Учёные предлагают рассматривать вирусы как полноправный домен жизни: они берут своё начало от последнего общего предка всех живых организмов, а первые из вирусов обладали гораздо более сложным строением, чем их современные потомки.

Древо жизни, на котором вирусам пока ещё нет места (рисунок Nemo Ramjet)Исследователи из Университета Иллинойса (США) и Корейского НИИ бионаук и биотехнологий (Южная Корея) пришли к выводу, что вирусы можно с полным правом включить в древо жизни, потеснив на этом древе бактерий, архей и эукариот. Обычно, когда рассуждают о происхождении и развитии жизни на Земле, вирусы предпочитают держать в стороне: уж слишком их неклеточная организация расходится с представлением, что всякая жизнь — это прежде всего клетка. Существует вполне уважаемая гипотеза, согласно которой вирусы — всего лишь взбесившиеся молекулярные комплексы, которые вырвались на свободу из клеток-предшественников. Однако, как сказано в свежем выпуске BMC Evolutionary Biology , у вирусов есть полное право претендовать на звание четвёртого «живого» домена .

Выводы учёных основываются на картине родства разных групп жизни относительно друг друга. Обычно развитие и происхождение того или иного вида оценивается по его ДНК: гены разных видов, отрядов, семейств и т. д. сравниваются друг с другом, и в итоге становится примерно ясно, кому сколько лет и кто чей родственник. Самые-самые древние гены есть обычно у всех организмов, от бактерий до человека, и чем моложе вид, тем больше у него попадается генетических «инноваций».

Однако на сей раз исследователи решили искать не в ДНК, а в белках, в пространственном строении белковых молекул. Давно известно, что каждый вид белков обладает уникальной 3D-структурой, которая в конечном счёте определяет его свойства и функции. Но трёхмерный портрет молекулы слагается из разных «кирпичей», или, лучше сказать, строительных блоков — структурных мотивов. Полипептидная цепь одним своим фрагментом может свёрнута так, другой фрагмент уложен как-то иначе и т. д., и такие структурные мотивы повторяются у разных белков. Однако в сумме они дают уникальную архитектуру, которая может быть похожа на другие, но всё-таки является индивидуальным портретом вот этого конкретного белка.Потрет одного из крупнейших современных вирусов — мимивируса (фото vanou)

По словам авторов работы, такие структурные мотивы могут быть настоящими живыми ископаемыми, которые без изменений существуют миллионы и миллиарды лет, путешествуя от белка к белку. Они, как полагают учёные, более надёжные свидетели, чем последовательности ДНК: нуклеиновые кислоты допускают большую степень изменчивости, однако на уровне белковой молекулы эти изменения в ДНК нивелируются, чтобы самое важное — пространственная укладка белковой молекулы — осталось неизменным.

Легко догадаться, что проделали авторы статьи: они проанализировали структурные мотивы укладок белков среди более чем тысячи организмов, включая три основных домена жизни — плюс вирусы. Особое внимание было обращено на гигантские вирусы (такие как мимивирус), поскольку известно, что у них в геноме есть белки, необходимые для синтеза белка. Это довольно странная черта для вируса, так как все они обычно используют белок-синтезирующие машины заражённой клетки. Соответственно, было выдвинуто предположение, что вирусы каким-то образом в прошлом похитили эти гены у своих хозяев.

Исследователям, однако, удалось обнаружить, что у вирусных белков обнаруживаются древнейшие структурные мотивы, причём настолько древние, что происхождение вирусов может относиться едва ли не ко времени последнего универсального общего предка , от которого произошли все живые организмы. То есть вирусные белки оказались не просто встроены в общий путь развития жизни, но где-то у истоков этого пути. Более того, похоже, в прошлом все вирусы были гигантскими и имели гораздо более обширные геномы, чем мы видим у них сейчас. То есть вот эта неклеточность, которая так смущает биологов, вполне могла быть обычным движением от сложного к простому, как это можно видеть на примере эволюции паразитов.

Как выглядели и чем занимались древнейшие вирусы? Об этом можно только догадываться (впрочем, возможно, что исследователи в конце концов и догадаются). Авторы работы говорят, что их исследование не единственное в этом роде и что другие учёные, работающие с гигантскими вирусами, склоняются к похожим выводам.

