Андрей Лавров и Игорь Косевич с кафедры зоологии беспозвоночных биофака МГУ изучили, как искусственно разделенные между собой клетки тела губки способны вновь воссоздавать многоклеточные структуры и затем формировать из них полноценные губки. Это важно в контексте исследования процессов клеточной эволюции организмов. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Experimental Zoology Part A: Ecological Genetics and Physiology.

Губки (Porifera) — это низшие многоклеточные животных с исключительно высокой пластичностью и мобильностью всех внутренних структур и уникальной способностью к реагрегации, т.е. процесс срастания разделенных клеток в функционирующий многоклеточный агрегат, способный впоследствии вновь образовать взрослую губку. При этом реагрегация клеток не характерна для остальных видов многоклеточных, что делает особенно интересным ее исследование (в данном случае — на Demospongiae, т.е. «губках обыкновенных»).

Клетки губок искусственным образом разъединили между собой, сначала механически, в следующей серии экспериментов — химически. В первом случае ткани были разделены путем пропускания тела губки через сетчатую ткань, во втором случае специалисты помещали губку в особо подготовленную воду — из нее изъяли кальций и магний и добавили хелатирующий компонент (ЭДТА) — и в результате ткани распадались на отдельные клетки.

Полученные взвеси поместили в чашки Петри и наблюдали за процессом реагрегации. По ходу дела менялась форма клеток, причем по разному в зависимости от их расположения. Те, что находились ближе к поверхности, из округлых становились Т-образными, а те, что были ближе к центру, приобретали амебоидные очертания. В конце процесса сформировались функциональные многоклеточные агрегаты.

Понимание данных процессов, по мнению ученых, позволит в дальнейшем сделать шаг вперед не только в вопросах эволюции клеточных организмов, но и в таких областях как фармацевтика, где процессы реагрегации губок смогут оптимизировать производство их биологически активных веществ. 

Источник: Научная Россия

Палеонтологи рассказали о хищном динозавре с рекордно большим количеством повреждений на теле. Возможно, они были получены в результате жестокой драки с сородичем.

Раны Dilophosaurus wetherilliОб этом говорится в статье американских ученых, опубликованной в журнале PLOS ONE.

Объектом исследования стал динозавр Dilophosaurus wetherilli, относящийся к примитивным тероподам (хищным динозаврам). Он жил в начале юрского периода (190-183 млн лет назад). Скелет Dilophosaurus был обнаружен в середине XX века на территории США, но первоначально специалисты не нашли в нем чего-либо примечательного.

Авторы статьи, заново изучив экземпляр, пришли к выводу, что Dilophosaurus был в буквальном смысле изувечен. Ученые насчитали на костях этого существа восемь повреждений - останки динозавров с таким количеством ран еще ни разу не попадались ученым.

Особенно пострадали передние конечности хищника - специалисты разглядели на них следы трещин, переломов, а также признаки инфекции, проникшей в рану. Один из пальцев Dilophosaurus неправильно сросся и был неестественно оттопырен назад.

Тем не менее, все повреждения у динозавра затянулись, что доказывает - он прожил месяцы или даже годы после получения травмы. Впрочем, комфортной его жизнь назвать было бы сложно - ученые полагают, что хищник мучился от хронической боли и мог ловить только некрупную добычу, из-за чего ему приходилось голодать.

Скорее всего, весь этот «букет» ран был получен в ходе одного-единственного инцидента. Например, динозавр мог сцепиться со своим сородичем и в ходе драки упасть на камни или врезаться в дерево.

Источник: infox.ru

Ботаники из Кембриджского и Бристольского университетов (Великобритания), под руководством профессора Беверли Гловера (Beverley Glover) и доктора Хизер Уитни (Heather Whitney) выяснили, что цветы «настраивают» радужность своих лепестков под зрение пчел, чтобы тем было проще их запоминать. Результаты их исследования, опубликованные в журнале Current Biology, пересказывает пресс-релиз Кембриджского университета.

Радужностью называют яркие переливы переходящих друг в друга оттенков всех цветов радуги, как, например, у мыльных пузырей или на нижней стороне CD-диска, с дорожками. Лепестки цветов тоже обладают этим свойством, однако, по сравнению с многими другими природными объектами, их радужность невысока. Чтобы выяснить, чем это объясняется, британские ученые и предприняли свои исследования.

