Исследователи увидели, как глобальное потепление через гены влияет на миграционное поведение рыб.
В последнее время резко возросло количество работ, посвящённых тому, как животные и растения приспосабливаются к изменениям климата. Естественно, людей в первую очередь интересует судьба промысловых видов: будет ли из чего делать суши лет так через пятьдесят? Исследователи из (США) как раз задались вопросом о судьбе лососёвых: сумеют ли эти привычнейшие «кухонные» рыбы приспособиться к повышению температуры?
Сосредоточились учёные на горбуше. Этот вид, как и другие лососёвые, каждый год поднимается из морей в верховья рек, чтобы отложить икру. Миграционное поведение у рыб зависит от генов. В 1970-е зоологи заметили, что некоторые горбуши начинают миграцию месяцем позже, чем основная масса. Подозрение пало на генетическую мутацию, которая была у 26% поздно мигрирующих рыб (среди тех, кто шёл на нерест в обычные сроки, эта мутация была всего у 3%). Исследователи на этом не остановились и продолжили «коллекционировать» мутации, которые могли иметь хоть какое-то отношение к миграционному поведению.
Результаты почти 32-летней работы зоологи опубликовали в журнале . Частота мутации, отвечающей за позднюю миграцию, оставалась постоянной — до поры. Но где-то с начала 90-х началось постепенное вымывание мутации из популяции, и обнаружить её в нынешних поколениях горбуши — большая удача. Исследователи сделали вывод, что в это время произошло какое-то изменение в условиях обитания рыб, из-за которого поздняя миграция стала невыгодной.
Оказалось, что скачок в частоте мутации случился как раз тогда, когда температура рек, по которым горбуша поднималась на нерест, заметно повысилась. Чтобы нерест прошёл успешно, рыбам важно успеть до того, как температура воды станет совсем летней. Поэтому те, кто начинал нерест позже, оказались эволюционными неудачниками.
Существует много работ, посвящённых поведенческим изменениям у животных под влиянием глобального потепления. Но это исследование — одно из немногих, где изменения в поведении увязываются с генетическими изменениями; можно сказать, авторам работы удалось подсмотреть кусочек эволюционного процесса. Не все популяции горбуши идут на нерест весной: есть такие, что отправляются в реки осенью. Так что исследователи могут подтвердить свои результаты, если покажут, что осенние популяции со временем начинают выдвигаться на нерест всё ближе к зиме.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Физики с помощью компьютерной симуляции показали, что необычное ступенчатое распределение воды в теплых океанах вызывается солевыми пальцами. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters, а ее краткое содержание приводится на сайте Американского физического общества.
Воды в океанах обычно распределяются по слоям разной температуры и солености, и нижние слои обычно более холодные и соленые. Холодная и соленая вода имеет большую плотность, чем теплая и менее соленая, поэтому такое распределение неудивительно.
Однако, в некоторых местах океанов, особенно в южных широтах, наблюдается аномальное распределение плотности. Верхние слои воды в этих местах теплые, но из-за сильного испарения содержат больше соли и имеют большую плотность, чем нижние. Интересно, что плотность и соленость в глубину меняется не постепенно, а ступенями толщиной от 10 до 30 метров - океан в таких местах разделен на достаточно устойчивые слои, площадь которых составляет сотни квадратных километров.
Ученые разработали ресурсоемкую гидродинамическую модель (без использования периодических границ) и провели симуляцию поведения воды с разной соленостью и температурой. Оказалось, что из состояния с плавным распределением температуры и солености в слоистое состояние система переходит самопроизвольно, а главную роль в этом играют солевые пальцы.
Гипотеза солевых пальцев была предложена еще в 60-е годы прошлого века, однако показать ее справедливость в настолько подробном моделировании до сих пор не удавалось. Солевые пальцы представляют собой выпячивания верхнего слоя жидкости, которые быстро падают вниз. Высокая скорость и устойчивость их движения объясняются тем, что скорость диффузии тепла гораздо выше скорости обмена солью. Падая вниз, солевой палец быстро приобретает температуру окружающего слоя, но не теряет солености. Из-за этого он оказывается тяжелее окружающего слоя и устремляется еще ниже.
Проведенное авторами статьи моделирование показало, что образование солевых пальцев самопроизвольно приводит к расслаиванию жидкости в океанах, - там, где скорость испарения оказывается достаточно высокой.
Источник: lenta.ru
Болезнетворные штаммы обычной кишечной палочки, поражающие мочевой пузырь и другие части выделительной системы человека, крадут основное оружие иммунных клеток - ионы меди, что позволяет им защищаться от попыток организма уничтожить очаг заражения, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Chemical Biology.
"И хотя многие пациенты избавляются от таких болезней без особых проблем, в других случаях инфекция продолжает существовать или неоднократно возвращается, несмотря на многократные курсы антибиотиков. В некоторых случаях, болезнь распространяется в почки или кровь и начинает угрожать здоровью пациента. Мы изучали, чем же отличаются наиболее опасные кишечные палочки от других патогенных штаммов этого микроба", - заявил руководитель группы биологов Джеффри Хендерсон (Jeffrey Henderson) из Медицинской школы университета штата Вашингтон в Сент-Луисе (США).
Хендерсон и его коллеги изучали продукты жизнедеятельности, которые выделяют различные штаммы кишечной палочки Escherichia coli, поражающие мочеполовые пути человека.
Как отмечают исследователи, в своей предыдущей работе они выяснили, что болезнетворность кишечной палочки зависит от того, насколько активно она выделяет молекулы иерсиниябактина. Это вещество позволяет бактерии "отнимать" ионы железа у пораженного организма и использовать их для собственных нужд - размножения и транспортировки энергии.
Несмотря на столь важную роль иерсиниябактина в жизни кишечной палочки, оставалось непонятным, как это вещество влияет на устойчивость бациллы к иммунной системе человека. Авторы статьи нашли ответ на этот вопрос при помощи простого опыта - они добавили иерсиниябактин в образцы мочи здоровых людей и проследили за тем, с ионами каких металлов соединяются молекулы этого вещества.
Оказалось, что молекулы иерсиниябактина присоединяют не только ионы железа, но и меди. Как объясняют ученые, ионы меди токсичны для кишечной палочки и других бактерий и их повышенная концентрация в среде обитания может привести к гибели микробов. В частности, некоторые иммунные клетки используют ионы меди в качестве оружия для борьбы с инфекцией мочевого пузыря.
Таким образом, иерсиниябактин выполняет сразу две функции - он нейтрализует свободные ионы меди и конкурирует за доступ к ним с иммунными клетками, лишая их возможности использовать медь для защиты организма. Это позволяет бактериям выживать внутри мочевого пузыря и переносить дополнительные нагрузки, такие как курсы антибиотиков.
Авторы статьи полагают, что результаты их работы могут быть приспособлены для диагностики инфекции на ранних этапах ее развития - чем больше в моче пациента соединений иерсиниябактина и меди, тем сложнее будет вылечить заражение. Это поможет подобрать адекватные методы борьбы с кишечной палочкой до того, как болезнь начнет угрожать жизни пациента, заключают ученые.
Поврежденные клетки кожи при солнечном ожоге выделяют большое количество деформированных молекул сигнальной РНК, которые проникают в здоровые клетки и заставляют их вырабатывать белки, вызывающие воспаление и другие характерные признаки "перезагара" - покраснение и болезненную чувствительность, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Nature Medicine.
"Некоторые болезни, в частности псориаз, лечатся при помощи ультрафиолетового облучения. Основная проблема такой терапии - повышенная вероятность развития рака кожи. Благодаря нашему открытию мы можем получить положительные эффекты УФ-облучения без собственно самого облучения. Кроме того, теперь мы можем блокировать данный механизм для защиты организма особо чувствительных людей, к примеру, больных волчанкой, от ультрафиолета", - заявил руководитель группы биологов Ричард Галло (Richard Gallo) из университета штата Калифорния в Сан-Диего (США).
Галло и его коллеги изучали последствия облучения ультрафиолетовым излучением на культурах кожи человека и на коже здоровых мышей.
В ходе первого эксперимента биологи вырастили несколько культур клеток кожи, разделили их на две группы и облучали половину из них ультрафиолетом в течение минуты. Сила такого облучения имитирует сильный солнечный ожог, при этом часть клеток в пробирках или умирает, или необратимо повреждается. Через некоторое время после облучения ученые очистили питательную среду от клеток и добавили ее в пробирки со здоровыми культурами.
Это привело к необычным последствиям - здоровые клетки начали выделять большое количество молекул белков TNF-альфа и интерлейкина-6. Данные соединения относятся к классу противовоспалительных белков, стимулирующих обмен веществ, переводящих здоровые клетки в режим "чрезвычайной ситуации" и запускающих механизмы самоуничтожения в поврежденных клетках.
Биологи проанализировали содержимое экстракта из питательной среды, в которой обитали облученные клетки, и обнаружили множество деформированных молекул сигнальной РНК. По словам Галло и его коллег, данные молекулы соединялись с особыми белковыми выростами на стенках здоровых клеток - рецепторами врожденной иммунной системы TLR-3. Этот рецептор относится к классу так называемых Toll-like рецепторов, управляющих защитной реакцией на некоторые виды бактерий и появление раковых клеток.
Ученые синтезировали искусственные молекулы РНК, аналогичные тем, которые производят здоровые клетки и облучили их ультрафиолетом. Они добавили полученные молекулы в питательную среду к здоровым клеткам и проследили за их реакцией. Синтетические РНК произвели такой же эффект, что и их природные аналоги.
В следующем эксперименте Галло и его коллеги нейтрализовали данный эффект, удалив ген рецептора TLR-3 из генома мышей. По словам ученых, отключение этого гена сделало кожу грызунов нечувствительной к ультрафиолету и инъекциям поврежденной РНК, - покраснения кожи отсутствовали, так как здоровые клетки перестали выделять противовоспалительные белки.
Как отмечают биологи, препараты на основе молекул РНК можно использовать в качестве "замены" облучения в некоторых видах терапии.
01-02-2011 Просмотров:9969 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Четыре научные группы практически одновременно представили черновые варианты расшифровки генетических последовательностей красного огненного муравья Solenopsis invicta, аргентинского муравья Linepithema humile, бородатого муравья-жнеца Pogonomyrmex barbatus и муравья-листореза Atta cephalotes. Pogonomyrmex barbatus (фото...
05-12-2012 Просмотров:11639 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Некоторые виды птиц делают запасы корма, который прячут в тайниках. Вы наверняка слышали о таком поведении соек. Однако их тайники часто оказываются разграбленными воронами, галками, да и другими сойками. Причём...
12-01-2011 Просмотров:11790 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Анализ ДНК человеческой вши помог американским ученым ответить на вопрос, когда предки человека научились носить одежду. Это произошло, по мнению исследователей, одновременно с появлением нового подвида — вши платяной. Первобытные...
21-07-2012 Просмотров:12840 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Разные участки коры головного мозга активизируются у двух обезьян, выполняющих одно и то же задание, но имеющих разные характеры. Американские ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе проследили активность мозговой коры двух...
05-11-2015 Просмотров:7305 Новости Экологии Антоненко Андрей
Новый национальный парк "Бикин" создан в Приморском крае для сохранения амурских тигров и других редких видов животных, сообщает Минприроды России. Амурский тигр"Новый национальный парк создан в запланированные сроки, он позволит сохранить ключевые местообитания амурского тигра....
Анализ окаменелостей, обнаруженных в северной части Эфиопии 4 года назад археологами во главе с Йоханнесом Хэйли-Селасси (Yohannes Haile-Selassie) из Музея естественной истории в Кливленде, позволяет говорить о том, что на…
Хотите быстро сбросить вес? Не нужно возиться с диетами — достаточно переселиться в более высокое место. Вы почувствуете себя легче благодаря колебаниям земной силы тяжести, которые, как показала новая карта,…
Тайну взаимосвязи двух видов рогатого динозавра трицератопса раскрыли американские палеонтологи. Для того, чтобы один вид превратился в другой, понадобилась всего пара миллионов лет. Трицератопс в синих тонах. Реконструкция: Holly Woodward В…
Палеонтологи разглядели пыльцу голосеменных растений на мухах, обнаруженных в меловом янтаре возрастом 100 млн лет. Чтобы продемонстрировать, как эти насекомые подлетали к генеративным органам растений, ученые сняли специальный ролик. Об этом…
В Енисее раньше верховка не встречалась. По сведениям зав. лабораторией рыболовства НИИЭРВНБ Ю.В Михалева, верховка впервые была завезена в Ужурское прудовое хозяйство в 1963 г. вместе с личинками и мальками…
Быть черепахой нелегко. На суше хищники воруют яйца и охотятся за только что вылупившимися детёнышами, в море поджидают акулы. Люди не отстают, сбрасывая в океан пластиковые отходы и одновременно мечтая…
На формирование литосферных плит, возможно, ушёл целый миллиард лет. Разлом Сан-Андреас в Калифорнии отмечает встречу Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. (Фото Kevin Schafer / Alamy.)По новой гипотезе, плиты — взаимосвязанные участки…
Ученые предложили конкретную точку, с которой можно отсчитывать начало антропоцена, эпохи, когда человек сделался новой силой природы. Этой точкой стал 1610 года, когда началось активное освоение Нового света. К такому выводу…
Австралийские геологи заявили, что им удалось обнаружить в Гренландии остатки бактериальных матов возрастом 3,7 млрд лет. Если интерпретация ученых верна, то находка представляет собой одни из древнейших следов жизни на…
Вверх