Ученые представили первое убедительное доказательство того, что меланосомы, органеллы, в которых содержится пигмент меланин, могут сохраняться в ископаемом состоянии. Открытие поможет понять, как были окрашены динозавры и другие вымершие существа.

Об этом говорится в статье шведских специалистов из Лундского университета, опубликованной в журнале Scientific Reports.

В последние годы исследователи всё чаще выделяют из покровов динозавров, ихтиозавров и других вымерших животных микроскопические образования, похожие на меланосомы. Так называются клеточные органеллы, наполненные пигментом. Однако скептики не раз утверждали, что предполагаемые меланосомы в действительности являются окаменевшими бактериями, которые посмертно заселяли тела доисторических существ.

Чтобы рассеять эти сомнения, авторы работы изучили оперение юрского динозавра Anchiornis huxleyi, жившего примерно 150 миллионов лет назад на территории современного Китая. Под сканирующим микроскопом ученые разглядели, что на бородках его перьев из хвоста и крыльев присутствуют удлиненные тельца, напоминающие эумеланосомы современных птиц.

Палеонтологи подчеркивают, что выявленные образования никогда не образуют цепочки подобно делящимся бактериям. С помощью двух различных методов спектрометрии удалось показать, что химический состав телец полностью идентичен эумеланину - разновидности меланина, отвечающей за коричневый и черный цвета в окраске. Единственное, в них содержится немного больше серы - это связано с процессами посмертной минерализации.

По словам авторов статьи, их результаты неопровержимо доказывают, что меланосомы могут сохраняться в окаменевшем виде. Следовательно, у ученых есть возможность при реконструкции окраски вымерших организмов опираться не только на воображение, но и на реальные факты.

Источник: infox.ru

Почему у одних людей кожа светлее, чем у других? Исследователи привыкли относить это различие на счёт десятков тысяч лет эволюции: тёмная кожа защищает тех, кто живёт близ экватора, от интенсивного солнечного излучения, а в более высоких широтах она не нужна. Однако новый анализ древней ДНК наводит на мысль о том, что цвет кожи европейцев менялся на протяжении последних 5 тыс. лет, то есть дело не только в солнце, но ещё и в особенностях питания и половом отборе.

Захоронение ямной культуры близ Кировограда возрастом 5 тыс. лет (фото Alla V. Nikolova). Наш вид, человек разумный, возник в Африке около 200 тыс. лет назад, и исследователи предполагают, что его первые представители обладали тёмной кожей, как сегодняшние африканцы, поскольку в Африке это выгоднее. Кожа приобретает свой оттенок благодаря высокому содержанию пигмента меланина, который блокирует ультрафиолетовое излучение и защищает от различных опасностей, в том числе от повреждения ДНК (оно может привести к раку) и расщепления витамина B. С другой стороны, клетки кожи нуждаются в определённом УФ-излучении для выработки витамина D. Это обстоятельство способствует тому, что популяции, удаляющиеся от экватора, со временем приобретают более светлую кожу. 

Недавние исследования, однако, показали, что на самом деле всё гораздо сложнее. Во-первых, синтез меланина (а он встречается у людей в двух разновидностях) контролируется несколькими генами, каждый из которых, по-видимому, обладает своей историей эволюции. Более того, люди, оказывается, посветлели не сразу после того, как около 40 тыс. лет назад попали из Африки в Европу. В 2012 году, например, Хорхе Роча из Университета Порту (Португалия) и его коллеги, рассмотрев варианты четырёх генов пигментации современных португальской и африканских популяций, вычислили, что по крайней мере три из них получили эволюционную поддержку через десятки тысяч лет после исхода людей из Африки. В январе стало известно, что Карлес Лауэса-Фокс из Барселонского университета (Испания) и его коллеги секвенировали геном мужчины возрастом 8 тыс. лет со стоянки Ла-Бранья-Аринтеро (Испания) и обнаружили, что он был скорее темнокожим, то есть естественный отбор предпочёл светлую кожу сравнительно поздно в истории нашего вида. 

На этот раз Марк Томас из Университетского колледжа Лондона (Великобритания) и его коллеги выделили ДНК из 63 скелетов, найденных на стоянках Украины и в соседних странах. Исследователям удалось секвенировать три гена, имеющих отношение к пигментации, из 48 скелетов возрастом 4–6,5 тыс. лет: ген TYR, вовлечённый в синтез меланина, SLC45A2, помогающий контролировать распределение вырабатывающих пигмент ферментов в клетках кожи, и HERC2, определяющий, каким будет цвет радужной оболочки глаз — карим или голубым. Эти гены, как и все гены пигментации, существуют в нескольких вариантах, что приводит к различным оттенкам кожи, волос и глаз. 

