Загадка эволюции: хоббит с острова Флорес
Обнаруженные в 2003 году останки древнего карликового человека всколыхнули научный мир. Ученые принялись проводить исследования и анализировать данные, чтобы понять, к какому известному виду человеческих предков можно причислить «хоббита» с индонезийского острова Флорес.
Официально он получил название Homo floresiensis (Человек флоресский) в связи с местом обнаружения его останков. А «хоббитом» его прозвали из-за маленького роста. Как определили ученые, взрослый человек флоресский был не выше 1,1 метра. Вот только к какому виду предков современного человека он относится? Поиск ответа на этот важный вопрос потребовал продолжительного времени.
Изначально специалисты предполагали, что «хоббит» относится к человеку разумному (Homo sapiens), а его маленький рост обоснован врожденным заболеванием – микроцефалией, при котором головной мозг, тело и голова человека имеют сильно уменьшенные объемы и размеры. Большинство ученых склонялось к версии, что человек флоресский является эволюционным потомком человека прямоходящего (Homo erectus).
Но более детальное исследование специалистов национального университета Австралии показало, что «хоббит» вполне мог быть подвидом человека умелого (Homo habilis), а его развитие проходило по параллельной родовой ветке. При этом человек флорессский выступает в роли самого первого выходца из Африки из числа известных мировой науке.
По словам ведущего автора исследования антрополога Деби Агью, ранее высказанные версии о связи «хоббита» с человеком прямоходящим и разумным не имеют под собой достаточной доказательной базы. А вот анализ более 130 контрольных точек, расположенных на всем скелете «хоббита» — от костей рук и ног до черепа и зубов, подтверждает версию австралийских ученых. Установленные детали демонстрируют, что флоресский человек имел более примитивное развитие, чем человек прямоходящий, и это не было связано с регрессивным процессом (прим. некоторые ученые считают, что флоресский человекий появился в следствии регресса, обратного развития в силу определенных причин, человека прямоходящего)
По мнению антропологов, человек флоресский мог отделиться от человека умелого, проживавшего на Земле почти 2,1-1,5 миллиона лет назад, около 1,75 миллиона лет назад. При этом обнаруженные останки «хоббита» имеют возраст не более 54 000-100 000 лет, что говорит о том, что обнаруженный человек флоресский мог быть одним из последних представителей данного вида.
Метод статистического моделирования, по словам одного из исследователей – профессора Майка Ли, говорит, что с 99-100% уверенностью можно отделить «хоббита» и от человека разумного, и от человека прямоходящего. Вероятно, человек флоресский появился на территории Африки, а в дальнейшем мигрировал в поисках пропитания или новых территорий. Процесс эволюции происходил, скорей всего, уже по пути следования, что дает шанс на получение в дальнейшем новых доказательств правоты версии австралийских антропологов.
Источник: https://bigmeh.ru/?p=2158
Эволюция: если это тупо, но работает, значит это не тупо!
Дизентирийная Амёба
Но один из видов
паразитирующих в кишечнике человека амеб — дизент
ирийная амеба (Entamoeba histolytica) может
вызвать у человека тяжелое заболевание — осо
бую форму кровавого поноса (колита), болезни, носящей название амебиоза.
Дизентерийные амебы живут в толстом кишечнике человека. Это очень мелкие (по сравнению,
например, с только что описанной амебой протеем) простейшие. Размеры их 20—30 мкм. При
изучении живой амебы под микроскопом ясно вид
но, что У нее резко разграничены экто- и эндо
азма, причем зона эктоплазмы относительно
широка. Дизентерийная амеба характе
ризуется очень активной подвижностью. Она образу
ет немногочисленные короткие широкие псев
подии, в формировании которых принимает
частие почти исключительно эктоплазма.
Дизентерийная амеба широко распространена по вс
ему земному шару. В зависимости от географи
ского положения процент зараженности людей
этим паразитом варьирует в среднем от 10 до 30. Но заболевание амебиазом встречается редко
и приурочено преимущественно к субтропическим и
тропическим районам земного шара. В умерен
ых и северных широтах в подавляющем большинстве случаев дело ограничивается носит
ельством (возбудитель заболевания присут
ствует в организме хозяина, но не вызывает патологических явлений). Клинически выраженные
формы амебиаза— большая редкость.
Почему же такое расхождение между частотой
встречаемости паразита и частотой вызываемого
им заболевания? Дело в том, что далеко не всегда
наличие дизентерийной амебы в кишечнике чело
века сопровождается болезненными явлениями.
В большинстве случаев она не наносит своему
хозяину-человеку никакого вреда. Она живет
в просвете кишечника, активно двигается и пита
ется бактериями.
Иногда амеба меняет поведение. Она активно
внедряется в стенки кишечника, разрушает эпи
телий, выстилающий кишку, и проникает в сое
динительную ткань. Стенки кишечника изъя
вляются, что приводит к тяжелой форме кроваво
го поноса. Амебы, проникише в ткани, меняют и
характер своего питания. Вместо бактерий они
начинают активно пожирать красныекровяные
клетки (эритроциты). В цитоплазме амеб скап
ливается большое количество эритроцитов на разных стадиях переваривания. Медицине известны некоторые специфические лекарствен
ные вещества, убивающие амеб. Если не прибе
гать к лечению, то амебиаз переходит в хроническую форму и, вызывая тяжелое истощение орга
низма человека, иногда приводит к смертельному
исходу.
До сих пор остаются неизвестными причины,
которые превращают безобидного «квартиранта»
кишечника в «агрессивного» пожирателя тканей.
Высказывалось предположение, что существуют
разные формы дизентерийной амебы, не отличаю
щиеся друг от друга по строению.
Одни из них, распространенные в умеренном и
северном поясе, редко переходят к паразитизму
в тканях и почти всегда питаются бактериями.
Другие — южные — относительно легко стано
вятся «агрессивными» пожирателями тканей.
Каким образом дизентерийная и другие амебы,
паразитирующие в кишечнике человека, попадают
в организм хозяина? Активно подвижные формы
амеб могут жить только в кишечнике человека.
Будучи выведены из него, например в воду, в
почву, они погибают очень быстро и не могут слу
жить источником заражения. Заражение осуще
ствляется особыми формами существования амеб—
цистами. Посмотрим, как происходит у ди
зентерийной амебы процесс формирования цист.
Попадая вместе с содержанием толстого кишеч
ника в его нижние отделы и в прямую кишку,
амебы претерпевают значительные изменения.
Они втягивают псевдоподии, выбрасывают пи
щевые частицы, округляются. Затем эктоплазма
выделяет тонкую, но прочную оболочку. Этот
процессе представляет собой инцистирова
ние.
Одновременно с выделением оболочки цисты
претерпевает изменение и ядро. Оно дважды
последовательно делится, причем деление ядра не
сопровождается делением цитоплазмы. Таким об
разом образуются характерные для дизентерийной
амебы четырехъядерные цисты. В таком
виде вместе с фекальными массами цисты выво
дятся наружу. В отличие от активно подвижных
вегетативных форм цисты обладают большой стой
костью. Попадая в воду или в почву, они долгое
время сохраняют жизнеспособность (до 2—3 ме
сяцев).
Подсыхание и нагревание гибельны для цист.
Доказано, что цисты, сохраняя жизнеспособность,
могут распространяться мухами. Попадая в ки
шечник человека с пищей и водой, амеба эксци
стируется: ее наружная оболочка раство
ряется, после чего следуют два деления, не сопровождающиеся делением ядра. В результате получаются четыре одноядерные амёбы, которые переходят к активной жизни.
Другие, непатогенные виды амёб кишечника человека распространяются таким же образом- цистами. По строению (размеры, число ядер) цисты разных видов несколько отличаются друг от друга. На этом основывается их диагностика.
За последнее десятилетие обнаружено ранее неизвестное явление факультативного (случайного) паразитирования мелких свободноживущих амёб в организме человека.
Стиратели
Учёные стреляли замороженными тихоходками из газового пистолета
Пара исследователей из Кентского университета обнаружила ещё одну способность тихоходок — они способны выдерживать столкновения на скорости до 825 метров в секунду. В опубликованной в журнале Astrobiology статье Алехандра Траспас и Марк Берчелл описывают проведённые эксперименты, в ходе которых они стреляли по песчаным мишеням капсулами с тихоходками на высоких скоростях.
Изображение Milnesium tardigradum в состоянии бодрствования. Сделано с использованием сканирующей электронной микроскопии. Авторство: PLoS ONE 7(9): e45682. doi:10.1371/journal.pone.0045682
Тихоходки — крошечные восьминогие животные длиной 0,1—1,5 мм. Из-за внешнего вида они получили название «водяной медведь». Тихоходки часто упоминаются в новостях из-за своей выносливости. Они были первыми известными животными, выжившими в открытом космосе. Тихоходки могут существовать без воды на протяжении десяти лет, выживают при экстремальном давлении и температурах (включая кипящую воду), а также повышенных уровнях ультрафиолетового излучения, которые смертельны для большинства других животных. Для преодоления испытаний тихоходки сворачиваются в клубок и впадают в состояние, похожее на спячку. В этом исследовании учёные собирались выяснить, смогут ли водяные медведи пережить высокоскоростные удары.
Чтобы это выяснить, пара исследователей взяла 20 тихоходок и заморозила, чтобы они впали в спячку. Затем они разделили их на группы по 2-3 особи и поместили в цилиндры с водой, потом поместили эти цилиндры внутрь большого цилиндра, который служил в качестве боеприпаса для двухступенчатого легкого газового пистолета. Пистолет поместили в вакуумную камеру, где его снаряд стрелял по мишени из песка. Выстрелы из пистолета производились с разной скоростью, чтобы увидеть, какое влияние каждый из них окажет на тихоходок.
Исследователи смогли реанимировать только тех тихоходок, которыми стреляли со скоростью менее 825 метров в секунду. Других тихоходок разорвало на части.
Исследователи предполагают, что тихоходки, скорее всего, не переживут столкновения с планетой, если будут путешествовать по космосу на астероиде (как предполагают некоторые исследователи). Такие удары происходят на скоростях, которые не могут выдержать тихоходки.
Исследование опубликовано в статье «Tardigrade Survival Limits in High-Speed Impacts—Implications for Panspermia and Collection of Samples from Plumes Emitted by Ice Worlds» в журнале Astrobiology Doi.org/10.1089/ast.2020.2405.
Источник — «Tardigrades survive impacts of up to 825 meters per second».
Перевод подготовили Антон Меньшенин и Екатерина Хананова. Наш блог в Telegram и ВК.
Михаил Никитин «Происхождение жизни»
Каждый человек хотя бы раз в жизни задавался вопросом о том, как зародилась жизнь на Земле. Как создавалась Земля, Солнечная Система? Чаще всего эти вопросы «закрывались» в детстве простыми ответами или упрощенным объяснением основных принципов мироздания на школьных уроках. Книга Михаила Никитина позволяет узнать больше о возникновении жизни на Земле, понять, почему она есть только на одной планете Солнечной системы, и о многом другом.
Несколько слов об авторе
Михаил Никитин – научный сотрудник института физико-химической биологии имени Белозерского при МГУ, популяризатор науки и писатель. Он активно занимается педагогикой, читает лекции, пишет научно-популярные статьи и книги – цикл статей о биогенезе (журнал «Химия и жизнь») принес автору премию имени Александра Беляева. Никитин выпустил книгу «Происхождение жизни: от туманности до клетки», о которой мы и поговорим с вами сегодня.
