1).

Рис. 1. Представители подцарства: Водоросли (Algae)

По способу питания водоросли являются автотрофами и содержат зелёный пигмент хлорофилл. Некоторые представители способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной (поверхностью клетки), например жгутиконосцы, так и путём заглатывания через клеточный рот (эвгленовые, динофитовые). Размеры водорослей колеблются от долей микрона (кокколитофориды и некоторые диатомеи) до 30—50 м (бурые водоросли — ламинария, макроцистис, саргассум). Они бывают как одноклеточным, так и многоклеточным, а так же колониальными организмами (рис. 2). Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спорофит ламинариевых). Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены через плазмодесмы или погружены в общую слизь).

К водорослям относят различное число (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к ним часто относят синезелёные водоросли или цианобактерии, являющиеся прокариотами. Традиционно их относят к растениям. Водоросли можно повстречать повсюду: в морях и океанах, в пресных водоёмах, на влажной почве, и даже  и на коре деревьев.

 Клетки некоторых водорослей содержат много ядер, другие не содержат межклеточных перегородок. Клеточные оболочки состоят, как правило, из целлюлозы. Клетки (похожие на растительные) могут соединяться торцами, образуя цепочки или нити, иногда ветвистые.

Рис. 2. Строение многоклеточных водорослей. Слева клетка нитчатой спирогиры, справа – фукус пузырчатыйМногие их водорослей способны к движению. Одни ползают, как амебы, растягивая и сжимая части своего тела, другие для передвижения используют 1 или 2 жгутика (рис. 3), третьи с помощью цитоплазмы создают движение воды.

 Большинство водорослей имеют зелёную окраску, но среди них можно найти экземпляры бурых, жёлтых, красных, и других цветов. Пигмент называемый хроматофором и отвечающий за окрас, расположен в клетке в специальной органелле имеющую ленточную или звёздчатой формы.

Представители водорослей не образуют цветков и семян, а подовляющее их большинство размножаются спорами. Образование спор и гамет происходит в обычных клетках или в специальных органах – гаметангиях (женские в оогониях или архегониях, а мужские – в антеридиях); некоторые гаметы и споры обладают жгутиками. Половые процессы представлены разнообразные: это изогамия (мужская и женская гаметы одинаковы), оогамия (женская гамета неподвижна и значительно крупнее, чем мужская), анизогамия (женская и мужская гаметы подвижны, но различаются по размерам). Развитие зиготы происходит сразу или после некоторого периода покоя. У простейших водорослей и споры, и гаметы даёт одна и та же особь, тогда как у более высокоразвитых функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты. Последние способны прорастать одновременно и в одинаковых условиях, в разных местах либо в разные сезоны. У высших водорослей происходит чередование поколений; при этом либо спорофит прорастает на гаметофите, либо наоборот. Кроме этого распространено бесполое размножение – вегетотивное (почками или частями слоевища), либо как у одноклеточных водорослей делением надвое.

Рис. 3. Строение одноклеточных водорослей. Слева эвглена зелёная, справа – хламидомонадаКак говорилось выше, водоросли являются преимущественно водными существами, обитающие как в пресной, так и в морской воде. Мелкие водоросли плавающие в толщине вод входят в состав планктона; другие прикрепляются ко дну, иногда образуя целые заросли. В следствие того, что водорослям необходим свт, большинство из них обитает на глубине до 40 м куда как правило проникают солнечные лучи, но при хорошей прозрачности воды их можно встретить и на глубинах до 200 м. В хорошо прогреваемых солнцем стоячих водоёмах, наблюдается цветение воды. Водоросли живут на деревьях, скалах и в почве. Симбиотируюя с грибами, некоторые из зелёных водорослей, образуют лишайники.

