Рубрика: БИОЛОГИЯ

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…)

БИОЛОГИЯ

Учёные, наконец, взломали абсурдно сложный геном пшеницы

Опубликовано автором

Их попытки серьёзно упростят селекцию новых вариантов наиболее важной зерновой культуры мира

Учёные расшифровали геном риса в 2002-м. Они закончили работать с геномом сои в 2008. Они разметили геном кукурузы в 2009-м. Но только сейчас закончилась долгожданная расшифровка генома пшеницы. Эта задержка не соответствует важности пшеницы – ведь это, наверное, одна из самых критически важных культур мира. Поля пшеницы занимают больше площади, чем поля любой другой культуры. Она обеспечивает пятую часть поглощаемых человечеством калорий. Но ещё её геном – один из самых сложных, известных науке.

Для начала, геном пшеницы нереально огромен. Геном резуховидки Таля – первого растения, чей геном был расшифрован – содержит 135 млн пар нуклеотидов, человеческий геном – 3 миллиарда, а пшеница – 16 миллиардов. Только одна хромосома пшеницы, 3B, больше чем весь геном сои.
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Забудьте всё, что вы знали о нормальной температуре тела

Опубликовано автором

Вы проснулись в 6 утра с чувством ломоты и озноба. Не будучи уверенным, больны ли вы, или просто недоспали, вы берёте градусник. Он пищит, показывая 37,2 ºC, вы вздыхаете, вываливаетесь из кровати и начинаете готовиться к работе. Потому что это же не высокая температура, не так ли?

Нет, это жар. Забудьте всё, что вы знали о нормальной температуре тела и жаре, начиная с числа 37. Это устаревшее число, основанное на неправильно выполненном исследовании от 1868 года (да, это было 150 лет назад). Связанные с жаром факты куда как более сложны.

Во-первых, не существует единого числа для нормальной температуры. У женщин она немного выше, чем у мужчин. У детей она выше, чем у взрослых. А по утрам она ниже.

“Температура в 37,2 в шесть утра – это ненормально, а в четыре часа дня она может быть абсолютно нормальной”, – говорит Джонатан Хаусман, ревматолог из Бостонского детского госпиталя и Медицинского центра диаконисы Бет Израиль в Бостоне, набравший при помощи iPhone данные по 11 458 пациентов в краудсорсинговом исследовании под названием Feverprints [отпечатки температуры].
(далее…)

БИОЛОГИЯ

Две компании объединили усилия, чтобы отправить 3D-биопринтер на МКС

Опубликовано автором

Биоэкструдер ZeroG, созданный компанией Allevi, может помочь астронавтам лучше разобраться в поведении биоматериалов в космосе

Когда наша реальность догонит мечты фантастов, наличие биопринтера в космосе будет оправданным по многим причинам. К примеру, космонавт во время долгого путешествия к Марсу может получить ожог, работая с химикатами, и он будет очень благодарен возможности распечатать новый кусочек кожи. Или в ещё более далёком будущем колонист на Марсе может столкнуться с отказом печени, но его смогут спасти доктора, распечатав орган для пересадки.

Пока что эти сценарии далеки от реальных возможностей, причём как в плане космических полётов, так и по состоянию 3D-биопечати – этой быстро развивающейся технологии, в которой специализированные 3D-принтеры выдавливают биоматериалы и клетки для послойного создания участков тканей.
(далее…)