Сенсационная статья о бактерии, способной использовать мышьяк вместо фосфора для строительства своей ДНК, вызвала волну критики в мировом научном сообществе. Российские биологи также высказали Infox.ru мнение о работе коллег из NASA.

Напомним, что публикации статьи в Science предшествовала грандиозная PR-акция со стороны NASA, так что весь мир ждал, когда появятся данные о «внеземной» жизни.

Сомнения в эксперименте

Дискуссию начала в своем научном блоге Рози Редфилд (Rosie Redfield), профессор микробиологии Университета Британской Колумбии. «Много трюков, но очень мало достоверной информации», – пишет Редфилд. Они считает, что ученым NASA нужно было провести контрольный эксперимент с бактерией E.coli, что нужно было проверить, может ли содержащая мышьяк ДНК выполнять свои функции и работать с ДНК-полимеразой. «Либо авторы статьи — плохие ученые, либо они продвигают проект NASA по поиску внеземной жизни», — пишет Редфилд.

Научный журналист Карл Циммер (Carl Zimmer) опросил множество ученых по всему миру и опубликовал обзор критических замечаний. «Никто из специалистов, с которыми я беседовал, не исключает возможности того, что такая бактерия может существовать, — пишет Карл Циммер. – Но эксперимент ученых NASA построен так, что в нем могут быть получены неверные результаты». Так, когда ДНК извлекли из бактерии, ее нужно было тщательно отмыть ее от всех иных молекул. Если этого не сделать, мышьяк может просто налипнуть на ДНК, «как жевательная резинка на подошву».

Алекс Бредли (Alex Bradley), микробиолог из Гарварда, говорит, что ученые NASA продемонстрировали погрешности своего эксперимента. Когда они анализировали ДНК, то погружали ее в воду. Соединения мышьяка растворяются в воде, так что если бы мышьяк действительно встроился в состав ДНК, она развалилась бы на куски, написал Брэдли в своем научном блоге. По его мнению, если ДНК осталась в виде целой единицы, значит, она скреплена стойкими фосфатами.

Ученые NASA утверждают, что они полностью исключили фосфаты из среды. Но критики полагают, что следы фосфатов все-таки сохранились, и бактерия могла их использовать. Брэдли упоминает, например, микроорганизмы Саргассова моря, которые живут в воде, содержащей в 300 раз меньше фосфатов, чем обычная лабораторная культуральная среда.

«Я думаю, что ученые NASA были настолько заинтересованы в положительных результатах, что не обратились за советом к ведущим специалистам в области ДНК и микробиологии», — считает Джон Рот (John Roth) из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC-Davis).

По мнению Карла Циммера, все это напоминает историю с другой сенсационной пресс-конференцией NASA в 1996 году. Тогда ученые обнаружили в метеоритах с Марса остатки нитевидных микроорганизмов, статья об этом открытии также была опубликована в Science. Однако большинство специалистов сомневается в микробном происхождении этих включений в метеорит.

Критический материал об открытии «мышьяковой жизни» опубликовала Nature. В обзоре говорится, что, по мнению многих ученых, бактерия могла использовать следовые количества фосфатов, чтобы защититься от токсичного действия мышьяка. Большинство специалистов считают, что утверждение NASA о новой форме жизни, открытой ими, высказано преждевременно. «Это интересная история про возможности адаптации, но это не новая форма жизни», — говорит Джеральд Джойс (Gerald Joyce), биохимик из Скриппсоновского исследовательского института (Scripps Research Institute) в Ла Джолла (Калифорния, США).

Стивен Беннер (Steven Benner), химик из Фонда прикладной молекулярной эволюции (Foundation for Applied Molecular Evolution) в Гейнсвилле (Флорида, США) сравнивает включение в ДНК нестабильного арсената с тем, что в стальную цепочку затесались оловянные звенья, гораздо менее прочные. Он, как и Бредли, сомневается, что ДНК могла бы удержаться как одно целое столь слабыми связями.

Некоторые исследователи обращают внимание на то, что авторы статьи описывают крупные вакуоли, содержащиеся в бактериях, но никак не объясняют это наблюдение. А ведь именно так клетка реагирует на токсичное вещество.