Сравнение вариантов этих генов из древних скелетов с таковыми у шестидесяти современных украинцев, а также с выборкой из 246 современных геномов из соседних стран показало, что частотность вариантов, относящихся к более светлым коже и волосам, а также голубым глазам, значительно выше у современных популяций. Например, у сегодняшних украинцев в среднем в восемь раз больше вариантов гена TYR, отвечающих за светлую кожу, и в четыре раза — имеющих отношение к голубым глазам, чем у древнего населения этой страны. А вот у африканских популяций нет ни одного из этих вариантов. 

Таким образом, хотя первобытные обитатели Украины определённо обладали относительно светлыми кожей и волосами и у них чаще встречались голубые глаза по сравнению с их предками, вышедшими из Африки, эволюция на этом не остановилась. Учёные провели компьютерное моделирование, с тем чтобы выявить различие между естественным отбором и «генетическим дрейфом», то есть нейтральной мутацией — случайными изменениями частности генетических вариантов. Принимались во внимание размеры древних популяций и скорость генетических изменений (то есть нужно было узнать, соответствует ли скорость дрейфа скорости эволюционных изменений). Выяснилось, что гены пигментации продолжали активно меняться под действием естественного отбора 5 тыс. лет назад и позже, причём сила давления отбора на них сопоставима с той, что в то же время действовала на другие гены, переживавшие период больших изменений, — гены усваиваемости лактозы и устойчивости к малярии.

Но почему за десятки тысяч лет, прошедших с момента исхода из Африки, естественный отбор не успокоился? Почему цвет кожи, волос и глаз продолжал меняться, хотя необходимость в защите от повышенного УФ-излучения давно отпала? По-видимому, полагают исследователи, когда люди были охотниками и собирателями, они получали большое количество витамина D с пищей, особенно с рыбой и печенью животных. Затем пришло время земледелия и скотоводства, когда основными продуктами питания стали пшеница и ячмень и организму надо было самостоятельно вырабатывать больше витамина D. 

Что касается светлых волос и голубых глаз, то г-н Томас и его соавторы выдвигают гипотезу о половом отборе: светловолосые и голубоглазые считались более привлекательными и, следовательно, давали больше потомства. Как известно, даже гуппи (не говоря уже о других животных) предпочитают спариваться с теми, кто выглядит необычно и выделяется на общем фоне...

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

За 160 миллионов лет состав чернил у головоногих моллюсков не изменился.

Группа американских палеонтологов из Университета Дьюка обнаружила в отложениях нижней (195 млн лет назад) и средней (162 млн лет) юры Англии колеоидных головоногих моллюсков с чернильными мешочками. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

К колеоидам принадлежит большинство современных головоногих, таких, как каракатицы, кальмары, осьминоги. Спасаясь бегством, они выпускают в воду чернильное облако, которое имеет темную окраску за счет присутствия эумеланина,одной из двух основных разновидностей меланина.

Ученые проанализировали химический состав чернильных мешочков древних колеоидов и обнаружили там эумеланин, ничем не отличающийся от эумеланина в чернилах современной каракатицы Sepia officinalis. «За 160 миллионов лет пигментация этого класса животных никак не изменилась, -- рассказал Джон Саймон, руководитель исследования. – Чернильный мешочек – это совершенный механизм, который, не изменяясь, безотказно работал у головоногих в течение многих эпох».

Палеонтологи подчеркивают, что выявить меланин им удалось благодаря новой методике. До этого следы органических молекул у ископаемых организмов выявляли лишь косвенным путем. В своей работе ученые подвергли вещество ископаемых чернил воздействию пероксида водорода (H₂O₂).

Оказалось, что продукты химической реакции, которые при этом выделились, не отличались от продуктов взаимодействия пероксида с меланином современной каракатицы, за исключением присутствия серы, которая объясняется воздействием бактерий при захоронении. Сходство молекул меланина подтвердили и данные резонансной спектроскопии.

Новый метод позволит выявлять в ископаемых организмах не только меланин, но и другие органические молекулы.

Источник: infox.ru