«Почему жизнь на планете Земля устроена так, а не иначе?»
Этим вопросом автор раскрывает нам тему книги. В 21 веке технологии изучения ДНК, открытия о генетическом коде привели к тому, что объем известной нам информации «растет, как снежный ком» [1].
В своем труде Никитин доступно рассказывает читателю о существующих разработках, гипотезах появления всего живого на Земле, возникновения самой Земли и Солнечной системы.
Книгу можно смело назвать метастатьей, которая объединяет ключевые моменты внушительного количества научных статей по биологии, астрономии и геологии.
В основе материала лежит курс лекций, которые читаются автором в Летней экологической школе и МГУ с 2010 года.
Сложность восприятия: читают небиологи
По признанию самого автора, книга создавалась максимально пригодной для чтения людям, далеким от биологии, химии и астрономии. Но стоит признать, что некоторые главы (например, 3, 15 и 16) могут вызвать трудности и потребуют дополнительного поиска и изучения темы.
«Важно, чтобы к поиску не нужно было прибегать слишком часто».
Неподготовленный читатель, вероятнее всего, будет вынужден регулярно прерываться, разобрать материал и заново искать место, где остановился, что является серьезной помехой.
Также осложняют чтение цепочки химических реакций, которые занимают по несколько страниц, математические и физические формулы тоже появляются в тексте очень часто. Читателю, который не сталкивался с научным текстом, будет затруднительно «одолеть» книгу. В научно-популярных изданиях зачастую добавляют небольшой словарь с терминами, которые используются в тексте. К сожалению, «Происхождение жизни» этим похвастаться не может.
С другой стороны, Никитин создавал свой труд в расчете на студентов, учеников старших классов и людей, хотя бы немного знакомых с материалом.
Впрочем, людям, которые привыкли к подобному представлению информации, чтение не принесет неудобств. Поэтому кажется, что основными читателями станут студенты или выпускники физико-технических ВУЗов, которые обладают подходящим типом мышления и способны понять и использовать знания, представленные в виде схем.
В книге множество черно-белых иллюстраций, что немного снижает их пользу для изучения глав. «Происхождение жизни» разбито на три части, о каждой расскажем подробнее.
Где можно, где нельзя: часть первая - планеты, пригодные для жизни
Книга содержит три части, которые условно можно поделить на этапы развития жизни:
Планетарный, в котором сформировалась Земля.
Микроклеточный или атомный, где сформировались простейшие и более сложные организмы, у которых уже присутствует обмен веществ и формируется РНК-мир.
Эра эукариотов, организмы обладают сложной клеточной структурой.
В этой главе автор задается целью изучить историю зарождения всего живого на Земле. Но из-за геологических событий первые 600 млн. лет «стерты с лица Земли, поэтому ключи к древнейшей истории Земли необходимо искать на других небесных телах с более спокойной историей: Луне, Марсе, спутниках планет-гигантов.
Тяжеловесная и непростая для обывателя часть раскроет читателям нюансы формирования Вселенной и планет, о которых они, скорее всего, не догадывались.
Никитин с помощью молекулярной теории и нескольких постулатов квантовой физики рассказывает нам о планетах, которые пригодны для жизни как аэробных (тех, кому требуется кислород), так и анаэробных организмов.
Но отметим, что первая категория может жить только на планете Земля.
В первой части автор рассказывает о планетах земной группы – Земле, Марсе и Венере.
Никитин поднимает вопросы формирования планет, очередности их появления – неискушенный читатель невольно задумается о том, насколько огромна наша Солнечная система и Вселенная.
Часть вторая – откуда мы все пришли и причем тут бульон?
Вторая часть является максимальной детализацией того, как сформировались и до сих пор «функционируют» все многоклеточные. Особенно интересны подглавы о роли Солнца и минералов в формировании планет, в частности Земли, их роли в эволюционном процессе.
В научном мире существует понятие первичного бульона, состоявшего из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода, согласно этой теории, все живое на Земле произошло за счет эволюции химических элементов.
Нужно сказать, что для понимания второй части потребуются изрядные знания в химии, так как автор обращается к читателю, ожидая минимальной подготовки к материалу.
Часть третья: От древнейшей жизни к современным клеткам
Заключительная часть посвящена возникновению геномов, происхождению ДНК, который стал возможен только при эволюционном развитии синтеза белка.
Белки не подлежат копированию и поэтому могут сворачиваться настолько плотно, насколько это требуется для их работы в качестве ферментов. Отдельные аминокислоты и короткие пептиды использовались и в мире РНК, но революцией стало появление рибосомы и генетического кода. С этого момента открылась возможность создавать крупные белковые молекулы с нужными свойствами по инструкции, записанной в молекуле РНК.
Очень подробно Никитин останавливается на LUCA – это последний общий предок бактерий и архей. Ведутся споры о том, является ли LUCA существом или сообществом, согласно исследованиям, по разнообразию путей обмена веществ последний общий предок больше похож на современное микробное сообщество из многих видов, чем на любой отдельный вид бактерий или архей.
Никитин заканчивает диалог с читателем размышлениями о неземных цивилизациях и вопросом, зачем Земле люди.
Одна из загадок, будоражащих умы человечества, – это молчание космоса. До сих пор не найдено никаких достоверных следов других цивилизаций. Если все процессы на пути от неживой материи до цивилизации разумных существ закономерны, то только в нашей Галактике, содержащей примерно 100 млрд. звезд, должно существовать множество разумных видов. Если хоть одна цивилизация развивается до строительства межзвездных кораблей, то за небольшое по космическим меркам время – считанные миллионы лет – она может заселить всю Галактику. Но мы не встретили инопланетян и не нашли следов посещения ими Земли в прошлом [1].
Вместо послесловия
Вообще, противостояние человека и природы, рисуемое экологической пропагандой, несколько преувеличено. Внутреннее событие биосферы – «кислородная революция» цианобактерий – вызвало более масштабное вымирание, чем все падения астероидов, глобальные оледенения и тем более деятельность человечества.
Даже глобальная ядерная война будет иметь меньшие последствия, чем появление кислородного фотосинтеза.
Так катастрофа на Чернобыльской АЭС привела к формированию заповедника, населенного большим количеством оленей, кабанов, волков, лисиц и других животных.
Люди добывают фосфориты и производят из них удобрения для полей. Так в биосферу возвращается потерянный ею когда-то фосфор. Без человека круговорот фосфора практически не замыкается: фосфор постепенно смывается с суши в море и откладывается в морских осадках. Только человек, добывая похороненные в толще земной коры фосфориты, решает эту проблему биосферы.
Но наиболее важной услугой разумного вида является спасение всего живого на планете.
Время, отведенное на развитие жизни, ограничено, наша Земля прошла уже ¾ своей жизни. Светимость Солнца неуклонно возрастает, и через 1,5 млрд. лет даже полное изъятие углекислого газа из атмосферы не сможет предотвратить глобальное потепление.
После этого Земля неизбежно превратится в подобие Венеры, а биосфера погибнет. И она неизбежно погибнет, если разумные существа не построят космические корабли и не возьмут земные организмы с собой к другим звездам. В этом смысле технологическое развитие человечества – единственное спасение всего живого на планете.
Литература: Михаил Никитин «Происхождение жизни. От туманности до клетки», 2016 ISBN 978-5-91671-821-8
Автор: Пантелеева Елена Андреевна, магистр экономики СПБПУ им. Петра Великого.
Редактор: Чекардина Елизавета Юрьевна
Источник: https://psychosearch.ru/biblioteka/792-nikitin-origin-of-life
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.