В лабораторных условиях они сделали три вида искусственных цветков: с высокой радужностью (как у мыльного пузыря или CD-диска), со средней (как у обычных растений в природе) и вообще без радужности. В рамках каждого вида были разноцветные варианты. В серии опытов нектар помещали только в «цветки» определенной окраски и определенной радужности и смотрели, насколько быстро пчелы запомнят, куда именно лететь за едой.

Оказалось, что «цветки» с радужностью пчелы запоминают быстрее, чем таковые без радужности. Однако высокий уровень радужности сбивает их с толку и они зачастую путают по-разному окрашенные супер-радужные цветки. Их зрения уже не хватает для того, чтобы различить слишком сложные переливы оттенков.

Таким образом, можно сделать вывод: растения «настраивают» степень радужности лепестков своих цветков именно на такой уровень, при котором она служит для пчел надежным ориентиром, но при этом не сбивает с толку чрезмерной сложностью. При необходимости, лепестки могли бы быть и более радужными — физиология растений это позволяет — однако это было бы ненужной тратой ресурсов, которая не облегчала бы «отношения» с пчелами-опылителями, а совсем наоборот.

«В природе есть много оптических эффектов, которые мы до конца не понимаем. Давно известно, что окраска используется живыми существами как для камуфляжа, так и для привлечения половых партнеров, однако теперь выясняется, что животные и растения могут сказать больше миру и друг другу», — резюмировал профессор Гловер.

Источник: Научная Россия

Ученые из Университета Орегона под руководством Тобиаса Полича (Tobias Policha) с использованием технологий 3D-печати смогли описать, как орхидея Dracula lafleuri привлекает насекомых. Оказалось, что имеет значение одновременно и внешний вид, и запах любимого ими гриба — именно под него мимикрирует растение. Статья ученых опубликована в журнале New Phytologist, об исследовании рассказывает сайт журнала Science.

Орхидея Dracula lafleuriЧтобы выяснить, что именно в этой орхидее привлекает насекомых, ученые, работая совместно с художником, создали на основе 3D-сканов цветка гипсовые формы, с помощью которых они могли создавать силиконовые орхидеи любого цвета и структуры. Искусственные орхидеи получились идеально схожими с настоящими.

Далее начался этап экспериментов, в ходе которых исследователи использовали настоящие и искусственные цветы, изменяли характеристики тех и других и даже создали цветы-гибриды, отчасти настоящие, отчасти напечатанные. Все для того, чтобы понять, какие из них будут больше привлекать насекомых в их естественной среде обитания.

Искусственные цветы, даже те, что были неотличимы внешне от настоящих, привлекли меньше мух, чем реальные. И только когда ученые использовали ароматы из натуральных орхидей для своих «подделок», итог был тем же, что с настоящими цветами. Иначе мухи подлетали близко к цветку, но улетали в последнюю секунду перед сближением. Но и внешний вид имел значение — оказалось, что важна не только форма, но и идеально совпадающая расцветка. Насекомые выбирали те искусственные орхидеи, у которых был небольшие темные точки, как у реальных цветов.

Источник: Научная Россия

Города Вангаратта на северо-востоке штата Виктория в Австралии постигло необычное бедствие. Всю округу заполонил высушенный сорняк, перекати-поле, Panicum Effusum, эту траву местные жители называют «волосатой паникой» (hairy panic). Сухую траву в огромных количествах заносит с полей ветер, местами ее скопления достигают высоты одноэтажного дома, рассказывает The Guardian.

Сообщается, что явление характерно для этих мест, но в этом году достигло рекордных масштабов за счет сильной жары и отсутствия осадков. Сейчас трава в городе повсюду — на дорогах, газонах, блокирует двери и окна домов, местные коммунальные службы не справляются с уборкой.

Для человека и домашних питомцев растение не опасно, но травоядные животные, поедающие длинную траву, погибают от того, что растение для них ядовито. Местные власти уверяют, что с точки пожароопасности все в порядке и обещают помочь жителям с уборкой территорий.

Источник: Научная Россия

Генетики восстановили митохондриальную ДНК глиптодонтов, древних двухтонных гигантских броненосцев, которая подтвердила, что эти причудливые представители мегафауны были предками современных броненосцев Южной Америки, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Вымершие гигантские броненосцы Южной Америки - глиптодонты"Глиптодонтов следует считать одной из ветвей существующих сегодня гигантских броненосцев. Мы считаем, что необычная структура их цельного панциря, не характерная для их современных родичей, возникла в результате сверхбыстрой эволюции этих млекопитающих и достижения ими гигантских размеров", — заявил Фредерик Делсюк (Frederic Delsuc) из университета Монпелье (Франция).

Делсюк и его коллеги под руководством Хендрика Пойнара (Hendrik Poinar) из Университета Макмастера в Гамильтоне (Канада) уже несколько лет занимаются  генетической "палеонтологией" – они изучают останки древних существ или людей, извлекают из них ДНК и восстанавливают интересные детали из прошлого Земли и человечества.

К примеру, за минувшие пять лет они восстановили геномы чумной и холерной палочки, выяснили, что "черная смерть" и чума Юстиниана были вызваны одними и теми же микробами, восстановили часть генома вымершего гигантского ленивца, а также выяснили, какие мамонты – чукотские или американские – вымерли последними.

В своей новой работе группа Пойнара попыталась разрешить одну из главных загадок мегафауны Южной Америки – они попытались определить, к какой группе животных принадлежали так называемые глиптодонты, гигантские броненосцы длиной в 2-3 метра и массой в 1-2 тонны, населявшие Южную и Северную Америку до конца ледникового периода.

Родословная этих причудливых существ вызывает споры среди ученых – часть палеонтологов считает, что они были прямыми родственниками современных броненосцев, тогда как другие исследователи полагают, указывая на их сплошной, а не сегментированный панцирь, что глиптодонты были всего лишь их "кузенами".

По словам авторов статьи, проблема заключается в том, что все известные останки глиптодонтов почти не содержат в себе хорошо сохранившейся ДНК, которая помогла бы прояснить положение этих гигантов на эволюционной "лестнице".

Поэтому Пойнар и его коллеги прибегли к хитрости – они извлекли все обрывки ДНК из панцирей и костей глиптодонтов, которыми с ними поделился ряд музеев в США и в других странах мира, расшифровали все из них и отобрали только те, которые были похожи на фрагменты генетического кода современных броненосцев.

Такой прием позволил ученым получить большое количество ДНК одного из самых крупных видов этих броненосцев, дедикуров (Doedicurus clavicaudatus), обладавших массой в тонну и оснащенных настоящим оружием – шипастой "булавой" на хвосте весом почти в центнер. Используя эти обрывки ДНК, ученые восстановили полную митохондриальную ДНК дедикуров – небольшой сегмент генома, который содержится в митохондриях, энергостанциях клеток, и передается от матери к ее детям. Изучение этой мтДНК показало две вещи.

Во-первых, современные гигантские броненосцы оказались не "кузенами" глиптодонтов, а членами того же семейства панцирных млекопитающих. Во-вторых, мтДНК раскрыла время жизни общего предка всех броненосцев – им было небольшое травоядное существо весом всего в 6 килограмм, жившее на территории Нового Света примерно 35 миллионов лет назад, во время олигоцена.

Превращение этого существа в первых 80-килограммовых глиптодонтов, а затем и в двухтонных гигантов, было одним из самых быстрых процессов роста в истории эволюции жизни на Земле, который загадочным образом оборвался примерно 10 тысяч лет назад во время вымирания мегафауны в Южной Америке, в чем мог быть замешан человек, заключает Пойнар.

Источник: РИА Новости

Биологи Иэн Джонстон (Iain Johnston) из университета Бирмингема и Бен Уильямс (Ben Williams) из Кембриджского университета выяснили, как митохондриям — органеллам и «энергетическим станциям» живых клеток — удалось на протяжении сотен миллионов лет эволюции сохранить собственную ДНК. Результаты их исследования, подробно изложенные в журнале Cell Systems, кратко пересказывает сайт журнала Science.

МитохондрияЧтобы исследовать, почему и зачем в митохондриях сохранились остатки их ДНК, Джонстон и Уильмс проанализировали 2000 митохондриальных геномов самых разных существ, включая простейших одноклеточных, животных, растения и грибы. На основании этого анализа они реконструировали пути, по которым в разных ветвях эволюционного древа живых организмов развивалась митохондриальная ДНК.

Выяснилось, что в ней в основном сохранялись гены, кодирующие синтез особых белков, вокруг которых в митохондрии формируются белковые комплексы. Именно они играют ключевую роль в процессе передачи электронов через мембрану митохондрии, благодаря которому эти органеллы и способны вырабатывать энергию. «То, что эти гены остаются непосредственно в митохондрии, дает клетке возможность индивидуально контролировать ее работу», — объяснил Джонстон.

Ну а кодирование других белков, не столь важных для выполнения функции митохондрии, можно и «отдать на аутсорс» — в ДНК клеточного ядра.

Ученые уже достаточно давно пришли к выводу, что митохондрии когда-то были самостоятельными одноклеточными живыми существами. Потом наши столь же одноклеточные предки проглотили их, но, вместо того, чтобы переварить, поставили себе на службу, «заставив» вырабатывать энергию. Таким образом, остатки собственной ДНК — это своеобразный «рудимент» былой «свободы».

Большинство митохондриальных генов в процессе эволюции исчезли, или мигрировали в геном ядра клетки. Сейчас, например, в человеческих митохондриях всего 37 генов, а в ядре наших клеток, для сравнения — свыше 20 000. Но почему это небольшое количество генов все же сохранилось в митохондриях? Этот вопрос имеет отнюдь не только теоретическое значение: мутации в митохондриальной ДНК приводят к опасным наследственным заболеваниям.

Источник: Научная Россия

Громоздкие и уродливые растительноядные пермские рептилии – парейазавры – широко распространены по всему миру. Они известны палеонтологам с 19 века, но до сих пор не слишком подробно изучены. Заполнить этот пробел, по крайней мере в отношении парейазавров, живших на территории современного Китая, взялся профессор Бристольского университета Майкл Бентон.

Парейазавры (Pareiasauridae)Внимательно изучив китайскую парейазавровую фауну, он пришел к выводу, что ее таксономическое разнообразие стоит изрядно сократить, поскольку описанные прежде три разных рода парейазавров легко свести к одному. Кроме того, палеонтолог заявил, что китайские формы достаточно близки к животным, известным из России и Южной Африки, и намекнул, что готов продолжить сокращение таксонов парейазавров в глобальном масштабе.

 Парейазавры (Pareiasauridae) были крупными и неуклюжими животными, достигавшими двух-трехметровой величины, с массивными бочкообразными телами, короткими лапами и крошечной головой с мелкими зубами. Их морды и тела покрывали костяные наросты, придававшие животным особенно отталкивающий вид. Скорее всего, парейазавры обитали в сырых низменных районах, поглощая огромные количества низкорослой флоры. Остатки содержимого их желудков и копролиты пока не известны, но в России найдены следы грязевых ванн, которые парейазавры принимали, валяясь в мягком иле – вероятно, с целью охладиться или избавиться от паразитов.

 На сегодняшний день ископаемые остатки парейазавров найдены в Южной Африке, разных частях Европе – России, Шотландии и Германии, в Азии (Китай) и Южной Америке. Насколько близки эти географически разделенные группы друг к другу систематически, и действительно ли они могут считаться отдельными группами, ученые пока твердо сказать не могут. Вот этот вопрос и взялся прояснить Майкл Бентон (Michael J. Benton).

 "До сих пор из Китая было описано шесть видов парейазавров, остатки которых сохранились главным образом в пермских отложениях по берегам Хуанхэ в провинциях Шэньси и Шаньси. Мне удалось изучить все их образцы, хранящиеся в музеях Пекина, а также посетить местонахождения этих ископаемых. Я полагаю, что на самом деле имеется всего три вида, живших в течение одного-двух миллионов лет", – рассказал ученый.

 По его мнению, парейазавровый род Tsiyuania может оказаться синонимом другого рода – Honania. "Несмотря на прежние предложения, у нас нет убедительных анатомических признаков, чтобы отличить Shihtienfenia, Shansisaurus и Huanghesaurus, поэтому все эти три рода являются синонимами Shihtienfenia permica Young & Yeh, 1963. Еще один таксон, Sanchuansaurus pygmaeus Gao, 1989, обладал совершенно иными зубами, чем предыдущие, и достигал примерно одной трети от их размера, так что он также может считаться валидным парейазавром из китайской поздней перми. Филогенетический анализ подтверждает правомочность выделения лишь этих таксонов, причем Sanchuansaurus был близок к Elginiidae, а Shihtienfenia связана с Pumiliopareiasauria и Pareiasuchus", – уверен Бентон. Таким образом, разнообразие родов парейазавров из Китая он уменьшил ровно в два раза – с шести до трех.

 "Мое изучение эволюции парейазавров показывает, что китайские виды тесно связаны с родственными формами из России и Южной Африки. Несмотря на свои размеры и, вероятно, низкую скорость движения, они смогли распространиться по всему миру. Повсюду мы видим одно и то же – фауна парейазавров состоит из последовательно появлявшихся двух или трех форм. И у нас нет доказательств того, что Китай, или любой другой регион, был надежно изолирован в те времена", – заявил Бентон.

Источник: PaleoNews

Ученые обнаружили в древнейших образцах неандертальской ДНК с Алтая вкрапления человеческого генома, которые говорят нам о том, что первые люди проникли в Азию уже 100 тысяч лет назад, задолго до миграции кроманьонцев в Европу, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Неандерталец"Свыше 100 тысяч лет назад, люди современного типа впервые в своей истории покинули Африку. Эти кроманьонцы встретились и стали контактировать и скрещиваться с группой неандертальцев, которая, похоже, потом мигрировала на юг современной Сибири, унося с собой на память гены Homo sapiens", — заявил Антонио Розас (Antonio Rosas) из Национального музея науки Испании в Мадриде.

Розас и его коллеги под руководством знаменитого палеогенетика Сванте Паабо (Svante Paabo) из Института эволюционной антропологии в Лейпциге (Германия) пришли к такому удивительному выводу, "воскресив" и изучив геном неандертальцев, чьи останки были недавно найдены в российской Денисовой пещере и в других уголках Алтая.

Анализируя этот геном и сравнивая его со структурой ДНК денисовцев, авторы статьи заметили нечто необычное – генетический материал алтайских неандертальцев содержал в себе небольшое число мутаций в примерно 5% генов, уникальных для современных жителей Африки, которых не было в геноме их "соседей" по пещере.

Почему это важно? В предыдущие годы Паабо и его коллеги показали, что жители Африки не скрещивались с "европейскими" неандертальцами и в их геноме абсолютно нет следов ДНК аборигенов Европы, которые есть в генах всех остальных жителей Земли. Присутствие "африканских" мутаций, таким образом, указывает на то, что алтайские неандертальцы могли контактировать с ними, оставив свою ДНК кроманьонцам или же получив мутации от них.

Ученые попытались выяснить, какой из этих двух сценариев произошел, сравнив то, как были устроены эти участки ДНК у примерно пяти сотен современных жителей Африки. Достаточно небольшое число различий в структуре этих генов указало на то, что справедливой была вторая гипотеза – неандертальцы контактировали в далеком прошлом с древними людьми, чьи генетические "следы" остались в геноме Homo neanderthalensis с Алтая.

Эти контакты, как показывают расчеты авторов статьи, произошли неожиданно и пугающе давно – как минимум 100 тысяч лет назад, за десятки тысяч лет до предполагаемого начала массовой миграции кроманьонцев из Африки в Европу и времен первых, как считалось ранее, контактов с неандертальцами. По всей видимости, человечество покидало Африку как минимум два раза – 210-100 тысяч и 65-60 тысяч лет назад.

Удивленные подобным открытием, Паабо и его коллеги проверили, есть ли аналогичные "человеческие" части генома в ДНК европейских неандертальцев, чьи останки были найдены в Хорватии и Испании, в знаменитой пещере Сидрон. Как оказалось, таких следов в их геномах не было, что говорит о том, что подобные контакты произошли или на Ближнем Востоке, где в плейстоцене жили неандертальцы, или уже на Алтае.

Какие гены унаследовали неандертальцы от наших предков? Предварительные данные авторов статьи указывают, что кроманьонцы "подарили" неандертальцам часть генов, связанных с работой печени, а также ген FOXP2, отвечающий за развитие голосового аппарата и способность к членораздельной речи.

Все эти гены, даже если они были полезными для неандертальцев, по всей видимости, были слабо совместимы с их неандертальскими вариантами – все критически важные части ДНК алтайских неандертальцев, как и женская Х-хромосома не содержат в себе "африканских" вкраплений, что говорит об их негативном влиянии на выживание потомства от смешанных браков.

В целом, как признают Паабо и его коллеги, подобное неожиданное открытие не является слишком удивительным. Оно хорошо укладывается в последние палеогенетические и палеонтологические находки – в частности, в октябре 2015 года ученые обнаружили, что первые люди могли проникнуть в Китай уже 110-80 тысяч лет назад. В принципе, ничто не мешало им вступать в контакты с неандертальцами по мере колонизации Азии, заключают ученые.

Источник: РИА Новости

В тестах на пространственное мышление, где надо совмещать объемные фигуры, мужчины стабильно превосходят женщин. Российские ученые вместе с британскими коллегами показали, что такие результаты скорее объясняются условиями, в которых мальчики и девочки находились в утробе матери, а не воспитанием. Статья по материалам исследований опубликована в недавнем номере журнала Intelligence.

Сейчас гипотеза гендерных различий интеллекта постепенно уходит в прошлое, а ученые все чаще говорят об одинаковых когнитивных способностях полов. Последние отличия остались только в двух аспектах: в тестах на вербальные способности результаты чуть лучше у женщин, а на пространственные - у мужчин. Особенно часто их выявляет тест на "умственное вращение" (mental rotation test). В нем испытуемым показывают наборы из трех фигур и просят выбрать в каждой тройке два варианта, которые совмещаются друг с другом в пространстве. Иногда эти задания нужно делать на скорость, иногда за временем никто не следит, но результаты почти всегда одни и те же: мужчины справляются с вращением объемных фигур чуть лучше, чем женщины.

Разные группы ученых провели несколько исследований с близнецами на "умственное вращение", и результаты всегда были одинаковыми: близнецы мужского пола в среднем справлялись с заданиями лучше. Кроме того, ученые заметили одну особенность: девочки, у которых есть братья-близнецы, набирали в тесте заметно больше баллов, чем девочки с сестрами-близняшками. Братья как будто "подтягивали" сестер до результатов мальчиков. В результатах нового исследования на сиблингах (так называют родных братьев и сестер не близнецов) такого эффекта не наблюдалось. "Это может свидетельствовать о том, что необычные результаты близнецов определяются пренатальной передачей гормонов", - говорится в исследовании.

Путешественники от природы

Авторы работы исследовали детей из России и Англии. Родные братья и сестры, которые, в отличие от близнецов, не развивались вместе в утробе матери, а значит, любые заметные отличия между результатами девочек с сестрами и девочек с братьями, должны объясняться только разницей в воспитании. Всего тест на "умственное вращение" прошло почти 2 тысячи человек, и параллельно они заполняли анкету с вопросами про их воспитание и детские игры.

В результате ученые показали стандартный эффект: мужчины опять справлялись с заданиями на пространственное вращение в среднем чуть лучше женщин. Однако, в отличие от случаев с близнецами, теперь девочки с братьями никак не отличались от девочек с сестрами. Статистический анализ также не выявил никакого заметного влияния воспитания на результаты тестов. Просто мужчины чуть лучше женщин совмещали фигуры в пространстве, что, по мнению авторов, объясняется не воспитанием и средой, а только природной предрасположенностью.

Механизм ее активации, по словам ученых, еще не до конца понятен, но многие исследователи связывают хорошие пространственные способности мужчин с повышенным уровнем тестотерона в крови матери, беременной мальчиком. То есть мужчинам как бы эволюционно "предначертано" хорошо ориентироваться в пространстве, чтобы не заблудиться на охоте или в дальних путешествиях.

Статья ученых из Томского Государственного университета, Института Психологии РАН и их британских коллег опубликована в журнале Intelligence.