Растения должны точно знать время, когда цвести: чуть раньше положенного или чуть позже — и можно потерять все цветы, остаться без семян, уступить конкурентам в эволюционной гонке. Чтобы вовремя зацвести, нужно учесть множество внутренних и внешних факторов, увязать гормональный статус с продолжительностью светового дня, температурой и пр. Стоит ли удивляться, что цветение у растений контролируется целой сетью генов?
A. thaliana, не цветущий при низкой температуре (слева) и цветущий при высокой (справа) (фото авторов работы).Исследователи довольно долго изучали эту самую сеть, но молекулярные механизмы, отвечающие, в частности, за «температурные датчики», оставались во многом неясными. Ясность тут удалось внести группе учёных из Института биологии развития Общества Макса Планка (Германия), которые сосредоточились на двух температурных генах — FLM (Flowering Locus M) и SVP (Short Vegetative Phase). А модельным объектом послужил старый добрый Arabidopsis thaliana, сиречь резуховидка Таля.
Как пишут Маркус Шмид и его коллеги в Nature, мРНК, считываемая с гена FLM, претерпевает альтернативный сплайсинг, то есть при созревании новосинтезированной мРНК из неё в зависимости от ситуации вырезаются те или иные куски, а оставшиеся монтируются друг с другом, так что в результате с одного гена можно получить разные матрицы для синтеза белка. У FLM есть два основных варианта мРНК — FLM-β и FLM-δ, и их соотношение как раз зависит от температуры: при низкой преобладает одна мРНК FLM, при высокой — другая. Молекулярная подгонка осуществляется довольно быстро: при возрастании температуры с 16 до 27 °C растению достаточно суток, чтобы сменить соотношение видов мРНК. Но регуляцию цветения разные варианты FLM выполняет в союзе с белком SVP. Когда холодно, белок FLM-β связывается с SVP, и этот белок-белковый комплекс взаимодействует с регуляторными областями в ДНК, которые отвечают за цветение. Комплекс FLM-β с SVP подавляет активность этих зон, и растение на холоде не цветёт. Если же температура повышается, то вслед за ней растёт и уровень FLM-δ, который вытесняет «холодовый» вариант из комплекса с SVP. «Тепловой» комплекс FLM-δ и SVP с регуляторами цветения в ДНК связывается плохо, и эти регуляторы активируются и запускают формирование цветков.
То есть термодатчиком тут служит один и тот же ген, который при разных температурах даёт два разных, конкурирующих друг с другом белка, а конкретным молекулярным инструментом выступает альтернативный сплайсинг.
Очевидно, существует и какой-то механизм или особенность гена FLM, от которых зависит переключение сплайсинга с одного варианта на другой. Не секрет, что один и тот же вид растения может цвести в тех или иных широтах в разное время. И, скорее всего, это связано с вариациями в гене FLM, который переключается на разные варианты при разных пороговых температурах.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Специалисты по климатическому моделированию обожают воспроизводить интересные периоды в истории земного климата — и чтобы изучить, как в то время обстояли дела, и ради проверки самих моделей. Одна из таких эпох —плиоцен: тогда, около 3 млн лет назад, концентрация CO2 в атмосфере была в последний раз так же высока, как сегодня.
Арктик-Бей, Нунавут, Канада (фото Phyllis Harris). В какой-то мере по плиоцену можно судить о результатах эксперимента, который мы сейчас нечаянно проводим. Вопрос ставится так: на что похожа Земля, когда атмосферное содержание углекислого газа равно 400 частям на миллион? Обратите внимание: речь идёт не о том, насколько теплее станет через три–четыре десятилетия, а о том, в какой точке медлительная климатическая система наконец-то закончит реагировать на уровень CO2 и установится новое долгосрочное равновесие.
Итак, в плиоцене на планете было теплее, чем сейчас, в среднем на 2–3 °C, а уровень моря — выше сегодняшнего где-то на 30 м. В самую тёплую фазу плиоцена Западно-Антарктический ледяной щит приказал долго жить, и низменную часть континента, освободившуюся ото льда, затопило. В Арктике жили верблюды.
Новое исследование посвящено сравнению показаний нескольких климатических моделей, которые попытались воспроизвести температурные и экосистемные характеристики плиоцена. Естественно, прежде чем мы сможем доверять моделям, их результаты должны совпасть с палеоклиматическими реконструкциями. Несовпадения могут означать одно из трёх: либо модели врут (и на то мириады причин), либо неверны реконструкции (то ли температура в действительности была другой, то ли с температурой всё в порядке, но напутали с временем), либо, наконец, ошибаются и те и другие. Разобраться, кто прав, кто виноват, нелегко.
В данном случае опирались на реконструкции, в основе которых лежит анализ растений из осадочных кернов. Если комфортный диапазон того или иного вида известен, можно рассчитать среднюю температуру и тем самым представить себе, какой была экосистема в данном месте в данный период.
Хотя среднемировые значения моделей не промахнулись мимо плиоцена, они недооценили (в разной степени) потепление в окрестностях Арктики. Например, с реконструкциями температуры в Сибири они разминулись на целых 10 °C и больше. По-видимому, в плиоцене арктическая амплификация (различные виды обратной связи, из-за которых полюса, и особенно Арктика, нагреваются намного сильнее тропиков) была сильнее, чем показали модели.
Рост концентрации CO2 до плиоценового максимума и возня с фазами орбитального цикла, от которых зависит, какое количество солнечного излучения достигает Земли, дали больше похожие на правду результаты для температуры в Арктике, но ухудшили ситуацию в остальных регионах.
Исследователи сетуют на неопределённость климатических реконструкций, из-за которой сложно выявить причину несовпадений между этими последними и моделями. Реконструкции, которые представляют стоящие рядом временные точки, дают обманчивую картину тенденций мировой температуры, смешивая данные тёплых и холодных периодов. Авторы заключают: «В будущем, сравнивая наличные данные о плиоцене с показаниями моделей, следует опираться на временные отрезки, очерченные орбитальным циклом».
В общем, на этот раз учёные не смогли понять, куда движется наш климат, ограничившись техническими указаниями, которые понятны и полезны только разработчикам моделей. Тем не менее получен ещё один намёк на то, как Арктика реагирует на потепление, и это важно, ибо она оказывает огромное влияние на климат всей планеты. Модели, которые ближе всех подошли к реконструкциям арктического климата в плиоцене, обладали наибольшими показателями чувствительности климатической системы к парниковому эффекту. Эта чувствительность остаётся одной из самых спорных тем климатической науки, и то, что она ближе к максимальным значениям вероятного диапазона, — очень тревожный сигнал. Иначе говоря, температура воздуха в ответ на рост уровня углекислого газа увеличивается катастрофически.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Climate Change.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
24 сентября на западе Пакистана произошло землетрясение магнитудой 7,7. Погибло более 260 человек, сотни тысяч остались без крова. Одновременно у берегов страны со дна моря поднялся остров, который сразу же стал объектом всеобщего любопытства.
Ищут рыбу. (Фото Gwadar Government / AP.) Учёные, однако, считают, что новая суша просуществует недолго. «Быть может, пару месяцев, — полагает геофизик Билл Барнхарт из Геологической службы США. — Это просто большая куча грязи, которая поднялась вместе с морским дном».
Подобные острова порой создаются так называемыми грязевыми вулканами, возникающими тут и там по всему свету. По-видимому, этот случай не исключение.
Информационные агентства сообщают, что пакистанский остров внезапно появился близ порта Гвадар после землетрясения. В высоту он 18–21 м, в ширину — 91 м, в длину — 37 м, если верить Франс Пресс. Одни говорят, что он в двух шагах от берега, другие — в двух километрах. До эпицентра землетрясения — 400 км.
Хотя на фотографиях видны камни, г-н Барнхарт настаивает, что в основном остров сложен илом с морского дна. На нём нашли мёртвого осьминога и множество рыбы. Похожее грязевое сооружение возникло у берегов Пакистана после землетрясения в 2011 году. Оно просуществовало один или два месяца, а потом его просто смыло.
Грязевые вулканы далеко не всегда порождают сушу. Г-н Барнхарт вспоминает калифорнийское землетрясение 2010 года, после которого со дна поднялись крупные пузыри углекислого газа, но, помимо активного бульканья, не было ничего интересного, никаких новых островов.
Нет сомнений, пакистанские учёные вскоре измерят остров и расскажут, как он сформировался. Пока можно только предполагать, что сейсмические волны, порождённые землетрясением, заставили некий жидкий материал под морским дном расшириться. Кора треснула, и грязь поднялась на поверхность.
Процесс аналогичен сжижению: сейсмические волны превращают обычно твёрдые слои в текучую жидкость, зачастую с катастрофическими результатами для зданий и людей на поверхности Земли. Г-н Барнхарт скептически относится к сообщениям СМИ о том, что той самой жидкостью были гидраты метана. Свободный метан, углекислый газ, вода — что угодно, но гидраты метана залегают гораздо глубже, подчёркивает специалист.
Эпицентр землетрясения располагался слишком далеко от береговой линии, чтобы вызвать широкомасштабные изменения, да и само землетрясение было не того типа, чтобы привести к крупному поднятию. В 1960 году землетрясение в Чили магнитудой 9,5 вознесло целые деревни на несколько метров ввысь, но то было землетрясение с вертикальным смещением по краям литосферных плит, а в Пакистане пласты сместились только горизонтально.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
С первого взгляда, конечно, не поймёшь, но на самом деле у нас, людей, есть фамильное сходство с Entelognathus primordialis. Рыба, жившая 419 млн лет на территории нынешнего Китая, — самое раннее из известных животных с современной челюстью.
Передняя-правая часть образца. Видны защитные пластины, верхняя и нижняя челюсти. (Изображение авторов работы.)Это новейшее дополнение к классу панцирных рыб, существовавшему 430–360 млн лет назад. Подобно большинству позвоночных одни из них обладали костистым черепом и челюстями, а другие — простой клювообразной челюстью из костяных пластин. Палеонтологи убеждены, что челюсти этих рыб не имеют никакого отношения к нашим.
Считается, что лицевая анатомия плакодерм оказалась потерянной для эволюционной истории, что последний общий предок современных челюстных позвоночных не обладал ясно выраженными челюстными костями и был похож скорее на акулу, со скелетом в основном из хрящей и самое большее — покрытием из маленьких костяных пластин. Общепринятая теория утверждает, что костные рыбы возникли позже и независимо приобрели крупные лицевые кости, а также «современную» челюсть. Случилось так, что именно эти рыбы стали господствовать в морях и в конце концов дали начало сухопутным позвоночным.
Только что описанная бронированная рыба жила 419 млн лет назад, но уже обладала костной челюстью, как у современных рыб и большинства остальных позвоночных. (Реконструкция Brian Choo.)Однако новое исследование переворачивает теорию с ног на голову. Палеонтолог Минь Чжу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук и его коллеги описали Entelognathus primordialis по образцу, который сохранился намного лучше, чем большинство других панцирных рыб. И этот экземпляр обладает челюстью, которая напоминает челюсть костных рыб, хотя он старше самых ранних акул и костных рыб.
Принимая это во внимание, авторы пересматривают родословную челюстных позвоночных. По их мнению, вполне возможно, что современное костистое лицо возникло ещё у предков Entelognathus primordialis. Иными словами, люди больше похожи на последнего общего предка современных челюстных позвоночных, чем считалось. И акулы не такие уж примитивные существа, как привыкли думать палеонтологи: вероятно, акулы расстались с костями ради адаптации.
Однако перегруппировка генеалогии ещё не завершена, предупреждают авторы в сопутствующем комментарии. Остаётся шанс на то, что Entelognathus primordialis приобрела свою челюсть независимо от костных рыб, то есть ни от кого её не унаследовала. Возможно также, что обнаруженное сходство — всего лишь иллюзия.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
27-09-2012 Просмотров:10209 Новости Зоологии 
Антоненко Андрей
Несмотря на отработанные веками схемы социального паразитизма, муравьям-рабовладельцам часто приходится иметь дело с непокорностью муравьёв-рабов, которые перестают заботиться о господском потомстве, а то и вовсе убивают личинок своих хозяев. Муравьи-рабы атакуют...
27-07-2011 Просмотров:10166 Новости Генетики Антоненко Андрей
Сравнение геномов митохондрий эукариот и морских бактерий SAR11 привело учёных к выводу, что SAR11 и митохондрии произошли от одного общего предка. Место митохондрий в родословной альфапротеобактерий (схема авторов)Миллиарды лет назад случилось...
30-08-2016 Просмотров:6757 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Нейрофизиологи обнаружили, что собаки хорошо понимают значение некоторых слов и различают интонации, с которыми они были сказаны, используя те же половины мозга для обработки речи, что и человек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science. "Когда наш...
22-11-2011 Просмотров:10817 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Динозавры, водившиеся в северном полярном регионе, едва сводили концы с концами и очень редко доживали до 20-летнего возраста. Троодон (изображение Bill Parsons)Патрик Дракенмиллер и Грегори Эриксон из музея Университета Аляски (США)...
01-03-2013 Просмотров:11781 Новости Цитологии Антоненко Андрей
Многие клетки в нашем организме способны двигаться сами: в первую очередь это касается иммунных клеток и тех, что залечивают раны. При этом им приходится буквально протискиваться между волокнами тканей. Перемещаясь...
Японские ученые провели исследование поведения летучих мышей и выяснили, каким образом им удается избегать столкновения друг с другом во время полетов в стае в условиях полной темноты внутри пещеры. Об…
Инженерам давно известно, что лучше всего собирать систему из модулей. Если один из компонентов перестанет работать, достаточно его заменить, будь то видеокарта компьютера, генератор автомобиля или камера космического телескопа. Напротив, если…
Скелет крупного мамонта обнаружили палеонтологи к югу от мексиканской столицы. Его раскопки стали одним из первых случаев, когда латиноамериканские ученые применили георадар – устройство, позволяющее подробно рассмотреть находящийся в земле…
Американский ученый обнаружил блоху в куске янтаря возрастом около 20 миллионов лет. На ее ротовых частях удалось разглядеть бактерий, внешне напоминающих чумную палочку. Об этом говорится в статье Джорджа Пойнара из…
Ученые обнаружили у цианобактерий составной элемент пептидной нуклеиновой кислоты (ПНК), которая могла служить для передачи наследственной информации еще до появления РНК. Это открытие позволяет лучше понять, как возникла жизнь на…
Палеоантропологи отыскали надёжное свидетельство того, что стопы Australopithecus afarensis (австралопитека афарского) были приспособлены для ходьбы по земле. Та самая кость (иллюстрация из журнала Science) Australopithecus afarensis жил в восточной Африке 3,8–3 млн…
В отличие от нас с вами, глаз северного оленя пропускает свет в ультрафиолетовом диапазоне. И это не грозит ему повреждением сетчатки. Биологи еще не поняли, почему, но уже поняли —…
Палеонтологи нашли доказательство, что уже на заре эволюции трилобиты активно охотились на червей. Своими многочисленными ножками они обхватывали тела жертв, не давая им вырваться. ТрилобитыК такому выводу пришли американские специалисты из…
Гены в мозгу пчел видоизменяются, когда те меняют профессию. источник: flickr.com/photos/8510057@N02/Биологи из Университета Джона Хопкинса (США) выяснили, что перемена профессии у рабочих пчел сопровождается обратимыми изменениями ДНК. Результаты исследования опубликованы в…
Вверх