Титан — это один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Уже давно ученые выдвигают предположения о том, что на этом спутнике Сатурна, возможно, существует примитивная жизнь. Недавнее открытие американскими астрономами перистых облаков в атмосфере Титана навело на мысль, что его атмосфера чем-то похожа на ту, которой обладала молодая Земля.

Спутник Сатурна - ТитанСпециалистам из Центра космических полетов Годдарда и Мэрилендского университета удалось обнаружить в атмосфере Титана облака, подобные перистым, которые иногда наблюдают в верхних слоях земной атмосферы. Открытие послужило толчком к уже не раз выдвигавшимся предположениям по поводу существования органической жизни на этом спутнике Сатурна.

Титан — это один из самых загадочных объектов Солнечной системы. Он является вторым по величине после Ганимеда и самым крупным из спутников Сатурна — его вес в 20 раз превышает вес всех остальных спутников, вместе взятых. Диаметр Титана составляет 5150 километров, радиус его орбиты — 1,222 миллионов километров, а плотность — 1880 кг/м³. Спутник был открыт в 1655 году Х. Гюйгенсом.

По своему строению Титан напоминает спутники планеты Юпитер — Ганимед и Каллисто: у него имеются плотное ядро, состоящее из скальных пород, и ледяная мантия, состоящая из замерзшей воды и гидрата метана. Но, в отличие от своих "юпитерианских" собратьев, он еще и обладает мощной атмосферой: его окутывают аэрозольная дымка и облака. Из-за этого поверхность Титана нельзя наблюдать при помощи обычной оптики. Поверхность спутника имеет красно-коричневый цвет и может меняться в зависимости от сезона.

В 1944 году в атмосфере Титана обнаружили метан, а еще спустя 30 лет — молекулярный водород. Ученые выдвинули гипотезу, что этот водород является продуктом фотолиза метана и аммиака. Но при таких реакциях должны были образоваться и азотноводородные соединения. В таком случае в атмосфере должен был присутствовать парниковый эффект!

Но в 1979 году радиометрические измерения в тепловом инфракрасном диапазоне показали, что никакого парникового эффекта нет и в помине, напротив, поверхность Титана даже холоднее его атмосферы. Однако основным элементом в ней все-таки оказался азот — его содержание в атмосфере составляло примерно 85 процентов. Около 12 процентов составлял аргон, и менее трех процентов приходилось на долю метана. Кроме того, в "воздухе" Титана содержались небольшие количества этана, пропана, ацетилена, этилена, кислорода, водорода и других летучих газов.

Согласно расчетам специалистов, микробы на Титане могут дышать водородом и питаться ацетиленом, этаном и толинами, которые содержатся в верхних слоях атмосферы. В результате обмена веществ образуется метан.

Концентрация водорода вблизи поверхности планеты гораздо выше, чем в толще атмосферы, а содержание ацетилена ниже, что может указывать на наличие жизнедеятельности бактерий.

В 1997 году к Сатурну была отправлена автоматическая межпланетная станция "Кассини". В июле 2004 года станция достигла орбиты Сатурна, а в январе 2005 года на поверхность Титана приземлился исследовательский зонд "Гюйгенс" Европейского космического агентства. Он помог собрать более точные данные о характеристиках спутника.

Так, оказалось, что атмосфера Титана очень плотная и имеет красно-оранжевую окраску. Подобный окрас, как предполагают исследователи, спутнику придает вещество, образующееся путем сложных химических реакций на основе смешивания азота и метана. Эта пленка с отражательными свойствами была позднее синтезирована в лабораторных условиях и получила название "солин" ("грязь").

Фотографии озер на ТитанеКроме того, ранее предполагалось, что на поверхности Титана, возможно, существуют болота, состоящие из жидкого азота, с островами из замерзшего метана и силикатов. Хотя температура верхних слоев атмосферы Титана близка к 150 К, а температура поверхности к 94 К, что способствует конденсации азота, говорить об азотных "озерах" и "болотах" оказалось преувеличением. Вот дожди из жидкого метана здесь вполне реальны.

Что же касается океана, скрытого в недрах Титана, то аппаратура показала, что наиболее распространенный углеводород здесь — это этан, и подземный океан, если он вообще существует, может состоять на 70 процентов из этана, на 25 — из метана и на пять процентов из азота. Глубина его может достигать одного километра, а под океаном должен находиться слой жидкого ацетилена глубиной до 300 метров.

Последние открытия подтверждают, что атмосфера Титана подобна атмосфере ранней Земли. Поэтому теоретически жизнь на крупнейшем спутнике Сатурна могла существовать. Но лишь теоретически.

Большинство биологов считает, что близкородственное скрещивание эволюционно невыгодно, поскольку понижает генетическое разнообразие потомков. Однако иногда подобное скрещивание может, наоборот, принести пользу популяции. Считается, что именно привычка к близкородственным бракам помогла безумному муравью-древоточцу завоевать весь мир.

Paratrechina longicornisЭтот муравей Paratrechina longicornis, относящийся к семейству Formicidae (к нему же, кстати, относятся и всем известные рыжие лесные муравьи, Formica rufa), является настоящим бедствием для жителей многих тропических и субтропических стран. И вовсе не из-за того, что он ядовит, или больно кусается (как выяснилось, для человека эти муравьи вообще безвредны), или разносит какие-нибудь инфекции. Дело в том, что представители данного вида проникают в стены домов, поселяются там и потихоньку разрушают их. Кроме того, они снуют всюду, залезая в еду, одежду и даже в электроприборы!

А, кстати, почему Paratrechina longicornis прозвали безумным муравьем (от англ. "crazy ant")? Дело в том, что поведение рабочих особей данного вида, собирающих пищу (или, как говорят ученые, фуражиров), долгое время казалось зоологам весьма странным. Вместо того, чтобы идти по следу фуражира, обнаружившего добычу, стройными рядами, они постоянно мечутся из стороны в сторону. Однако недавние исследования объяснили столь странное поведение фуражиров безумного муравья.

Дело в том, что фуражиры безумного муравья имеют индивидуальные участки для поиска пищи, на которых охотятся только они и больше никто. И вот когда кто-то из них обнаружит добычу, то он начинает беспорядочно бегать вокруг нее, то приближаясь к ней, то удаляясь. Этим он пытается привлечь внимание соседей для того, чтобы они подошли к нему и помогли отнести добычу в муравейник. Действовать так же, как большинство других муравьев, то есть выслать разведчика, который найдет корм, а потом прибежит в муравейник за подмогой, помечая при этом свою дорогу специальными "следовыми феромонами", они не могут, поскольку таковых у них просто-напросто нет. Вот и приходится устраивать пляски наподобие тех, которые устраивают люди, встречающие в аэропорту своих родственников, — просто для того, чтобы привлечь их внимание.

Исходно представители вида Paratrechina longicornis обитали в лесах Южной Америки, предпочитая выбирать для поселения гниющие древесные стволы. Однако в XX веке в связи с тем, что люди стали все чаще проникать в девственные южноамериканские леса, они решили, что деревянные стенки человеческого жилища весьма хороши для того, чтобы соорудить в них убежище. В результате безумные муравьи сначала завоевали весь Новый Свет, а потом на кораблях и самолетах пересекли океаны и обосновались в Евразии, Африке, Австралии и Океании.

Подобное поведение "молодоженов" Paratrechina longicornis выглядит еще более странным, нежели безумные танцы их фуражиров. Ведь не секрет, что большинство животных всячески стараются избежать близкородственных скрещиваний, поскольку они уменьшают генетическое разнообразие популяции. А это, в свою очередь, приводит к накоплению опасных мутаций и снижению возможности приспосабливаться к изменениям окружающей среды. Именно поэтому молодые самцы и самки у большинства видов муравьев в брачный сезон стараются улететь как можно дальше от родного гнезда — там вероятность кровосмешения весьма уменьшится.

Однако, как это ни странно, в таком способе размножения тоже есть свои плюсы. Давно известно, что во время муравьиного лета от хищников и несчастных случаев может погибнуть до 80% молодых муравьев. Да и оплодотворенные самки тоже далеко не всегда могут основать гнездо в незнакомой местности — более двух третей из них погибнут, так и не дав начало новой колонии. Смертность же молодоженов при внутригнездовом спаривании весьма низка — около пяти процентов. Кроме того, практически все самки сразу же организуют жизнеспособные колонии-отводки.

Доктор Перси считает, что именно такое кровосмешение и помогло безумному муравью так широко распространиться по нашей планете. В самом деле, если большая часть оплодотворенных самок выживает, то общая численность колонии быстро растет (в основном за счет отводков). А это, в свою очередь, приводит к расширению контролируемой муравьями территории, что обеспечивает дополнительный рост численности, и так далее, наподобие цепной реакции. В результате вселенцы Paratrechina longicornis успешно вытесняют многих своих соседей, принадлежащих к другим видам. Из-за этого во многих странах этому муравью сотрудники служб охраны природы уже объявили самую настоящую войну (которая, правда, пока весьма безуспешна, ибо безумный муравей оказался весьма устойчив к действию большинства инсектицидов).

Проведя более подробные генетические исследования, ученые также поняли, что то, что на первый взгляд кажется кровосмешением, таковым не является. Ведь молодая самка у этих муравьев спаривается последовательно с несколькими самцами. Их половые клетки хранятся у нее в особых семяприемниках до конца ее жизни. Изучив же генотипы самцов, самок и рабочих особей, ученые пришли к выводу, что все они отличаются друг от друга, поскольку откладывая разные яйца, самка по-разному распределяет генетический материал.

Выяснилось, что когда царица откладывает яйца, из которых появятся самки-принцессы, в них попадает лишь генетический материал их матери (то есть эти яйца развиваются без оплодотворения). Яйца, из которых выдут принцы, весьма разнообразны, поскольку в них содержится лишь генетический материал их отцов (после оплодотворения сперматозоидом яйцеклетки гены последней деградируют). То есть каждый принц является по сути клоном своего отца, а принцесса — матери. Поэтому генетически их нельзя назвать родственниками, и, следовательно, никакого кровосмешения тут нет.

А вот на рабочих все эти хитрости не распространяются, они содержат как отцовские, так и материнские гены. Так что в плане наследственности, не размножающиеся особи оказываются самыми разнообразными в семье. Это выглядит вполне логичным — ведь именно трудолюбивые рабочие, а не праздные царицы должны обеспечить высокую степень приспосабливаемости всей семьи к изменениям условий окружающей среды.

Правда, до сих пор непонятен один из моментов личной жизни муравьев. Если в первом поколении близкородственное скрещивание и не вызовет кровосмешения, то уже через несколько поколений все самцы и самки большой колонии все равно окажутся родственниками. Как они поступают в этом случае? Может быть, все-таки устраивают брачный вылет?

Ученые не могут дать ответ на этот вопрос, поскольку наблюдаемая группа муравьев в лаборатории живет еще относительно недолгое время и такой проблемы перед ними пока не вставало. Однако не исключено, что в природе безумные муравьи могут сочетать как периоды внутригнездового размножения, так и периоды внегнездового спаривания.

Так что, как видите, то, что при одних условиях бывает невыгодно, при других оказывается выигрышным. И даже кровосмешение иногда может привести к эволюционному прогрессу.

Источник: Pravda.ru

Ученые показали, что у относительно сложных организмов может происходить горизонтальный перенос генов. До сих пор многие специалисты полагали, что этот процесс характерен для относительно примитивных живых существ. Новая работа опубликована в журнале Current Biology, а коротко она описана в пресс-релизе университета Вандербилта.

Грибы Aspergillus flavus под микроскопом. Фото с сайта astate.edu Изначально авторы не собирались искать свидетельства переноса генов между различными видами грибов. Они занимались изучением эволюционных связей между ними и сравнивали полногеномные последовательности ДНК сотни видов. Исследователи выяснили, что крупный кластер из 23 генов "перепрыгнул" из ДНК грибов рода Aspergillus (плесень, растущая на богатых крахмалом субстратах) в ДНК грибов из рода Podospora (обитают в навозе травоядных животных и способны расщеплять растительные ткани для извлечения энергии).

"Прыгающий" кластер необходим для синтеза токсичного вещества стеригматоцистина. Грибы используют его для защиты от других организмов и для их уничтожения. Родственные стеригматоцистину вещества используются для производства антибиотиков.

До сих пор большинство известных примеров горизонтального переноса генов (то есть передачи генетического материала организму, который не является прямым потомком донора) было обнаружено у бактерий и вирусов, и многие исследователи полагали, что у высших организмов такие генетические "прыжки" не происходят. 

Источник: Lenta.ru

Паразитологи из Пастеровского института (Франция) обнаружили необычный подвид малярийного комара.

В странах Африки южнее Сахары от малярии умирает около 710 тыс. человек в год. Самая опасная форма заболевания, вызываемая паразитом под названием плазмодий тропический (Plasmodium falciparum), переносится главным образом комарами комплекса криптических видов Anopheles gambiae. Личинки комаров живут в воде, а взрослые насекомые, как полагают, проводят бόльшую часть времени в зданиях, где смакуют человеческую кровь.

Аэрозоли, сетки и лекарства помогли снизить смертность от малярии за последнее десятилетие. Но до победы над болезнью ещё очень далеко.

Подвид Anopheles gambiae, названный Goundry в честь деревни в Буркина-Фасо, где он был найден, возможно, является одной из причин, по которым все попытки ликвидировать малярию оказались не слишком успешными. В отличие от родичей, гаундри предпочитает жить «на улице», где ему не страшны никакие спреи. Кроме того, исследование показало, что он «охотнее» других комаров становится носителем паразита.

Руководитель научной группы Кен Верник подозревает, что подвид ускользал от внимания учёных в связи с неверным подходом к сбору материала. Большинство заболевших заражалось в результате укусов, полученных дома, поэтому учёные и зациклились на комарах, живущих в зданиях.

Есть и ещё одна причина: охотиться на комаров на открытой местности чрезвычайно трудно. Искусственная приманка неэффективна, а использование людей в этих целях запрещено. Куда легче собирать личинок, чем французские исследователи и занялись.

Особи, выращенные в лаборатории до взрослого состояния, подверглись тщательному генетическому анализу. 58% гаундри оказались носителями паразита.

Подозрения насчёт «внешнего» комара впервые возникли в 1970-х годах после провала антималярийной программы ВОЗ стоимостью $6 млн в нигерийской области Гарки. Интенсивно использовались самые эффективные спреи и лекарства, и всё без толку.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Нам с детства известно: в зимний период насекомые куда-то прячутся, для того чтобы пережить холода. Но что в это время происходит с их организмом?

Этой пчёлке не удалось пережить суровую зиму... (Фото Wikimedia.) Если насекомое живёт дольше года (или если время его жизнедеятельности приходится на зиму), оно должно приспосабливаться к ухудшению условий обитания. Большинство видов, если не мигрируют в тёплые края, то впадают в состояние, именуемое диапаузой.

Это состояние напоминает спячку у теплокровных животных, поскольку в нём также замедляются метаболизм и другие процессы в организме (в частности рост и размножение). Однако есть и отличия.

Во-первых, у млекопитающих и птиц в спячку впадают взрослые или развивающиеся особи (на стадии эмбриона это возможно только у некоторых представителей отряда грызунов и семейства куньих). У насекомых диапауза может происходить на любой стадии развития в зависимости от вида.

Во-вторых, спячка обычно прерывается кратковременными пробуждениями и может совсем прекратиться из-за изменения обстановки, а вот «сон» насекомых более глубок и требует определённых факторов для его прерывания. Кроме того, у насекомых этот период больше привязан к сезонности (продолжительности светового дня), тогда как у млекопитающих он зависит скорее от наличия кормовой базы.

Диапауза осуществляется двумя основными способами. К примеру, бабочка траурница поступает, как заправский автомобилист, выделяя в свой организм «антифриз». Его составные части — криопротекторы — защищают от повреждающего действия низких температур. Другой метод (которым пользуются многие насекомые в Южном полушарии) заключается в замораживании жидкостей организма.

Впрочем, некоторые насекомые (скажем, веснянки и подёнки) активны зимой, но есть и такие общественные насекомые, которые выработали особенный путь, не определяемый в полном смысле понятием «диапауза». Так, пчёлы, когда температура в улье опускается ниже 18 ˚С, скучиваются в шар. Особи, находящиеся внутри, генерируют тепло за счёт сокращения крыловидных мышц на спине, а «внешние» пчёлы служат своего рода теплоизоляционным слоем для остальных.

Регуляция диапаузы связана с работой гормонов, однако её механизмы и закономерности ещё не изучены до конца... 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Жёлтая трясогу́зка, или пли́ска (лат. Motacilla flava)

Голос Плиски (желтой трясогуски)

Бородач или Ягнятник (лат. Gypaetus barbatus)

Голос Ягнятника (Бородача)

В Японии, неподалёку от горы Фудзи, обнаружен лосось, считавшийся вымершим семьдесят лет назад.

Кунимасу (вверху) и красная нерка. (Фото Sakana-kun / ANAN.) Кунимасу, он же Oncorhynchus nerka kawamurae, являющийся подвидом красной нерки (Oncorhynchus nerka), встречается только в Японии. В отличие от истинной красной нерки, которая прекрасно себя чувствует и в пресной воде, и в океане, многие породы кунимасу живут и размножаются исключительно в озёрах.

Считалось, что они были уничтожены в 1940-х годах в связи с тем, что плотина повысила кислотность единственного дома этой рыбы — озера Тазавако в префектуре Акита на севере Японии.
Неудачная, казалось, программа 1935 года по выпуску икринок кунимасу в озеро Сайко в предгорьях Фудзи забылась. Вспомнить о ней заставил глава местной ассоциации любителей рыбалки, телеведущий, лектор Токийского университета морской науки и техники Сакана-кун («Господин Рыба»), прозванный так за свою одержимость.

В конце прошлого года ему прислали особь, внешне напоминавшую красную нерку, только вместо привычной чёрно-зелёной окраски (красными они становятся только надевая брачный наряд) она имела серебристый оттенок. Сакана-кун отправил рыбу Тетусьи Накабо, профессору ихтиологии Киотского университета, где хранились 17 образцов вымерших лососей. Учёный сразу заподозрил, что это кунимасу, но на строго научное подтверждение догадок ушёл целый месяц.

Исследование озера Сайко позволило выявить четыре различия между кунимасу и химемасу (красной неркой). Например, первые нерестятся в марте, а вторые — осенью. При этом «вымерший» лосось производит потомство на глубине 30–40 м — вдали от прочих обитателей озера.

Главными характеристиками кунимасу оказались жаберные тычинки — костистые пальцевидные выступы на жаберных дугах фильтраторов, а также строение пилорических слепых отростков — пальцеобразных желудочных мешочков, выделяющих пищевых ферменты.

Эксперты считают, что сегодня озеро Сайко населяют около десяти тысяч кунимасу. Водоём питается подземными водами горы Фудзи, в результате чего на больших глубинах сохраняется постоянная температура — идеально холодная для лосося. Местные жители, как выяснилось, уже давно ловят «вымершую» рыбу, но красная нерка на вкус гораздо лучше, поэтому кунимасу обычно выпускают обратно.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Через несколько лет леса на планете вновь будут прибывать, заявил помощник генерального директора Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (FAO) Эдуардо Рохас-Бриалес на официальном открытии Международного года лесов.

Всемирный фонд дикой природы предупреждает: лёгкие планеты гибнут По данным очередного доклада FAO, деревья всё ещё вырубаются «тревожно высокими темпами», но кое-где площадь лесов растёт. Впереди планеты в этом смысле шагает Азия: 726 млн га в 2000 году и 740 млн — в 2010-м. Особенно отличились Индия и Южная Корея. Отдельной похвалы заслужил Китай, который запустил масштабную программу лесовосстановления, планируя увеличить площадь своих лесов со 120 млн до 200 млн га.

Хуже всех с лесопосадками справляется Южная Америка: в 2000-м здесь было 904 млн га «зелёных друзей», а в 2010-м стало 864 млн.

Что касается отдельных лесных массивов, то самым варварским образом вырубаются «лёгкие» Бирмы, Индии, Новой Зеландии, Филиппин, леса 17 тыс. экваториальных островов в окрестностях Борнео и Суматры. А также, понятно, всё, что произрастает в долине Амазонки. Эти массивы потеряли 90 и более процентов своей первоначальной площади. В каждом из них насчитывается не менее полутора тысяч эндемических видов растений, которые непременно погибнут, если леса окончательно уничтожат.

В целом в 2010 году в мире насчитывалось 4,032 млрд га лесов (31% суши) — намного меньше, чем в 2000-м (4,085 млрд га), но скорость вырубки деревьев замедлилась: в 1990–2000 годах она составляла 8,3 млн га в год, а в только что завершившемся десятилетии — 5,2 млн га. Тридцать лет назад всё было гораздо хуже — гибло 50 млн га в год.

Если эта тенденция сохранится, то через несколько лет потери и рост лесов уравновесят друг друга, но эксперты сомневаются, что в данном случае количество компенсирует качество: вырубаются старые леса с большими запасами углерода, который, разумеется, снова попадает в атмосферу и способствует глобальному потеплению.

В пятёрку самых лесистых стран входят Бразилия, Канада, Китай, Россия и США. На них приходится более половины мировых лесных запасов. Десять стран не имеют лесов вовсе, а в 54 они занимают менее 10% территории.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА