Рубрика: БИОЛОГИЯ

БИОЛОГИЯ

На ферме, где из растений добывают металл

Опубликовано автором

Растения-гипераккумуляторы процветают на почве с высоким содержанием металла, убивающей остальные виды – и ботаники уже изучают потенциал фитомайнинга


Богатый никелем сок дерева из Малайзии

Некоторые из земных растений полюбили металл. Их корни работают практически как магниты, и эти организмы – а их известно около 700 – процветают на богатых металлом почвах, на которых сотни тысяч других видов растений погибают.

Если сделать надрез на одном из таких деревьев, или обработать листья подобного кустарника на прессе для масла, можно получить сок неонового зелёно-голубого цвета. Этот сок на четверть состоит из никеля – и это куда как более сильная концентрация металла, чем можно встретить в руде, которую отправляют на никелевые плавильни по всему миру.

Растения не просто собирают минералы из почвы, включая их в свои тела – они накапливают их до “невообразимых” объёмов, сказал Алан Бейкер, профессор ботаники из Мельбурнского университета, исследовавший взаимоотношения растений с почвой с 1970-х годов. Эти растения может быть наиболее эффективной в мире плавильной печью для минералов с питанием от солнечной энергии. Что, если можно было бы частично заменить традиционную добычу минералов, дорогую по затратам энергии и вреду окружающей среде, на добычу никельсодержащих растений?

Бейкер вместе с международной командой коллег решили убедить в мир в том, что эта идея – не просто некий забавный мысленный эксперимент. И команда доказала это на небольшом масштабе, на клочке земли, взятом в аренду у деревни на малазийской стороне острова Борнео. Каждые 6-12 месяцев фермеры срезают порядка 30 см с этих растений-гипераккумуляторов, и выжигает или выжимает из них металл. После краткой процедуры очистки фермеры получают порядка 250 кг цитрата никеля, что может стоить на международных рынках несколько тысяч долларов.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Почему у США не получилось произвести аппараты ИВЛ

Опубликовано автором

Во времена распространения коронавируса коллапс производственного проекта объясняет острую недостачу аппаратов для искусственной вентиляции лёгких (ИВЛ) в Америке


Стратегический резерв США. У правительства есть в запасе несколько тысяч аппаратов ИВЛ, однако их совершенно недостаточно для того, чтобы справиться с коронавирусной пандемией.

Тринадцать лет назад группа чиновников минздрава США придумала, как справиться с одной из критических, по их мнению, уязвимостей системы здравоохранения: недостаточным количеством аппаратов ИВЛ.

Машины, помогающие человеку дышать, были громоздкими, дорогими, и их было слишком мало. Планировалось собрать большой парк недорогих портативных устройств, которые можно было бы развёртывать во время эпидемий гриппа или других кризисов.

Были выделены деньги. Подписан федеральный контракт. Работа началась.

А потом внезапно всё пошло не так. Производитель медицинских устройств с капитализацией в несколько миллиардов купил небольшую калифорнийскую компанию, которую наняли для разработки новых машин. В итоге по проекту так и не было произведено ни одного аппарата ИВЛ.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Революция, переписавшая историю возникновения жизни

Опубликовано автором

Книжки по биологии придётся подредактировать

С давних пор, ещё до того, как молекулярная филогенетика начала всё усложнять, биологи спорят по поводу того, как правильно определять виды живых существ. Эта концепция появилась ещё во времена Карла Линнея, если не раньше. В XVIII веке он определял вид в своей системе бинарной номенклатуры, как одну из записей (хотя вид – это собрание многих существ), у которого имеется постоянство и сущность.

В XIX веке Чарльз Дарвин при помощи Альфреда Уоллеса и других отказался от подобного идеализма, убедив людей, что виды меняются, виды возникают и исчезают, виды состоят из отдельных особей, отличающихся друг от друга, имеющих просто некое сходство, но никакой жёсткой сущности.

В XX веке уточнённое определение видов дал Эрнст Майр, один из нео-дарвинистов. Знаменитое определение Майра 1942 года гласит: “Вид представляет собой группу фактически или потенциально скрещивающихся естественных популяций, которая физиологически изолирована от других подобных групп”. Благодаря таким революционерам, как микробиолог Карл Ричард Вёзе, определивший “третий домен” биологических форм жизни, архей, мы теперь знаем достаточно, чтобы обнаружить в этом определении две проблемы.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Как природа противоречит математике, сохраняя стабильность экосистем

Опубликовано автором

Парадоксально, но большое количество примеров плотного взаимодействия живых существ обычно приводит к катастрофам экологических моделей. Новый анализ намекает на то, как природа будто бы опровергает математику.

