Миллионы лет назад на Земле внезапно возникло множество новых видов живых существ, от членистоногих до иглокожих. Этот феномен назвали кембрийским взрывом, и учёные до сих пор пытаются найти ему объяснение. Одним из важных факторов кембрийского взрыва считают увеличение кислорода в атмосфере, что подтверждается и геологическими данными. Правда, не совсем понятно, почему уровень кислорода повысился именно в это время. 

Древние цианобактерии, возможно, помогли появиться на Земле новым формам жизни. (Фото Dr. Ron Dengler.)Исследователи из Бристольского университета (Великобритания) полагают, что дело тут было не столько в кислороде, сколько в азоте. Используя генетические данные, они попытались восстановить взаимоотношения между сине-зелёными водорослями, кои, благодаря своему фотосинтезу, могли вызвать в атмосфере значительные перемены и повлиять тем самым на пути эволюции. 

В журнале Current Biology исследователи сообщают, что среди тогдашних цианобактерий были такие, которые могли превращать атмосферный азот в биодоступную форму, и в таком биодоступном виде он вполне мог входить в морскую экосистему. Геномный анализ показал, что такие виды сине-зелёных водорослей могли появиться около 800 млн лет назад. 

Тут надо вспомнить знаменитую кислородную катастрофу, которая случилась около 2,3 млрд лет назад. Тогда в атмосфере благодаря тем же цианобактериям впервые появился кислород, и Земля перестала быть прежней: анаэробные организмы, которые её населяли, вынуждены были если и не исчезнуть, то сильно потесниться. Однако, по мнению Патрисии Санчес-Баракальдо (Patricia Sanchez-Baracaldo) и её коллег, эти «кислородные» цианобактерии долгое время не могли активно заселять древний океан — попросту из-за нехватки питательных веществ с биодоступным азотом. 

Этот азот им как раз предоставили другие цианобактерии, появившиеся, как уже сказано, около 800 млн лет назад. «Кислородные» цианобактерии после этого наконец-то смогли войти в полную силу: они стали активно колонизировать океан и наполнять его кислородом. А это, в свой черёд, дало толчок к развитию новых форм жизни. 

Так что кислород, с одной стороны, действительно мог спровоцировать кембрийский взрыв, но — благодаря вовремя подоспевшему биодоступному азоту.

Авторы работы утверждают, что в пользу такой последовательности событий говорят и некоторые климатические события, происходившие в то время на Земле, однако не будем забывать, что все теории, касающиеся древнейшего прошлого планеты, являются лишь более или менее вероятными. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В 2010 году дорожные рабочие, расширявшие Панамериканское шоссе на северо-западном побережье Чили, наткнулись на кладбище китов. Кладбищу оказалось около 9 млн лет, и это был первый пример того, что массовая гибель китов (а тут были найдены кости, принадлежащие по меньшей мере 30 животным) случалась и в древности. 

Доисторические останки рядом с Панамериканским шоссе (фото Adam Metallo / Smithsonian Institution).Вообще, этот район известен своим палеонтологическим изобилием: здесь находили останки вымерших видов тюленей, кашалотов, гладких и усатых китов, акул и морских ленивцев. Причём останки здесь не рассеяны по всей восьмиметровой осадочной толще, а лежат компактно в четырёх участках. Столь удачное расположение костей во многом помогло палеонтологам понять, что тут происходило миллионы лет назад.

Среди погибших китов были особи всех возрастов и размеров. Любопытно, что порядок костей в скелетах в целом не был нарушен, как в случае с другими находками: вероятно, китам так «повезло» потому, что этот район в то время занимала пустыня, где не было хищников, которые могли бы расчленить тушу. Кроме того, большинство скелетов сохранились как бы кверху брюхом, то есть киты погибали в море, затем туша при внутреннем гниении переворачивалась на спину, и в таком положении её выносило на берег. Именно это происходит и с современными китами, которые умирают в открытом море. 

В журнале Proceedings of the Royal Society B Николас Пенсон (Nicholas D. Pyenson) из Смитсоновского института (США) утверждает вместе с коллегами, что причиной гибели китов стали ядовитые водоросли. Авторы признают, что объяснение возникло у них во многом методом исключения и в результате суммирования множества деталей. Киты, как уже сказано, были разновозрастные, умирали в море, их не могло выбросить цунами, поскольку скелеты оказались на редкость целыми. А то, что вместе с китами нашли ещё кучу разных видов, не позволяло предположить какую-нибудь специфическую инфекцию. 

Водорослевые токсины могли концентрироваться в планктонных ракообразных, которые потом попадали на обед китам. Что же до других видов животных, то они могли пострадать от тех же токсинов, что выходили из разлагающейся туши кита. Косвенным образом в пользу водорослевой гипотезы говорят и следы железа на найденных останках: в современных морях повышенная концентрация этого металла стимулирует размножение некоторых вредных водорослей. 

Если судить по открывшимся находкам, эпизодов гибели китов (и других морских животных) на протяжении 10–16 тыс. лет было четыре. Сейчас это тоже происходит время от времени, когда концентрация нехороших водорослей вдруг резко повышается. Но в данном случае любопытно то, что эта особенность не есть какая-то новейшая черта морских экосистем и что морским животным приходилось мириться с этим уже во времена миоцена.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В наших клетках для каждого признака существует как минимум две копии гена — одна от матери, другая от отца. (Варианты, когда ген присутствует в нескольких копиях, сейчас не рассматриваем.) Клетка может выбрать только один какой-то ген, и тогда говорят о моноаллельной экспрессии, когда белок синтезируется лишь с одного варианта аллеля.

Эмбриональные стволовые клетки используют одновременно как материнские, так и отцовские гены. (Фото David Scharf.) Когда именно клетка выбирает в пользу того или иного аллеля? Эксперименты Дэвида Спектора (David Spector) из Лаборатории в Колд-Спринг-Харборе (США) показали, что это случается тогда, когда клетка начинает определяться со своей судьбой, то есть при переходе из эмбрионального стволового состояния в разряд чьих-то предшественников. Учёные сравнивали, как гены работают в эмбриональных стволовых клетках, которые могут превращаться во что угодно, и в клетках-предшественницах нейронов, могущих дать только нервные клетки. Оказалось, что уровень моноаллельной экспрессии в предшественниках нейронов в несколько раз больше, чем в стволовых клетках.

То есть если у стволовых клеток могут работать оба варианта гена, то у нейронных предшественников чаще остаётся только один. Происходит это благодаря эпигенетической регуляции: белки гистоны, связанные с ДНК разных аллелей, получают разные модификации, и один аллель после этого плотно упаковывается белками и становится недоступен для РНК-синтезирующих машин.

Впрочем, всё это не значит, что клетка делает такой выбор относительно вообще всех генов; некоторые из них продолжают быть активными в обеих копиях. Что особенно любопытно, когда выбор всё-таки делается, это происходит случайным образом — то есть клетке всё равно, какой копией гена пользоваться, отцовской или материнской. Но в чём тогда смысл такого выбора? 

По словам исследователей, лишь 8% генов, которые перешли на моноаллельную активность, восполняли недостаток белка, образовавшийся после отключения одного из аллелей. Получается, что моноаллельная экспрессия — это просто способ, с помощью которого можно сильно урезать количество некоторых белков, ведь клетке, чтобы начать дифференцировку, нужно как-то «проредить» их. И, возможно, среди этих белков есть как раз такие, которые при случае могут спровоцировать рак — если их, например, окажется слишком много. А благодаря моноаллельной экспрессии до рака всё-таки дело не доходит. 

Но вопросы всё равно остаются: скажем, как клетка понимает, сколько и какого белка ей нужно оставить? Хочется верить, что всё это разъяснится в следующих экспериментах. 

Результаты исследования опубликованы в Developmental Cell.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Новое исследование может положить конец спорам: обнаружена последовательность лав возрастом 4,4 млрд лет, которые могут оказаться остатками первой зоны субдукции на Земле. 

Скалы острова Гуам сложены застывшей лавой, относящейся ко временам формирования Марианской впадины. Врезка демонстрирует характерные для лавы складки. (Фото Mark Reagan.) В 2008 году изучение древних лав на севере Квебека — зеленокаменного пояса Нуввуагиттук — показало, что они обладают одинаковыми геохимическими характеристиками с лавами из современных зон субдукции (например, Марианской впадины). Это означает, что они, должно быть, смешались с солёными жидкостями, которые выдавливаются в зонах субдукции — и только в зонах субдукции. Геохимия этих пород — своего рода отпечаток пальцев, позволяющий идентифицировать лавы зон субдукции.

