Изучив два новых вида жуков с острова Новая Каледония, ученые сделали еще одно открытие — в их пищеварительном тракте они нашли новые виды растений.

Два новых вида жуков (Arsipoda geographica и Arsipoda rostrata) с острова Новая Каледония в Тихом океане Два новых вида жуков (Arsipoda geographica и Arsipoda rostrata) на острове Новая Каледония в Тихом океане обнаружила группа ученых под руководством доктора Хесуса Гомеса-Суриты (Jesús Gómez-Zurita) из Института эволюционной биологии (Барселона, Испания). Свое открытие биологи сделали при помощи анализа митохондриальных ДНК этих представителей отряда жесткокрылых.

Что едят жуки

Чтобы лучше понять экологию этих видов и выяснить рацион их питания, ученые провели анализ ДНК хлоропластов листьев растений, которые находились в их желудочно-кишечном тракте. Оказалось, что Arsipoda geographica питается тропическими растениями семейства мирсиновые (Myrsinaceae). А другой жук -- Arsipoda isola ест исключительно представителей семейства вересковые (Vaccinioideae).

Пышная растительность горного массива Col de Roussettes в Новой Каледонии. Место, где ботаникам предстоит открыть множество новых видов «Удивительно, но последовательность ДНК растений, которую мы определили в желудочно-кишечном тракте жуков, не совпадает ни с одним известным видом, растущим на Новой Каледонии и близлежащих островах. Это говорит о том, что мы очень мало знаем о разнообразии растений этого региона. Вероятно, там произрастает гораздо больше видов, чем предполагалось до сих пор», — говорит доктор Гомес-Сурита.

Впрочем, несмотря на относительную молодость острова и слабую изученность его флоры и фауны, его считают одним из основных центров биоразнообразия Земли.

Описание новых видов можно найти в статье Гомеса-Суриты и его коллег, опубликованной в последнем номере журнала Journal of Natural History.

Источник: Infox.ru

Российские ученые открыли новый механизм движения губок — на первый взгляд неподвижных прикрепленных организмов. Оказалось, что на новое место губка перемещается отдельными клетками: они покидают старое тело, прихватывая с собой части скелета.

Губки – животные, ведущие сидячий образ жизни. Они прикреплены к субстрату на дне океана и, как долгое время считали, не способны к передвижению. Однако чем больше ученые про них узнавали, тем яснее становилось, что губки не так неподвижны, как про них думали. Биологи обнаружили, что некоторые губки способны к ограниченному движению отдельными частями тела. Но подробности и, главное, механизм этих движений до сих пор оставались малопонятными. Биологи из кафедры зоологии беспозвоночных биологического факультета МГУ под руководством кандидата биологических наук Игоря Косевича изучили движение беломорской губки Amphilectus lobata в лабораторных условиях. Его механизм описан в дипломной работе Дмитрия Горина.

Прежде всего надо сказать об особенностях губок. Это древние и примитивные многоклеточные организмы, появившиеся на планете еще в докембрийскую эпоху. Губки составляют отдельный тип в царстве животных. Их отличие состоит в том, что в теле губок нет отдельных тканей, они находятся на дотканевом уровне организации (хотя, как сказал Игорь Косевич корреспонденту Infox.ru, для специалистов это несколько устаревшая точка зрения). Тело губок состоит из трех основных групп клеток, образующих покровный слой, выстилку внутренних камер и промежуточное вещество со скелетными элементами. Поддерживает форму губки известковый скелет, состоящий из отдельных иголочек – спикул. Для дыхания, питания, выделения и размножения служит водоносная система – с ее помощью через тело губки фильтруется вода.

Клетки-бродяги

Биологи наблюдали за губками в лабораторном аквариуме, где животные были прикреплены к водорослям или просто к стеклу. Ученые обнаружили, что из тела некоторых губок начинают расти продолговатые тяжи – губки выпускают их, как амеба ложноножки. Тяжи движутся в разных направлениях на расстояние до 70 мм, скорость их распространения достигает 5 мкм/мин. В конце концов по одному из тяжей тело губки полностью перетекает на новое место, оставляя на старом месте пустой скелет. И на новом месте развивается новый организм.

Исследование при помощи светового и сканирующего электронного микроскопов и цейтраферной видеосъемки позволили увидеть, что происходит внутри тяжей, а также как именно неподвижная губка двигается. Ученые выяснили, что первым шагом к движению становится дедифференцировка некоторых клеток, то есть они перестают выполнять свои функции в теле животного. Клетки изменяются и внешне, становясь похожими на амебы. Эти амебы образуют тяжи, перемещаясь внутри них. В движущемся потоке клетки используют коммуникацию между собой, чтобы обеспечить согласованное движение. По-видимому, они обмениваются электрическими и химическими сигналами. Силу перемещения и направление движения задают клетки переднего края. Они ползут по субстрату, увлекая за собой остальных. Тяж формирует ответвления, часть из них втягивается обратно, происходит постоянный поиск направления.

Стройматериал берут с собой

Интересно, что, мигрируя в потоке, клетки тащат с собой некоторые спикулы – скелетные иглы. Прихватывают их, чтобы использовать при постройке нового скелета на новом месте.

В какой-то момент тяж прекращает движение, и в этом месте накапливается клеточная масса. Так начинается формирование нового тела губки. Постепенно из старого скелета мигрируют оставшиеся клетки, и он остается пустым. На новом месте клетки вновь дифференцируются и начинают выполнять свою роль в новом теле.

У биологов есть несколько предположений о том, что заставляет губку мигрировать в поисках лучшей доли. Скорее всего, она перемещается в направлении нарастания субстрата – веточки гидроидного полипа или водоросли, чтобы занять более выгодный для фильтрации воды участок. Возможно, со старого места ее выгоняет изменение условий – затенение соседними организмами, изменение направления и силы течения.

Изучив поклеточное движение у Amphilectus lobata, впоследствии ученые обнаружили, что так способны двигаться и другие виды беломорских губок.

Источник: Infox.ru

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 о черепаховом супе.

Зелёная черепаха у гавайских берегов (фото Mila Zinkova) Как будто этого мало, в начале 1980-х у черепах (особенно зелёных) обнаружился фибропапилломатоз. Впервые это заболевание стало известно в 1938 году, и с той поры о нём практически ничего не было слышно. И вдруг черепахи по всему миру (особенно в областях с тёплым климатом) едва ли не разом приобрели характерные наросты на голове, напоминающие цветную капусту. Внешняя опухоль сама по себе не опасна, но она возникает в районе глаз и рта, в конце концов лишая животное способности видеть и питаться. Внутренняя опухоль означает неизбежную смерть.

Источник эпидемии до сих пор оставался загадкой. Сотрудники Университета штата Флорида и Черепашьей клиники в Марафоне (тоже штат Флорида, США) смогли лишь установить, что заболевание передавалось от особи к особи, а значит, существует некий возбудитель инфекции. Им в конце концов оказался вирус герпеса.

Но почему катастрофа разразилась в начале 1980-х? Кажется, группе учёных из Национального управления по изучению и освоению океана и атмосферы США под руководством Кайла ван Хаутена наконец-то удалось найти ответ. Исследователи проанализировали данные о выбросе на сушу почти четырёх тысяч зелёных черепах на Гавайских островах за 28 лет и выявили ряд закономерностей.

Обнаружена связь между размером и возрастом животных и количеством случаев фибропапилломатоза. Заболевание чаще встречается у молодняка и особей, недавно достигших зрелости. Именно в этом возрасте зелёные черепахи возвращаются на берег, проведя начало жизни на глубоководье.

Кроме того, на определённых участках побережья зарегистрировано множество случаев заболевания, тогда как на других — ни одного. Поблизости от первых активно развивается сельское хозяйство с его многочисленными отходами, главный из которых — азот.

Увеличение концентрации азота в воде способствовало росту неаборигенных видов водорослей. Первую точку опоры они получили в 1950-х, а к 1970-м кое-где уже настолько успешно конкурировали с туземными породами, что их доля в рационе черепах составила 90%. Секрет процветания этих водорослей заключался в их способности поглощать и хранить избыток азота в виде аргинина — аминокислоты, которая потворствует размножению вируса герпеса.

Результаты исследования опубликованы в журнале PLoS One. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Вес самых тяжелых птерозавров обитавших в конце мелового периода достигал 140 кг (по другим данным был более 200 кг), что как минимум в 7 раз больше, чем вес современной самой тяжелой летающей птицы - африканской большой дрофы, чей вес не превосходит 20 кг.

Подробнее...

Самая тяжёлая птица современности африканская большая дрофа (20 кг) не идёт ни в какое сравнение с крылатыми тяжеловесами эры динозавров — птерозаврами.

Птерозавр Eudimorphon ranzii (иллюстрация Museo Civico di Scienze Naturali) Новая система расчёта массы древних рептилий, разработанная Таи Кубо, палеонтологом Музея динозавров префектуры Фукуи (Япония), свидетельствует: судя по следам, оставленным птеродактилями, они могли весить до 145 кг.

По всей видимости, это первый случай, когда для оценки массы использовались следы, а не моделирование тела древнего животного по его останкам.

Кубо-сан начал свои изыскания с анализа следов, оставляемых 17 видами современных пресмыкающихся (крокодилами, ящерицами, черепахами) и бесхвостых (лягушек). Учёный обнаружил связь между массой тела и отношением размера стопы передних конечностей к стопе задних. Полученную формулу специалист просто приложил к следам птерозавров.

Комментаторы сомневаются в том, что данных, предоставленных современными пресмыкающимися и лягушками, достаточно для выводов о птерозаврах. Предыдущие оценки давали более солидные цифры — от 200 до 260 кг. К сожалению, сегодня на планете нет никого, кто хотя бы приблизительно походил на огромных крылатых рептилий, поэтому форму тела (а значит, и массу) древних животных наука представляет себе весьма приблизительно.

Результаты исследования опубликованы в журнале Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Флуоресцентная метка и технология наблюдения в микроскоп за живыми клетками позволили биологам увидеть весь жизненный цикл молекулы матричной РНК.

Биологи отследили рождение и поведение РНК Биологам впервые удалось подсмотреть за молекулами матричной РНК в живых клетках. Матричная РНК синтезируется по образу и подобию участка ДНК в процессе экспрессии гена. Так происходит транскрипция – первый этап синтеза белка, при котором информация переписывается с постоянного на временный носитель — с ДНК на РНК. Команда Роберта Зингера (Robert Singer) из медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна Иешива-Университета (Albert Einstein College of Medicine of Yeshiva University) в Нью-Йорке создала для этого трансгенную линию мышей.

У грызунов ученые пометили ген белка бета-актина, за РНК которого собирались пронаблюдать. Бета-актин играет важную роль в клетках, формируя цитоскелет, поэтому соответствующий ген экспрессируется во всех тканях в высокой степени. Используя бактериофаг как вектор доставки флуоресцентной метки на основе желтого флуоресцирующего белка, биологи заставили светиться молекулу мРНК с момента синтеза на ДНК и в течение всего ее существования в клетке.

Исследователи проследили за судьбой меченой мРНК в клетках различных тканей. Клетки они выделяли из мышей и изучали при помощи прижизненной флуоресцентной микроскопии. Так, в фибробластах и в нейронах они увидели, как мРНК выходит из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка.

Ученые считают, что их метод позволит прижизненно наблюдать за мРНК в клетках разных тканей и описывать изменения, связанные с какими-либо патологиями. Например, они ожидают, что можно будет описать поведение мРНК в раковых клетках.

Свой метод авторы описали в журнале Nature Methods

Источник: Infox.ru

Последний общий предок всех ныне живущих существ на нашей планете обитал 3,6—3,8 млрд лет назад в эоархейскую эру.

Подробнее...

Стаи саранчи формируются вследствие каннибализма, который процветает среди саранчи, если в еде недостаточно белка. Часть саранчи убегает от своих более кровожадных сородичей, а те, в свою очередь, пытаются догнать их, чтобы съесть при этом уничтожая на своем пути всю растительную пищу.

Подробнее...

Недавно международная группа зоологов, похоже, разгадала еще одну загадку живой природы, над которой ученые ломали головы в течение двухсот лет. Исследователям удалось определить причины, которые заставляют саранчу сбиваться в стаю и передвигаться с огромной скоростью: недостаток белка в пище и страх быть съеденными своими сородичами.

AcrididaeНи для кого не секрет, что саранча (этим словом неспециалисты называют всех представителей семейства Acrididae из отряда прямокрылых Orthoptera) — насекомое весьма загадочное.

Все акриды имеют две жизненные формы — кобылку и саранчу. Первая является весьма мирным существом, ведет одиночный образ жизни и никаких полей, а также садов и огородов не опустошает. Так что претензий у человечества к кобылкам нет.

Однако время от времени мирные кобылки вдруг ни с того ни с сего собираются в огромные стаи и превращаются в агрессивную саранчу. При этом внешне насекомые не особенно изменяются (иногда просто становятся крупнее или меняют окраску на более светлую). Стаи саранчи постепенно увеличиваются и в какой-то момент, уничтожив всю растительность в "месте сбора", отправляются далее на поиски пищи. В стае может насчитываться более 100 миллионов особей, и за день такое полчище иногда преодолевает свыше 120 километров. Озверевшая саранча поедает всю растительность на своем пути, а при ее отсутствии способна приняться даже за кору деревьев.

Вот как описывает нашествие саранчи на Ближнем Востоке английский натуралист А. Шоу: "Тот род саранчи, который я наблюдал, был гораздо крупнее наших обыкновенных кузнечиков. Она имела крылья пятнисто-коричневого цвета, ноги и туловище были светло-желтого цвета. Появилась она в конце марта с южным ветром. К середине апреля ее нагнало так много, что в полдень она собиралась большими тучами, летала по воздуху подобно темным облакам и, как говорит пророк Иоиль, "помрачала солнце". Когда начинал дуть ветер, эти тучи уносились, сменяясь другими.

Чтобы воспрепятствовать ее движению, копали ямы и канавы, наполняли их водой или же накладывали в них вереск, сучья и другой горючий материал, который зажигали при приближении насекомых. Но напрасно, поскольку канавы скоро переполнялись, и огонь тушился мириадами саранчи, вплотную следовавшей одна за другой. Через день или два появлялись новые полчища и в свою очередь пожирали то, что предыдущие оставили: например, кору деревьев и обглоданные веточки. Пророк справедливо сравнивает саранчу с войском и землю до ее появления с прекрасным садом, а после ее ухода — с пустыней".

Ученых уже давно волновал вопрос: почему мирная и, в общем, не очень-то заметная кобылка вдруг иногда сходит с ума и превращается в опасную саранчу? Прежде предполагали, что все дело в количестве еды. Считалось, что в форме кобылки насекомое существует, когда для сохранения популяции достаточно пищи. А вот если ее вдруг становится очень мало, тогда наступает "время саранчи".

Однако в последнее время появилось множество фактов, опровергающих данное утверждение. Так, например, часто, когда во время засушливого лета вся растительность выгорает и пищи становится очень мало, тем не менее превращения кобылок в саранчу не происходит. Пример тому — прошлое аномально жаркое лето. Как мы помним, в большинстве регионов Европейской России подобного превращения не наблюдалось, хотя есть акридам, как и другим насекомым, было практически нечего.

Полчища саранчи В то же время наблюдались возникновения стай саранчи и при обилии пищи. Это случилось, например, во время сильнейшего за всю историю человечества нашествия этих насекомых в США в 1875 году. Тогда полчища саранчи возникли в штате Техас, где в то время не было проблем с растительной пищей, и распространились на запад, где произвели колоссальные опустошения. Любопытно, что эта орда в дальнейшем исчезла так же стремительно, как и появилась. Кстати, это был единственный зарегистрированный случай появления саранчи на территории Северной Америки.

И вот недавно международная группа зоологов наконец-то определила причины, по которым саранча сбивается в стаи и передвигается с огромной скоростью. Выяснилось: все дело в каннибализме, который процветает среди саранчи, если в еде недостаточно белка. О результатах данного исследования сообщается в статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society.

Эксперимент ученых под руководством доктора Сепидеха Бабази из Оксфордского университета был весьма прост и показателен. Подопытных акрид, принадлежащих к виду саранча перелетная (Locusta migratoria), разделили на несколько групп по 20 особей в каждой и посадили в разные контейнеры. Также несколько особей поселили по отдельности. В течение 48 часов их кормили, придерживаясь трех разных диет: в первом случае белки преобладали над углеводами, второй рацион был богат углеводами и имел недостаток белков, в третьем случае пища содержала равное количество белков и углеводов.

Когда по истечении двух суток измерили скорость перемещения одиночек, то выяснилось, что независимо от рациона их скорость в среднем составляла 3 см/с. Примерно такой же была скорость у сытых особей, как тех, что получали сбалансированное питание, так и тех, что сидели на белковой диете. В то же время скорость перемещения второй группы, особи которой не получали белка в достаточном количестве, была на 40 процентов выше, чем у всех остальных подопытных. Да и поведение этих насекомых было намного более агрессивным.

Несмотря на первоначальную очевидность выводов о том, что голодную саранчу заставляет быстрее двигаться желание побыстрее добраться до еды, ученые акцентируют внимание на том, что подобная тенденция с ускорением в таком случае прослеживалась бы и в опытах с акридами-одиночками, чего не было. Получается, часть саранчи убегает от своих более кровожадных сородичей, а те, в свою очередь, пытаются догнать их, чтобы съесть.

СаранчаТаким образом, превращением кобылок в саранчу руководит не голод, а недостаток белка. Давно известно, что эти насекомые, будучи фитофагами, тем не менее получают значительное количество животных белков вместе с пищей, проглатывая засевших в листьях личинок и поедая тела умерших на растениях насекомых. Однако когда по различным причинам это становится невозможным, у части кобылок происходят изменения в поведении — они становятся агрессивными и устраивают загонную охоту на своих сородичей, для чего и собираются в стаю (так проще охотится).

Менее агрессивные акриды, видя, что у родственников "поехала крыша", начинают спасаться бегством, для чего тоже стараются держаться стаей (ибо в группе шанс выжить при нападении хищника у каждого отдельного члена в десятки раз выше, чем если бы он спасался в одиночку). В итоге миграция саранчи идет как бы двумя потоками: впереди несется толпа "беженцев", а за ней — орда "преследователей". Однако и те и другие не перестают при этом оставаться фитофагами и, чтобы компенсировать потерянную во время этой гонки энергию, старательно уничтожают всю растительность на своем пути.

Данное исследование объясняет и то, почему из яиц саранчи вылупляется именно саранча. Дело в том, что в питательных запасах данных яиц также не хватает белка (а откуда ему там взяться, если его и у взрослых-то мало?). Кроме того, становится понятным, куда в конце концов исчезают полчища этих ужасных насекомых: те, кто выжил во время переселения и смог запасти в себе достаточное количество белка, опять превращаются в мирных кобылок и расходятся по домам.

Благодаря этому открытию зоологов у человечества наконец-то появилась реальная возможность предотвращать нашествия саранчи, от которых до сих пор страдают жители Африки и Юго-Восточной Азии, а также Ближнего Востока. Для этого нужно лишь разработать специальную белковую подкормку, которую следует распылить на той территории, где будет замечено начало превращения кобылок в саранчу. Тогда, как говорится, и акриды будут сыты, и посевы целы.

Источник: Pravda.ru

Последний всеобщий предок (также переводится как «Последний универсальный предок») (англ. last universal ancestor, LUA), иначе Последний универсальный общий предок (англ. last universal common ancestor, LUCA) — ближайший общий предок всех ныне живущих на Земле живых организмов. Последний общий предок жил совместно с другими различными обитателями архея предположительно 3,6—3,8 млрд лет назад в эоархейскую эру. Это были уже довольно сложно эволюционированные организмы, его появлению предшествовала долгая эволюция (первая жизнь на нашей планете зародилась более 4 млрд. лет назад во времена катаархея). Предполагается, что все современники последнего всеобщего предка вымерли и до сегодняшнего дня дошло только его генетическое наследство. Или, как было предложено Карлом Вёзе, возможно, никакой из отдельных организмов не может рассматриваться в качестве последнего всеобщего предка, но генетическое наследие всех современных организмов произошло посредством горизонтального переноса генов среди древнего сообщества организмов

Рис. 1. Филогенетическое дерево живых организмов на основе РНК данных и теории Карла Вёзе (википедия)В конце 1970-х годов когда Карл Вёзе предложил трехдоменную классификацию организмов (рис. 1). Полагая, что представители первой из выделенных им групп прокариот могут быть более древними, чем собственно бактерии, Вёзе назвал их архебактериями, или археями. Это утверждение было подкреплено тем, что все известные археи обладали крайне высокой устойчивостью к экстремальным состояниям окружающей среды, таким как высокая солёность, температура и кислотность, и привело некоторых учёных к предположению, что последний всеобщий предок развивался в таких местах, как чёрные курильщики, где такие крайности господствуют поныне. Однако впоследствии он пришёл к выводу о том, что обе группы произошли от общего предка и предложил термин «прогенот» для обозначения примитивной предковой формы. Кроме того, были открыты археи, существующие в менее враждебных средах, на основе чего был сделан вывод, что последний всеобщий предок предпочитал температуры, не превосходящие 50 °C. Теперь многие систематики полагают, что они более тесно связаны с эукариотами и бактериями, хотя это остаётся спорным вопросом.

 Черты присущие последнему общему предку

Трехдоменное филогенетическое дерево жизни. Эукариоты красного, археи - зеленого и бактерии синего цветов (википедия)Черты присущие последнему всеобщему предку сформулированы на основе черт, свойственных всем независимо существующим организмам на Земле.

• Рис. 3. Филогенетическое дерево жизни по трехдоменной системе, показывающее связь между видами, чьи геномы были упорядоченные до 2006г. В самом центре Последний общий предок. Розовый цвет - эукариоты, зеленый - археи и синий - бактерии (википедия)Генетическая информация основана на ДНК.
  1. ДНК состоит из четырёх нуклеотидов (аденин, гуанин, тимин, цитозин).
  2. Генетический код составляют состоящие из трёх нуклеотидов кодоны, образуя 64 различных триплета. Поскольку используется только 20 аминокислот, то разные кодоны кодируют одни и те же аминокислоты. Такое соответствие случайно и существует как среди эукариотов, так и прокариотов. Археи и митохондрии используют похожее кодирование с небольшими отличиями.
  3. ДНК остаётся состоящей из двух нитей благодаря зависимости от шаблона ДНК-полимеразы.
  4. Целостность ДНК обеспечивается группой обслуживающих ферментов, включая топоизомеразу, ДНК-лигазу и другие ферменты репарации ДНК. Помимо этого ДНК защищена связывающими её белками, таким как гистоны.
• Генетическая информация отображается через промежуточные РНК, состоящие из одной нити.
  1. РНК производится зависимой от ДНК РНК-полимеразой с использованием нуклеотидов, сходных с нуклеотидами ДНК, за исключением тимидина ДНК, вместо которого в РНК служит уридин.
• Рис. 4. Филогенетическое дерево объединяющая 5 царств с горизонтальным переносом генов (википедия).Генетическая информация отображается в белки. Все другие свойства организма (такие как синтез липидов или углеводов) — результат работы белков-ферментов.
• Белки собираются из свободных аминокислот, путём трансляции мРНК с помощью рибосом, тРНК и группы родственных белков.
  1. Рибосомы составлены из двух субъединиц, большой и малой.
  2. Каждая субъединица рибосомы включает ядро рибосомных рибонуклеиновых кислот и окружена рибосомными белками.
  3. Молекулы РНК (рРНК и тРНК) играют важную роль в каталитическом действии рибосом.
• Используется только 20 аминокислот, это лишь малая часть от бесчисленного множества нетипичных аминокислот. Используются только L-изомеры.
  1. Аминокислоты должны синтезироваться из глюкозы группой особых ферментов. Направления синтеза являются произвольными и сохраняющимися.
• Возможно использование глюкозы как источника энергии и углерода. Для этого используются D-изомеры.
  1. Гликолиз идёт по пути произвольного расщепления.
• АТФ используется как переносчик энергии.
• Клетка окружена клеточной стенкой состоящей из двойного липидного слоя — грамотрицательного типа.
• Внутри клетки концентрация натрия ниже, а калия — выше, чем снаружи. Отклонение поддерживается особенным ионным насосом.
• Клетка размножается путём репродуцирования всего своего содержания, за чем следует деление клетки.