Утренний кофе. Космическое излучение и органы-на-чипе

Бейтсовская мимикрия, когда безобидный вид маскируется под ядовитый или несъедобный, — классический пример адаптации. Но почему мимикрия, которая защищает от хищника, не эволюционировала до совершенства? Авторы статьи в Nature провели эксперименты с макетами ос, напечатанными на 3D-принтере, и пришли к выводу, что точность связана с восприятием хищника. Птицы обращали внимание на тонкие детали, отличающие ядовитое насекомое от безобидного, тогда как других хищников (в основном беспозвоночных, например, богомолов и пауков) обмануть намного проще. Это объясняет, почему неточная мимикрия сохранилась в ходе эволюции. Подробнее

Ванильный ароматизатор широко используется в пищевой промышленности, фармацевтике и косметике. Основной природный источник этой ароматической добавки — Vanilla planifolia — культивируемое растение, однако дикие виды представляют собой генетический резервуар, важный для культурной ванили. При этом ваниль уязвима к переменам климатических условий. Ученые смоделировали два вероятных сценария изменений климата и пришли к выводу, что в будущем ареалы обитания 11 видов ванили и семи видов их опылителей могут разойтись в пространстве. Такое разобщение ставит популяции дикой ванили под угрозу. Подробнее

Растениям важно чувствовать, как меняется температура окружающей среды. Механизм, обеспечивающий термочувствительность в ночное время, уже описан, но высокие температуры могут возникать и днем. Авторы статьи в Nature Communications проверили, могут ли уже описанные термосенсоры — фитохром B (phyB) и ELF3 — работать и при освещении. Оказалось, что при слабом свете phyB и ELF3 контролировали реакцию на дневные изменения температуры, однако при высокой интенсивности освещения участие phyB становилось незначительным. Важную роль в регуляции их активности играет сахароза, которая выделяется при распаде крахмала в ответ на нагрев и вмешивается в phyB-зависимый механизм как антагонист этого компонента системы термочувствительности. Подробнее

Ученые из Скриппсовского океанографического института разработали подводный микроскоп для мониторинга фотосинтеза в кораллах in situ. Созданное устройство получило название Benthic Underwater Microscope imaging PAM (сокращенно BUMP). Оно позволяет с почти микронным пространственным разрешением регистрировать хлорофилл a в разных режимах (в том числе флуоресцентном). Предполагается, что дайверы будут погружаться с таким микроскопом, чтобы в природных условиях детально изучать структуру и эффективность фотосинтеза населяющих кораллы водорослей — это нужно для выяснения причин обесцвечивания кораллов. Подробнее

О первом полногеномном секвенировании древнего египтянина сообщают авторы статьи в Nature. Скелет принадлежал взрослому мужчине; возраст находки — 2855–2570 гг. до нашей эры (на это указал радиоуглеродный анализ). Он был извлечен из керамического горшка в скальной гробнице — такой способ захоронения мог способствовать сохранению ДНК и дал возможность впервые провести анализ древнеегипетских останков. В геноме преобладали варианты, унаследованные от неолитического населения Северной Африки, однако около 20% содержат следы происхождения из восточной части Плодородного полумесяца (в том числе Месопотамии). Это указывает на то, что контакты между этими территориями могли включать в себя миграцию людей, хотя для детального понимания необходимо больше древнеегипетских геномов. Подробнее

Работы над созданием синтетических геномов эукариот продолжаются — в 2023 году в рамках проекта Synthetic Yeast Project был получен почти полный набор хромосом дрожжей Saccharomyces cerevisiae, а одной из новых задач стало создание генома человека. «Синтетический геном человека» (SynHG) — это пятилетний многоцентровый проект, в котором участвуют исследователи из университетов Кембриджа, Кента, Манчестера, Оксфорда и Имперского колледжа Лондона. Его руководитель говорит, что основная цель — расширить возможности медицины и найти принципиально новые подходы к терапии, хотя и не отрицает некоторых этических рисков. Подробнее

Статья в Nature Communications описывает новые комплексы органелл — гемифузомы (hemifusome), — обнаруженные в клетках человека методом криоэлектронной томографии. Это особые мембранные структуры, состоящие из частично слившихся везикул. Оказалось, что гемифузомы составляют до 10% везикулярных органелл на периферии клетки, но не участвуют в канонических путях эндоцитоза. По их морфологии и наличию везикул внутри авторы предполагают, что эти структуры служат платформами для биогенеза везикул. Подробнее

Специалист по биостатистике из Астонского университета рассказал о самых распространенных ошибках, с которыми он сталкивался как рецензент в научных журналах. Проанализировав более 200 статей, он опубликовал список из 10 ошибок при составлении научных публикаций, надеясь, что поможет будущим исследователям избежать их. В список вошли упоминания причинно-следственных связей в работах, которые показали только ассоциацию, смешение разных регрессионных моделей (например, с несколькими зависимыми переменными или с несколькими предикторами), а также несоблюдение структуры аннотаций в статье. Подробнее

Рептилиям необходимы внешние источники тепла, чтобы поддерживать функции организма, однако слишком высокая температура увеличивает риск обезвоживания. Ученые проанализировали популяции карликового синеязыкого сцинка (Tiliqua adelaidensis) — эндемичной ящерицы Австралии, находящейся под угрозой исчезновения. Они выяснили, что поведение северных и южных популяций различается — северные сцинки чаще предпочитали вылезать из нор на поверхность, но были активны только при достаточной влажности. Когда северных ящериц переселили южнее, в более мягкий климат, первое время они прятались в укрытиях и оставались требовательны к влажности, но спустя два года адаптировались. Авторы рассматривают переселение сцинков как способ спасти вид от вымирания. Подробнее

Полигенная адаптация, при которой отбор действует сразу на множество вариантов, — важный эволюционный механизм, но его трудно обнаружить. Авторы статьи в Science проанализировали, как менялся геном европейского ясеня (Fraxinus excelsior), который в последние десятилетия подвергался сильному давлению патогенного грибка Hymenoscyphus fraxineus. Они составили список из примерно восьми тысяч генетических вариантов, для которых обнаружились различия в частотах аллелей между молодыми и взрослыми деревьями. Моделирование показало, что под давлением патогена исчез 31% ювенильной популяции ясеня, а с ним и аллели, снижающие приспособленность в новых условияз. Иными словами, полигенная адаптивная микроэволюция произошла за одно поколение. Подробнее

Во сне животные наиболее уязвимы. Домашние кошки проводят в таком уязвимом состоянии 60–65% своей жизни — они спят в среднем 12–16 часов в сутки. По этой причине кошки предпочитают отдыхать на возвышенных местах, однако авторы статьи в Current Biology выяснили, что это не единственная защитная стратегия. Проанализировав 408 видеороликов со спящими кошками, ученые обнаружили асимметрию позы для сна — 65,1% кошек предпочитали спать на левом боку. Предположительно, это связано с асимметрией полушарий мозга. Если кошка спала на левом боку, то проснувшись, она будет воспринимать обстановку левым зрительным полем. Сигнал от него поступает в правое полушарие мозга, которое в большей степени контролирует обработку угроз и быструю координацию при бегстве. Исследователи делают вывод, что сон на левом боку может быть эволюционной стратегией выживания, хотя нельзя исключать и другие причины. Подробнее

Для утилизации пластика все чаще предлагают использовать микроорганизмы, однако его необходимо переработать в полезный продукт, а это пока затруднительно. В Nature Chemistry предложен способ модифицировать кишечную палочку (Escherichia coli), чтобы с ее помощью из полиэтилентетрефталата (ПЭТ) — распространенного материала упаковок — получать парацетамол. В штамм E. coli, лишенный возможности синтезировать пара-аминобензоат нормальным путем, внедрили систему получения этого жизненно важного метаболита из ПЭТ. Продуцируемый бактериями пара-аминобензоат затем использовался для синтеза пара-ацетиламинофенола, известного как анальгетик и жаропонижающее средство парацетамол. Подробнее

Лишайник из пустыни Мохаве три месяца выживал под воздействием солнечной радиации, которая ранее считалась смертельной. Интенсивное УФ-облучение — фактор, из-за которого многие открытые недавно экзопланеты считаются непригодными для жизни. Однако авторы статьи в журнале Astrobiology в течение трех месяцев непрерывно облучали пустынный лишайник Clavascidium lacinulatum 254-нм УФ-излучением мощностью 55 Вт/м². Это инактивировало около 50% клеток водоросли-фотобионта, но вторая их половина сохранила жизнеспособность и могла размножаться. При этом те же водоросли, выращенные в чистой культуре, погибали при таком облучении за 60 секунд; не выживала и радиационно-устойчивая бактерия Deinococcus radiodurans. Лишайник выжил благодаря тому, что накапливал в коре вторичные фенольные метаболиты и гасил активные формы кислорода, которые генерировались под жестким УФ-облучением. Подробнее

Глубоководная добыча полезных ископаемых мешает жизни китов — к таким неутешительным выводам пришли исследователи, которые оценили шумовое загрязнение в восточной части Тихого океана. Дельфины и киты, в том числе кашалоты, которые находятся под угрозой исчезновения, полагаются на акустические сигналы. Разработка морского дна, которая ведется в зоне их обитания, нарушает нормальную коммуникацию этих животных, а промышленный шум от нее распространяется на сотни километров. Ученые предупреждают о масштабных экологических последствиях и призывают еще раз оценить все риски. Подробнее

Где граница между минимальной клеткой и вирусной частицей? Ученые из Японии и Канады усомнились в ее существовании, когда обнаружили Candidatus Sukunaarchaeum mirabile. Эта архея с рекордно маленьким геномом подозрительно напоминает вирус — у нее имеется только 189 генов, которые кодируют в основном белки для репликации собственного генома. Все остальное архея «заимствует» у своего симбиотического хозяина — водоросли-динофлагеллята Citharistes regius. Сам геном содержит 238 тысяч пар оснований — меньше половины того, что считалось минимальным природным клеточным геномом до этого. В нем нет практически никаких компонентов известных метаболических путей, и ученые говорят, что такая тесная зависимость от хозяина ставит под сомнение функциональные различия между минимальной клеточной жизнью и вирусами. Подробнее

Коллективное поведение бывает важно для выживания организмов. Немецкие ученые описали такое поведение у C. elegans — эти нематоды собираются в живые «башни», чтобы цепляться к насекомым и перемещаться на них для распространения или в попытке покинуть неблагоприятные условия. Считалось, что они способны к такому поведению только в лабораторных условиях, но ученые нашли свидетельства формирования башен и в природе, на гниющих фруктах в саду. При этом нематоды не просто сбивались в кучу, а направленно строили структуры, способные реагировать на внешние стимулы. Подробнее

Виртуальную реальность (VR) уже используют для реабилитации после инсульта, однако данных об эффективности различных ее вариантов для тех или иных случаев по-прежнему недостаточно. Систематический обзор Кокрейновского сотрудничества показал, что интерактивные видеоигры несколько эффективнее альтернативных методов лечения для восстановления подвижности рук и равновесия после перенесенного инсульта. Более выраженный эффект наблюдался, когда виртуальная реальность дополняла обычное лечение. А вот о влиянии VR на походку и общее качество жизни пациентов однозначных выводов сделать не удалось. Подробнее

Устойчивые к антибиотикам бактерии рода Pandoraea могут вызывать оппортунистические респираторные инфекции, особенно у пациентов с муковисцидозом. Оказалось, они не только представляют опасность, но и производят мощные антибактериальные соединения — пандорабактины. Анализ генома этих бактерий выявил консервативный кластер генов, которые обеспечивают синтез двух связывающих железо молекул — пандорабактинов А и B. Эти соединения позволяют бактериям активно поглощать железо из окружающей среды, чтобы выживать в легких человека, где железа немного, и отбирать этот микроэлемент у бактерий-конкурентов. Анализ мокроты пациентов с муковисцидозом показал, что Pandoraea spp. изменяют микробиоту легких при этом заболевании, в том числе вытесняя патогены родов Pseudomonas, Mycobacterium и Stenotrophomonas. Подробнее

Кислый вкус, как правило, непривлекателен для млекопитающих, вероятно, из-за ассоциации с незрелыми или испорченными фруктами. Однако птицы гораздо более толерантны к кислому, и авторы статьи в Science выяснили, почему. Рецептор отопетрин 1 (OTOP1) у птиц реагирует на кислоту иначе, чем у млекопитающих, — он ингибируется кислой средой. Активация канареечного аллеля OTOP1 у модельных мышей привела к тому, что мыши утратили отвращение к кислому вкусу. Мутация, связанная с этой особенностью, консервативна для всех певчих птиц, и, по-видимому, за время эволюционного развития позволила им разнообразить источники пищи. Подробнее

Бабочки-совки Agrotis infusa — эндемичный вид для Австралии. Каждую весну они перелетают на тысячу километров, чтобы спастись от жары, а осенью совершают обратную миграцию для размножения. Считалось, что направление они определяют по магнитному полю, однако авторы статьи в Nature показали, что важную роль также играет звездное небо. Поместив весенних и осенних бабочек в симулятор полета и обнулив магнитное поле, ученые выяснили, что мотыльки выбирают направление по изображению ночного неба. Зрительные интернейроны специфично реагировали на расположение звезд, ориентируя миграцию бабочек-совок в соответствии с сезоном. В сочетании с чувством магнитного поля это обеспечивает надежную систему для ночной навигации бабочек. Подробнее

Норвежское исследование, в котором приняли участие 11 194 человека (средний возраст 55,3 лет), подтвердило, что ходьба снижает риск развития боли в пояснице. Во время первоначального осмотра (2017–2019 гг.) у участников поясница не болела, но уже в 2021–2023 гг. 1659 участников (14,8%) сообщали о хронической боли. По сравнению с теми, кто ходил менее 78 минут в день, у тех, кто ходил 78–100 минут в день, относительный риск (RR) хронической боли в пояснице составил 0,87, у тех, кто ходил 101–124 минуты в день, — 0,77, а у ходивших 125 минут или более в день — 0,76. Интенсивность ходьбы тоже имела значение. Подробнее. 

Внетелесные переживания (ВТП), когда люди чувствуют себя отделенными от своей физической формы, часто рассматриваются перенесшими их людьми как что-то положительное. В одном раннем исследовании 55% испытавших ВТП сказали, что их жизнь изменилась, а 40% описали это как лучшее событие, которое когда-либо происходило с ними. В то же время многие беспокоятся, что это симптом ментального расстройства, и некоторые специалисты в области психического здоровья согласны с этим мнением. Исследователи из США и Бразилии работали с более 500 людьми, испытавшими ВТП. Они считают, что это может быть защитной реакцией на травму, подсознательными попытками дистанцироваться от пережитого негативного опыта. В группе переживших ВТП у многих был травмирующий опыт в детстве. Травма может быть более эффективной мишенью лечения, чем сами ВТП. Подробнее.

 Исследователи из США проверили, как меняется финансовая грамотность с возрастом. Для этого они проанализировали результаты тестирования 2800 людей старшего возраста, собранные за десять лет. Участникам сначала предлагали оценить собственную финансовую грамотность, а затем — выполнить несколько смоделированных финансовых заданий. Оказалось, что участники очень хорошо оценивали собственные финансовые возможности, их финансовая грамотность даже возрастала с опытом при многократном тестировании, но только до развития болезни Альцгеймера. Один из симптомов этого заболевания — анозогнозия, то есть больной не осознает свое состояние. Люди с симптомами болезни Альцгеймера значительно переоценивают или недооценивают свои возможности, что повышает риски для людей старшего возраста, в том числе стать жертвой мошенников. Подробнее. 

Согласно обзору, опубликованному в Current Biology, до 83% видов грибов, формирующих эктомикоризу, относятся к так называемым темным таксонам, то есть их генетический материал был собран в составе эДНК и секвенирован, но вид не был формально описан. Это препятствует усилиям по сохранению этих видов. По словам Лоры ван Гален, микробного эколога, работающей с Обществом по защите подземных сетей: «Как можно защитить то, что еще даже не получило названия?» А тем временем эти грибы очень важны для экологии. Авторы обзора также указали на «темные пятна» на карте, где было описано меньше всего грибов. Это в основном тропические регионы Юго-Восточной Азии и части Южной Америки и Африки. В качестве первого шага авторы предлагают срочно секвенировать хотя бы виды, растущие в ботанических садах. Подробнее.

Агентство по охране окружающей среды США установило максимальный уровень загрязнения воды мышьяком в системах общественного водоснабжения: 10 микрограммов на литр. Но исследование авторов из США показало, что даже более низкие уровни мышьяка могут влиять на исходы беременности. Исследователи проанализировали данные почти 14 000 пар мать-ребенок из когорты ECHO. Воздействие мышьяка во время беременности оценивалось по данным о качестве воды в месте проживания женщины. Дети, рожденные от матерей, потенциально подвергавшихся воздействию даже низких концентраций мышьяка в питьевой воде, с большей вероятностью рождались недоношенными, с более низким весом при рождении или были меньше ожидаемого размера. Подробнее.