Традиционное представление о переходе древнейших организмов от одно- к многоклеточности заключается в том, что это необратимый скачок, после которого многоклеточные организмы продолжили усложняться, оставив далеко позади одноклеточных предков. Но, как утверждает Беттина Ширмайстер из Цюрихского университета (Швейцария), у сине-зелёных водорослей многоклеточность несколько раз возникала и терялась в ходе эволюции.

Вид на Большой призматический источник, что в Йеллоустоунском национальном парке (США). Характерная окраска гейзера — это они, сине-зелёные. (Фото Jim Wark / Stock Connection / Science Faction / Corbis.) Сине-зелёные водоросли (или цианобактерии), фотосинтетические прокариоты, впервые обнаруживают своё присутствие в окаменелостях, чей возраст достигает 2,5 млрд лет; с тех пор они широко и основательно расселились по всей планете. Группа исследователей под началом г-жи Ширмайстер, использовав генетические карты 1 254 видов цианобактерий, построила на основании генетического родства 11 000 филогенетических (эволюционных) деревьев водорослей, чтобы понять, в какой именно точке эволюции сине-зелёных возникла многоклеточность.

К удивлению учёных, сравнение генетических карт показало, что таких точек в истории цианобактерий было несколько. И даже более того: многие современные одноклеточные произошли от многоклеточных предков, так что многоклеточность не является таким уж необратимым эволюционным скачком.

Впрочем, как отмечает палеобиолог Эндрю Нолл из Гарвардского университета (США), цианобактерии — это цианобактерии, и даже если их многоклеточные уступают одноклеточным в сложности организации — биохимической, генетической или структурной, это не обязательно справедливо в случае развития многоклеточности у эукариот.

Результаты исследования немецких учёных опубликованы в февральском номере журнала BMC Evolutionary Biology. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Муравьи-листорезы (Atta texana) получили своё название из-за пристрастия к листве деревьев, однако сами они листья не едят. Эти насекомые не могут получать питательные вещества непосредственно из растений, поэтому собранную зелёную массу для них перерабатывают грибы рода Attamyces, а муравьи уже питаются кусочками грибницы.

Новые исследования показали, что техасские муравьи-листорезы культивируют вид грибов Attamyces, устойчивых к переохлаждению. (Фото Seth Patterson.) В ходе эволюции между муравьями и грибами образовался «жёсткий» мутуализм — тип взаимовыгодного сожительства, когда оба биологических вида не могут выжить друг без друга.

Большинство видов муравьёв-листорезов живут в тропиках из-за условий, которые им «диктуют» грибы Attamyces. Поэтому Atta texana, населяющий северные области американских штатов Техас и Луизиана, где зимняя температура опускается ниже нуля, долгое время интриговал биологов. Наконец, Скотт Соломон и Ульрих Мюллер из Университета штата Техас исследовали жизнедеятельность колоний этого вида муравьёв и выяснили, что Atta texana содержат под землёй многоуровневые теплицы, до трёх метров в глубину. При наступлении холодов, словно заботливые садоводы, они переносят грибы на нижние «этажи», в более тёплые и стабильные условия.

Здесь стоит заметить, что дело не только в исключительной заботливости муравьёв: грибы, сожительствующие с Atta texana, генетически более устойчивы к холоду, чем выращиваемые более южными видами насекомых. Это свидетельствует о том, что переселение Atta texana на север происходило в течение нескольких миллионов лет, за которые Attamyces приобрели некоторую морозоустойчивость.

Границы ареала биологического вида обычно определяются границами распространения вида-конкурента или просто ареалом хищника-врага. В отношении техасских муравьёв-листорезов учёные отмечают тот редкий случай, когда распространение видов полностью взаимозависимо от эволюционного развития обоих «товарищей».

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Мэтью Зальцман из Университета штата Огайо (США) и его коллеги предоставили новые данные, свидетельствующие о том, что планктон сыграл важнейшую роль в образовании кислородной атмосферы Земли.

Разнообразие планктона (иллюстрация Yannemann) Работа основана на предыдущем открытии этой научной группы, показавшей, что 500 млн лет назад потрясения в земной коре стали причиной обратного парникового эффекта, охладившего океаны и способствовавшего расцвету планктона, который в свою очередь и накачал атмосферу кислородом.

Новое исследование посвящено подробному рассказу о том, как кислород практически исчез из атмосферы во время кембрийского периода, чтобы затем вернуться с новой силой.

Около 500 млн лет назад произошло событие, которое учёные называют кембрийским положительным сдвигом углеродного изотопа (Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion, SPICE). Именно г-н Зальцман и его коллеги показали, что этот феномен был вызван захоронением огромного количества органического материала в морских отложениях, в результате чего значительная часть углекислого газа ушла из атмосферы, а кислород, напротив, её наполнил. Чем больше кислорода находится к клетке планктона, тем с большей охотой он поглощает лёгкий изотоп углерода (C¹²) в углекислом газе.

Изучив изотопы в ископаемом планктоне, который сохранился в породах центральных Соединённых Штатов, австралийского буша и Китая, исследователи пришли к выводу, что SPICE произошёл почти одновременно со взрывом разнообразия планктона («планктоновая революция»).

Предыдущие исследования по-разному оценивали уровень кислорода в атмосфере в кембрийском периоде — от 1 до 20%. Если верно максимальное значение, то SPICE вызвал увеличение концентрации до 30% (нынешний показатель — 21%). Новое исследование предлагает иной взгляд на проблему: 5–10%. Другими словами, только после SPICE — впервые в истории планеты — концентрация кислорода достигла современного уровня.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences,

Источник: Infox.ru

Австралийская кубомедуза Chironex fleckeri — одно из самых ядовитых существ на Земле. Она обитает в прибрежных водах Австралии, Индонезии и Вьетнама, где несёт смерть всему живому.

Медуза Chironex fleckeri (фото Ron & Valerie Taylor)Человек, столкнувшись с этой медузой, мгновенно чувствует сильнейшее жжение. Смерть может наступить в течение 2–5 минут — быстрее, чем от яда любого другого ядовитого животного. Причина смерти — сердечный приступ.

Много лет учёные пытались проникнуть в тайну этой удивительной смертоносности Chironex fleckeri. Был даже создан антидот, который обезвреживал яд, но люди всё равно умирали. Наконец, исследователям из Гавайского университета (США) удалось понять, как кубомедузы провоцируют столь быстрый и такой «эффективный» сердечный приступ.

Молекулы порина из яда кубомедузы, встроившиеся в мембрану эритроцита (фото авторов работы)Они изучали содержащийся в яде медуз белок порин, который проделывает отверстия-насосы в мембранах эритроцитов. Через эти отверстия красные кровяные клетки стремительно теряют ионы калия. В результате уровень ионов калия в плазме крови резко повышается, а это, в свою очередь, нарушает работу сократительной системы сердца. И даже если ввести антидот, порины всё равно останутся в мембране и повышенный уровень калия остановит сердце.

Хотя о существовании поринов в яде Chironex fleckeri  известно давно, так подробно их эффект до сих пор не изучали. Эксперименты на свиньях показали, что «выдернуть» эти белки из мембраны можно с помощью ионов цинка, введённых, например, в виде глюконата цинка. По статистике, от ужаления Chironex fleckeri за год погибают один-два человека: статистика не слишком ужасающая, но это не значит, что не стоит стараться свести её к полному нулю.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Как и многие другие животные, мыши используют запах, чтобы пометить территорию, обозначить свой статус, привлечь полового партнёра. Давно замечено, что особой информативностью и привлекательностью для них служит их же моча: животные наведываются в «окроплённые» места снова и снова. Логично было бы предположить, что тут всё дело в летучих феромонах, однако мышей тянет к меткам мочи слишком долго, чтобы это можно было объяснить быстро выветривающимися веществами.

Белок дарцин заставляет мышей постоянно возвращаться на помеченное мочой место. (Фото George D. Lepp.)Исследователи из Ливерпульского университета (Великобритания) обнаружили в мышиной моче специфический компонент, который отвечает за необычайно долгую притягательность запаховых меток. В опытах самки мышей проводили в пять раз больше времени в тех местах, где помочился самец, причём животным достаточно было 10-минутного обнюхивания, чтобы потом возвращаться на это место в течение двух недель. При этом исследователи заметили одну особенность: мышей тянуло на помеченное место, если только они буквально потыкались в него носом. Дистанционное обнюхивание, пусть и с самого близкого расстояния, столь долгой и сильной тяги не вызывало. Иными словами, дело тут вовсе не в летучих феромонах (или по крайней мере не только в них).

В статье, опубликованной в Science, исследователи пишут о белке дарцине, который они обнаружили в мышиной моче и который служит причиной такой долгой тяги животных к помеченному месту. Сам белок известен уже лет семь, теперь же удалось показать его влияние на поведение животных. Дарцин, полученный в чистом виде в культуре клеток, вызывал ту же реакцию: мыши возвращались на «заколдованное» место чаще и дольше.

Вам кажется, что эта история проста и стоит внимания? Не спешите с выводами. Только вдумайтесь: один белок перестраивает пространственную память мышей, заставляет их помнить, где они с ним столкнулись. И для этого достаточно совсем недолгого контакта с меткой: вряд ли животные носят с собой запас дарцина, чтобы он периодически напоминал им о том месте, где они его нашли. И как в таком случае обстоят дела с несколькими метками из разных мест? Возможно, дарцин активирует какие-то нейронные механизмы, отвечающие за пространственную ориентацию, и мышь особенно хорошо запоминает то место, куда следует вернуться.

Исследователи при этом не отрицают, что тут могут играть роль дополнительные вещества, которые, например, сообщают о том, кто именно помочился — самка или самец. Впрочем, самцы стремятся к меткам других самцов с тем же усердием, что и самки: ведь это шанс перекрыть своей меткой метку конкурента.

Наконец, ещё пара вопросов, ответы на которые хотелось бы знать: есть ли у других животных подобные вещества и можно и создать такое соединение искусственно? Речь ведь не обязательно должна идти о пространственной памяти: можно представить себе какой-нибудь синтетический пептид, после «занюхивания» которого у человека резко улучшалась бы память, скажем, на иностранные языки.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Для привлечения самок, самцы некоторых обезьян-капуцинов мочатся на ладони, а затем обтирают собственную шкуру. Запах мочи действует на их самок возбуждающе.

Подробнее...

Многие американские обезьяны используют странный ритуал. Оказалось, что самки капуцинов буквально тают, унюхав запах мужской мочи.

Каруцин (Cebus apella) У некоторых обезьян-капуцинов существует странный на первый взгляд ритуал: они мочатся на ладони, а затем обтирают собственную шкуру. Теперь ученые выяснили, в чем смысл этой обезьяньей уринотерапии. Исследование, проведенное приматологом Кимберли Филлипс из Университета в Сан-Антонио, показало, что мозг самок бурых черноголовых капуцинов становится более активным, когда они чуют запах половозрелых самцов.

Некоторые населяющие Новый свет приматы, в том числе колумбийские ревуны, саймири и некоторые капуцины систематически умываются мочой, обтирая ноги и заднюю часть туловища. Для объяснения феномена было высказано немало гипотез. Предполагали, что обезьяны таким образом регулируют температуру тела или отождествляют друг друга по запаху. «Однако в одном исследовании утверждалось, что самцы чаще умывались мочой, когда до них домогались самки», — пояснила Филлипс. Ученые решили выяснить, не подают ли во время странного ритуала самцы капуцинов химический сигнал самкам о своей зрелости и статусе.

Самкопривлекающее обтирание

Для этого ученые решили сравнить активность мозга самок в моменты, когда те улавливают взрослых самцов и юнцов. Магнитно-резонансная томография показала, что мозг самок возбуждается сильнее, когда они чуют запах мочи взрослых особей. Стало ясно, что в моче взрослых самцов содержится больше полового гормона, что и привлекает самок. Концентрация гормона связана с сексуальной зрелостью особи и ее социальным статусом.

«Мы установили, что они используют это, как форму коммуникации, чтобы сообщить о своем сексуальном и социальном статусе», — добавила исследователь. Открытие стало неожиданным для ученых. Ведь раньше считалось, что капуцины не передают сигналы, используя запахи. Работа ученых опубликована в журнале American Journal of Primatology.

Источник: Infox.ru

Биологи впервые показали, что животные оценивают изменение магнитного поля Земли не только с юга на север, но и с запада на восток. Причем способность эта врожденная.

Морская черепахаНавигация морских животных во время длительных миграций в океане интригует ученых не меньше, чем навигация птиц. Обитателям моря, пожалуй, еще труднее, потому что, в отличие от птиц, они не могут использовать наземные ориентиры. Но морские черепахи, например, проплывают по океану огромные расстояния. Для навигации им остается магнитное поле Земли. Как черепахи его используют, выяснила команда Кеннета Ломана (Kenneth Lohmann) из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (University of North Carolina at Chapel Hill). Ученые впервые показали, что животные определяют по магнитному полю не только широту, но и долготу.

Биологи провели эксперимент с головастой морской черепахой, или кареттой (Caretta caretta). В природе черепашки, родившиеся на побережье Флориды, попадают в воду и сначала плывут на восток к Североатлантическому субтропическому круговороту. Попадая в это течение, они затем в течение нескольких лет мигрируют вокруг Атлантики, постепенно приближаясь обратно к берегам Северной Америки.

Магнитная модель Атлантики

В эксперименте участвовали новорожденные черепашки, никогда не видевшие океана. Исследователи поместили их в большой круглый аквариум, по периметру которого система катушек создавала магнитное поле разной ориентации. Сначала ученые воспроизводили параметры магнитного поля на западе Атлантики близ Пуэрто-Рико, а через некоторое время меняли его на «магнитное поле на востоке Атлантики близ Островов Зеленого Мыса». Та и другая точки находились на одной широте. Оказалось, что сначала черепашки плыли на северо-восток, а затем поворачивали на юго-запад. Это говорит о том, что животные улавливают разницу в параметрах магнитного поля Земли на разной долготе и используют ее для навигации.

Местонахождение в океане определяется двумя координатами: широтой и долготой. Причем широта определяется по магнитному полю Земли более-менее просто, поскольку его показатели существенно изменяются от полюсов к экватору. Определить долготу намного сложнее, поскольку в восточно-западном направлении магнитное поле меняется очень слабо. Ученые еще не сталкивались с тем, чтобы какое-либо морское животное могло определять долготу. «Мореплавателям понадобились столетия, чтобы научиться определять долготу в течение длительных путешествий, — говорит Натан Путман (Nathan Putman), первый автор исследования. – Мы впервые показали, что это делают животные».

Двумерная карта в голове

Направление движения черепашек в искусственном магнитном поле совпадало с направлением их миграции в Атлантическом океане. Ученые пришли к выводу, что черепахи владеют двумерной «магнитной картой мира», которую используют для навигации. Секрет построения этой карты заключается в том, что черепахи воспринимают не один, а по крайней мере два параметра: магнитное склонение (угол между линией магнитного поля и меридианом) и силу магнитного поля. Вероятно, каждая точка на миграционном пути черепах характеризуется уникальной комбинацией магнитного склонения и магнитной силы, имеет как бы свою собственную «магнитную роспись».

Говоря о «магнитной карте» в голове черепахи, ученые, конечно, не думают, что животные имеют реальное представление о своем географическом местоположении. Скорее, магнитная характеристика точки в океане автоматически вызывает ту или иную ориентацию тела. Эта способность врожденна, поскольку ей обладают уже новорожденные черепашки. Но, скорее всего, с опытом трансокеанских миграций животные начинают использовать для навигации и другие ключи. А вот с механизмами магнитного восприятия на уровне физиологии черепах еще предстоит разбираться.

О том, как морские черепахи измеряют не только широту, но и долготу, можно прочитать в журнале Current Biology.

Источник: Infox.ru

Британские полярные исследователи начали бурение скважины к подледному озеру Элсуорт в Антарктиде, которое было изолировано от внешнего мира по меньшей мере 500 тысяч лет, сообщает Би-би-си.

Озеро Элсуорта, названное в честь исследователя-полярника Линкольна Элсуорта, находится под тремя километрами льда. Глубина озера составляет несколько десятков метров, а протяженность — около 10 километров. Долгая изоляция озера от внешнего мира позволяет ученым надеяться, что они могут обнаружить в нем уникальные микроорганизмы.

Прошлой зимой инженеры доставили около 70 тонн оборудования на базу, находившуюся в 1,7 километра от района предстоящего бурения. Она была законсервирована почти на год, однако теперь перенесена непосредственно к месту работ, которые, как предполагается, займут в общей сложности около трех месяцев.

Теперь группа из 12 ученых и инженеров начали бурение треОзеро Элсуорта (фото википедия)хкилометрового слоя льда, чтобы получить образцы воды из озера, а также пробы донных осадков.

Технология, которую будут использовать британцы, отличается от методов российских ученых, ранее сумевших проникнуть в озеро Восток. Вместо механического бура британские полярники используют воду, нагретую до 90 градусов Цельсия, что позволяет им относительно быстро пробурить ледник и закончить работу за один сезон.

Однако российские специалисты ранее отмечали, что "буровая вода" неизбежно нагреет и воду в подледном озере, и те микроорганизмы, которые, по предположениям ученых, могут там обитать, могут просто "свариться".

По расчетам российских специалистов, если толщина водного слоя в озере Элсуорта составляет 200 метров, то, исходя из параметров скважины, тепловой поток от нее достигнет дна.

Вместе с тем, руководитель экспедиции Мартин Зигерт (Martin Siegert) заверяет, что вся работа будет вестись в стерильных условиях.

"Мы не хотим загрязнить уникальную среду — если бы эксперимент не был бы чистым, мы наверняка изучали бы то, что принесли с собой вниз, что было было бы бессмысленным", — сказал Зигерт.

Инженер экспедиции Энди Тэйт (Andy Tait) заверяет, что бурение горячей водой — наиболее "быстрый и чистый" способ добраться к водам озера Элсуорт.

В следующие два дня ученые будут создавать камеру размером с автофургон под поверхностью льда, которая послужит резервуаром для стерилизованной воды и барьером для подъема воды из озера.

Для сбора проб воды ученые намерены использовать пятиметровый титановый пробоотборник, разработанный в британском Национальном океанографическом центре в Саутгемптоне. С его помощью исследователи возьмут 24 пробы воды с разных глубин озера, а также пробы верхних слоев донных отложений. Для более детального исследования дна озера будет использоваться специально разработанный для этой операции керноотборный снаряд, который позволяет извлекать пробы породы до трех метров.

Источник:  РИА Новости

Сотрудники проекта «Кассини» заметили миниатюрную внеземную копию реки Нил — речную долину на Титане, спутнике Сатурна, которая протянулась более чем на 400 км от «истоков» до большого моря. Впервые на небесном теле обнаружена столь крупная речная система. Да к тому же запечатлённая с небывалым разрешением.

Изображение NASA / JPL-Caltech / ASI.Учёные полагают, что река в северной полярной области Титана несёт жидкие углеводороды, поскольку вся её поверхность, насколько можно различить по радарному изображению, замечательно гладкая. Об этом говорит неизменность её тёмного оттенка.

«У неё есть несколько коротких, небольших излучин, но в целом относительная прямолинейность речной долины подсказывает, что она следует по крайней мере одному разлому, подобно другим крупным рекам, впадающим в южную часть того же моря, — рассказывает Яни Радебо из Университета Бригама Янга (США). — Такие разломы (трещины в коре Титана) могут не иметь отношения к тектонике плит, но всё же приводить к открытию бассейнов и, возможно, к образованию гигантских морей».

Изображение NASA / JPL-CaltechТитан — единственный мир, кроме нашего, на поверхности которого есть стабильная жидкость. В то время как на Земле гидрологический цикл основан на воде, на Титане он полагается на углеводороды — этан и метан прежде всего. На снимках экваториальных регионов, полученных «Кассини» в оптической части спектра в конце 2010 года, были выявлены регионы, потемневшие от недавних дождей. В 2008 году оптический и инфракрасный картографирующий спектрометр аппарата подтвердил существование озера из жидкого этана в южном полушарии (Ontario Lacus).

Приведённый выше радиолокационный снимок сделан 26 сентября 2012 года. На нём показана северная полярная область Титана с речной долиной, впадающей в море Кракена, которое по размерам находится где-то между Каспийским и Средиземным.

Что касается земного Нила, то его протяжённость составляет около 6 700 км. Процессы, которые привели к его образованию, так просто не опишешь. Достаточно упомянуть, что в его случае тоже сыграли роль разломы в некоторых регионах.

Ниже даны фотографии Нила в районе Четвёртого порога (Судан). Верхний снимок сделан с шаттла «Колумбия» в ноябре 1995 года. Нижний представляет собой радиолокационное изображение, полученное в апреле 1994 года прибором Spaceborne Imaging Radar C/X-Band Synthetic Aperture Radar (SIR-C/X-SAR) шаттла «Индевор». На нём хорошо видно не только современное русло, но и старое, засыпанное песками. Цветные версии этих снимков с детальным описанием можно найти здесь.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА