С философской точки зрения паразитизм – ещё более интересное явление. Одно живое существо – приспосабливается жить так, чтобы всю грязную работу за него делало другое. Переваривало сложные вещества, добывало пищу, заботилось о своём и паразитарном выживании. Таким образом, выживая в суровых условиях ледниковой тундры, первые сапиенсы, сражаясь с представителями мегафауны - бились с мамонтами насмерть не только за успех своего вида, но и, например, за судьбу минимум нескольких видов кольчатых червей. И, даже если бы мы проиграли, черви бы выжили, им не принципиально, сапиенс их бережно носит по ледникам или, например кенгуру - весело попрыгивая по саванне. Они подстраховались. Большинство из них – древние и простые организмы. Существуют, например паразиты в домене археев, что-то вроде бактерий, но без ядра, а это более 3,5 млрд. истории паразитологии.

Шистоматоз - второе по распространённости паразитарное заболевание. Вызывается кровяными сосальщиками рода Шистосома:

Так что, казалось бы, что может быть круче жизни паразита? Жизнь гиперпаразита! В природе таких примеров на относительных макроуровнях много. Например, бабочка Репница (Pieris rapae), в форме гусениц, без стыда и совести жрущих наши овощи, служит домом для одного из видов Браконид семейства Наездников – Cotesia glomerata. Оса наездница откладывает яйца на формирующуюся гусеницу, личинки питаются гусеницей, пока не развиваются достаточно чтобы убить её и выйти наружу. На яйца ос этого вида откладывает яйца оса вида поменьше - Lysibia nana, личинки которой в свою очередь едят изнутри паразитов побольше. Таким образом создаётся цепочка питания из 4 уровней. Нам нужна капуста в пищу, мы её выращиваем, стремимся повысить урожай, ухаживаем. Чему рады Репницы. На которых паразитируют осы Котесии, на которых паразитируют осы Лисибия.

Гусеница Репницы, разрываемая личинками:

Процесс закладки яиц на яйца паразитов гусеницы, осой поменьше:

Вернёмся к французской пациентке. Акантамёбный кератит – редкое заболевание, при котором амёбы проникают в роговицу вашего глаза и приводят к слепоте. Говоря редкое, я ещё и преуменьшаю. Коэффициент числа заболевших находится около 1.2 человек на 3 миллиона в год. И это хорошо, потому что акантамёбы живут везде – в том числе в почве и воде. Итак, первый уровень – паразит человека, амёба. Протозойное одноклеточное существо. С другой стороны, не обольщайтесь, амёбиазом по данным ВОЗ больны 10% населения земли. И маленькие протозойные засранцы, на вас где-то точно есть, хоть и не в роговице глаза, хоть и не Акантамёбы.

Последствия акантамёбного кератита:

Внутри акантамёбы паразитирует семейство вирусов Mimiviridae. Да, Мимивирусов. Первый открытый из семейства Мимивирусов так и назвали – Мимивирус. Было это в 2003 году. С тех пор выделилось целых 3 подсемейства. Заселяются они в зоопланктон и амёб. Мимишки примечательны ещё тем, что имеют огромный по меркам вирусов размер – около 500 нм в диаметре, что примерно в 20 раз больше, чем размер вируса полиомиелита. Такие размеры позволяют разглядеть вирус в световой микроскоп, так же, как например бактерии микоплазмы. Название Мими не имеет ничего общего с личностной характеристикой и этимологией милоты. Мими – от слов мимикрирует под микроб: большой, круглый и со жгутиками (которые на самом деле белковые нити). Так что формально он мог бы быть вообще Мимимивирус. Так или иначе –. неклеточный инфекционный агент – мимивирус, гиперпаразит. Уровень второй.

Фотография мимивируса:

Вирофаги – группа внутри вирусов. Строго говоря, они не самостоятельные паразиты. И в этой фразе двойной смысл. Они не выступают самостоятельными паразитами, например амёбы, для того чтобы начать её эксплуатировать им нужно присутствие кого-то побольше. Но на амёбе они всё-таки паразитируют. Как это работает? Один из мимивирусов проникает в клетку, и для своего размножения начинает заставлять внутреннюю структуру амёбы производить элементы, из которых будет собран новый вирион мимивируса. Но, вирофаг проникает вслед за мимивирусом, и подсовывает в циклы производства переделанной (заражённой) амёбы свои запросы. В итоге эффективность репликации основного вируса снижается. 70% вирионов мимивируса оказываются бракованными и больше неспособны заражать другие клетки. И вместе с вирионами мими – выходят на свет вирионы вирофага.

Фотография на которой мимивирусы, в сопровождении вирофагов атакуют амёбу:

Самым изученным является вирофаг – Спутник. Открыт он был всего в 2008 году. Механизм проникновения генома Спутника в цитоплазму амёбы не описан, но предполагается что он связан с поверхностными фибриллами первичного вируса. И в процессе эндоцитоза, когда клетка поглощает что-то рядом с ней с целью употребить это в пищу, вместе с вирусом обманувшем её, через вакуоль амёбы попадает и вирофаг, который путешествовал с первым. У него не хватает некоторых ключевых ферментов для воспроизводства в отсутствии мимивируса, и как вирус он вообще не может воспроизводится самостоятельно. В целом эта сложная связь формирует третий уровень. Уровень зависимых субвирусных агентов.

Модель Спутника:

Чтобы перейти на следующий уровень, обывателю нужно вспомнить что такое ДНК вообще. Если не вдаваться в детали – это огромная молекула, макромолекула, которая сохраняет и передаёт следующим копиям программу развития, строения и функционирования живого организма. РНК с несколькими отличиями выполняет те же функции, она короче, в ней другие молекулы, одна нить, но смысл примерно тот же. Вирус внедряет РНК, которая, являясь более простой вмешивается в программы клетки и заставляет её работать над производством того, что указано в РНК.

Но как известно эволюция — это череда отбора наилучших изменений. Если бы макромолекулы, сохраняющие информацию, не могли меняться она была бы невозможна в принципе. А мы бы утонули в эксплуатационных возможностях болезней, вирусов, бактерий и паразитов. Возможность сбора и рекомбинации генома зависит от транспозонов, ещё более простых молекул. Это короткие готовые участки ДНК, способные к копированию и передвижению внутри самого генома. Они копируют себя, и вставляются в собирающиеся или уже собранные нити ДНК, помогая её менять, пересобирать, дополнять. У них огромное число функций, так как всё что связано с ДНК на такой микроорганизм как человек влияет миллионами способами. Это и около 100 различных заболеваний: от нейрофиброматоза до гемофилии, и сам механизм эволюционных мутаций, возможность рекомбинировать ДНК, в частности, отвечает за формирование иммунитета, об этом можно писать научные статьи ещё лет 100, и всё время будут какие-то новые горизонты открытий.

Способы перемещения транспозонов:

Так вот, внутри Спутника – вирофага мимивируса амёбы, паразитирующей в роговице глаза, обнаружили трансповирон, разновидность транспозона. Но если транспозон это участок вашей родной ДНК, который помогает вам путешествовать сквозь время в эволюционной борьбе видов, трансповирон – инороден всем трём: и вирофагу, и мимивирусу, и амёбе. По мнению учёных Спутник переносит трансповирон между макровирусами, которые разносят это всё между амёбами. Трансповирон видимо был связан с попыткой амёбы защититься от вируса, рекомбинируя цепочки и препятствуя размножению макровирусов. Но в какой-то момент всё стало так как стало. Итак – мобильный генетический элемент цепочки макромолекулы ДНК способный к репликации. Уровень четыре.

Микрокосмос амёбы, с подсвеченными "паразитами":

И это мы с вами говорили об амёбном паразите. «Счастливым» обладателем которого стала одна француженка. Природе известны куда более длинные цепочки и без погружения во вселенную микромира. К примеру, в Университет Вандербилда, в Теннесси, в США, занимаются изучением цепочки, в ходе которой мухи инфицируют один из видов птиц кровососущими личинками, которые выступают носителями личинок ос-наездниц, которые в свою очередь содержат бактерии Вольбахии – класса альфа-протобактерий, которые зачастую поражены бактериофагами – вирусами, пожирающими бактерии. А это, простите пятиэтажный паразитизм, не углубляясь в детали.

Вспоминаются голуби из одного из моих прошлых постов про "пернатые болезни":

В общем, лично ScientaeVulgaris, когда речь идёт о человеке как о венце творений/эволюционной вершине, всегда спрашивает, а что на счёт кур? Почему кур? Успех эволюционного развития нередко измеряют числом особей. Что вполне логично. Так вот, на одного хомосапиенса приходится от 3 до 4 курей. А это 19 миллиардов кур. Над здоровьем, мышечной массой, успешным размножением, а иногда и даже хорошим настроением которых мы так печёмся последние 5000 лет со времён одомашнивания банквивской породы. Может ли курица считаться паразитом? Если мы даём ей дом и пищу, пусть и опосредованно, и домашние куры вида – "грудка бройлера" не способны выжить без человека.

Современные породы кур, набирают за первые 2 месяца жизни массу до 2кг. Лидирует по распространённости порода - Корниш:

Вам не нравится думать о курице как о венце эволюции? Хорошо, а что на счёт пухоедов и вшей? Это паразитические насекомые, которые любят курочку не меньше вас. И их в отличии от сапиенсов одних видов описано 5136. Не любите вшей? Rickettsia prowazekii – один из многих примеров, кто любит. Это бактерия, грамотрицательная, альфа-протобактерия, является агентом эпидимеческого тифа, который разносится с калом вшей, которые умирают, заражаясь этой бактерией. Тиф, как много в этом слове… И отступление французов из Москвы в 1812 году (именно от тифа умерло больше французов чем было убито на полях сражений), и чума в Афинах… 150 000 умерших только в Сербии во время Первой Мировой войны… Подпишитесь, и обязательно прочитаете об этом подробнее.

Фото пухоеда:

Так всё-таки, кто венец – эволюции? Человек, курица или гиперпаразитарные сложные молекулы 4-го уровня?

Спасибо, что читаете мои посты! А чтобы ваш интерес к популярной науке мог расти и развиваться: автору комментария к этому посту, набравшему самое большое число "лайков" до 14.12.18. и проживающему на территории РФ - достанется книга "Паразит - Царь Природы" в твёрдом переплёте, лично от ScientaeVulgaris (Администрация Пикабу к этому не имеет никакого отношения и ответственности не несёт).

Исследователи проследили за тем, что происходит с подобными бактериями-партизанами Salmonella typhimurium внутри макрофагов мышей. Выяснилось, что для того чтобы остаться в живых, бактерии, во-первых, должны сохранять активность: если процессы синтеза белка у них останавливаются, то внутри макрофагов они не выживают — иными словами, им нужно пережить атаку антибиотиков. Во-вторых, у таких бактерий работают гены «островка патогенности», которые кодируют около 30 секретируемых веществ, блокирующих атаку со стороны макрофага. Это позволяет им выживать внутри иммунных клеток. В-третьих, оказалось, что макрофаги, сумевшие и не сумевшие убить поглощенную ими бактерию, отличаются тем, какие гены в них были активны. Те, что смогли справиться с патогеном, выделяли провоспалительные белки, запустив работу других систем иммунитета. А вот в тех клетках, где бактерии продолжили существовать, были активны противовоспалительные гены — оттого, что клетки сальмонеллы смогли перепрограммировать своих убийц. Судя по всему, жизнью макрофага управляют те же 30 секретируемых веществ, которые и отвечают за выживание бактерии.

До сих пор считалось, что совместная атака антибиотиков и иммунной системы способна справиться с любыми бактериями: первые бьют по растущим клеткам, а вторая находит и уничтожает покоящиеся. Но полученное теперь детальное описание того, как именно выживают бактерии под атакой иммунитета, позволяет нам сказать, что клетки-персистеры представляют собой нечто среднее между этими состояниями: такие клетки, с одной стороны, не размножаются, но и не дремлют. Кроме того, они укрощают макрофагов и сдвигают баланс про- и противовоспалительных белков, смягчая иммунный ответ. И в своих стратегических расчетах нам теперь предстоит учитывать еще и это.

Источник Чердак

Смотрите также:

Как антибиотики и навоз ускоряют глобальное потепление

Рыба глотает рачка, он испускает облако света во рту и рыба от него избавляется. Получается красивый фейерверк

Что же это за чудо-рачок такой? Он из семейства Cypridinidae класса остракод. Рачки этого семейства используют для защиты от хищников биолюминесценцию. Это явление встречается у бактерий, грибов (см.: Биолюминесценция осенних опят), насекомых (см.: Огни светлячков: желтый или зеленый?), рыб и других организмов. Оно служит для коммуникации, привлечения добычи, защиты от хищников.

Свечение происходит либо с помощью бактерий-симбионтов, либо за счет свечения фотогенных клеток светового органа, либо светящийся секрет выделяется во внешнюю среду. Последний способ — это как раз наш случай. У Cypridinidae свет испускается в результате относительно простой химической реакции, в которой участвуют три компонента: пептид люциферин, состоящий у этих рачков всего из трех аминокислот (триптофана, изолейцина, аргинина), окислительный фермент люцифераза и растворенный в воде кислород. В ходе реакции люциферин окисляется и образуются оксилюциферин, вода, углекислый газ и, собственно, свет. Реакция происходит во внешней среде, хотя лициферин и люцифераза производятся в клетках железистого светового органа в верхней губе рачка. Выделение светящегося секрета происходит с помощью мышц, окружающих и пронизывающих световой орган.

Рачок из семейства Cypridinidae испускает свет. Видно, что он идет из верхней губы. Фото © Elliot Lowndes с сайта phys.org

Несмотря на относительную простоту реакции, Cypridinidae могут с удивительной точностью регулировать интенсивность и продолжительность испускания света. Скорее всего, интенсивность реакции контролируется путем изменения количества ее компонентов, а кинетика — их соотношением. Например, если люциферина и люциферазы равное количество, реакция будет происходить быстро, если люциферина намного больше, реакция будет длиться дольше.

При встрече с хищниками все виды люминесцирующих Cypridinidae (а их более 200 видов) испускают длительную (до нескольких секунд) и очень яркую вспышку света. Эти виды обитают во всех океанах и на всех глубинах. Свет производят самцы, самки, личинки и даже эмбрионы.

Рыба Phaeoptyx pigmentaria из семейства апогоновые пытается съесть рачка Photeros annecohenae. A–E — кадры из видео, сделанного при тусклом красном источнике света. Стрелочка указывает на двухмиллиметрового рачка. A — кадр за 0,1 секунды до атаки. B — во рту рыбы рачок начинает испускать большое количество света, рыба выбрасывает светящееся облако химикалий через жабры. C — свет виден и в ротовой полости рыбы. D — выкачивание светящегося секрета из жабр продолжается. E — рыба выплюнула рачка и он поплыл дальше, оставляя за собой светящийся шлейф. F — фото без внешнего источника света, рыба находится в центре светового пятна. Изображение из статьи T. J. Rivers, J. G. Morin, 2012. The relative cost of using luminescence for sex and defense: light budgets in cypridinid ostracods

А вот рачки этого семейства, обитающие в Карибском море (это около 60 видов), используют свет и в брачных демонстрациях, причем делают это только самцы. Соотношение самцов и самок у этих рачков высоко (например, у Photeros annecohenae — 178 к 1), поэтому свет помогает привлечь самку, а также посоревноваться с другими самцами. В темные безлунные ночи самцы производят специфичное для вида число световых вспышек, каждая из которых в зависимости от вида длится от миллисекунд до нескольких секунд. Варьирует и направление светового шлейфа: он может быть горизонтальным, вертикальным, диагональным.

Использование биолюминесценции в оборонительных целях более затратно, чем для ухаживания. Облако света, испускаемое при защите от хищника, в среднем в 13 раз ярче, чем при брачных демонстрациях. Также ученые посчитали, что при одинаковом запасе компонентов реакции, самец рачка может выпустить 10 облаков света в целях защиты и 450 — в брачных демонстрациях. При такой легкости использования света для брачных демонстраций кажется довольно странным, что в этих целях его используют только карибские рачки.

Фото с сайта hakaimagazine.com.

Юлия Михневич

http://elementy.ru/kartinka_dnya/776/Zashchita_svetom

У детей также есть детская площадка и стадион:

В данной зоне детки обычно ждут, пока за ними приедут родители

Несмотря на то, что вокруг так много растительности, в самой школе выращивается огромное количество цветов.

Структура обучения и проведения занятий в принципе не сильно отличается от нашей. Те же общеобразовательные предметы. Но здесь летние каникулы не 3 месяца, а 2. Занятия обычно проводятся с 9 до 3-4 часов.

Здесь нет привычного нам школьного звонка, вместо этого играет очень приятная музыка (эта мелодия одна для всех школ острова).

В школе есть столовая, в которой все кушают 1 раз в день. Для этого сюда специально приезжает повар, которая всем готовит, помогает накрыть на столы и все прибрать.

Занятия музыкой здесь, конечно, совершенно другие. В этой школе всех детей учат играть на губной гармошке - это обязательная часть образовательной программы. Кстати, в связи с тем, что близится Новый год, мы с детьми выучили песню "Маленькой елочке холодно зимой", они разобрали и выучили все буквально за полтора часа.

Также стоит отметить уроки биологии, ведь здесь все можно наблюдать своими глазами, потрогать, пощупать. Учитель биологии очень любит выращивать бабочек, поэтому я тоже стала свидетелем того, как гусеница становится прекрасной бабочкой.

Кстати, если погладить гусеницу именно данного вида, она начнет злиться, высунет два красных усика и вокруг нее разнесется очень приятный аромат (это не сарказм, запах действительно очень приятный).

И мне удалось увидеть, как эта красавица (это девочка) учится летать.

У школы есть своя форма - красные футболки с логотипом школы (логотип, кстати, очень милый).

Еще меня здесь научили, как можно кушать лимоны. Сейчас поделюсь с вами.

Лимон нарезаем дольками, на каждую кладем немного сладкого и немного горького. Как вариант: дольку лимона можно посыпать кофе, сверху положить кусочки шоколада. Затем все это сворачивается и одним подходом съедается.

Ой, кстаааати, не так давно сюда приезжали наши журналисты, чтобы снять репортаж об этой школе. Показывали его по России-1: 

https://www.youtube.com/watch?v=W0l8OUt7HGo

Спасибо за то, что прочитали эту статью, моим подписчикам спасибо за терпение!

Если у вас какие-то вопросы - пишите.

Пена состоит из множества пузырей, которые соприкасаются друг с другом. Наиболее выгодной формой мыльного пузыря в составе пены с точки зрения минимизации поверхностного натяжения оказался додекаэдр. На рисунке: пена Уэйра — Фелана. Каждый её пузырь напоминает угловатый шар, образованный из 12 соединённых гранями пятиугольников. Фото: Tomruen / Wikimedia Commons / PD

Пена возникает при добавлении к воде не только мыла, но и жёлчи или вытяжек некоторых растений — мыльнянки, левантского корня (гипсофилы), панамской коры (квилайи). Но почему одни вещества вызывают пенообразование, а другие нет? Ответ на этот вопрос в прямом смысле слова лежал, а точнее, плавал на поверхности.

Фобии и филии

Вспомните, как выглядят капли росы. Порой кажется, что росинки на листьях отлиты из стекла, настолько идеальна их форма. Совершенство формы объясняется тем, что молекулы воды (как и любой другой жидкости) испытывают взаимное притяжение. Те из них, что находятся вблизи поверхности капли, не имеют «соседей» снаружи, поэтому суммарная сила их притяжения направлена к центру капли. Это приводит к тому, что поверхность как бы стягивается. В физике такое явление называют поверхностным натяжением.

Жан-Батист Шарден. Мыльные пузыри. 1734 год

Близкие к форме шара росинки чаще всего образуются на листьях манжетки, жимолости, многих водных растений (кувшинки, кубышки, лотоса), а также на плодах сливы или айвы. Листья и плоды этих растений покрыты тонким слоем растительных восков, которые, в силу особенностей строения молекул, отталкивают воду. Про такие вещества говорят, что они гидрофобны (от греч. hydros — ‘вода’ и phobos — ‘боязнь’).

Другие вещества, напротив, «любят» воду, поэтому они получили название гидрофильных (в переводе с греческого philia — ‘любовь’). Отличить их несложно: как правило, гидрофильные вещества растворяются в воде, а их молекулы полярны, то есть одна часть молекул несёт слабый положительный заряд, другая — слабый отрицательный. Капля воды (её молекулы тоже полярны), попав на гидрофильную поверхность, сразу растекается, стремясь занять как можно большую площадь.

Наконец, существуют молекулы, имеющие одновременно и гидрофильные, и гидрофобные группы,— их назвали амфифильными (в переводе с греческого amphys — ‘оба’). Они образуют на поверхности воды тонкий слой, в котором гидрофильные участки обращены к воде, а гидрофобные — к воздуху. За счёт этого наружные молекулы воды в капле приобретают гидрофильных соседей, поверхностное натяжение уменьшается и образуется пена. По сути, мыльный пузырь представляет собой тонкую прослойку воды между двумя слоями амфифильных молекул. Но не только мыло или шампунь обладают такими свойствами. Амфифильны также большинство липидов, из которых построены мембраны клеток всех живых организмов, молекулы почти всех белков, без которых нельзя представить сам феномен жизни. Об этих молекулах следует сказать особо.

Поведение капли воды при попадании на гидрофобную (а), гидрофильную (б) поверхности и при добавлении к ней амфифильного вещества — лаурилсульфата (в). Красным цветом показана заряженная часть его молекулы. Рисунки Ильи Конышева. Фото a: Steffan Enborm / Wikimedia Commons / CC BY 2.0. Фото б: Konstanttin / ru.depositphotos.com. Фото в: brianguest / ru.depositphotos.com

Не только зефир

Как различить два раствора — белковый и солевой при условии, что они находятся в колбах без надписей? Любой студент-биохимик скажет, что нужно просто потрясти ёмкости: там, где есть белок, немедленно возникнет пена. Конечно, способ не лишён недостатков, но на практике используется не так уж и редко. С белковым пенообразованием мы сталкиваемся и в обычной жизни: опытные кулинары добавляют белки куриных яиц в тесто для пышности, готовят из них меренги, безе, пастилу и зефир, с ними взбивают сливки.

Пенные «сугробы» в Чили, вызванные нашествием оболочника из рода Pyura. Фото: ncbi.nlm.nih.gov

Молекулы белков очень крупные: молекулярная масса среднего белка в 3000 раз больше, чем у молекулы воды, и построены они, как бусы, из 20 видов аминокислот. От взаимного расположения и чередования аминокислотных остатков зависят свойства и функции каждого белка. Как правило, в водных растворах гидрофобные аминокислоты спрятаны внутри белкового клубка, а гидрофильные расположены на поверхности. Но природа придумала ряд исключений, весьма полезных для тех, кого она ими наградила.

Речь идёт о так называемых белках-сурфактантах. Их аминокислотная цепочка уложена таким образом, что гидрофобные и гидрофильные участки оказываются резко разграниченными. Примерно то же самое наблюдается в молекуле входящего в состав шампуней лаурилсульфата. Благодаря «двуличию» белок-сурфактант формирует на поверхности жидкости своего рода плёнку толщиной всего в одну молекулу. Такой белок покрывает поверхность альвеол наших лёгких, препятствуя их спадению. Если бы сурфактанта не было, альвеолы расправлялись бы так же тяжело, как, например, мокрый полиэтиленовый пакет, и дышать было бы невозможно.

Пенные гнёзда

В один из дней лета 1987 года группа биологов, прибывшая в Южную Африку, обнаружила на стволах деревьев, а также на берегах соседнего озера густые клочья пены размером в несколько десятков сантиметров. На ощупь пена ничем не отличалась от мыльной, но откуда было взяться мылу в безлюдной местности, да ещё на деревьях? Очевидно, это были чьи-то гнёзда. И действительно, сняв верхний слой с одного из пенных образований, исследователи увидели кладку икры: буроватые шарики утопали в белой сердцевине. Ближе к вечеру удалось отыскать тех, кто отложил икру в пену. Это оказались серые африканские лягушки вида Chiromantis xerampelina.

Пенное гнездо цикады пенницы ивовой. Фото: John Tann / Wikimedia Commons / CC A 2.0

Сам факт образования пены живыми организмами был известен и раньше. Натуралисты подметили эту способность у самцов некоторых рыб ещё в ХIХ веке. Чуть ранее известный систематик природы Карл Линней описал цикад, которые опутывали своё тельце слоем пены, по объёму превосходящим насекомое в несколько раз. Что касается пены лягушки-хироманта, то она привлекла внимание исследователей своими удивительными свойствами: гнёзда из пены сохранялись в условиях тропической жары до 10 дней, лишь незначительно подсыхая по краям; пена хорошо удерживала воду и не подвергалась гниению. Химический анализ показал наличие в лягушачьей пене белка, который получил название ранаспумин (от лат. rana — ‘лягушка’ и spuma — ‘пена’). Вместе со сложными сахарами, содержащимися в секретах лягушачьих желёз, этот белок формирует «каркас» пены, не позволяя ей высыхать до тех пор, пока из икринок не разовьются головастики.

Африканская лягушка-хиромант. Фото: Kapenta / Wikimedia Commons / CC A-SA 4.0

Пенное гнездо африканской лягушки-хироманта. Фото: Bernard Dupont / Wikimedia Commons / CC A-S A 2.0

Гнёзда азиатских домовых лягушек вида Polypedates leucomystax не столь белоснежные, как у африканских собратьев, но у них похожее строение и они содержат необычный синий белок ранасмурфин. Белок синего цвета встречается в природе крайне редко. Видимо, поэтому учёные решили назвать его в честь синих персонажей американско-бельгийского мультсериала «Смурфики», хотя гнёзда лягушек из-за низкой концентрации белка и многократного преломления света в пене выглядят, скорее, зеленовато-серыми.

Кристаллы ранасмурфина под микроскопом. Фото: ncbi.nlm.nih.gov

Некоторые морские организмы, например оболочники, формирующие крупные колонии на дне, образуют такое количество пены, что она покрывает всё побережье. Так было, например, в 2005 году в Чили, когда скалы оказались под метровым слоем пенного «мусса». Оболочники ведут сидячий образ жизни, поэтому вымётывают половые клетки в воду вместе с белками-пенообразователями. Функцию миксера выполняет в данном случае океанический прибой, а сама пена, как мы помним, понижает поверхностное натяжение, поэтому оплодотворённые яйцеклетки легко опускаются на дно.

Ещё один белок — латерин, содержащийся в поту и слюне лошадей, до недавнего времени считали лишь аллергеном, провоцирующим у чувствительных людей зуд и чихание после контакта с животными. К слову, аллергию на кошек, или, как обычно говорят, на «кошачью шерсть», вызывает похожий белок, содержащийся в слюне пушистых питомцев

Модель молекулы латерина — белка, секретируемого потовыми железами лошади при беге. Остатки лейцина выделены жёлтым цветом, изолейцина — оранжевым. Фото: ncbi.nlm.nih.gov

Исследователи выяснили, что в составе латерина необычно высокое содержание двух гидрофобных аминокислот — лейцина и изолейцина: на них приходится 71 остаток из 228, составляющих молекулу. Теоретически латерин должен быть похож на ранаспумин. Так оно и есть. Выделяясь с потом, этот белок образует на коже лошади тончайшую плёнку, увеличивающую её смачиваемость. Благодаря плёнке пот равномерно распределяется по телу и более интенсивно испаряется. Это позволяет животному быстрее охлаждаться во время бега. В поте человека больше солей, чем белков, поэтому он хуже смачивает кожу и выступает в виде капель, а значит, испаряется дольше. Кроме того, латерин, содержащийся в слюне лошадей, обволакивает жёсткие волокна растений, которыми питается животное, что облегчает их дальнейшее переваривание.

Изучение белковых молекул продолжается. Они настолько многообразны, удивительны и непредсказуемы, насколько переливчат и непредсказуем летящий мыльный пузырь.

Автор Илья Конышев

«Наука и жизнь» №11, 2018

http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434435/Pe...

Во-вторых, ученые поставили цель не дать сердцам свиней вырасти слишком большими для бабуинов (чтобы не повредить потом близлежащие органы), для чего обезьянам давали специальные медикаменты.

В итоге два бабуина из третьей группы прожили три месяца, а еще два бабуина впервые в истории экспериментов прожили с трансплантированными сердцами целых полгода. Один 182 дня, второй — целых 195 дней. Все это время они были вполне здоровы, физически активны и хорошо питались.

Тем не менее их сердца все же выросли вдвое с момента пересадки, начал развиваться некроз тканей и другие повреждения, поэтому обезьян усыпили, а их органы отправили на дальнейшие исследования. Результаты экспериментов по трансплантации опубликованы в Nature.

Источник Чердак

Смотрите также:

Зачем ученый трансплантировал себе фекалии аборигена

Рыбак с бакланами на р. Ли. Здесь и далее фото автора
На некоторых водоемах в южной части Китая можно увидеть довольно странную картину — по воде движутся лодки, от бортов которых в обе стороны отходит ряд палок длиной около метра. На каждой из них сидит пара больших бакланов (Phalacrocorax carbo) — птиц, которые питаются рыбой, добывая ее во время плавания под водой. Караван лодок приплывает к месту лова, и тогда хозяин, который до этого просто приглядывал за порядком, одну за другой отправляет птиц в воду. Птицы заныривают и спустя несколько секунд одна за другой появляются на поверхности с рыбой в горловом мешке. Хозяин по очереди поднимает птиц в лодку, протягивая им шест, на который птицы залезают. В лодке он забирает у птиц рыбу, а потом заново отпускает их в воду рыбачить. Учить бакланов ловить рыбу не надо — эта способность у них врожденная. А вот чтобы они делали это для человека и вместе с ним, нужно выработать у птиц определенные формы поведения, для чего необходимо тонкое понимание их природы.

Целью нашей работы было выяснить все особенности выращивания и тренировки молодых бакланов для работы в качестве ловчих птиц*. Для этого проведены опрос 24 рыбаков с бакланами в трех регионах Юго-Восточного Китая и наблюдения за этим процессом на специализированной ферме на оз. Вэйшань в округе Цзинин провинции Шаньдун (пиньинь: Wēishān hú, Jining, Shāndо̄ng). В результате нам удалось описать все стадии процесса подготовки молодых птиц к участию в промысле и сопоставить эти наблюдения с представлениями современной этологии и нейробиологии о закономерностях индивидуального развития (онтогенеза) птиц.

Ловля рыбы с помощью бакланов существует в Китае много столетий. Первое упоминание об этом датируется концом XI в. Наиболее полное описание выращивания и промысла с использованием этих птиц дано в монографии немецкого и американского востоковеда Б. Лауфера (1874–1934) «Доместикация бакланов в Китае и Японии» [1]. Мы использовали сведения из этой книги, чтобы сравнить прежние методы подготовки молодых бакланов с современными и выяснить, какие изменения произошли за последние почти 90 лет.

Современное состояние традиции ловли рыбы с помощью бакланов в Юго-Восточном Китае

В настоящее время эта традиция постепенно исчезает, хотя еще остались рыбаки, которые умело используют птиц, зная тонкости их поведения, и передают эти знания из поколения в поколение. Мы не встретили ни одного рыбака с бакланами, отец которого не занимался бы этим делом.

В каждом регионе Юго-Восточного Китая рыбалка с бакланами имеет свои особенности, что может выражаться в количестве рыбацких лодок, принимающих в ней участие, и особенностях их конструкции; в количестве птиц у каждого рыбака; в способах обнаружения и облавливания участка водоема, богатого рыбой, и т. д. Но суть рыбалки с бакланами, а именно особенности использования подготовленных бакланов, остаются неизменными.

На оз. Вэйшань лодка рыбака с бакланами представляет собой плавучий насест: по периметру судна примерно в метре друг от друга расположены «присады» — толстые деревянные палки длиной около метра, на каждой из которых сидят по два баклана. Птицы хорошо знают друг друга, ладят между собой, иногда это семейная пара.

Бакланы на присадах в рыболовецкой лодке на оз. Поян

Рыбаки едут к месту лова, друг за другом прицепившись к лодке с мотором. Прибыв к месту лова, они разъединяются, перевязывают бакланам горло соломиной и сгоняют их с лодки в воду. Оказалось, что во все времена в разных местах Китая, чтобы перевязать горло баклану, использовали различные материалы: солому, коноплю, лыко, бечевку, бамбук, ротанг и даже железо [1]. Рыбаки начинают двигаться на лодках все вместе по часовой стрелке, описывая круг диаметром около 50 м. При этом, чтобы вспугнуть рыбу, они время от времени бьют веслами по воде, сопровождая это выкриками. Бакланы плывут вдоль лодок стаей, периодически заныривая и выныривая с рыбой или без нее. Когда горловой мешок баклана наполняется рыбой, рыбак достает птицу из воды с помощью бамбукового шеста или сачка с длинной бамбуковой ручкой, забирает улов и снова отпускает в воду. Такое круговое движение длится около часа. Обловив один участок, рыбаки сажают птиц на лодки и перевозят на другое место. Весь процесс рассаживания бакланов по местам в лодках занимает не больше 10 мин, хотя при этом каждому рыбаку нужно перенести из воды на бамбуковом шесте своих 20–25 птиц из 300, плавающих вокруг. Это возможно только благодаря тому, что бакланы, по словам рыбаков, хорошо отличают своего хозяина и свою лодку от других. Птицы очень хорошо понимают, что сейчас их будут рассаживать по местам и собираются у своих лодок, как только закончилось движение. В свою очередь, рыбак знает каждую из своих птиц (и отличает их от остальных 300!).

Буксировка лодок с бакланами к месту рыбалки на оз. Вэйшань

На оз. Поян (пиньинь: Póyáng hú) — крупнейшем в Китае пресноводном озере, расположенном в провинции Цзянси (пиньинь: Jiāngxī), — рыбачат семьями (муж и жена). Для рыбалки каждая семья использует две лодки. На моторной (так же, как и у рыбаков на оз. Вэйшань) на присадах сидят по два баклана, всего 20–25 птиц. За моторной на буксире идет маленькая весельная лодка. Прибыв на место, рыбак перевязывает горло бакланам сухой соломиной на три узла и сбрасывает их в воду. Далее на весельной лодке он движется по узкой и неглубокой озерной протоке. Сопровождающие его лодку бакланы ловят рыбу, рыбак достает их из воды с помощью бамбукового шеста или сачка с длинной бамбуковой ручкой, забирает улов и снова бросает в воду. Если в процессе лова баклан схватил и удержал крупную рыбу (заглотить ее он не может из-за размера), то в этом случае птицу не достают, а просто захватывают рыбу сачком прямо в воде, рыбак взамен поощряет баклана мелкой рыбкой.

Рыбалка длится около шести-восьми часов подряд, с одним небольшим перерывом для переезда в новое место. После ее окончания улов из весельной лодки перекладывают в моторную. Птицам развязывают горло, кормят их мелкой рыбой из весельной лодки, после чего рассаживают по присадам.

Баклан с пойманной рыбой. Проглотить он ее не может, так как горло перевязано соломой

Рыбалка в обоих регионах проводится круглогодично, с небольшими особенностями в октябре и ноябре. В эти месяцы бакланы линяют, и поэтому птицам не перевязывают горло — весь улов позволяют съесть, за исключением крупной рыбы, которую они не могут проглотить.

На р. Ли (пиньинь: Lí jiāng), одного из основных истоков р. Сицзян (пиньинь: Xī jiāng), рыболовного промысла с бакланами как такового уже нет. Рыбаки зарабатывают тем, что фотографируют туристов с птицами или сами позируют для фотографов. Между тем, будучи потомственными рыбаками, они прекрасно знают особенности поведения и тренировки бакланов, которые передали им их родители.

В течение столетий бакланов в Китае разводили в неволе. Известно, что фермы по выращиванию этих птиц существовали с 1848 г. [1]. Одна такая ферма располагалась в 30–40 км от Шанхая [1]. Размножение бакланов в неволе привело к формированию особой доместицированной популяции. В ней бакланы отличаются от своих диких сородичей особенностями поведения, физиологии и окраски. Так, в настоящее время у рыбаков на оз. Поян и на р. Ли встречаются абсолютно белые бакланы. Нам довелось видеть сразу четырех белых птиц с небольшим количеством черных пятен на лапах. По словам рыбаков, на сто черных птиц рождается одна белая.

Что касается влияния доместикации на физиологию птицы, то это изменения в переносимости холода у молодых птиц и изменения размеров взрослых самок. Почти век назад доместицированные самки баклана были немного меньше и, следовательно, слабее самцов, они стоили дешевле и покупались менее охотно [1]. Сейчас самцы и самки размерами не различаются и стоят одинаково (от 200 долл. США и более за птицу). Вероятно, в последние десятилетия на фермах в размножение пускали преимущественно более крупных самок, чтобы добиться увеличения их размера и, как следствие, цены.

Рыбаки уверяют, что молодые, до полугода, птицы мерзнут в воде, и поэтому они начинают пускать молодых бакланов в воду надолго только с этого возраста. Тогда они начинают рыбачить вместе со взрослыми птицами. В противоположность этому, дикие молодые бакланы покидают свои гнезда в возрасте полутора месяцев и сразу начинают самостоятельно добывать себе корм при температуре воды даже в 4°C. Возможно, у домашних бакланов такая способность к холодовой адаптации была утеряна.

Значительные изменения произошли и в поведении одомашненных бакланов. По словам рыбаков, домашние бакланы, в отличие от диких, не клюются. А на вопрос, заданный рыбакам: «Почему вы покупаете бакланов на ферме, а не берете птенцов или яйца из гнезда диких птиц», они отвечали так: «Вы же, когда хотите завести собаку, берете щенка из питомника, а не идете в лес, чтобы взять волчонка из логова».

На оз. Вэйшань некоторые рыбаки самостоятельно выращивают птенцов баклана (полученных от своих рабочих птиц), другие предпочитают покупать уже подросших и тренированных птиц на ферме. На оз. Поян, как и на р. Ли, ни одна рыбацкая семья не занимается самостоятельным разведением бакланов. Они покупают их на ферме на оз. Вэйшань. Ее хозяин познакомил нас со всеми стадиями выращивания и тренировки молодых бакланов от момента их вылупления до начала использования в качестве ловчих птиц, т. е. до шестимесячного возраста. Видимо, в настоящее время процесс тренировки птиц происходит быстрее, чем раньше [1].

Этапы выращивания и тренировки молодых бакланов

Основываясь на личных наблюдениях, сведениях, полученных от хозяина фермы, и на результатах опроса рыбаков, поэтапно процесс выращивания и тренировки молодых бакланов можно описать следующим образом.

В марте взрослые бакланы токуют, строят гнезда и откладывают яйца (в среднем кладка состоит из четырех яиц). Как и век назад, у бакланов забирают кладку, которую насиживает курица.

Рыбак с молодым бакланами на оз. Вэйшань

Как только птенцы вылупляются, их забирают от курицы и далее выкармливают жидкой кашицей из рыбы любого вида, которую готовят непосредственно перед использованием. Первое, что видит птенец баклана, открыв в пятидневном возрасте глаза, — человек. Происходит запечатление птицей облика человека. Так рыбаки добиваются «привязанности» от бакланов, которые впоследствии будут всегда следовать за ними и их лодкой.

На ферме птенцов баклана кормят два раза в день: в 8 ч утра и около 3 ч дня. До двухнедельного возраста птенцы сидят в коробках, где их прикрывают тряпкой для поддержания постоянного тепла. Далее птенцов пересаживают на специальный помост (примерно 3×1 м) во дворе, поднятый на 50 см над уровнем земли. На этом помосте птенцы сидят все вместе до 1–1,5-месячного возраста, выпрашивая еду у мимо проходящих людей. Запечатление человека и ручное выкармливание — это первый шаг, необходимый для того, чтобы подготовить баклана к дальнейшей работе с людьми.

Рыбак оз. Поян помогает птице попасть в лодку, подставляя ей в воду шест

Длинный бамбуковый шест — незаменимое орудие рыбака, с помощью которого он проводит многие манипуляции с бакланами: переносит птиц из воды в лодку во время рыбалки и рассаживает по местам на присадах после ее окончания. Иногда для этого он использует крючок на конце бамбуковой палки, которым захватывает веревку, привязанную к лапе каждого баклана, и помогает ему выбраться из воды, если тот упал во время движения лодки, и т. д. Бамбуковый шест во все времена использовался как самими рыбаками, так и теми, кто тренирует бакланов на фермах перед продажей. Процесс приучения птенцов баклана к бамбуковому шесту начинается в полуторамесячном возрасте, когда у них уже окрепли лапы. Птенцов пересаживают с помоста на специально сконструированный «насест» из бамбуковых палок, расположенный на высоте 20 см над поверхностью озера, недалеко от берега, и привязывают короткой (не более 50 см) веревкой за лапу. До шестимесячного возраста птенцы будут сидеть на привязи на бамбуковых присадах. Чтобы накормить птиц, их отвязывают, подносят к емкости с рыбой и закладывают им в горло, после этого их поят и возвращают на насест. Если баклан упал с палки в воду, единственная «суша», на которую он может вылезти, — это та же бамбуковая палка. Никакого специального обучения не требуется. Со временем баклан привыкает, и, за отсутствием выбора, довольно тонкая и неудобная для постоянного нахождения на ней бамбуковая палка становится излюбленным местом, «единственной сушей», где он с удовольствием сидит часами и куда залезает, когда ему ее протягивает хозяин. После 6-месячного возраста рыбаки на оз. Вэйшань продолжают держать птиц на насестах из бамбуковых палок в то время, когда они не рыбачат. Рыбаки на оз. Поян оставляют птиц на присадах в моторных лодках, где те находятся по 17 ч подряд.

