В последнее время стало выясняться, что внутреннее ядро Земли устроено сложнее, чем считалось, но ни одна из новых моделей пока не смогла объяснить странное поведение проходящих через него сейсмических волн. Между тем понимание внутреннего ядра во всей его сложности необходимо для изучения эволюции и сегодняшнего состояния планеты. Рост внутреннего ядра косвенно влияет на движение ядра внешнего, которое производит магнитное поле Земли.

Строение Земли. Иллюстрация Thinkstock.Группа учёных из Великобритании и США полагает, что поведение сейсмических волн объясняется конвекцией, то есть тем же явлением, благодаря которому батарея, стоящая у окна, обогревает всю комнату. Воздух вблизи неё теплеет и становится менее плотным, из-за чего поднимается к потолку и меняется местами с более холодными слоями. Оказавшись рядом с батареей, холодный воздух тоже нагревается, начинает подниматься и т. д. То же самое происходит внутри ядра.

«Медленное остывание Земли заставляет жидкое внешнее ядро затвердевать снизу вверх, откладывая материал с более низкой температурой на границе внутреннего ядра, — поясняет Крис Дэвис из Лидсского университета (Великобритания). — Материал, расположенный в верхней части внутреннего ядра, плотнее того, что располагается ниже. Если плотный материал залегает выше лёгкого, последний хочет подняться, а плотный — опуститься, что делает всю систему неустойчивой». Именно эта нестабильность и приводит к конвекции.

Некоторые исследователи предполагали, что в центре внутреннего ядра жарче, чем по краям, и что изменение температуры от центра к краю тоже способно вызвать конвекцию, так как относительно прохладный материал на краю стремится затонуть.

Но г-н Дэвис и его коллеги утверждают, что конвекция возникает из-за более плотного, а не прохладного материала. Иными словами, дело не в разнице температур, а в разнице химических составов.

Предыдущие штудии показали, что внутреннее ядро может осуществлять перенос тепла с помощью другого уровня проводимости, когда тепло переносится, но материал — нет. Однако это означало бы, что для конвекции просто не оставалось бы тепла. Поэтому многие учёные сомневаются в том, что поведение сейсмических волн можно объяснить конвекцией.

Суть новой работы как раз и заключается в том, что она показывает принципиальную возможность конвекции во внутреннем ядре.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Halorubrum lacusprofundi — холодолюбивая бактерия, найденная в сверхсолёном Глубоком озере (Антарктида). Несмотря на свою холодоустойчивость, размножается она при 0–42 °C, а по современным представлениям такие условия (включая повышенную солёность вод) вполне справедливы для подпочвенного Марса.

Необычная форма β-галактозидазы, присущей антарктической бактерии, позволяет ей оставаться активной в растворах спиртов (до 20%), гиперсолёных средах и при почти полном высыхании. (Иллюстрация Shiladitya DasSarma et al.)Шиладитья Дассарма (Shiladitya DasSarma) и его коллеги из Мэрилендского университета (США) обнаружили, что протеины, содержащиеся в этих микробах, имеют pH, делающий их слегка кислыми, в то время как обычно белки живых существ в целом нейтральны. Кроме того, протеины Halorubrum lacusprofundi имеют ещё и некоторые дополнительные особенности, обеспечивающие их носителям выживание в исключительно сложных условиях.

В частности, их поверхность имеет дополнительные модификации, позволяющие ослабить взаимодействие с окружающими молекулами воды. Такие протеины делают бактерии полиэкстремофильными, то есть переносящими одновременно несколько серьёзных стрессовых факторов. Поэтому они не гибнут не только при высокой солёности и низких температурах, но и в 20-процентном водном растворе этанола или метанола (а также ряда других спиртов).

«При столь низких температурах плотность упаковки атомов в протеинах должна быть слегка снижена, что добавляет им гибкости и функциональности в тот момент, когда обычные протеины уже были бы связаны в неактивных структурах, — подчёркивает г-н Дассарма. — Этот вид адаптации, скорее всего, позволит микроорганизмам, подобным Halorubrum lacusprofundi, выживать не только в Антарктике, но и в других местах Вселенной». Так, учёный напоминает, что сходные условия высокой солёности и не слишком высоких температур могут иметь место под поверхностью и на поверхности Марса, равно как и в подлёдном океане Европы, одного из крупнейших спутников Юпитера.

Отчёт об исследовании опубликован в веб-журнале PLoS ONE.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда в организме появляется бактерия или вирус, перед В-клетками встаёт сложная задача: нужно создать антитела-иммуноглобулины, которые связывали бы вторгшийся патоген с максимальной эффективностью. Проблема в том, что вирусов и бактерий — огромное количество, вирусных и бактериальных белков — тоже, а потому получается, что В-клетки должны уметь производить абсолютно любой иммуноглобулин, чтобы схватить патоген за его белок и натравить на него иммунные клетки.

Срез чрез зародышевый центр (слева) лимфатического узла (фото Dr. Gladden Willis).С разнообразием антител у В-клеток проблем нет — благодаря V(D)J-рекомбинации, сложному молекулярно-генетическому процессу, позволяющему монтировать колоссальное число генов для синтеза иммуноглобулинов. Но обычно в организме присутствует сразу много В-клеток, синтезирующих свои антитела. И при возникновении инфекции из разнообразия уже имеющихся антител нужно отобрать какие-то одни — самые эффективные — и не тратить ресурсы на синтез других. Для объяснения того, как это происходит, была выдвинута клонально-селективная теория, но и она описывала отбор нужных В-клеток лишь в общих чертах.

Группе исследователей под руководством Кай-Майкла Тёльнера из Бирмингемского университета (Великобритания) и Михаэля Мейер-Хермана, представляющего Центр инфекционных исследований имени Гельмгольца (Германия), удалось объяснить этот процесс более детально. По их словам, при отборе нужных В-клеток работают те же механизмы, что действуют в эволюции. Созревание и подгонка В-клеток происходят в специальных зародышевых центрах лимфатических узлов. На поверхности каждого В-лимфоцита есть связывающие рецепторы, которые обладают той же специфичностью, что и выделяемые клеткой антитела. Иными словами, и мембранный белок, и секретируемый иммуноглобулин у одного и того же В-лимфоцита связывают одну и ту же вражескую молекулу, делая это с одинаковой эффективностью.

Так вот, как пишут исследователи в Journal of Experimental Medicine, в зародышевых центрах есть не только антитела, которые синтезируют созревающие там В-клетки: туда заходят ещё и другие иммуноглобулины, синтезированные другими линиями клеток и уже до инфекции присутствовавшие в организме. И сюда же заглядывают частицы антигена — вирусные и бактериальные белки, сами бактерии и т. д. В результате в центрах созревания В-клеток разворачивается конкурентная борьба между клетками и чужими антителами за то, кто сильнее свяжет антиген. Если клетка связала вирусную или бактериальную молекулу прочнее, чем чужой иммуноглобулин, она получает шанс: в клетку с мембраны уходит «сигнал выживания», который поощряет её работать над синтезом собственных антител. Если же клетка связала антиген плохо, она отправляется «в расход» — в точности так, как это происходит с видом-неудачником во время естественного отбора. В данном случае силой естественного отбора служит инфекция, а соревнование идёт между клетками и антителами.

Результаты исследований были подтверждены как в теоретической математической модели молекулярно-клеточного отбора, так и в опытах на мышах. Очевидно, эти данные могут оказать самое непосредственное влияние на разработку вакцин: например, можно было бы придумать, как с помощью искусственных, вводимых извне антител поощрить собственные В-клетки организма производить более эффективные иммуноглобулины для борьбы с инфекцией.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

На примере пылевых клещей биологам удалось опровергнуть закон необратимости эволюции. Оказалось, что предки этих существ были свободноживущими организмами, которые сначала перешли к постоянному паразитизму, а затем вновь вернулись к исходному состоянию.

Пылевой клещ, фото википедияРезультаты исследования, выполненного Павлом Климовым и Берри О’Коннором из Мичиганского университета, опубликованы в журнале Systematic Biology.

Закон необратимости эволюции, сформулированный еще в конце XIX века палеонтологом Луи Долло, вызывает споры среди ученых вплоть до настоящего времени. Как гласит этот закон, «организм ни целиком, ни даже отчасти не может вернуться к состоянию, уже осуществленному в ряду его предков».

Авторы работы смогли показать, что закон Долло не работает в случае пылевых клещей – микроскопических членистоногих, которые живут в матрасах и подушках и вызывают у многих людей аллергические реакции. Для этого им пришлось проверить все 62 гипотезы об их происхождении, существующие на сегодня.

Проанализировав набор из 5 генов ядерной ДНК более чем 700 видов потенциальных родственников пылевых клещей, исследователи выяснили, что они произошли от паразитического подотряда Psoroptidia. Клещи из этой группы паразитируют на млекопитающих и птицах, никогда не покидая своих хозяев.

Ранее считалось, что постоянные паразиты не могут вновь стать свободноживущими организмами, поскольку при паразитическом образе жизни утрачиваются многие важные органы. Однако предки пылевых клещей смогли сделать это благодаря устойчивости к высокой сухости и способности питаться кератином,содержащимся в волосах и перьях.

Как надеются ученые, их открытие поможет в борьбе с аллергией, вызываемой пылевыми клещами. «Зная родственные связи этих существ, мы лучше поймем свойства белков их иммунной системы и эволюцию генов, кодирующих аллергены», --пояснил Павел Климов, соавтор статьи.

Источник: infox.ru

Полевой жаворонок (лат. Alauda arvensis)

Полевой жаворонок (лат. Alauda arvensis), фото википедия

Голос Полевого жаворонка

Юла, или лесной жаворонок (лат. Lullula arborea)

Лесной жаворонок, или юла (лат. Lullula arborea), фото википедия

Голос Лесного жаворонка (Юлы)

Лесной жаворонок, или юла (лат. Lullula arborea)

Лесной жаворонок, или юла (лат. Lullula arborea), фото википедия

Голос Лесного жаворонка (Юлы)

Хохлатый жаворонок (лат. Galerida cristata)

Хохлатый жаворонок (лат. Galerida cristata), фото википедия

Голос Хохлатого жаворонка

Чёрный жаворонок (лат. Melanocorypha yeltoniensis)

Чёрный жаворонок (лат. Melanocorypha yeltoniensis), фото энциклопедия птицелова

Голос Чёрного жаворонка