Более 80 % от общей биомассы Земли, создающейся в год образовано водорослями. Они находятся на самом начале практически всех водных экологических цепей, и выделяют в атмосферу более половины всего количества кислорода, преобразуемого за год растениями.[1]

Водоросли являются также одними из самых долгоживущих обитателями, нак например найденная у Алеутских берегов водоросль Clathromorphum compactum была возрастом около 800 лет.[2]

2. Происхождение представителей подцарства Водоросли (Algae)

        В следствие отсутствия у большинства водорослей твердых частей изучение их эволюции затруднено и многое из их происхождения до конца еще не ясно. Ископаемые формы основных групп водорослей известны с палеозоя. Косвенное доказательство их существования – наличие морских животных, которые должны были питаться органикой. Крупных колебаний численности и видового разнообразия у водорослей, по-видимому, не было. Предполагается существование в докембрии минимум трех групп фото-трофных прокариот, использовавших в качестве донора электронов воду:

• • • Цианобактерии, содержащие, как и хлоропласты, хлорофилл А и выделяющие при фотосинтезе кислород. 
• Зеленые прокариоты, обладающие хлорофиллом Б. Предполагается, что они дали начало пластидам зеленых водорослей и эвгленовых.
• Желтые прокариоты, обладавшие хлорофиллом С, дали начало пластидам дино-флагеллат, золотистых, диатомовых, бурых водорослей.

Рис. 4. Подводный мир архея и раннего протерозояВозникновение эукариотических водорослей представляют как результат ряда эндосимбиозов между прокариотами. Пластиды зеленых и красных водорослей появились в результате симбиоза фаготрофных эукариот и фототрофных прокариот. Поэтому их пластиды имеют внутреннюю оболочку (прокариотическую клеточную мембрану) и внешнюю (мембрану вакуоли).

Зеленые и красные водоросли появились около 3 млрд. лет назад (рис. 4). Первоночально появились одноклеточные, а затем - колониальные водоросли. Около миллиарда лет назад появились многоклеточные водоросли. Среди зеленых водорослей сохранились формы, ряд которых дает представление об усложнении организации при возникновении многоклеточности у растений: хламидомонада (1-клеточная), гониум (4-клеточная), стефаносфера (8-клеточная), пандорина (16-клеточная), эудорина (32-клеточная), вольвокс (40 тыс. клеток соматических и генеративных).

Основные черты эволюции водорослей:

• Дифференциация тела на специализированные части.
• Появление тканей.
• Появление у бурых водорослей проводящих тканей, но настоящей ксилемы и флоэмы у них нет.
• Усложнение полового процесса: появление гаметангиев — органов, в которых формируются гаметы.
• Возникновение основных типов жизненного цикла: гаплоидного, гаплодиплоидного и диплоидного.[3]

3. Систематика водорослей

 В настоящее время известно более 100 тысяч видов водорослей. Сине-зелёные водоросли относятся к прокариотам. Скорее всего, они не являются предками настоящих водорослей, однако, возможно, вошли в растительную клетку в качестве симбионтов, превратившись в хлоропласты. Остальные водоросли разделяются на десять отделов. Разделение водорослей на группы в основном совпадает с характером их окраски, что, в свою очередь, связано с набором пигментов, а также основано на общих особенностях строения. При таком подходе выделяется 10 групп водорослей: синезеленые (Cyanophita), пирофитовые (Pyrrophyta), золотистые (Chrysophyta), диатомовые (Bacillariophyta), желто-зеленые (Xanthophyta), бурые (Phaeophyta), рис. 5, красные (Rhodophyta), эвгленовые (Euglenophyta), зеленые (Chlorophyta) и харовые (Charophyta).

4. Цитология

Как упомяналось выше, клетки водорослей — вполне типичные для эукариот (рис. 2, 3). Очень похожи на клетки наземных растений (мхов, плаунов, папоротникообразных, голосеменных и цветковых). Основные отличия — на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т. д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).

Фотосинтезирующие (и «маскирующие» их) пигменты находятся в особых пластидах — хлоропластах. Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки — тилакоиды, собранные в стопки — ламеллы: монотилакоидные у красных и синезелёных, двух- и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т. д.).