Позиция ученых NASA

Авторы статьи в Science отказываются вступать в дискуссию в формате блогов и форумов. «Все дискурсы должны быть изложены в такой же форме, как и наша статья, и пройти соответствующее модерирование», — говорит Фелиса Вольф-Симон (Felisa Wolfe-Simon), первый автор статьи. Роналд Ормлэнд (Ronald Oremland), ведущий автор статьи, занимает ту же позицию: «Если мы неправы, другие ученые должны попытаться повторить наш эксперимент. Если мы правы (а я убежден, что это так), наши соперники должны помочь объяснить этот феномен».

«Нежелание отвечать на критику, высказанную в любой иной форме, кроме как в виде научной публикации, это абсурд, — считает Джонатан Эйзен (Jonathan Eisen) из Калифорнийского университета в Дэвисе (UC-Davis). – Существуют пресс-релизы и пресс-конференции. Правы или нет ученые NASA, они должны ответить оппонентам в любой доступной форме».

Александр Галушко из Отделения экологии микроорганизмов Университета Вены (Department of Microbial Ecology, University of Vienna) предполагает, что научной дискуссии в этом споре не получится, потому что NASA нуждалось в появлении научной сенсации по финансовым причинам. Свое мнение он изложил в письме на адрес Infox.ru. В первом варианте государственного бюджета США на 2011 год NASA оказалось в числе «лузеров» Однако сразу после выхода сенсационной статьи бюджет NASA на следующий год cущественно увеличен.

Мнения российских специалистов

«Я не вижу оснований сомневаться в добросовестности проведения эксперимента, — сказал корреспонденту Infox.ru Петр Каменский, старший научный сотрудник кафедры молекулярной биологии биологического факультета МГУ. – Бактерии могли бы использовать следы фосфатов в течение очень ограниченного времени, а не всего эксперимента. Единственное, что не сделали ученые NASA, это не провели рентгенографический структурный анализ ДНК, который единственный дает четкую информацию о структуре молекулы. Вероятно, они не сделали этого из-за экономии времени, чтобы побыстрее опубликовать статью. Вместо этого они применили непрямые методы исследования ДНК и белков, которые оставляют место для разных интерпретаций. Я думаю, что они должны продолжить работу и провести рентгеноструктурное исследование, чтобы доказать, что мышьяк действительно встраивается в макромолекулы».

Другой эксперт, доцент биологического факультета МГУ Ольга Соколова в разговоре с корреспондентом Infox.ru отметила тот же недочет: «авторы статьи должны были использовать метод ренгеновской кристаллографии, чтобы прямо показать, что мышьяк присутствует в ДНК. В целом, от статьи остается ощущение какой-то недоделанности».

«В том, что мышьяк поступает в клетки и включается в метаболические пути, нет ничего сверхъестественного, — считает старший научный сотрудник Института биологии развития РАН Николай Мюге. – Это следует из сходства химических свойств мышьяка и фосфора. А будет ли ДНК с мышьяком стабильна или нет, можно легко проверить даже без бактерий. Для этого надо синтезировать искусственные нуклеотиды с мышьяком вместо фосфора и посмотреть, будут ли они работать при проведении полимеразной цепной реакции, и будет ли устойчива синтезированная ДНК. Важно еще посмотреть, как будет себя вести АТФ с мышьяком», — сказал Мюге в интервью Infox.ru.

В любом случае, работа ученых NASA приведет к значительным изменениям: либо в научной среде, либо в топ-менеджменте агентства. Поэтому мы будем следит за развитием ситуации вокруг открытия.

Источник: Infox.ru

Личинки одного из видов североамериканских ночных бабочек обороняются от птиц при помощи свиста. Удивительный механизм защиты обнаружили канадские биологи.

При нападении эта гусеница производит звуки в широком диапазоне, начиная от тех, что может слышать человек, и до ультразвука (фото Jayne E. Yack) Имитируя нападение птицы при помощи щипцов, биологи узнали, что гусеницы моли вида Amorpha juglandis в таких случаях производят звуковые сигналы длительностью от сотых долей секунды до пары секунд, содержащие от одного до восьми свистков. Свист также варьируется по спектру: от широкополосного сигнала до сложной композиции с пиками на частотах 9, 15 и 22 килогерца.

