Палеонтологи из Имперского колледжа Лондона (Великобритания), под руководством Серджио Бертаццо (Sergio Bertazzo) и Сюзанны Мейдмент (Susannah Maidment) обнаружили в ископаемых костях динозавров структуры, очень похожие на кровяные клетки и волокна белка. Статью британских исследователей, опубликованную в журнале Nature Communications, пересказывает сайт журнала Science.

В костях динозавров нашли клетки и белокБертаццо, специалист по процессам отложения минералов в костях при жизни, использует в своей работе такой инструмент, как сфокусированный ионный пучок. Им можно делать очень тонкие и ровные срезы костей, которые затем удобно рассматривать под электронным микроскопом. Таким образом ученые взяли образцы из пальцев, ребер, бедренных костей, голеней и когтей динозавров из коллекции Музея естественной истории в Лондоне.

Изучив полученные образцы, ученые были удивлены, увидев там структуры, похожие на красные кровяные клетки (эритроциты) и волокна коллагена — белка, придающего прочность костям, сухожилиям и коже.

Дальнейшие исследования показали, что обнаруженные структуры не просто похожи на эритроциты и волокна коллагена, но, скорее всего, таковыми и являются. На это указывает их анализ с помощью метода масс-спектрометрии. Так, в отношении предполагаемых волокон коллагена масс-спектрометрия показала, что три основных вещества, из которых они состоят, имеют ту же молекулярную массу, что и три основных аминокислоты, из которых состоит коллаген.

Археолог и биохимик Мэттью Коллинз (Matthew Collins) из университета Йорка, назвал это открытие коллег «замечательным». Особенно важно, указал он, что белок и клетки крови нашли в самых обычных, ничем не примечательных костях динозавров (которые, правда, хранились в лондонском Музее естественной истории в особых условиях, обеспечивших их сохранность).

В то же время, многие другие палеонтологи пока что относятся к работе ученых из Имперского колледжа Лондона скептически. Во-первых, говорят они, совпадение молекулярных масс компонентов еще не является надежным доказательством. Во-вторых, нет гарантии, что обнаруженные гипотетические волокна коллагена и кровяные клетки действительно происходят из костей динозавров, а не были занесены туда извне. Анализ находок с помощью более совершенных методов должен дать более надежные доказательства и разубедить скептиков.

Белки обычно полностью разрушаются в течение нескольких сотен, максимум тысяч лет после смерти живого существа. Однако известны исключения, когда они сохранялись на срок до 3 млн лет. В прошлом десятилетии ученые из университета Северной Каролины (США), под руководством Мэри Швейтцер (Mary Schweitzer) заявили, что извлекли коллаген из костей тираннозавра возрастом 68 млн лет. Они также сообщили, что состав этого коллагена оказался очень близким к составу такового у птиц, которые являются ближайшими потомками динозавров. Однако с тех пор повторить полученные группой Швейтцер результаты никому не удалось, что вызывает сомнения в их достоверности.

Источник: Научная Россия

Ископаемая акула, найденная в западной Австралии, буквально перевернула представления ученых об эволюции этой группы рыб. Если еще недавно опасных морских хищниц считали достаточно примитивными созданиями, то теперь биологам придется относиться к ним, как к весьма продвинутым существам, проделавшим длинный эволюционный путь.

Gogoselachus lynnbeazleyae. Реконструкция: John Long Революцию в ихтиологии устроил палеонтолог университета Флиндерса Джон Лонг. Три десятилетия Лонг раскапывает отложения девонской формации Гого (Gogo formation) в регионе Кимберли. В 2005 году он нашел там окаменевший скелет акулы, жившей в теплом тропическом море 380 млн лет назад. Изучение и описание животного затянулось, и статья о Gogoselachus lynnbeazleyae увидела свет лишь сейчас.

"Акул принято считать примитивными рыбами на том основании, что их скелет состоит из хряща, а кости у них никогда не образуются, – рассказывает профессор Лонг. – Однако теперь мы переворачиваем эту идею с ног на голову, утверждая, что ранние ископаемые акулы на самом деле имели настоящий костный скелет, и лишь впоследствии его потеряли".

Действительно, костную ткань у современных акул можно найти лишь в корнях зубов, а скелет и даже череп состоят из хрящевой ткани, считающейся предшественницей ткани костной. Эти представления распространяли и на всех акул прошлого. Но когда Лонг взглянул на хрящ гогоселяхуса под сильным увеличением с помощью микротомографии, то увидел в нем настоящие остеоциты – клетки, из которых состоят кости.

"Наша ископаемая акула впервые показала настоящую костную конструкцию, связывающую воедино крошечные хрящики. То есть мы видим акулу, которая на самом деле произошла от кого-то, у кого в скелете было намного больше костей. А на другом конце этой линии располагаются современные акулы, полностью утратившие кости и ставшие хрящевыми. Таким образом, наше ископаемое позволяет наблюдать эволюцию тканей, и объясняет причины, по которым современные акулы стали настолько успешными в наши дни – они просто отказались от костей, чтобы стать более легкими", – пояснил Лонг.

"Это действительно интересное открытие, – отметил профессор палеонтологии Упсальского университета Пер Альберг. – Скелеты современных акул состоят из своеобразной ткани, называемой призматическим кальцинированным хрящом. Этот хрящ минерализован и выглядит не как твердые листы, а как мозаика из крошечных минеральных призм. Такая ткань довольно сильно отличается от кости, и ее происхождение пока не очень хорошо понятно. Новая акула из Гого показывает, что, кажется, ранняя версия призматического кальцинированного хряща, в отличие от современного, имела между призмами зазоры, заполненные костными клетками".

"Изучение акул очень похоже на разгадывание грандиозной головоломки, – добавил профессор Лонг. – Они появились за 250 млн лет до последних динозавров и не сильно изменились с тех пор, удачно попав в выигрышную формулу. Но хотя их внешность осталась почти прежней, строение тканей претерпело серьезные изменения".

Выяснить все эти подробности Лонгу удалось благодаря специфическим условиям сохранности ископаемого материала в формации Гого. Обычно девонские рыбы сохраняются в окаменелостях сильно деформированными, расплющенными давлением осадочных пород. Но здесь, в Кимберли, древние рыбы дошли до нас трехмерными и объемными благодаря карбонатным конкрециям, образовавшимся на месте губко-водорослевого рифа.

"В те времена тут кипела жизнь, обитали многие виды рыб, например, давно вымершие бронированные плакодермы и ранние костные рыбы, потомки которых доминируют сегодня. Мы надеялись встретить тут много акул, но по какой-то причине они не были распространены на данном рифе", – добавил Лонг.

По этой причине находка скелета 75-сантиметровой акулы привлекла большое внимание. В руки ученых попали обе ветви нижней челюсти, фрагменты плечевого пояса, поддерживавшего грудные плавники, жаберные арки, около 80 зубов и несколько сотен чешуй. Образец был подвергнут множеству самых разных исследований, и одно из них привело к сенсационному результату, заставляющему пересмотреть как раннюю эволюцию акул, так и отношение к ним как к примитивной, задержавшейся в своем развитии группе.

Источник: PaleoNews

Разные виды зверей сильно различаются пропорциями тела: достаточно взглянуть на кошку, летучую мышь и тушканчика. Очевидно, внешний облик животных не в последнюю очередь зависит от того, как формируются кости и как этот процесс регулируется. Однако, как ни удивительно, это довольно долго оставалось загадкой для исследователей, и работа учёных из Гарвардской медицинской школы (США) — едва ли не первая, где сделана попытка детально, на клеточном уровне описать процесс увеличения костей.

Хондроциты в толще хряща (фото Dr. John D. Cunningham).Клетки, удлиняющие нам кости, называются хондроцитами. В действительности они являются клетками хряща, составляя как бы форму и фундамент, на который потом будет накладываться твёрдый минеральный состав. Увеличение кости в длину, очевидно, происходит из-за деления хондроцитов, но также и из-за увеличения размеров самих клеток. Кимберли Купер и его коллеги решили проверить, как именно рост кости зависит от увеличения размеров отдельных клеток. Для этого они использовали любопытный метод, который позволял оценить размеры клетки по концентрации макромолекул внутри неё. В зависимости от этой концентрации меняются свойства проходящего через клетку луча света, и эти изменения регистрируются специальным микроскопом.

В статье, опубликованной в Nature, описываются три стадии роста хондроцитов. На первом этапе в клетках поддерживается высокая концентрация макромолекул, но затем наступает фаза набухания, во время которой хондроциты напитываются жидкостью. В этот момент концентрация макромолекул падает и затем остаётся неизменной, хотя размер клетки продолжает увеличиваться (третья фаза).

Необычным тут оказалось то, что набухание клеток, насыщение их жидкостью — обычная черта растений, но не животных. Клетки животных, как правило, тщательно следят за балансом воды и растворённых в ней веществ, и содержание жидкости в них остаётся примерно одинаковым. И вот, как оказалось, набухание клеток есть и у животных, причём у грызунов этот период занимал 12 часов, в течение которого клетка стремительно увеличивалась в размерах. Это намного выгоднее и быстрее, чем синтезировать белки, жиры и углеводы и тем самым притягивать внутрь воду: достаточно просто «открыть шлюзы» и не тратить энергию на синтез макромолекул.

Третья же фаза, когда набухшая клетка растёт за счёт биосинтеза, по словам учёных, сильнее всего различается у разных видов животных и костей. «Растительная» фаза набухания лишь частично определяет различия в длине отдельных костей. Если же исследователи отключали инсулиноподобный фактор роста 1, важный сигнальный белок (от которого зависит в том числе развитие скелета и который влияет именно на третью фазу роста хондроцитов), то у мышей не только укорачивались ноги, у них ещё исчезали различия между клетками костей разных видов. То есть клетки большой берцовой кости, например, становились по размеру такими же, как клетки плюсневой кости.

Полвека учёные довольствовались информацией о том, что хондроциты непосредственно влияют на объём и размер костей, но про трёхфазный рост и необычную стадию набухания водой стало известно только сейчас. Правда, пока что всё равно не вполне понятно, почему, к примеру, у тушканчиков и кенгуру задние ноги огромные, а у крыс и коал они мало чем различаются по длине от передних конечностей. По-видимому, следующая забота учёных — это выяснение индивидуальных механизмов регуляции роста хондроцитов, от которых зависит длина конкретной кости у отдельно взятого организма.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Экзоскелет насекомых прочнее костей позвоночных. Состоящий из кутикулы, он соединяет в себе несоединимое — исключительную жёсткость и беспримерную прочность.

Подробнее...