Рис. 5. Своеобразный «остров» из бурых водорослей в Саргассовом море У многих в хлоропласте имеются плотные образования — пиреноиды.

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным.

Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет собой или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению — скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

4. Экологические группы водорослей

Рис. 6. Красные водорослиМелкие свободноплавающие водоросли входят в состав планктона и, развиваясь в больших количествах, вызывают «цветение» (окрашивание) воды. Бентосные водоросли прикрепляются ко дну водоёма или к другим водорослям. Есть водоросли, внедряющиеся в раковины и известняк (сверлящие); встречаются (среди красных) и паразитические. Крупные морские водоросли, главным образом бурые, образуют нередко целые подводные леса. Большинство водорослей обитает от поверхности воды до глубины 20—40 м, единичные виды (из красных и бурых) при хорошей прозрачности воды опускаются до 200 м. В 1984 г кораллиновая красная водоросль была найдена на глубине 268 м, что является рекордом для фотосинтезирующих организмов. Водоросли нередко в большом количестве живут на поверхности (рис. 6) и в верхних слоях почвы, одни из них усваивают атмосферный азот, другие приспособились к жизни на коре деревьев, заборах, стенах домов, скалах. Микроскопические водоросли вызывают красное или жёлтое «окрашивание» снега высоко в горах и в полярных районах. Некоторые водоросли вступают в симбиотические отношения с грибами (лишайники) и животными.

5. Роль водорослей в природе и жизни человека

Роль в биогеоценозах

Водоросли — главные производители органических веществ в водной среде. Около 80 % всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение

Рис. 7. Заросли ламинарии или морской капустыНекоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста (рис. 7), порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли — богаты минеральными веществами, особенно йодом, продукт — используется в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями — суши.

Водоочистка

Многие водоросли — важный компонент процесса биологической очистки сточных вод. Если любые из них поместить в реку или в любую другую воду, то в скором времени она станет чистейшей.

Биотестирование

Водоросли являются одним из наиболее широко применяемых биообъектов при биотестировании химических веществ и образцов природных и загрязненных вод.

В фармацевтической промышленности

Из водорослей получают: студне- и слизеобразующие вещества — агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и иод.

Химическая промышленность

Рис. 8. ХлореллаЧеловек использует морские водоросли в химической промышленности. Из них получают калийные соли, целлюлозу, спирт, уксусную кислоту.

Биотопливо

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

В исследовательских работах

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

Экодом

Предпринимаются попытки использовать некоторые быстро размножающиеся и неприхотливые водоросли (например, хлореллу (рис. 8), которая быстро и в большом количестве синтезирует белки, жиры, углеводы, витамины и достаточно полно поглощает вещества, выделяемые человеком и животными) для создания круговорота веществ в обитаемых отсеках космического корабля. [4]

А.С.Антоненко

Специалистам удалось описать удивительный феномен – животное-симбионт, которое подобно растению питается при помощи фотосинтеза. Об открытии сообщили биологи из университета Южной Флориды (USF) на ежегодном собрании Общества по интегративной и сравнительной биологии (SICB 2010).

Авторы открытия подчёркивают, что случай с Elysia chlorotica (на снимке) выходит далеко за рамки известных сегодня примеров симбиоза в животном мире (фото E. Nicholas). Сидни Пирс (Sidney Pierce) с коллегами исследовали в лаборатории необычное существо – морского слизняка Elysia chlorotica, обитающего на отмелях вдоль восточного побережья США.

Больше всего похожий на зелёный лист, этот слизняк давно уже вызывал интерес со стороны учёного мира. Ранее было выяснено, что Elysia chlorotica, подобно некоторым другим своим сородичам, "высасывает" фотосинтезирующие органеллы (хлоропласты) из съеденных водорослей – это явление известно как клептопластия (kleptoplasty).

Но новое исследование американцев показывает, что длительные симбиотические отношения между слизняком и водорослями вида Vaucheria litorea привели к активации механизма так называемого горизонтального переноса генов между этими двумя видами. В случае столь крупного организма такое явление фиксируется впервые (если не считать подобное взаимодействие животных и даже людей с вирусами).

Как сообщается в пресс-релизе университета, Пирс и его команда в ходе эксперимента использовали аминокислоту, помеченную радиоактивным "маячком", чтобы установить – слизняки действительно производят хлорофилл сами, а не полагаются на запасы, полученные от съеденных водорослей.

Подопытного слизня не кормили около пяти месяцев, пока он не перестал выдавать пищеварительные отходы. Хлоропласты при этом никуда из тела животного не исчезли. Радиоактивное соединение, которое появилось после пребывания слизняка на свету, биологи определили как хлорофилл-а.

"Перенесённые" гены были включены в ДНК организма хозяина и теперь передаются следующим поколениям. Фактически это означает, что молодому слизняку нужно один-единственный раз поесть водорослей (получив от них хлоропласты), чтобы затем в течение всей своей жизни (а это примерно год) загорать, не беспокоясь о пище.

Только Elysia chlorotica из целого ряда морских слизняков способны поддерживать заимствованные хлоропласты столь долго в рабочем состоянии. А ведь для функционирования этих фотосинтезирующих органелл необходимо регулярное пополнение ряда веществ, в частности того же хлорофилла.

По словам учёных, даже выведенные в неволе Elysia chlorotica, которые никогда не встречались с водорослями, – являются носителями их фотосинтетических генов. Подробная статья по результатам исследования будет опубликована в очередном выпуске журнала Symbiosis.

Ранее мы рассказывали про такие случаи тесных симбиотических отношений и даже "гибридизации", как совместная жизнь акаций и муравьёв, генетическое сотрудничество и смешение растений и водорослей длиной в 100 миллионов лет, слияние двух существ в одно более сложной организации и наконец о том, как медузы жалят при помощи "ворованных" генов бактерий.

Источник: MEMBRANA

Анализ генов водорослей, принадлежащих родам Palmophyllum и Verdigellas, показал, что они представляют собой особую, очень древнюю линию. Исследование провели Фредерик Зечман (Frederick W. Zechman) из университета Калифорнии во Фресно (Fresno State) и его коллеги из ряда университетов США и Бельгии.

Одна из водорослей (род Verdigellas), которые оказались намного старше, чем считалось (фото с сайта bbc.co.uk) Для данных организмов, по всей видимости, следует ввести новый отряд, — говорят учёные. Ведь перед нами одна из самых ранних, если не самая ранняя линия зелёных растений. Причём она восходит к созданиям, жившим порядка миллиарда лет назад. Кстати, данные водоросли — многоклеточные, но клетки их мало взаимодействуют друг с другом, что согласуется с предполагаемой древностью вида.

Обитают Palmophyllum и Verdigellas на приличной глубине (210 метров), где довольно мало света. Биологи предполагают, что у данных водорослей — особенный тип хлорофилла, хорошо улавливающий слабые синие лучи. Кроме того, на большой глубине меньше перепад температуры и меньше животных, поедающих водоросли, что может объяснить благополучное существование данной линии водорослей на протяжении огромного времени.

Исследовав эти водоросли детальнее, биологи рассчитывают узнать больше о предке всех зелёных растений, к которому данные виды очень близки. Подробности можно найти в статье в Journal of Phycology. (Читайте об окаменелостях древнейших сухопутных растений, древнейших свидетельств существования наземных растений, а так же о эволюции растений).

Источник: MEMBRANA

Между некоторыми водорослями и зародышами саламандр существует тесная симбиотическая связь. Обитаю внутри эмбрионов саламандр и поселяясь в их клетках, водоросли снабжают маленьких саламандр питательными веществами.

Подробнее...

Многие животные используют фотосинтез, чтобы получать питательные вещества. Фотосинтезом на Земле занимаются растения, водоросли и бактерии, но сейчас речь идёт вовсе не о поедании их животными, а о симбиозе одних с другими. Например, кораллы получают углеводы, синтезированные живущими в них водорослями. Так же поступают губки и голожаберные моллюски. Более того, некоторые животные, кажется, сумели овладеть фотосинтезом сами, безо всякой помощи растений: вспомним хотя бы прошлогоднее сообщение о фотосинтезирующих тлях.

Пятнистая амбистома (фото Matthew Ignoffo)Но всё это примеры из группы беспозвоночных. Могут ли позвоночные пользоваться преимуществами фотосинтеза с водорослями или растениями, никто точно сказать не мог, хотя о таком сожительстве известно довольно давно. Так, в 1888 году биологи обнаружили, что одноклеточные водоросли Oophila amblystomatis колонизируют яйца саламандры амбистомы пятнистой. К 1940-м стало окончательно ясно, что тут имеют место симбиотические отношения: водоросли поглощали метаболический «мусор», выделяемый зародышами амбистомы. При этом зародыши усваивали кислород, выделяемый фотосинтезирующими сожителями. В итоге зародыши из яиц с большим содержанием водорослей развивались быстрее и выживали с большей вероятностью, чем те, у кого водорослей было мало.

Зародыши пятнистой амбистомы получают кислород и глюкозу от симбиотических водорослей. (Фото Pecos Valley Diamond.)Но не так давно обнаружилась ещё одна грань в отношениях между маленькими саламандрами и их симбиотическими водорослями. Оказалось, что водоросли живут буквально внутри эмбрионов, входя в их клетки. Это навело исследователей на мысль, что одним кислородом дело тут не ограничивается и зародыши амбистомы могут получать от водорослей ещё что-то.

Этим «чем-то» оказалась глюкоза. Исследователи из Темплского университета (США) держали яйца пятнистой амбистомы в воде, содержащей радиоактивный изотоп углерода-14. Водоросли брали этот углерод и встраивали его в молекулы глюкозы. При этом, как пишут учёные в Journal of Experimental Biology, зародыши тоже становились слегка радиоактивными, но только в том случае, если их держали на свету. То есть тот радиоактивный углерод, который получали зародыши, мог попасть к ним лишь в результате фотосинтеза.

Иными словами, зародыши не только дышали, но и кормились с помощью водорослей — подобно тому как это делают кораллы или губки.

Пятнистая амбистома пока что единственный пример позвоночного, использующего фотосинтез, но, как полагают исследователи, точно так же могут поступать другие земноводные, чьё развитие проходит в воде. Для зародышей присутствие водорослей чрезвычайно важно: без них эмбрионы развиваются дольше и хуже. Что же до водорослей, то пока не очень ясно, какое место в их жизни занимают яйца саламандр. Очевидно, их отсутствие не должно так уж сильно влиять на самочувствие водорослей. В конце концов, земноводные размножаются лишь в определённый сезон, и в остальное время года водорослям нужно как-то обходиться без саламандровых яиц.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Раппемонады — новооткрытая группа водорослей, живущих и в пресных, и в соленых водоемах. Они легко могут адаптироваться к новым условиям, когда мировой океан станет более пресным.

Раппемонады из северной части Тихого океана. Пластиды окрашены зеленым цвером, а ядра - синим Появление в биологии молекулярных методов сильно расширило знания ученых о разнообразии жизни на Земле. Анализ ДНК помог открыть множество новых организмов, причем не только на уровне видов, но и на уровне более крупных систематических единиц, например, родов или семейств.

Новые обитатели океанов

Ученые из Великобритании и Канады под руководством доктора Эунсу Ким (Eunsoo Kim) из Университета Дальхаузи (Канада) обнаружили новый тип водорослей, который они назвали раппемонадами. Эти водоросли содержат от двух до четырех хлоропластов. Правда, по словам авторов, вполне возможно, что эти хлоропласты не фотосинтезируют. Раппемонады распространены в Северной Атлантике, на севере Тихого океана и в европейских пресных водоемах – то есть эта группа, как, оказалось, обладает удивительно широкой экологической амплитудой. ПЦР-анализ показал, что раппемонады встречаются довольно редко. Но иногда поздней зимой они резко размножаются (например, это регулярно происходит в Саргассовом море).

Уникальность новой группы

Доктор Ким изучила генетическую последовательность генов в ядре и пластидах этих организмов и сравнила ее с уже известными последовательностями других водорослей. Оказалось, что последовательность в клетках раппемонад не относится ни к одним уже известным типам водорослей. По словам ученых, люди и грибы генетически более близки, чем раппемонады и другие водоросли, например, зеленые.

Филогенетический анализ на основе нуклеотидных последовательностей позволил выяснить, что раппемонады представляют собой самостоятельную группу наравне с криптофитовыми и гаптофитовых водорослями, которые относятся к царству простейших.

Интересная деталь – у раппемонад довольно крупные клетки. Во всяком случае, их размеры больше клеток любого другого фитопланктона, живущего в океане.

Будущее за новой группой

По словам биологов, фитопланктон представляет собой необыкновенно важную часть морских экосистем. Ведь эта группа производит примерно 50% всей первичной продукции на Земле, а значит, утилизирует огромное количество углекислоты.

Отличие и преимущество раппемонад состоит еще и в их экологической пластичности. «Обнаруженная нами группа водорослей чрезвычайно пластична – эти организмы вполне могут существовать в условиях разной солености. Это свойство может стать большим преимуществом в условиях, когда Мировой океан меняется, когда в некоторых его акваториях происходит опреснение в результате таяния арктических льдов. Поэтому именно эти организмы, возможно, и сыграют ведущую роль в стабилизации мирового океана в новых условиях», — пишут авторы исследования в своей статье «Newly identified and diverse plastid-bearing branch on the eukaryotic tree of life», опубликованной в журнале PNAS.

Источник: Infox.ru

В ископаемых соляных кристаллах, заполненных жидкостью, были найдены бактерии, у которых за всё это время не прекратился жизненный цикл.

Они… живые!!! Цветные пятна — «корм» древних бактерий, одноклеточные водоросли дуналиелла. (Фото Brian Schubert / Binghamton University.) Примерно год назад геологи из Университета штата Нью-Йорк в Бингемтоне исследовали Долину Смерти на предмет климатических изменений. Они подняли пласт соли, в котором молодой учёный Брайан Шуберт, ныне работающий в Гавайском университете, случайно обнаружил микроорганизмы.

Бактерии оказались «заточены» в крошечных — несколько микрометров в диаметре — пузырьках с жидкостью, которые оказались внутри растущих кристаллов. Пленники соли не двигались и не размножались, находясь в некоем подобии спячки.

Кристаллы соли — «тюрьма» доисторических микробов (фото Michael Timofeeff / Binghamton University)Возможно, они бы и не выжили, если б не их товарищи по несчастью — водоросли из рода Dunaliella, которые всё это космическое время — 34 тысячи лет! — «кормили» их. Таким образом, были созданы микроскопические экосистемы.

Жизнеспособность бактерий проверили в лабораторных условиях. Не удалось точно выяснить, каким образом микроорганизмы восстановили деградировавшую за такой продолжительный срок ДНК, однако спустя два с половиной месяца они занялись размножением! Правда, произошло это только с обитателями пяти из 900 кристаллов.

Как бы то ни было, аналогичный опыт был успешно проведён в другой лаборатории, что представило неопровержимые доказательства живучести бактерий. Результаты работы опубликованы в январском с. г. номере издания Американского геологического общества GSA Today.