За прекрасным внешним видом джунглей, саванны или безмятежного озера скрывается мир соперничества и партнёрских отношений. Виды соревнуются за пространство, поглощают друг друга в борьбе за ресурсы, пользуются преимуществами талантов друг друга и заключают сделки за питательные вещества. Однако есть в этой картине что-то странное. Когда экологи пытаются моделировать экосистемы при помощи математики, они обычно обнаруживают, что чем больше взаимодействия между видами, тем менее стабильной получается система. Чтобы простая модель экосистемы была стабильной, все взаимодействия между её видами должны находиться в идеальной гармонии. Поддержка этого акта балансировки сильно усложняется с ростом количества взаимодействующих видов и силы их взаимодействий: любое возмущение или дисбаланс одной взаимодействующей пары начинает распространяться и сеять хаос по всей сети.

А если добавить сюда мутуализм, по которому выживание двух видов напрямую зависит друг от друга, то всё разваливается ещё быстрее. Пары взаимозависимых организмов иногда так хорошо чувствуют себя в математических симуляциях – экспоненциально развиваясь в крайних случаях, которые Роберт Мэй, пионер теоретической биологии как-то назвал “оргией взаимной выгоды” – что все остальные вымирают.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Джеймс Уотсон: самые спорные заявления, сделанные отцом ДНК

Опубликовано автором

Лауреат Нобелевской премии является, по мнению многих, великим учёным, но его репутацию запятнали замечания, сделанные им по поводу рас, женщин и гомосексуалистов


Джеймс Уотсон с оригинальной моделью ДНК на пресс-конференции в Лондонском музее науки в 2005 году

Джеймс Уотсон, вне всякого сомнения, один из величайших учёных из ныне живущих. В молодом возрасте он получил Нобелевскую премию за раскрытие структуры ДНК, закрученной в двойную спираль, а потом продолжал оставаться на переднем крае последовавшей за этим революции в молекулярной биологии. Он руководил крупными исследовательскими институтами, научным проектом “Геном человека“, впервые успешно разметившим человеческую ДНК.

К сожалению, в последние годы на его достижения упала тень спорных замечаний, сделанных им публично и в интервью, которые были расценены некоторыми людьми, как расистские, сексистские и гомофобные.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Когда животные выходят в ночную смену

Опубликовано автором

Они предпочитают есть в темноте, чем рисковать встречей с одним из нас

Несколько лет назад Кэйтлин Гэйнор и её коллеги заметили интересную закономерность. Началась она с данных, полученных из Танзании, где камеры с датчиками движения обнаружили тенденцию: антилопы, когда-то перемещавшиеся преимущественно в дневное время, теперь предпочитали бродить по ночам. Обсуждая это изменение, Гэйнор, кандидат в доктора в Калифорнийском университете в Беркли, и её коллеги-исследователи, поняли, что похожий сдвиг к ночному образу жизни произошёл и у многих других млекопитающих. В Мозамбике слоны начали ходить по дорогам по ночам, когда те были относительно свободны от людей, а днём оставаться в лесу. В Непале тигры чаще передвигались при свете луны, пока люди спят. В Польше кабаны, живущие в заповеднике, равномерно делили свои дни на перемещение и сон, а кабаны в городских условиях почти всегда бодрствовали по ночам. Как только “мы обратили внимание” на этот ночной феномен, сказала мне Гэйнор, “мы начали видеть его практически повсеместно”. И это не преувеличение: в работе, опубликованной в июне, Гэйнор и её соавторы предлагают свидетельства ночного сдвига у десятков видов, регулярно встречающихся с людьми, на всех континентах, за исключением Антарктики. Гэйнор подозревает, что эти поведенческие изменения несут в себе и быстрые эволюционные изменения.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Смогли бы мы лучше понять жизнь, создав её в лаборатории?

Опубликовано автором


Представление художника о молекуле рибонуклеиновой кислоты (РНК)

Что есть жизнь? Большую часть XX века этот вопрос не особенно занимал биологов. Жизнь – понятие для поэтов, а не учёных, утверждал специалист по синтетической биологии Эндрю Эллингтон в 2008-м, начавший свою карьеру с изучения вопроса происхождения жизни. Несмотря на это замечание, связанные между собой области исследования происхождения жизни и астробиологии снова начали проявлять интерес к поискам смысла жизни. Чтобы узнать, какие формы жизнь могла принять 4 млрд лет назад, или какой вид она может иметь на других планетах, исследователям необходимо понять, почему нечто становится живым.

Жизнь, однако, представляет собой движущуюся мишень, как давно стало ясно философам. Аристотель отделял концепцию жизни от “живущих” – набора существующих в нашем мире организмов, таких, как собака соседа, мой кузен или бактерия, размножающаяся в вашей раковине. Чтобы познать жизнь, нам надо изучать живущих; однако живущие постоянно меняются во времени и пространстве. Чтобы дать определение жизни, необходимо рассматривать известную нам жизнь и неизвестную. Как говорит исследователь происхождения жизни Пьер Луиджи Луизи из Университета Рома Тре, существует жизнь такая, какая есть, жизнь такая, какой она могла бы быть, и жизнь такая, какой она когда-то была. Эти категории указывают на дилемму, к которой обращались средневековые философы-мистики. Они заметили, что жизнь всегда представляет собой нечто большее, чем живущие, что парадоксально делает её недоступной для живых. Из-за этого разрыва между жизнью реальной и потенциальной многие определения жизни концентрируются на её способности меняться и эволюционировать, не пытаясь определить конкретные характеристики.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Как животные перешли от отдельных клеток к 30 различным вариантам строения тела

Опубликовано автором

И между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм.

Так писал Чарльз Дарвин в своём труде “О происхождении видов“. Происхождение и эволюция животных – один из наиболее интересных вопросов современной биологии. Мы знаем, что всё чудесное разнообразие животных, существующих сегодня, возникло из их одноклеточных предков. И мы знаем, что этот переход, вероятно, был связан с окружающей средой планеты и взаимодействием с нею организмов, а также изменений в их генетическом материале (геноме).

Но мы не знаем, быстро ли после появления первых форм жизни появилось разнообразие животных форм, “бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм”, как писал Дарвин, или же оно возникло на поздних этапах эволюции. Команда специалистов по эволюционной биологии из Британии и США попыталась исследовать этот вопрос в самой прекрасной и чудесной работе, опубликованной в научном журнале PNAS.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Неожиданная роль сыра в эволюции человека

Опубликовано автором

Твёрдая белая масса, найденная в разбитом кувшине в гробнице Древнего Египта, оказалась старейшим образцом твёрдого сыра.

Он, вероятно, был сделан по большей части из овечьего или козьего молока, и был найден несколько лет назад археологами в древней гробнице Птамеса, египетского чиновника высокого ранга. Субстанцию распознали после проведения биомолекулярной идентификации белков.

Эта находка возрастом в 3200 лет очень интересна, потому что показывает, что древние египтяне разделяли нашу любовь к сыру – до такой степени, что он стал похоронным даром. Кроме того, она также укладывается в постепенно улучшающееся понимание археологов важности молочных продуктов для развития диеты человека в Европе.

Молочные продукты в диете

Порядка двух третей жителей планеты не переносит лактозу. Так что, хотя молочные продукты являются частью ежедневной диеты множества людей Европы, Северной Индии и Северной Америки, употребление молока во взрослом возрасте стало возможным только с Бронзового века, начавшегося более 4500 лет назад.
(далее…)

БИОЛОГИЯ ₽

Технология CRISPR замедлила развитие мускульной дистрофии у собак. На очереди – люди?

Опубликовано автором

Порядка десяти лет назад британские ветеринары обнаружили несчастливое семейство кинг-чарльз-спаниелей, у щенков мужского пола которых развивался загадочный набор болезней до того, как им исполнится год. Они вырастали неуклюжими и слабыми, и часто давились собственными языками. Виной всему была мутация в X-хромосоме, в гене, кодирующем амортизационный белок дистрофин. Когда исследователи из Королевского ветеринарного колледжа (RVC) поняли, что у щенков развилась собачья версия наиболее распространённого детского смертельного генетического заболевания – миодистрофии Дюшенна (МД) – они начали скрещивать больных спаниелей с биглями, чтобы положить начало колонии собак в надежде однажды отыскать лекарство.

Сегодня учёные сообщают, что остановили развитие заболевания у некоторых из потомков этих собак при помощи технологии редактирования генов CRISPR-Cas (Crispr).
(далее…)