Съёмка скоростной камерой в сочетании с лазерным измерителем потоков воздуха около личинки и выборочной блокировкой её дыхалец позволили выяснить, что при смертельной угрозе гусеница резко стягивает передние сегменты тела, выбрасывая воздух через пару увеличенных дыхалец восьмого брюшного сегмента. Оставалось только проверить, как этот механизм работает в природе.

Исследователи отдали гусениц на съедение нескольким экземплярам жёлтой древесницы. При захвате клювом гусеница отвечала резким свистом в 100% случаев (в опыте с щипцами — в 94%).

Все птицы реагировали на свист похожим образом: останавливались, отскакивали в сторону или даже улетали подальше (в пределах клетки, где проходил опыт). Гусеницы были столь успешны в отпугивании пернатых, что те в результате не съели ни одну. Почему у птиц развилась такая паническая реакция на свист потенциального обеда — осталось пока неясным.

Открытию посвящена статья в Journal of Experimental Biology. (Узнайте также, зачем гусеницы щёлкают челюстями, почему они боятся жужжания пчёл и как ухитряются обманывать муравьёв песнями.

Источник: MEMBRANA

Описано «первое морское чудовище» — наиболее ранняя гигантская морская рептилия, жившая 244 млн лет назад. Длина одного из первых ихтиозавров оценивается в 8,6 м.

Реконструкция Raul Martin / National Geographic MagazineВ отличие от других представителей этого отряда, чей рацион состоял в основном из рыбы и моллюсков, Thalattoarchon saurophagis питался, скорее всего, более крупной добычей, в том числе другими ихтиозаврами.

Фото John Weinstein / The Field MuseumСледует отметить, что вид жил всего 4 млн лет спустя после появления в палеонтологической летописи морских рептилий и через 8 млн лет после массового пермского вымирания, уничтожившего 90% жизни в океане. Это прекрасный пример и стремительной эволюции крупных хищников, и быстрого восстановления морских экосистем после катастрофы.

Животное также иллюстрирует конвергентность эволюции: сухопутные рептилии приобрели обтекаемую форму и превратились в морских обитателей во многом таким же образом, как из наземных млекопитающих получились киты и дельфины.

Останки были обнаружены в 1998 году в труднодоступных горах центральной части американского штата Невада. Спустя несколько лет другие исследователи обратили внимание на описание необычных зубов с двумя режущими кромками. Учёные вернулись на место раскопок и в конечном счёте нашли там крупный череп, по которому и был определён новый вид.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Гусь-сухонос, или китайский гусь (лат. Anser cygnoides)

Гусь-сухонос, или китайский гусь (лат. Anser cygnoides) фото википедия

Голос Китайского гуся (гуся-сухоноса)

Белолобый гусь (лат. Anser albifrons)

Белолобый гусь (лат. Anser albifrons) фото википедия

Голос Белолобого гуся

Грязовик (лат. Limicola falcinellus)

Грязовик (лат. Limicola falcinellus) фото википедия

Голос Грязовика

Чёрный гриф, или бурый гриф (лат. Aegypius monachus)

Чёрный гриф, или бурый гриф (лат. Aegypius monachus)

Голос Черный гриф (бурый гриф)

Грач (лат. Corvus frugilegus)

Грач (лат. Corvus frugilegus) фото википедия

Голос Грача

В 200 км восточнее  Алма-Аты спускаясь с южного склона хребта Кетмень и несясь навстречу питающей озеро Балхаш Или среди бескрайних степей несет свои воды стремительно текущий Чарын (рис. 1).  В нижнем течении, Чарын прорезает хребет Торайгыр и попадает на пустынную предгорную равнину, сложенную красноватыми осадочными породами, в которых различные формы эрозии образуют изобилие каменных изваяний.

Рис. 1. Чарынский каньонВесной во время таяние горных снегов река наиболее полноводная и за апрель-май расход воды в ней составляет более 40% от всего годового стока. Общий годовой расход воды колеблется в пределах 25-49 м³/сек. Объем воды в апреле составляет 43,3 м³, 64,5 в мае, 54,9 в июне, 42,3 в июле, 33,3 в августе, 26,6 в сентябре, 27,3 в октябре.  Чарын богат порогами. Бурный характер реки и высокая скорость ее течения дали ей свое название, которое с древнетюрского “Чаран”, переводится, как  ”бурная, полноводная и мощная”.

Рис. 2. Берега ЧарынаСильные ветра и воды за многие тысячелетия разрушили когда-то высокие её берега и превратили их в причудливые склоны. У самой воды, расположены небольшие рощицы из разнолистного тополя, или туранги, и густые заросли илийского барбариса, осенью сплошь покрытого ярко-красными плодами, ивы, лоха, чингиля, тамариска (рис. 2). В низовьях Чарына встречается необычайно редкое дерево, называемое реликтовым ясенем или согдийским ясенем. Этот вид деревьев практически не изменился за несколько десятков тысяч лет со  времен прошлого оледенения.

Во времена миоцена и плиоцена на месте большей части реки плескались воды Иллийского озера, после высыхания которого Чарын стал впадать в реку Или. В эти времена река была окружена густой растительностью с бескрайними лесами, остатки которых сейчас можно встретить лишь вдоль ее берегов. В связи с продолжающимся ростом хребтов Терскей Алатау, Кетмень и Кунгей Алатау, где находятся верховья Чарына, течение реки убыстрялось тем самым увеличивая эрозию, которая привела к образованию многочисленных каньонов простирающихся более чем на 150 км. Последующее изменения климата, дожди и частые ветра около полумиллиона лет назад превратили очертания первоначальных каньонов в те, которое мы можем наблюдать и по сей день.

Рис. 3. Долина замковНаиболее зрелищной частью Чарынского каньона является ”Долина замков” или ”Ущелье ведьм” (рис. 3). Здесь силы эрозии создали миниатюрную копию знаменитого американского гранд каньона.

Рис. 4. Каменные изваяния Долины замковПри ширине каньона 20-80 м, высота отвесных склонов достигает 150-300 метров. Протяженность долины замков около 2х км. На этом участки силы природы вырезали в осадочных породах каменные изваяния.

Попадая сюда, складывается впечатление, что вы находитесь на развалинах древнего города, тут среди каменных изваяний можно увидеть арки, башни, троны, и стены старинных замков (рис. 4), выточенные природой за тысячелетия, а красные глиняные стены с их глубокими трещинами образуют таинственные гроты и пещеры.

В особенности захватывающе выглядит долина замков в утреннем или вечернем свете, освещенная просыпающимся или уходящим солнцем, когда и без того красная окраска долины усиливается лучами освещающего ее солнца.

Несмотря на кажущуюся пустынность чарынских каньонов, флора и фауна их весьма разнообразна. Здесь обитает более 940 видов растений, встречается 36 видов млекопитающих, гнездится более 100 видов птиц и проживает около 20 видов пресмыкающихся.

Рис. 5. Основной обитатель Чарынского каньонаСреди млекопитающих (рис. 5) можно встретить: лису, корсака, зайца, кабана, горного козла, ласку, горностая, тушканчика, песчанку, а так же занесенных в Красную книгу Казахстана джейранов, каменных куниц, перевязков, манулов и средназиатских речных выдр.

В ясеневой роще преобладают обитатели древесно-кустарниковых насаждений — голуби (вяхирь и бурый), горлицы, иволга, южный соловей, сплюшка, славки (ястребиная и завирушка), синицы (большая, серая, князек). В последние годы найдены редкие на гнездовье в роще длиннохвостая синица (ополовник) и обыкновенная пищуха, а также один из краснокнижных видов — черный аист. В каньоне многочисленны виды, которые устраивают гнезда на обрывах, в нишах и трещинах скал: сизый голубь, скалистая ласточка, кеклик (рис. 6), каменки (плешанка, пустынная и плясунья). Здесь же обитают занесенные в Красную книгу филин и многие дневные хищники: беркут, кумай, бородач, змееяд, стервятник, балобан, шахин, могильник и орел-карлик. Среди пернатых наиболее интересны три краснокнижных вида: дрофа — красотка (или джек), чернобрюхий рябок и саджа.

Рис. 6. Кеклик или каменная куропаткаПресмыкающиеся представлены различными видами ящериц, такими, как алайский гологлаз, агама, серый геккон, из змей можно встретить – щитомордника, узорчатого и разноцветного полозов, а так же водяного ужа.

Весьма разнообразен и мир насекомых, на территории Чарынского каньона и его окрестностях можно встретить бабочек – крапивницу, многоцветницу, адмирала, апполона-мнемозина, металлически-зеленая жужелица – краснотел пахучий, стрекоз, сарончевых и жуков.

 Из произрастающих в Чарынском каньоне растений – 21 вид занесены в Красную книгу Казахстана. Здесь можно встретить разнолистого и сизолистого туранга ясень, чёрный саксаул, различные виды голофитовых кустарников - поташник, карабарак, сибирская селитрянка, гребенщики и группировки редкого краснокнижного вида кермека Михельсона, а так же ферула илийская, пустынноколосник Зинаиды, остролодочник Недзвецкого, ферула сюгатинская, солонечник скальный, остролодочник Недзвецкого, ферула сюгатинская, солонечник скальный, барбарис илийский, наголоватка мощная, серпуха джунгарская, астрагалы -ложноракитниковый, чарынский и джимский, остролодочник алма-атинский, смолевка тяньшаньская, лепидолопсис Голоскокова, гелиотроп маленький, жимолость илийская.

Но давайте вернемся в далекое прошлое этих мест. Около 400 млн лет назад данная область Казахстана представляла собой множество островов с интенсивной тектонической деятельностью находившихся в тропических широтах и расположенных в омывавшем их тогда океане Палеотетис. Эти острова были образованы в результате столкновения Восточной Гондваны и Восточной Европы, многие из них представляли собой будущую величайшую горную систему Тянь-Шань. Около 380 млн лет назад океанское дно стало подниматься и примерно 300 млн лет назад здесь образовалось Джунгарское море. В триасовом периоде около 250 млн лет назад море окончательно отступило оставив после себя равнинную сушу.

В последствие здесь появилось Иллийское озеро занимавшее обширные просторы и просуществовавшее не один миллион лет. За эти века на дне озера отложились сотни метров осадочных пород, которые в дальнейшем прорезала река и теперь мы можем их наблюдать в разрезе на склонах Чарынского каньона. Каньон разрезает слои неогена, карбона, магматические породы палеозоя и породы рифея. На его склонах встречаются многочисленные остатки ископаемой фауны живых существ обитавших 350 млн лет назад. В долинах Чарына найдены богатые скопления окаменелых костей мастодонтов, слонов, носорогов, лошадей Стенона, гиен и других древних животных.

Вдоль каньонов тянется множество курганов, они расположены небольшой цепочкой. Недалеко от курганов находится плоское сооружение из камней.

В длину каменная кладка около 14 метров, ширина - 13 м. Они имеют форму подковы. Возможно, на этой площадке происходили состязания или религиозные обряды. Из входа в подкову азимуты на все три кургана точно соответствуют направлению на восход солнца в дни зимнего и летнего солнцестояний, а также весеннего равноденствия. В верховьях реки Чарын были найдены еще несколько курганов, Археологами были обнаружены золотые предметы, принадлежавшие некогда сакам. Среди них оказались дорогие объемные изображения оленей, относящиеся к 6-8 вв. до н.э. Всего было найдено 324 предмета из золота.

В 2004 году на границе Уйгурского и Енбекши-Казахского районов Алматинской области был создан Государственный национальный природный парк "Чарын" занимающий площадь около  95000 га.

Территория парка образована: сетью крупных и мелких каньонов. Она включает каньонообразную долину и веерообразную дельту реки, прилегающие участки пустынь Сюгатинской долины и низкогорного хребта Улькен-Богуты, а также фрагменты степей в верхней части долины и на склонах хребта Торайгыр.

Климат на территории парка пустынный континентальный. Среднегодовая температура около +5°С, самого холодного месяца (январь) -6°С, самого те плого (июль) — около +27°С.

Посмотреть фильм "Долина замков"

А.С.Антоненко

Малая го́рлица (лат. Streptopelia senegalensis)

Малая го́рлица (лат. Streptopelia senegalensis) фото википедия

Голос Малой горлицы