Ноябрь 28th, 2009
Муравейник муравьев-листорезов рода Atta — это внушительное подземное сооружение с системой из сотен камер, связанных тоннелями, которое обслуживается миллионном муравьев. Фото из обсуждаемой статьи в Science
Группа американских ученых продолжила изучение интереснейшего природного явления — сельского хозяйства у муравьев-листорезов. Листорезы выращивают на переработанных зеленых листьях грибную культуру, которая служит им пищей. В качестве «пестицидов» они используют антибиотики особых бактерий. Теперь ученые доказали, что муравьи вносят в субстрат азотфиксирующие бактерии, которые позволяют обойти проблему азотистого истощения, столь острую для любых сельскохозяйственных монокультурных посевов.
Ноябрь 28th, 2009
Муравьи пасут тлей, добывая для своей семьи углеводную пищу. Команда ухаживающих за тлями муравьев постоянна по численности и набору узких специалистов: пастухов, транспортировщиков, разведчиков и сторожей
У трех видов муравьев исследовали группы, обслуживающие тлей-симбионтов. Прежде считалось, что в этой группе нет разделения труда: все члены команды являются пассивными фуражирами, которые собирают и переносят падь (питательные выделения тлей) в муравейник. В новом исследовании показано существование устойчивого разделения функций в этой группе. Одни муравьи собирают падь, другие относят ее в муравейник, третьи охраняют колонии тлей, четвертые разведывают новые колонии. Специализация тем яснее, чем больше колония и чем меньше пищи. Но когда ближе к осени производительность тлей снижается, команда муравьев редеет и остаются лишь сборщики пади. Очевидно, что профессионализм у муравьев появляется тогда, когда необходимо повысить эффективность труда.
Ноябрь 28th, 2009
Жук Dendroctonus frontalis. Стрелкой показано место, где находится микангий — полость для хранения симбиотических грибов и бактерий. Фото из обсуждаемой статьи в Science
Жуки-лубоеды Dendroctonus frontalis, опасные вредители сосновых лесов, разводят в ходах под корой сосен съедобные грибы, которыми питаются их личинки. Оказалось, что жуки защищают свои грибные плантации от сорняков при помощи симбиотических бактерий, выделяющих неизвестный ранее антибиотик. До сих пор столь сложный «сельскохозяйственный» симбиоз, состоящий из животного, культивируемого им гриба и бактерии, производящей пестицид, был известен только у муравьев-листорезов.
Ноябрь 28th, 2009
Муравьи-листорезы выращивают грибы на компосте из листьев. Для защиты своих плантаций от паразитов муравьи применяют антибиотики, вырабатываемые бактериями-актиномицетами
Муравьи-листорезы строят огромные гнезда под землей, в каждом гнезде имеется специально устроенная плантация грибов. Грибы служат муравьям практически единственной пищей. Когда матка основывает новый муравейник, она переносит во рту культуру пищевого гриба, и таким образом обеспечивает пропитанием свою новую семью. Эти пищевые грибы произрастают только на субстрате измельченных живых листьев или опада, который пополняется рабочими муравьями. Так что сельское хозяйство — не человеческое изобретение. Муравьи придумали его по крайней мере на 50 млн лет раньше.
Однако любая монокультура, будь то человеческие посевы или муравьиные, крайне неустойчива: ни один уважающий себя паразит не упустит возможности обильно покушать и оставить многочисленное, обеспеченное сытным будущим потомство. На муравьиных фермах таким паразитом стал специализированный аскомицетовый грибок Escovopsis. Он в считанные дни может превратить грибной огород в зеленовато-бурую мертвую массу, если огородники не будут тщательно следить за своими посевами.
Ноябрь 28th, 2009
Сообщество лишайников эпифитов и мхов
Лишайники (Lichens) представляют собой особую группу симбиотических организмов, тело которых состоит из двух компонентов: грибного (микобионта) и водорослевого (фикобионта). В роли фикобионта могут выступать и цианобактерии. Долгое время природа лишайников оставалась загадочной, и даже после открытия двойственного характера этих организмов немецким ботаником Симоном Швенденером в 1867 году они продолжали оставаться, по образному определению К.А. Тимирязева, растениями-сфинксами. Природа взаимоотношений двух симбионтов в лишайниковом тандеме трактуется неоднозначно и до сих пор. Ее определяют как истинный паразитизм гриба на водоросли, либо как сбалансированный паразитизм, либо как мутуализм – облигатное взаимовыгодное сожительство двух организмов. Вместе с тем лишайники представляют собой биологически целостные организмы, имеющие свой эволюционный путь развития и характерные только для них черты строения и обмена веществ.
Ноябрь 28th, 2009
Черепа человека, шимпанзе, орангутана и макака вмещают мозг весом 1350, 400, 400 и 100 г. Рис. из статьи в Science
Сравнение геномов человека, шимпанзе и других млекопитающих позволяет выявить всё больше генетических особенностей, отличающих нас от других животных. Однако функциональное значение большинства выявленных отличий пока не установлено, и даже сколько-нибудь обоснованные гипотезы удается выдвинуть лишь в немногих случаях. То и дело мелькающие в СМИ броские заголовки, сообщающие об обнаружении очередного «ключевого гена, сделавшего нас людьми», явно опережают события.
Ноябрь 28th, 2009
Этим карликовым шимпанзе бонобо эмоции свойственны точно так же, как и людям. Всё дело в их качестве и количестве (фото с сайта www.janegoodall.fr)
Американские биологи обнаружили, что люди отличаются от высших обезьян строением гена, влияющего на эмоции. Возможно, изменение эмоционального статуса (от которого, в свою очередь, во многом зависит поведение) сыграло важную роль в становлении человека разумного.
Пока философы и социологи продолжают твердить об уникальности человека и о бездонной пропасти, отделяющей нас от животных, биологи все больше убеждаются в том, что даже самые сложные формы человеческого поведения (включая социальное) имеют под собой вполне осязаемую биологическую основу. Яркий тому пример — система регуляции поведения посредством эмоций. Вряд ли в наш просвещенный век найдется много людей, которые станут утверждать, что их поведением руководит исключительно рассудок, здравый смысл и так называемая «свободная воля». Пускай попробуют систематически совершать поступки, к которым «душа не лежит», от которых им самим становится тошно, гадко и стыдно. Роль рассудка часто сводится лишь к придумыванию логических оправданий для поступков, диктуемых инстинктами, а «жизненную энергию», необходимую для активной деятельности, мы черпаем в сфере эмоций, которые лишь отчасти подконтрольны разуму.
Ноябрь 28th, 2009
Прочтенный недавно геном шимпанзе поможет людям в борьбе с болезнями, к которым наши ближайшие родственники более устойчивы, чем мы. Рак — одна из таких болезней (изображение с сайта www.genome.gov)
Испанские ученые сравнили нуклеотидные последовательности генов, связанных с развитием раковых опухолей, у человека и шимпанзе. Выявлено более 1500 различий. Генетики полагают, что детальный анализ этих различий позволит найти причину загадочной устойчивости обезьян к онкологическим заболеваниям.
Ежегодно в мире около 6 млн человек умирает от рака. По прогнозам ВОЗ, эта цифра через пару десятилетий может удвоиться. Причины рака многочисленны, разнообразны и во многом загадочны. Медики различают более 200 видов онкологических заболеваний, каждое из которых имеет свою специфику, однако у них есть общая основа: неконтролируемое размножение клеток.
Ноябрь 16th, 2009
Рис. 1. Схематический рисунок, демонстрирующий слоистый характер кристаллической структуры двух ВТСП: YBa2Cu3O7 (слева) и LaO1–xFxFeAs (справа). Изображения с сайта www.physics.ubc.ca и из статьи Takahashi et al. Superconductivity at 43 K in an iron-based layered compound LaO1-xFxFeAs
Законченной теории высокотемпературной сверхпроводимости до сих пор не создано. Однако достоверно известно, что все высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) имеют слоистую кристаллическую структуру. Это касается как наиболее изученных медьсодержащих ВТСП, так и недавно открытых их «железных» аналогов. Абсолютно все «медные» сверхпроводники содержат слои оксида меди, которые чередуются со слоями оксидов других элементов, входящих в состав данного ВТСП. При этом чем больше плоскостей CuO2 входит в элементарную ячейку вещества, тем выше критическая температура ВТСП. Ученым до конца не ясен механизм взаимосвязи между слоями оксида меди и температурой. Исследователи из Брукхейвенской национальной лаборатории (США) провели эксперименты, которые могут пролить свет на эту взаимосвязь и тем самым помочь физикам, работающим над созданием теории высокотемпературной сверхпроводимости. С помощью уникальной установки молекулярно-лучевой эпитаксии ученые синтезировали чрезвычайно тонкую двухслойную пленку из металлического La1,56Sr0,44CuO4 и изолятора La2CuO4, не являющихся сверхпроводниками вплоть до температуры 0 К. Полученная гетероструктура вела себя как ВТСП с критической температурой около 30 К. Ученые обнаружили, что высокотемпературная сверхпроводимость в пленке рождается в пределах одного слоя оксида меди.
Ноябрь 16th, 2009
Сверху вниз: гермафродит C. elegans, самка C. remanei, искусственно выведенный «псевдогермафродит» C. remanei. Красным цветом выделены развивающиеся эмбрионы, желтым — яйцеклетки, красной рамкой обведен участок гонады (половой железы), в котором, наряду с яйцеклетками, развиваются также и спермии. Стрелкой обозначено половое отверстие. Фото из обсуждаемой статьи в Science
Большинство круглых червей рода Caenorhabditis — это обычные раздельнополые виды, состоящие из самцов и самок. Однако у двух видов этого рода (C. elegans и C. briggsae) самок нет, а есть самцы и гермафродиты, способные к самооплодотворению. Эксперименты на раздельнополых червях C. remanei показали, что для превращения самок в полноценных гермафродитов достаточно уменьшить активность двух генов (tra-2 и swm-1). Это значит, что для появления нового признака — гермафродитизма — в эволюции червей рода Caenorhabditis было достаточно двух мутаций.
