ScienceFirstHand

Экспонат Гонконгского исторического музея (КНР)

И сегодня далеко не все на планете имеют возможность пользоваться благами цивилизации, что уже говорить о наших далеких предках из плейстоцена, которым приходилось регулярно голодать, мерзнуть, отбиваться от хищников… Добавьте к этому необычно много врожденных дефектов развития, в том числе серьезных, что можно увидеть при изучении ископаемых антропологических находок. Объяснение этому феномену предложил палеонтолог, профессор Э. Тринкаус из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (США)

Ученые-палеонтологи обратили внимание на тот поразительный факт, что среди скелетных останков древних людей встречается подозрительно много деформированных, причем причиной этих патологий были не травмы или возрастные изменения, а аномалии развития. Например, искривленные кости рук и ног, измененные зубы, карликовость… Был также обнаружен детский череп с признаками гидроцефалии – заболевания, при котором в мозге скапливается жидкость, в результате чего еще мягкие детские кости раздвигаются, и голова приобретает характерную форму.

В распоряжении ученых сейчас имеются останки 66 человек со скелетными аномалиями, представителей разных подвидов Homo, живших около 200 тыс. лет назад. Среди них – останки как детей, так и взрослых. Эти находки свидетельствуют, что древние люди, по-видимому, не бросали своих не слишком здоровых сородичей и в меру сил заботились о них. Кстати, вышеупомянутому ребенку с гидроцефалией на момент смерти было 3–4 года, и удивительно, как он дожил до этого возраста, имея такое тяжелое заболевание.

Расчеты показали, что примерно две трети этих «первобытных» аномалий у современных людей встречаются очень редко (в целом менее чем у 1%), а пятая часть сегодня вообще не встречается.

Что же провоцировало такое частое рождение детей с уродствами? Может быть, плохое питание беременных женщин, из-за чего ребенок развивался «с ошибками»? Однако недостаток тех или иных питательных веществ должен бы привести к системному повреждению скелета, а не к изменениям отдельных костей.

Согласно другой гипотезе, люди с подобными отклонениями могли быть в своем племени своего рода колдунами и шаманами, и хоронили их с особой тщательностью, так что тела могли сохраняться с большей вероятностью, чем тела обычных соплеменников. Однако не во всех захоронениях были обнаружены свидетельства каких-то особенных погребальных обрядов.

На сегодня самой вероятной причиной большого числа аномалий развития у древних людей представляется практика инбридинга, т.е. близкородственных скрещиваний. В то время такие брачные отношения были практически неизбежны в силу того, что популяции людей зачастую были небольшими и довольно изолированными, хотя известны и исключения. Аргументами в пользу этой гипотезы служат признаки морфологического родства некоторых из обнаруженных индивидуумов, а также низкое генетическое разнообразие среди древних людей, как показывает анализ древней ДНК.

Конечно, подтвердить эти выводы мог бы анализ той же ДНК из останков с костными аномалиями, однако при подготовке к нему многие из этих образцов будут уничтожены, и ученые не считают, что на данный момент такое разрушительное исследование является оправданным.

Фото: https://commons.wikimedia.org

Эпиорнис. Реконструкция

Легендарные нелетающие эпиорнисы, которые считаются прообразом сказочной птицы Рух, вымерли на Мадагаскаре еще несколько сотен лет назад. Однако и в наши дни эти гиганты птичьего мира являются объектом исследования зоологов, генетиков и даже археологов. В местном фольклоре птицы упоминаются под названием, которое переводят как «птица с острым зрением». Однако, похоже, в реальности дело было с точностью до наоборот

Об эпиорнисах (семейство Aepyornithidae) мы сегодня знаем не слишком много – почвы и климат о. Мадагаскар не способствуют сохранности останков. Однако нет сомнений, что они были самыми крупными птицами на Земле, недаром их прозвали еще слоновыми птицами: внешне напоминая перекормленного страуса, самые крупные представители этого семейства достигали более 3–5 м в высоту и свыше полутонны весом.

До появления на острове человека, что, как считали еще недавно, произошло примерно 2–4 тыс. лет назад эпиорнисы были там доминирующими наземными позвоночными и не имели естественных врагов. В первых веках нашей эры на Мадагаскар приплыли представители австронезийского населения, а позже – африканских банту. Предполагается, что именно эти переселенцы стали виновниками постепенного вымирания слоновых птиц, охотясь на них и собирая яйца. Судя же по последним данным, эпиорнисы были желанной добычей человека уже по крайней мере 10 тыс. лет назад, как показывают следы на ископаемых костях, оставленные каменными орудиями. Так или иначе, слоновые птицы благополучно вымерли к XVIII в.

В местном фольклоре эпиорнисы упоминаются под названием, в переводе означающим «птица с острым зрением». Но когда в 1942 г. ученые попытались по косвенным данным определить, как был устроен мозг этих птиц, то выяснилось, что зрительные доли у них были маленькими, а обонятельные – крупными. Это означало, что зрение слоновых птиц было неважным, но компенсировалось развитым обонянием.

Сейчас ученые из Техасского университета в Остине (США) проверили эти выводы с помощью метода компьютерной томографии. Изучив особенности рельефа внутренней стороны черепной коробки двух видов эпиорнисов (A. maximus и A. hildebrandti), они реконструировали птичий мозг и сравнили структуры, связанные со зрением и обонянием, с размерами соответствующих отделов мозга других видов птиц.

Зрительные доли мозга слоновых птиц действительно оказались малы. Что касается обонятельного мозга, то он был достаточно велик у A. maximus, что характерно для лесных птиц. Однако у A. hildebrandti он оказался относительно небольшим: исследователи предполагают, что его уменьшение произошло в процессе эволюции, когда птицы переселились на открытые пространства.

До недавнего времени считалось, что ближайшими родственниками эпиорнисов являются ныне вымершие моа, обитавшие в Новой Зеландии, из чего следовало, что эпиорнисы, как и эти гиганты, вели дневной образ жизни. Но проведенный несколько лет назад сравнительный анализ геномов разных видов птиц позволил сделать вывод, что слоновые птицы генетически были ближе к киви – нелетающей новозеландской птице размером с крупного бройлера. Киви, также имеющая небольшие зрительные доли и крупные обонятельные луковицы, ведет ночной образ жизни. Сходные особенности мозга имеет еще один эндемик Новой Зеландии – находящийся под угрозой исчезновения какапо, или совиный попугай, также ночная нелетающая птица.

По мнению ученых, подобная редукция зрения происходила только у нелетающих птиц: в воздухе все-таки надо видеть, куда летишь – обоняние тут не поможет. Можно также предположить, что эпиорнисы, подобно киви и какапо, были активны только по ночам. Не исключено, что именно это свойство позволило таким видным и при этом практически слепым птицам долгое время обитать рядом с людьми после заселения Мадагаскара.

Фото: https://es.wikipedia.org

Сколько раз уже говорили, что ожирение несет реальную угрозу нашему здоровью, провоцируя развитие тяжелых заболеваний, таких как сахарный диабет 2-го типа, гипертоническую болезнь и комплекс нарушений обмена веществ, известных как метаболический синдром. С другой стороны, мы видим, что есть немало людей с избыточным весом, не страдающих этими патологиями, на фоне не меньшего числа больных людей с нормальным весом. Узнать больше о причинах этого феномена позволили результаты недавнего исследования, проведенного командой ученых из разных стран

Арифметика ожирения проста: по той или иной причине мы потребляем больше калорий, чем тратим, и эта неизрасходованная энергия запасается в клетках жировой ткани. Жировая ткань у человека располагается в разных местах: под кожей, в брюшной полости, в забрюшинном пространстве вокруг внутренних органов. В связи с этим различают два типа ожирения: периферическое, когда жир откладывается в основном под кожей, и центральное, когда он концентрируется преимущественно вокруг внутренних органов. Именно с последним типом ожирения обычно связывают проблемы со здоровьем.

Это последнее утверждение недавно получило серьезное подкрепление со стороны генетиков. О существовании генетических вариаций, способствующих ожирению, но при этом снижающих риск развития сопутствующих патологий, а также об их связи с распределением жировой ткани по организму, было известно давно. Чтобы детализировать эту информацию, ученые обратились к данным Британского биобанка (UK Biobank), где хранятся медицинские сведения о примерно полумиллионе человек в возрасте от 37 до 73 лет.

Исследователи сопоставили генетические характеристики человека с наличием у него клинических и биохимических признаков диабета, сердечно-сосудистых заболеваний и риском развития инсульта, а также с данными о распределении жировой ткани, полученными методом магнитно-резонансной томографии. В результате они выявили 14 генетических вариантов, связанных со «здоровой полнотой», семь из которых были ранее неизвестны. И оказалось, что во всех этих «благоприятных» случаях у человека наблюдалось преимущественно периферическое ожирение.

Это исследование дало еще одно подтверждение, что характер распределения жира по организму с точки зрения риска развития сопутствующих болезней зачастую оказывается намного важнее, чем его абсолютное количество. И это еще один повод серьезно задуматься брутальным обладателям «пивного живота», который угрожает его носителям не только диабетом и инсультом, но и бесплодием.

Фото: https://www.maxpixel.net

Атеросклероз сердечной артерии приводит к ее сужению – ткани сердца начинают испытывать недостаток кислорода

«Склероз замучил!» – восклицаем мы в сердцах, когда забыли нужный адрес, ключи, включенный утюг… В шутку или взаправду, речь при этом идет об атеросклерозе – широко распространенном хроническом заболевании кровеносных сосудов, при котором их стенки утолщаются, а просвет сужается, так что органы, включая головной мозг, начинают испытывать кислородное голодание. Катастрофические последствия атеросклероза – инсульт, ишемия и инфаркт миокарда. Несмотря на огромное число работ, посвященных причинам и механизмам развития атеросклероза и связанных с ним патологий, ученые до сих пор не выработали единой позиции, и периодически их обсуждение принимает довольно жесткий характер

Атеросклероз считается многофакторным заболеванием: его возникновение связывают с неправильным образом жизни, включая переедание, ожирением, плохой наследственностью… Среди основных факторов риска медики выделяют нарушения обмена холестерина – природного жироподобного вещества, полициклического спирта. Это органическое соединение выполняет в нашем организме довольно обширный набор функций. Например, он участвует в синтезе стероидных и половых гормонов, желчных кислот, влияет на синтез витамина D в коже. Но прежде всего холестерин является необходимым компонентом клеточных мембран, от которого зависит степень их подвижности и проницаемости.

В крови холестерин обычно циркулирует в виде белково-липидных комплексов, так называемых липопротеинов низкой (ЛПНП) и высокой плотности (ЛПВП). Первые отвечают за транспорт холестерина в клетки органов и тканей, и именно они откладываются в стенках сосудах, формируя атеросклеротические бляшки. Так что их избыток в крови считается плохим признаком, свидетельствующим о повышенном риске развития тяжелых заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Так как большая (до 80%) часть холестерина синтезируется прямо «на месте», непосредственно в организме, а не поступает с пищей, то в угрожающей здоровью ситуации кажется логичным заблокировать его синтез. Делается это с помощью статинов, однако эти лекарства достаточно токсичны, не говоря уже о том, что принимать их пациенту приходится пожизненно: при прекращении приема развивается эффект отмены, усиленная наработка ферментов синтеза холестерина и резкий скачок его концентрации в крови.

Такое представление об участии «плохого» холестерина в развитии сердечно-сосудистых заболеваний, как и назначение статинов в качестве основной профилактики этих болезней, на сегодня является мейнстримным направлением в этой области медицины. Однако все чаще раздаются голоса несогласных: от относительно мягких высказываний в духе «все сложнее, чем казалось» до достаточно резких.

Примером последних может служить вышедшая недавно статья большого коллектива ученых из разных стран, в которой приводятся обоснованные сомнения в том, что именно «плохой» холестерин вызывает атеросклероз, а также ставится вопрос о правомочности использования статинов. Исследователи считают, что данные в пользу наличия причинно-следственной связи между высоким уровнем «плохого» холестерина и сердечно-сосудистыми заболеваниями ошибочны, так как при их анализе использовались некорректные статистические методы, а исследования, не подтверждающие эту гипотезу, игнорировались. То же относится к пользе применения статинов для профилактики этих болезней.

Ученые специально подчеркнули, что в своей публикации они не планировали давать конкретные медицинские рекомендации – ими двигало желание донести информацию, которую они сочли жизненно важной для многих людей.

Фото: https://en.wikipedia.org

Содержание кислорода в атмосфере Земли значительно менялось на разных этапах эволюции биосферы. В мезозое, когда на планете господствовали динозавры, оно в полтора-два раза было ниже нынешних 20%. Учитывая, что все животные получают энергию в результате окисления питательных веществ кислородом воздуха, возникает вопрос: как могли динозавры не просто существовать в таких условиях, но и передвигаться со скоростью, достигающей десятков километров в час? Оказалось, что эти зачастую массивные животные могли быть хорошими бегунами благодаря особому, «птичьему» строению легких

Как известно, полет требует гораздо больших затрат энергии по сравнению с перемещением по земле, что означает и потребность в большем количестве кислорода. Поэтому птицы имеют такую необычную и сложную дыхательную систему. У этих покорителей воздушного пространства воздух проходит через легкие практически непрерывно, на вдохе и на выдохе, что обеспечивается специальными воздушными мешками, соединенными с бронхами. Сами же птичьи легкие относительно невелики и малоподвижны: они прирастают к ребрам и позвоночнику, а процесс дыхания осуществляется благодаря расширению и сужению грудной клетки в результате работы грудных мышц. При вдохе воздушные мешки расширяются, засасывая воздух, который затем нагнетается на выдохе в легкие.

Появились ли такие «суперлегкие» только у птиц, или они были уже и у их «родственников» динозавров? Палеонтологи давно спорят по этому вопросу, и аргументы в этой дискуссии можно найти при изучении окаменевших останков древних животных.

Ученые из Великобритании и США, используя компьютерное моделирование, недавно сравнили фрагменты скелета различных современных видов птиц, крокодилов и ископаемых динозавров. В результате они пришли к выводу, что многие динозавры, в том числе велоцираптор (от слова velox – быстрый) и крупный плотоядный спинозавр, имели дыхательную систему, похожую на птичью, т.е. с неподвижными легкими, прикрепленными к скелету.

Аналогичные результаты получили китайские исследователи, обнаружившие ископаемые окаменевшие останки птицы Archaeorhynchus spathula, обитавшей на планете в период раннего мела, примерно 120 млн лет назад. Уникальность этой находки в том, что наряду со скелетом частично сохранились и внутренние органы. Судя по этим останкам, легкие древней птицы были похожи на легкие современных представителей этого класса.

Так что птичье «двойное дыхание» – вовсе не современная выдумка эволюции, а довольно давнее изобретение, сделанное еще пару сотен миллионов лет назад.

Фото: https://zh.wikipedia.org