Учёные давно мечтают разглядеть следы первых людей современного анатомического типа, отважившихся покинуть Африку. И это не случайно, ведь тот исход сыграл очень важную роль в человеческой эволюции.
Трио, похороненное в одной могиле стоянки Дольни-Вестонице в Южной Моравии, и два скелета из Оберкасселя (изображения S. Svoboda / J. Vogel / LVR-Landes Museum).По новым генетическим данным, которые в очередной раз заставляют переписывать учебники, легендарное путешествие началось менее 95 тыс. лет назад. Возможно даже, что это произошло совсем недавно — 62 тыс. лет назад.
Этот тот редкий случай, когда генетический анализ совпадает с данными археологии, то есть с датировками соответствующих окаменелостей и орудий труда. Тем самым новое исследование противоречит предыдущим генетическим изысканиям.
Подобные штудии связаны с определением скорости мутаций в геноме сегодняшних людей путём подсчёта числа новых мутаций, возникающих в ядерной ДНК новорождённого ребенка по сравнению с его родителями. Число мутаций на поколение необходимо для тонкой настройки молекулярного хронометра, без которого не получится надёжно датировать ключевые события в эволюции человечества. Предыдущие попытки настроить эти часы приводили, как правило, к тому, что важные даты (например, предков человека и шимпанзе) отбрасывались назад во времени. Одна группа учёных даже пришла к , что миграция из Африки состоялась самое позднее 80 тыс., а самое раннее — 90–130 тыс. лет назад.
Не все эволюционные генетики готовы согласиться с подобными результатами. Например, из Тюбингенского университета (ФРГ) не уверен, что скорость мутаций, откалиброванная по современным, живым людям, была такой же и десятки тысяч лет назад. Поэтому он и его коллеги решили проанализировать митохондриальные ДНК, наследуемые по материнской линии, из останков людей, живших на протяжении последних 40 тыс. лет, причём из таких окаменелостей, для которых есть надёжная радиоуглеродная дата. Например, если это мтДНК человека, жившего 40 тыс. лет назад, то в ней будут отсутствовать мутации, приобретённые человечеством в течение последующих 40 тысячелетий эволюции.
Учёные проанализировал 10 надёжно датируемых ископаемых, в том числе останки средневекового человека, который жил во Франции 700 лет назад, «ледяную мумию» , скончавшегося в Альпах 4 550 лет назад, а также два скелета из Оберкасселя в Германии (им по 14 тыс. лет), три — со стоянки в Чехии (31 тыс. лет) и , обитавшего 40 тыс. лет назад в Китае. Рассчитанная по древним мтДНК скорость мутаций указала на более позднее начало африканского исхода по сравнению с предыдущими исследованиями, что очень похоже на археологическую оценку.
Но конкуренты напоминают, что мтДНК обладает собственной генетической линией, по которой нельзя судить об эволюции всего генома: у неё более высокий процент генов проходит селекцию, чем в ядерной ДНК. Г-н Краузе с этим согласен, а потому в будущем придётся выявить различия в скорости мутаций между этими частями генома.
Возможно, проблема ещё и в том, что генетики недооценивают количество ядерных мутаций у живых людей. Когда дело доходит до точного выделения пятидесяти мутаций среди 3,2 млрд оснований генома новорождённого, нынешние методы определения последовательностей работают на пределе своих возможностей, пытаясь отличить истинные мутации от ошибочных.
Г-н Краузе подчёркивает также, что точная хронология чрезвычайно важна в изучении эволюции человека. Например, знание о том, когда современные люди вышли из Африки и распространились по Европе и Азии, позволило г-ну Краузе и его коллегам утверждать, что до и после оледенения в Европе жили представители одного и того же человеческого штамма, а это говорит об исключительной способности наших предков к адаптации.
Результаты исследования опубликованы в журнале .
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Массовое вымирание, которое уничтожило многие виды в конце триасового периода около 200 млн лет назад, проложило дорогу для господства на Земле динозавров в течение следующих 135 млн лет. Только что исследователи установили сроки возможного начала с беспрецедентной точностью.
Траппы близ Клифтона (штат Нью-Джерси) на востоке США (фото Paul Olsen / Lamont-Doherty Earth Observatory).Учёные давно подозревали связь между триасовым вымиранием (одним из пяти крупнейших массовых вымираний за последние 542 млн лет) и широкой вулканической активностью, относящейся примерно к тому же времени. Огромное количество лавы покрыло площадь чуть меньше Австралии, и остатки её можно найти на четырёх континентах.
Радиоактивные методы датирования, использованные в предыдущих исследованиях, не были точными и не позволили установить, когда именно происходили эти извержения, поясняет геохронолог из Института Карнеги (США). По некоторым оценкам, вымирание и вовсе состоялось до начала извержений, то есть вулканизм сыграл лишь вспомогательную роль.
Но с помощью более точного метода, оценивающего распад урана на свинец в кристаллах циркона из древних лав, г-н Блэкберн и его коллеги установили, что вулканическая деятельность протекала в четыре этапа. Изучив лавы из семи месторождений в восточной части Северной Америки и одного — в Марокко, учёные пришли к выводу, что первый и крупнейший эпизод вулканической активности начался одновременно с массовым вымиранием.
Обычно в лаве цирконов нет, подчёркивает г-н Блэкберн. Но при остывании очень толстых слоёв магмы цирконий, уран и редкоземельные элементы концентрируются в ещё расплавленных слоях застывшей лавы, представляя собой исходный материал для кристаллизации циркона.
Первая фаза извержений началась, как сообщают учёные, там, где сейчас Марокко, около 201,56 млн лет назад. Ископаемая пыльца и другие спороподобные образования появляются в осадочных слоях чуть ниже траппов: признак того, что экосистемы в этой области прекрасно себя чувствовали до всплеска вулканизма.
Примерно за 12 тыс. лет волна извержений достигла территорий, которые сейчас расположены вдоль восточного побережья США. В течение первых 30 тыс. лет этого этапа вулканизма (возможно, за гораздо более короткий интервал) выплеснулось более 1 млн км³ магмы: этого хватило бы на то, говорит г-н Блэкберн, чтобы покрыть континентальную часть США слоем толщиной более 100 м.
По новой оценке, последующие мелкие эпизоды вулканизма случались примерно через 60, 270 и 620 тыс. лет после начала первого этапа.
Однако остаётся неясным, что же в конечном счёте стало причиной вымирания, отмечает геохронолог из Калифорнийского университета в Беркли (США). Это могло быть резкое изменение климата в связи с краткосрочным похолоданием, вызванным вулканическими аэрозолями, и долгосрочным потеплением в результате выбросов углекислого газа. Кроме того, вымиранию могли способствовать подкисление океанов и ещё дюжина экологических неурядиц, предложенных другими гипотезами.
Результаты исследования опубликованы в журнале .
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Бактерия Photorhabdus luminescens служит оружием нападения для некоторых круглых червей, питающихся насекомыми: когда нематода собирается напасть на жертву, она в первую очередь заражает её бактериями Photorhabdus luminescens. Бактерия же травит жертву коктейлем из токсинов. Исследователи из (Германия) обнаружили у Photorhabdus luminescens любопытный механизм, с помощью которого токсин попадает в клетки жертвы.
Схема строения молекулярного шприца, сидящего на мембране (здесь и ниже рисунки авторов работы).Яд бактерий на молекулярном уровне состоит из трёх частей: TcA, TcB и TcC. Этот комплекс садится на мембрану клетки, которую предстоит отравить, и проникает внутрь в виде маленького мембранного пузырька. ТсС после этого попадает из пузырька в цитоплазму и разрушает цитоскелет. Было, однако, непонятно, как ТсС проникает из мембранного пузырька, в котором токсин изолирован от клетки, в саму клетку.
Схема действия молекулярного шприца; оранжевым обозначен токсин ТсС.Учёным под руководством Стефана Раунсера удалось расшифровать механизм работы трёхчастного токсина. Исследователи изучили отдельные комплексы токсина с помощью криоэлектронного микроскопа. Оказалось, что ТсА представлен пятью субъединицами и образует что-то вроде колокола. Внутри колокола формируется канал с узкой и широкой частями (всю конструкцию исследователи сравнивают с рожком ). Между узкой и широкой частью канала есть затычка, которая отходит при изменениях рН внутри пузырька с токсином. То есть токсин встроен в мембрану, но его ядовитая часть, ТсС, до поры бездействует. Но вот затычка освобождает канал, и колокол узким концом входит глубже в мембрану (то есть корректнее было бы сравнить это не с вувузелой, а со шприцем).
Одновременно токсичный компонент втягивается в канал, где особым образом модифицируется и меняет неактивную пространственную структуру на активную. После превращения в канале ТсС впрыскивается в цитоплазму клетки, где и начинает отравляющую работу.
Такие токсины (они же АВС-токсины) довольно распространены среди бактерий и есть не только у Photorhabdus luminescens, которые живут в симбиозе с энтомопатогенными нематодами. Так что, возможно, эти данные помогут обезвредить патогенные бактериальные виды, опасные для человека. Стоит добавить, что у некоторых бактерий (например, у возбудителя дизентерии) вдобавок к АВС-системе появилась ещё одна «шприцеобразная» методика для доставки токсина. Однако в этом случае сам шприц остаётся связан с бактериальной клеткой, то есть бактерии нужно столкнуться с клеткой-жертвой. У Photorhabdus luminescens шприц с токсином, напротив, отправляется в свободное плавание, и бактерия травит клетки, даже не приближаясь к ним.
Результаты исследования опубликованы в журнале .
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Клетка поддерживает форму и передвигается благодаря белку : полимеризуясь, он образует нити — актиновые микрофиламенты, главнейшие элементы цитоскелета. Эти филаменты служат клетке опорой, придают ей упругость и т. д.
Опухолевые клетки с актиновыми цитоскелетными нитями (красные) (фото Tomasz Szul).Роль актина трудно переоценить: от него зависит тьма самых разных вещей, от внутриклеточного транспорта до межклеточного общения, и потому этот белок всегда пользовался повышенным вниманием со стороны учёных. В частности, один из самых интригующих вопросов связан с его полимеризацей-деполимеризацией, то есть с образованием и разрушением белковых скелетных нитей. Естественно, эти процессы ввиду своей важности чрезвычайно тонко и чрезвычайно сложно регулируются. Исследователи из (США) обнаружили ещё одно воздействие, которое регулирует состояние актина в клетке, — обычную силу натяжения.
Клетка постоянно испытывает какие-то внешние влияния: её давят, тянут, мнут и т. д. Можно вспомнить о кровяных сосудах, где клетки подвержены воздействию гидродинамических сил, или о нагрузке на кости и мышцы при любом движении. Эти силы действуют в разных направлениях, причём их (сил и направлений) может быть сразу несколько. Чтобы к ним приспособиться, клетка должна противопоставить им цитоскелет, то есть обязана постоянно его перестраивать в зависимости от того, где появилась очередная сила.
Исследователи попробовали проверить, будут ли силы натяжения сами по себе укреплять взаимодействие между молекулами актина — то есть будет ли так, что чем больше разрывное воздействие на актиновую нить, тем сильнее мономеры последней друг за друга держатся. Для этого Ларри Макинтайр и его коллеги использовали , модифицировав его следующим образом: на кончик зонда микроскопа, который применяется для сканирования микроповерхностей, перенесли отдельные молекулы актина, а саму поверхность под зондом покрывали либо теми же мономерами актина, либо актиновыми нитями. Когда зонд опускался на поверхность, между молекулами актина возникало полимеризующее взаимодействие, и, попытавшись поднять зонд, можно было измерить его силу в зависимости от натяжения актиновой нити. Кроме того, в отдельном опыте симулировалось взаимодействие между разными аминокислотами актина, которые отвечают за те или иные виды связей между молекулами актина.
И вот что выяснилось. Дополнительная сила натяжения, приложенная к актиновой нити, заставляла мономеры белка сильнее связываться друг с другом, сообщают учёные в журнале . К этому взаимодействию подключались новые аминокислоты, и белковая нить упрочнялась. То есть чем сильнее пытались её разорвать, тем больше связей внутри неё образовывалось.
Такой способ управления цитоскелетом гораздо быстрее и удобнее: например, если на какую-то часть клетки усилилось давление, не нужно ждать, когда некий рецептор на мембране даст сигнал молекулярным посредникам в цитоплазме, те передадут его дальше, и в итоге какой-нибудь фермент придёт и укрепит связь между блоками актина в нужном месте цитоскелета. Вместо этого сам цитоскелет понимает, где и когда следует нарастить свою прочность, и сам же эту работу выполняет.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
17-11-2016 Просмотров:6441 Новости Палеонтологии 
Антоненко Андрей
Ученые под руководством Рэйчел Вуд (Rachel Wood) из Эдинбургского университета нашли подтверждения гипотезе о появлении скелетов у животных в ходе эволюции, связывающей это изменение с ростом содержания кислорода в атмосфере...
24-10-2010 Просмотров:11220 Новости Зоологии Антоненко Андрей
В самой длинной в мире и одной из самых глубоких океанических впадин кипит, как выяснилось, неожиданно насыщенная жизнь. На глубинах в семь-восемь километров, где учёные ожидают встретить разве что рачков,...
15-04-2015 Просмотров:8284 Новости Астрономии Антоненко Андрей
Планетологи выяснили, что в ночные часы на Красной планете становится влажно - по верхнему слою марсианского грунта начинает циркулировать жидкая вода. Об этом говорится в статье специалистов из космического агентства NASA,...
21-12-2012 Просмотров:11250 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Птицы учатся пению с голоса: птенец прислушивается к старшим и пытается повторить их рулады. Точно так же, к слову, поступают и дети: слушая речь взрослых, они воспроизводят те же звуки....
21-07-2015 Просмотров:7618 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Первые молекулы белков и примитивные живые организмы могли появиться не в водах первичного океана Земли, а в пересыхающих лужах на суше, где были все условия для их формирования, заявляют биологи в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie. Горячий источник...
В 2006 году Линн Исбелл (Lynne Isbell) из Калифорнийского университета в Дэвисе (США) опубликовала книгу под названием «Snake Detection Theory», в которой выдвинула довольно оригинальную гипотезу о том, что многие…
Причудливый травоядный динозавр-"франкенштейн" из Чили, одновременно похожий на тираннозавров и велоцирапторов, оказался "потерянным звеном эволюции", связывающим хищных динозавров и их двуногих жертв, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Biology Letters. Чилизавр "Чилизавр является одним из самых необычных…
Вид (лат. species) — таксономическая, систематическая единица, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах…
Динозавры подобно людям страдали от зубной боли. В некоторых случаях они даже могли потерять зуб, как это произошло с триасовым Sinosaurus. Челюсти его окаменевшего черепа несут несомненные следы воспалительного процесса…
Ученые поймали в индонезийских лесах рекордное количество новых видов жуков-долгоносиков. Многим из них грозит вымирание в ближайшие десятилетия. Энтомологи описали за раз почти сто новых видов жуковСтатья с описанием новых видов…
Как и многие другие животные, мыши используют запах, чтобы пометить территорию, обозначить свой статус, привлечь полового партнёра. Давно замечено, что особой информативностью и привлекательностью для них служит их же моча:…
Группа датских и американских биологов экспериментально подтвердила наличие слуха у кальмаров-лолиго Loligo pealeii. Loligo pealeii (фото Benthichi) Многие животные, обитающие под водой, совершенно точно сохраняют чувство слуха, но в случае головоногих…
Ученым впервые удалось увидеть, как глубоководный кальмар «рыбачит» при помощи своего длинного щупальца. Его вершина движется совершенно независимо от владельца и приманивает добычу. Кальмар Grimalditeuthis bonplandiОписание наблюдений, сделанных американскими специалистами из…
Ученые нашли причину, объясняющую, почему голландцы по своему росту стоят на одном из первых мест в мире. Оказалось, что всё дело в половом отборе – высокие голландцы имеют больше шансов…
Вверх