Геологи Трейси Рашмер и Саймон Тёрнер из Маккуорийского университета (Австралия), а также их коллеги решили взглянуть на эти породы поближе и обнаружили чёткую последовательность слоёв. Геолог Марк Рейган из Айовского университета (США), несколько раз спускавшийся в Марианскую впадину (его рекорд — 6 500 м), подтвердил, что там он видел точно такую же картину. Каждый слой — определённый этап рождения зоны субдукции. 

Ключ к пониманию этого процесса заключается в том, как породы и их химия меняются с каждым последующим слоем. По мере того как океаническая плита опускается, лавы поднимаются и откладываются поверх друг друга, формируя слои вулканических пород. С возрастанием глубины тепло и давление начинают выдавливать различные элементы из плиты в виде жидкостей, которые со временем меняют химический состав лавы, обогащая её таким редкоземельным элементом, как иттербий, но в то же время обедняя ниобием. Первый слой в ряду извергается до того, как жидкости смогут выйти из плиты, но уже следующий даёт достаточное количество жидкости для появления химических признаков, характерных для зоны субдукции. Последний слой несёт огромное количество редкоземельных элементов и очень мало ниобия, после чего всякие сомнения отпадают: да, это лава зоны субдукции. 

Марианская впадина и Нуввуагиттук схожи не только геохимией. Характеристики пород меняются совершенно одинаковым образом. Но это убедило далеко не всех. Геохимик Джулиан Пирс из Кардиффского университета (Великобритания) отмечает, что зеленокаменный пояс Нуввуагиттука слишком стар. Время могло изменить его настолько, что по нему нельзя судить о происходившем 4,4 млрд лет назад. К тому же, по мнению специалиста, выявленные геохимические характеристики свойственны не только зонам субдукции. 

Авторы исследования не согласны: они считают, что тепло и давление не меняют геохимические характеристики до неузнаваемости, поэтому древность ещё не повод отказываться от попыток выяснить происхождение пород. Что до зон субдукции, то схожесть с Марианской впадиной говорит сама за себя. 

Так или иначе, но все спорщики согласны с тем, что зоны субдукции могли создавать идеальные условия для возникновения жизни. Жидкости, выделяемые пододвигающейся корой, трансформируют мантийные породы в минерал серпентин, а также порождают горячие источники на дне океана. Серпентин даёт энергию, а бор, которым изобилуют такие горячие источники, выступает стабилизатором РНК. Поэтому открытие самой древней зоны субдукции претендует одновременно на обнаружение одного из первых мест на Земле, где могла зародиться жизнь. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Геологи выяснили, что наша планета обзавелась твердой корой почти сразу после своего возникновения. Это значит, что Земля была пригодной для жизни уже практически изначально.

Земля 4,3 млрд лет назадРезультаты исследования, проведенного американскими учеными из Висконскинского университета, опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Планета Земля сформировалась около 4,6 миллиардов лет назад. Считается, что долгое время она представляла собой шар из расплавленной магмы, на котором не могли существовать никакие живые организмы. Авторы статьи поставили под сомнение этот взгляд, проанализировав цирконы, извлеченные из песчаников в Западной Австралии.

Цирконы - это микроскопические кристаллики древних минералов, включенные в состав более молодых пород. С помощью уран-свинцового радиоизотопного метода исследователи показали, что возраст изученных ими цирконов составляет 4,4 миллиарда лет. Это значит, что уже тогда земная кора была частично отвердевшей.

Уран-свинцовый метод основан на том, что с течением времени изотопы урана превращаются в изотопы свинца. Ученые отмечают, что в кристаллах циркона им встретились отдельные кластеры, обогащенные изотопами свинца, что свидетельствует об их относительной «молодости». Вероятно, они попали в кристаллы при их вторичной переплавке.

«У нас нет доказательств, что жизнь существовала на Земле на первых этапах ее истории, однако теоретически ничто не мешало ей появиться уже 4,3 миллиарда лет назад», -- пояснил Джон Уэллей, соавтор статьи. По словам исследователей, земная кора отвердела вскоре после гипотетического столкновения расплавленной Земли с другим небесным телом, в результате которого появилась Луна.

Источник: infox.ru

Прояснить подробности возникновения резкого полового диморфизма у ластоногих (Pinnipedia) удалось аспиранту Карлтонского университета Томасу Каллену. Он убедительно показал, что большая разница в размерах самцов и самок возникла у этой группы водных млекопитающих в самом начале их развития, более 20 млн лет назад.

Некоторые современные ластоногие, например морские львы и морские котики, создают гаремы, в которых на единственного самца приходится несколько самок. При этом самцы намного крупнее и сильнее самок, и охраняют их от попыток спариться с посторонними самцами. В то же время другие ластоногие, в том числе нерпы и тюлени, подобным диморфизмом не обладают и гаремов не заводят. Биологов с давних пор интересовали причины возникновения такой ситуации, но пролить свет на нее не удавалось.

Enaliarctos emlongiИзучая окаменелости древних ластоногих под руководством доктора палеонтологии Канадского музея природы Натальи Рыбчински, Каллен обратил внимание на небольшой череп раннего представителя группы Enaliarctos emlongi, найденный в 1980-х годах на побережье штата Орегон. "Прежде этот образец считался принадлежащим детенышу, но мы изучили его заново, и, исходя из строения черепа решили, что это была все же взрослая особь", – рассказал Каллен.

Сравнив череп мелкого эналиарктоса с другими известными остатками этого вида и черепами современных диморфных видов ластоногих, исследователь пришел к выводу, что имеет дело с тем самым половым диморфизмом и держит в руках череп самки, сильно отличавшейся от самцов габаритами.

Вместе с другой выпускницей Карлтона – Даниэль Фрейзер – Каллен продолжил исследования и по характеру особенностей строения черепов древних и современных представителей Pinnipedia пришел к выводу, что половой диморфизм сформировался у них во временном интервале между 20 и 27 млн лет назад, то есть в самом начале эволюции этой группы и гораздо раньше, чем это предполагалось прежде. "Уже ранние ластоногие образовывали такие же гаремы, как современные морские львы, – уверен канадский палеонтолог. – До нашего исследования никто и не предполагал, что они могли вести себя подобным образом".

После уточнения момента возникновения диморфизма и, следовательно, гаремов, ученые попытались объяснить эволюционный смысл этого явления. "В нашей интерпретации эти события происходили во времена, когда Земля переживала серьезные изменения климата и океанических течений. Колонии, перешедшие к гаремам, обитали в районах апвеллинга, где смешиваются водные массы с разными характеристиками. Мы считаем, что концентрация большого количества ластоногих в одном районе и заставляла их выработать систему гаремного спаривания и полового диморфизма", – пояснил Каллен.

По его словам, теперь становится возможным предсказать эволюцию всей группы в ближайшем будущем. "Изменения климата в наше время больше затрагивают Арктику и Антарктику, чем умеренные или экваториальные широты. При этом ластоногие полярных областей, как правило, не заводят гаремов и не отличаются диморфизмом. В результате изменения климата температура полярных вод, как ожидается, увеличится, их питательная ценность снизится и это приведет к определенному давлению на обитающих там ластоногих. В результате они могут перейти к созданию колоний и, как следствие, формированию гаремов", - приводит PhysOrg слова ученого.

Источник: PaleoNews

Живший в миоценовую эпоху Proconsul считается одним из предков современных людей. Американские антропологи восстановили экологические условия, в которых эта обезьяна сделала первые шаги к человекообразным.

Proconsul (в центре) и Dendropithecus (вверху). Реконструкция: Jason Brougham Остатки новой особи Proconsul и его родственника Dendropithecus, внешне напоминавшего гиббона, обнаружили ученые на острове Русинга в озере Виктория. Это местонахождение стало широко известно в 80-х годах прошлого века, когда здесь нашли окаменевший ствол дерева, в дупле которого сохранились кости ископаемой обезьяны и остатки других вымерших животных.

Новые образцы оказались не менее интересными. Кроме обезьяньих костей антропологам попалось множество окаменелостей растений, позволивших уточнить экологические условия, сложившиеся на Русинге 18-20 млн лет назад, во времена жизни проконсула. В осадочных отложениях с тех пор и до наших дней хранились пни, кальцинированные корни и даже листья различных деревьев.

