«Эволюция в пробирке» заняла у кишечной палочки 24 года.
опубликованы в свежем номере журнала Nature.
Американские микробиологи из Мичиганского университета «заставили» бактерий эволюционировать, в результате чего те стали питаться новым типом вещества. Результаты исследованияЭксперимент был начат в 1988 году. Ученые расселили кишечных палочек (Escherichia coli) по 12-ти культурам, и затем каждые сутки добавляли в них ограниченное количество глюкозы, которого хватало на несколько часов. Это давало бактериям стимул искать альтернативные источники энергии.
Через определенные интервалы времени исследователи отбирали образцы из всех12 культур и замораживали их, чтобы в случае необходимости «отмотать» молекулярную эволюцию. Когда у микроорганизмов сменилась 31 тысяча поколений, выяснилось, что некоторые бактерии в одной из культур Ara–3 смогли перейти на питание лимонной кислотой.
В норме бактерии E. сoli не могут потреблять лимонную кислоту в присутствии кислорода, что является их отличительной видовой особенностью. Поэтому, когда еще через 2 тысячи поколений большинство бактерий культуры Ara–3 стали питаться лимонной кислотой, ученые сочли, что у них эволюционировал совершенно новый признак.
Авторы статьи разморозили образцы культуры Ara–3 за весь период ее существования и проанализировали, как менялся геном бактерий. Ученые пришли к выводу, что молекулярная эволюция у E. сoli происходила в три этапа. На первом из них произошла мутация в гене, в котором закодирован белок, направляющий лимонную кислоту в клетке.
В аэробных условиях у обычных бактерий этот ген не работает, однако у мутировавших E. сoli он переставал реагировать на присутствие кислорода. При этом единичная мутация сама по себе не способствовала эффективному усвоению лимонной кислоты. Поэтому E. сoli смогла перейти на новый тип питания только тогда, когда в ее геноме накопилось достаточное число копий мутировавшего гена.
Авторы исследования подчеркивают, что даже у таких несложно устроенных организмов, как бактерии, для приобретения нового признака недостаточно единичной мутации. «В реальности мутация – это сложный комплексный процесс перестройки ДНК, в результате чего бактерия получает новый регуляторный модуль, не существовавший ранее», – пояснил Закари Блаунт, один из авторов работы.
Источник: infox.ru
Койсанские народы, проживающие на юге Африки, "отщепилась" от общего древа человечества примерно 100 тысяч лет назад, что делает их древнейшими и, возможно, одними из первых племен современных людей на Земле, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Science.
Койсанские народы представляют собой относительно небольшую группу африканских племен, разговаривающих на так называемых "щелкающих языках". К их числу относятся различные народности охотников-бушменов ("сан") и скотоводов-готтентотов ("кхой"), проживающие на территории ЮАР и других южно-африканских государств. Койсанские языки настолько не похожи на наречия соседних племен, что их происхождение всегда считалось одной из интереснейших загадок истории человечества.
Группа генетиков под руководством Карины Шлебуш (Carina Schlebusch) из университета Упсалы (Швеция) пролила свет на эту загадку, расшифровав геномы койсанцев и сравнив их с ДНК прочих африканских племен и жителей других континентов.
Для этого Шлебуш и ее коллеги набрали 220 добровольцев из 11 племен бушменов и готтентотов, попросили их сдать пробы крови и проанализировали их геномы. В ходе анализа генетики выделили 2,2 миллиона однонуклеотидных полиморфизмов - различий в устройстве ДНК в одну "букву" - и использовали их для вычисления степени родства и времени отделения койсанцев от других народов Земли.
К удивлению ученых, все использованные методы анализа указали, что койсанцы отделились от общего древа человечества свыше 100 тысяч лет назад, еще до начала миграции людей из Африки и расселения по миру. Примерно 43 тысячи лет назад произошло внутреннее деление койсанцев на южную и северную группу. Как отмечают исследователи, часть популяций койсанцев сохранила свои древние корни, тогда как другие, как племя "кхве", достаточно долго скрещивались с пришлыми народами банту и потеряли свою генетическую идентичность.
Изучив генетическую историю койсанцев, Шлебуш и ее коллеги решили выяснить, что отделяет их от других жителей Земли. Оказалось, что бушмены и готтентоты являются носителями генов, связанных с повышенной силой и выносливостью мускулов, а также чрезвычайно высокой уязвимостью к ультрафиолетовому излучению.
По словам ученых, добавление племен бушменов и готтентотов к общей генетической "карте" человечества усложнило поиск родины первых людей, покинувших Африку и мигрировавших на Ближний Восток и в Европу. Существенные различия в устройстве геномов койсанцев и других жителей Земли указывают на то, что современные люди произошли не от одного источника, а из нескольких прародительских племен.
Шлебуш и ее коллеги планируют опубликовать геномы койсанцев в открытом доступе для привлечения внимания антропологов, палеогенетиков и других ученых, интересующихся различиями в устройстве ДНК бушменов и современных людей. Как считают исследователи, это поможет составить полный список участков генома, больше всего изменившихся за 100 тысяч лет раздельной эволюции.
Источник: РИА Новости
Биологи из Новой Зеландии в очередной раз удивились способностям новокаледонских воронов. Эти птицы, оказывается, умеют связывать в своем сознании видимое для них действие с его скрытым источником. Иначе говоря, для них не составляет труда обнаружить причинно-следственную связь между двумя событиями. А подобное даже далеко не все млекопитающие умеют.
У многих зоологов уже давно создалось впечатление, что природа создала новокаледонских воронов (Corvus moneduloides) лишь для того, чтобы ученые не переставали удивляться. Эти птицы постоянно демонстрируют свои невероятные способности к аналитическому мышлению и осознанному поведению, которые у них, честно говоря, не уступают таковым приматов. Именно эти пернатые умники смогли убедить самых недоверчивых ученых в том, что птицы могут быть совсем не глупее млекопитающих.
Недавно зоологи из новозеландского Университета Окленда смогли убедиться в том, что новокаледонские вороны могут устанавливать зависимость одного явления от другого, то есть пользуются тем методом анализа, который мы называем установлением причинно-следственной связи. Более того, они хорошо отличают случайные ситуации от закономерных. Подобные способности могут продемонстрировать даже далеко не все млекопитающие, а что касается птиц, то у них зачатки логического мышления (а оно, как мы знаем, основано именно на выявлении причинно-следственных связей) были обнаружены впервые.
Выбор черных разбойников с Новой Каледонии в качестве подопытных объектов ученые объяснили просто — давно известно, что эти птицы часто используют различные орудия труда. Особенно ловки они в обращении с разными палочками. Это было важно для последующих экспериментов — ведь палке там отводилась немалая роль.
Итак, для начала зоологи поймали несколько разновозрастных птиц и поместили их в просторный открытый вольер. При этом их очень своеобразно кормили — еда помещалась в особый ящичек, из которого ее можно было достать лишь с помощью тонкого прута. В течение нескольких дней вороны осваивали этот достаточно простой для них способ добычи пищи, и как только все они справились с данной задачей, началась вторая фаза эксперимента.
Рядом с тем местом, где подопытные принимали пищу, ученые поставили экран с отверстием, в которое можно было просунуть палку. Что, собственно говоря, постоянно и делал один из экспериментаторов — он всовывал в отверстие палку и двигал ей как раз в тот момент, когда ворон с помощью прутика доставал корм, манипулируя прутиком. Сложность для птиц заключалась в том, что когда это происходило, они не видели, двигается ли палка сама по себе или ей кто-то помогает. Однако в ряде опытов вороны сначала наблюдали, как человек заходит за экран, а в другой серии опытов он перемещался туда тайно, в тот момент, когда они были заняты чем-то другим.
В итоге выяснилось, что в обоих случаях птицы вели себя поразному. Если они видели человека, который исчезал за экраном, после чего из отверстия появлялась палка и несколько раз двигалась взад-вперед, а затем экспериментатор вновь выходил из-за экрана, то были абсолютно спокойны. А вот в той ситуации, когда манипулятор им не был виден до начала эксперимента, вороны проявляли сильное беспокойство и все время пытались держать отверстие, откуда появлялась загадочная пляшущая палка в поле своего зрения. Тем не менее, она все-таки не особо их пугала, поскольку тогда, когда она переставала двигаться, птицы подлетали к кормушке и принимались доставать угощение.
В статье, опубликованной в журнале PNAS, зоологи изложили свою трактовку результатов данного эксперимента. Они считают, что вороны нервничали во время второй серии экспериментов потому, что не понимали, почему палка вдруг начала двигаться. Исходя из их немалого опыта (а все врановые весьма наблюдательны), такого происходить не должно — сами по себе палки не пляшут. Их обязательно должен кто-то двигать, но в данном случае они не знали, кто это делает. Следовательно, заключают ученые, умные птицы предположили, что за экраном таится кто-то неведомый, от которого не понятно чего следует ожидать, и поэтому были осторожны.
А вот если вороны видели, что перед движениями палки за экран входит человек, то сразу понимали, что это именно он производит все наблюдаемые ими действия. Тогда птицы сразу успокаивались: палки можно было не бояться, ведь с экспериментаторами они уже давно познакомились и знали, что им можно доверять — они их точно не обидят. То есть, в любом случае пернатые умники понимали, что должен быть кто-то, кто двигает палку, и пока этот кто-то оставался скрытым, непонятным, невидимым, стоило быть настороже. А вот если удается определить, кто это, — тогда другое дело, можно расслабиться и спокойно заняться обедом.
Интересно, что аналогичные эксперименты с детьми показали, что они начинают подозревать "агента действия" только к семимесячному возрасту. Так что можно сказать, что умственные способности новокаледонских воронов находятся на уровне развития семимесячного младенца. Тем не менее, им вполне хватает этого для того, чтобы выжить.
И в то же время данное исследование показало, что основы логического мышления у всех живых существ одинаковы. Будь ты хоть птицей, хоть человеком, все начинается с одного и того же — с установления причинно-следственной связи…
Источник: pravda.ru
13-02-2015 Просмотров:7292 Новости Зоологии Антоненко Андрей
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...
26-08-2015 Просмотров:6901 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Международная группа биологов под руководством Петера Годфрей-Смита (Peter Godfrey-Smith) из Сиднейского университета (Австралия) заметила, что осьминоги, живущие в заливе Джервис на востоке Австралии, способны не только драться друг с другом,...
03-07-2014 Просмотров:7319 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Палеонтологи выяснили, что задние конечности археоптерикса были покрыты большим количеством контурных перьев. Открытие доказывает, что изначально оперение возникло у предков птиц не для полета. Отпечатки перьев археоптериксаОб этом говорится в статье немецких ученых, опубликованной всвежем выпуске...
10-11-2017 Просмотров:3311 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Американские палеонтологи откопали в Антарктиде окаменевшие стволы деревьев. Они были частью обширного леса, который произрастал на этом континенте в конце пермского периода. О находке сообщается на официальном сайте Университета Висконсина-Милуоки. В наши...
12-07-2013 Просмотров:36453 Протисты, простейшие (Protista) Антоненко Андрей
Подцарство: Протисты, простейшие Оглавление 1. Введение 2. Среда обитания 3. Строение простейших 4. Передвижение простейших 5. Питание и обмен веществ у простейших 6. Раздрожимость 7. Ядра простейших и их размножение 8. Роль простейших в природе 1. Введение Рис. 1.1. ПротистыПротисты (др.-греч. πρώτιστος «самый первый, первейший»), или простейшие (рис.1.1) —...
Население южной части Африки, которое говорит на языках не-банту с щёлкающими согласными, делится на две основные группы, причём обе имеют генетическую связь с охотниками и собирателями Восточной Африки. Носитель языка таа…
Получены новые данные в пользу того, что солёные грунтовые воды бассейна Витватерсранд в Южной Африке оставались изолированными в течение многих тысяч и, может быть, даже миллионов лет. Карта бассейна Витватерсранд (иллюстрация…
Ученые выяснили, что млекопитающие перешли от ночного к дневному образу жизни после вымирания динозавров. Получается, именно из-за угрозы со стороны динозавров наши далекие предки десятки миллионов лет боялись показаться на…
Работая с безглазыми червями, ученые открыли принципиально новый тип белков, воспринимающих свет. Он относится к тому же классу, что и вкусовые рецепторы, и работает на два порядка эффективнее, чем обычный…
Первооткрыватели "внеземных" бактерий, использующих мышьяк вместо фосфора для строительства молекул ДНК, опровергли свои собственные выводы, попытавшись вырастить колонию таких микробов при полном отсутствии фосфора в питательной среде, говорится в двух…
Неожиданной удачей увенчались раскопки европейских палеонтологов в музейных фондах. Окаменелости, найденные еще в 1890 году, внезапно оказались остатками первой в Европе птицы-террориста – представителя знаменитого семейства Phorusrhacidae, ранее называвшегося фороракосами. Поздний…
Южноамериканские лягушки-древолазы, самые ядовитые земноводные существа на Земле, не убивают сами себя ядом из-за всего одной "опечатки" в белке, на который действует их "оружие массового поражения", говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS. Лягушка-древолаз (Phyllobates terribilis)"Кожа типичной…
В Китае обнаружено самое крупное водное насекомое из тех, что существуют в наши дни. Длина крыльев насекомого такова, что они могут закрыть лицо человека, а челюсти по размерам сопоставимы с…
Нейробиологи идентифицировали область мозга, которая может отвечать за уникальные человеческие способности, включая речь. Идея о том, что накопленная абстрактная информация ответственна за многие уникальные способности человеческого мозга, обсуждалась на протяжении…