11 фантастических фотографий микромира
Ежегодный конкурс научной визуализации Wellcome Image Awards призван оценить красоту изображений, созданных в ходе работы биологов и врачей. Конкурс проводится совместно с Массачусетским технологическим университетом и Институтом Коха. Лучшие изображения 2016 года – в нашей галерее.
11 лучших кадров, сделанных под микроскопами — крошечная искусственная печень, сеть нейронов, стволовые клетки за работой и многое другое.
Поведение клетки регулируют белки, выполняющие работу и передающие информацию по сложно организованным каналам. В раковых клетках передача информации разлаживается. На этом изображении каждый элемент представляет собой условное изображение клеточных информационных каналов, а изображение в целом показывает их искажение в раковой клетке. Каждая дуга – это сигнал, который один белок шлет другому.
Клетки молочной железы. Округлые элементы отвечают за выработку молока.
Это изображение показывает, как клетки мышечной ткани сердца (волокнистые) и стволовые клетки (с точками) реагируют на разные синтетические материалы. После тестирования наиболее удачные материалы будут использованы в медицине.
Три кластера раковых клеток (бело-голубые точки), вживленные в трехмерную матрицу из белковых нитей (белые полоски). На таких маленьких опухолях изучают поведение раковых клеток и метастазы.
Эта картинка показывает искусственную «мини-печень»:клетки (оранжевый цвет) перестраиваются и растут после повреждения, используя для роста кровь.
Органоиды – искусственно выращенные органы, пересаженные на стенку кишки.
Человеческие клетки – макрофаги (голубые) захватили клетки опухоли (оранжевые), которые перед этим пометили антителами, которые служат иммунным клеткам опознавательными знаками. Ученые работают над тем, чтобы закрепить антитела на раковых клетках.
Металлические микрозонды. Изгибы золотистых нитей кажутся случайными, но на самом деле они имеют фрактальную структуру. Эти маленькие печатные платы призваны поддерживать активность мышц, пока регенерируют поврежденные нервные клетки.
Аксоны – длинные щупальца нервных клеток.
Стволовую клетку заморозили в матрице из гидрогеля, которая имитирует пространственную структуру костного мозга.
tech Мишустин назвал приоритеты своего правительства
Сообщений 841 страница 870 из 1001
Поделиться8412022-09-14 10:37:22
Поделиться8422022-09-14 10:40:53
7 фактов об удивительной птице-китоглаве
Эта птица просто завораживает своим внешним видом! Предлагаем изучить 7 фактов о китоглаве, а заодно полюбоваться снимками сказочного существа.
1. Китоглав — это крупная птица из отряда аистообразных, обитающая в тропических болотах Восточной Африки. Высота взрослой особи составляет около 1.2 м, размах крыльев достигает 2.3 м. Несмотря на внушительный рост, китоглав весит преимущественно до 7 кг.
2. Китоглав обладает нехарактерной для птиц особенностью: его массивная голова в диаметре сравнима с размерами туловища. Именно поэтому необычной птице дали такое имя. Огромный клюв (длиной около 23 см и шириной 10 см) позволяет китоглаву очень ловко охотиться на рыб. В основном эти существа питаются лягушкам, рыбой, мелкими рептилиями.
3. Китоглав может длительное время неподвижно находиться в засаде, высматривая свой обед. Этот факт позволяет фотографам-натуралистам вдоволь снимать птицу во всей красе. В самом большом птичьем парке Европы Вальсроде (Германия), где представлен и китоглав, написано: «Er bewegt sich doch» («Он все-таки двигается»).
4. Кроме того, китоглав способен полакомиться и более крупными жертвами: детеныши крокодилов порой оказываются в пасти сказочной птицы.
5. Эти существа ведут одиночный образ жизни, а парами встречаются лишь в брачный период.
6. У большинства птиц глаза располагаются по бокам головы. Но китоглав в этом смысле особенный, он имеет нестандартное строение черепа — глаза вынесены немного вперед. Благодаря этому китоглав видит мир трехмерным.
7. Китоглав — довольно редкая птица: в мире насчитывается менее 10 000 особей.
Поделиться8432022-09-14 10:42:48
Самый маленький термометр в мире изготовлен из ДНК
Надо измерить температуру в трудно доступных местах? Ученые создали из ДНК самый маленький в мире термометр, который способен замерить температуру даже внутри живых клеток.
Исследователи из Монреальского университета разработали крошечные молекулярные сенсоры, основанные на том, как РНК сворачивается и разворачивается в зависимости от местной температуры. Благодаря уникальной структуре ДНК ученые сумели аккуратно приспособить дизайн нового термометра по такому же принципу.
ДНК состоит из четырех оснований: аденина, гуанина, тимина и цитозина. Структура, создаваемая ими, может быть крайне полезна, так как каждое основание связывается более-менее сильно с остальными. «Аденин довольно слабо связывается с тимином, а цитозин — сильно с гуанином», — объясняет Дэвид Гаро, один из исследователей, в пресс-релизе.
Поместив основания в правильном порядке, команда сумела создать штаммы ДНК, которые сворачиваются и разворачиваются определенным образом при определенных температурах. В результате получилась структура шириной в 5 нанометров, которую ученые используют для определения температур, причем настроить ее можно как для измерения мельчайших перепадов температур (в десятую долю градуса), так и для мощных процессов нагрева или охлаждения.
Как говорят ученые, с помощью этих крошечных температурных зондов можно с большей точностью понять, что же происходит внутри человеческого тела. «Мы знаем, что стандартная температура человеческого тела — 36,6 градуса по Цельсию, — объясняет профессор Валле-Белиль. — Но мы понятия не имеем, происходит ли внутри человека какие-то изменение на наноуровне внутри каждой клетки». Теперь же мы можем это выяснить.
Из ДНК могут делать не только термометры. Еще из них уже создали жесткие диски и даже диоды.
Поделиться8442022-09-14 10:48:47
Мастера маскировки и живые фонарики: 10 невероятных фактов о бабочках и мотыльках
Бабочки красивые, но в общем и целом довольно однообразные, не так ли? А вот и нет. Их способы размножения, питания и защиты от хищников зачастую дадут сто очков вперёд любому другому насекомому. Тут и химическое оружие, и звуковое, и чудеса маскировки, и симбиоз с ленивцами...
Этот мотылёк выглядел настолько странно, что когда его фото появилось в интернете в 2009 году, его назвали фальшивкой. Тем не менее, снимок был настоящим, его сделал зоолог Артур Анкер, хотя вид мотылька до сих пор не определён.
Некоторые бабочки развили способность к мимикрии до такого совершенства, что их попросту невозможно узнать. К примеру, «бабочка-шершень» Sesia apiformis, она же большая тополёвая стеклянница выглядит точь-в-точь как огромная оса. Другой пример – языкан обыкновенный, очень похожий на колибри.
Павлиноглазка сатурния луна светится мягким зелёным светом – но не сама, а отражая свет Луны своими огромными крыльями. Эти ночные бабочки живут всего неделю, не могут питаться и способны лишь на размножение.
Многие ночные бабочки предпочитают питаться не нектаром, а слезами крупных млекопитающих – оленей, крокодилов, слонов. Некоторые даже потягивают кровь. Мадагаскарские бабочки Hemiceratoides hieroglyphica пьют слёзную жидкость спящих птиц, используя специальный хоботок с гарпуновидным кончиком.
Бабочка «Мёртвая голова», которую многие знают по фильму «Молчание ягнят», обожает мёд. И добывает она его прямо из ульев – обманывая охранников с помощью дезориентирующего крика, а рабочих пчёл – посредством продвинутого химического камуфляжа. К тому же иммунитет к пчелиному яду позволяет ей выдерживать множество укусов.
Как связаны ленивцы и моль? Ленивцы живут в полной безопасности среди густой листвы, спускаясь на землю лишь раз в месяц для дефекации и рискуя быть атакованными хищниками. Они не могут этого сделать с высоты, поскольку моль, живущая в их шерсти, откладывает яйца в экскременты. Моль находится в сложном симбиозе с водорослями, растущими на ленивце, которые необходимы ему для маскировки и получения питательных веществ.
Бабочка тонкопряда верескового славится своим причудливым ритуалом размножения. Самцы собираются в группу под названием «лек» и издают запах свежих ананасов, привлекая самок. Во время спаривания парочки застывают в причудливых позах, сцепившись гениталиями, и остаются абсолютно неподвижны, чтобы не привлекать внимания хищников.
Бабочка Gluphisia septentrionis из рода хохлаток отчаянно нуждается в соде. Но способ, которым она её добывает, иначе как безумным не назовёшь. Бабочка жадно поглощает воду, выплёскивая её потом из задней части тела реактивной струёй, впитывая лишь находящуюся в ней соду. Этот процесс продолжается несколько часов, и за это время через маленькое насекомое «перегоняются» литры воды.
Добывать нектар с цветка на лету – весьма непростое занятие. Бабочка бражника табачного контролирует этот процесс, намеренно... замедляя собственный мозг. Так она очень сильно понижает свою реакцию, но лучше видит при слабом освещении и отслеживает положение цветка.
Ночные бабочки – любимое лакомство летучих мышей. От этих безжалостных охотников с личными эхолокаторами почти невозможно скрыться, если ты не разработаешь собственное звуковое оружие. Именно это и сделали три вида бабочек из семейства медведиц – с помощью своих гениталий они издают щелчки, прерывающие сигналы летучих мышей и временно тех «ослепляющие».
Представляем 10 фактов о бабочках и мотыльках — безумных и удивительных, но абсолютно правдивых. Например, иногда, чтобы выжить, бабочкам приходится пить слёзы спящих птиц. И это не поэзия, а самый что ни на есть факт.
Поделиться8452022-09-14 10:50:52
Кажется, сумчатые куницы — настоящие людоеды
В 1878 году тело сержанта Майкла Кеннеди было найдено в австралийском штате Виктория. По словам человека, который наткнулся на этот труп, «у него одно ухо отсутствовало. Я подумал, что оно было съедено местными куницами (кволлами)».
А кажутся ведь такими милашками...
Этот отчёт не единственный. Недавнее исследование зоолога Дэвида Пикока обнаружило 111 сообщений в период 1831-1916 годов, в которых упоминались людоедские замашки кволл.
Кволлы, исторически известные как крапчатые сумчатые куницы, это плотоядные сумчатые животные. В Австралии обитают четыре их вида: пятнистохвостый кволл, а также западный, восточный и северный кволл.
Как обычному шведскому моряку удалось стать королем каннибалов?
Кроме того, что они были замечены в поедании мертвых тел, куницы угрожают кроликам и домашней птице.
Крапчатая сумчатая куница в Московском зоопарке
Что смог узнать исследователь
Кволлы были замечены по всей Австралии и Танзании. Они поедали тела каторжников, разбойников, сельскохозяйственных рабочих, китайские поселенцев и аборигенов. Эти люди умерли по разным причинам, включая убийства, самоубийства, старость и несчастные случаи.
Кстати, в Австралии установят «Чёрный ящик Земли» на случай краха цивилизации.
В около 85% зарегистрированных поеданиях кволлами человеческих останков мёртвые были мужчинами. Это согласуется с социальными установками 19-го и начала 20-го веков, когда в работе на открытом воздухе преобладали мужчины.
В большинстве сообщений сообщалось о повреждении лица — глаз, ушей, носа или языка. Пальцы рук и ног были зарегистрированы всего в трёх учётных записях. Объяснить это может одежда, которую носил человек в момент смерти — например, перчатки.
Поделиться8462022-09-14 10:53:02
Новый скрытный омикрон: опасен ли вариант BA.2 «стелс» и почему его так сложно обнаружить?
Эпидемиологи не без тревоги следят за распространением новой разновидности коронавируса, Шанхай вводит локдаун – а мы отвечаем на самые важные вопросы об омикроне по прозвищу «стелс».
Осенью прошлого 2021 г. по миру распространился новый штамм SARS-CoV-2 B.1.1.529 – омикрон. Оказавшись намного более заразным, чем все предшественники, он быстро стал доминирующим в мире, вызвав очередную волну заболеваемости зимой 2021-2022 гг. Но и на этом все далеко не закончено, и в последние месяцы все шире распространяется омикрон BA.2, прозванный в СМИ «стелс»- подвариантом. С февраля он сам оказался самым распространенным в мире, вызывая опасения прихода еще более сильной волны пандемии.
Что за новый омикрон?
Коротко: разновидность штамма омикрон BA.2 несет лишь часть общих с ним мутаций, но получила и множество новых.
Подробнее. Вариант омикрон BA.1 несет около 60 мутаций, отличающих его от исходного штамма нового коронавируса, который был выделен в самом начале пандемии. 32 из этих изменений касаются S-белка – важнейшей детали вирусной оболочки, с которой связывается большинство антител и вакцин. Поэтому такой «обновленный» вирус не всегда хорошо нейтрализуется старым иммунитетом, натренированном на патогенах с прежними формами S-белка. Тем не менее, на опасности самой болезни, вызываемой SARS-CoV-2, это не сильно сказывается, и протекает она не тяжелее «обычного ковида».
К настоящему моменту выделено три подварианта омикрона: помимо исходного BA.1, известны также BA.2 и BA.3, которые несут часть тех же мутаций, плюс некоторые дополнительные. Скажем, у BA.1 и BA.2 32 мутации одинаковы, а 28 – различаются. Теоретически, этого достаточно для выделения BA.2 в новый штамм с новой греческой буквой, и возможно, в будущем это и будет сделано. Однако пока что BA.2 остается омикроном. Поначалу он выглядел довольно бледно на фоне BA.1, который выделялся в тысячи раз чаще и быстро захватил мир. Но теперь ситуация изменилась.
Почему он «стелс»?
Коротко: потому что по результатам ПЦР он не отличается от предыдущих штаммов. Омикрон BA.1 легко определяется такими тестами, но BA.2 – не виден.
Подробнее. Обычные ПЦР-тесты реагируют на три гена нового коронавируса, но омикрон BA.1 обнаруживается лишь по двум из них. Третий ген, связанный с S-белком, у него мутировал и при стандартном ПЦР-тестировании не виден. По этому признаку (два положительных сигнала и один отрицательный) эпидемиологи могли легко следить за распространением BA.1 по планете. Но вот у BA.2 произошла новая мутация, и этот ген снова распознается при проведении ПЦР. Это не дает возможность проследить за распространением нового подварианта, как это было с BA.1, зато позволило дать ему броское прозвище «невидимки» – «стелс».
Разумеется, что распознать BA.2 все-таки возможно, только для этого пока что требуются более сложные инструменты, такие как прямое секвенирование генома вирусов, выделенных у людей с положительным ПЦР-тестом. Кроме того, на нас работает и сама эффективность омикрона. С тех пор как он практически повсеместно вытеснил предыдущий вариант дельта, можно считать, что все тесты, среагировавшие на все три коронавирусных гена, – это омикрон BA.2. И такие работы показывают, что BA.2 не просто распространяется во многих странах, но кое-где (например, в Дании) стал уже новой доминирующей разновидностью SARS-CoV-2.
Динамика распространения различных разновидностей омикрона
Динамика распространения разновидностей омикрона
Он действительно опасен?
Коротко: не больше предыдущих версий нового коронавируса. Основное преимущество омикрона BA.2 – невероятная скорость его распространения.
Подробнее. «Глобальный успех» всех трех линий омикрона связан с их повышенной контагиозностью, способностью передаваться от больных здоровым людям. Кроме того, как мы уже говорили, мутации S-белка несколько снижают эффективность иммунитета при нейтрализации этого штамма – хотя приобретенный и после болезни, и после прививки иммунитет обычно с омикроном все же справляется. BA.2 отличается от BA.1 восемью мутациями того же S-белка и уходит от удара иммунной системы не лучше своего предшественника. Однако благодаря новым изменениям он становится еще более заразным.
С точки зрения самого вируса, S-белок – это важнейшая деталь механизма, с помощью которого тот заражает хозяина. Именно этот белок связывается с рецепторами на поверхности клеток, обеспечивая проникновение внутрь. Чем легче и прочнее эта связь, тем быстрее и проще вирус окажется в клетке, и тем меньше вирусных частиц требуется, чтобы преодолеть первые барьеры защиты организма и запустить болезнь. Поэтому омикрон BA.2 распространяется невероятно стремительно – так, во время недавней вспышки BA.2 в Гонконге число заболевших удваивалось менее чем за 1,3 суток. Возможно, что немалый вклад в скорость распространения нового омикрона вносит и всеобщее ослабление противоэпидемических мер – скажем, разрешение массовых мероприятий и отмена «масочного режима».
Можно ли им заразиться повторно или после прививки?
Коротко: можно, но крайне маловероятно. Существующие вакцины также снижают вероятность болезни и эффективно защищают от ее тяжелого течения.
Подробнее. BA.2 не идеально подавляется иммунитетом, даже приобретенным в результате прошлого заражения. Зарегистрированы случаи заболевания BA.2 уже после болезни, вызванной BA.1, хотя такое происходит очень редко. Нет причин и считать, что BA.2 нейтрализуется вакцинами хуже своего предшественника. В лабораторных экспериментах показано, что антитела, полученные у людей полгода спустя после (двойной) прививки вакциной Pfizer, не лучшим образом справляются и с BA.1, и с BA.2. Однако после дополнительной «бустерной» прививки антитела нейтрализовали их весьма успешно. Так что если вы не забываете своевременно «обновлять» свой противоковидный иммунитет, бояться нового омикрона не стоит.
Несмотря на то, что BA.2 распространяется все шире, общее число заболевших в мире снижается, и даже появление этого особо заразного варианта приводит лишь к небольшим всплескам заболеваемости. По данным экспертов ВОЗ, вызванная им болезнь не тяжелее «обычного ковида» и проявляется теми же основными симптомами: насморк, головная боль, утомление, боли в горле. Будем следить за ними – и будем здоровы.
Поделиться8472022-09-14 10:54:45
Это не фильм ужасов: муравьи-разрушители принесли с собой гриб-убийцу. Он же их и убьёт
Когда сумасшедшие муравьи продвигаются всё дальше по местности, они уничтожают местных насекомых и ящериц, отгоняют птиц и даже ослепляют крольчат, брызгая им в глаза кислотой. Это не буйная фантазия сценариста-садиста, это реальность в некоторых районах штата Техас.
Сумасшедшие муравьи горзадо опаснее предыдуших муравьёв, огненных.
У учёных из Техасского университета в Остине теперь есть хорошие новости: естественный грибоподобный патоген может быть использован для прекращения безудержного распространения муравьев на юго-востоке Соединённых Штатов, где они сеяли хаос в течение последних 20 лет.
Эколог и ведущий автор исследования Эдвард ЛеБрун сообщил, что грибок уже привёл к исчезновению очагов захватчиков. К тому же, он вскоре будет протестирован на экологически чувствительных участках для защиты исчезающих видов.
Подобно огненным муравьям, которых они вытеснили из Техаса, желтовато-коричневые сумасшедшие муравьи родом из Аргентины и Бразилии, они попали в Соединённые Штаты на кораблях.
Их называют «сумасшедшими» из-за их беспорядочных, резких движений — в отличие от упорядоченных маршевых манёвров их родственных видов.
Цикады под грибами превращаются в сексуальных извращенцев!
Хотя они не оставляют опасные укусы, как огненные муравьи, сумасшедшие муравьи выделяют муравьиную кислоту, которая защищает их от яда огненных собратьев и вредит местным животным.
«Это своего рода шоу ужасов», — сказал ЛеБрун, который описал апокалиптические «реки» муравьев, кишащие на деревьях в месте заражения, которое он посетил в государственном парке Эстеро-Льяно-Гранде. Там исчезли местные муравьи, насекомые, скорпионы, змеи, ящерицы и птицы — и всё из-за захватчиков.
По словам ЛеБруна, они не только разрушают экосистемы, «с ними ужасно жить» самим людям. Муравьи ищут электрические системы для гнездования, вызывая таким образом короткие замыкания в блоках переменного тока и канализационных насосах.
Пестициды очень токсичны и служат только для замедления их продвижения, что приводит к огромным кучам из трупов муравьёв, которые необходимо расчищать, и муравьи в конечном итоге всё равно прорываются.
Споры, обнаруженные в муравьях.
Троянские муравьи
Около восьми лет назад ЛеБрун и один из его соавторов Роб Плауз изучали сумасшедших муравьев, которых они собрали во Флориде. И тогда уже они заметили, что у некоторых из них были необычно большие животы, раздутые жиром.
Когда они заглянули внутрь их тел, учёные обнаружили грибковые споры микроспоридий — типа грибкового патогена — и обнаруженный ими вид был совершенно новым для науки.
Микроспоридии обычно захватывают жировые клетки насекомых, превращая их в фабрики по производству спор.
А вы знали, что некоторые муравьи бьют тревогу при помощи запаха шоколада?
Происхождение возбудителя неясно — возможно, он пришёл из Южной Америки или, может быть, от другого насекомого.
Как бы то ни было, команда обнаружила, что это происходит по всему Техасу. Они наблюдали за 15 популяциями в течение восьми лет и заметили, что каждая популяция, содержащая патоген, сократилась, а 60 процентов популяции полностью вымерло.
В качестве эксперимента команда решила поместить инфицированных муравьев с неинфицированными в гнездовье в государственном парке, разместив хот-доги вокруг выходов из коробки, чтобы побудить две группы смешаться.
Сумасшедшие муравьи образуют «суперколонии» — то есть, отдельные группы не воюют друг с другом за территорию. Это большое преимущество при заселении новых территорий, но и их самая большая слабость — оно позволяло возбудителю беспрепятственно распространяться.
Испытание прошло с успехом, за несколько лет сведя популяцию сумасшедших муравьев в государственном парке к нулю. Особенно восприимчивыми оказались личинки, за которыми ухаживали заражённые рабочие муравьи.
ЛеБрун объяснил, что это хорошая новость по двум причинам: во-первых, патоген естественного происхождения избирательно нацеливался на инвазивные виды, ограничивая их способность управлять местными экосистемами. Во-вторых, учёные могут ускорить распространение патогена, чтобы быстрее убить сумасшедших муравьев.
Однако он предупредил, что этот процесс трудоёмок и не может уничтожить этот вид за одну ночь.
Поделиться8482022-09-14 10:57:06
Сезон вампиров: как и почему кусают слепни
Chrysopsinae, pangoniinae, scepsidinae, tabaninae... Нет, это не мантра и не заклинание, это представители тех самых мерзких и жутко кусачих насекомых, которые портят жизнь с начала лета до глубокой осени. Солнышко, травка и теплые вечера, говорите? Слепни, а вместе с ними мерзкий зуд, крапивница и кровоточащие раны. Это в лучшем случае. Рассказываем одну из летних страшилок: как кусается слепень, как выглядит и как живет.
Чтобы понять, как кусается слепень, достаточно представить себе 200 мг жидкости — немного, правда? Именно столько крови выпивает среднестатистический слепень всего за один укус. И если для вас это по-прежнему немного, то имейте в виду: столько же крови выпивают от 40 до 60 обыкновенных комаров за раз. А представители вида tabanus atratus могут выдуть почти 700 мг крови — как 200 комаров! Правда, у слепней кровосососущие в семействе только дамы, самцы сплошь вегетарианцы, питаются исключительно нектаром и другими выделениями цветковых растений. Вреда от них для человека ноль целых ноль десятых. Тем не менее, получают все мухобойкой абсолютно одинаково. Кстати, отличительная особенность слепней в том, что когда они сосут кровь, то теряют способность видеть. Слепнут то бишь. Отсюда и характерное название.
Огромные фасеточные глаза и такой же огромный ротовой аппарат. Недаром слепня относят к микрохищникам
Как кусает слепень
Пожалуй, из всех популярных в нашей стране гнусов (совокупность двукрылых кровососущих насекомых) укус слепня самый больной. Еще бы, ведь его инструмент сродни хирургическому и заточен для протыкания толстой кожи крупного рогатого скота, а наши нежные телеса для него что марля. Изначально самки не хуже самцов — спокойно собирают нектар с цветков и радуются жизни. Проблемы начинаются сразу после оплодотворения: с этого момента самка звереет, у нее включается механизм поиска прокормителя, так как для развития яйцеклеток требуются исключительно белки, поступающие с кровью. Вегетарианский нектрачик не подойдет. Крупные теплокровные в пищевых предпочтениях. Не гнушаются слепни птицами, ящерицами и даже черепахами.
Ротовые органы самок в прямом смысле колюще-режущего типа. Нижняя губа (хоботок) с широкими лопастями имеет желоб, внутри которого заключен твердый и острый разрезающий плоть аппарат. Он состоит из верхней губы (лабрум), которая используется для прокола кожи и принятия крови, жвал (верхние парные челюсти) и максилл (вторая пара челюстей). При погружении лабрума в кожу жвалы и максиллы начинают активно двигаться, разрезая словно ножницами кровеносные сосуды жертвы, параллельно в рану впрыскивается слюна с антикаогулирующими веществами. Отсюда и серьезные повреждения: крупные глубокие и кровоточащие порезы, которые очень долго не заживают. Причем, ладно бы слепни просто кусались, так нет же - эта дрянь делает сначала несколько пробных укусов, подбирая местечко с наиболее густым расположением кровеносных сосудов.
Хорошо видно, как самка сделала несколько пробных укусов, один из которых кровоточит
Как живут слепни
У слепней, можно сказать, матриархат — живут самцы слепней не очень счастливо. Мало того, что самцы никому не вредят, но получают за самок по самые крылья, так половая дискриминация отразилась и на продолжительности жизни. Женская особь живет до 35 суток, тогда как мужской отведено всего четыре-пять дней. И да, будьте осторожны, если вы собрались прихлопнуть назойливого гнуса, независимо от его пола. Для начала сверьтесь с Красной книгой. Да-да, это не опечатка. В региональные списки исчезающих видов России занесены: tabanus smirnovi в Республике Крым, therioplectes tricolor в Краснодарском крае и Севастополе и pangonius pyritosus в Белгородской области. Есть уязвимые виды в Штатах и даже в Польше. Так что в следующий раз замахиваясь тапком на присосавшегося к вам двукрылого, имейте в виду: согласно статье 8.35 КоАП РФ вас ждет штраф до 5 тысяч рублей с конфискацией орудия убийств. И денег за труп мухи заплатите, и тапок отнимут.
Поделиться8492022-09-14 10:58:27
Зачем дикие лисы намеренно трутся о камни: хитрая стратегия
Серые лисицы, живущие во взгорьях Калифорнии, специально трутся о камни, на которых оставляют метки пумы, чтобы пахнуть как более крупные хищники и отпугивать этим врагов – например, койотов.
Взрослый койот вдвое больше средней серой лисы (Urocyon cinereoargenteus), а рацион у них приблизительно одинаковый, поэтому койоты иногда убивают лис, чтобы ослабить конкуренцию за ресурсы. Возможно, поэтому лисы прибегают к маскировке запахом более крупных, чем койоты, пум, считают экологи из университета штата Висконсин в Мэдисоне.
Макс Аллен (Max Allen) установил камеры, чтобы наблюдать за пумами в местах, которые те обычно метят, чтобы обозначить свою территорию. Камеры показали, что места меток регулярно посещают не только большие кошки, но и лисы. Причем лисы подбираются к таким местам не позже, чем через несколько часов после того, как пума освежает метку.
Животные часто трутся о камни и деревья, чтобы оставить свой запах, но только лисы делают это там, где особенно силен запах другого хищника.
«Койоты часто полагаются на обоняние во время охоты, а если им попадаются лисы, они часто вступают в бой — не ради пищи, а чтобы уничтожить конкурента. Поэтому запах крупного и опасного хищника может спасти лису, встретившей койота на охотничьей тропе», — комментирует Аллен. Ученые не заметили в местах, помеченных пумами, других животных — ни койоты, ни рыси не пытаются выдавать себя за кошачьих.
Поделиться8502022-09-14 11:03:58
10 самых необычных богомолов: хищная красота
Будем честны, богомолы – жутковатые насекомые. Их треугольные головы со странными глазами, длинные цепкие конечности, мастерские навыки маскировки и чрезмерная прожорливость вызывают определенную неприязнь. Не ядовиты, и на том спасибо. Но при этом расцветка и форма некоторых видов невольно притягивают взгляд — красота же, хоть и хищная!
Deroplatys desiccata прекрасно маскируется под опавшие листья, откуда и идёт его название – «большой богомол увядших листьев». Обитает в тропиках Малайзии.
Pseudocreobotra wahlbergii. Этот шипастый розовый богомол обычно поджидает свою жертву, сливаясь с розовыми цветами. Одновременно яркая окраска служит как предупреждение для птиц, желающих полакомиться им самим.
Heterochaeta Orientalis, африканский богомол-шипоглаз. Окраской и формой тела он напоминает ветку кустарника, в котором живёт и охотится. Необычные фасеточные глаза, снабжённые «шипами» позволяют ему видеть добычу даже позади себя.
Blepharopsis mendica, чертополоховый богомол. Спокойные и неагрессивные, эти богомолы редко вступают в схватку с кем-то, больше их по размеру. Лишь пытаясь напугать врага, они принимают угрожающую позу, расправив крылья и демонстрируя яркие участки туловища.
Rhombodera basalis, малазийский богомол-щитоносец. Ещё один житель тропических лесов, предпочитающий влажную и тёплую среду. Достаточно популярен в качестве домашнего питомца.
Idolomantis diabolica, получивший необычное имя «чёртов цветок». Крупный богомол, притворяющийся цветами и листьями – как свежими, так и увядшими. В зависимости от окружения у него немного меняется расцветка и форма.
Miomantis caffra, обитатели южной Африки. С 1978 года были завезены в Новую Зеландию мальчиком из Окленда. Колония выжила и насекомые распространились по северу страны.
Choeradodis rhombicollis, перунианский богомол-щитоносец. Как и другие представители своего подсемейства, превосходно маскируется под зелёную листву.
Pogonogaster tristani – редкий вид богомолов, обычно не показывающихся на глаза человеку. Их тело покрыто волосками и колючками, напоминающими мох, чтобы сливаться с ним, сидя в засаде.
Hymenopus coronatus, орхидейный богомол. Обладает дивным перламутровым окрасом, маскирующим его под место обитания – цветки орхидеи. Самцы этого вида почти в два раза меньше самок.
Представляем десять совершенно потрясающих видов богомолов. Некоторые приобрели такую внешность ради камуфляжа, другие для привлечения противоположного пола, третьи — чтобы отпугнуть врагов. Лишний повод убедиться, что природа — величайший художник.
В каком постельном белье чаще всего могут завестись клопы?
Учёные из Флоридского университета (США) занялись довольно необычным исследованием: они попытались выяснить, есть ли у постельных клопов любимые цвета.
Для этого исследователи запускали паразитов на территорию, где были расставлены специально изготовленные из цветной бумаги «дома». У насекомых было 10 минут на выбор одного из укрытий, причём эксперимент разделили на несколько этапов, чтобы исключить случайность. В них клопы отличались по полу и возрасту, были сытыми или голодными, запускались группой и отдельными экземплярами.
В результате выяснилось, что постельные клопы предпочитают красный и чёрный цвета! А вот жёлтый и зелёный цвета кровососущие насекомые, наоборот, пытаются избегать. В целом окраска «дома» оказалась довольно весомым фактором при выборе убежища. Выбор красного цвета, по мнению учёных, мог быть обоснован цветом крови, которой питаются клопы, однако на самом деле причина оказалась в том, что эти паразиты видят себя красными, поэтому они выбирают убежище соответствующего цвета, чтобы замаскироваться и найти сородичей.
Впрочем, выбор цвета определяется и некоторыми личными предпочтениями, например, возрастом, а вот чувство голода или присутствие соседей никакого влияния не оказало. Неприязнь к жёлтому и зелёному цветам у всех клопов, очевидно, связана с тем, что эти цвета напоминают им ярко освещённые зоны, которые кажутся паразитам небезопасными. Конечно, смена постельного белья с красно-чёрного на жёлто-зелёное ни в коем случае не гарантирует защиту от клопов, но в сочетании с другими мерами борьбы — вполне.
А недавно учёные определили, какие лампочки сильнее притягивают насекомых:
Поделиться8512022-09-14 12:45:34
Вакцина от гриппа может быть эффективнее, если прививаться утром
Несмотря на пандемию коронавируса, просто вирус гриппа по-прежнему является опасной угрозой для здоровья и жизни людей. Зимой 2015 года от него погибло около 16 000 человек , поэтому учёные из университета Бирмингема решили испытать простой способ повышения эффективности ежегодных прививок.
Прививки, сделанные в период с 9.00 до 11.00 часов дня, увеличили уровень антител в крови испытуемых в четыре раза по сравнению с группой испытуемых, привитых в период с 15.00 до 17.00 часов.
Считается, что иммунная система более активна и восприимчива именно в первой половине дня. Доктор Анна Филлипс, главный исследователь из Университета Бирмингема, говорит следующее: «Мы знаем, что существуют колебания иммунных реакций организма в течение суток. Мы решили изучить как эта особенность влияет на вакцинацию. Будучи в состоянии видеть, что утренние прививки гораздо более эффективны, мы сможем разработать более эффективную стратегию как для вакцинации от гриппа, так и для вакцинаций в целом».
Чтобы выяснить зависимость эффективности прививок от времени суток, исследователи провели вакцинацию 276 пенсионеров в 24 различных клиниках. Через месяц испытуемые были снова приглашены в лабораторию, чтобы провести замер количества сформировавшихся в их крови антител.
Дорогие друзья, наш материал носит сугубо образовательный и общеинформативный характер. При первых симптомах гриппа следует незамедлительно обратиться к врачу, а заблаговременная прививка снизит риск заболевания
Пожилые люди после 65 особенно уязвимы для вируса гриппа, поскольку их иммунная система не вырабатывает достаточного количества антител для борьбы с инфекцией, даже если они недавно переболели. Но испытуемые, привитые утром, имели в крови несравнимо более высокое количество антител. Надо отметить, что предыдущие мероприятия по усилению вакцинации с добавлением различных иммуномодулирующих добавок, никакого эффекта не имели.
В настоящий момент команда исследователей планирует более обширное исследование, чтобы повторить результаты и убедиться, что утренняя вакцинация не создаёт побочных эффектов и рисков для организма. Также в рамках этого исследования планируется протестировать вакцину от пневмонии.
Поделиться8522022-09-14 12:47:50
У наших клеток есть «щупальца», которые помогают им перемещаться. Вот как это происходит
Клетка не живёт сама по себе. У каждой из них есть множество способов обозначить своё место и своё окружение и даже физически связаться с соседями или врагами, используя странные клеточные отростки.
Филоподии могут помочь в исследовании различных болезней.
Не занимайтесь самолечением!
В наших статьях мы собираем последние научные данные и мнения авторитетных экспертов в области здоровья. Но помните: поставить диагноз и назначить лечение может только врач.
Эти похожие на щупальца выступы называются филоподиями. Новое исследование дало нам больше информации о том, как они позволяют нашим клеткам двигаться.
«Филоподии играют ключевую роль, позволяя клеткам исследовать окружающую среду, передавать сигналы через межклеточные туннельные нано-мосты, — пишут исследователи в своей статье. — Динамика филоподий кажется довольно сложной, поскольку они могут изгибаться и растягиваться, менять длину и форму. Мы показываем, что филоподии исследуют трёхмерное внеклеточное пространство, сочетая растяжение и сжатие с осевым скручиванием и изгибом».
Как работают «щупальца»?
Ядро филоподии состоит из белков, называемых актином и миозином. Команда, возглавляемая биофизиками из Института Нильса Бора в Дании, сравнивает эту недавно открытую скручивающуюся и изгибающуюся конструкцию с резиновой лентой.
Может ли алкоголь уничтожить клетки нашего мозга?
При скручивании резиновая лента сжимается и может сама возвращаться в исходное положение. В ядрах филоподий миозиновые белки обвивают актиновые белки, закручивая их или скручивая.
Наглядно: вот так работает филоподия.
«Они могут изгибаться, скручиваться, таким образом, что позволяют клеткам исследовать пространство вокруг них, и они могут даже проникать в ткани в окружающей их среде», — говорит ведущий автор, биофизик Института Нильса Бора Наташа Лейнсе.
Команда использовала оптический пинцет и конфокальный микроскоп, чтобы физически наблюдать за этим скручиванием стержней актина и миозина. Впоследствии они построили физическую модель, чтобы подтвердить, что движение возникло спонтанно из-за того, что эти молекулы были заключены в узкие каналы внутри филоподий.
Чем поможет это открытие?
Исследователи работали с различными клетками. В частности, они исследовали клетки рака молочной железы человека и клетки почек.
Присутствие таких структур в различных клетках означает, что это может быть ещё одним направлением для изучения таких заболеваний, как рак.
Морскому льву пересадили клетки мозга свиньи и вылечили от эпилепсии!
«Раковые клетки известны своей высокой инвазивностью [способностью проникать в ткани и органы и заражать их]. И разумно полагать, что они особенно зависят от эффективности своих филоподий с точки зрения изучения окружающей среды и облегчения их распространения, — говорит биофизик Института Нильса Бора Пол Мартин Бендикс. — Вполне возможно, что, найдя способы подавлять филоподии раковых клеток, можно остановить развитие рака».
Поделиться8532022-09-14 12:48:44
Могут ли летучие мыши питаться только кровью
Летучие мыши-вампиры немного пугают своей способностью пить кровь животных. Но питаются ли они чем-то еще или могут выжить лишь на такой кровавой диете?
Удивительная способность этого вида летучих мышей имеет свои пределы. Как долго может прожить вампир, питаясь лишь кровью, выяснили ученые
Чтобы дать ответ на этот непростой вопрос, ученые сравнили геном обычных вампиров (Desmodus rotundus) с 26 другими видами летучих мышей и идентифицировали у летучих мышей-вампиров 13 генов, которые отсутствуют или перестали работать. На протяжении многих лет эти генные изменения помогали животным адаптироваться к «кровяной» диете, богатой железом и белком, но с минимальным количеством жиров или углеводов.
Большинство млекопитающих не могут выжить на низкокалорийной жидкой диете из крови. Только три вида вампиров из 1400 видов летучих мышей могут это сделать — остальные питаются в основном насекомыми, фруктами, нектаром, пыльцой или мясом маленьких лягушек и рыб.
Как вампиры выживают на «кровяной» диете
Способность летучих мышей из рода вампировых выживать, питаясь лишь кровью, поразила ученых. Эти животные оказались самыми удивительными из всех летучих мышей. Такая способность обуславливается изменениями в геноме, которые позволяют вампирам питаться кровью без необходимости в другой более калорийной пище.
При такой низкокалорийной диете летучие мыши-вампиры не могут долго обходиться без еды. В крайнем случае сытые животные будут отрыгивать свою пищу, чтобы поделиться ею с голодающим соседом. Но не с каждым сородичем летучая мышь может поделиться: у этих животных сложные социальные отношения и, похоже, они запоминают, какая особь помогала им в прошлом, а затем платят ей тем же.
Поделиться8542022-09-14 12:51:25
Почему мы травимся обычной водой?
Удивительно, но самая обыкновенная вода иногда становится ядом.
Уважаемые читатели, наш материал носит исключительно общеобразовательный характер. Пожалуйста, воздержитесь от любых экспериментов со здоровьем, а в случае недомогания постарайтесь как можно скорее обратиться к врачу
Вода — это источник жизни, от жажды можно умереть за три дня. Но, как известно, в чрезмерно больших количествах практически любое вещество на свете превращается в яд. Так можно ли отравиться самой обыкновенной водой, если выпить ее слишком много?
Отметим: речь сейчас идет не о примесях, содержащихся во воде, а именно о чистом веществе. Что ж, для многих это станет малоприятным сюрпризом — да, вы действительно можете отравиться самой обычной и при этом достаточно чистой водой. Так, к примеру, некоторые особенно выносливые бегуны на длинные дистанции даже испытывают на себе эффекты от водяного отравления, пусть и не в полной мере.
А почему именно так происходит вы можете узнать, посмотрев ролик, подготовленный и переведенный студией Vert Dider:
https://vk.com/video-55155418_456239128
Поделиться8552022-09-14 12:52:36
Виноваты гены: почему некоторые люди не чувствуют боль
Ощущение физической боли необходимо для выживания. Однако на планете есть люди, не чувствующие боль. Ученые пытаются понять, почему так происходит.
Врожденная нечувствительность к боли — заболевание редкое, но встречается оно по всей планете. По оценкам специалистов, около миллиона людей не способны чувствовать физическую боль, и это отклонение приносит человеку множество проблем. В первую очередь страдают дети, еще не умеющие контролировать свое тело: они могут откусить кусочек своего языка и не заметить этого. Люди с подобным нарушением чаще других ломают кости. Они также не могут вовремя обратиться к врачу как при травме, так и при обычном болевом сигнале заболевшего организма.
За годы исследований ученые установили, что нечувствительность к боли является следствием генетических нарушений. Гены SCN9A, PRDM12 и другие, мутировав, блокируют передачу электрических сигналов по нервам. Иногда людям, не чувствующим боль, помогает прием налоксона и других опиоидных антагонистов, но универсальной методики лечения еще не выработано. Исследование этого явления продолжается. Наиболее известные «пациенты» живут в деревне Vittangi на севере Швеции: здесь отмечено более 40 случаев. Очевидно, что мутировавший ген (в данном случае — NGFß) передается по наследству.
Недавно генетики изучали наследственную нечувствительность к боли на примере итальянской семьи Марсилис (Marsilis). Все шесть человек — 78-летняя женщина, две ее дочери и трое внуков — вместо боли испытывают едва заметный дискомфорт. Рентгеновские снимки показали, что все они имеют множество переломов, о которых даже не подозревали. По результату изучения геномов была найдена мутация в гене ZFHX2. ZFHX2 контролирует работу 16-ти других генов, часть из которых отвечает за восприятие боли. Чтобы проверить механизм его работы, генетики поставили ряд опытов на мышах, видоизменяя мутацию ZFHX2.
Ученые надеются, что им удастся найти пути лечения для всех людей, имеющим подобное отклонение. Кроме того, дальнейшие исследования в этой области позволят создать эффективные и безопасные обезболивающие препараты.
Материал подготовлен National Geographic Россия
Поделиться8562022-09-14 12:56:55
Гормоны эволюции: на что способна щитовидная железа
Какими темпами шла эволюция? Постепенными «шажками» или взрывами, создававшими за относительно короткие периоды целые букеты абсолютно новых форм? Возможно, подсказку для установления истины даст нам один из самых важных гормонов в истории всего живого.
Чуть больше 100 лет назад, в 1911 году, аспирант Медицинской школы в Мюнхене, в будущем известный американский биолог Фредерик Гудернач, кормил головастиков различными тканями животного происхождения. Это несложное лабораторное исследование, которое сегодня подошло бы для школьных занятий по биологии, принесло поразительное открытие. Наевшись фрагментов конской щитовидной железы, личинки вдруг принялись стремительно метаморфизировать, то есть превращаться во взрослых лягушек. Именно с этого момента стало ясно, что выделяемый щитовидной железой тиреоидный гормон является мощнейшим стимулятором развития, и тогда биологическая наука решила присмотреться и к гормону, и к железе максимально пристально.
Слишком чистая вода
Для человека изменения функции щитовидной железы практически всегда вызывают заболевания. Чуть ли не половина населения Земли подвержена отрицательному влиянию либо дефицита гормона щитовидной железы — тиреоидного гормона, либо его избытка. И что особенно важно, этот гормон имеет многоплановое действие. Он влияет на рост, на формирование опорно-двигательной, нервной и пищеварительной систем, на обмен веществ, поддержание температуры тела и т. д. Недостаток тиреоидного гормона на ранних этапах развития человека зачастую приводит к кретинизму: замедлению роста, слабоумию и затруднению речевой функции. Тиреоидный гормон содержит йод, и поэтому наиболее серьезные проблемы, связанные с дефицитом гормона, наблюдались там, где йода не хватает. Речь далеко не всегда идет об экологически неблагополучных районах — в недавнем прошлом в ходу был термин «альпийский кретинизм». В некоторых районах Альп, как оказалось, настолько чистая вода, что содержание йода в ней близко к нулю. Как результат — высокая частота развития кретинизма среди местного населения. С проблемой удалось справиться, включив в рацион проживающих в этих районах людей йодированную соль.
Бунтующая камбала
Но еще более важную роль тиреоидный гормон играет в развитии холоднокровных позвоночных, в частности рыб и амфибий. И особенно тех, в онтогенезе которых присутствует стадия метаморфоза — превращения из личиночной формы в зрелую. В статье «Недоразвитые первопроходцы» («ПМ» № 9'2012) подробно говорилось о феномене неотении. При неотении детская (ювенильная), часто личиночная форма живого существа никогда не приобретает вид взрослой особи, но продолжает расти и достигает половой зрелости. Так вот, выяснилось, что один из решающих факторов для возникновения неотении — пониженный уровень тиреоидного гормона.
Личинка камбалы похожа на личинок обычных рыб. И лишь после метаморфоза рыба переворачивается на бок и ложится на дно, меняя при этом тип питания, а глаз со стороны, обращенной ко дну, «переезжает» на противоположную. Однако японцы, разводящие камбал на фермах, однажды заметили, что среди взрослых рыб попадаются особи, сохранившие личиночные черты: и плавают они в толще воды, а не лежат на дне на боку, и глаза на стандартном месте, и хищные повадки камбалы отсутствуют. «Неправильные» камбалы попадались и в открытом море. У всех этих взрослых личинок есть одно общее: они не прошли стадию метаморфоза в результате нарушений функции щитовидной железы.
Коварные гойтрогены
Гойтрогенами (от английского goiter – «зоб») называются вещества, которые подавляют синтез тиреоидного гормона щитовидной железой. Щитовидная железа начинает синтезировать гормон в ответ на получение из гипофиза другого (тиреотропного) гормона. Когда же срабатывает гойтроген, синтез щитовидной железы подавляется, и организм чувствует недостаток тиреоидного гормона. В ответ гипофиз увеличивает подачу своего гормона, как бы настойчиво «напоминая» щитовидке о невыполненных обязательствах. Но щитовидная железа под действием гойтрогенов работать нормально не может, и только увеличивается в размерах. Так возникает то самое заболевание, известное как «зоб».
Гойтрогены встречаются повсеместно и негативно действуют на человека. Например, в районах угольных шахт в воздухе и воде содержится целая масса сопровождающих уголь веществ, которые подавляют функцию щитовидной железы. Пока не додумались добавлять в пищу жителей этих мест йод, у них были серьезные проблемы со здоровьем и развитием детей. Есть гойтрогены, которые содержатся в растительной пище, например, в сорго, маисе и батате. В местностях, где сорго является основным продуктом питания (а это в основном отдельные районы Африки), местные жители сталкиваются с проблемой дефицита тиреоидного гормона, который зачастую сказывается на ментальных способностях, приводит к развитию зоба, а в крайних случаях – кретинизма. Носителями природных гойтрогенов являются и крестоцветные: капуста, репа, редька, редиска. В наших краях употребление этих овощей не сказывается на здоровье людей с нормальным уровнем тиреоидного гормона, но если уровень понижен – возможны негативные последствия. Даже у такого любителя капусты как заяц продолжительная капустная диета вызывала в эксперименте развитие зоба. Есть гойтроген и в сое. Некоторое время назад сою начали вовсю использовать в детском питании, но затем японцы заметили нежелательные побочные эффекты у малышей. С тех пор в детское питание стали добавлять йод, необходимый для синтеза тиреиоидного гормона.
Неандертальский кретинизм
Согласно одной из гипотез, проблемы со щитовидной железой испытывали и неандертальцы. В строении их тел наблюдаются некоторые черты, характерные для современных людей, страдающих кретинизмом: похожая структура костей, кургузое тело, короткие нижние конечности.
Решающая роль тиреоидного гормона в развитии организмов заставляет вспомнить теорию немецко-американского биолога Рихарда Гольдшмидта, считавшего макроэволюционные изменения следствием единичной мутации, влияющей на работу эндокринных желез и вызывающей скоординированные изменения морфологии организма, а не результатом постепенного накопления небольших эволюционных изменений. К ним могли относиться и мутации, связанные с производством тиреоидного гормона, а точнее, со всей тиреоидной осью.
Так выглядит щитовидная железа человека. Аналоги этого органа имеются у всех позвоночных (хоть и не у всех имеют вид компактной железы), а вырабатываемый ими гормон идентичен по химическому составу как для человека, так и для ланцетника.
Неправильный пучок
На то, что эволюция, по крайней мере временами, носила взрывной характер, указывает существование феномена «пучка видов» (species flock). Долгое время считалось, что наиболее вероятным механизмом видообразования была аллопатрия — разделение ареала предкового вида на несколько частей, приводящее к репродуктивной изоляции популяций. Симпатрическое видообразование (формирование нескольких видов из популяций, не разделенных географическими барьерами) долгое время оставалось гипотетическим.
И вдруг один за другим стали обнаруживаться «пучки видов». Среди наиболее известных — пучки из 200 и 500 видов цихлид из Великих Африканских озер: Танганьики и Виктории. В каждом из них было найдено множество генетически близкородственных видов рыб, предположительно произошедших от одного предка. Рыбы эти, однако, столь сильно отличаются друг от друга, что их можно отнести не то что к разным видам, но и к разным родам. Зачастую озера, в которых образуются «пучки», имеют к тому же и весьма короткую геологическую историю, что говорит о том, что видообразование имело стремительный, взрывной характер. Нет ли в такой скоротечной эволюции следа тиреоидного гормона?
Чудеса Эфиопии
Чтобы подтвердить или опровергнуть эту гипотезу, авторы этой статьи проводят исследования в составе совместной российско-эфиопской биологической экспедиции на берегах крупнейшего в Эфиопии озера Тана. В его водах возник, пожалуй, один из самых известных «пучков видов» карповых рыб, состоящий из 15 видов больших африканских усачей, хорошо различающихся по морфологии, образу жизни, поведению и типу питания. Более половины этих видов — активные хищники, что для карповых в высшей степени нетипично, ведь у них нет челюстных зубов, только глоточные. Причем среди хищников есть огромные рыбины, в то время как родительская форма весьма невелика. Озеро Тана не однажды в своей истории пересыхало и последний раз заполнилось водой 15 000 лет назад. Таким образом, все это разнообразие — и морфологическое, и поведенческое — возникло за время, которое по меркам эволюции сопоставимо с долями секунды.
Гипоталамус – отдел промежуточного мозга, контролирующий эндокринную систему. Он также фиксирует все изменения, происходящие в крови и спинномозговой жидкости.
Гормональные терзания
Первым шагом исследования было получение оплодотворенной икры от рыб предковой формы. Большинство видов танских усачей нерестятся в реках, впадающих в озеро, причем уходят довольно далеко вверх по течению (на 50−70 км), где ищут небольшие перекаты с дном, покрытым мелким гравием, чистую и богатую кислородом воду и быстрое течение. Нерестятся усачи преимущественно ночью, что затрудняет поимку нерестовой группы, то есть готовых к размножению самки и самцов одного вида. Если такую группу удается обнаружить, ее вылавливают накидной сетью. Из самки выдавливают икру в специальную чашку Петри с высокими сетчатыми бортами, рядом добавляют сперму одного из самцов. Затем сперма и икра аккуратно перемешиваются и промываются речной водой. Оплодотворенная икра усачей обладает высокой клейкостью и моментально прилипает к дну и бортам чашки Петри. Когда икринки начинают отклеиваться от дна и бортов чашки, их аккуратно переливают в пластиковую бутылку с речной водой и перевозят в лабораторию (порой на расстояние более 100 км), где затем происходит выращивание личинок и молоди усачей. В лаборатории икру разделяют на группы: контрольная группа, выращиваемая в чистой воде; группа, выращиваемая в условиях гипертиреоидизма — при повышенной концентрации тиреоидного гормона (для этого активную форму гормона добавляют непосредственно в воду); и группа, содержащаяся в условиях гипотиреоидизма или дефицита тиреоидного гормона (для этого в воду добавляется гойтроген — вещество, подавляющее активность щитовидной железы).
Виды и даже роды рыб различаются по нескольким важным признакам: это количество чешуй, глоточных зубов, костей, лучей в плавниках и т. д. Обнаружилось, что изменение уровня тиреоидного гормона вызывает изменение числа этих структур. Признаками, на основании которых различают виды танских усачей, служат форма и пропорции головы и тела. Оказалось, что при высоком уровне гормона у них происходит укорачивание морды (отличительный признак одного из видов). Когда же снижали концентрацию гормона, то получали рыб, более похожих на некоторые виды хищных усачей, чем на родителей — предковую форму, являющуюся всеядной.
Еще один пример. В спине рыб над позвоночником между головой и спинным плавником расположены кости — супраневралии. У древних рыб таких костей было много, а у современных карповых их число сильно сократилось. У танских усачей их всего шесть-семь штук. Воздействием высоких доз тиреоидного гормона нам удалось добиться еще более заметного сокращения их числа. При содержании личинок усачей в условиях дефицита гормона число супраневралий увеличилось, причем удалось установить, что каждая из них является сложной костью и формируется в результате слияния нескольких зачатков. Сходные последствия изменений уровня гормона были обнаружены и на других скелетных структурах. Значит, снижение уровня гормона щитовидной железы во время развития частично возвращает живое существо к предковому состоянию, а высокий уровень гормона приводит к появлению более эволюционно продвинутых признаков. Эти факты позволяют предположить, что изменения гормональной регуляции могут лежать в основе формирования не только видов, но и групп более высокого порядка, что и предполагал Гольдшмидт.
У миноги все наоборот
Известно, что щитовидная железа эволюционно восходит к эндостилю – трубчатому органу, являющемуся частью системы пищеварения у таких примитивных родственников позвоночных, как асцидии и ланцетники. У большинства рыб нет компактной щитовидной железы, а ее фолликулы разбросаны по телу. Щитовидная железа как таковая появилась уже у наземных позвоночных. Однако все эти органы, начиная с эндостиля, синтезируют все тот же, общий для всех хордовых животных тиреоидный гормон. Интересен пример миноги (низшее позвоночное класса круглоротых). У ее личинки, которая сильно отличается от взрослой особи и живет в прибрежном песке, имеется эндостиль. После метаморфоза эндостиль сменяется щитовидной железой, животное выбирается из песка и уходит в море. Однако если у рыб или амфибий метаморфоз запускается резким повышением уровня тиреоидного гормона, то у миног наоборот – метаморфозу способствует столь же резкое снижение уровня. Таким образом, вырабатываемый эндостилем гормон, подобно специальному гормону у насекомых, до поры до времени консервирует личиночную стадию, и лишь падение его уровня открывает личинке новую жизнь.
Не сошлись характером
Как же случилось, что озеро Тана так быстро заселили столь разные виды, произошедшие от одного предка? Очевидно, когда предковый вид заселял озеро, там была очень бедная ихтиофауна и множество мест, где можно было обосноваться, причем с довольно разнообразными условиями. Есть глубокие места, мелководье, участки с разной концентрацией кислорода и разным количеством пищи, со слабым перемешиванием воды, есть участки, где впадают реки с большим выносом. А потребность в кислороде и активность поведения также напрямую зависят от скорости метаболизма и, следовательно, от уровня тиреоидного гормона. Изменчивость уровня метаболизма позволила предковому виду занимать разные биотопы и в каждом из них чувствовать себя хорошо.
В 2010 году японский биолог Джун Китано со своими коллегами из Японии и США исследовал рыбу, которая называется колюшка трехиглая. У нее есть две формы: морская (исторически первичная) и речная, сформировавшаяся в результате колонизации колюшками пресных водоемов. Морские и речные колюшки различаются не только средой обитания, но и морфологией, и физиологией. Китано удалось установить различие между ними в уровне тиреоидного гормона и доказать, что это различие наследуется, то есть закреплено генетически. Для обитания в местах с нехваткой кислорода и пониженными пищевыми ресурсами адаптивен низкий уровень гормона. Для форм активных нужен повышенный уровень. Таким образом, разный уровень гормона способствовал разделению форм одного вида по средам обитания и фактически создал предпосылки для возникновения новых видов.
Вероятно, нечто подобное происходило и в озере Тана, однако причину быстрой эволюции усачей еще предстоит выяснить. Найдем ли мы эту причину в генетических мутациях или в области эпигенетики, то есть в изменениях экспрессии одних и тех же генов, покажут дальнейшие исследования. Но уже сейчас можно с большой долей уверенности сказать, что тиреоидный гормон сыграл серьезную роль в эволюционных преобразованиях.
Поделиться8572022-09-14 12:58:29
Шутка природы: кто из больших кошек получил самый маленький мозг
Ответ на это вопрос около шести лет назад дала ученая Шарлин Сакаи из университета штата Мичиган. Она сравнила черепа 75 диких кошек и пришла к выводу, что эволюцией гепардов и львов двигали совсем не те факторы, которые повлияли на эволюцию приматов.
Считается, что человек получил большой мозг из-за того, что ему приходилось много общаться с представителями собственного вида. Однако мало известно о том, какие факторы влияют на увеличение объема отдельных долей коры головного мозга.
В 2016 году Шарлин Сакаи предположила, что чем общительнее животное, тем сильнее должна быть развита фронтальная кора его мозга.
Из всех кошачьих только львы ведут бурную социальную жизнь и живут прайдами; остальные — одиночки. Правда, самцы гепардов иногда объединяются в группы, а леопарды проявляют гибкость: в зависимости от обстоятельств они могут мириться с присутствием сородичей или стремиться к обособленности.
Как и ожидалось, самая большая фронтальная кора обнаружилась у львов, особенно у самок, которые охотятся вместе и должны много и эффективно взаимодействовать. Второе место заняли леопарды.
К удивлению ученых, общий объем головного мозга львов не слишком отличался от размеров мозга кошек, ведущих одинокий образ жизни. Самый маленький мозг (и самая маленькая фронтальная доля) оказались у гепарда, хотя эти кошки иногда социализируются. Ученый пришла к выводу о том, что объем мозга диких кошек зависит не только от степени социализации, но и от других, еще не известных факторов.
Поделиться8582022-09-14 12:59:41
Древние кристаллы таят «супержизнь» возрастом 50 000 лет
В мексиканской системе пещер столь красивой и столь жаркой, что ее одновременно называют Страной Фей и адом, ученые нашли жизнь, заключенную в кристаллы, которой может быть больше 50 000 лет.
Странные и древние микробы в спящем состоянии были обнаружены в пещерах Найка, что на территории Мексики, еще в 2017 году. Эти микроорганизмы выживали в недрах земли благодаря таким минералам, как железо и марганец. «Это настоящая супержизнь», — говорит Пенелопа Бостон, глава Института астробиологии НАСА, представлявшая открытие на научной конференции.
Уже подтверждено, что эта находка — еще один пример того, как микробы могут выжить в самых экстремальных условиях на Земле. Формы жизни — 40 различных штаммов микробов и даже несколько вирусов — настолько странные, что даже их ближайшие родственники на 10% отличаются от них генетически, а это значит, что они отстоят от любых известных нам форм жизни настолько, насколько люди отстоят от грибов.
Пещеры Найка глубиной около 800 метров. В них располагаются заброшенные свинцовые и цинковые шахты, и до того как тут началась разработка полезных ископаемых, пещеры были полностью отрезаны от внешнего мира. Внутри там так жарко, что ученым пришлось носить дешевые версии космических скафандров — чтобы предотвратить заражение от внешней жизни — с пачками льда, распределенными по всему тела. Работать там можно было максимум 20 минут, а потом приходилось нырять в «прохладную» комнату отдыха, в которой было 38 градусов по Цельсию.
Поделиться8592022-09-14 13:03:08
Для чего человечество поделилось на мужчин и женщин в ходе эволюции?
Отношения полов заняли такое необычайно значимое место в человеческой культуре – в повседневной жизни, искусстве, религии и даже политике, – что мы редко задумываемся о биологическом смысле пола вообще.
А то и вовсе вдаемся в дискуссии о том, не является ли пол вопросом личного самоопределения. Вместе с тем природа установила разделение по полам задолго до возникновения человека и даже позвоночных. Правда, о том, как и зачем это произошло, ученые спорят до сих пор.
Как известно, половое размножение ведет к возникновению новых комбинаций генов у потомства, в том числе и таких комбинаций, которые обеспечивают лучшую приспосабливаемость организма к среде и поддерживаются естественным отбором. У бесполых организмов вроде бы такой возможности нет. Бактерии, которые размножаются простым делением (митозом), фактически занимаются клонированием самих себя. Изменения в геноме, разумеется, могут возникать в результате мутаций, но мутация, возникшая у одной особи — хорошая она или плохая, — будет всегда передаваться всем поколениям потомков. Разве что одну мутацию уничтожит другая, но это очень маловероятное событие. А вот если полезная мутация проявится в другой линии, при бесполом размножении «приобрести» ее невозможно.
Как происходит конъюгация
Протосекс прокариот
В реальности у прокариот (бактерий и архей) полового размножения нет, но есть его аналог — горизонтальный перенос генов, происходящий в трех формах: конъюгация, вирусная трансдукция и трансформация. Конъюгация — это то, что больше всего напоминает «секс». Бактерия-донор прикрепляется к бактерии-реципиенту и впрыскивает внутрь клетки часть своей ДНК. При трансдукции участки генома переносятся вирусами, и, наконец, при трансформации бактерия забирает фрагменты ДНК из внешней среды, например у мертвой бактерии. Полученная извне генетическая информация рекомбинирует внутри генома, то есть либо встраивается в него, либо замещает собой однотипный (гомологичный) участок. Горизонтальный перенос генов делает великое дело. В условиях бесполого размножения он дает возможность соединять в одном геноме комбинации генов из разных линий. И, если повезет, это могут быть полезные комбинации, которые значительно улучшат приспосабливаемость к изменениям среды следующих поколений потомков. Однако эволюция на этом не остановилась. Одна биологическая революция — появление эукариотической клетки с ядром и множеством органелл — сопровождалась другой: возникновением полового размножения.
На первый взгляд половое размножение имеет определенные недостатки. Например, отсутствует возможность передать свой геном потомству полностью. Можно передать лишь 50%, да и то в измененном виде. Также существует проблема «двойной цены». Там, где есть разделение полов, производить потомство могут лишь самки, а бесполые существа все как один наделены этой способностью, и в каждом поколении численность популяции удваивается. Содержание самцов также имеет свою цену — они пользуются той же кормовой базой, что и самки. Кстати, известный сюжет — поедание самкой богомола самца после соития — вероятно, есть одна из попыток природы минимизировать «двойную цену». Тем не менее половое размножение, появившееся, вероятно, более миллиарда лет назад у одноклеточных эукариот, стало магистральным путем эволюции живого на Земле.
Возникновение полового размножения, вероятно, связано с очень древними механизмами обмена генетической информацией, которые появились еще до зарождения живой клетки.
Перетасовываем гены
Более того, половое размножение потребовало появления специального механизма создания гамет — половых клеток с одинарным (гаплоидным) набором хромосом. Этот механизм называется мейозом. Если при простом делении — митозе — родительские хромосомы полностью копируются в новую клетку, то в мейозе происходят дивные вещи. В процессе мейоза гомологичные (функционально схожие) хромосомы соединяются друг с другом и происходит кроссинговер — обмен участками. В результате трех фаз мейоза появляется гамета — половая клетка с гаплоидным набором хромосом, который из-за рекомбинации в ходе кроссинговера уже не является точной копией ни одного из наборов диплоидной клетки. Затем в процессе оплодотворения гаметы соединяются и восстанавливают диплоидность.
Без такого сложного биологического процесса, как мейоз, половое размножение было бы невозможным, однако само возникновение мейоза являет собой пока недостаточно решенную научную загадку. На сей счет существуют разные теории. Одна из них сводится к тому, что мейоз есть непосредственное развитие горизонтального переноса генов у прокариот, а точнее — явления гомологичной рекомбинации. В этом случае, как уже говорилось, принятый извне фрагмент ДНК соединяется с гомологичным участком генома реципиента, после чего начинается обмен генетической информацией между ними. Процесс рекомбинации, как при горизонтальном переносе, так и при мейозе, стимулируется специальными ферментами, которые в том и в другом случае имеют схожие функции. Более того, есть предположение о том, что основной набор генов, управляющих мейозом, присутствовал уже в геноме прокариот, которые дали потом начало эукариотам. Отдельно подчеркивается, что как трансформация с рекомбинацией, так и рекомбинация в мейозе могут быть этапами эволюции древнего механизма репарации ДНК, который заменяет поврежденные участки ДНК гомологичными участками из других хромосом. Другая широко обсуждаемая точка зрения заключается в том, что мейоз непосредственно происходит от митоза, так как в них задействованы схожие молекулярные механизмы.
Обычно происхождение мейоза обсуждается в связи с происхождением полового размножения, хотя, вполне возможно, непосредственной связи тут нет. По некоторым предположениям, мейоз мог возникнуть изначально как механизм регулирования плоидности, то есть количества наборов хромосом в клетках. Например, в случае автополиплоидности — наследственного изменения, приводящего к кратному увеличению числа наборов хромосом (например, четыре вместо двух). И лишь потом мейоз был «приспособлен» эволюцией для формирования гаплоидных половых клеток.
Как происходит мейоз
Когда нужны самцы?
Стоит заметить, что половым размножением в биологии считается не только размножение в популяциях, где потомство происходит от слияния женских и мужских половых клеток разных организмов. К половому размножению относится и партеногенез (развитие потомства из неоплодотворенной материнской половой клетки), и самооплодотворение у животных-гермафродитов, которых немало, например, среди кишечнополостных. Эти существа имеют возможность производить как мужские, так и женские гаметы, которые при слиянии дают начало потомству. Причем нельзя сказать, что это потомство, как при бесполом размножении, будет точной генетической копией родительского организма, — не забудем, что гаметы прошли фазу рекомбинации родительских хромосом. Но такая экзотика поддерживается отбором лишь в определенных нишах. Подавляющее большинство эукариот — животных, растений, грибов и проч. — размножаются путем слияния мужских и женских клеток разных особей. Всевозможные переходные варианты лишь рассказывают нам, какими непростыми путями движется эволюция. Примитивные черви — коловратки класса Monogononta — имеют возможность размножаться партеногенетически, то есть без участия самца. Коловратки откладывают яйца, из которых выводятся только самки, и эти самки продолжают род дальше. Но лишь до поры до времени. Как только плотность популяции увеличивается до определенного значения, часть самок начинает производить яйца, из которых выводятся самцы. Самцы значительно мельче самок и из всех внутренних органов имеют только гонаду, то есть орган производства половых клеток, — понятно, что эти существа исполняют чисто вспомогательную функцию. Их задача — за свою короткую жизнь оплодотворить самок (у самцов нет даже пищеварительной системы). Из оплодотворенных яиц снова выведутся... самки.
Этот пример ярко демонстрирует, что половое размножение может работать как стратегия быстрого увеличения генетического разнообразия в популяции в ответ на изменения в окружающей среде. Если плотность популяции выросла, значит, предстоит борьба за выживание, и, возможно, новые комбинации генов дадут шанс потомству, произведенному нормальным половым путем.
Двойная цена
Как же быть с «двойной ценой» содержания самцов при половом размножении? Исследования показывают, что чисто арифметический подход тут неприменим. Показательны в этом смысле эксперименты с нематодами C. elegans, у которых нет самок, есть только самцы и гермафродиты — эти опыты проводились в США, в университете штата Орегон. Гермафродиты были способны как к самооплодотворению, так и к оплодотворению от самцов. В результате удалось выяснить, что при перекрестном оплодотворении потомство оказывалось более жизнеспособным из-за отсеивания вредных мутаций. Таким образом, скорость размножения в бесполом режиме компенсируется лучшей выживаемостью и приспособленностью потомков двух организмов.
Бегом от паразитов?
«Соревнование со средой» — это, вероятно, важнейшая функция полового размножения. Одна из популярных гипотез получила название «Эффекта Черной Королевы». Она была выдвинута американским биологом Ли ван Валеном в 1973 году. В англоязычных источниках королева названа «красной», и это разночтение есть результат традиции перевода на русский книги Льюиса Кэрролла «Алиса в Зазеркалье». Черная-Красная Королева объясняла Алисе, что в Зазеркалье «приходится бежать со всех ног, чтобы только остаться на том же месте». Смысл аналогии в том, что в эволюционной системе происходит постоянная «гонка вооружений» между паразитами и их жертвами. Чтобы не быть побежденным паразитами, которые тоже эволюционируют, необходимо постоянно совершенствовать средства защиты. Добиться этого можно, создавая новые генетические комбинации, а значит, возможно, и новые средства противодействия и приспособления к изменениям среды. Половое размножение позволяет добиться этого намного быстрее, чем горизонтальный перенос генов. Стоит заметить, что «Эффект Черной Королевы» остается пока лишь гипотезой и время от времени публикуются работы как в ее поддержку, так и с критикой идей ван Валена.
Возможность накопления в одном организме положительных мутаций, возникших в разных предковых линиях, — это лишь одна сторона медали. Половое размножение также дает шанс избавиться и от вредных мутаций. Ведь существует вероятность, что ген с вредными свойствами будет отсеян отбором. Причем при половом размножении подобная вероятность намного выше, чем в условиях горизонтального переноса генов. Особенно если учесть, что в половом процессе принимает участие весь геном, а при горизонтальном переносе геном бактерии взаимодействует лишь с фрагментом принесенной извне ДНК.
Одним из важных последствий разделения живых существ на мужской и женский пол стало развитие разнообразных форм полового поведения. Если передача потомству своего генетического материала возможна лишь с помощью организма противоположного пола, то необходимо завоевать партнера или добиться его внимания. С усложнением мира живого, развитием нервной системы половое поведение принимало все более разнообразные и временами причудливые формы, пока не привело к развитию человеческой сексуальности, играющей огромную роль в эмоциональной и интеллектуальной жизни человека. Соотношение между чисто природными механизмами полового размножения и работой сознания, связанного с взаимоотношением между полами, наверно, навсегда останется для нас сложной проблемой философского характера.
Поделиться8602022-09-14 13:08:15
10 невероятных доисторических членистоногих: древние монстры
Пятьсот миллионов лет назад жизнь ещё и не думала выбираться на сушу. Зато в океане её хватало – особенно в виде огромного количества членистоногих всевозможных форм и размеров.
Diania Cactiformis, «ходячий кактус». Ещё одно создание из кембрийского периода, передвигающееся по морскому дну на покрытых шипами ногах в поисках хуже защищённой жертвы. Оно относилось к лобоподам, предкам множества насекомых и членистоногих. Сегодня на Земле живут лишь два вида лобопод – онихофоры и тихоходки
Synophalos Xynos, «цепная креветка». Больше напоминающее ленточного червя, чем членистоногое, это существо бороздило моря около 500 миллионов лет назад. Точнее сказать, группа существ – поскольку они имели привычку цепляться друг за друга, образуя живую цепь. Возможно, передвигались и питались они в таком же виде.
Megarachne servinei, «гигантский подводный паук». На самом деле относилась не к паукам, а ракоскорпионам – одним из самых грозных подводных хищников своего времени. Мегарахна достигала в длину 40 сантиметров.
Manipulator Modificaputis, «таракан-убийца». Насекомое из раннего мелового периода, т.е. около 120 миллионов лет назад. По форме тела этот хищный таракан больше напоминает богомола – с вёрткой головой и когтистыми передними конечностями. Любопытно, что тараканы и богомолы произошли от общего предка, но Modificaputis им не является.
«Блохи» динозавров – целая история. Какое-то время таковыми считали насекомых под названием страшилиды, пока не выяснилось, что они были совершенно мирными водяными беспозвоночными. Но в 2012 году всё же обнаружили останки насекомых длиной в 2.5 сантиметра, вероятнее всего питающихся кровью динозавров. По своему строению они напоминали современных клещей.
Каллиграмматиды, «бабочки юрского периода». Они выглядели, как бабочки, и, вероятнее всего, летали, как бабочки, но на этом их сходства с настоящими чешуекрылыми и заканчиваются. Каллиграмматиды были сетчатокрылыми – сегодня к ним относятся златоглазки, муравьиные львы и мантиспы.
Aquilonifer Spinosus, «воздушный змей». Странная форма этого существа возрастом в 400 миллионов лет сперва натолкнула учёных на мысль, что оно вело паразитический образ жизни, но затем эту теорию отмели. Выяснилось, что юные особи этих членистоногих цеплялись за родителей и перемещались за ними, словно воздушные змеи, только в воде. Совершенно уникальное поведение для созданий любой эпохи.
Odaraia Alata. Останки этого ракообразного вызвали настоящий фурор в 2015 году, поскольку среди них был обнаружен идеально сохранившийся мозг. Вероятнее всего это большеглазое существо с тройным хвостовым плавником перемещалось в воде как рыба, а не как членистоногое.
Walliserops Trifurcatus, «живой трезубец». Известных трилобитов – около 20 тысяч видов, но этот – совершенно уникальный. Из его головы торчит длинный отросток, напоминающий трезубец. Его предназначение пока что неизвестно, но предполагается, что он использовался для привлечения самок или боёв между самцами.
Tamisiocaris Borealis, «членистоногий кит». Главным хищником кембрийского периода считается Anomalocaris, членистоногое метровой длины. А вот один из его родственников пошёл другим путём, обменяв страшные челюсти на хитрый водяной фильтр, подобием которого пользуются современные киты. Borealis был одним из первых существ на Земле с подобной системой приёма пищи.
Насекомые, ракообразные и арахниды, жившие в незапамятные времена могли бы вызвать оторопь не только внешним видом, но и необычными привычками. И нас остаётся разве что удивляться их своеобразным качествам и радоваться тому, что они давно благополучно вымерли.
Поделиться8612022-09-14 13:10:14
Интересные факты о сперме: как выбор трусов влияет на ее качество?
По данным Всемирной организации здравоохранения, мужчины производят от 39 до 929 миллионов одноклеточных «головастиков» за одно семяизвержение. Но как много вы знаете об этих смешных извилистых клетках? Каковы были шансы, что на свет появитесь именно вы, сколько в сперме полезных (или не очень) веществ, зачем ее есть, как связана плодовитость и размер трусов, зависит ли качество спермы от национальности и вообще что в «голове» у сперматозоида? Сегодня мы поделимся с вами интересными фактами про сперму.
Состав спермы
Сама сперма состоит из двух частей, тут никаких секретов. Первая — сперматозоиды (самые маленькие клетки в нашем организме) один из которых стал вами. Если грубо, то эти «головастики» состоят из головки, в которой находятся 23 хромосомы, шеи и хвоста, с помощью которого они передвигаются. Интересный факт о сперме: более 80% сперматозоидов имеют дефекты. Среди прочих попадаются натуральные толстяки, некоторые бывают с двумя жгутиками или вообще без них, у других бывает по две головки. Разумеется, у таких нет ни единого шанса встретить яйцеклетку. Зато у них есть возможность стать фотомоделью: группа австрийских биологов в 2002 году устроила настоящую выставку из некондиционных сперматозоидов.
Вторая составляющая спермы — семенная жидкость. Это и химическая защита сперматозоидов от атаки местного иммунитета влагалища, и источник питательных веществ. Сперма содержит 85-97% воды и 3-15% сухих веществ. Сухой остаток на 90% состоит из белков и липидов. В сперме широко представлены биологически активные вещества: ферменты, антагглютинины, простагландины, гормоны, в сухом веществе спермы около 1% золы. Зольная часть содержит фосфор, кальций, магний, калий, натрий, хлор, цинк, железо, медь и ряд других элементов.
Количество сперматозоидов в сперме
Для оплодотворения достаточно около 10 миллионов сперматозоидов, хотя выделяется их в несколько раз больше. Интересный факт о сперматозоидах: если выстроить в шеренгу всех сперматозоидов от одной эякуляции, то очередь растянется в среднем на 10 километров. Правда, это с учетом как качественных, так и «бракованных» сперматозоидов. В 2014 году ученые Стэнфорда выяснили, есть ли связь между качеством спермы и национальностью. Таки есть: у шотландцев больше всего активных сперматозоидов, следом идут турки с финнами, за ними французы и датчане.
Существует и такой факт о сперме: мужское воздержание не улучшает качество сперматозоидов. Доказано, что регулярное семяизвержение благотворно влияет качество спермы. Также регулярная эякуляция способствует хорошей работе простаты.
Польза спермы для женщин
Бытует мнение, что для женского (и не только) организма прием спермы внутрь (в смысле, орально) полезен. Но поверьте, вашей подруге придется проглотить более сотни эякулятов, чтобы она почувствовала какую-либо терапевтическую пользу. Например, интересен такой факт о сперме: чтобы получить дневную дозу витамина С, женщине придется употребить более двух литров спермы. Кстати, в отличие от приема внутрь, наружное применение спермы — многомиллионный бизнес. Стоимость 50-граммовой баночки крема для лица со спермой варьируется от 200 до 1 000 долларов США.
Скорость сперматозоидов
Во время семяизвержения сперматозоиды достигают скорости в 70 км/ч, но это первое и последнее их столь скоростное путешествие. Мы привыкли считать, что все они гурьбой, как олимпийские пловцы, гребут в сторону яйцеклетки, но это не так. Держите еще один факт о сперматозоидах: одни из них движутся прямо (но не значит в сторону яйцеклетки), другие зачастую по кругу, третьи вообще не шевелятся. Как шутят биологи, маршрут сперматозоидов больше похож на военную полосу препятствий, а не на гонку по шоссе. Фактически, большая часть двигательной работы в начале пути выполняется мышцами матки. Она подталкивает сперму к фаллопиевым трубам, по направлению к яйцеклетке.
Скорость сперматозоидов невероятно высокая, но уже не такая, как при семяизвержении. Интересный факт о сперматозоидах: в среднем они преодолевают от 1 до 4 миллиметров за минуту. Медленно? Учтите, что размер сперматозоида не превышает 0,055 мм. Сперматозоидам приходится проплыть путь длиною в 175 мм, на что в теории им должно хватить меньше часа с перекурами. На деле же путь занимает в среднем до четырех дней.
Взаимодействие сперматозоидов с яйцеклеткой
Когда дело доходит до проникновения в яйцеклетку, в женском организме происходит взрыв гормона прогестерона. Он побуждает уставшие от путешествия мужские клетки судорожно покачивать своими маленькими хвостиками, чтобы преодолеть защитную мембрану яйцеклетки. Как только кто-то из них прорывается через слой белков, этот слой блокирует прохождение большего количества сперматозоидов. Но если в яйцеклетку попадает слишком много сперматозоидов, два или более, они могут прорвать этот слой и в конечном итоге повторно оплодотворить яйцеклетку. Это называется полиспермия, и это очень плохо. Когда яйцеклетка заполняется лишними отцовскими хромосомами, происходит растягивание микроканальцев, которые несут ответственность за создание веретена вследствие деления клетки. Увеличивается риск мутаций ДНК, состояний мозга, таких как синдром Дауна, или потенциально фатальных дефектов сердца, позвоночника и черепа.
Еще один интересный факт о сперме: её вкус можно изменить. Состав спермы, безусловно, зависит от питания мужчины. Кроме того, от наличия или отсутствия у него вредных привычек. Если мужчина ест много жареного, соленого, а также курит или пьет, то его сперма будет ужасно горькой.
Количество яйцеклеток у женщины ограничено, в период полового созревания их около 500 тысяч, и численность сокращается с каждым месячным циклом в среднем на тысячу. У мужчин все иначе. Известный, но немаловажный факт о сперме: производство сперматозоидов, или сперматогенез, процесс бесконечный, но качество и подвижность сперматозоидов с возрастом снижается. Более того, в исследовании, проведенном в 2017 году в Швеции с участием 1,4 миллиона человек, была обнаружена линейная зависимость между возрастом мужчины и вероятностью того, что его дети родятся с генетической мутацией, которой не имеет ни один из родителей.
Как выбор трусов влияет на качество спермы?
И напоследок пару слов о трусах. Исследование 2016 года ученых из Принстона показало небольшую разницу в количестве активных сперматозоидов в зависимости от выбора нижнего белья. В частности, в исследовании утверждалось, что чем плотнее белье прижимает к телу мошонку, тем выше растет температура внутри нее. Ещё один интересный факт про сперму: оптимальная температура для сперматозоидов — 31-35 градусов Цельсия, все, что выше — губительно. В тоже время другое исследование 2018 года показало, что у мужчин, предпочитающих трусы-боксеры на 17% больше спермы. Правда, авторы предупредили, что их результаты не учитывают другие факторы, влияющие на выработку спермы, такие как тип штанов или материал белья.
Поделиться8622022-09-14 13:17:59
10 фантастических живых ископаемых: самые редкие представители реликтовой фауны
Живые ископаемые неизменно вызывают интерес ученых своей древностью, внешним видом или свойствами организма, а то и всеми факторами сразу. Некоторых довелось исследовать подробнее, других же едва удалось идентифицировать как отдельный вид. Реликтовые животные хранят в себе столько же загадок, как и эпохи, которые их породили.
Представляем десяток самых странных живых ископаемых, существующих в то же время, что и мы с вами. Они не обязательно самые древние, но вполне способны озадачить другими своими свойствами. Если одни вполне симпатичные, другие словно выбрались из глубин ада.
Лиловая лягушка в своё время – 130 миллионов лет назад – научилась одной из беспроигрышных тактик выживания. Звучит она примерно так: «Ешь термитов. При любой опасности зарывайся в грязь». Из-под земли это живое ископаемое выбирается только ради спаривания, на пару недель в году, в крошечном районе южной Индии. Как результат, её обнаружили только в 2003 году.
Адский вампир. Сложно представить себе более брутальное название. На деле же это 15-сантиметровый глубоководный моллюск, родственный одновременно кальмарам и осьминогам, питающийся мелким органическим мусором и ослепляющий хищников вспышками света. Существо, безусловно, уникальное, но абсолютно безобидное, не считая имени.
Наутилус слабо изменился за прошедшие 500 миллионов лет, прошедшие с палеозоя. Как и в древности, он обитает в тёплых водах западного Тихого океана, всплывая ночью ближе к поверхности для охоты и погружаясь в глубину днём. Для этого он использует собственную раковину, попеременно наполняя и опустошая камеры в ней биогазом.
Капибара – самый большой грызун на Земле со впечатляющей родословной в 9 миллионов лет. Несмотря на древность, это чрезвычайно распространённое в Южной Америке животное, населяющее берега водоёмов по всей территории континента. Благодаря дружелюбному нраву, капибары являются популярными домашними питомцами, хоть ухаживать за ними довольно сложно.
Окапи, увы, вымирают, и с этим сложно что-то поделать – они живут на небезопасной территории Демократической республики Конго и очень плохо размножаются в неволе. Эти живые ископаемые – вторые представители семейства жирафовых, не считая самих жирафов. Их численность составляет не более 10 тысяч особей.
Аллеганский скрытожаберник – столь заковыристое название носит одна из крупнейших саламандр мира, ведущая свою родословную на 170 миллионов лет назад. Они вырастают до 75 сантиметров, охотятся по ночам из засады и могут жить только в очень специфических условиях – чистых и быстротекущих реках и ручьях.
Рак-богомол – крупное ракообразное, вырастающее от 10 до 34 см. Они знамениты своей способностью наносить передними конечностями удары невероятной скорости и силы, иногда пробивая даже стёкла аквариумов. Их глаза – самые совершенные во всём животном мире, различающие весь видимый спектр цвета.
Тихоходки не менялись сотни миллионов лет – и вряд ли изменятся ещё столько же времени. Они переносят даже самые ужасные воздействия окружающей среды, включая экстремально низкую и высокую температуру, а также мощную радиацию. Иногда очень выгодно быть беспозвоночным в десятую долю миллиметра, которое питается любой органикой.
Ехидна вместе со своим ближайшим родственником утконосом относится к одному из древнейших отрядов млекопитающих – однопроходных или яйцекладущих. История ехидновых уходит в прошлое аж на 150 миллионов лет. Как они выжили? Ну, рецепт «есть термитов и зарываться в землю» никто не отменял…
Акула-гоблин, она же акула-домовой – глубоководное создание с поистине чудовищной внешностью. Её челюсти, напоминающие искажённый человеческий рот, при атаке выдвигаются вперёд, добавляя акуле схожести с фантастическими Чужими. Это один из самых древних и малоизученных видов акул.
Поделиться8632022-09-14 13:22:53
Зачем кошки закапывают миски и спят в раковине: 7 причуд наших питомцев с точки зрения науки
Кошки – странные существа. Человек приручил их более девяти тысяч лет назад, но понять полностью до сих пор не смог. Кошки закапывают миски с едой, подмигивают нам и «вмешиваются» в телефонные разговоры. Мы собрали семь распространенных «странностей» кошек и попытались объяснить их с помощью науки.
Иногда кошки начинают обходить кругами миску с едой и царапать лапой пол, как бы пытаясь ее закопать. Чаще всего это случается при переходе на новый корм. С тем, что подобные движения – попытка закопать корм, согласны большинство экспертов. Но их мнения расходятся относительно того, почему кошки это делают.
Одна из теорий связана с инстинктами. Современные домашние кошки, хоть и не похожи на львов и тигров, разделяют инстинктивное поведение своих более крупных собратьев. В дикой природе кошачьи иногда ведут себя аналогично. Несмотря на то, что хищники охотятся и едят стаями, после «пира» всегда остаются «крошки». Остатки еды закапываются, чтобы замести следы и сбить с толку других, более крупных хищников.
Другая теория, объясняющая поведение кошек, заключается в том, что животные закапывают остатки пищи «на потом». Большая часть экспертов считает ее в корне неверной, так как кошачьи – не падальщики, и не употребляют несвежую еду. Но в дикой природе встречаются примеры обратного. Леопард (Panthera pardus) часто делает «тайники» на деревьях – так он прячет добычу от потенциального вора. Канадская рысь (Lynx canadensis) забрасывает излишки пищи землей и мусором, чтобы вернуться к ним потом.
Еще одна теория основана на стереотипе привередливости кошек. Возможно, таким поведением питомец хочет сказать, что еда в миске воняет точно также, как и содержимое его лотка.
Почему кошка, понюхав что-то, открывает рот?
Понюхав что-то, кошка может наморщить нос, открыть рот и застыть с таким выражением морды на несколько секунд. У искаженной морды с открытым ртом даже есть научное название – реакция флемена.
Когда кошка анализирует запах, она втягивает воздух и передает его органу Якобсона, или вомероназальному органу. Его область находится за зубами в верхней части рта. Поэтому кошки «всасывают» воздух открытым ртом, а не носом. Исследователи полагают, что информация, проходящая через орган Якобсона, – это нечто среднее между обонянием и вкусом.
Основная задача вомероназального органа – обработка информации, которую содержат феромоны сородичей противоположного пола. Так животные получают сведения о половой принадлежности распространителя феромонов, их совместимости и правильном времени для спаривания. Но в странном органе есть рецепторы, воспринимающие и обычные запахи.
Реакция флемена бывает не только у домашних кошек. Тигры и львы иногда морщат морду и открывают рот – у них тоже работает орган Якобсона.
Почему кошка мешает говорить по телефону?
Если ваша коша постоянно мешает разговаривать по телефону или печатать на клавиатуре, то это значит, что она ревнует. Иногда кошки могут шипеть на объект, занимающий внимание хозяина, и даже бить его лапой. Кошки ревнуют не только к смартфонам и клавиатурам, но и к игровым контроллерам, книгам и даже к новорожденным детям.
Существует мало исследований, посвященных наличию ревности у домашних животных. Одно из самых противоречивых основано на опросе владельцев. Из них 81% «собачников» и 66% «кошатников» сообщили о наличии ревности у своих питомцев. Недостоверность результатов заключается в том, что хозяева слишком «очеловечивают» своих домашних животных.
В 2018 году американские исследователи просканировали мозг собаки, наблюдающей за тем, как ее хозяин кормит и гладит игрушку. Во время этого процесса миндалины, отвечающие за агрессию, продемонстрировали сильную активность. Мы не нашли похожих экспериментов с участие кошек, но этот эксперимент также может затрагивать и их. Тело собаки обычно крупнее кошачьего, поэтому в собачьем мозге в два раза больше нейронов. Но структуры кошачьих и собачьих мозгов схожи, а, значит, различии в испытываемых эмоциях (но не в их проявлении) у животных небольшие.
Почему кошка подставляет задницу к лицу хозяина?
Владельцы кошек хотят, чтоб их питомец свернулся в клубок и уснул на груди, а вместо этого – животное «тычется» задом в человеческое лицо. Нет, таким образом кошки не хотят унизить хозяина.
Докторант Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета Микель Дельгадо (Mikel Delgado) рассказал Inverse, что такое поведение – не агрессивное и властное. Возможно, это просто кошачий способ приветствия.
Кошки обнюхивают зады друг друга, чтобы поздороваться и подтвердить личность «собеседника». Запах ягодиц для кошки, как отпечаток пальца для человека, – биологическая мера безопасности.
Другие ученые соглашаются с мнение Дельгадо и утверждают, что кошки показывают зад для выражения дружбы и привязанности. Если питомец поворачивается к вам спиной и поднимает хвост – это говорит о его доверии.
Почему кошка так много спит?
В среднем кошки проводят во сне 15 часов в сутки, а некоторые – могут проспать и все 20. Но дело не в лени и скуке – постоянное желание спать заложено в генах животного.
Домашняя кошка не похожа на убийцу, но у нее есть инстинкты хищника. Согласно PetMD, физиология питомцев схожа с физиологией больших кошек, поэтому они тратят большую часть времени на сохранение энергии для утомительной погони и охоты. В домашних условиях инстинкты хищника проявляются в неожиданных бросках на человеческие ноги, борьбу с игрушками и прыжках на стол.
Режим питомцев также может сбить человека с толку. Кошки сумеречные животные и проявляют наибольшую активность на рассвете и перед закатом. В дикой природе такое поведение позволяет им не встречаться с более крупными хищниками.
Почему кошка спит в раковине?
Ученые пока не знают точного ответа на этот вопрос, но есть теории. Одну из них озвучила ветеринарный эксперт портала The Dog People Ребекка Гринштейн (Rebecca Greenstein). По ее мнению, кошек привлекают удобные изгибы раковины, позволяющие животному чувствовать уют и безопасность.
Другая теория состоит в том, что кошка «остывает» с помощью прохладной поверхности. Также раковины расположены в самом спокойном месте дома, и питомцы, возможно, просто отдыхают в них от назойливых людей и стресса.
Раковины находятся выше уровня пола – такое расположение помогает кошке чувствовать себя в безопасном и доминирующем положении.
Почему кошка презрительно смотрит на хозяина и медленно моргает?
Если часто наблюдать за домашней кошкой, то можно заметить, как она «лениво» медленно моргает, глядя на человека. Непонятно, что в кошачьем взгляде – уважение или пренебрежение. К счастью, у ученых есть ответ.
Исследователь кошек Микель Дельгадо (Mikel Delgado) говорит, что пушистые питомцы выражают негативные эмоции, избегая зрительного контакта. Если кошкам страшно или некомфортно, они не будут смотреть в глаза человеку. Если они смотрят на объект, не моргая, – значит они сосредоточены и настроены агрессивно. Поэтому один из способов, которым кошка может поддерживать зрительный контакт с человеком, не сигнализируя о готовящейся атаке, – это медленное моргание.
Кошачье моргание, по словам Дельгадо, основано не на рефлексах. Кошки сами контролируют ритм и темп движений. Если животное чувствует себя комфортно рядом с хозяином, моргание – понятный признак того, что ей не нужно следить за человеком как за потенциальной угрозой.
Кошкам важна и реакция хозяина. Если человек будет в течение длительного времени смотреть ей в глаза – животное воспримет его как угрозу.
Поделиться8642022-09-14 13:28:17
Золотая кровь и вечная молодость: 10 невероятных «суперспособностей» реальных людей
Мы не умеем становиться невидимками или летать без вспомогательных средств, но всё же люди не так просты, как кажется. Некоторым из нас дарованы удивительные свойства, которые вполне можно назвать сверхспособностями, хоть и не столь очевидными, как у мутантов из «Людей Икс».
Как и положено, любая подобная способность может быть как даром, так и проклятием. О некоторых из них можно не догадываться в течение многих лет, да и проявляются они по-разному. Представляем десяток самых шокирующих способностей у людей. Кто знает, может, у вас есть одна из них?
Супервкус – одна из самых распространённых способностей, которой в той или иной степени владеет около четверти всех людей. Благодаря ему вкус пищи становится ярче в несколько раз, делая сладкие вещи слаще, горькие – горче и т.п. В основном супервкус проявляется у женщин и жителей Азии, Африки и Южной Америки.
Золотая кровь – это кровь с нулевым резус-фактором, наиредчайшая в мире. За последние полвека было найдено лишь сорок человек с этим типом крови, на данный момент в живых существует лишь девять. Резус-ноль подходит абсолютно всем, так как в нём отсутствуют любые антигены в системе Rh, но самих его носителей может спасти только такой же «брат по золотой крови».
Суперзрение. Тетрахроматия – редкая комбинация генов, позволяющая лишь 2-3% женщин во всём мире видеть до 100 млн. цветов, когда обычные люди видят лишь 1 млн. Приматы, включая людей – трихроматы, рождающиеся с тремя типами колбочек в глазу (типы отвечают за красный, зеленый и синий, RGB). Тетрахроматы рождены с четырьмя типами колбочек, что и обеспечивает им столь удивительное зрение.
Гиперэластичная кожа. Синдром Элерса – Данлоса – генетическое заболевание соединительных тканей, поражающее суставы и кожу. Несмотря на ряд серьёзных осложнений, люди с этим недугом способны безболезненно сгибать конечности под любыми углами. Образ Джокера в фильме Кристофера Нолана «Тёмный рыцарь» частично основан на этом синдроме.
Эхолокация – одна из способностей, которой любой человек владеет ей в той или иной степени. Слепые люди учатся пользоваться ей в совершенстве, и на этом во многом основан супергерой Сорвиголова. Свой навык можно проверить, встав с закрытыми глазами в центре комнаты и громко щёлкая языком в разных направлениях. Если вы мастер эхолокации, то сможете определить расстояние до любого объекта.
Вечная молодость – звучит гораздо лучше, чем является на самом деле. Таинственная болезнь, которую окрестили «Синдром X» предотвращает у человека любые признаки взросления. Известный пример – Брук Меган Гринберг, дожившая до 20 лет и при этом телесно и умственно оставшаяся на уровне двухлетнего ребёнка. Известны лишь три случая этого заболевания.
Нечувствительность к боли, которую демонстрировал супергерой Пипец, - это реальное заболевание, не позволяющее организму ощущать боль, жар или холод. Способность вполне героическая, но благодаря ей человек может легко навредить себе, не осознавая этого и вынужден жить очень осторожно.
Неразрушимые кости. Существует невероятно редкая мутация под названием LRP5, награждающая крошечный процент людей неразрушимыми костями. Впервые она была обнаружена, когда во время страшной аварии один из участников которой совершенно не пострадал. Из минусов LRP5 можно отметить повышенный шанс получить заболевание печени.
Суперсила – одна из самых популярных способностей у супергероев, но одна из самых редких в реальном мире. Мутации, связанные с недостатком белка миостатина, приводят к значительному увеличению мышечной массы человека с отсутствием роста жировой ткани. Известно всего два случая подобных дефектов среди всех людей, и в одном из них двухлетний ребёнок обладает телом и силой бодибилдера.
Абсолютный иммунитет – одна из самых полезных спецспособностей, дающая защиту от большинства смертельных недугов, включая рак и сердечные заболевания. Недостатков у данной мутации нет, не считая того, что за каждым человеком с абсолютным иммунитетом охотится целая армия учёных.
Поделиться8652022-09-14 13:34:19
Правда ли, что человек находится на вершине эволюции?
Мы привыкли считать себя венцом творения эволюции, но так ли это на самом деле?
Господство человека на современной нам Земле неоспоримо. За тысячелетия мы буквально реорганизовали всю планету, изменив большую часть ее поверхности под собственные нужды. Сегодня мы почти не сталкиваемся с ситуациями, когда люди систематически подвергаются атакам диких животных, а неурожайный год грозит гибелью для тысяч и тысяч человек даже в крупных, хорошо защищенных городах.
Некоторые люди называют человека вершиной эволюции. Но так ли это с биологической точки зрения? Можем ли мы сказать, что человек — это наиболее приспособленное существо на Земле? Или наиболее совершенное с точки зрения анатомии?
На вопрос отвечает кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ Станислав Дробышевский, и если говорить кратко, то неоспоримой вершиной эволюции человека назвать сложно:
Поделиться8662022-09-14 13:36:23
Самый умный в дикой природе: 5 животных с высоким интеллектом
Люди — самые разумные существа в мире! Кажется, это мнение для многих является аксиомой. Однако на Земле живет много видов живых существ, которые показывают удивительные способности!
Кажется, мы уже все знаем об особенностях приматов, а кто еще в дикой природе так же умен?
Безусловно, с умственными способностями человека, мало кто может тягаться. Но когда мы говорим о существах разумных, мы сразу же думаем о приматах, то есть наших ближайших родственниках. Однако в мире есть животные, которые готовы побороться с приматами за звание «самого умного».
Крысы
Эти существа не только приспособились к жизни среди огромного количества опасностей, но и научились процветать среди людей. Для нас крысы могут быть грязными бродячими грызунами, но они поразительно умны.
Именно по этому причине крысы стали подопытными лабораторий. Хотя мозг грызунов не так сложен, как мозг приматов, есть некоторые сходства, которые делают грызунов идеальной моделью для исследований.
Они обладают удивительными когнитивными способностями; могут ориентироваться в местах, где хранится еда. А при правильном обучении крысы могут даже выполнять определенные задания и трюки. Грызуны умеют преодолевать препятствия и быстро находят решения новых задач. Все благодаря их крепкой памяти и высоким навыкам общения.
Вороны
Вероятно, вы замечали, как вороны разворовывают мусорки в парках. Это одна особенность птиц, которая говорит о том, что эти ребята необычайно умны!
Вороны и семейство вороновых (сороки, галки и грачи) являются одними из самых умных животных. Находясь так близко к человеческому быту, вороны продемонстрировали невероятную способность приспосабливаться, идя на хитрости.
Вороны - одни из самых умных животных на Земле
Например, они кладут не расколотые орехи на дорогу, чтобы скорлупу сломали шины машин, а также они используют веточки для изготовления сложных инструментов. Эти птицы умеют запоминать лица и даже затаивают злобу на людей, которые им не нравятся!
Кстати, некоторые исследования показали, что вороны отлично понимают сигналы светофора... видимо, этот навык нужен им для раскалывание все тех же орехов.
Слоны
Феноменальная память — одна из самых известных характеристик слонов. Но это не то единственное, что делает их такими умными.
Слоны — социальные животные, которые тщательно координируют свои действия между собой, чтобы ориентироваться в лесах. Недавние исследования показали, что животные также могут различать несколько человеческих языков.
Слоны - одни из самых умных животных
Создание инструментов и их использование — еще одна особенность слонов. Было обнаружено, что слоны, как вороны и шимпанзе, используют орудия труда как в дикой природе, так и в неволе. Они даже создают специальные инструменты, чтобы отгонять от себя насекомых!
Эти животные легко различают цвета и, похоже, обладают умеренным пониманием формы и эстетики. Они также проявляют склонность к определенным видам музыки.
Дельфины
Все знают, что дельфины — невероятно умные животные! Их коэффициент энцефализации, представляющий собой отношение наблюдаемой массы мозга к прогнозируемой массе мозга, уступает только людям. Это означает, что у дельфинов большой мозг, очень большой!
Эти млекопитающие очень похожи на нас, когда дело доходит до наслаждения жизнью. Было обнаружено, что они любят поиграть, украшают себя. Они также очень творчески мыслят, о чем свидетельствует множество их способов охоты и ловли пищи. Они создают сложные системы, которые требуют интеллектуальной изощренности для выполнения.
Дельфины, как и люди, также способны извлекать уроки из своего прошлого опыта. Они используют сложный язык для общения между собой и любят общаться. Также было замечено, что они подражают друг другу, чтобы развлечь наблюдателей.
Белки
Белки — настоящие заговорщики! Они любят хитрить и планируют все наперед. Например, чтобы пережить долгие зимы, белки планируют свою жизнь заранее и прячут пищу в местах, где ее можно достать без особых трудностей. А чтобы защищаться они маскируются под гремучих змей (собирают своей шкурой запах животного).
Помимо этого, белки очень ловкие. Вам может показаться, что это качество не имеет ничего общего с интеллектом, но это не так. Эта способность позволяет грызуны быть быстрым и четко планировать свои пути отхождения.
Поделиться8672022-09-14 13:39:50
Самые большие клетки на Земле: таких крупных одноклеточных вы точно еще не видели!
Рассказываем о рекордсменах среди одноклеточных – бактериях размером с ноготь и водорослях размером с мяч – а также о главной угрозе существованию этих великанов микромира.
Мы привыкли думать, что для того, чтобы увидеть живую клетку, понадобится микроскоп. Но это не всегда так. Например, самая большая клетка человеческого тела, яйцеклетка, достигает в диаметре 0,1 мм и вполне различима невооруженным глазом. Самой крупной клеткой вообще обычно называют страусиное яйцо, хоть это и «читерство»: клетка в нем действительно одна – зародыш будущей птицы – но львиный объем яйца приходится на запасы питательных веществ. Но в природе есть и настоящие великаны, полноценные живые клетки, которые можно не только увидеть, но и просто взять, ощутив тяжесть в своей ладони.
Типичные размеры клеток, органелл, вирусов и молекул
Бактерии: клетки до 2 см
В отличие от грибов, растений и животных, бактериальные клетки не содержат ядер, и их ДНК находится прямо в цитоплазме. Кроме того, они значительно мельче, обычно не более нескольких микрон – как отдельные органеллы, работающие в клетках эукариот. Но вот недавно, изучая микрофлору мангровых зарослей на Карибских островах, биологи открыли крайне необычные бактерии, набирающие в среднем около сантиметра длины. Внешне Thiomargarita magnifica похожи на мелкие плесневые грибки: одним концом они крепятся к субстрату – палым листьям мангровых растений – и постепенно удлиняются. Самые крупные экземпляры вырастают до 2 см при диаметре в 0,15 мм, словно тонкие нити. Ближе к концу на них постепенно образуются перемычки, от которых время от времени «отпочковываются» новые клетки бактерий.
Все это сильно напоминает прошлого рекордсмена размеров среди прокариот, Thiomargarita namibiensis, найденных в донных осадках близ побережья Намибии и достигающих 0,75 мм длины. И те, и другие накапливают кристаллы серы, благодаря которым их нитчатые клетки переливаются на свету всеми цветами радуги. Благодаря этому эффекту они и получили родовое название Thiomargarita – «серная жемчужина». Интересно, что эти бактерии содержат нечто вроде ядер – мембранные структуры, внутри которых находится ДНК. Клетка может иметь около 700 таких «псевдо-ядер» и несут около 11 тысяч генов, что тоже весьма немало для прокариот. Впрочем, эти великаны микробного мира все-таки не идут ни в какое сравнение с одноклеточными эукариотами.
Каждая нить Thiomargarita namibiensis – отдельная бактериальная клетка
Водоросли: клетки до 20 см
В тропических морях довольно широко распространена валония пузатая (Valonia ventricosa), она же «глазное яблоко моряка» – водоросль, сферические клетки которой достигают 5 см в диаметре. Но если уйти на большую глубину, куда не достигает солнечный свет, можно обнаружить еще более экзотических существ. Местные ксенофиофоры могут вырастать с небольшой мяч – до 20 см – при этом оставаясь одной и полностью самостоятельной клеткой. Ксенофиофоры встречаются на глубинах вплоть до 10 км, покрывая целые участки дна, крайне бедного питательными веществами и жизнью, настоящими «лугами» из клеток самых разных изменчивых форм.
Ксенофиофоры питаются, отфильтровывая из воды органику, опускающуюся с поверхности. Как и у других фораминифер, на их поверхности откладывается хрупкий «скелет» из известняка, связанного органическими клейкими адгезивами. Клетка ветвится, заполняя каждый участок своего собственного лабиринта. А мелкие рыбки Paraliparis из семейства морских слизней откладывают сюда свою икру. Эти рыбы имеют особый яйцеклад, длинный и полый, словно игла шприца. Он позволяет им заносить икринки в самые неожиданные места: внутрь неподвижных губок или раковин моллюсков, на жабры ракообразных – и под экзоскелет ксенофиофор.
Придонный «ковер» из одноклеточных ксенофиофор вперемежку с марганцевыми конкрециями
В защиту одноклеточных
Здесь же ютятся и другие глубоководные жители, находящие приют бок о бок с гигантскими одноклеточными: рачки и моллюски, многощетинковые черви и губки. Одна клетка ксенофиофоры может соседствовать с сотнями таких многоклеточных размерами меньше нее, и не все эти животные описаны наукой. Неудивительно, что в Международной информационной системе по сельскому хозяйству и смежным с ним отраслям (AGRIS), которая развивается под эгидой ООН, ксенофиофоры названы одними из индикаторов устойчивости морских экосистем, наряду с кораллами. Их повреждение и разрушение «оазисов одноклеточных» на дне ставит под угрозу целые группы местных организмов.
А между тем, самые роскошные придонные сады ксенофиофор, какие пока что удалось найти, находятся как раз в местах, полных риска – например, на абиссальных равнинах Зоны разлома Клиппертон, к востоку от Гавайских островов в Тихом океане. Здесь они покрывают миллионы квадратных километров, причем на каждом квадратном метре умещается дол 12 гигантских одноклеточных. Угроза находится тут же, в форме тяжелых сфер – конкреций полезных минералов, медленно кристаллизовавшихся из воды. Такие образования сложены ценными металлами, такими как марганец, и привлекают огромный интерес.
Целый ряд компаний – таких как Nautilus Minerals – занимаются созданием технологий и роботизированной техники для разработки таких глубоководных месторождений. Такие проекты представляют огромную угрозу для всей придонной жизни, а особенно – для больших, но чувствительных одноклеточных ксенофиофор, от которых зависит множество соседей. Впрочем, перспективы подводной добычи ресурсов и борьбы с ними – это совсем другая история, о которой мы как-то уже рассказывали.
Поделиться8682022-09-14 13:42:43
От чумы до коронавируса: история эпидемий во всем мире
К сожалению, коронавирус был и остается одной из самых актуальных повесток текущих дней. Но, к счастью, эта безусловно опасная инфекция всё же не самая смертельная болезнь, с которой сталкивался человек.
История эпидемий и пандемий в мире насчитывает немало печальных страниц и всегда сопряжены большим количеством пациентов, которым требуется уход и лечение, как американским солдатам в госпитале Уэйко, Техас, одними из первых заразившимися вирусом испанского гриппа.
В дни, когда все говорят только о коронавирусе, важно вспомнить, что мировые эпидемии и пандемии в истории человечества, которые охватывали множество стран и уносили тысячи и миллионы жизней происходили и раньше. От этого никуда не деться. И важно лишь помнить, что все перечисленные и не упомянутые в тексте инфекции шли на спад. А многие даже были окончательно побеждены, что оставляет надежду на благоприятный исход и в этот раз.
Доисторическая эпидемия: около 3000 г. до н.э.
Примерно 5000 лет назад загадочная болезнь выкосила целый регион в Китае. Археологи обнаружили несколько мест на северо-востоке страны, в которых сохранились дома, буквально набитые скелетами. Возможно история эпидемий и пандемий в мире началась именно здесь, ведь учёные выяснили что данная инфекция была смертельной для людей всех возрастов, а болезнь распространялась столь стремительно, что ни времени, ни сил как следует захоронить погибших у выживших просто не было. В наши дни раскопки, названные «Хамин Манга», являются одним из самых древних примеров из подобных эпидемий на Земле.
Афинская чума: 430-426 гг. до н.э.
До сих пор достоверно неизвестно, чем была вызвана эпидемия, которую исторически принято считать чумной, хотя существуют версии, что на протяжении 5 лет жители Афин могли страдать и от брюшного тифа, и от лихорадки Эбола, и от каких-то других инфекций. Так или иначе, пополнив печальный список эпидемий и пандемий за всю историю, это событие по ориентировочным оценкам унесло 100 000 жизней, что конечно же много для античного периода. Эпидемия в итоге оказалась более смертоносной, чем вoйна между Афинами и Спартой.
Чума Антонина: 165-180 гг. н.э.
Ещё одна печальная строчка в списке эпидемий и пандемий произошла во времена Римской империи. До сих пор неизвестно, что за болезнь была на самом деле. Загадочную эпидемию, также принято считать чумой, хотя есть версии, что это была оспа. Римская империя потеряла около 5 000 000 человек, когда армия с победой вернулась домой и вместе с трофеями принесла смертельную болезнь, которая не пощадила как солдат, так и мирное население.
Чума Киприана: 250-271 гг. н.э.
К сожалению, в истории эпидемий и пандемий в мире, особенно таких древних, находится много белых пятен. Смертельная болезнь, которая названа по имени епископа Карфагена Киприана, описавшего эпидемию, также названа чумой, хотя учёные не знают достоверно, что это была за инфекция. Бушевавшая несколько лет эпидемия на пике своём уносила до 5000 жизней. В день. В одном только Риме, не говоря уже о других городах империи. Погиб как минимум 1 000 000 человек.
Юстинианова чума: 541-750 гг. н.э.
Все последующие эпидемии и пандемии в истории человечества, так или иначе обязаны этому скорбному периоду. Всё дело в том, что это первая официально и достаточно детально задокументированная пандемия, вызванная чумой. Вспыхнувшая в годы правления византийского императора Юстиниана I болезнь охватила весь цивилизованный мир и напоминала о себе на протяжении двух веков. Всего, по оценкам специалистов, пандемия унесла порядка 90 000 000 жизней.
Хотя сам Юстиниан застал лишь первые 20 лет чумы, в список эпидемий и пандемий за всю историю она вошла под его именем.
Чёрная смерть: 1346-1353 гг.
Эпидемии и пандемии в истории в основном проходят несколькими волнами. Вторая в мировой истории пандемия чумы, бушевавшая по всей Европе и Востоку на протяжении нескольких лет получила название «Чёрной смерти». За это время погибли до 200 000 000 человек или порядка 60% всего населения Земли. Помимо высочайшей смертности чума стала толчком для развития Европы в техническом и политическом отношении.
Эпидемия «Коколизтли»: 1545-154 гг.
Вспышка одной из форм вирусной геморрагической лихорадки в Мексике и Центральной Америки получила своё название от ацтекского слова cocoliztli, что означает «вредитель». Впрочем, современные исследователи мировых эпидемий и пандемий в истории ставят под сомнение геморрагическую лихорадку и склоняются к тому, что 15 000 000 человек погибли от брюшного тифа.
Американская чума: XVI век
В списке эпидемий и пандемий за всю историю, события этого века стоят особняком. Под этим общим названием объединяют несколько бушевавших в Западном полушарии эпидемий из-за различных инфекций, завезённых европейцами. В частности американская чума истребила до 90% всего коренного населения Америки, поспособствовав краху цивилизаций инков и ацтеков. Таким образом местные народы были настолько истощены эпидемиями, что просто не могли противостоять захватчикам.
Великая чума в Лондоне: 1665-1666 гг.
Одна из грустных и трагических страниц в истории мировых эпидемий и пандемий, произошла в год «трёх шестёрок». Последняя крупная вспышка Чёрной смерти в Великобритании унесла жизни 100 000 человек, включая 15% жителей Лондона, а по завершении эпидемии столицу ждала другая трагедия — Великий пожар в Лондоне, который за четыре дня уничтожил большую часть города.
Обычно, вспоминая о Средних веках, говорят что это самое ужасное время в истории эпидемий и пандемий в мире. Однако следует помнить, что, в том числе, набранный за эти столетия горький опыт противостояния различным инфекциям и болезням, помог человечеству не допустить возврата к этим тёмным временам.
Марсельская чума: 1720-1722 гг.
Эпидемия чумы, начавшаяся с портового Марселя и впоследствии охватившая ещё несколько городов Прованса, погубила не менее 100 000 человек. За три года, что бушевала инфекция, умерла треть населения Марселя. В списке эпидемий и пандемий на территории Франции, эта вспышка чумы, стала одной из массовых в Новое время.
Эпидемия чумы в России 1770–1772 гг.
Эпидемии и пандемии в истории России, происходили, в среднем, не меньше, чем в остальных европейских странах того времени. Последняя на сегодняшний день эпидемия чумы в Центральной России, которая унесла в одной только Москве жизни до 100 000 человек пришлась на начало 1770-х. Пришедшая из Северного Причерноморья во время русско-турецкой вoйны инфекция привела к бунтам и массовым беспорядкам, подавление которых в том числе помогло победить эпидемию.
Пандемия холеры: XIX век
Пожалуй, никогда ранее мировые эпидемии и пандемии в истории человечества не были так подробно и обстоятельно записаны. Благодаря полученным данным, можно понять что на протяжении 19-го столетия мир, как минимум, трижды сталкивался с ужасающей по своим масштабам пандемией холеры. Первая вспышка 1816-1826 гг. в Европе и Азии унесла не менее 100 000 жизней, вторая в 1829-1851 гг. была не менее смертоносной и затронула ещё и Северную Америку. Ну а самой масштабной стала третья пандемия 1852-1860 гг., жертвами которой стали более 1 000 000 человек.
Третья пандемия чумы: 1855-1960 гг.
В списке эпидемий и пандемий за всю историю данное столетие ознаменовано очередным витком развития инфекции, так печально известной людям. За несколько десятилетий чума распространилась на все обитаемые континенты, став одной из самых смертоносных пандемий за всю историю человечества. Точное количество умерших неизвестно, но только в Китае и Индии чума погубила не менее 12 000 000 человек.
Натуральная оспа: 1877-1977 гг.
После того, как в 1978 году была зафиксирована последняя смерть от оспы, история эпидемий и пандемий в мире больше не знала о данной инфекции, хотя сам вирус оспы известен человечеству на протяжении всей его истории. За это время от оспы погибло свыше 500 000 000 человек по всей планете, но победить болезнь удалось лишь созданием специальной вакцины.
Пандемия гриппа 1889–1890 гг.
Эпидемии и пандемии в истории часто получают географические названия, часто по месту обнаружения очага. Последняя в XIX веке пандемия, которая за два года унесла жизни более 1 000 000 в мире, стала известна как «азиатский грипп» или «русский грипп». Возбудителем данной болезни долгое время считался вирус гриппа A подтипа H2N2, но недавно было достоверно установлено, что всему виной — вирус гриппа A подтипа H3N8.
Испанский грипп: 1918-1920 гг.
В список эпидемий и пандемий за всю историю человечества «испанка» входит как самая массовая по числу заразившихся и умерших от гриппа. Всего за несколько лет она унесла жизни до 100 000 000 человек. При этом количество заразившихся вирусом гриппа A подтипа H1N1 превысило полмиллиарда человек. Всего от «испанки» умерло примерно 5% населения Земли.
Азиатский грипп: 1957-1958 гг.
Среди списка эпидемий и пандемий часто на протяжении столетий фигурирует «азиатский грипп», однако, следует понимать что это не буквально одна и та же инфекция. Пандемия, вспыхнувшая в Китае, была вызвана новым вирусом, который стал своеобразной смесью нескольких существующих вирусов птичьего гриппа. Быстрое распространение инфекции по миру привело к гибели более чем 1 100 000 человек в странах Азии и США.
Гонконгский грипп: 1968-1969 гг.
Порядка 10 лет потребовалось вирусу гриппа A подтипа H2N2, чтобы мутировать в H3N2 и стать возбудителем Гонконского гриппа. На конец 1960-х, эта инфекция погубила около 1 000 000 во всём мире, став одной из заразных и летальных в списке эпидемий и пандемий за всю историю.
Эпидемия ВИЧ: с 1980 г.
На протяжении вот уже более чем полувека человечество ведёт борьбу с вирусом иммунодефицита человека. За это время болезнь победить не удалось, хотя антиретровирусная терапия позволяет замедлить течение заболевания. Всего же ВИЧ/СПИД на сегодняшний день унёс жизни более 35 000 000 человек. С лёгкой руки СМИ в историю эпидемий и пандемий в мире, данный вирус вошёл в массовое сознание как «чума XX века».
Пандемия «свиного» гриппа A/H1N1: 2009-2010 гг.
Вирус гриппа A подтипа H1N1 более известен как «свиной» или «мексиканский». Эта инфекция также охватила практически всю планету и унесла почти 600 000 жизней. Став одним из самых смертоносных в XXI веке, «свиной» грипп наглядно показал что эпидемии и пандемии в истории человечества, к сожалению, продолжаться и в третьем тысячелетии.
Эпидемия лихорадки Эбола в Западной Африке: 2013-2015 гг.
Среди всех эпидемий и пандемий в мире, на сегодняшней день лихорадка Эбола является самой смертельной для человека. Эпидемия началась в Западной Африке впервые в истории этого региона, к чему оказались не готовы местные специалисты, не имевшие никакого опыта борьбы с этой инфекцией. Благодаря помощи международного сообщества остановить эпидемию удалось, но всё равно погибли более 11 000 человек.
Пандемия COVID-19: с 2019 г.
Печальный список эпидемий и пандемий за всю историю человечества продолжается. Последняя на сегодняшний день пандемия, в условиях которой живёт весь мир, вызвана коронавирусом SARS-CoV-2. Пандемия затронула все обитаемые континенты, унеся на момент написания материала свыше 5 млн жизней.
Несмотря на то, что коронавирус является весьма опасной инфекцией, хочется верить, что его распространение вскоре будет остановлено и число жертв COVID-19 перестанет расти. Уже можно сказать что мировые эпидемии и пандемии в современной истории не знали таких беспрецедентных мер по снижению роста заболеваемости. По состоянию на данный момент коронавирус с точки зрения R0 (количества случаев, в среднем воспроизводимым одним заражением) превосходит обычный грипп и лихорадку Эбола, но уступает краснухе и кори. Что, впрочем, не позволяет относиться к COVID-19 сверхлегкомысленно.
Поделиться8692022-09-14 13:43:43
Как гигантские бактерии однажды нарушили законы природы
Биологи из Калифорнийского технологического института выяснили, каких минимальных и максимальных размеров могут достигать бактерии. Верхний предел ученые назвали рибосомной катастрофой, поскольку слишком большие клетки нуждаются в невероятном количестве РНК и рибосом, однако некоторые бактерии его смогли преодолеть.
Размер различных бактерий может варьироваться в пределах нескольких порядков, от 0,1 микрометров у Mycoplasma mycoides, что сравнимо с некоторыми крупными вирусами, до 750 микрометров у Thiomargarita namibiensis. Объем бактерий возрастает пропорционально кубу ее линейных размеров, а это означает более активный обмен веществ, что дает крупным микробам преимущество в скорости роста и размножении. Однако существуют пределы размеров, преодолеть которые бактериальные клетки не смогли.
Ученые создали компьютерную модель, которая помогает предсказать, как изменяется метаболизм и состав клетки с увеличением ее размеров. Для этого биологи оценили, сколько внутриклеточного пространства требуется для функционирования всех важных компонентов: ДНК, РНК, белков и рибосом. В 2016 году выяснилось, что по подсчетам исследователей бактерия с объемом клетки меньше 10−21 метров в кубе не сможет существовать, поскольку в ней не поместятся такие биополимеры, как ДНК и белки. Минимальный размер также ограничивают клеточные оболочки.
Теоретический объем лишь на три порядка отличается от размеров наименьших из известных бактерий. Что касается максимального предела, то чем больше бактерия, тем больше для нее требуется клеточных компонентов, которые необходимы для процессов транскрипции генов и синтеза белка, а также поддержания быстрого роста и деления. В конце концов, это приводит к так называемой рибосомной катастрофе, когда конечные размеры клетки требуют бесконечных количеств рибосом, транспортной РНК и информационной РНК. По оценкам ученых, это происходит при объеме в 10−15 кубических метров.
Интересно, что Thiomargarita namibiensis намного превышает этот верхний предел. Даже если удалить из нее довольно большую вакуоль, ее размер все равно будет больше границы рибосомной катастрофы на порядок. Ученые считают, что этому способствуют условия среды, которые благоволят медленному развитию и росту бактерий.
Поделиться8702022-09-14 13:44:38
Шимпанзе и люди одинаково понимают иерархию
Обычно я пишу про человеческое поведение, но тут подвернулось классное исследование шимпанзе, и я решила, что вам тоже будет интересно.
Выяснилось, что они ассоциируют абстрактные понятия с физическими образами, как и мы.
Практически во всех человеческих языках физические метафоры активно используются для описания абстрактных вещей. «Все прошло гладко». «Жесткий характер». «Твердое решение». Есть целая научно-популярная книга «Теплая чашка в холодный день» о том, как человеческий мозг ассоциирует тактильные образы с более сложными концепциями. Но как выяснить, есть ли что-то подобное у шимпанзе?
Человекообразные обезьяны, с которыми работали приматолог Икума Адачи и психолог Кристоф Дахл, были уже приучены выполнять несложное задание: смотреть на фотографию, а затем выбирать ее на сенсорном экране среди нескольких других. На первом этапе участник эксперимента видел портрет знакомого шимпанзе (они различают лица ничуть не хуже нас), а на втором — двух знакомых шимпанзе, из которых нужно было выбрать того, чья фотография уже была предъявлена две секунды назад.
Хитрость в том, что фотографии двух шимпанзе были расположены вертикально, одна над другой. При этом, поскольку испытуемый был лично знаком с обоими персонажами, он знал и их социальный статус: кто лидер в стае, кто середнячок, а кто аутсайдер. Исследователи предположили, что, если шимпанзе мыслят так же, как мы — представляют иерархию как пирамиду, в которой крутые чуваки находятся высоко, а лузеры низко, — то они будут быстрее находить фотографию лидера или аутсайдера, когда она расположена в верхней или нижней части экрана соответственно.
Именно так и получилось. Шимпанзе тратили по 700 миллисекунд на ответ, если фотография была там, где ей положено, и по 900 миллисекунд, когда изображение лидера располагалось в нижней части экрана или изображение аутсайдера — в верхней. Ученые провели достаточно тестов, чтобы показать, что отличие устойчивое и статистически значимое.
Способность ассоциировать физические свойства пространства с абстрактными понятиями (ученые называют ее концептуальным метафорическим картированием) — это явление, изучением которого в основном занимаются лингвисты. Всегда считалось, что это свойство нашего мышления неразрывно связано с языком, который мы используем для описания мира. Но шимпанзе, участвовавшие в исследовании, не умели говорить. Получается, что этот способ восприятия мира может существовать независимо от языка и, вполне возможно, присутствовал у нашего с шимпанзе общего предка задолго до того, как мы поднялись на вершину эволюционной иерархии и придумали словосочетание «высшие приматы».