Интересные новости и факты (биология, химия)

[ArefievPV]

Бактерии используют левозакрученную ДНК в качестве каркаса для биопленок
https://elementy.ru/novosti_nauki/433921/Bakterii_ispolzuyut_levozakruchennuyu_DNK_v_kachestve_karkasa_dlya_bioplenok

Рис. 1. Слева направо: участки двойных спиралей A-ДНК, B-ДНК и Z-ДНК. A- и B-формы закручены вправо, а Z-форма — влево. Нетрудно заметить, что формы ДНК отличаются друг от друга по множеству геометрических параметров: размерам витка, наличию и ширине бороздок, диаметру спирали и ряду других свойств. Рисунок с сайта ru.wikipedia.org

Двойные спирали молекул ДНК в живых клетках могут существовать в трех формах, различающихся геометрическими свойствами: правозакрученные A-ДНК и B-ДНК и левозакрученная Z-ДНК. Основная форма — B-ДНК, поэтому на нее «рассчитано» большинство клеточных белков, специализирующихся на взаимодействии с ДНК. Благодаря этому Z-ДНК, которая слишком сильно отличается от B-формы, для большинства клеточных ферментов недоступна. Как показано в недавнем исследовании, этим успешно пользуются некоторые бактерии, которые строят биопленки (в частности, на поверхности органов других организмов). Поскольку сами по себе молекулы ДНК довольно прочные, они хорошо подходят на роль каркаса биопленок. В процессе формирования биопленки бактерии при помощи специальных белков преобразуют выделяемую посредством аутолиза во внешнюю среду B-ДНК в Z-ДНК. Это делает каркас биопленки практически неуязвимым для иммунных клеток организма-хозяина.

[ArefievPV]

Замена небольшого участка генома на синонимичный заставляет бактерию иначе решать ту же эволюционную задачу
https://elementy.ru/novosti_nauki/433922/Zamena_nebolshogo_uchastka_genoma_na_sinonimichnyy_zastavlyaet_bakteriyu_inache_reshat_tu_zhe_evolyutsionnuyu_zadachu

Биологическая эволюция базируется на двух основных процессах: мутационной изменчивости и естественном отборе. Мутационная изменчивость выступает в роли поставщика эволюционного материала, производя случайным образом разные мутации, из которых отбор сохраняет лишь полезные. Таким образом, согласно общепринятому представлению, именно отбор выполняет направляющую роль в эволюции и именно от него зависит, какими окажутся генотипы потомков, после того как в ряду поколений организмы адаптировались к какому-то новому неблагоприятному фактору среды.

Однако ученые из Великобритании, работая с двумя близкими, но немного разными штаммами бактерии Pseudomonas fluorescens с искусственно поломанной системой формирования жгутиков, показали, что сам процесс мутагенеза может иметь весьма закономерный характер и оказывается порой не менее значимым в предопределении конечного генофонда эволюционирующей и адаптирующейся популяции, чем фактор отбора. Спектры новообретенных мутаций, позволивших бактериям заново получить рабочий жгутик, оказались для разных штаммов разными, но хорошо воспроизводились в повторных экспериментах. А перестановка небольшого фрагмента ДНК между штаммами заставляла их переключаться с одного эволюционного пути на другой.

В английском языке для описания способности организма быстрее или медленнее формировать новые адаптации используют специальный термин evolvability. В русском языке для этого понятия, к сожалению, пока нет удобного эквивалента. Изучение факторов, благодаря которым у разных видов живых существ разная evolvability, — одно из горячих направлений в современной эволюционной биологии, в котором пока много открытых очень интересных вопросов. В частности, было бы здорово понять, могут ли эволюция и необходимость адаптации к часто меняющимся факторам среды содействовать формированию таких структурных особенностей молекул ДНК, которые повышают эту самую способность быстро производить новые адаптации (evolution of evolvability).

[ArefievPV]

Бегущие по воде
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1499/Begushchie_po_vode

P.S. Любопытный обзор (о бегунах по воде)...

[ArefievPV]

Каулифлория
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1504/Kaulifloriya

P.S. В копилку.

[ArefievPV]

Чем важнее ген, тем реже он мутирует
https://elementy.ru/novosti_nauki/433924/Chem_vazhnee_gen_tem_rezhe_on_mutiruet

Изучение большого массива данных по мутагенезу у модельного растения Arabidopsis thaliana показало, что в разных участках генома мутации возникают с разной частотой.

Темп мутагенеза можно предсказать по эпигенетическим признакам, таким как уровень метилирования ДНК, открытость хроматина и модификации гистонов. Распределение этих эпигенетических меток, в свою очередь, зависит от функциональной нагрузки участков ДНК. В результате получается, что частота возникновения новых мутаций связана обратной зависимостью с функциональной важностью данного участка генома и с силой действующего на него очищающего отбора. Иначе говоря, в наиболее важных участках новые мутации не только активнее вычищаются отбором, но и реже возникают.

В частности, темп мутагенеза ниже внутри генов по сравнению с внешними (нетранскрибируемыми) областями и в жизненно важных генах, работающих постоянно, по сравнению с теми, что используются лишь эпизодически (например, включаются в ответ на какие-то внешние стимулы). По-видимому, в ходе эволюции у некоторых организмов под действием отбора развились молекулярные механизмы, снижающие частоту мутаций в наиболее важных частях генома. В основе их работы лежит привлечение ферментов репарации и других факторов, защищающих ДНК от повреждений, к определенным эпигенетическим меткам.

Исследование показало, что неслучайный мутагенез играет важную роль в эволюции геномов. Некоторые характерные особенности молекулярной эволюции, которые обычно объясняют действием отбора (например, ускоренное накопление различий в менее важных участках генома), на самом деле во многом объясняются неслучайным мутагенезом. Который, впрочем, сам является результатом эволюции под действием отбора.

[ArefievPV]

Вода из ядра
https://www.nkj.ru/news/43305/

Недра ранней и горячей Земли сохранили для нас воду – как такое возможно?

Вода не только неразрывно связана с возникновением земной жизни, но и обеспечила условия для её эволюции. Ведь около трёх миллиардов лет жизнь существовала и развивалась исключительно в океанах, которых не было бы, не будь на планете более-менее стабильного климата. Кроме того, даже небольшие количества воды в недрах Земли размягчают горные породы — необходимое условие для тектоники плит, которая в свою очередь ответственна за форму континентов и океанов, землетрясения и вулканическую активность – всё то, что определило облик нашей Земли. Несмотря на столь большую роль воды в эволюции живого и неживого на Земле, до сих пор не совсем понятно, откуда на Земле столько воды.

По одной гипотезе воду могли занести к нам кометы, однако изотопный состав земной и кометной воды разный. Другая гипотеза говорит, что вода высвободилась из земных недр. Но тогда возникает вопрос, как первобытный океан смог пережить бурные первые десятки миллионов лет в истории Земли, когда она была раскалена, подвергалась массированной бомбардировке астероидами и даже столкнулась с древней протопланетой. Все эти катаклизмы должны были расплавить верхние несколько сот километров земной коры и навсегда испарить воду с поверхности планеты.

Но если вода всё-таки спряталась где-то в глубине Земли, должно существовать химическое вещество, способное подолгу удерживать молекулы воды при высокой температуре и колоссальном давлении миллионы лет. И потом высвободить её в более спокойную эпоху.

Как пишут в журнале Physical Review Letters исследователи из Нанькайского университета Сяо Дуна вместе с коллегами из Сколтеха, на роль такого соединения подходит гидросиликат магния Mg₂SiO₅H₂. Он содержит 11% воды по массе и стабилен при давлении более 2 млн. атмосфер и крайне высоких температурах — как раз таких, как в ядре Земли. Но тут возникает следующий логичный вопрос. В центре Земли, как мы знаем, находится металлический шар, состоящий в основном из железа, и никаким гидросиликатом магния там не пахнет. Так куда тогда податься воде?

Как рассказывает один из авторов работы, профессор Артём Оганов, на начальном этапе существования Земли у неё могло не быть никакого сформированного ядра. Химический состав молодой планеты был однородным от поверхности до самых глубин. Понадобилось порядка 30 млн. лет, чтобы железо сконцентрировалось в центре Земли, образовав ядро и вытеснив оттуда силикаты в мантию. Если это верно, то на протяжении первых 30 млн. лет, во время наиболее катастрофической фазы астероидной бомбардировки, часть земной воды была надёжно спрятана на глубине нынешнего ядра в виде гидросиликатов. А когда закончился процесс формирования ядра, гидросиликаты были вытеснены из центральной области планеты в зону более низкого давления, где они оказались нестабильны и подверглись распаду. Так образовались оксид и силикат магния — из них сейчас состоит мантия — и вода, постепенный подъём которой на поверхность занял ещё около 100 млн. лет.

Новая гипотеза происхождения, а точнее сохранения земной воды даёт новый взгляд на судьбу воды на других планетах. Например, Марс – он меньше Земли, поэтому давление внутри его ядра меньше и гидросиликат магния в нём неустойчив. У воды не было возможности «пересидеть» бомбардировку в безопасном месте, поэтому на Марсе так мало воды, а существующую сейчас воду, возможно, занесли как раз кометы. А что на экзопланетах? Внутри массивных планет земного типа – так называемых суперземлях – высокое давление, стабилизирующее гидросиликат магния, существует за пределами ядра. Поэтому их недра теоретически способны удерживать ещё большие объёмы воды, чем Земля. И, возможно, условия для эволюции жизни на них не менее благоприятные, чем на нашей планете.

[ArefievPV]

Микроорганизмы выдержали экстремально высокие температуры из-за ускоренного метаболизма
https://nplus1.ru/news/2022/01/29/nankai-trough-bacteria

В 2016 году в ходе экспедиции «370» в Нанкайском желобе были обнаружены микроорганизмы, способные существовать при температуре 120 градусов Цельсия. Группа ученых из шести стран исследовала эти микроорганизмы и выяснила, что выдерживать такие экстремальные условия им помогает высокая скорость метаболизма. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Считается, что в отложениях, находящихся ниже уровня океанического дна (ультраабиссали), содержится большое биологическое разнообразие микроорганизмов. Существование таких организмов ограничено доступностью органических веществ и температурой, которая повышается на 30 градусов Цельсия с каждым километром по мере приближения к центру Земли.

Высокая температура повреждает белки и нуклеиновые кислоты, которые необходимы для функционирования клеток. Долгое время считали, что 80 градусов Цельсия — максимально высокая температура, при которой способны существовать микроорганизмы. Но в 2016 году экспедиция «370», включавшая ученых из девяти стран, исследовала Нанкайский желоб — глубоководную впадину в Тихом океане, расположенную к югу от японского острова Хонсю. В ходе экспедиции исследователи извлекли образцы пород, располагавшиеся на разных глубинах. Самый глубокий образец (1177 метров ниже уровня океанического дна) был извлечен из участка C0023, где температура достигала 120 градусов Цельсия. Несмотря на аномально высокую температуру, в этом образце были найдены микроорганизмы. Из-за маленькой численности установить видовой состав популяции микроорганизмов не удалось.

Группа ученых из Германии, Дании, США, Швейцарии, Швеции и Японии под руководством Тины Тройде (Tina Treude) из Калифорнийского Университета в Лос-Анджелесе исследовала микроорганизмы, обнаруженные в образцах из Нанкайского желоба, включая образец из участка C0023. C помощью радиоизотопного анализа серы-35 и углерода-14 исследователи оценили скорость сульфатредукции и метаногенеза, характерных для глубоководных микроорганизмов. Затем рассчитали теоретическую скорость прироста биомассы. Скорость прироста биомассы микроорганизмов, извлеченных из участка C0023, была на несколько порядков выше, чем скорость метаболизма тех, кто обитал на меньшей глубине и при меньших температурах.

Авторы отмечают, что увеличение интенсивности метаболизма глубоководных микроорганизмов, скорее всего, связано с возрастанием энергетических затрат на устранение температурных повреждений. В первую очередь к таким повреждениям относится рацемизация аминокислот — спонтанное превращение L-аминокислот в составе белка в D-аминокислоты. Рацемизация может искажать структуру белка и нарушать его работу. Деградировать такие белки и заменить их новыми, включающими только L-аминокислоты, — самый простой и энергетически выгодный способ решения этой проблемы. Но это возможно только при наличии достаточного количества аминокислот во внешней среде, а при температуре выше 45 градусов Цельсия они быстро разлагаются. Поэтому микроорганизмы вынуждены использовать более энергозатратный способ и активировать ферменты, которые превращают D-аминокислоты в L.

В глубоководных желобах часто находят что-нибудь интересное. Например, в Зондском желобе (Индийский океан) на рекордной для головоногих моллюсков глубине — свыше шести тысяч метров — обнаружили осьминога из рода Grimpoteuthis. А в Атакамском желобе (Тихий океан) на глубине свыше семи тысяч метров нашли три новых вида липардовых рыб.

[ArefievPV]

Поддерживать мышечную массу во время спячки сусликам помогают кишечные микробы
https://elementy.ru/novosti_nauki/433930/Podderzhivat_myshechnuyu_massu_vo_vremya_spyachki_suslikam_pomogayut_kishechnye_mikroby

Ученые из Висконсинcкого университета, уже много лет изучающие феномен спячки у млекопитающих, выяснили, как животным удается во время спячки поддерживать необходимый уровень азотистого обмена. Ведь животные в этом состоянии не получают никакой пищи, тем более белковой, а мышечная масса к концу спячки у них не меняется и с началом весеннего сезона они возобновляют активность как ни в чем не бывало.

Исследование, проведенное на тринадцатиполосых сусликах (Ictidomys tridecemlineatus), показало, что в поддержании требуемого уровня азотистых веществ участвует микрофлора кишечника. Кишечные бактерии утилизируют мочевину, возвращая азот в обменный круговорот в виде аммония, а также готовых аминокислот и белков. Организму спящего животного остается лишь воспользоваться удобным дополнительным источником азотистых продуктов. Такой способ получения белка характерен для жвачных, адаптированных к низкобелковой диете. Теперь выясняется, что и другие животные могут при необходимости использовать тот же путь получения белка, синтезированного микрофлорой.

[ArefievPV]

Органические вещества в марсианском метеорите ALH 84001 образовались в результате серпентинизации
https://elementy.ru/novosti_nauki/433929/Organicheskie_veshchestva_v_marsianskom_meteorite_ALH_84001_obrazovalis_v_rezultate_serpentinizatsii

Рис. 1. Марсианский метеорит Allan Hills 84001 (ALH 84001) был найден в 1984 году в рамках экспедиции по поиску метеоритов в Антарктиде. Считается, что около 16 млн лет назад он был выбит с Марса при падении другого метеорита, а примерно 13 000 лет назад упал на Землю. Метеорит весит чуть меньше 2 кг и имеет форму картофелины размером примерно 15×10×7,5 см. Фото с сайта en.wikipedia.org

Обнаруженные в 1996 году в марсианском метеорите Allan Hills 84001 (ALH 84001) карбонатные глобулы, содержащие органические молекулы, долгое время были центром дискуссии о возможном существовании жизни на древнем Марсе. Изучив тонкие поперечные спилы этих объектов с помощью просвечивающего электронного микроскопа, международная команда ученых установила, что они имеют однозначно абиогенное происхождение и образовались в ходе геологического процесса серпентинизации.

[ArefievPV]

Паразиты — полезное приобретение. Елена Сударикова

Паразитизм — такой тип совместного существования организмов, при котором неродственные, далёкие друг от друга организмы живут в течение продолжительного времени и при этом находятся в антагонистических отношениях. Иначе можно сказать, в односторонних симбиотических отношениях, ведь паразит свою выгоду получает. Являются ли паразиты чистым злом? Нужно ли стараться избавиться от них абсолютно на всех уровнях жизни? Так ли полезна стерильность?
Попробуем разобраться.

[ArefievPV]

Биологи описали самую крупную бактерию. Она может достигать двух сантиметров в длину
https://nplus1.ru/news/2022/02/25/largest-bacterium

Американские и французские биологи описали новый вид бактерий, который они нашли в мангровых лесах. Бактерия, которую назвали Thiomargarita magnifica, может достигать двух сантиметров в длину и обладает геномом в 11 миллионов пар нуклеотидов.

Кроме этого, она не вписывается в строгое определение прокариот — ее ДНК отделено от остального содержимого клетки мембраной. Препринт с описанием нового вида бактерий доступен на bioRxiv.

Бактерии как представители прокариот обладают ДНК, которая свободно плавает в цитоплазме, а у эукариот генетический материал изолирован от остального содержимого клетки. Эта одна из основных характеристик, которая отличает прокариот от эукариот. Но биологи из США и Франции описали бактерию, которая не попадает под строгое определение прокариот.

Группа исследователей под руководством Шайлеша Дате (Shailesh V Date) из Лаборатории изучения сложных систем нашла в мангровых лесах на территории Гваделупы, которая находится в Карибском море, ранее не описанную бактерию. Ученые не сразу поняли, что это бактерия, так как она имела форму нитей, видимых невооруженным глазом. Сначала ученые подумали, что эти нити представляют собой конгломераты клеток, но после внимательного изучения поняли, что перед ними одна длинная клетка.

Бактерия оказалась не только необычно большого размера (в среднем сантиметр, но может достигать двух), но и имела нехарактерное для прокариот строение: клетка была разделена на два мешочка. В одном содержалась ДНК и рибосомы, а второй был наполнен водой. Именно этот водный мешочек, скорее всего, и позволяет бактериям вырастать до таких больших размеров. Кроме этого, у описанной бактерии оказался очень длинный геном — 11 миллионов пар нуклеотидов с 11000 генов. Обычно геном бактерий не превышает 4 миллиона пар нуклеотидов и 4000 генов.


Слева фотография Thiomargarita magnifica под световым микроскопом, справа предложенная исследователями модель строения бактериальной клетки

Описанную бактерию назвали Thiomargarita magnifica и включили в тот же род, что и обнаруженную в конце 90-х годов Thiomargarita namibiensis. Последняя может вырастать в длину почти до 1 сантиметра, и большая часть ее клетки также заполнена гигантской вакуолью, содержащей воду и нитраты.

Авторы препринта считают, что T. magnifica может заставить ученых пересмотреть характеристики, которые разделяют прокариот и эукариот. По их словам, описанная бактерия разрушает представления о прокариотах как о «мельчайших, простых и неразвитых формах жизни — мешочках с белками внутри».

Год назад мы рассказывали, как биологи привезли с борта Международной космической станции ранее неизвестные виды бактерий. Они находились в образцах, взятых с обеденного стола космонавтов, стеллажа, на котором проводились эксперименты по материаловедению, и из модуля, из которого наблюдали за действиями за бортом МКС.

P.S. Ссылка в дополнение:

С Международной космической станции привезли новую бактерию
https://nplus1.ru/news/2021/03/17/new-bacteria-from-ISS

[ArefievPV]

Иглистые мыши способны восстанавливать поврежденный спинной мозг
https://elementy.ru/novosti_nauki/433943/Iglistye_myshi_sposobny_vosstanavlivat_povrezhdennyy_spinnoy_mozg

Рис. 1. Как показано в обсуждаемой работе, иглистые мыши, в частности каирская мышь (Acomys cahirinus), способны к регенерации поврежденного спинного мозга. При его разрыве в районе восьмого грудного позвонка (lesion site at T8) происходит ремоделирование внеклеточного матрикса (ECM remodelling), увеличение количества кератансульфатированных протеогликанов (KSPG, keratansulphate proteoglicans), а также повышается уровень фермента b-1,3-N-ацетилглюкозаминтрансферазы 7, который контролирует образование этих молекул. В районе повреждения не накапливаются фибробласты (fibrosis, фиброз) и астроциты (astroglyosis, астроглиоз). Домовые мыши (Mus musculus) не способны к регенерации подобных повреждений. У них в месте повреждения спинного мозга накапливаются фибробласты и астроциты. Фибробласты (fibroblasts) обозначены оранжевым цветом, астроциты (astrocytes) — зеленым. Рисунок из обсуждаемой статьи в Developmental Cell

Регенерация органов и тканей — задача «со звездочкой» для взрослых особей большинства видов млекопитающих, включая человека. Их организмы способны самостоятельно зарастить не слишком большую рану, но с возрастом даже простые царапины оставляют шрамы. Более серьезные и хронические повреждения приводят к фиброзу — разрастанию нефункциональной соединительной ткани. Но у некоторых млекопитающих есть весьма незаурядные способности к регенерации. Один из примеров — каирские мыши (Acomys cahirinus), относящиеся к иглистым мышам. Они способны не только заживлять кожу, но и полностью восстанавливать поврежденные органы, включая спинной мозг. В недавнем исследовании показано, что это, вероятно, происходит за счет особой организации внеклеточного матрикса, который одновременно препятствует образованию фиброзного шрама и способствует восстановлению функциональных клеток, в частности нейронов.

[ArefievPV]

К сообщению:
http://my-army-flot.ru/index.php?topic=13.msg912#msg912
Хомячок-оборотень
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1549/Khomyachok_oboroten

Обычно при слове «хомячок» нам представляется пушистый и вполне безобидный зверек. Однако взгляните на фото — один из этих «безобидных» грызунов смачно пожирает ядовитого скорпиона Centruroides vittatus, удерживая добычу цепкими передними лапами. Это — кузнечиковый хомячок Мирнса (Onychomys arenicola), представитель рода кузнечиковых, или скорпионовых, хомячков (Onychomys), включающего три вида грызунов, обитающих в пустынях и прериях запада Северной Америки. Эти зверьки мало того что отличаются повышенной агрессивностью (что, впрочем, для хомяков не редкость, вспомните обыкновенного хомяка из этого видео), так еще и развили весьма своеобразные привычки: кормятся они почти исключительно животной пищей, бесстрашно нападая даже на скорпионов, по скорости реакции не уступят знаменитому Рикки-Тикки-Тави, а при выходе из норы в течение пары секунд издают высокочастотный писк, несколько напоминающий волчий вой.

Весят эти зверьки около 50 граммов (то есть не больше отборного яйца), имеют непривычно длинный хвост и внешне больше напоминают мышь, чем хомячка. По-английски их так и называют: grasshopper mice — «кузнечиковые мыши»; а название рода Onychomys просиходит от греческих слов ὄνυξ ‘ноготь’ и μῦς ‘мышь’. Но если обычные мыши в основном кормятся семенами и зелеными частями растений, то в рационе кузнечикового хомячка растительная пища занимает лишь малую часть, тогда как всё остальное — это насекомые, паукообразные и различные позвоночные, от мелких лягушек и ящериц до других грызунов. Стоит отметить, что евразийские хомячки иногда тоже не прочь закусить животной пищей, но доля растительных кормов в их рационе всё-таки выше (см. синопсис Волки в мышиной шкуре).

В экспериментах с парным ссаживанием кузнечикового хомячка и других грызунов в живых всегда оставался кузнечиковый хомячок (прямо как в фильмах «Горец»), причем он оказался способен убить даже самца щетинистого хлопкового хомяка (Sigmodon hispidus), масса которого превосходила его собственную в три раза! Размер добычи вообще не имеет для хомячка значения: он нападает на жертв намного крупнее себя, таких как крысы и змеи. Не обращает он внимания ни на токсичность, одинаково охотно атакуя высокотоксичных древесных скорпионов рода Centruroides и домовых сверчков, ни на запах: даже нанесенные на добычу неприятно пахнущие вещества, отпугнувшие бы любого другого грызуна, не останавливали атаку кузнечикового хомячка, заметившего впереди потенциальную пищу!

И, скажем откровенно, для подобного безрассудства у кузнечикового хомячка есть все основания. Во-первых, он — житель пустынь: ресурсы там крайне ограничены, так что, если не проявить настойчивость, жертва может скрыться, оставив охотника без обеда. Во-вторых, кузнечиковые хомячки физиологически адаптированы к охоте на беспозвоночных, что включает не только особый «фундальный мешочек» в желудке, защищающий пищеварительные железы от давления твердого хитина, но и специализацию органов чувств (например, кузнечиковые хомячки точнее, чем другие грызуны, определяют местоположение объекта на слух) и нервной системы. В частности, необходимость охотиться на токсичных беспозвоночных привела к выработке у кузнечиковых хомячков устойчивости к токсинам и нивелированию болевых ощущений. Изучив особенности нервной системы хомячков, ученые выяснили, что, в отличие от других грызунов и человека, в теле кузнечикового хомячка яд скорпиона приводит не к распространению болевого сигнала, а к его блокировке, то есть сам яд выступает в качестве болеутоляющего!

Неудивительно, что эти грызуны так яростно атакуют любую предложенную добычу: сама природа позаботилась о том, чтобы кузнечиковые хомячки не испытывали боли и могли продолжать кусать скорпиона, пока членистоногое не будет повержено! Но при этом, как показало еще одно исследование, хотя яд скорпиона безвреден и для молодых, и для взрослых животных, по мере роста и накопления опыта хомячки оставляют скорпионам всё меньше возможностей себя атаковать. Неопытные хомячки — кстати, начинают они охотиться с 22-дневного возраста — атакуют скорпионов, пытаясь схватить и нанести серию смертельных укусов в голову (так же, как если бы они охотились на сверчков), а вот те, что уже сталкивались с ядовитым жалом, в первую очередь начинают метить именно в него, стремясь отгрызть главное оружие врага прежде, чем он пустит его в ход.

Ну и, наконец, последний пункт — тот самый знаменитый «вой», благодаря которому кузнечиковые хомячки получили прозвище «мышей-оборотней» (werewolf mice). На самом деле зловещего в этом звуке не больше, чем в волчьем вое: это лишь способ общения с сородичами. Дело в том, что, будучи одними из высших хищников в экосистеме с крайне скудными пищевыми ресурсами, кузнечиковые хомячки не слишком дружелюбны по отношению друг к другу и занимают значительные участки, которые агрессивно охраняют от других хомячков. Вой — это способ предупредить всех чужаков, что территория занята, а ее хозяин или хозяйка не потерпят рядом нахлебников, и если нарушитель границ вовремя не уберется прочь, то драки не избежать.


Хотя «вой» хомячка нельзя назвать воем в строгом понимании этого слова, высокочастотный писк слышно на сотню метров!

Что поделать: суровые времена — суровые нравы. Судя по ископаемым данным, изначально кузнечиковые хомячки, появившиеся в конце миоцена, сформировались как всеядные грызуны, похожие в этом отношении на других хомячков. Тем не менее уже к плейстоцену характер их зубной системы заметно изменился, приняв современный «насекомоядный» облик (коренные зубы кузнечиковых хомячков больше напоминают таковые у летучих мышей, питающихся насекомыми). Возможно, этот сдвиг произошел из-за ухудшения условий жизни: в позднем миоцене в Северной Америке началось опустынивание, способствовавшее переходу части грызунов от всеядного образа жизни к хищническому.

[ArefievPV]

Дипломатия клеток: взлёты и падения
https://biomolecula.ru/articles/diplomatiia-kletok-vzlioty-i-padeniia

[ArefievPV]

Как иммунные клетки пробираются в плотные ткани
https://www.nkj.ru/news/43777/

Чтобы пройти сквозь плотную клеточную стенку, иммунные макрофаги ждут, когда в этой стене кто-нибудь начнёт делиться.

Кровеносные сосуды пронизывают все ткани и органы, поэтому те иммунные клетки, которые плавают в крови, всегда могут получить свежую информацию о том, как в тканях и органах идут дела. Если случится что-то не то, в крови появятся соответствующие сигналы, и иммунная система запустит нужные защитные реакции. (Кроме кровеносных сосудов стоит упомянуть и лимфатические сосуды с узлами, в которых очень много лимфоцитов.)

Но от иммунных клеток часто требуется выйти из крови и пробраться в саму ткань. Не все клетки это могут, а среди тех, которые могут, чаще всего мы слышим про макрофаги — они активно передвигаются, патрулируя ткани на предмет всего ненужного и подозрительного: остатков умерших клеток, токсичных частиц, бактерий и пр. Всё это макрофаги поедают, а если угроза достаточно велика и в одиночку им с ней не справится, они оповещают о ней другие иммунные клетки. Часть макрофагов плавает в крови и время от времени входит в ткани, часть поселяется в подведомственных им тканях ещё во время эмбрионального развития — это так называемые резидентные макрофаги, и по происхождению и строению они довольно сильно отличаются от «кровяных» макрофагов.

Так или иначе, есть иммунные клетки, которые умеют входить в плотные ткани. Как у них это получается? Ведь клетки, которые образуют ткань, довольно плотно соединены друг с другом, их просто так не раздвинешь, не растолкаешь. Сотрудники Научно-технологического института Австрии и Европейской молекулярно-биологической лаборатории с помощью хитроумных методов микроскопии наблюдали за макрофагами в зародышевых тканях мух дрозофил.

В статье в Science Мария Ахманова и её коллеги пишут, что макрофаги, стоя перед стеной из плотно сомкнутых клеток, ждали, когда кто-нибудь в клеточной стене начнёт делиться. Обычно клетки, встроенные в ткань, приобретают такую форму, чтобы эффективнее всего соединиться с соседями, то есть они вытянутые, овальные прямоугольные, многоугольные и т. д. Но если клетка хочет делиться, ей нужно округлиться, а для этого нужно разорвать часть белковых скрепок соединяющих её с другими клетками.

Макрофаг, который «видит» перед собой округляющуюся клетку, устремляется в бреши, которые образовались вокруг неё. Ядро у движущегося макрофага сдвигается к переднему концу и одновременно на этом конце в цитоплазме образуется что-то вроде щита из цитоскелетных белков, который защищает ядро от возможных повреждений. (Мы как-то писали, что когда клетки ползают в тесноте, в их ядрах и, следовательно, в ДНК появляются дыры.) Одновременно макрофаг-первопроходец использует метаболические ухищрения, которые дают ему больше энергии. Ну, а за первопроходцем устремляются остальные макрофаги.

Возможно, что не только у дрозофил, но и у других животных, включая человека, работает такой же механизм — когда иммунные клетки стоят перед стеной из других клеток и ждут, что кто-нибудь в этой стене начнёт делиться. И возможно, что такой же метод проникновения в плотные ткани используют и другие активно передвигающиеся клетки. Два года назад мы рассказывали о том, как в тканях движутся Т-лимфоциты; правда, тогда речь шла не о том, чтобы раздвинуть клеточную стену, а о том, чтобы пробраться сквозь межклеточное вещество. Оказалось, что Т-лимфоциты в прямом смысле роют в межклеточном веществе ходы, которыми потом могут воспользоваться их товарищи.

P.S. Ссылки в дополнение:

Ядра клеток плохо переносят путешествия в тесноте
https://www.nkj.ru/news/28464/
Блуждающие клетки, ползая по тесным межклеточным ходам в тканях нашего тела, вынуждены постоянно латать дыры в мембранах своих ядер и заделывать разрывы в ДНК.

Иммунные клетки роют ходы в нашем теле
https://www.nkj.ru/news/39981/
Двигаясь сквозь плотную ткань, Т-клетка проделывает в ней канал, которым могут воспользоваться её товарищи.