Новости биологии

Предположительно открыта функция прионов и найден способ препятствовать развитию нейродегенеративных заболеваний.

http://www.membrana.ru/articles/.../01/27/202000.html?wire=readalso

Функциональная морфология — наука о том, как строение какого-то органа или части тела соотносится с их функциями, как они приспособлены к данным функциям и, наоборот, как эти функции могли обусловить развитие этих элементов организма. Биомеханика занимается изучением живых организмов, в частности локомоторного аппарата, строя модели на теоретической и математической основе классической механики. Модель позволяет определить, какому строению мускулов и костей какой тип движения соответствует.

Для того чтобы представить себе, как выглядело и как двигалось древнее животное, первым делом необходимо установить правильное сочленение костей, так как не всегда скелет достается ученым в сочлененном виде. Но даже если скелет цел, положение останков животного, как правило, отражает посмертную позу, а скелет надо графически реконструировать как можно более натурально. Следующий этап — реконструкция мускулатуры конечностей и осевого скелета. Эта работа часто проделывается палеонтологами совместно со специалистами по анатомии современных животных. По окончании реконструкции выдвигаются гипотезы о том, каким образом двигалось животное и с какой скоростью.

Возможность проверить эти гипотезы дают окаменевшие отпечатки следов. В частности, есть формулы, позволяющие по длине шага определить примерную скорость движения доисторического существа.

...

Древнейшее земноводное, вышедшее на сушу, в манере движения немало унаследовало от своих водных предков. Рыба, как известно, плавает, выполняя телом волнообразные движения и отталкиваясь от воды хвостом. Точно так же девонский лабиринтодонт медленно полз по суше, «виляя» своим туловищем. Именно тогда возникла так называемая симметричная локомоция — характер движения, сохранившийся отчасти и у homo sapiens: у человека при выносе левой ноги вперед правая рука идет назад. При толчке правой ноги назад правая рука идет вперед. Эта очень примитивная походка досталась нам в наследство от далеких предков из палеозоя.

...

...Этот неэкономный способ движения делал парейазавра крайне тихоходным. Спасало его лишь одно — в палеозойскую эпоху хищных и быстрых в нынешнем понимании существ, видимо, вообще не было. Враги травоядных анапсид и истинные хозяева планеты в пермский период — хищные зверообразные рептилии из подкласса синапсид — были столь же медлительны и также ходили на латерально поставленных конечностях (примерно так ходит современная австралийская ехидна). И вот как выглядела охота времен палеозоя: за убегающей вразвалочку жертвой вальяжно шествовал хищный звероящер. Догонит? Не догонит?

...

В интернете можно легко найти видео с изображением скачущих галопом крокодилов. В этот момент конечности животного вывернуты из суставов и висят на связках. Однако в обычной жизни крокодил все-таки чаще ползает, чем бегает.

...

 

Нашли квантовые механизмы передачи энергии при фотосинтезе. Перегиб слегка с "вычислениями", но интересно — 300~400фс когерентности при комнатной температуре.

Найдено самое примитивное современное животное - вероятно, "аналог" общего протопредка всех животных.

Анализ митохондриального генома трихоплакса — загадочного многоклеточного существа, чрезвычайно просто устроенного — показал, что это самое архаичное из всех ныне живущих животных. ... Трихоплакс, по-видимому, стоит намного ближе к общему предку всех животных, чем другие примитивные представители животного царства, такие как губки и кишечнополостные.

К царству животных, по современным представлениям, относятся только многоклеточные организмы. Всевозможные инфузории, жгутиконосцы и другие простейшие, еще недавно называвшиеся в учебниках «одноклеточными животными», сегодня выведены из состава животного царства. Предками животных, по-видимому, были одноклеточные воротничковые жгутиконосцы, или хоанофлагелляты. Кроме них, относительно близкими родственниками животных считаются грибы.

...

Это плоское создание, похожее на медленно ползающую кляксу, не имеет ни осей симметрии, ни мускулатуры, ни переднего и заднего концов, не говоря уже о таких сложных устройствах, как пищеварительная, нервная, кровеносная или выделительная система. Трихоплакс по своему строению напоминает личинок кишечнополостных, и его действительно довольно долго считали личинкой медузы. Но потом оказалось, что трихоплакс образует половые клетки и размножается половым путем.

...

Полученные результаты подтверждают точку зрения, согласно которой трихоплакс — самое примитивное из ныне живущих животных. Он, безусловно, не является упростившимся потомком губок или кишечнополостных, чьи митохондриальные геномы сохранили гораздо меньше примитивных черт. Простота организации трихоплакса первична. Объясняется она тем, что из всех многочисленных и разнообразных потомков «общего предка всех животных» трихоплакс изменился меньше всех.

 

Самое примитивное животное на свете похоже на медленно ползающую тонкую бесформенную пластинку:

Не совсем по классу новостей, но наверняка информация новая почти для всех, если не вовсе для всех:

---

Ещё одна интересная и, казалось бы, «лежащая на поверхности» загадка заключается в очень простом вопросе: как деревья поднимают воду от корней к вершине? Как мы уже с вами знаем, вода с растворёнными в ней минеральными веществами поднимается вверх по стволу по трубочкам, представляющим собой стенки мёртвых клеток. Трубочки эти очень узкие — от 0,01 до 0,2 миллимет ров в диаметре. Ясно, что дерево успешно доставляет по ним воду даже к самым верхним своим ветвям и листьям. Измерена и скорость этого поднятия — до 10 метров в час. Даже одно из самых высоких деревьев на Земле — псевдотсуга Мензиса (Pseudotsuga menziesii) (фото 42), которая достигает высоты 110 метров, прекрасно справляется с этой задачей. Поднять воду на такую высоту, просто создавая разрежение поверх водяного столба, то есть как бы засасывая её снизу вверх поршнем, невозможно. Курс физики средней школы утверждает, что таким образом можно поднять воду не выше, чем на 10 метров. Да и нет у растений никаких подобных приспособлений и органов. Может быть, вода поднимается по трахеидам древесины благодаря капиллярному эффекту? Тоже не получается. Зная диаметр капилляра, плотность и коэффициент поверхностного натяжения жидкости, мы можем вычислить, что максимальная высота поднятия не может быть в таком случае больше 3,5 метров. Маловато... Напрашивается единственный возможный вариант — чтобы поднять воду на высоту самых высоких деревьев, корни должны работать как насос, создающий давление приблизительно в 50 атмосфер. Измерили давление воды на выходе из корня. Получилось, что оно в сотни раз меньше требуемого. Да, к тому же, это давление не постоянно в течение суток. Максимально оно ранним утром, а к обеду вообще исчезает. Опять, уже в который раз, мы сталкиваемся с ситуацией, когда результат очевиден, а метод достижения этого результата непонятен.

...

Совсем недавно была предложена гипотеза, объясняющая этот процесс. Суть её в том, что растения поднимают наверх воду с помощью так называемой транспирации — процесса, имеющего много общего и с испарением, и с осмосом. Заключается он в том, что сухой воздух, обладающий высокой поглощающей способностью, «вытягивает» молекулы воды через устьица из листьев. А не разрывается водяная нить, проходящая по сосудам древесины, за счёт сил молекулярного сцепления.

На первый взгляд, всё понятно. Эдакая открытая «кровеносная» система растений. Но всё же остаются некоторые вопросы.

Во-первых, часть воды, достигнув листа, не испаряется, а, насытившись сахарами и аминокислотами, отправляется в обратное путешествие — к корням. Она перетекает по флоэме, специальной ткани дерева, расположенной кольцом под корой. Флоэма построена из живых клеток, и, хотя скорость перемещения растительного сока по ней примерно в 10 раз меньше скорости воды в древесине, всё же объёмы перемещаемой жидкости значительны. И течёт эта жидкость вниз не под действием силы тяжести, иначе растения, у которых корень расположен выше стебля, например, многие эпифиты, не получали бы столь необходимые им вещества. Поэтому «кровеносная» система у растений не такая уж и открытая.

Во-вторых, вода в растениях циркулирует и без листьев. Скажем, нашей зимой или во время засухи в жарких странах, как известно, многие деревья сбрасывают листья.

В-третьих, растения успешно поднимают воду к своей верхушке и в условиях 100% влажности окружающего воздуха, например, в экваториальных дождевых лесах. Более того, именно для растений, живущих в условиях высокой постоянной влажности характерно наличие очень больших (видимых невооружённым глазом) водяных устьиц — гидатод. Гидатоды специально приспособлены для того, чтобы выделять лишнюю воду, и выделяют они её в больших количествах. Распространённое комнатное растение алоказию по этой причине называют даже иногда «плачущим деревом». Есть гидатоды и у водных растений. Какая уж тут транспирация!

Подобных вопросов можно было бы задать множество, но и из уже сказанного ясно, что у растений, помимо транспирации, должны существовать и иные механизмы для перемещения воды с растворёнными в ней веществами.

...

А что же растения? Могут ли они регулировать свою температуру? А если да, то в каких пределах? К сожалению, автору не удалось найти каких-либо сведений о том, что серьёзные эксперименты в этом направлении вообще кем-то когда-то проводились. А ведь очевидно, что растения, по крайней мере, некоторые из них, способны изменять температуру некоторых своих органов. Это происходит благодаря усилению дыхательных процессов. Так, хорошо известен так называемый «тепловой феномен» у саговниковых. Измерено, что мужские стробилы одного из видов в период созревания нагреваются на 15 градусов по сравнению с окружающим воздухом! Такое значительное увеличение температуры однозначно говорит об очень эффективном внутреннем механизме регулирования температуры у этих растений. В своей книге «Занимательная физиология растений» В. И. Артамонов приводит такой пример увеличения температуры отдельных частей растения: «Любопытно, что при колебаниях температуры воздуха от –15 до +15 градусов симплокарпус способен в течение нескольких недель поддерживать свою температуру, которая на 15–35 градусов выше, вследствие чего растение не страдает даже от морозов». Он же пишет о том, что подснежный рост многих растений сопровождается повышением температуры ростков, благодаря чему они буквально проплавляют ледяную корку.

---

Кстати, возможность "теплокровности" растений может оказаться весьма интересной и для экзобиологических спекуляций.

Показано, что прионы могут эволюционировать.

Данная работа показала, что при разработке лекарств от прионных болезней лучше бороться не с конкретными штаммами прионов — к таким лекарствам прионы могут приспособиться, — а пытаться повысить устойчивость пространственной конфигурации нормального прионного белка, чтобы он всегда сворачивался правильно. Самым радикальным средством борьбы с этими болезнями является полное отключение гена, кодирующего белок PrP. Правда, пока не ясно, к каким побочным последствиям это может привести. Мыши с отключенным геном прионного белка выживают и даже не имеют каких-то особо тяжелых дефектов, но у них наблюдается множество мелких странностей: от нарушенного суточного ритма до склонности к ишемии и судорогам.

 

Доказано наличие партеногенеза у акул

Хитрое и правильное применение генетической инженерии



Будем надеяться на дальнейшие успехи

удалось описать удивительный феномен – животное-симбионт, которое подобно растению питается при помощи фотосинтеза.

Взято тут

Сидни Пирс (Sidney Pierce) с коллегами исследовали в лаборатории необычное существо – морского слизняка Elysia chlorotica, обитающего на отмелях вдоль восточного побережья США.

Больше всего похожий на зелёный лист, этот слизняк давно уже вызывал интерес со стороны учёного мира. Р

 

"Бормашины" неолита



http://www.membrana.ru/images/forms/5176.jpeg [not image]

На доисторическом кладбище в Пакистане учёные нашли 11 зубов от скелетов четырёх женщин, двух мужчин и трёх людей, пол которых определить не удалось, показавших следы работы дантистов каменного века.

Все зубы продемонстрировали следы износа уже после того, как эти отверстия были сделаны, подтверждая, что сверление было выполнено на живых людях, которые продолжали жить и после процедуры. Маловероятно, что отверстия эти просверлили в декоративных целях, так как все зубы со следами неолитической "бормашины" находились глубоко во рту.

Исследователи думают, что эта работа была сделана, чтобы ослабить боль, так как четыре из найденных зубов показали признаки разрушения, а челюсть, по крайней мере, одного человека — следы обширной инфекции. Один из древних пациентов имел три просверленных зуба, а другой — один зуб, который сверлили дважды.

Отверстия имеют диаметр от 1 до 3 миллиметров и глубину от 0,5 до 3,5 миллиметров. При таких параметрах сверление вызывало, очевидно, сильную боль. "Эти люди подняли способность противостоять боли на новый уровень", — сказал Макчиарелли.

На участке раскопок были найдены и кремниевые свёрла, вместе с бусинками из кости, ракушек и бирюзы. Авторы исследования полагают, что умение создавать крошечные свёрла дантисты неолита позаимствовали у создателей украшений.

На снимках в заголовке. Слева: учёные воспроизвели древний инструмент (деревянная ручка, верёвки, каменный наконечник) и обнаружили, что с его помощью отверстие, идентичное найденному в древних зубах, можно высверлить всего за одну минуту. Справа: крупный план доисторического инструмента дантиста и снимок неолитического коренного зуба со следом от такого инструмента.

 

Институт получил от Минобороны США (DoD) грант в $4,7 миллиона на разработку средства, быстро улучшающего снабжение органов кислородом. По словам руководителя группы Джонатана Стэмлера (Jonathan Stamler), при разработке лекарства они "шли по стопам самой природы".

Безымянный пока препарат расширяет сосуды и тем самым улучшает кровоток. Эта реакция организма вызывается увеличением содержания в крови оксида азота.

Учёные упоминают, что средство, вероятно, будет распространяться в виде ингалятора.




http://www.membrana.ru/images/forms/9857.jpeg [not image]
Химики из университета Страсбурга (Université de Strasbourg) обнаружили, что соединение мио-инозитол триспирофосфат (ITPP) увеличивает приток кислорода к тканям в 2,4 раза, что очень много, особенно для людей, страдающих болезнями сердца. Так, небольшая доза вещества подняла на ноги умирающих мышей.

Похоже, у прото-эукариот митохондрии появились раньше ядер, и именно их появление позволило со временем возникнуть ядру:

У удавов обнаружен партеногенез.



...а до того - у ящериц. Причём и при "бесполом" размножении они ухитряются поддерживать некоторое генетическое разнообразие.

Ребенок трех родителей

Статья Андрея Железных – о том, возможен ли «Ребёнок трёх родителей»? Конечно! – отвечают современные медики, которые уже нашли способ избавлять будущих детей от угрозы наследственных заболеваний. Если извлечь из яйцеклетки с «порчеными» митохондриальными генами ядро и перенести его в клетку другой женщины – со здоровыми генами, то при оплодотворении такой клетки отцовским сперматозоидом получится эмбрион, несущий в себе генетическую информацию от 3-х родителей – 50 % от отца, 49 % (ядерных генов) – от матери и 1 % (митохондриальных генов) от женщины-донора. Но к каким трудностям – техническим, этическим, юридическим, психологическим – это способно привести?