Кстати, подобные находки уже случались: примерно 10 лет назад были обнаружены якобы живые микроорганизмы, возраст которых составлял... 250 млн лет. Увы, убедительно доказать это учёным не удалось.... 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Растения, поедающие растения, — такое возможно на какой-нибудь фантастической планете, в приключенческом романе, в историях про мутантов и экологические катастрофы. Однако статья об этом вышла отнюдь не в развлекательном журнале, а в Nature Communications. Пожирателем растений оказалась некая зелёная водоросль, то есть, строго говоря, тут не растение поедает растение, а водоросль. Однако эта таксономическая оговорка нисколько не умаляет необычность открытия.

«Растительноядная» зелёная водоросль Chlamydomonas reinhardtii (фото авторов работы)До сих пор считалось, что способностью разлагать целлюлозу обладают бактерии, грибы и некоторые черви: все они используют растительный материал как ресурс углерода, необходимого для роста. Растения же, наоборот, получают углерод из неорганического источника — углекислого газа. Точно так же поступают и фотосинтезирующие водоросли: им, как и растениям, для роста нужны только свет, вода и углекислый газ. Но что произойдёт, если углекислого газа станет мало?

Исследователи из Билефельдского университета (Германия) выращивали одноклеточную микроскопическую водоросль Chlamydomonas reinhardtii в условиях недостатка CO₂. Чтобы получить необходимый углерод, водоросль использовала другой ресурс — целлюлозу. Chlamydomonas reinhardtii выделяла специальный фермент, расщепляющий целлюлозу до более простых сахаров, которые затем поглощались. До сих пор никто и не подозревал, что у водорослей есть такая способность. Действительно, зачем одним фотосинтетикам поедать других? Но сейчас, разумеется, этот феномен будет исследоваться самым пристальным образом: вдруг Chlamydomonas reinhardtii не одна такая — и другие водоросли тоже время от времени не прочь перекусить целлюлозой?

Подобные исследования имеют ещё и важное практическое значение. Как известно, производство биотоплива, которое могло бы стать альтернативой нефтяным углеводородам, завязано на переработку растительной целлюлозы. До сих пор целлюлозоразлагающие ферменты получали из грибов, которые, между прочим, сами требовали органики, чтобы расти и размножаться. Водоросли могли бы стать дешёвым конкурентом грибам: расти они могут за счёт фотосинтеза, а способность синтезировать нужные ферменты можно подстегнуть с помощью генноинженерных методов.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Необычные биологические часы, отсчитывающие 24-часовые интервалы, выявили в эритроцитах и клетках водорослей британские учёные. Получается, что суточные ритмы присутствуют даже там, где нет ДНК и активных генов.

Биоритмы регулируют суточную и сезонную активность организмов. Они управляют гормональным фоном и циклами сна-бодрствования людей, миграцией птиц и насекомых, ростом растений (иллюстрация Cambridge University) Первую часть исследования, результаты которого опубликованы в статье в Nature, провели биологи из Кембриджа (University of Cambridge). Они выделили красные клетки крови, сохранили их в темноте и при температуре человеческого тела.

В течение нескольких дней учёные измеряли уровень биохимических маркеров – белков пероксиредоксинов. Оказалось, что их производство проходит 24-часовой цикл.

Отметим, что у эритроцитов, в отличие от большинства клеток организма, нет ядра и как следствие ДНК. То есть прежние представления исследователей о биологических часах организмов были не совсем верными. Ранее считалось, что циркадные ритмы регулируются генами, то есть существуют там, где есть активная ДНК. Между тем, упомянутые выше белки присутствуют практически во всех известных науке организмах.

Биологи решили продолжить работу. Подключив к исследованию учёных из университета Эдинбурга (University of Edinburgh) и Океанологической обсерватории Баньюльса (Observatoire Océanologique) они проверили «поведение» пероксиредоксинов в организме морских водорослей. Открытие удивило многих: оказалось, что и у них присутствует схожий пероксиродоксиновый 24-часовой цикл. Причём часики «тикали» даже в темноте (в отсутствие света геном водорослей инактивируется).

Получается, что биологические часы функционируют в самых разных организмах на протяжении миллиардов лет.

Источник: MEMBRANA