Доказательная медицина
1 пост
1 пост
Если кого-то пугает цифра три в названии, не надо пугаться, посты (предыдущие 1 и 2) написаны так, что можно их читать с любого места. В лучших традициях американских сериалов представляю очень краткое содержание предыдущего поста:
Известный всем по школьной программе эксперимент Миллера-Юри, направленный на поиски возможных путей происхождения жизни был проведён в относительно недалёком 1953 году. Пропуская ток через смесь, состоящую из метана, аммиака, водорода и оксида углерода, которые по логике должны были содержаться в атмосфере древней Земли (правда потом оказалось что её состав совсем другой, но про это в другом посте), учёные надеялись обнаружить нечто органическое.
И это им удалось. После несколько дней работы установки Стэнли Миллер (на фото) и Гарольд Юри получили набор самой настоящей органики, включая аминокислоты - те самые кирпичики из синтеза белка. И это был реальный прорыв.
Дальше было ещё круче - учёные открыли структуру ДНК, расшифровали генетический код, изучили механизмы копирования ДНК, сформулировали центральную догма молекулярной биологии и многое другое.
Но вот незадача - чем больше открывали, тем больше обнаруживалось принципиальных проблем, таких как:
-неупрощаемая сложность клеток,
- хиральность,
- открытие состава древней Земли, отличного от того что был в эксперименте Миллера-Юри (при пропускании тока получалась не органика, а копоть),
- вода мешает образованию длинных органических молекул;
- на планете отсутствует свободный фосфор, без которого невозможно получить ДНК.
А сейчас я предлагаю пройти весь путь, который преодолели учёные, решая эти проблемы. Возможно местами будет сложно, но по другому не получится.
Часть 1. ДНК, дискета и 3D-принтер
Главная молекула жизни это, как известно, ДНК. Она единолично хранит генетическую информацию вида, передавая её из поколения в поколение, временами с небольшими изменениями.
Но у неё есть младшие сёстры - молекулы РНК. Структурно это "лайт-версии" ДНК, отличающиеся лишь отсутствием гидроксильной группы в химической формуле, из-за чего РНК не могут сплетаться в классическую двойную спираль.
До 1970 года РНК считалась лишь скромным посредником между ДНК и белками - ведь обычно в клетке генетическая информация копируется с ДНК на РНК, и потом по «оттиску» РНК (так называемая матричная РНК или мРНК, см. на картинке) синтезируются белки (если кому интересно, 1 и 2 посты об этом процессе).
Так что же изменилось в 1970 году? Тогда были открыты РНК, обладающие каталитической активностью, или рибозимы. К тому моменту уже были известны вирусы, хранящие генетическую информацию на молекулах РНК, и часть из них способна даже переписывать генетическую информацию с РНК на ДНК. Но только с открытием рибозимов стало понятно, что РНК может заменять белки в качестве катализаторов химических реакций.
Тут надо заметить, что молекула ДНК хоть и является основой жизни, но, вообще говоря, сама по себе вообще ничего не может. Как дискета, она способна лишь хранить информацию, для считывания которой нужен дисковод. В живой клетке роль дисковода выполняет целый обслуживающий комплекс из белковых молекул со страшными названиями типа ДНК полимераза III (см. картинку).
Так вот, чертежи белков записаны в ДНК, но чтобы эти чертежи считать и построить молекулы, нужны белки. Образно говоря, чтобы сделать 3D принтер, нужен другой 3D принтер.
Очень продолжительное время это и было главной загадкой жизни, пока не обнаружились каталитические свойства рибозимов, которые могут хранить генетическую информацию и одновременно проявлять химическую активность. Собственно, обнаружение рибозимов не позволило открыть дверь, а всего лишь указало на неё. В результате появилась теория «мира РНК», согласно которой самокопирующиеся рибозимы стали первыми, очень простыми живыми системами.
Судя по всему, они начали дарвиновскую эволюцию задолго до появления клеток и со временем, по мере усложнения, передали каталитические функции белкам, а длительное хранение наследственной информации – ДНК.
Выяснилось, что рибозимом является и ключевой каталитический центр рибосомы, организующий синтез белка - а это древнейшая молекула, обеспечивающая считывание генетического кода (вообще рибосоме и изучению её эволюции будет посвящён отдельный пост). На картинке так называемая большая субъединица рибосомы:
Наличие рибозима в самой сердцевине этой гигантской белковой молекулы говорило о её древнейшем происхождении. Также в клетках учёные обнаружили отдельные рибозимы, выполняющие те или иные каталитические функции наравне с белками, что явно неспроста.
За окном шёл 1970 год. РНК - первично - сказали биохимики. А вы поясните за термодинамику - ответили биофизики.
Часть 2. Энтропия и химические реакции
Термодинамика это наука о взаимных превращениях работы и энергии, и как раз её присутствия учёные-биофизики в теории "мира РНК" как раз и не заметили. Мало было заявить - вот он, предшественник ДНК. А вы обоснуйте, как этот предшественник получал энергию для существования, хотя бы в теории, ведь жизнь без источника энергии появиться и размножаться никак не сможет. Поэтому тем как перейти непосредственно к поиску колыбели жизни, мы рассмотрим энергетическую основу.
В термодинамике есть ключевое понятие под названием энтропия, попытка объяснить которое займёт целый пост. Чтобы не мучаться самому и не мучать вас, предлагаю желающим прочитать очень подробную статью на гиктаймс.
В общем случае, энтропия - это то, как много информации вам не известно о системе, поэтому её ещё называют мерой хаоса. И, согласно второму закону термодинамики, энтропия замкнутой системы не убывает. Иначе говоря, в замкнутой системе "порядок" не должен возникать сам по себе.
Это, казалось бы, налагает запрет на возникновение более организованных (а значит, менее вероятных) структур из менее организованных, т.е. на прогрессивную эволюцию. Собственно, из-за этого "казалось бы" все посты про эволюцию и происхождение жизни напоминают симпозиум диванных специалистов по термодинамике:
Однако сторонники божественного вмешательства по незнанию или специально (признавайтесь в комментариях, интересно же) игнорируют тот факт, что в законе упоминается только замкнутая система. То есть да, появление жизни определённо сопровождалось уменьшением энтропии - усложнением, упорядочиванием, уменьшением хаоса и т.д. Да и сами живые организмы, создавая свои копии из слабо организованной неживой материи и усложняясь в ходе эволюции, очевидно, могут уменьшать свою энтропию. Как им это удается?
Вообще-то, этот трюк умеют делать не только живые организмы. Как работает обычный холодильник? Он понижает температуру внутри холодильной камеры и повышает температуру снаружи, т. е. понижает энтропию системы «холодильник – комната» (по определённым причинам теплообмен рост температуры сопряжён с ростом энтропии). Но эту систему нельзя считать замкнутой: она получает энергию извне, по электросети, в которую включен наш холодильник. Если мы рассматриваем систему «холодильник-комната-электростанция», то ее энтропия со временем только растет.
Точно так же любой живой организм нуждается во внешних источниках энергии. Растения получают ее в виде солнечного света, а животные – в виде пищи, энергия которой в ходе цепочки превращений также получена благодаря солнцу.
В конечном счете почти вся биосфера питается энергией Солнца. Она выделятся в ходе термоядерных реакций, связанных с огромным повышением энтропии, поэтому энтропия системы «Земля – Солнце» со временем растет, несмотря на возникновение и эволюцию земной жизни.
А теперь от глобальных вопросов вернёмся к нашим молекулам и химическим реакциям.
В 1977 году советский учёный Илья Пригожин получил Нобелевскую премию за создание модели новой, неравновесной термодинамики.
Он установил, что в открытых системах (системы, которые могут обмениваться веществом, энергией, информацией) могут спонтанно возникать такие типы структур, которые способны к самоорганизации, т.е. к переходу от беспорядка, "теплового хаоса", к упорядоченным состояниям. Особое значение в этих процессах имеют флуктуации - случайные отклонения некой величины, характеризующей систему из большого числа единиц, от ее среднего значения.
Примером такой структуры является реакция Белоусова -Жаботинского (по совместительству являющаяся одним из главных химических открытий 20 века), а именно окисление лимонной кислоты броматом калия в кислотной среде в присутствии катализатора:
На первый взгляд кажется, что здесь ничего особенного не происходит - возникают круги и прочие структуры. Однако в основе этой картины лежит автоколебательная химическая реакция (а раньше считалось что автоколебательные реации невозможны) с образованием более 30 промежуточных продуктов.
Также примером самоорганизации в условиях подвода тепла являются ячейки Бернара:
Если постепенно нагревать снизу небольшой слой вязкой жидкости (в нашем случае масло), то в определённый момент система выходит из равновесия и в жидкости возникают организованные структуры в виде ячеек с правильной шестиугольной формой.
По сути это гигантская флуктуация, поддерживаемая стабильность путем обмена энергией с внешним миром. Похожим образом возникают циклоны - самоорганизующиеся структуры в атмосфере Земли.
3. Вместо итога
С точки зрения термодинамики жизнь имеет конкретные общие черты с неживыми самоорганизованными структурами, однако при всё при этом живые организмы обладают важным отличием от циклонов и ячеек Бенара. Самоорганизованные структуры непостоянны: они возникают всякий раз, когда есть условия для их появления, и исчезают вместе с ними.
А любой современный живой организм, в отличие от них, обладает эволюционной историей, уходящей на четыре миллиарда лет в прошлое. Принципиальное устройство живых организмов гораздо больше зависит от путей эволюции в прошлом, чем от современных условий их жизни.
Такая историческая память обеспечивается молекулами ДНК, и в следующих постах мы попытаемся понять, как из химических самоорганизованных структур возникла жизнь, основанная на наследственной информации.
И да, дальше будет больше конкретики - мы рассмотрим конкретные химические вещества и источники энергии, которые могли стать основой жизни на древней Земле, то есть попробуем найти для жизни настоящую колыбель.
...
P.S .Все посты основаны на прекрасной книге М. Никитина "Происхождение жизни. От туманности до клетки" от издательства "Альпина нон-фикшн".
Ссылка на онлайн-магазины + рецензии https://www.livelib.ru/book/1001597507-proishozhdenie-zhizni... (для флибустьеров есть вариант отблагодарить автора напрямую).
В первом посте речь шла о связи жизни и химического состава вселенной. А именно о том, что четыре основных элемента жизни - водород, углерод, кислород и азот являются в то же время четырьмя самыми распространёнными элементами во вселенной (гелий и неон не берём в расчёт ибо они химически неактивны).
Это основные продукты взрывов умерших звёзд, та самая звёздная пыль.
Самое интересное что на нашей планете царствуют совсем другие элементы: кремний, железо, магний, алюминий, и только кислород вклинивается в этот безжизненный список. Даже в морях и океанах, где по идее могла бы зародиться жизнь, растворены в основном хлор, натрий, сера, кальций и калий.
Таким образом жизнь имеет больше связей со взрывами звёзд, чем сама планета. Это важная концептуальная мысль, а дальше, после небольшой исторической справки, предлагаю углубиться в конкретику.
Часть 1. Истоки
Древние ученые всего мира были уверены, что живые организмы постоянно самозарождаются из неживой материи: мухи – из гниющего мяса, а мыши – из грязных тряпок.
Первым попробовал проверить это итальянец Франческо Реди аж в XVII веке (оцените степень развития научного метода средневековья - прошло много веков, прежде чем кто-то решил поставить конкретный научный опыт).
Франческо клал мясо в кувшины и закрывал некоторые из них. Оказалось, что черви заводятся только в незакрытых кувшинах, в которые могут залетать мухи. Так было показано, что самозарождение червей в мясе невозможно – они вылупляются из яиц, отложенных мухами.
Затем были открыты микроорганизмы. Все считали, что хотя бы эти простейшие существа точно могут самозарождаться - ведь они такие маленькие и вездесущие. Но и это было опровергнуто Ладзаро Спалланцани в XVIII и Луи Пастером в XIX веках.
Уже в 1920-х годах товарищи А.И. Опарин и Д. Холдейн разработали концепцию первичного бульона. Опарин обнаружил что растворы органических веществ образуют компактные капли (коацерваты) , которые по некоторым параметрам похожи на живые клетки. А Холдейн предположил, что в древнем океане под действием молний, ультрафиолета и извержений вулканов могут идти химические реакции с образованием органики, из которых образуются те самые коацерваты (см. картинку ниже), а потом и клетки.
Далее, в 1953 году, Стенли Миллер и Гарольд Юри поставили известный всем из школьной программы опыт, в котором через смесь газов, имитирующую древнюю атмосферу Земли (СН4, NH3, H2), пропускали электрические разряды, имитирующие молнии, после чего в воде обнаруживались разнообразные органические молекулы, характерные для живых организмов.
А потом понеслось как по рельсам - открыли структуру ДНК, расшифровали генетический код (см. 1 и 2 посты об этом событии), изучили механизмы копирования ДНК. Стал понятен путь передачи наследственной информации в клетках (ДНК → РНК → белки), носящий название «центральная догма молекулярной биологии», и открылись многие другие детали функционирования клеток.
Внезапно учёному сообществу стало понятно, что живые клетки не так просты, как казалось во времена Опарина, и пропасть между живым и неживым стала казаться совсем непреодолимой...
Часть 2. Проблемы
- Сложность
Геном даже самых простых бактерий состоит из более чем миллиона нуклеотидов и кодирует свыше тысячи белков. Для работы этого генома требуются специальные молекулярные машины сборки белков, копирования ДНК, энергоснабжения и средства регуляции и управления. Сложность такой системы очень высока, а более простых самостоятельно размножающихся систем биология не знает.
Собственно, мы знаем только один путь происхождения более сложных систем из простых – это эволюция по дедушке Дарвину, путем естественного отбора. Но чтобы началась эволюция, нужны какие-то единицы живого, способные к размножению. Если естественный отбор начинается только с появлением первой клетки, то для ее образования случайным путем требуется гигантское время – на много порядков больше возраста Вселенной.
Эта проблема называется «неупрощаемая сложность». Астрофизик Фред Хойл охарактеризовал ее при помощи аналогии: «случайное самозарождение жизни так же вероятно, как случайная сборка "Боинга-747" при прохождении урагана через мусорную свалку».
- Хиральность
Вторая проблема чисто химическая, и связана она с формой молекул аминокислот и сахаров в живых организмах. Поскольку связи атома углерода (а их четыре) направлены к вершинам пирамиды, возможны два способа размещения четырех разных групп вокруг такого атома, и эти два способа являются зеркальными отражениями друг друга (или оптическими изомерами), подобно левой и правой руке. Подобное свойство веществ называется еще хиральностью:
Дело в том, что правовращающие аминокислоты в белках не встречаются. Живое вещество, таким образом, хирально чистое, т. е. состоит из оптических изомеров определенного типа, тогда как во всех абиогенных синтезах получаются левые и правые изомеры в равных долях, а сделанные из такой смеси цепочки белков и РНК имеют беспорядочную укладку и не способны выполнять никакие биологические функции.
Если мы хотим объяснить переход от смеси изомеров в абиогенно синтезированной органике к хирально чистому живому веществу, то оказываемся в положении Мюнхгаузена, тащившего себя из болота за волосы: ведь для получения чистых оптических изомеров в клетках нужны ферменты из хотя бы 50–100 аминокислот одной оптической формы, которые невозможно получить из смеси двух оптических форм аминокислот. Проблема? Да, и весьма серьёзная.
- Опыт Миллера неприменим к Земле
Третью проблему обнаружили геохимики и космохимики. Межпланетные аппараты изучили Луну, Венеру, Марс и Меркурий, в результате чего стал известен состав атмосфер Венеры и Марса. Применение новых аналитических методов к древнейшим земным горным породам позволило уточнить состав древней атмосферы Земли. Он оказался очень похожим на современные атмосферы Венеры и Марса – 95–98 % углекислого газа (СО2), 2–4 % азота (N2) и малые доли других газов, в основном аргона и сернистого газа (на картинке атмосфера Марса)
Увы, из такой газовой смеси в аппарате Миллера не получается никакой органики. Опыт Миллера имитирует условия протопланетного облака, планет-гигантов и их ледяных спутников, где действительно много метана, аммиака и сероводорода, однако всё это имеет весьма отдаленное отношение к древней Земле.
Есть и другие проблемы. Например, водная среда «первичного бульона» плохо подходит для образования белков из аминокислот или ДНК из нуклеотидов. В этих реакциях выделяется вода, и в разбавленном водном растворе химическое равновесие будет сдвинуто в сторону распада длинных полимерных молекул на отдельные «кирпичики». Клетки обходят эту проблему, затрачивая на соединение звеньев дополнительную энергию, но для доклеточных стадий эволюции надо искать какие-то другие, более простые способы получения белков и ДНК.
Наконец, важнейший компонент живых клеток, входящий в состав РНК, ДНК и многих других незаменимых молекул, – фосфор – в неживой природе встречается только в виде нерастворимых и химически инертных минералов, таких как апатит. Чтобы получить содержащие фосфор органические молекулы, надо найти где-то фосфор в растворимой и химически активной форме.
Часть 3. Панспермия не решение
В качестве альтернативы абиогенезу (происхождению жизни из неживой материи) ряд крупнейших ученых предлагали гипотезу панспермии: распространения жизни от одних небесных тел к другим. Аррениус, например, расчетами показал, что споры микроорганизмов размерами меньше 1,5 микрон могут распространяться с планеты на планету и покинуть Солнечную систему за счет давления электромагнитного излучения (в том числе и света).
Гипотеза панспермии, однако, не объясняет, как появилась самая первая жизнь, а только отодвигает это событие в более далекое прошлое и в неизвестное место Вселенной. В крайнем варианте панспермии предполагается, что жизнь представляет собой неотъемлемое свойство материи и существует с того же момента, что и Вселенная.
Гипотеза панспермии предсказывает, что жизнь должна быть широко распространена на разных планетах и даже в метеоритах. Однако мы пока не нашли следов жизни на Марсе, хотя искали весьма тщательно. В метеоритах жизни тоже нет. Углистые хондриты богаты органикой, включая аминокислоты, но она вся не обладает хиральной чистотой и, следовательно, не может происходить из живых организмов.
Тут я поставлю логическое троеточие, а о том, как учёные решали поставленные проблемы, будет написано в следующих постах.
...
Если нет желания ждать - постов всё-таки намечается не меньше десяти, я предлагаю обратиться к первоисточнику - прекрасной книге "Происхождение жизни. От туманности до клетки" М. Никитина от издательства "Альпина нон-фикшн", которую я местами (процентов 80 текста ^^) нагло копипастил.
Ссылка (там есть рецензии и онлайн-магазины): https://www.livelib.ru/book/1001597507-proishozhdenie-zhizni...
Если вы всё таки решите скачать книгу, а не купить (ссылка наверняка появится в комментариях...), и книга вам понравится, автор предоставляет возможность отблагодарить его лично: https://vk.com/wall41929527?own=1&w=wall41929527_1584.
В очередной подборке новостей науки и техники: воскрешение мамонтов, самая эффективная вакцина от малярии и органика на Цецере.
1. Гарвардские ученые обещают воскрешение мамонта уже через два года
Последние мамонты вымерли 4000 лет назад, но через пару лет они могут появиться снова: американские генетики готовятся к воскрешению вымерших великанов.
Гарвардский биолог Джордж Чёрч занимается проблемой воскрешения вымерших видов уже не одно десятилетие – и еще несколько лет назад заявил о принципиальной возможности возвращения к жизни шерстистых мамонтов. Исчезли они не так давно, в вечной мерзлоте сохранилось достаточно содержащих ДНК останков.
Первый полноценный экспериментальный эмбрион ученые планируют получить с использованием генно-модифицирующей технологии CRISPR/Cas9. Модифицирована будет ДНК клетки кожи слона, после чего из нее должно быть извлечено ядро и помещено в яйцеклетку, из которой предварительно удалено собственное ядро вместе с хромосомами. Интересно, что для выращивания яйцеклетки и развития эмбриона слоних использовать не планируется, вся процедура должна быть проделана ex vivo, с помощью установки «искусственной матки».
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/garvardskie-uchenye-obe...
2. Китайцы объединили в стаю тысячу дронов
Инженеры китайской компании Ehang сумели объединить в группу одну тысячу дронов. Как сообщает Global Times, демонстрация группы дронов состоялась на ежегодном фестивале фонарей в Гуанчжоу в провинции Гуандун. Беспилотниками управлял один инженер с помощью одного пульта. Во время полета дроны образовали шесть разных формаций.
Видео: https://youtu.be/4zarZ0fDelg
Во время испытаний беспилотников Perdix военные проверяли способность аппаратов самостоятельно объединяться в группы, выбирать «лидера», распределять роли и заменять друг друга в случае потерь. Все проверки признаны успешными.
Источник: https://nplus1.ru/news/2017/02/15/drones
3. Предок птиц и крокодилов оказался живородящим
Международная группа ученых выяснила, что найденные несколько лет назад в Китае останки диноцефалозавра принадлежали беременной самке. Их возраст составлял примерно 244-245 миллионов лет. В останках взрослой особи палеонтологи обнаружили окаменелости эмбриона. По словам авторов статьи, найдено первое доказательство того, что предки современных птиц и крокодилов были живородящими.
4. Вскрытие подтвердило опасность игры головой
Учёные анализировали состояние головного мозга у 14 мужчин, игравших в футбол в среднем в течение 26 лет (13 из них были профессиональными игроками и один — любителем). С 1989 по 2010 год, после окончания их футбольной карьеры, ученые следили за их когнитивными способностями. У шести из них также удалось исследовать мозг после смерти.
У всех 14 футболистов в пожилом возрасте (в среднем в возрасте 63 лет) наблюдались симптомы хронической травматической энцефалопатии. Так, у всех мужчин наблюдалась прогрессирующая деменция, у десяти из них также наблюдались двигательные нарушения, включая паркинсонизм, трудности при ходьбе и расстройство артикуляции. Еще более травматичным, чем европейский футбол, является американский футбол: примерно у 96 процентов игроков развивается хроническая энцефалопатия.
5. Вакцинация живыми плазмодиями обеспечила 100-процентную защиту от малярии
Исследователи из Университета Тюбингена и американской биотехнологической компании Sanaria объявили о создании высокоэффективной вакцины от малярии, состоящей из живых малярийных плазмодиев. В испытаниях она обеспечила 100-процентную защиту через 10 недель после вакцинации.
Как долго может сохраняться такая защита, пока непонятно. Известно, что переболевшие малярией люди, выработавшие иммунитет против заболевания, утрачивают его в течение нескольких лет после переезда из малярийных регионов. Чтобы понять, насколько продолжительную защиту обеспечивает вакцина из живых плазмодиев, нужны дополнительные исследования. Однако уже сейчас вакцина теоретически может быть использована для защиты людей, на короткое время посещающих малярийные регионы.
6. Астрономы увидели первые часы жизни сверхновой
Международная группа астрономов получила рекордно ранние спектры сверхновой в первые моменты после вспышки — всего спустя 6 часов после ее взрыва. На основании новых данных ученые подтвердили, что по меньшей мере за несколько сотен дней до взрыва массивные красные гиганты значительно увеличивают темпы выбросов массы в окружающее пространство. Наблюдения позволяют уточнить существующие модели взрывов подобных сверхновых.
Сверхновая 1987 года в Большом Магеллановом Облаке — представитель сверхновых II типа
7. Медики нашли болезнь, при которой курение полезно
Ученые объяснили редкий случай, когда курение помогло вылечить наследственную анемию. Оно устранило симптомы болезни у мужчины с очень редкой мутацией в гене, кодирующем гемоглобин.
Исследование объясняет действительно редкий случай условной пользы курения. По мнению ученых, любым другим людям оно приносит вред даже на «безопасном» уровне.
8. На Церере нашли следы органических веществ
Ученые обнаружили на Церере, самой близкой к Солнцу карликовой планете, следы органических соединений. В частности, на ее поверхности могут присутствовать земные битумы: асфальтит и керит. Работа исследователей опубликована в журнале Science.
В последнее время исследователи находят все больше следов органических соединений в Солнечной системе. Их удалось обнаружить на таких крупных объектах, как Марс, Титан, Седна, Энцелад и Плутон, кроме того, они встречаются астероидах и кометах, например на комете Чурюмова—Герасименко. Органические вещества и соединения, которые связывают с продуктами жизнедеятельности организмов, играют важную роль в космических исследованиях. Они могут указать на пригодность планет и других объектов для существования примитивной жизни, а также помочь объяснить, как жизнь возникла на Земле.
Источник: https://nplus1.ru/news/2017/02/17/ceres-organic-molecules
9. Лучшие видео недели - тёмное вещество, древние предки человека и новейшие достижения математики
- Сергей Попов: "Тёмное вещество": https://www.youtube.com/watch?v=IOHifVfhjfg
- Станислав Дробышевский: "Родня, заря и почти обезьяны": https://www.youtube.com/watch?v=AvmI8IkKCss
- Алексей Савватеев: "Новейшие математические достижения мировой цивилизации": https://www.youtube.com/watch?v=H_al-G9gyX0
Цените ваше время - при просмотре лекций рекомендуемая скорость 1,5-2
10. Бонус - статья о том, как алкоголь, сквернословие и рок-музыка связаны с уровнем вашего интеллекта
Подписывайтесь на сообщество "Наука", чтобы не пропустить следующий выпуск!
Тестовый выпуск признан удачным, поэтому продолжаю выкладывать подборку наиболее интересных новостей науки, медицины и техники за прошедшую неделю. В сегодняшнем посте: возможно раскрыта природа сна (претендент в годовую подборку), база данных "Ноева Ковчега", оценка привлекательности женского танца и многое другое.
1. Portal перенесли в дополненную реальность с помощью Hololens
Программист KennyW создал демо-версию головоломки от первого лица Portal, адаптированную для очков дополненной реальности Hololens.
KennyW с помощью Hololens смог перенести в дополненную реальность основные элементы игры Portal: Портальную пушку (ASHPD), сами порталы, а также куб-компаньон. Судя по опубликованным материалам, ASHPD создает порталы на поверхности реальных объектов, а также может переносить куб-компаньон, а если куб бросить в один портал — он вылетит из другого.
2. МГУ объявил о создании базы данных «Ноева ковчега»
МГУ имени М.В. Ломоносова создал электронный депозитарий живых организмов, сообщается на сайте университета. Система, созданная в рамках проекта «Ноев ковчег», содержит данные об образцах из биологических коллекций университета и партнеров проекта.
Идея проекта заключается в том, чтобы включить в систему максимальное количество образцов, хранящихся в музейных, университетских и других коллекциях. Для каждого образца, входящего в систему, планируется создать паспорт, содержащий подробную информацию о нем: его таксономическое положение, геномная последовательность, в коллекции какого университета или музея он хранится, кем и когда он был собран, какие существуют методики для работы с ним.
3. Ученые обнаружили ослабление синапсов во время сна (!)
Согласно «гипотезе синаптического гомеостаза», сон необходим животным, потому что усвоение нового опыта во время бодрствования происходит в основном за счет усиления, а не ослабления синаптической проводимости. Двум исследовательским коллективам из США удалось получить новые независимые подтверждения этой гипотезы. Одна работа основана на трехмерной электронной микроскопии и прямом измерении синапсов, другая — на сравнении количества рецепторов и других белков в синапсах до и после сна.
Различия синапсов во время сна и бодрствования
По сути дела, гипотеза синаптического гомеостаза предполагает, что потребность во сне — это следствие неустранимого конструктивного дефекта нервной системы животных! Нервная система не может долго обрабатывать входящую информацию, не «перегреваясь», потому что усвоение новой информации идет в основном за счет потенциации (усиления) имеющихся синапсов и появления новых, а не их депрессии (ослабления) или уничтожения.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432926/Dva_nezavisimykh_iss...
4. На Мадагаскаре нашли лысеющего от страха геккона
Зоологи из Германии и США описали новый вид геккона. У мадагаскарского Geckolepis megalepis необычайно крупные для ящериц чешуи, которые он умеет сбрасывать, чтобы спастись от хищников — так же, как другие ящерицы сбрасывают хвост.
По словам авторов, этот механизм защиты от хищников чрезвычайно эффективен: во время сбора материала геккон много раз ускользал от ученых, оставляя им только свои чешуи. Чтобы справиться с этой проблемой, исследователи использовали самые разные методы — например, пытались ловить гекконов в ловушки из ваты. Однако и при этом несколько чешуй с тела геккона всегда терялись, что сильно замедляло процесс описания нового вида.
5. Теорию происхождения Луны проверили ядерным взрывом
Летучие элементы и вода почти отсутствуют на поверхности Луны, так как они испарились в процессе гигантского столкновения. К такому выводу пришли американские и французские ученые, проанализировав породы из района, где проходило испытание первой в мире ядерной бомбы.
Во время взрыва, который был эквивалентен приблизительно 21 килотонне тротила, песок на близлежащей поверхности расплавился, превратившись в тонкий слой стекла, или тринитит. Он подвергся воздействию температур свыше 8 тысяч градусов Цельсия и давления около 80 тысяч атмосфер. По мнению ученых, эти условия близки к тем, которые возникли при формировании Луны.
Авторы работы изучили распределение одного летучего элемента, цинка, а также его изотопов в образцах тринитита. Исследователи заметили, что чем ближе к эпицентру взрыва находился тринитит, тем меньше в нем содержалось цинка и его легких изотопов.
Так как исследования образцов лунных пород показывают, что грунт Луны также содержит мало летучих элементов и соединений, в том числе и легких изотопов цинка, авторы работы считают, что их исследование свидетельствует либо в пользу большого столкновения в древности, либо в пользу существования океана магмы, возникшего после него.
6. Донорские бактерии помогли устранить запах пота
Американские и бельгийские ученые провели успешный эксперимент по пересадке донорских бактерий из подмышечных впадин для устранения резкого запаха пота.
Учёные провели эксперимент на 17 добровольцах с осмидрозом, донорами микробиоты для которых стали ближайшие родственники с нормальным запахом пота. Результаты лечения оценивал «подготовленный совет по запахам» из восьми человек. У 16 добровольцев состояние значительно улучшилось в течение месяца. Половина из них избавилась от неприятного запаха на период в три месяца и более. В настоящее время исследователи занимаются разработкой универсальной смеси бактерий, которую можно будет применять вместо донорской микробиоты.
7. Ученые зафиксировали скрытое распространение устойчивости к антибиотикам последнего ряда
Международная исследовательская группа обнаружила, что гены, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам последнего резерва, переносятся мухами, собаками и ласточками от домашних птиц к человеку.
Авторы новой статьи проанализировали образцы кишечной палочки, полученные в Китае от птиц, содержащихся на птичьих фермах, от живущих там же собак, мух и диких ласточек, а также полученные в магазинах образцы мяса. Оказалось, что четверть всех обследованных образцов содержаткишечную палочку, устойчивую к колистину, а треть — устойчивую к карбапенемам, «мощным» бета-лактамным антибиотикам.
8. В Млечном Пути нашли кандидата в экзотические черные дыры
Астрофизики из США и Австралии нашли свидетельства существования черной дыры промежуточной массы в одном из шаровых скоплений в гало Млечного Пути. Этот объект не виден в радио и рентгеновском диапазоне, однако влияет на движение окружающих пульсаров. Если в будущем исследователи смогут обнаружить и другие «промежуточные» черные дыры, то это позволит объяснить, как в молодой Вселенной возникли более крупные, сверхмассивные черные дыры.
9. Успешное испытание мужской контрацептива
Наиболее перспективным направлением поисков мужской контрацепции можно назвать использование биосовместимых гелей, которые вводятся в семявыносящий проток инъекционно и надежно перекрывают его просвет (другой гипотетический механизм действия — разрушение мембран сперматозоидов под действием электрических зарядов в молекулах геля). При необходимости гель можно вымыть из протока инъекцией растворителя.
Этот метод контрацепции, получивший название RISUG (Reversible inhibition of sperm under guidance, на русский язык чаще всего переводится как Обратимое сдерживание спермы под руководством), разработал индийский исследователь Суджой Гуха. Его препарат из сополимера стирола с малеиновым ангидридом проходит в Индии III фазу клинических испытаний. Vasalgel разработан на основе этого препарата американской некоммерческой организацией Parsemus Foundation. В ранних доклинических испытаниях на кроликах он продемонстрировал стопроцентную эффективность, а также обратимость процедуры.
10. Бонус: новость от британских учёных
Ученые назвали признаки привлекательности женского танца
Британские исследователи выяснили, какие элементы женского танца наиболее привлекательны. Оказалось, что решающее значение имеют движения таза и бедер, а также асимметрия движений конечностей.
...
Чтобы не пропустить очередной выпуск, подписывайтесь на сообщество "Наука" - нас почти 20 тысяч!
В недавнем посте "Метод Фейнмана: как по-настоящему выучить что угодно и никогда не забыть" я узнал про замечательный метод: если хочешь разобраться в какой-либо теме, надо написать всё, что ты о ней знаешь, в виде лекции для детей.
У детей в этом возрасте достаточно знаний, чтобы понять простые объяснения, но их словарный запас довольно мал, так что специальные термины придётся описывать простыми словами.
Далее надо прочитать текст и самому докопаться до сложных и непонятных моментов и попытаться их объяснить.
Если у вас сразу получилось написать объяснение, перечитайте его ещё раз и поставьте под сомнение все моменты, которые кажутся вам нелогичными, запутанными и сложными. Попробуйте расписать их подробнее, чтобы ребёнок наверняка понял, о чём идёт речь.
Ну а в конце методики есть небольшое добавление:
Если у вас есть человек, не сведущий в теме, который согласится прочитать ваши объяснения, — ещё лучше. Он сможет задать вопросы по всем непонятным моментам и помочь вам ещё больше углубить свои знания.
И знаете что? Прочитав последний абзац, я понял, что много раз пользовался этим методом, сам не замечая того, просто создавая посты на пикабу.
Это выглядит так: берёшь тему, в которой сам полностью не разбираешься, например специальная теория относительности, и делаешь на её основе научно-популярный пост. Белые пятна в познаниях обнаруживаются ещё на этапе создания, когда приходится гуглить, читать статьи и всячески подбирать материал к посту. В итоге получается та самая лекция для "детей" (на самом деле больше подходит выражение "для широкого круга читателей", суть в том что люди изначально в вопросе не разбираются)
Когда пост создан, на явные косяки указывают почти сказу
Важные но пропущенные моменты рано или поздно всплывают в комментариях
Сила пикабу в моём представлении заключается не в количестве, а в качественном составе - здесь есть специалисты по любым воспосам: физики-теоретики (такие как @andynevrov), биологи (привет @Bioluh !), юристы, бывшие следователи - любые специальности на ваш вкус.
Однако самую важную роль играют именно люди, которые просто хотят разобраться. Они тот самый человек из уточнения к методике, который находит слабые места в объяснениях и задаёт вопросы по непонятным моментам.
И дальше уже не важно, кто на них ответит, ты сам или другие спецы, в конечном итоге вопрос будет разобран по косточкам.
Поэтому метод Фейнмана пикабу эдишн выглядит так: если хотите максимально понять любую тему, лучше не делать посты типа "подскажите пожалуйста", а разбираться своими силами и делать хороший полноценный пост, а вся нужная вам информация окажется в комментариях. По собственному опыту могу сказать, что, несмотря на прочитанные ранее книги, только после создания поста на пикабу в голове появлялась более-менее ясная картина.
PS Ричард Фейнман действительно был не только выдающимся учёным-теоретиком, но и великим практиком, и в дополнение ко всему прочему писал замечательные книги:
Не далее как три года назад (с ума сойти, как летит время) я начал выкладывать на пикабу сборники новостей науки и техники за неделю. Несмотря на то, что посты пользовались спросом, меня хватило всего на 8 сборников, и на то было две причины. Во-первых, на просмотр и отбор новостей уходила уйма времени, а во-вторых в то время не было возможности совмещать в посте картинки с текстом, из-за чего приходилось компоновать весь материал в графическом редакторе. В итоге у меня уходило два-три часа на один пост, что оказалось непозволительно много.
Сейчас, после появления нормальных длиннопостов (земной поклон админу), появилось желание возродить рубрику. Конечно, может получиться, что большая часть новостей баяны, и в этом плане я сразу признаю вину. А ещё сборник будет не авторский, а в большей части нагло скопированный с сайта замечательного научно-популярного журнала Naked Science (что отражено в заголовке). Ссылки на статьи прилагаются!
Ну, пошёл первый блин:
1. На дне Индийского океана найден погибший континент
До распада суперконтинента Гондвана менее 200 млн лет назад между Индией и Мадагаскаром находилась плита небольшого континента, которая исчезла около 84 млн лет назад. Южноафриканский палеогеолог Луис Эшваль (Lewis Ashwal) и его соавторы сообщают, что им удалось найти остатки погибшего континента на современном острове Маврикий.
Ученые предполагают, что тяжелые остатки континентальной плиты, затонувшие под Индийским океаном, могут объяснять ряд гравитационных аномалий, которые наблюдаются над ним. «Континент Маврикий» мог распасться из-за движения Мадагаскара в сторону от Индии к Африке, ближе к которой он располагается сегодня. Возможно, другие его части будут найдены и на соседних с Маврикием островах Индийского океана.
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/na-dne-indiyskogo-okean...
2. Шимпанзе избили, убили и частично съели своего старого тирана
Жестокая сцена разыгралась в жаркой саванне африканского Сенегала. Жертва – самец шимпанзе по кличке Фудуко – была избита руками, камнями и палками, частично съедена соплеменниками и брошена зверям. Это уже далеко не первое кровавое преступление среди обезьян, которое наблюдают ученые, и не первое известное внутригрупповое убийство у шимпанзе.
13 лет назад положение доминирующего самца в стае занял Фудуко, могучий и грозный альфа-самец, который стал для остальных кем-то вроде тирана. Он поднялся на вершину власти еще молодым самцом при поддержке своего ближайшего соратника Мамаду, получившего «должность» беты. Однако в 2007 г. Мамаду был серьезно ранен и несколько недель восстанавливался, после чего резко упал в групповой иерархии. И это тогда плохо сказалось на лидере. Фудуко покинул стаю и несколько лет прожил в полном одиночестве, лишь в 2013 г. вернувшись и заняв место бета-самца при своем брате Дэвиде, который теперь занимал его место. Однако не всем в стае это понравилось – пятеро молодых самцов, для которых вернувшийся Фудуко стал помехой, то и дело его задирали. «Он попробовал вернуться сразу в высоком ранге, что с его стороны было величайшей глупостью», – комментирует один из приматологов.
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/shimpanze-izbili-ubili-...
3. В нашей Галактике обнаружена «спрятавшаяся» черная дыра
Исследователи из Японии пришли к выводу, что рядом с остатками сверхновой W44, расположенными на удалении 10 тыс. световых лет от нас, может находиться «спрятавшаяся» за облаком межзвездного газа черная дыра.
Открытие сделали астроном Масая Ямада и его коллеги. Специалисты изучали молекулярные облака вокруг остатков погибшей звезды. Эксперты обратили внимание на «странное» поведение облака межзвездного газа. Этот объект, получивший название «Пуля», движется против вращения нашей Галактики и имеет огромную кинетическую энергию. Скорость движения «Пули» составляет примерно 120 км/с. Ученые предложили две гипотезы, объясняющие феномен: обе они связаны с активностью гипотетической черной дыры. Так, исследователи полагают, что расположенная поблизости черная дыра могла притянуть к себе облако газа, которое образовалось после взрыва сверхновой. В этом случае масса черной дыры может составлять 3,5 массы Солнца. Второй вариант предполагает, что таинственный объект движется сквозь газовое облако, а его масса может достигать 36 солнечных масс.
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/v-nashey-galaktike-obna...
4. Капсулы Hyperloop «прогнали» на тестовом участке
Hyperloop представляет собой проект вакуумного поезда, который был предложен предпринимателем Илоном Маском в 2012–2013 годах. Система предусматривает перемещение грузопассажирских капсул по трубопроводу с низким давлением — в 9,4 килопаскаля. Из-за крайне низкого сопротивления воздуха скорость движения капсул теоретически должна достигать 1,2 тысячи километров в час.
В ходе тестов, которые прошли 27–29 января 2017 года, на полигоне SpaceX были испытаны несколько десятков моделей Hyperloop. Участники конкурса были отобраны из числа команд, которые проектировали дизайн капсул — этот этап завершился в феврале прошлого года. Всего к испытаниям допустили 30 коллективов, 26 из которых протестировали свои модели в трубопроводе.
5. Разработчики представили летающий чехол для смартфонов
Гаджет Selfly представляет собой плоский дрон, оборудованный камерой, который может крепиться на смартфон пользователя, как обычный чехол. Чтобы начать использовать беспилотник, его нужно лишь вытянуть из основного корпуса, который остается на смартфоне. После этого следует расправить сложенные двигатели и подбросить дрон вверх. Затем Selfly будет автономно зависать в воздухе и транслировать видео с камеры на смартфон пользователя. Смартфон при этом будет служить в качестве пульта управления дроном и позволит перемещать его и делать снимки (ещё одна вариация селфи-палки - прим. 2diesel).
В настоящее время разработчики начали собирать денежные средства на платформе Kickstarter для запуска новинки в полноценное производство. Кроме того, на сайте ведется прием предварительных заказов на Selfly по цене 79 долларов.
Источник: https://naked-science.ru/article/concept/razrabotchiki-preds...
6. Ученые испытали методику омоложения со смертельным исходом
Не так давно исследователи испытали методику, которая временно воздействует на гены, ответственные за рост стволовых клеток. Используя ее, ученым удалось «омолодить» не отдельные клетки и культуры, а отдельно взятых мышей целиком. Впрочем, тогда выводы специалистов были восприняты многими экспертами скептически. И сейчас исследователь из Испании Мария Бласко и ее коллеги решили перепроверить результаты. Они применили собственную методику отключения генов Oct4, Sox2, Klf4 и cMyc, которые отвечают за превращение сформировавшихся клеток в аналоги стволовых клеток зародыша.
Для эксперимента были использованы «модифицированные» мыши, у которых отвечающие за трансформацию клеток гены активировались при приеме антибиотика доксициклина. Ученые выяснили, что активация «обратного взросления» клеток в организме грызуна ведет к увеличению теломер их хромосом: иными словами, методика действительно позволяет «омолодить» животное.
При этом участвующие в эксперименте мыши быстро умирали, так как перепрограммирование соматических клеток делало их злокачественными. Отметим, что между стволовой и раковой клетками действительно есть много общего. Последняя, как известно, также способна делиться неограниченно долго. Исследователи надеются, что их эксперимент позволит узнать больше о механизме развития раковых заболеваний.
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/uchenye-ispytali-metodi...
7. Астрономы показали вращение далекой системы экзопланет
Переменная звезда HR 8799 расположена в 130 световых годах от нас в созвездии Пегаса. Она совсем молода, возраст звезды оценивается менее чем в 60 млн лет, и почти впятеро ярче Солнца. Еще в 2008 г. близ нее были обнаружены три крупные планеты, примерно в 10 раз массивнее Юпитера.
В 2010 г. в системе HR 8799 был найден и четвертый газовый гигант. Активные исследования ее продолжаются и сегодня, в том числе с помощью прямых наблюдений в инфракрасном диапазоне. Работающий в Калифорнийском университете в Беркли и NASA астроном Джейсон Вонг (Jason Wang) объединил данные, собранные в ходе нескольких лет наблюдений за системой HR 8799, в эффектную композитную анимацию.
8. Палеонтологи нашли общего предка всех позвоночных
Микроскопическая окаменелость, обнаруженная китайскими и европейскими палеонтологами, датирована возрастом около 540 млн лет назад и определена как Saccorhytus coronarius, наиболее примитивное вторичноротое. Это многоклеточное животное трудно разглядеть невооруженным глазом, его размеры не превышают миллиметра. Однако под микроскопом перед Хай Хуаном и его коллегами предстало множество великолепно сохранившихся и тонких деталей.
Существо было похоже на крошечный мешок с огромным ротовым отверстием. Ученые предполагают, что он был покрыт тонкой кожей и уже имел простую мышечную систему, которая позволяла ему сокращаться и перемещаться в морском песке в поисках пищи. При этом анального отверстия у Saccorhytus еще не было, и от отходов он избавлялся, видимо, исторгая их через тот же рот (какой милашка - прим. 2diesel).
Источник: https://naked-science.ru/article/sci/paleontologi-nashli-obs...
Ссылка на всю подборку Naked science - https://naked-science.ru/article/sci/glavnoe-za-nedelyu-o-po...
И пара интересных новостей с других ресурсов:
9. Генетики поняли, как вернуть помидорам вкус и запах, отнятые селекционерами
Современные сорта помидоров, как правило, лишены своего особенного помидорного запаха и зачастую вкуса. Это результат селекции, нацеленной на создание крупных и ярких плодов, привлекательных для глаза покупателя, в ущерб вкусу и запаху. Международная команда ученых выявила химические компоненты, влияющие на вкус и запах почти 400 сортов помидоров.
А — помидоры смородинолистного (S. pimpinellifolium, слева) и обычного (Solanum lycopersicum, справа) вида, которые оказались на лабораторном столе исследователей. В — разнообразие форм и размеров обычных помидоров S. lycopersicum.
Проведя полногеномные анализы сортов и разновидностей, удалось найти генетические варианты, отвечающие за выработку этих веществ. В результате получили перечень аллельных мутаций, на которые стоит направить селекционные усилия для создания вкусных и ароматных помидоров, столь желанных на нашем столе.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432921/Genetiki_ponyali_kak...
10. Источником материала Солнечной системы оказались гигантские звезды
Исследователи разрешили давнюю загадку, связанную с источником этих зерен, которые сформировались задолго до появления нашей Солнечной системы, и могут быть обнаружены в составе метеоритов, падающих на Землю.
В новом исследовании международная команда ядерных физиков во главе с М. Лугаро (M. Lugaro) из обсерватории Конкоя, Венгрия, смогла найти ниточку, связывающую воедино зерна пыли, входящие в состав вещества примитивных метеоритов Солнечной системы, и зерна пыли, производимые звездами асимптотической ветви гигантов. Такой ниточкой оказались ядерные реакции, превращающие пылинки одного из этих видов в другой. Исследователи обнаружили, что реакция между протоном и изотопом кислорода 17O происходит в два раза чаще, чем ожидалось. Влияние этих ядерных реакций отчетливо наблюдается в некоторых зернах пыли, входящих в состав вещества метеоритов, что позволяет разрешить загадку их происхождения, поясняют члены команды.
Источник: http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9367
На этом пожалуй закончу. А чтобы не пропустить следующий выпуск подписывайтесь на сообщество "Наука", нас уже почти 20 тысяч!
Вслед за итогами астрофизики и эволюционной биологии 2016 года представляю пост об итогах в медицине. Как и в прошлых постах текст основан на лекции с канала Культурно-просветительского центра "Архэ". Лектром выступает научный журналист и терапевт высшей категории Алексей Водовозов.
Ниже будет мой "конспект", в котором отражено примерно 10% информации из самой лекции:
1. Нобелевская премия за открытие аутофагии
Нобелевская премия по физиологии или медицине за 2016 год присуждена за открытие механизма аутофагии профессору из Японии Есинори Осуми из Токийского Технологического института. Лауреат этого года открыл и описал механизм аутофагии — фундаментального процесса удаления и утилизации компонентов клеток. Нарушения в процессе аутофагии или очищения клеток от "мусора" может привести к развитию таких заболеваний, как рак и неврологические заболевания, поэтому знания о механизме самоочищения клеток могут привести к новому и эффективному поколению лекарственных препаратов.
Аутофагия также способствует эмбриональному развитию и клеточной дифференцировке. Клетки также используют аутофагию для устранения повреждённых белков и органелл — этот механизм "контроля качества" имеет решающее значение для борьбы с негативными последствиями старения.
Источник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2805804 и https://nplus1.ru/material/2016/10/03/Ohsumiprize
2. Удаление стареющих клеток продлевает жизнь
Американские ученые получили две линии мышей, у которых можно уничтожать стареющие клетки. Благодаря такой терапии удалось отсрочить у экспериментальных животных развитие старческих болезней, оздоровить их, а также увеличить их среднюю продолжительность жизни на 17–35%.
Мыши двух генетически модифицированных линий, у которых можно уничтожать стареющие клетки, если давать им лекарство AP20187. +AP — 22-месячные мыши, которым давали лекарство в возрасте от 12 до 18 месяцев, –AP — мыши того же возраста, которым не давали лекарства.
Удаление стареющих клеток отложило у мышей формирование катаракты, а также улучшило работу почек и сердца (по сравнению с обычными мышами того же возраста). В почках при этом снизилось количество склеротических образований, а в сердце осталась неизменной масса левого желудочка, которая у стареющих мышей с возрастом уменьшается. В сердце, помимо этого, также не проявлялось обычного снижения активности генов, связанных с устойчивостью к стрессу. Наконец, удаление стареющих клеток увеличило продолжительность жизни даже тех животных, у которых развивался рак, хотя и не снизило частоту, с которой у животных появлялись опухоли. В ближайшие годы планируются испытания технологии на людях.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432688/Udalenie_stareyushch...
3. Открытие нового "диабетного" гормона - аспросина
До некоторых пор этому загадочному гормону удавалось скрываться от учёных. Но теперь специалистам не только удалось обнаружить новый природный гормон, но и выяснить, что он может помочь людям в борьбе с диабетом и ожирением.
Гормон был окончательно идентифицирован с помощью анализа ДНК двух людей с редкой болезнью под названием прогероидный синдром новорожденных (NPS). Организм таких пациентов не может накапливать жировые отложения (присутствуют и другие симптомы заболевания). Атул Чопра и его коллеги из Медицинского колледжа Бейлора выяснили, что люди с таким синдромом чувствуют себя особенно плохо, потому что у них отсутствует ранее неизвестный науке гормон. Он получил название аспросин (asprosin).
Эксперименты на мышах показали, что гормон играет важную роль в определении содержания сахара в крови, особенно между приёмами пищи. "Аспросин выделяется жировой тканью и отправляется в печень, сообщая ей, что нужно немедленно выделить глюкозу в кровь", — объясняет Чопра. После того как уровень глюкозы в крови увеличивается, выработка гормона останавливается.
Учёные, открывшие гормон, уже подали патент на его испытания: они намерены провести эксперимент по блокированию этого гормона антителами. "Мы лечим мышей с диабетом, и пока результаты получаются только положительными" (с).
Источник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2744366
4. Новый способ создания антибиотиков "с нуля"
Сегодня многие фармацевтические компании отказываются от исследований новых видов антибиотиков, так как это сложно и дорого. Не способствует улучшению ситуации развивающаяся устойчивость микроорганизмов к антибиотикам. Однако химики Гарварда придумали новый простой способ производства столь важных лекарств, ежегодно спасающих миллионы жизней по всему миру.
Учёные разбили кольца природных макролидов на составляющие, так называемые модули (восемь штук из каждого кольца). Затем, продумав заранее будущие действия, в ходе цепочки реакций они собрали эти "обрывки" в новые вещества. В итоге после пяти лет напряжённой работы исследователями Гарварда были созданы более 300 новых для науки макролидов. Полученные вещества учёные затем "скормили" культурам лабораторных бактерий и изучили оказываемый эффект. Несколько видов новых макролидов показали свою высокую эффективность в борьбе с такими сложными микроорганизмами как метициллин-резистентный золотистый стафилококк и ванкомицин-устойчивый энтерококк.
Источник: http://www.vesti.ru/doc.html?id=2755363
5. Хищные бактерии вместо антибиотиков
Команда микробиологов из Имперского колледжа Лондона и Университета Нотингема впервые продемонстрировала на практике, что для уничтожения бактерий могут быть задействованы хищные микроорганизмы вида Bdellovibrio bacteriovorus, которые давно рассматриваются в качестве "живых убийц" патогенной микрофлоры.
Учёные вводили личинкам рыбок данио-рерио палочковидные бактерии рода Shigella – возбудителей опасного заболевания шигеллёза. Развиваясь в кишечном тракте, эти микроорганизмы вызывают острую интоксикацию, они ответственны за 160 миллионов случаев заражения людей и более одного миллиона смертей ежегодно.
В своих экспериментах учёные заражали рыбок смертельной дозой штамма шигеллы M90T, устойчивого к антибиотикам — стрептомицину и карбенициллину. Следом за ним животным вводили хищных представителей рода Bdellovibrio, которые не прочь "поохотиться" на кишечную палочку и сальмонеллу. В результате численность шигеллы значительно сокращалась, после чего патогены выводились из организма естественным путём.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432884/Khishchnye_bakterii_... и http://www.vesti.ru/doc.html?id=2825704
6. Магниты против тромбов
Ученые из Университета ИТМО в сотрудничестве с Санкт-Петербургской Городской Мариинской больницей разработали уникальный препарат для лечения тромбоза. Согласно результатам экспериментов, раствор нового препарата на основе наночастиц, локализованный на тромбе с помощью магнита, сможет расщеплять образовавшиеся кровяные сгустки со скоростью до 4000 раз большей, чем существующие отечественные и зарубежные тромболитики. Попутный положительный эффект состоит в снижении дозы лекарства в десятки раз и исключения в этой связи множества побочных эффектов, часть из которых приводит к необратимым изменениям организма.
Синтезированный материал состоит исключительно из компонентов, которые уже имеют разрешение на внутривенное введение и не представляет опасности для человека. По словам Ивана Дуданова, в будущем препараты, разработанные на основе предложенного композита окажутся высокоэффективны не только для лечения тромбоза, но и для его профилактики, поскольку фермент, циркулирующий по кровеносной системе в микродозах, будет мягко и аккуратно очищать сосуды. К тому же белок, который защищен магнетитовым каркасом, сможет справляться со своими функциями очень долго, до тех пор, пока не выведется через печень как обычный метаболит.
Нет в посте, но есть в видео:
1. Высочайшая эффективность пересадки кала при тяжёлых инфекций кишечника
2. Персональная антибиотикотерапия - быстрый микрофлюидный тест на резистентность
3. 3D-печать индивидуальных лекарств
4. Игнобелевская премия в области медицины: крысы в трусах и прочее
5. Ловить покемонов полезно для здоровья, но опасно для жизни
6. Гомеопаты подали в суд на журнал "Вокруг света" и прочие скандалы 2016 года в медицине
Ну и под конец ещё раз рекомендую посмотреть видео целиком:
PS На очереди итоги в палеоантропологии! Подписывайтесь на сообщество "Наука" чтобы не пропустить следующий пост
Предыдущий пост был об открытиях в эволюции, сегодня у нас на очереди астрофизика или, проще говоря, космос. Что открыли, что узнали и ближайшая перспектива. Пост сделан на основе лекции ведущего научного сотрудника МГУ Сергея Попова, советую её обязательно посмотреть (не забываем выставлять скорость 1,5) - https://www.youtube.com/watch?v=jrVjz-qzU5Q
Ну а ниже краткое содержание для любителей не ходить на лекции, а только читать их конспект.
1. Открытие гравитационных волн
В астрофизике произошло событие, которого ждали десятилетия. После полувека поисков наконец-то открыты гравитационные волны, колебания самого пространства-времени, предсказанные Эйнштейном сто лет назад. 14 сентября 2015 года обновленная обсерватория LIGO зарегистрировала гравитационно-волновой всплеск (а в 2016 году наличие сигнала было окончательно подтверждено), порожденный слиянием двух черных дыр с массами 29 и 36 солнечных масс в далекой галактике на расстоянии примерно 1,3 млрд световых лет. Гравитационно-волновая астрономия стала полноправным разделом физики - она открыла нам новый способ наблюдать за Вселенной и позволит изучать недоступные ранее эффекты сильной гравитации.
Вверху: сигнал от события GW150914, зарегистрированный двумя детекторами LIGO, внизу: результат численного моделирования процесса для наиболее подходящих масс черных дыр.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432691/Gravitatsionnye_voln...
Мой пост об открытии: http://pikabu.ru/story/gravitatsionnyie_volnyi_instruktsiya_...
2. Первый релиз данных спутника "Гайя"
14 сентября 2016 года вышел в свет первый каталог обсерватории «Гайя» (Gaia), который аккумулирует в себе информацию о самом большом на сегодняшний день обзоре астрономических объектов всего видимого неба. Во время создания трёхмерной карты нашего Млечного Пути, «Гайя» предоставила точную информацию о позиции и яркости для 1 миллиарда 142 миллионов звёзд, а также о расстоянии и направлении движения для более двух миллионов звёзд. В ближайшем будущем планируется выпуск ещё более богатого каталога.
Карта плотности звёзд Млечного Пути, составленная обсерваторией «Гайя». Чем светлее область, тем более плотная концентрация звёзд. Тёмные участки — пыль в Галактике, сквозь которую не проходит свет. Здесь же видны артефакты и помехи — это особенности сканирования «Гайи». В следующих данных представление будет улучшено.
Источник: http://www.theuniversetimes.ru/milliard-zvyozd-mlechnogo-put...
3. Теоретически обосновано существование девятой планеты Солнечной системы
В Солнечной системе, вероятно, есть еще одна чрезвычайно удаленная планета размером с Нептун, совершающая один оборот вокруг Солнца за 10–20 тысяч лет. Сенсационную статью на эту тему опубликовали 20 января два уважаемых планетолога, Константин Батыгин и Майк Браун из Калифорнийского технологического института, проводившие детальный анализ орбит уже известных нам транснептуновых объектов.
Объекты пояса Койпера с экзотичными орбитами (черные эллипсы). Параметры их орбит хорошо объясняются существованием массивной планеты (ее орбита –красный эллипс) на большом расстоянии от Солнца. Красным цветом выделена зона обзора телескопа «Субару».
Батыгин и Браун основываются на анализе движения шести уже известных нам удаленных объектов (движущихся по необычным эллиптическим орбитам вне плоскости Солнечной системы — под углами от 60° до 150°) и уверяют, что есть лишь 0,007-процентный шанс (примерно 1 к 15 000) на то, что всё это может объясняться простым совпадением. Статистическая значимость открытия составляет 3,8 сигма. Это превышает порог в 3 сигма, значит, требует серьезного рассмотрения заявки, но еще очень далеко до 5 сигма — порога, который часто используют для оценки значимости открытия в таких областях, как физика элементарных частиц.
Источник: http://elementy.ru/novosti_nauki/432674/Na_konchike_pera_otk...
4. Опубликованы подробнейшие карты Плутона и Харона
До 2015 года карликовая планета Плутон выглядела для нас как расплывчатое пятнышко света на краю Солнечной системы. Все изменилось, когда зонд НАСА подлетел к Плутону 14 июля 2015 года. С тех пор агентство опубликовало множество красивых, детальных и удивительных с научной точки зрения фотографий ледяного мира. Новая карта собрала воедино все изображения, опубликованные на данный момент, и представляет собой глобальный обзор крупнейшей из известных карликовых планет.
Топографическая карта Плутона была создана на основе цифрового анализа стереоизображений космического аппарата New Horizons, полученных 14 июля 2015 года. Карта искусственно освещена с юга. На ней показано, что довольно большое пространство ледяной поверхности в среднем на 3 км ниже окружающей местности. Также на карте можно заметить, что угловые блоки водяного льда вдоль западного края Sputnik Planum «плавают» в ярких отложениях твердого азота.
Миссия «Новых горизонтов» открыла много удивительных новых деталей о Плутоне, включая то, что ледяной мир относительно недавно был геологически активен. Хотя большая часть поверхности Плутона покрыта кратерами, регион, неофициально известный как равнина Спутника (или «сердце» Плутона), подозрительно лишен каких-либо следов астероидных ударов.
Источник: https://nplus1.ru/news/2016/05/02/pluto-sunken-heart
5. Водяные фонтаны на спутнике Юпитера - Европе
Астрономы нашли с помощью телескопа «Хаббл» новое независимое свидетельство (предыдущее было получено ещё в 2014 году) существования гейзеров на поверхности Европы. Ученые следили за лимбом спутника во время его транзитов перед Юпитером. Во время трех транзитов из десяти астрономам удалось зафиксировать выбросы, предположительно состоящие из воды. Об этом рассказало NASA на пресс-конференции, состоявшейся в понедельник, подробности доступны на сайте телескопа «Хаббл».
Европа является одним из основных кандидатов на источник внеземной жизни в Солнечной системе. Под ледяной поверхностью Европы может скрываться подледный океан или слой вязкого льда. Соленой воды под поверхностью спутника Юпитера может оказаться в два раза больше, чем в Мировом океане на Земле. Телескоп Hubble в 2012 году впервые зафиксировал на Европе водяные гейзеры. На Земле похожие условия наблюдаются, например, на гидротермальных полях Лост Сити Срединно-Атлантического хребта.
Источник: https://nplus1.ru/news/2016/09/26/europa-ocean-hubble
6. Открыта планета у ближайшей звезды - Проксима Центавры
Международная группа астрономов заявила об открытии экзопланеты Proxima b у ближайшей к Солнцу звезды — Проксимы Центавра. Планета совершает полный оборот вокруг красного карлика за 11,2 дня и находится в обитаемой зоне звезды. Минимальная масса Proxima b составляет 1,27 массы Земли, радиус небесного тела установить не удалось. О находке ученые рассказали на пресс-конференции в штабе Южной европейской обсерватории (Гархинг, Германия).
Для поиска экзопланеты астрономы использовали метод анализа лучевых скоростей. При вращении массивная планета увлекает за собой звезду, что изменяет скорость ее движения в пространстве.
Колебания лучевой скорости Проксимы Центавра за время наблюдений
Что касается возможности существования жизни на планете, то пока о ней можно говорить с осторожностью: «Обычно считается, что красные карлики — не самые подходящие звезды для жизни. Это связано с их большой активностью. Чтобы планета попадала в зону обитаемости, она должна быть близка к звезде, и там частые и мощные вспышки (чаще и мощнее, чем на Солнце) могут быть губительны для жизни. Авторы упоминают все эти сложности, но ссылаются в первую очередь на исследования, показавшие, что и у красных карликов можно надеяться обнаружить обитаемые планеты. Так что надежда остается, хотя шансы и невелики» — резюмирует Сергей Попов.
Источник: https://nplus1.ru/material/2016/08/24/Pale-red-dot
7. Телескопом "Кеплер" открыто ещё 1284 экзопланет
10 мая ученые из NASA и Принстонского университета огласили список из 1284 новых и уже подтвержденных экзопланет (экзопланета — это планета, находящаяся за пределами Солнечной системы), обнаруженных телескопом «Кеплер» в ходе миссии К2, начатой после восстановления его работоспособности.
Гистограмма отображает статистику открытий экзопланет по годам (оранжевая полоса отвечает миссии K2)
Из подтвержденных экзопланет почти 550 относятся к числу скалистых, то есть похожих на Землю. И наконец, среди этой полутысячи зарегистрировано девять планет с похожими на Землю размерами и находящихся в так называемой зоне обитаемости, то есть там, где возможно существование воды в жидком виде.
Как бы ни сложилась судьба многострадального, но жизнестойкого «Кеплера», через два года предполагается выпустить в космос его преемника — TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), который будет более совершенным и сможет открывать уже не тысячи, а десятки тысяч экзопланет, с еще большей надежностью отвергая «самозванцев», маскирующихся под планеты.
Источник: https://www.gazeta.ru/science/2016/05/11_a_8224607.shtml
Не вошли в пост, но есть в видео:
- Прямое изображение экзопланеты в тройной системе
- Белый карлик - радиопульсар
- Пульсар в двойной системе с большой орбитой
- Вспышки магнетарного типа от RCW 103
- Галактика быстрого радиовсплеска
- Повторные быстрые радиовсплески
- Самый яркий всплеск FRB 150807
- Ультрамощные рентгеновские вспышки
- Аналоги пузырей Ферми в туманности Андромеды
- Очень массивная чёрная дыра
- Наблюдения квазара 3С273 на радиоинтерферометре Радиоастрон
Ожидания на 2017 год:
- Запуск спутников TESS и Cheops для поиска и изучения экзопланет
- Итоговые космологические данные спутника Planck
- Начало работы крупнейшего радиотелескопа FAST в Китае
- Запуск ещё одного (третьего) детектора гравитационных волн VIRGO в Италии
- Обнаружение гравитационных волн за счёт наблюдений за пульсарами
И ещё раз сама лекция для тех, кто всё-таки решит посмотреть:
На очереди итоги года в медицине и палеоантропологии, а также продолжение серии постов о происхождении жизни. Подписывайтесь на сообщество "Наука" чтобы не пропустить!
2016 год принёс ряд открытий в эволюционной биологии, само собой рассказать обо всех не получится, поэтому здесь вы найдёте подборку из 11 наиболее интересных открытий по версии известного российского учёного А. Маркова.
Любители видео-лекций могут сразу смотреть ролик продолжительностью всего 1ч 47мин от самого автора - https://www.youtube.com/watch?v=0Bcd7LkqBrQ (советую выставить скорость 1.5), а для любителей почитать предлагаю мини-обзор:
1. Синтез органики в космосе
В космосе обнаружены разнообразные органические вещества, однако о механизмах их формирования известно немного. Астрофизики и химики из Франции, Дании и Мексики экспериментально показали, что в условиях, имитирующих ранние стадии формирования планетных систем, в водяном льду с примесью метанола и аммиака под действием ультрафиолетового излучения образуются всевозможные углеводы, включая рибозу — важнейшую составную часть рибонуклеиновой кислоты (РНК) - наиболее вероятной предшественницы ДНК на ранних этапах становления жизни.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432736/Riboza_i_drugie_sakh...
2. Древнейшие следы жизни на Земле
Австралийские ученые вместе с коллегой из Англии, продолжив свои многолетние исследования осадочных пород горы Исуа в Гренландии, нашли недостающее доказательство существования древнейшей микробной жизни.
В новом местонахождении, открывшемся на месте растаявшего ледника, они обнаружили слоистые структуры, по форме и элементному составу сходные с известными строматолитовыми постройками архея. Их возраст составляет 3,7 млрд лет, и это самые древние из известных на сегодня свидетельств жизни.
Так выглядят древнейшие строматолиты — наслоения бактериальных матов, в которых органические слои (сами маты) чередуются с неорганическими (осадками).
3. В Китае найдены древнейшие многоклеточные водоросли.
Китайские палеонтологи обнаружили в мезопротерозойских карбонатных сланцах возрастом 1,56 миллиардов лет отпечатки крупных многоклеточных организмов, похожих на современные водоросли. У некоторых экземпляров сохранились стебельки и прикрепительные образования, найдены также фрагменты с хорошо сохранившейся клеточной структурой. Находки представляют собой самое убедительное на сегодняшний день подтверждение того, что в начале мезопротерозоя в морях уже существовали крупные многоклеточные эукариоты, подлинный расцвет которых начался лишь спустя миллиард лет.
Ископаемые водоросли из формации Гаоюйчжуан (1560 млн лет, Северный Китай).
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432756/V_Kitae_naydeny_drev...
4. Обычную бактерию "научили" питаться энергией света
Американские химики и биоинженеры создали «гибридную» фотосинтезирующую систему, в которой светособирающую функцию выполняют наночастицы сульфида кадмия, а живая нефотосинтезирующая бактерия Moorella thermoacetica забирает у них возбужденные светом электроны, которые она затем использует для восстановления CO2 и синтеза органики. Ожидается, что подобные биотехнические устройства, преобразующие энергию солнечного света в нужные человеку органические вещества, в дальнейшем превзойдут по эффективности и удобству использования обычные фотосинтезирующие организмы.
Схема гибридной фотосинтезирующей системы, созданной американскими биоинженерами. Бактерии Moorella thermoacetica делятся и растут, осаждая на своей поверхности наночастицы сульфида кадмия (показаны желтым цветом). В результате бактерии «фотосенситизируются», то есть приобретают способность к фотосинтезу: производству органики (уксусной кислоты) из CO2 за счет энергии света.
5. Изготовлена бактерия с синтетическим минимальным геномом
Сотрудники института Крейга Вентера сообщили о новом успехе на пути к созданию искусственных микроорганизмов с заданными свойствами. Используя разработанные ранее методы изготовления синтетических геномов и внедрения их в бактериальные клетки, исследователи создали жизнеспособную бактерию, геном которой содержит всего лишь 531 тысячу пар оснований и 473 гена — меньше, чем у любых существующих в природе микробов, способных к самостоятельному размножению.
В ходе работы стало ясно, что современные знания об устройстве клетки и функциях генов всё еще недостаточны для проектирования геномов с чистого листа, поэтому без метода проб и ошибок обойтись пока не удается. Функции 149 из 473 генов «минимального генома» неизвестны: эксперименты показали, что эти гены необходимы для устойчивого роста бактерий, но что именно они делают, еще предстоит выяснить.
Группа бактерий JCVI-syn3.0 с синтетическим минимальным геномом, содержащим всего лишь 473 гена — меньше, чем у любого другого самостоятельно размножающегося организма. Изменчивый размер клеток — одна из отличительных черт нового микроба.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432720/Izgotovlena_bakteriy...
6. Эксперимент, показывающий пользу полового размножения
Идея о том, что половое размножение ускоряет адаптацию, неоднократно подтверждалась экспериментально. Кроме того, она имеет весомые теоретические обоснования. До сих пор, однако, ход эволюционных изменений генома в бесполых и половых популяциях не сравнивался напрямую. Американские биологи придумали методику и создали генно-модифицированные штаммы дрожжей, благодаря которым эту технически сложную задачу удалось решить.
Оказалось, что при одинаковом темпе мутирования в половых популяциях за 1000 поколений закрепляется в 5 раз меньше мутаций, чем в бесполых популяциях такой же численности. Среди мутаций, закрепившихся в бесполых популяциях, встречаются вредные, тогда как в половых популяциях закрепляются только полезные мутации. Эти результаты подтверждают классические представления о том, что половое размножение ускоряет адаптацию, помогая отбору отделять полезные мутации от вредных.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432701/Polovoe_razmnozhenie...
7. Неандертальские гены влияют на здоровье современных людей
Генофонд современного внеафриканского человечества содержит небольшую примесь неандертальских генов, полученных в результате гибридизации с неандертальцами 47–65 тысяч лет назад. О влиянии этих примесей на фенотип современных людей до сих пор известно немного. Появление больших электронных баз данных по медицинской генетике позволило американским ученым оценить связь между наличием у современных европейцев тех или иных неандертальских аллелей и различными заболеваниями.
Оказалось, что неандертальские гены достоверно, хотя и не очень сильно, влияют на риск некоторых нарушений, таких как депрессия, актинический кератоз (патологическое изменение кожи под действием солнечного излучения), повышенная свертываемость крови и никотиновая зависимость. Многие из этих генов могли быть полезны нашим палеолитическим предкам, но потом стали вредными в связи с изменением условий жизни.
8. Анализ геномов показал историю заселения планеты человеком
На сайте журнала Nature опубликованы статьи трех больших международных коллективов, посвященные анализу 787 (в общей сложности) тщательно отсеквенированных человеческих геномов, представляющих популяции со всего мира, включая самые глухие его уголки. Проделанная работа позволила уточнить и дополнить представления об истории заселения Евразии и Австралии людьми современного типа, а также о гибридизации наших предков с неандертальцами и денисовцами.
Доля неандертальской (вверху) и денисовской (внизу) ДНК в геномах людей из разных регионов. На нижней карте более яркими красными точками показаны геномы жителей Океании с очень большой (до 5%) денисовской примесью.
В частности, удалось показать, что аборигены Австралии и Новой Гвинеи в основном являются потомками той же самой волны выходцев из Африки, которая дала начало современным европейцам и азиатам, однако в их геномах обнаружена также небольшая примесь генов другой популяции сапиенсов, вышедшей из Африки существенно раньше. Возможно, эта же популяция была и источником архаичной сапиентной примеси, обнаруженной недавно в геноме алтайского неандертальца.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432841/Novye_genomnye_danny...
9. Ритуал у шимпанзе
В ходе наблюдений за 34 сообществами диких шимпанзе обнаружен неизвестный ранее тип «ритуализованного» поведения. На территориях четырех сообществ имеются особые деревья, в дуплах и у корней которых набросано множество камней. Как выяснилось, шимпанзе систематически колотят камнями об эти деревья, швыряются в них, забрасывают камни в дупла и расщелины между корнями. Эти действия сопровождаются специфическими «долгими криками», взъерошенной шерстью (пилоэрекцией) и другими признаками эмоционального возбуждения.
«Ритуализованное» бросание камней у шимпанзе. Вверху — три типичных варианта поведения: забрасывание камня в дупло или расщелину между корнями (tossing), швыряние камня с силой об ствол (hurling), стучание камнем по стволу (banging). Внизу: созданные обезьянами скопления камней в дуплах и у оснований стволов.
Наличие или отсутствие данного поведения в сообществе шимпанзе не связано с частотой встречаемости дуплистых деревьев или доступностью камней. По-видимому, оно определяется культурной традицией. Не исключено, что эти действия представляют собой усовершенствованный вариант типичных для шимпанзе мужских демонстраций, но возможны и другие интерпретации.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432707/U_shimpanze_est_spet...
10. Не все каменные орудия на самом деле орудия
Чернополосые капуцины часто пользуются деревянными и каменными орудиями, в том числе для колки орехов и выкапывания корешков. Наблюдения за дикими капуцинами в национальном парке Серра-да-Капивара в Бразилии показали, что эти обезьяны любят колотить камнем по камню, производя отщепы с острыми краями и оббитые ядрища, неотличимые от примитивных орудий ископаемых гоминид.
Смысл этого поведения неясен: получающиеся отщепы никогда не используются обезьянами и, по-видимому, вовсе их не интересуют. Открытие показало, что наличие подобных артефактов в археологических слоях еще не доказывает, что изготовившие их приматы занимались целенаправленным производством орудий для последующего использования.\
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432859/Yuzhnoamerikanskie_o...
11. Найден предок эукариот (!!!)
Современные методы метагеномного анализа уже позволяют собирать из фрагментов ДНК, выделенных из проб воды, донных осадков, почвы и других сред, целые геномы микроорганизмов, в том числе новых для науки. В 2015 году таким способом были открыты локиархеи — неизвестная ранее группа архей, близкая к эукариотам. Целенаправленный поиск микробов, родственных локиархеям, привел к обнаружению большой и разнообразной группы, заслуживающей ранга надтипа и получившей название «Асгард». В эту группу, помимо описанных ранее локиархей и торархей, входят два новых типа: одинархеи и хеймдалльархеи. В геномах асгардархей закодировано множество белков, ранее считавшихся характерными только для эукариот, в том числе многие компоненты цитоскелета, а также молекулярные системы, отвечающие за везикулярный транспорт и убиквитин-зависимую деградацию белков.
Эволюционное дерево асгардархей, для которых удалось собрать значительную часть генома, и распределение белков, ранее считавшихся уникальными для эукариот (ESP). Показаны белки, связанные с обработкой генетической информации (репликация, транскрипция, трансляция), цитоскелетом, транспортом веществ при помощи мембранных пузырьков, убиквитин-зависимой деградацией белков и гликозилированием белков (которое у эукариот осуществляется на мембранах эндоплазматического ретикулума). Черные кружки — наличие белка установлено надежно, серые — предположительно, белые — белок не обнаружен.
Никто пока не видел асгардархей под микроскопом, но геномные данные указывают на более сложную организацию их клеток по сравнению с обычными прокариотами. Предки эукариот почти наверняка были асгардархеями, возможно, близкими к хеймдалльархеям. Открытие показало, что ряд шагов в сторону усложнения организации был сделан предками эукариот задолго до приобретения митохондриального симбионта.
Источник - http://elementy.ru/novosti_nauki/432910/Opisan_novyy_nadtip_...
PS Если формат понравится, сделаю подобный обзор открытий в палеонтологии, астрофизике и медицине
Думаю, для многих будет сюрпризом, что о происхождении жизни на сегодняшний день известно не просто много, а очень много. В самых общих чертах схема так называемого абиогенеза выглядит примерно так:
(на картинке генетический кот)
Ну а если серьёзно, то там там такие физико-химические дебри, что придётся написать миллион с половиной постов чтоб раскрыть хотя бы часть темы. Чтобы сразу всех не распугать формулой ацетилкофермента А, сделаю этот пост нежно-подготовительно-вводящим.
Глава 1. Как звёзды весь космос запылили
Символично будет начать с самого начала. Не жизни, не Земли, и даже не солнца, а целой вселенной. Дело в том, что у учёных есть очень крутой прибор, который называется спектрометр.
Тут наверно все в курсе что он такое, но я на всякий случай напишу - когда в прибор попадает излучение горячего тела, он раскладывает его на линии, и можно увидеть из чего это самое тело состоит. Благодаря этому мы можем легко вычислить состав звёзд:
(у каждого элемента свой набор полосок, которые надо найти в самом верхнем спектре)
И когда учёные взглянули на самые древние звезды и газовые облака, они обнаружили линии только нескольких химических элементов, в основном водорода и гелия. Всё. Впрочем, для образования звёзд кроме водорода ничего и не надо. Вообще это одно из главных следствий теории большого взрыва - когда-то вселенная была всего лишь большим раскалённым облаком протонов (протонный газ), и только после расширения и остывания водород в ней выпал в осадок и, из-за высокой температуры, частично синтезировался в гелий.
Тут всё логично.
А все остальные элементы? Их же должно быть как минимум побольше:
Так вот, запомните такой расклад: первые два элемента - водород и гелий - были изначально, элементы с лития по железо (плюс ещё больше гелия) возникли в термоядерных реакциях в течение жизненного цикла обычных звёзд. А почти всё, что тяжелее, то есть начиная с Никеля, возникло, по-видимому, в результате взрывов умирающих звёзд, которые парадоксально называются сверхновыми.
(последствия взрыва сверхновой)
А совсем тяжёлые элементы типа золота или платины, массово образуется при катастрофическом столкновении нейтронных звёзд - "трупиков" больших звёзд, остающихся после взрыва, в которых сжатие настолько велико, что разделило атомы вещества на элементарные частицы (эдакие недо-чёрные дыры).
Думаю, теперь вы понимаете (если до этого вдруг не знали), почему золото такое редкое, а водород наоборот так распространён.
Из всего этот есть одно красивое следствие - все атомы кроме водорода в наших телах образовались после взрывов звёзд. А золотые украшения - продукт другой масштабной космической катастрофы. Эта мысль, когда её узнаёшь в первый раз, действительно удивляет, однако научности в ней немного, в основном красота. Поэтому предлагаю присмотреться к другому следствию.
Глава 2. Четыре элемента
Благодаря тому же спектр-анализу было определено соотношение элементов во вселенной.
Можно предположить, что первыми идут элементы, расположенные по порядку из таблицы Менделеева -
1 Водород, 2 Гелий, 3 Литий, 4 Бериллий, 5 Бор, 6 Углерод....
Но особенности синтеза и свойства химических элементов меняют картину, поэтому первые два места те же (вселенские старожилы водород и гелий), а дальше расклад меняется:
1 Водород, 2 Гелий, 8 Кислород, 6 Углерод, 10 Неон, 7 Азот....
Пока такой расклад нам ни о чём не говорит. В первой шестёрке химически активные водород, кислород, углерод, азот и бесполезные неон с гелием, которые даже химических связей образовывать не умеют.
А теперь сделаем небольшой финт ушами и рассмотрим распределение элементов в человеческом теле:
И да, на первых местах (без учёта химически бесполезных неона и гелия) те же элементы: кислород, углерод, водород, азот.
Тут кто-нибудь должен сказать: "и чо здесь удивительного? самые популярные элементы они и в Африке самые популярные". Однако же это будет ошибочным утверждением. В Африке, и вообще на планете Земля, самые распространённые элементы это кислород, железо, кремний и магний, а ближайшие к поверхности слои Земли состоят в основном из кислорода, кремния, алюминия и железа. Только один из этих химических элементов - кислород - входит в список самых распространенных во Вселенной.
Когда мы заглядываем в земные океаны, почти целиком сделанные из водорода и кислорода, нам кажется удивительным, что в список самых распространенных в мире элементов также входят углерод и азот, а не хлор, сода, сера, кальций или калий, которые являются самыми распространенными элементами из растворенных в океанической воде.
Распределение элементов в живых организмах на Земле напоминает состав звезд. И гораздо больше, чем оно напоминает состав самой Земли.
Глава 3 - Куда уходят корни
Иногда, читаю научно популярную литературу, удивляешься - откуда учёные настолько много знают о прошлом нашей солнечный системы.
И тут есть три источника информации - это анализ вещества Земли и других планет - тут спасибо Curiositу.
Непосредственный анализ метеоритов и комет, в том числе в космосе. На фото комета Чурюмова — Герасименко (фото сделано на "Розетту")
И третий способ - непосредственное наблюдение на зарождающимися звёздами и протопланетными дисками, а также за последствиями взрывов сверхновых.
Собственно именно благодаря наблюдениям, мы знаем, что когда звезда взрывается, разбрасывая вещество вокруг себя, она создаёт настоящую фабрику органических веществ. Раньше считалось, что выход органики в холодном космосе должен быть минимален, но факты говорят об обратном - газопылевые облака насыщены простой и сложной органикой (под органикой подразумевается естественно не жизнь, а соединения на основе углерода). Разгадка таилась в квантовых эффектах, возникающих при температуре около абсолютного нуля, которые делали энергетически невозможные реакции более чем возможными.
А наше солнце по составу типичная звезда второго поколения, возникшая на наследии взорвавшейся звезды-предшественника. Поэтому солнечный протопланетный диск уже был насыщен различными соединениями углерода, и именно они могли дать основу первым молекулам, претендующим на звание жизни (см. недавнюю новость - https://lenta.ru/news/2015/04/09/proto/).
В свою очередь, планета Земля образовывалась благодаря спекающимся частицам из веществ на основе железа, кремния, магния и их оксидов. Поэтому у нас с нашей планетой такой разный состав. Четыре заветных элемента (H, O, C, N) и их органические соединения подключились к формированию планеты под конец, выпадая с кометами и метеоритами, или притянувшись к уже образованной планете.
Судя по всему, хоть первичная органика и пришла к нам из космоса, основная фабрика сложной органики, собственно как и зарождение жизни, произошло именно на Земле. Где и как именно - об этом в следующей части.
***
На этот введение в абиогенез можно закончить, дальше будет больше конкретики, ну и посты станут посложнее. Если кому-то захочется узнать всё и сразу, советую не ждать постов от меня, а прочитать недавно вышедшую книгу М. Никитина "Происхождение жизни. От туманности до клетки", на которой я и основываюсь.
(Пожелание истинным пиратам: автор есть в вк и если книга понравится, деньги можно перевести лично ему)