Классическая рыболовецкая лодка на оз. Поян. Бакланы живут на ней постоянно, оставаясь на присадах

Однако успех работы баклана в качестве ловчей птицы зависит не только от способности отличать от других лодку и своего хозяина, залезать по его требованию на бамбуковый шест. В процессе наблюдения за ходом рыбалки понимаешь, что есть много «незначительных» деталей, выполнение которых определяет успех и согласованность действий рыбака и его 20–25 тренированных птиц. Например, бакланы должны знать, в какой момент и куда плыть, где искать наиболее рыбное место, как «не мешать» работе сородичей и в то же время взаимодействовать с ними и т. д. Как научить птиц всем этим многочисленным и сравнительно мелким деталям? Для этого рыбаки используют в качестве учителей взрослых и уже тренированных птиц. Они говорят так: «Мы не обучаем молодых птиц ничему. Они учатся сами, наблюдая за поведением взрослых сородичей. Это напоминает то, как дети обучаются, повторяя за взрослыми. Что-то вроде передачи опыта из поколения в поколение». Такое обучение, которое обозначается термином observational learning, начинается с того, что с двухнедельного возраста птенцов баклана берут на рыбалку вместе с взрослыми птицами. В этом возрасте у птенцов еще не окрепли лапы, и они не могут самостоятельно, как взрослые птицы, сидеть в лодке на присаде. Для транспортировки птенцов изготавливают специальные вместительные корзины с крышкой, предохраняющие их от перегрева на солнце. Такие корзины с тремя-четырьмя птенцами привязывают к корме лодки. Взрослые птицы рыбачат, а птенцы наблюдают за всем происходящим из корзин, в которых их возят до трехмесячного возраста. Когда они способны уже самостоятельно удерживаться на присаде в лодке, корзины убирают, и молодые птицы продолжают наблюдать за действиями рыбака и своих взрослых сородичей с лодки. В рыбном промысле бакланы начинают участвовать с шестимесячного возраста и перестают в 11 лет. Их продают фотографам и используют для постановочной съемки с туристами на р. Ли.

Рыбак достает из воды баклана с уловом на оз. Поян. Рыбу необходимо забрать у птицы, прежде чем снова отпустить ее в воду

Существует упоминание о том, что обучение молодых бакланов проходит быстрее, если в нем участвуют взрослые птицы. Дано оно в рамках описания процесса обучения бакланов приходить на свист рыбака (чего в настоящее время мы не встречали). Таким образом, обучение путем наблюдения learning observationally — не только тема, которая интересует исследователей [2], это практический прием, который рыбаки Китая используют сотни лет для тренировки ловчих бакланов. Природная наблюдательность и знания о том, как готовить бакланов к ловле рыбы, передаются из поколения в поколение в семьях рыбаков и позволяют им умело манипулировать поведением этих птиц. Во-первых, рыбаки используют потомство птиц, разводимых на фермах и прошедших ту или иную степень отбора по полезным для человека признакам. Скорее всего, птицы агрессивные, пугливые и слабые просто выбраковывались, а в размножении использовались только крепкие, спокойные и хорошо обучаемые особи. Во-вторых, птенцов содержат в изоляции от сородичей, выкармливают их люди, и, когда птенцы открывают глаза, они видят именно человека. В этот период происходит запечатление образа, а запечатлевается человек, что впоследствии «ломает» часть нормального видового репертуара поведения молодого баклана и влияет на самоидентификацию (теперь птица частично «относит себя» к роду человеческому). В-третьих, как известно, в раннем онтогенезе животных происходит выработка многочисленных условных рефлексов, направленных на оптимальное приспособление особи к жизни в окружающей ее обстановке. Это же происходит у молодых бакланов на ферме. Только вырабатываются преимущественно условные рефлексы, полезные для человека: узнавание хозяина, своей лодки и птиц из своей группы, умение работать в команде, держаться на шесте, находиться близко к лодке, когда горловой мешок наполнен рыбой, и т. д. И последнее: один из важнейших процессов нормального онтогенеза — это обучение путем наблюдения за поведением своих сородичей [2]. Молодые особи, наблюдая за поведением взрослых птиц, перенимают их опыт. Это позволяет им «не наступать на те же грабли» и вести себя адекватно в конкретной среде обитания. Механизм такого обучения используют рыбаки, чтобы привить молодым все полезные навыки взрослых птиц, уже обученных всем нюансам рыбного промысла. Для этого они просто вывозят молодых, еще не обученных птиц на рыбалку вместе со взрослыми. Рыбаки не позволяют птенцам рыбачить, их дело просто наблюдать.

Рыбаки с бакланами на оз. Вэйшань. На заднем плане бакланы на своих присадах прямо в озере

Таким образом, весь этот достаточно сложный и хорошо отработанный механизм традиционного промысла базируется на эмпирических знаниях о поведении и когнитивных способностях птиц. Эти знания, которые рыбаки накапливали с древнейших времен, полностью соответствуют представлениям современной науки о механизмах формирования поведения в процессе онтогенеза.

Работа выполнена в рамках темы НИР «Нейробиологические и информационные основы поведения и функции сенсорных систем» (№ NAAA-A16-116021660055-1).

Литература

1. Laufer B. The Domestication of the Cormorant in China and Japan. Chicago. 1931. DOI: 10.5962/bhl.title.3274.

2. Резникова Ж. И. Сравнительный анализ различных форм социального обучения у животных // Журн. общей биол. 2004. Т. 65. № 2. С. 135–151.

* На основе собранного во время экспедиции материала подготовлен фильм «Крылатые рыбаки» (режиссер Т. А. Обозова), получивший в 2015 г. приз «за лучший научно-популярный фильм» на 14-м Байкальском международном фестивале документальных и научно-популярных фильмов «Человек и природа» имени В. Г. Распутина — Примеч. ред.

Об авторе

Татьяна Анатольевна Обозова — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физиологии и генетики поведения при кафедре высшей нервной деятельности биологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова. Область научных интересов — элементарное мышление животных, поведение птиц в природе.

http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434317/Po...