Первые биологические часы появились вместе с фотосинтезом и подчинялись не смене дня и ночи, а изменениям концентрации кислорода в клетке.
Появление биологических часов у живых организмов случилось из-за накопления в атмосфере кислорода — к такому выводу пришли исследователи из Кембриджского университета (Великобритания). Статью, в которой они рассказывают, как доискивались происхождения суточного ритма, учёные опубликовали в журнале Nature. Биологические часы, как известно, есть почти у всех живых организмов, от одноклеточных водорослей до человека. Они выставлены на 24-часовой цикл, который может поддерживаться даже при отсутствии внешней коррекции в виде смены дня и ночи. Однако солнечный свет служит ключевым регулятором циркадного ритма, и гены, управляющие этим ритмом, обычно учитывают показания «оптических датчиков», то есть специальных фоторецепторов в глазу.
Несмотря, однако, на всеобщность, у разных организмов суточные ритмы устроены по-разному. То есть гены циркадного ритма у растений, дрозофил и, например, млекопитающих различаются довольно сильно. В связи с этим исследователи полагают, что биологические часы возникали в ходе эволюции неоднократно (по меньшей мере раз пять) у разных групп организмов. Но на этот раз учёные обратили внимание на гены пероксиредоксинов — ферментов, которые есть опять же почти у каждого живого существа на планете. Эти белки участвуют в обезвреживании опасных кислородных радикалов, образующихся в результате клеточного дыхания. Год назад эта же группа исследователей из Кембриджа сообщала, что уровень пероксиредоксинов в клетках морских водорослей и эритроцитах человека меняется по одинаковому ритму. И ритм этот, как легко догадаться, 24-часовой.
В новой работе учёные проанализировали динамику пероксиредоксинов среди более широко набора организмов: уровень ферментов измеряли у мышей, дрозофил, растений, бактерий и архебактерий. Оказалось, что активность генов пероксиредоксинов не зависит от солнечного света, без которого, как принято считать, биологические часы разлаживаются. Это навело исследователей на мысль, что пероксиредоксиновый ритм представляет собой какие-то другие, метаболические часы, не зависящие от остальных суточно-ритмических механизмов. Мутации, которые расстраивали обычный циркадный ритм, на колебаниях активности генов пероксиредоксинов никак не сказывались.
Вместе с тем учёные не считают, что метаболический и обычный световой суточные ритмы абсолютно независимы друг от друга. Вряд ли изменения в активности касаются только генов пероксиредоксинов; скорее всего, тут задействован ещё ряд ферментов, которые среди прочего могут выполнять связующую функцию между двумя системами суточного цикла. Однако специфика работы метаболических часов стала поводом для смелого предположения, что пероксиредоксины некогда были самыми первыми биологическими часами.
Вместе с «открытием» бактериями фотосинтеза 2,5 млрд лет назад им срочно понадобились системы, которые обезвреживали бы опасные продукты кислородных реакций. Появление фотосинтеза привело, как известно, к кислородной катастрофе, после которой те, кто не мог жить в новой атмосфере, вымерли или ушли в тень. Для реакции фотосинтеза необходим свет, но первоначально суточный ритм, по предположению учёных, подчинялся именно колебанию концентрации кислорода. И лишь потом биологические часы взяли за образец смену дня и ночи.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Чтобы получить наиболее эффектный узор, который отпугивал бы хищников, бабочки геликонии используют сложную эволюционно-генетическую технику обмена генами между видами.
Геликонии были открыты в американских тропиках и субтропиках в прошлом веке и с тех пор служат благодарным объектом в исследованиях генетиков. Эти бабочки несут на крыльях характерный чёрно-красный узор, который должен напоминать хищникам о ядовитости. Узор разнится от вида к виду, и многообразие вариантов окраски делает геликоний удобным объектом для эволюционно-генетических штудий.
Очевидно, в ходе эволюции задачей бабочек было научиться как можно более эффективно отпугивать хищников. Чтобы добиться этого, геликонии используют довольно необычный метод. В статье, опубликованной в журнале , международная группа исследователей сообщает о «межвидовом промискуитете», посредством которого бабочки получают возможность выбрать из множества вариантов окраски самый пугающий. Учёные проанализировали геномы видов с повторяющимися мотивами в узорах на крыльях. Оказалось, что сходство в окраске сопровождается сходством геномов: целые комплексы генов, отвечающих за распределение пигмента, оказались одинаковыми у нескольких разных видов.
Причиной этого, по словам учёных, может быть только , или межвидовая гибридизация. Мы привыкли к тому, что при межвидовом скрещивании не получается плодовитого потомства: первое поколение гибридов оказывается последним. Но в некоторых случаях это правило может не соблюдаться, если гибридный потомок будет скрещиваться с представителями родительских видов. В результате родительский вид обогатится вариантами генов, принадлежащими другому виду, тому, с которым они до этого дали жизнь гибриду.
Такой путь обмена генами — явление чрезвычайно редкое, особенно у животных (у растений интрогрессия случается чаще). Обычно изменения в признак вносятся посредством мутаций и последующего отбора наиболее удачного варианта. Но этот способ слишком медлен. Обмен же генами и блоками генов между видами позволяет искать удачные варианты признака гораздо быстрее. Очевидно, бабочкам геликониям удалось овладеть этой сложной, но весьма эффективной эволюционно-генетической техникой.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Исследователи обнаружили, что матричная РНК модифицирована ничуть не меньше, чем ДНК, причём модификации касаются важнейших генов, участвующих в развитии самых разных заболеваний, от рака до шизофрении.
О том, что химические модификации ДНК или обслуживающих её белков влияют на активность генов, известно давно: это один из примеров эпигенетического кодирования. Но до сих пор в исследованиях эпигенетического кода не находилось места для РНК: исследователи были заняты ДНК и гистонами, упаковывающими ДНК в хромосому. Оттого результаты, полученные группой исследователей из Корнеллского университета (США), выглядят особенно интригующими.
Учёным удалось обнаружить многочисленные модификации в матричной РНК, и есть все основания полагать, что они вносят свой вклад в регуляцию генетической активности. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Модификация, о которой идёт речь в статье, превращает аденозин в N6-метиладенозин, то есть на букву А генетического кода в мРНК вешается метильная группа. По словам авторов работы, 20% мРНК человека несут эту модификацию, причём касается она самых разных генов. Следует сказать, что N6-метиладенозин в матричной РНК был обнаружен ещё в 1975 году, но тогда не было уверенности, что он принадлежит именно мРНК, что в ходе эксперимента к мРНК не примешались транспортная и рибосомная РНК, которые, в отличие от мРНК, модифицированы щедро и разнообразно. На этот раз исследователи сумели прочесть последовательность модифицированных мРНК и обнаружили в них копии самых разных генов, имеющих отношение ко множеству заболеваний, от рака до шизофрении.
Более того, удалось найти фермент, который может снимать эту модификацию с мРНК. Им оказался продукт гена FTO, мутации в котором часто бывают связаны с ожирением и диабетом. Причём к метаболическим расстройствам приводит именно гиперактивность гена FTO, поэтому исследователи делают вывод, что метилирование матричной РНК необходимо для поддержания правильного метаболизма. Что до фермента, который, наоборот, модифицировал бы мРНК, то его пока не нашли. Зато учёные узнали, где группируются модификации — преимущественно вблизи стоп-кодона. Вероятно, это как-то влияет на работу рибосом, хотя тут, как признаются авторы работы, остаётся только гадать: возможно, модифицированные основания служат, как и в ДНК, для привлечения каких-то регуляторных белков.
Метилирование мРНК было обнаружено у человека и мыши, причём его рисунок оказался довольно консервативным: в обоих случаях модификации происходили в сходных последовательностях. Хотя прямых доказательств тому, что метилирование мРНК влияет на активность белкового синтеза, пока не получено, исследователи не сомневаются, что так оно и есть. Возможно, это универсальный механизм регуляции генетической активности, подобный эпигенетическим модификациям ДНК. Если так, то с практической точки зрения биологи и медики получат дополнительный инструмент в борьбе со сложнейшими и тяжелейшими недугами: достаточно будет лишь притормозить или, наоборот, ускорить ферменты, занимающиеся модификациями мРНК, чтобы генетическая активность человека пришла в норму.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Гигантская черепаха появилась после исчезновения динозавров и жила в озере, где могла питаться небольшими крокодилами.
Палеонтологи из Университета Северной Каролины (США) обнаружили на территории Колумбии (Южная Америка) останки гигантской черепахи, жившей 60миллионов лет назад. По своим размерам она напоминает небольшой автомобиль, а из ее панциря получился бы детский бассейн.
Рептилия получила название Carbonemys cofrinii, что означает «угольная черепаха», так как ее останки были найдены в угольной шахте, близ местечка Керрехон. Эти отложения относятся к позднему палеоцену. Менее крупные родственники Carbonemys, относящиеся к бокошейным пеломедузоидным пресноводным черепахам, были современниками динозавров. Однако сама Carbonemys появилась спустя 5 миллионов лет после их исчезновения.
В это время на территории современной Южной Америки наблюдалась вспышка гигантизма среди рептилий. Так, в этой же угольной шахте Керрехон был найден гигантский удав Titanoboa. Скорее всего, после исчезновения динозавров оставшиеся рептилии пытались занять их экологическую нишу, чему способствовало обилие пищевых ресурсов и отсутствие хищников.
Длина панциря гигантской черепахи составляет 172 сантиметра, диаметр ее головы был равен 24 сантиметрам (размер футбольного мяча). «Когда мы четыре дня раскапывали ее панцирь, мы поняли, что перед нами – самая большая черепаха,которую когда-либо находили в этом районе и в это время. Найденный экземпляр –первое свидетельство гигантизма среди пресноводных черепах», -- рассказал Эдвин Кадвена, один из авторов работы, которая будет опубликована в журнале Journal of Systematic Palaeontology.
Мощные челюсти черепахи свидетельствуют о том, что она могла питаться самой разнообразной пищей – моллюсками, другими черепахами и даже небольшими крокодилами. Возможно, ее хищничеством объясняется и то, что палеонтологам удалось найти всего один экземпляр Carbonemys. Чтобы прокормить такого гиганта,требовалась большая площадь и много пищевых ресурсов. Скорее всего, в древнем озере могла обитать только одна такая черепаха, а все остальные не выживали.Палеонтологи говорят, что они находят много панцирей небольших бокошейных черепах со следами укусов крокодилов. Однако такому гиганту, как Carbonemys,крокодилы были не страшны.
Источник: infox.ru
05-06-2015 Просмотров:7408 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Необходимость различать горький вкус у животных выработалась эволюционно: видам, которые зависимы от растительной пищи, это помогает выявлять несъедобные и даже ядовитые растения. В частности, за восприятие горького вкуса у людей отвечают рецепторы TAS2R38 и TAS2R43. Кошачьи являются единственными...
05-11-2010 Просмотров:11642 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Аллигаторы используют свои лёгкие весьма необычным и притом высокоэффективным способом. Больше всего он напоминает дыхание динозавров и современных птиц, считают биологи из университета Юты (University of Utah). Аллигаторы –...
14-02-2019 Просмотров:2788 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Малые дальневосточные черепахи, живущие в реках России, Китая, Кореи и других стран Восточной Азии, оказались разделены на два вида, одному из которых угрожает полное вымирание. Описание нового вида рептилий было...
09-06-2014 Просмотров:7812 Новости Экологии Антоненко Андрей
Рыба голомянка-лира с запутанными отметинами на каждой чешуйке, лягушка с грубой кожей шоколадного цвета, новый вид имбиря и еще более двух десятков видов флоры и фауны были обнаружены в Мьянме после...
20-08-2014 Просмотров:8288 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Испанские палеонтологи восстановили детали строения кожной брони титанозавров – последних гигантских ящеров в истории Земли. По их данным, эти огромные животные были покрыты несколькими рядами костяных щитков, прикрывавших их спину...
Ученые обнаружили на спутнике Юпитера Европе большие запасы перекиси водорода — потенциального источника энергии для бактерий-экстремофилов, которые могут обитать в подледном океане этого небесного тела, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения…
Tyrannosaurus rex некоторыми палеонтологами считается всего лишь падальщиком, который был не в состоянии угнаться за здоровыми и быстрыми жертвами. А вот аспирант из Университета Альберты (Канада) Скотт Персонс уверен, что…
Межпланетная станция Cassini провела радарное исследование Титана и впервые обнаружила в углеводородном море Лигеи, крупнейшего спутника Сатурна, следы волн. Таким образом ученые разгадали тайну необычного острова, обнаруженного ранее в водоеме небесного тела.…
Серые попугаи, как и слоны, шимпанзе и вороны, оказались способны к коллективному труду. При этом жако могли в совместном задании выполнять разные роли и даже проявляли разное предпочтение к партнёрам…
До сих пор считалось, что доминирование одной из рук — это черта, присущая исключительно человеку. Однако теперь выяснилось, что попугаи тоже предпочитают использовать одну из сторон своего тела больше другой. …
Голец Дрягина - жилая рыба, впервые была обнаружена в оз. Маковском, затем - в озерах Советском и Налимьем, принадлежащих к левобережному притоку нижнего Енисея - р. Турухану. Несколько позже голец…
Паразиты влияют на поведение тех, на ком паразитируют. Самый известный пример — грибы-зомбификаторы из рода Кордицепс, которые приказывают заражённым ими муравьям отправиться умирать туда, куда нужно самим грибам. Однако паразиту…
Ископаемого жука возрастом около 20 млн. лет нашли ученые в отложениях в Восточной Сибири. Находка пошатнула представления ученых о том, что новые виды насекомых образуются быстро – всего за 2-3…
Ученые пришли к выводу, что влажные тропические леса Амазонки стали центром мирового разнообразия видов благодаря образованию Анд. Процессы горообразования проходили в несколько этапов. Каждый раз создавались особые условия, привлекающие определеные…
Вверх