Тщательно изучив собранные материалы, доцент кафедры антропологии университета Род-Айленда Холли Дансворт и ее коллеги пришли к выводу, что проконсулы и дендропитеки населяли "обширный, густой, многоэтажный, закрытый купол" тропического леса. "Это, пожалуй, самое лучшее свидетельство об условиях жизни обезьян изо всех, которые мы только можем себе представить, – рассказала Дансворт. – Анализ стволов, корней и листьев говорит о том, что лес формировал единый купол, и древесные животные вроде проконсула могли легко перебираться в нем с дерева на дерево, не спускаясь на землю".

Как уточнил соавтор исследования Даниэль Пеппе из Бэйлорского университета, анализ ископаемой почвы показывает, что климат в этих местах в миоцене обладал ярко выраженной сезонностью с чередованием сухих и влажных времен года. В целом за год здесь выпадало от 1400 до 2500 мм осадков, а температура воздуха колебалась между 23 и 34 градусами тепла по Цельсию. Такой климат был достаточно стабилен и сохранялся на протяжении всего времени, пока рос окаменевший лес.

"Растительные остатки нечасто встречаются рядом с окаменелостями приматов, – пояснила Дансворт. – Но такое множество изысканных окаменелостей растений, сохранившихся вместе с ископаемыми приматами – это особенная редкость". Раскопки на Русинге продолжаются, пишет Science Daily. "Мы точно не знаем, что собираемся найти, но без сомнения наши поиски позволят лучше представлять себе раннюю эволюцию обезьян, которая является важнейшей главой нашей собственной истории", – отметила антрополог.

Источник: PaleoNews

Большой крохаль (лат. Mergus merganser)

Большой крохаль (лат. Mergus merganser), фото википедия

Голос  Большого крохаля

1. О реке 

2. Некоторые характеристики Амура

3. Рыбы Амура

4. Экспедиция "Амур 2012"

5. Фотогалерея "Амур"

6. Фильм про Амур

 Источники:

Большинство животных, летая или плавая, изгибает крылья и плавники одним и тем же образом — в аналогичных пропорциях и под схожими углами. Этот, по-видимому, универсальный принцип подходит и мотылькам, и акулам. Возможно, на него стоит обратить внимание тем, кто создаёт устройства, способные передвигаться в воздушной и водной среде. 

Китовые хвосты и птичьи крылья изгибаются одинаково. (Фото Michael L. Baird / flickr.)Сконструировать ЛА, хлопающий крыльями, пытаются давно — вспомним Икара и Леонардо да Винчи. Братья Райт сделали ставку на неподвижное крыло, но стремление понять, каким образом птицам удаётся подниматься в воздух и маневрировать, не угасло. Очевидно, инженерам отчаянно не хватает сведений по аэродинамике этих удивительных существ.

Мнение учёных о том, помогает или мешает птицам гибкое крыло, постоянно меняется. Биолог Джон Костелло из Провиденс-колледжа (США) и его коллеги решили исходить из того, что птицы, хотим мы того или нет, всё-таки летают. Кроме того, они заподозрили, что аналогичные движения совершаются плавниками и хвостами, и даже приняли участие в проекте Управления военно-морских исследований США по созданию аппарата, способного передвигаться наподобие медузы. Исследователи выяснили, что добавление пассивного, но подвижного сегмента к жёсткой в целом поверхности увеличивало скорость реактивного движения в разы. 

Учёные прочесали видеоресурсы YouTube, Vimeo и др. в поисках роликов с изображением самых разных существ от плодовых мушек до летучих мышей и от моллюсков до горбатых китов. Несмотря на огромное разнообразие форм и структур «движущих механизмов» (тонких, как паутинка, мембран, оперённых крыльев, толстых и тяжёлых китовых хвостов), удалось обнаружить сходство определённых переменных, которые были измерены вручную. У 59 видов расстояние от точки, где начинается изгиб, до основания крыла составляет примерно две трети от общей длины крыла, а максимальный угол сгиба находится в промежутке 15–38°. 

Следовательно, животные с очень разной историей эволюции пришли в итоге к примерно одинаковым решениям одной и той же задачи. Эволюцию обусловили физические законы, определяющие взаимодействие текучих сред. Неважно, от каких предков произошли эти животные — ползучих, ходячих или прыгучих: как только возникала нужда в адаптации к текучей среде, развиваться можно было только в определённых рамках, несмотря на все различия в анатомии и физиологии. 

И всё же вопрос остаётся открытым. Следует ли инженерам делать ставку на гибкое крыло? 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА