Физиологи выяснили, что зубчики морских улиток состоят из рекордно прочного вещества. Ученые надеются, что открытие поможет спроектировать новые материалы, которые найдут применение в автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Морское блюдечкоОб этом говорится в статье британских специалистов из Портсмутского университета, опубликованной в журнале Interface.

Объектом исследования стали зубчики брюхоногих моллюсков морских блюдечек. Они располагаются на радуле, особом органе, которым эти существа соскребают водоросли с камней и других объектов. Авторы статьи выпиливали из зубчиков миниатюрные образцы и затем тестировали их прочность с помощью атомно-силового микроскопа.

Опыты показали - для того, чтобы разломить зубчик, требуется приложить усилие, эквивалентное 5 гигапаскалям – примерно под таким давлением углерод превращается в алмаз в толще Земли. Ранее самым прочным природным материалом считалась паутина, однако по своей прочности она уступает зубчикам морских блюдечек в 5 раз.

Особые свойства зубчикам придает железосодержащий минерал гетит, выстроенный в длинные волокна. Они пронизывают трехмерный белковый матрикс. Интересно, что с увеличением размеров зубчиков их прочность не убывает, тогда как в случае обычных материалов при этом появляются микротрещины, негативно сказывающиеся на качестве изделий.

Авторы статьи считают, что аналогичная структура может быть использована при производстве новых синтетических волокон. Уже сейчас ясно, что материал из зубчиков моллюсков превосходит по своей прочности высокопрочное вещество кевлар, применяемое для изготовления бронежилетов.

Напомним, в 2012 году биологи установили, что конечности тропических раков-богомолов, которыми они разбивают раковины моллюсков, выдерживают огромные нагрузки. Руководство Военно-воздушных сил США надеется, что их изучение позволит создать новый тип брони.

Источник: infox.ru

Ученые научились выращивать бактерий-гигантов, которые по своим размерам в сотни раз превосходят нормальных микроорганизмов. Гигантские кишечные палочки облегчат проведение лабораторных исследований.

Гигантская кишечная палочкаОб этом сообщается в статье канадских микробиологов из Монреальского университета, опубликованной в журнале Journal of Bacteriology.

Кишечная палочка E. сoli служит излюбленным модельным объектом для биохимиков, генетиков и других ученых. В норме длина ее клеток составляет всего 1-2 микрометра, однако авторам статьи посчастливилось получить штамм экстремально длинных E. сoli. По размерам они превосходят нормальных кишечных палочек в 750 раз, достигая в длину трех четвертей миллиметра.

Такое увеличение связано с нарушением процессов клеточного деления: мутантные E. сoli растут, но при этом не разделяются надвое. Ранее специалисты уже получали аналогичные штаммы, но все бактерии-переростки погибали через несколько часов, поскольку мутация, нарушающая клеточное деление, влияла также на метаболические реакции ее носителей.

У мутации, которую несут гигантские бактерии из нового штамма, нет таких побочных эффектов. Она снижает лишь концентрацию белка FtsZ, который намечает место будущей перегородки между двумя делящимися клетками. Как отмечают специалисты, у полученных бактерий-гигантов нет каких-либо перетяжек, они лишь образуют многоклеточные петли.

Кишечными палочками-переростками удобнее манипулировать в лабораторных условиях, заявляют авторы работы. Так, при помощи микроскопической иглы из них можно отсасывать цитоплазму, не примешивая к ней фрагментов клеточной мембраны. В случае обычных E. сoli этого сделать нельзя.

Источник: infox.ru

Ископаемая челюсть, которую считали остатками древнего моржа, на самом деле оказалась принадлежащей самому древнему в истории морскому котику. Новое открытие новозеландских палеонтологов заполняет существенный пробел в геологической истории ластоногих.

Сравнение Eotaria crypta с его врагом Allodesmus Увидев образец ученый понял, что перед ним остатки не моржа, а самого настоящего, пусть и примитивного, морского котика. "Это было очень интересно, потому что от морских котиков и морских львов – семейства Otariidae – осталось очень ограниченное количество окаменелостей, возрастом не старше 10-12 млн лет. Но мы знаем, что их окаменелости должны встречаться уже с рубежа в 16-17 млн лет или около того, потому что остатки моржей, их близких современных родственников, появляются как раз в те времена", – рассказал ученый.

Подобные разрывы в геологической летописи, когда между предками и потомками отсутствует ископаемый материал, сами палеонтологи называют "призрачными линиями". "До сих пор у нас не было ископаемых свидетельств первых пяти миллионов лет эволюции котиков. Новое открытие исправляет эту ситуацию", – сказал Боссенеккер.

Он решил назвать древнейшего из известных на сегодняшний день морских котиков Eotaria crypta. Это было довольно мелкое существо, по размеру более близкое к современному калану, чем настоящему котику. Предположительно, вес взрослого животного не превышал 50 кг, а длина – одного метра. Как полагают ученые, естественными врагами раннего котика были крупные ластоногие Allodesmus, оснащенные мощными челюстями с острыми клыками. А вот грозе неогеновых океанов, гигантской акуле Carcharocles megalodon эотария была не интересна, и даже аллодесмус сгодился бы ей только на один укус.

Как положено уважающей себя переходной форме, зубы эотарии занимают промежуточное положение между упрощенными зубами современных морских котиков и сложными, напоминавшими медвежьи, зубами первых ластоногих.

До сих пор остается непонятным, почему в ходе обширных раскопок калифорнийского местонахождения ископаемых был найден только один небольшой фрагмент остатков котика. Возможно, ответ на этот вопрос знает японский палеонтолог, доктор Наоки Коно, ранее предположивший, что древние морские котики жили в основном в открытом океане и редко заплывали в область континентального шельфа, где они имели возможность сохранится в ископаемом состоянии.

Так или иначе, благодаря счастливой случайности и наблюдательности Боссенеккера палеонтологи смогли, наконец, заполнить пятимиллионолетний пробел в эволюционной истории ластоногих. А предположение о том, что недавно вернувшиеся в море ранние котики большую часть времени проводили вдали от берегов, мы пока оставим на совести его автора.

Источник: PaleoNews

Цзяньчжи Чжан (Jianzhi Zhang) из Мичиганского университета и его коллеги из Китая в ходе генетических исследований обнаружили, что у пингвинов отсутствует способность воспринимать сладкий и горький вкусы, а также вкус умами, характерный для продуктов с большим содержанием белка. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Current Biology.

ПингвиныИзвестно, что многие другие птицы также не способны воспринимать сладкий вкус, но потеря чувствительности к горькому и умами (мясному вкусу) описана впервые. Особенно удивляет неспособность пингвинов ощущать мясной вкус, учитывая, что основу их рациона составляет рыба.

При секвенировании генома пингвина Адели и императорского пингвина китайские ученые не обнаружили в нем генов, ответственных за некоторые типы вкусовых ощущений. После более детальной проверки оказалось, что потеря трех вкусов из пяти характерна вообще для всех видов пингвинов.

Достоверно сказать о причинах явления ученые пока не могут, но они предполагают, что пингвины потеряли способность ощущать некоторые вкусы не потому, что она не была им нужна, а из-за тех экстремально низких температур, в которых они живут. Дело в том, что, в отличие от рецепторов, определяющих кислый и соленый вкусы, рецепторы сладкого, горького и мясного вкусов чувствительны к температуре, они не работают в холоде.

Необычно устроен и язык пингвинов, по словам ученых. У многих из них отсутствуют характерные вкусовые сосочки на языке — место, где обычно располагаются вкусовые рецепторы. Вместо этого их языки покрыты жестким толстым роговым слоем с острыми бугорками, то есть язык, скорее, служит для лова и удержания пищи, а не для определения ее вкуса.

Известно также, что пингвины склонны заглатывать пищу целиком, что может также говорить о том, что им неважен ее вкус. Остается лишь непонятным — такое равнодушие ко вкусу пищи стало причиной или следствием утери способности различать большинство из основных вкусов.

Источник: Научная Россия

Международная группа геологов обнаружила в древнейших породах Земли возможные намеки на то, что жизнь на нашей планете уже существовала 3,2 миллиарда лет назад и присутствовала в достаточно большом количестве для того, чтобы повлиять на состав минералов, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Геологи нашли возможные следы жизни на Земле возрастом в 3,2 млрд лет"Это первое однозначное свидетельство того, что жизнь существовала в далекой древности, что отодвигает время ее появления на миллиард лет в прошлое.  Наша работа показала, что на ранней Земле не было никакого "азотного кризиса", как мы считали ранее, и что она могла поддерживать достаточно большую и разнообразную биосферу", — заявил Роджер Бьюик (Roger Buick) из университета Вашингтоне в Сиэтле (США).

Ученые-эволюционисты достаточно долго считали, что жизнь в современном виде распространилась по планете примерно два миллиарда лет назад, когда появились бактерии, способные захватывать атмосферный азот и превращать его в органические соединения.

До этого единственным источником "съедобных" азотных соединений выступали разряды молний, фиксировавшие относительно небольшие объемы азота из-за отсутствия кислорода в атмосфере юной Земли. Поэтому ученые часто называют эту эпоху "азотным кризисом", так как свободный "съедобный" азот практически отсутствовал в воде и на суше.

Бьюик и его коллеги обнаружили, что масштабы этого кризиса заметно преувеличивались, изучив химический состав нескольких десятков образцов осадочных пород, сформировавшихся 3,2-2,75 миллиарда лет назад под водой на территории будущей Австралии и Южной Африки. Эти минералы сформировались вдалеке от вулканов, у кромки суши, до появления кислорода в атмосфере Земли, что превратило их, в выражениях ученых, в своеобразную геологическую летопись.

Химический и минеральный анализ этих показал, что жизнь начала фиксировать азот уже 3,2 миллиарда лет назад. Это проявлялось в том, что соотношение атомов "тяжелых" изотопов азота и его обычной разновидности было примерно таким же, как и в современных морях и океанах, главным поставщиком азота в которых являются бактерии.

У этого открытия, помимо сдвига времени расцвета жизни на миллиард лет в прошлое, есть и два других интересных следствия. Во-первых, существование фиксирующих азот бактерий 3,2 миллиарда лет назад означает, что жизнь на Земле успела "изобрести" сразу два разных способа для фиксации азота — современный, появившийся 1,5-2,2 миллиарда лет назад, и древний, возникший гораздо раньше.

Судя по присутствию молибдена в древних породах, чьи атомы современные бактерии используют для расщепления азота, этот азотофиксирующий фермент был похож по принципу своего действия на современные белки, которые помогают бактериям "съедать" атмосферный азот. Другой вопрос заключается в том, откуда древние микробы могли взять молибден, если большая часть его попала в мировой океан после появления кислорода в атмосфере.

Отсюда следует второй интересный выводу авторов статьи — источником молибдена для таких бактерий могла служить суша, прибрежные районы, периодически омываемые водами первичного океана планеты.

"Мы никогда не найдем прямых свидетельств и окаменелых "одеял" из микробов, но наше открытие может быть косвенным намеком на то, что на суше в то время могла существовать жизнь. Вполне может быть, что микробы "выползли" на сушу и жили в виде слоя слизи на поверхности камней на суше 3,2 миллиарда лет или даже раньше", — заключает Бьюик.

Источник: РИА Новости 

Неясыть бородатая (лат. Strix nebulosa)

Неясыть бородатая (лат. Strix nebulosa), фото википедия

Голос  Бородатой неясыти

Микробиологи научились снимать бактерий с высоким разрешением, не убивая их при этом. Методика поможет изучать работу бактериальных клеток в режиме реального времени.

Об этом говорится в статье специалистов из Швеции, Германии и США, опубликованной в журнале Nature Communications.

Чтобы разглядеть мельчайшие детали клеточного строения, необходимо использовать рентгеновское изучение, длина волны которого меньше, чем у видимого света. Однако при работе с ним надо применять очень мощные пучки рентгеновских лучей, которые мгновенно убивают изучаемые клетки. Поэтому практически все имеющиеся снимки бактериальных клеток сделаны с неживых образцов.

Авторы статьи смогли обойти это препятствие, погружая бактерий в аэрозоль на основе гелия. «Подсвечивая» бактерий с помощью слабого рентгеновского излучения, исследователи реконструировали форму клеток по дифракции лучей на их поверхности. В результате удалось получить снимки с разрешением всего в несколько нанометров.

В качестве объекта исследования использовались цианобактерии Cyanobium gracile и Synechococcus elongatus, длина которых составляет всего 0,4-4 микрометра. Ученые проследили, не только за отдельными клетками цианобактерий, но и за их делением. По словам ученых, по такой же методике можно исследовать, например, и кишечную палочку E. coli, а также создавать 3D-реконструкции клеток.

Источник: infox.ru

Неясыть длиннохвостая, или неясыть уральская (лат. Strix uralensis)

Неясыть длиннохвостая, или неясыть уральская (лат. Strix uralensis), фото википедия

Голос  Длиннохвостой неясыти, уральской неясыти

Палеонтологи нашли на северо-востоке Китая останки двух древних млекопитающих, одно из которых обладало пушистым хвостом и жило на ветках деревьев, а второе — обитало в вырытых им самим норах, что делает их древнейшими "белкой" и "кротом", говорится в двух статьях, опубликованных в журнале Science.

Юрские белка и крот"С каждой новой окаменелостью нам становится все больше понятно, что самые ранние млекопитающие были столь же разнообразны по своей диете, способу передвижения и прочим чертам, как и их современные потомки. Похоже, что основания сегодняшнего успеха млекопитающих были заложены в самом начале их эволюционного пути", — заявил Чже-си Ло (Zhe-Xi Luo) из университета Чикаго (США).

Ло и его коллеги обнаружили останки этих двух одновременно обыденных для нас и необычных существ, изучая отложения осадочных пород, залегающие в северо-восточной части провинции Хэбэй. В этой местности залегают породы формации Тяоцзишань, сформировавшиеся в середине и в конце Юрского периода, 165-153 миллиона лет назад.

Окаменевшие останки Docofossor brachydactylus и Agilodocodon scansoriusЗдесь авторам статей удалось найти два скелета относительно небольших млекопитающих массой в 18-20 граммов, с хорошо сохранившимися зубами, конечностями и фрагментами черепа, которые заставили их по-новому взглянуть на историю эволюции наших первых предков и то, как выглядела теплокровная фауна мезозоя.

Первое из них, получившее имя Docofossor brachydactylus ("копающий короткопалец" на смеси латыни и древнегреческого), жило у подножий деревьев в лесах древнего Китая примерно 160 миллионов лет назад. По устройству тела существо очень напоминает обычных кротов и слепышей — его мощные,  широкие передние лапы с сильными и короткими пальцами были явно приспособлены для рытья почвы. Как считают ученые, "короткопалец" является древнейшим примером млекопитающего, которое ведет подземный образ жизни.

Вторая находка ученых, Agilodocodon scansorius ("ловкий ползун"), обитала не под землей, а на ветвях деревьев и других растений Юрского периода. Как поясняет Дэвид Гроссникл (David Grossnickle) из университета Чикаго, "размеры костей конечностей и пальцев агилодокодона соответствуют тем, которыми обладают современные древесные млекопитающие, и устройство его резцов говорит о том, что это животное питалось соком растений".

По словам палеонтологов, открытие древнейшего "крота" и "белки" вбивает очередной гвоздь в гроб некогда популярной теории о том, что млекопитающие Юрского и Мелового периодов были представлены скрытными, ночными насекомоядными животными, напоминавшими по своей анатомии и образу жизни крыс и других грызунов.

"Мы хорошо знаем, что для современных млекопитающих характерно крайне широкое разнообразие видов, но у нас не было никаких сведений о том, смогли ли ранние млекопитающие достичь того же. Эти окаменелости демонстрируют нам, что первые млекопитающие действительно занимали самые разные экологические ниши. Похоже, что динозавры не настолько сильно доминировали в мезозое, как мы считали ранее", — заключает Ло.

Источник: РИА Новости

Европейские биологи впервые смогли продемонстрировать, что собаки действительно хорошо разбираются в человеческих эмоциях и умеют сопереживать хозяину, различая злые и веселые выражения лиц людей, что позволяет назвать их пока единственным примером животного-"эмпата", говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

"Похоже, что они понимают, что у этих выражений разные значения, и им удается распознавать их не только для тех людей, которых они хорошо знают, но и для лиц, которых они раньше никогда не видели. Мы пока не знаем, что эти эмоции на самом деле означают для собак.

Тем не менее мы считаем, что они ассоциируют веселые лица с позитивными явлениями и злые – с негативными феноменами",  — заявил Людвиг Хубер (Ludwig Huber) из Университета ветеринарной медицины в Вене (Австрия).

Хубер и его коллеги раскрыли это явление, действительно уникальное для мира природы, в ходе необычного эксперимента, в рамках которого собаки должны были запоминать лица людей и потом выбирать их на сенсорном дисплее для того, чтобы получить свой ужин или обед.

Во время каждого раунда опытов на экран выводились по две фотографии половины лица одного и того же человека, на которой не было видно или губ, или же верхних частей лица, легко выдающих эмоции. Собака должна была запомнить эти лица и выражаемые ими эмоции и затем выбрать, ткнув носом в одну из половин экрана, злое или доброе лицо. Каждый раз, когда животное выбирало "правильную" эмоцию, компьютер награждал его порцией собачьего корма.

Опыт показал, что собаки делали выбор далеко не случайно — число правильных ответов в среднем составляло 65-80%, в зависимости от того, какую часть лица им показывали ученые. Это означает, как объясняют авторы статьи, что собаки действительно умеют распознавать человеческие эмоции и различать выражения лица, связанные с ними.

Что интересно, собаки заметно медленнее учились играть в эту "эмоциональную викторину", если в качестве правильного ответа всегда выступало злое лицо. Ученые связывают это с тем, что собаки могут ассоциировать злые лица с неприятными событиями и вещами, которых стоит избегать.

Пока у ученых нет однозначного ответа на вопрос, приобрели ли собаки эту способность благодаря длительному общению с владельцами, или же она является некой врожденной чертой, которая могла появиться у "лучшего друга человека" благодаря искусственному отбору и одомашниванию их человеком. Вполне возможно, предполагают авторы статьи, что собачья "эмпатия" является проявлением некой общей для всех млекопитающих способности распознавать эмоции.

Хубер и его коллеги планируют найти ответ на этот вопрос в ходе последующих экспериментов, в рамках которых собаки попытаются распознать эмоции на лицах людей, которые будут отличаться от их хозяев полом, расовой принадлежностью и другими чертами. Кроме того, ученые проверят, обладают ли этой способностью щенки и молодые собаки, а также проследят за тем, как они реагируют на эмоции своих собственных же сородичей.

Источник: РИА Новости