Напоследок стоит ещё раз подчеркнуть важную тонкость: учёные не занимаются вопросом, являются ли вирусы живыми, то есть соответствуют ли они некоему предначертанному идеалу «живого». Они лишь выясняют, можно ли называть их так, то есть в каких связях с уже имеющейся «жизнью» они находятся, развивались ли в её русле или представляют какой-то странный вид существования материи. Так что, возможно, наши представления о возникновении и развитии жизни на планете придётся снова пересмотреть — уже с учётом «живых» вирусов.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ширина улыбки определяется не только настроением, но и генами, которые вы получили от родителей. Таких генов может быть несколько сотен, и некоторые из них уже удалось обнаружить. Международная группа исследователей сообщает в веб-журнале PLoS Genetics , что ей удалось найти пять генов, определяющих основные («базовые») черты лица. Наибольший интерес тут, впрочем, представляет методическая часть работы, то есть то, как именно вёлся поиск этих генов.

Слева — «главные» лицевые точки, определённые с помощью МРТ (фото James Woodson / Thinkstock)С помощью МРТ исследователи выделили девять важных точек, расстояние между которыми определяет «ландшафт» нашего лица. В такие параметры, например, попали расстояние между глазами и расстояние от кончика носа до его основания. Показатели отбирались с таким расчётом, чтобы их можно было легко оценить у любого человека. Затем учёные обратились непосредственно к анализу ДНК: среди пяти групп людей искали зависимость между строением генома и строением лица. Группы были довольно большие, от 500 до 2,5 тыс. человек в каждой. Позже к ним добавились ещё три группы, на которых и проверялись полученные результаты: анализировалась ДНК и по ней «восстанавливалась» внешность.

В результате в исследовательских руках оказались пять генов, которые определяли такие черты, как ширина лица, расстояние между глазами и длина носа. Один из них, PAX3, уже был известен по своему влиянию на форму лица (он участвует в формировании мышечных клеток), и от него как раз зависит расстояние между глазами и расстояние от кончика носа до его основания. Мутации PAX3 приводят к развитию синдрома Ваарденбурга . (Это, к слову, подтвердило, что разработанный метод поиска «лицевых» генов вполне эффективен.)

Два других, расположенные на хромосомах 2 и 3, ранее упоминались в связи с «заячьей губой» и дефектами в развитии челюстей. Оставшаяся же пара до сих пор никогда в таком контексте не упоминалась, хотя известно, что один из этих генов включён в синтез коллагена (про функции другого ничего не известно). То есть учёным удалось не только подтвердить уже известные результаты, но и найти новые «лицевые» гены.

Практический смысл таких исследований очевиден. Даже если не фантазировать на тему косметического проектирования человека, информация о генах, отвечающих за лицо, может сильно облегчит жизнь криминалистам. Восстановить облик преступника можно будет по ДНК, оставшейся на месте преступления, не полагаясь на не очень надёжные показания очевидцев (если такие имеются) и диковатые фотороботы. Однако, как замечают авторы работы, один и тот же ген может иметь множество вариантов. Тип лица, может, и определяют пять генов, но число вариантов этих генов и их комбинаций достигает десятков и сотен. В этом смысле учёные находятся в самом начале пути: предстоит колоссальная работа, чтобы окончательно установить взаимосвязь между геном и внешностью.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Самая высокая температура на Земле в 56,7 градусов была зафиксирована 10 июля 1913 года в Гринлэнд-Рэнче (Долина смерти) в Калифорнии (США).

Подробнее...

Микроорганизмы помогли окружающей среде справиться с последствиями экологической катастрофы.

Американские экологи из Рочестерского университета установили, что в течение первых пяти месяцев, прошедших с момента аварии на нефтяной платформе Deepwater Horizon в Мексиканском заливе, бактерии переработали, по меньшей мере, 200тысяч тонн нефти и газа, поступивших в океан. Статья с такими выводами опубликована в журнале Environmental Science and Technology.

Ученые использовали специальную методику, которая позволила связать количество нефти, использованной бактериями, с концентрацией кислорода в морской воде. «Когда бактерия разлагает нефть и газ, она поглощает кислород и выделяет CO₂, подобно тому, как это происходит, когда мы дышим», -- пояснил профессор Джон Кесслер, один из авторов исследования.

В первые месяцы после аварии авторы статьи измерили концентрацию кислорода на разных глубинах более чем в 1300 точках Мексиканского залива, охватив при этом почти 30 тысяч квадратных миль. Методика помогла ученым оценить уровень бактериального разложения нефти в глубине Мексиканского залива, в то время как раньше этот процесс изучался лишь в поверхностном слое воды.

Исследователи показали, что часть разлившейся нефти погрузилась на глубину примерно в один километр, где ее и начали разлагать бактерии, питающиеся гидрокарбонатами. С апреля, когда произошла авария, по сентябрь 2010 года бактерии активно перерабатывали нефть и газ. Затем процесс прекратился, хотя, по расчетам ученых, на тот момент еще примерно 40%нефти оставалось в океане.

Авторы исследования не могут сказать, по какой причине осенью 2010 года бактерии «взяли паузу». Возможно, это было связано с изменением степени растворенности нефти в толще воды. Ученые надеются, что выводы их работы помогут лучше предсказать последствия будущих разливов нефти.

Источник: infox.ru

Эксперты Всемирной метеорологической организации (ВМО) официально признали недействительным установленный 90 лет назад в Ливии рекорд самой высокой температуры воздуха в мире - 58 градусов  Цельсия, по заключению ученых, рекордная температура была измерена с ошибкой.

Фото: Ilya Green"Теперь официальный статус самого жаркого места в мире принадлежит национальному  парку "Долина смерти" в Калифорнии, США, что имеет такое же важное значение для  метеорологов, как и гора Эверест для географов", - говорится в сообщении ВМО.

Как считалось до сих пор, исторический максимум температуры приземного  воздуха был зафиксирован ровно 90 лет назад, 13 сентября 1922 года в ливийском  городке Эль-Азизия в 40 километрах к югу от Триполи. Измеренное тогда значение - 58,0 градуса Цельсия - стало самой высокой температурой с начала регулярных  измерений в 1880 году и до настоящего времени.

Данные, полученные итальянской метеостанцией, были признаны во всем мире как  рекорд температуры. Однако в 1950-х годах некоторые ученые после изучения  архивных записей, метеорологических приборов и климатических особенностей "полюса жары" высказывали сомнение в его истинности. Некоторые, в частности, полагали, что настоящее значение температуры в Аль-Азизии составляло около 56 градусов.

С 2010 года комитет ВМО, состоящий из экспертов-климатологов из Ливии, Италии, Испании, Египта, Франции, Марокко, Аргентины, США и Великобритании вел  тщательное расследование обстоятельств, при которых была измерена рекордная  температура.

Результаты исследования, проведенного в опасных условиях в ходе ливийской  революции 2011 года, показали, что ошибка в измерении составила около 7 градусов.

Оценочный комитет ВМО пришел к заключению, что в 1922 году наблюдения  проводил неопытный наблюдатель, не обученный работе с прибором, "показания  которого могли быть легко неправильно истолкованы и неправильно занесены в  журнал наблюдений".

В результате Мировой архив  экстремальных метеорологических и климатических явлений, поддерживаемый  Комиссией ВМО по климатологии, признал недействительным экстремальное значение  температуры в 58 градуса, измеренное в Эль-Азизии в 1922 года. Теперь  официальным рекордом самой высокой приземной температуры стало значение 56,7 градуса, которое было зарегистрировано 10 июля 1913 года в Гринлэнд-Рэнче (Долина смерти) в Калифорнии (США).

"Это исследование показывает, что благодаря постоянным усовершенствованиям в  метеорологии и климатологии эксперты-климатологи могут теперь проводить  повторный анализ прошлых метеорологических данных гораздо более подробно, чем  когда-либо. В результате мы получаем улучшенный комплект климатических данных  для анализа важных глобальных и региональных вопросов, связанных с изменчивостью  и изменением климата", - отметил Рэндалл Сервени (Randall Cerveny), докладчик  ВМО по климатическим и метеорологическим экстремальным явлениям.

Источник: РИАНОВОСТИ

Впервые за 28 лет в Африке обнаружен новый вид мартышек.

Cercopithecus lomamiensisМесто обитания примата — Демократическая Республика Конго, где его называют «лесула». От своих ближайших родственников он отделён реками Конго и Ломами.

Первым представителем нового вида, с которым столкнулись учёные во главе с Джоном Хартом из фонда « Лукуру », стала юная самка, которую держал в клетке директор начальной школы города Опала. В дальнейшем специалисты нашли и других особей, живших в неволе, а полгода спустя смогли наблюдать длинные чёрные конечности обезьян в дикой природе.

Среди отличительных черт зоологи выделяют следующие: длинная светлая грива обрамляет выступающую бледную и голую морду с отчётливой вертикальной переносицей кремового оттенка.

После того как генетический анализ подтвердил принадлежность нового вида к мартышкам, учёные окрестили его Cercopithecus lomamiensis — в честь реки Ломами. Согласно расчётам, ареал обезьян составляет около 17 тыс. км². Это сравнительно немного, и приматы могут пасть жертвой охотников за мясом диких животных, поэтому власти намерены организовать там национальный парк.

Антрополог Эндрю Баррелл из Нью-Йоркского университета (США), тоже принимавший участие в исследовании, отмечает, что этот лес в центральной части ДР Конго плохо изучен и может оказаться домом и других неизвестных видов и подвидов приматов, а также окапи и слонов.

Результаты исследования опубликованы в интернет-журнале Public Library of Science One .

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Австралийцы нашли союзника в борьбе с ядовитыми пауками.

Источник: ScienceDaily LLCАвстралийские энтомологи из Университета Аделаиды выяснили, что оса Agenioideus nigricornis является естественным врагом красноспинных пауков, от укусов которых страдают жители Зеленого континента.

Еще в 1775 году осу описал известный датский энтомолог Иоганн Фабриций,который изучал материалы, собранные во время первого путешествия Джеймса Кука.«С тех пор ученые практически забыли об этом насекомом, хотя оно встречается по всей Австралии и имеется во многих коллекциях», -- пояснил Энди Аустин, один из авторов статьи.

Энтомологи вспомнили об осе, узнав о наблюдениях 9-летнего мальчика, сына одного из австралийских профессоров. Мальчик увидел, что насекомое стаскивает к своей норке парализованных красноспинных пауков, и рассказал об этом отцу. Профессор сфотографировал осу и паука и отправил снимок в Музей Западной Австралии.

«Мы были поражены этим наблюдениям, оно заставило нас изучить биологию Agenioideus nigricornis подробнее», -- рассказал Энди Аустин. Оса принадлежит к семейству Pompilidae, представители которого заготавливают парализованных пауков для своего потомства. Однако на каких именно пауков охотятся осы рода Agenioideus, оставалось загадкой более 200 лет.

Agenioideus nigricornis стала первой из известных на сегодня ос, которая охотится на красноспинных пауков (Latrodectus hasselti). Красноспинные пауки обитают поблизости от человеческих жилищ, их укусы опасны для человека. «Как выяснилось, осы заметно снижают численность красноспинных пауков, хотя и не могут радикально ограничить их популяцию», -- сообщил Аустин.

Источник: infox.ru

Чтобы повысить численность следующего поколения, самцы арктического двустворчатого моллюска Lissarca miliaris со временем превращаются в самок и держат личинок у себя до тех пор, пока те не обретут собственную раковину.

Колония двустворчатых моллюсков L. miliaris (фото авторов исследования)Арктический двустворчатый моллюск Lissarca miliaris был открыт ещё в середине XIX века, но подробное изучение вида началось лишь в 1970-х. Однако на протяжении десятилетий учёные не подозревали, что имеют дело с видом, который способен переключаться между женским и мужским полом.

До сих пор исследователей привлекала другая особенность этого моллюска — его забота о потомстве. Самки L. miliaris вынашивают крупные, обогащённые желтком яйца в течение 18 месяцев, пока вылупившиеся из них личинки не приобретут собственную раковину. Одна самка может держать в себе до 70 личинок. Но, как пишут в журнале Polar Biology зоологи из Саутгемптонского университета (Великобритания), оказалось, что вынашиваемые яйца можно обнаружить и в теле самцов, причём в довольно большом количестве.

Авторы полагают, что L. miliaris начинают жизнь как самцы и лишь потом, достигая достаточного размера, чтобы содержать потомство, начинают приобретать черты противоположного пола.

По-видимому, гермафродитизм у этих моллюсков возник как следствие заботы о потомстве, которая среди арктических видов не такая уж редкость. В суровых условиях северных морей свободноживущей личинке пришлось бы слишком долго развиваться до взрослого состояния, а излишне длительная младенческая стадия сильно увеличивает смертность: больше шансов попасть на зуб хищнику или оказаться в голодном времени. Под родительской же защитой потомство развивается быстрее и в безопасности. Такая забота неизбежно снижает численность потомства, зато те, что остались, гарантированно (ну, или почти гарантированно) выживают. Самец, превращаясь в самку, увеличивает численность следующего поколения.

При этом, как подчёркивают зоологи, половая система самца не исчезает полностью, а ещё существует в организме довольно долгое время. В связи с этим учёные предполагают, что L. miliaris меняют свой пол несколько раз в течение жизни: после того как истекли 18 месяцев «беременности», моллюск может снова стать самцом. Впрочем, эта версия требует дальнейших исследований в весьма негостеприимных водах арктических морей.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Физик Джереми Ингланд из Массачусетского технологического института (США), проведя моделирование процесса воспроизведения простейших живых организмов, пришёл к выводу о том, что воспроизводство РНК и организмов на её основе значительно проще, нежели в случае ДНК. Но главное в другом: для воспроизведения РНК in vitro используется энергии лишь чуть больше, чем это абсолютно необходимо с термодинамической точки зрения.

Уровень потерь при воспроизводстве кишечной палочки чрезвычайно мал: даже при активном делении он всего в 2,5–3 раза больше абсолютно необходимого минимума. (Иллюстрация Jeremy L. England.)Условно говоря, «КПД процесса» здесь близок к 100%.

ДНК более устойчива в химическом отношении, чем РНК, но и куда сложнее. Дело в том, что вместо сахара дезоксирибозы РНК содержит рибозу, имеющую дополнительную гидроксильную группу, увеличивающую вероятность гидролиза молекулы, то есть уменьшающую её стабильность.Упрощённые структуры РНК и ДНК. РНК в большинстве случаев не является двойной спиралью и значительно короче ДНК. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)

Для проведения термодинамических расчётов по энергии, требуемой системе на репликацию в отношении РНК и ДНК, учёный использовал статистическую оценку РНК и ДНК как систем до и после их репликации. Зная варианты состояния компонентов в системе, при которой возможно самовоспроизведение РНК и ДНК, исследователь определил количество тепла, абсолютно необходимое с термодинамической точки зрения для процесса.

Оказалось, что термодинамически репликация РНК значительно проще и требует на порядок меньшего количества тепла. В сложных с точки зрения энергобаланса условиях вероятность репликации у РНК должна быть радикально выше, чем у ДНК. Именно этот тезис заставил исследователя предположить, что первый тип процессов исторически имел место значительно раньше, чем второй. И сей вывод как будто подтверждает гипотезу мира РНК , по которой первые самовоспровоизводящиеся живые организмы состояли из РНК, одновременно являвшейся и носителем наследственной информации, и средством её дальнейшего воспроизводства. Характерное для нынешней жизни разделение функций произошло, по его мнению, позднее, когда ДНК стала использоваться как носитель наследственной информации (более устойчивый, чем РНК), а ферментативная функция перешла к белкам.

Любопытно, что, оценивая термодинамическую эффективность размножения кишечной палочки, Джереми Ингланд заключил, что та тратит на размножение всего втрое больше энергии, чем это абсолютно необходимо с термодинамической точки зрения. Хотя этот показатель уступает КПД репликации РНК, близкого к 100%, тем не менее для столь сложной системы как клетка его можно считать выдающимся, заключает учёный.

С препринтом исследования можно ознакомиться здесь .

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ягоды африканского растения Pollia condensata приобретают яркую переливающуюся расцветку благодаря оптическому эффекту, создаваемому слоями целлюлозы в стенках клеток.

Ягоды P. condensata (здесь и ниже фото авторов исследования)Pollia condensata привлекает птиц переливающимся ярко-синим металлическим окрасом ягодами, и цвет этот не тускнеет даже через десятки лет. Ягоды не несут почти никакой питательной ценности, однако птицы всё равно не могут устоять против их радужности. Учёные тоже не смогли пройти мимо этой феноменальной расцветки: в статье, опубликованной в PNAS , исследователи из Кембриджа (Великобритания) сообщают, что P. condensata использует тот же способ раскраски, что и павлин с жуком-скарабеем.

Речь идёт о так называемом структурном цвете , который образуется иначе, чем пигментный. Обнаружилось, что в клеточных стенках P. condensata волокна целлюлозы уложены в особые слоистые структуры, по-разному взаимодействующие с разными световыми волнами, что приводит к так называемой дифракции Брэгга .Отражение света в клеточных стенках P. condensata

Преимущественно они отражают синий цвет, но в этом смысле каждая клетка независима от остальных, так что изображение складывается из множества клеток-пикселов. Толщина оптически активного слоя у клеток отличается, поэтому варьируется и длина волны, которую она отразит: некоторые клетки — с более толстым слоем «оптической целлюлозы» — отражают красные или синие волны.

Такой же способ расцветки можно обнаружить в птичьем оперении, надкрыльях насекомых, лепестках цветов. В данном случае любопытно то, что столь необычную расцветку получили ягоды. Очевидно, когда-то в прошлом P. condensata решила не вкладываться в пищевую привлекательность ягод, а сыграть, так сказать, на эстетическом чувстве потенциальных распространителей. Птицы, привлечённые ярчайшей расцветкой, могут использовать эти ягоды в брачных ритуалах и для украшения гнёзд; как бы то ни было, задача по распространению семян всё равно решается.

Структурная краска ягод P. condensata необычайно устойчива: учёные работали с образцами, собранными ещё в XIX веке, и ягоды с тех пор ничуть не потускнели. Возможно, в будущем и мы с вами научимся использовать банальную целлюлозу, чтобы создавать необычайно яркие и сверхпрочные красители.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА