Интересные новости и факты (биология, химия)

[ArefievPV]

По содержанию органического углерода в породах марсианский кратер Гейла похож на пустыню Атакама
https://elementy.ru/novosti_nauki/433988/Po_soderzhaniyu_organicheskogo_ugleroda_v_porodakh_marsianskiy_krater_Geyla_pokhozh_na_pustynyu_Atakama

Марсоход НАСА Curiosity, работающий в кратере Гейла, обнаружил в глинистых отложениях бывшего марсианского залива органический углерод. Причем его там довольно много — содержание сопоставимо с тем, что можно найти на Земле в малопригодных для жизни районах (например, в пустыне Атакама). Возраст отложений оценен в 3,5 миллиарда лет. В то время, возможно, на Красной планете существовали условия для зарождения жизни. Это не первый случай обнаружения углерода на Марсе, но впервые удалось определить, какая его часть связана именно с органической составляющей.

До прибытия Curiosity датирование поверхности Марса проводилось с помощью относительных методов геоморфологии и учета последовательности возникновения кратеров. Теперь же входящий в набор приборов марсохода масс-спектрометр измерил изотопы аргона в аргиллитах Sheepbed, благодаря чему были получены радиометрический возраст пород (около 3,5 млрд лет) и приблизительное время их выхода на поверхность (110–30 млн лет назад). Это первое определение абсолютного возраста пород на другой планете. Также приборы SAM впервые определили в марсианских породах долю органического углерода.

Органическим называется углерод, связанный с атомами водорода в молекулы, используемые для построения организмов всеми известными формами жизни на Земле. Однако само присутствие органических молекул на Марсе не доказывает существования там жизни. Они могли образовываться в результате поверхностных реакций и при извержениях вулканов или вообще быть занесены из космоса в составе метеоритов. В земных условиях маркером биогенного происхождения органического углерода служит повышенное содержание в нем легкого изотопа ¹²C по отношению к более тяжелому ¹³C. Живые существа на Земле в своих метаболических процессах и при фотосинтезе предпочитают использовать более легкий изотоп углерода.

Ранее ученые, работающие с данными миссии Curiosity, обнаружили, что почти половина образцов, взятых из пяти разных мест в кратере Гейла, содержат удивительно много ¹²C по сравнению с углеродом в марсианской атмосфере и метеоритах (C. H. House et al., 2021. Depleted carbon isotope compositions observed at Gale crater, Mars).

Авторы предложили три варианта объяснения полученных фактов. В соответствии с первой гипотезой в образовании органических молекул участвовали древние бактерии, производящие метан. В атмосфере под воздействием ультрафиолета этот газ превращался в более сложные соединения, которые оседали на поверхность и накапливались в осадочных отложениях, сохраняя свою биогенную изотопную подпись.

Две другие гипотезы исходят из того, что изотопное фракционирование углерода на Марсе могло быть связано с небиологическими процессами, аналогов которым нет на Земле. Одна из них предполагает, что молекулы, обогащенные ¹²C, могли возникнуть в результате взаимодействия ультрафиолета с углекислым газом в марсианской атмосфере, а другая — что ¹²C мог остаться после гипотетического события, произошедшего сотни миллионов лет назад, когда Солнечная система прошла через гигантское молекулярное облако, обогащенное легким изотопом углерода.

Изотопный состав не указывает на происхождение углерода, а только позволяет судить о том, какую часть от общего количества этого элемента составляет органический углерод, а какую — минеральный. «Но нельзя исключать биологическое происхождение некоторого количества углерода», — осторожно отмечают авторы исследования.

Чтобы получить однозначные доказательства присутствия древней или современной жизни на Марсе, необходимо найти осадочные горные породы, образованные древними бактериями, или сложные органические соединения — продукты жизнедеятельности организмов. Тем не менее, знание общего количества органического углерода важно для понимания того, сколько было на поверхности Марса доступного материала для пребиотических процессов в то время, когда на Красной планете была вода и прочие условия для зарождения жизни.

[ArefievPV]

Предки млекопитающих резко перешли к теплокровности в начале позднего триаса
https://elementy.ru/novosti_nauki/433990/Predki_mlekopitayushchikh_rezko_pereshli_k_teplokrovnosti_v_nachale_pozdnego_triasa

Рис. 1. Строение полукружных каналов у разных представителей наземных позвоночных. Серым цветом показан костный лабиринт, красным — заключенный в нем перепончатый лабиринт. Все изображения приведены к одному масштабу относительно размера животного. В верхнем ряду — современные виды (альпака, ящерица Podarcis waglerianus, гавиаловый крокодил, индейка), в нижнем — ископаемые синапсиды Tritylodon, Trirachodon, Microgomphodon, Lemurosaurus. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Переход к эндотермии (теплокровности) был важнейшим событием в эволюции предков млекопитающих, открывшим новые экологические и эволюционные возможности. Попытки привязать это событие к конкретному времени или узлу эволюционного дерева до сих пор не давали однозначных результатов. Изучение биомеханики органа равновесия современных позвоночных позволило разработать новый метод оценки температуры тела по строению полукружных каналов внутреннего уха. Применение метода к 56 видам ископаемых синапсид (предков млекопитающих и их родни) показало, что переход к эндотермии, по-видимому, был резким и произошел 233 миллиона лет назад, в карнийском веке позднего триаса, у первых представителей клады Mammaliamorpha, которая позднее дала начало настоящим млекопитающим. В это время климат Пангеи стал более влажным и жарким, а в ее флоре и фауне произошли важные изменения — в частности, стало больше беннеттитовых и хвойных растений, а также появились первые динозавры.

В новой статье палеонтологи и специалисты по биомеханике из США, Португалии, Великобритании, Германии, Франции, Южной Африки и Аргентины предложили новый метод различения экто- и эндотермных ископаемых позвоночных (в первую очередь синапсид) — на этот раз по строению полукружных каналов (см. Semicircular canals) внутреннего уха.

Исходя из биомеханических соображений, авторы разработали «индекс температуры и подвижности» (thermo-motility index, TMI), вычисляемый по сложным формулам на основе морфометрических признаков костного лабиринта. Для этого пришлось, помимо прочего, проанализировать соотношение между формой и размерами костного и перепончатого лабиринта у современных видов, ведь для функции полукружных каналов важна структура перепончатого лабиринта, а в ископаемом состоянии сохраняется только костный. Величина TMI отражает (по крайней мере в теории) степень адаптированности полукружных каналов к двум следствиям эндотермии: высокой подвижности и температуре тела.

Получилось, что эндотермия у синапсид возникла единожды, и произошло это у первых представителей клады Mammaliamorpha, которая включает всех потомков последнего общего предка млекопитающих и тритилодонтид. Жил этот предок, по современным представлениям, около 233 млн лет назад, в карнийском веке позднетриасовой эпохи, во время так называемого карнийского плювиального события (см. Carnian pluvial episode), которое, возможно, было связано с вулканической активностью, предвещавшей начало раскола Пангеи. В это время климат Пангеи стал более влажным и жарким, а в ее флоре и фауне произошли важные изменения: стали распространяться новые доминирующие группы голосеменных, папоротников, насекомых и тетрапод (в том числе первые динозавры).

У нового метода различения экто- и эндотермных синапсид, как и у всех предыдущих, есть свои подводные камни, а полученные результаты, конечно, не являются истиной в последней инстанции.

Рис. 4. Динамика изменений TMI в эволюционной линии, ведущей от первых синапсид к млекопитающим. Черные точки, соединенные серой линией, соответствуют узлам дерева (моментам отделения боковых веточек). Большие цветные кружки — средние значения для клад, представленных в выборке несколькими видами (сверху вниз: Tritylodontidae, Morganucodontidae, Cynognathia, Therocephalia, Gorgonopsia, Anomodontia, Biarmosuchia), маленькие — отдельные виды. По горизонтальной оси — TMI, по вертикальной — время в млн лет назад. Вертикальными пунктирными линиями показаны значения TMI для современных экто- и эндотермных групп, слева направо: черепахи, крокодилы, лепидозавры, утконос, ехидна, плацентарные, сумчатые. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Судя по всей совокупности данных (измеренные значения TMI для конкретных видов, реконструированные TMI для узлов эволюционного дерева, датировки этих узлов) получается, что переход к эндотермии, сопровождавшийся повышением температуры тела на 5–9°C, был не постепенным, а резким (рис. 4).

Он совпадает с другими важными эволюционными изменениями, произошедшими у первых маммалиаморфов: увеличением мозга, улучшением обоняния и осязания (см.: Рост мозга у древних млекопитающих был связан с развитием обоняния, «Элементы», 26.05.2011), функциональной дифференциацией отделов позвоночника.

Все это происходило на фоне общей миниатюризации (а мелкие животные быстрее теряют тепло в холодную погоду) и, возможно, было связано с переходом к ночному образу жизни. При этом другие «маммальные» признаки, включая волосяной покров и усиленную заботу о потомстве, по-видимому, развились раньше — еще до перехода к эндотермии.

[ArefievPV]

Тригла-ходок
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1591/Trigla_khodok

Неземная красота на этом фото с «лицом» крокодила, крыльями бабочки и тонкими ножками — морской петух, или желтая тригла (Chelidonichthys lucerna). Эти морские придонные рыбы принадлежат к семейству тригловые (Triglidae) отряда скорпенообразные (Scorpaeniformes). Если в двух словах, то они красивы, болтливы, с ногами, бродят по дну, горланят песни. Но на самом деле всё условно и не так романтично.

Петухами тригл зовут за гребнеобразный плавник на спине. И грудные, и спинной плавники рыба может сложить —и будет просто рыба. А вот если распушится, да распетушится, поднимет спинной плавник, грудные развернет веерами, то будет ой как хороша, ну чисто петух.

Хотя, на мой взгляд, у ученых, раздающих имена природным объектам, очень развиты фантазия и воображение. Нередко живность мало соответствует своим громким названиям. И тригла на самом деле славится не лихим петушиным гребнем, а наличием ног и умением ходить по дну морскому. Ее шесть ножек (по три с каждой стороны) — это первые три луча грудных плавников, превратившиеся в длинные подвижные отростки. Лучи эти не связаны с плавником общей перепонкой и действуют свободно. С их помощью рыбка бродит по дну, скрупулезно перебирая грунт, словно изящными тонкими пальчиками.

Морской петух — хищник. Питается ракообразными, моллюсками и рыбой. Часть добычи выкапывает «ножонками-ручонками». К рыбам, кормящимся у дна, подкрадывается пешком. Подкрадется и как прыгнет! Резкий прыжок также обеспечивают ножки-лучи. Добыча, пораженная неожиданным нападением, практически не имеет шансов на спасение. Взрослые особи предпочитают ловить рыбу. Молодь увлеченно копается на дне в поисках беспозвоночных. Просто плавать они тоже умеют. Объевшийся морской петух любит дрейфовать на поверхности. Может и выпрыгивать из воды. При этом в полете покрывает расстояние в 10–15 метров. Черноморские рыболовы рассказывают, что после шторма морские петухи любят погонять на поверхности мелкую рыбешку.

Морской петух не только ногаст, но и голосист. Чаще пишут, что он поет или кукарекает. Но это опять романтики, склонные приукрашивать действительность. Звуки, издаваемые морскими петухами, похожи на стук, хрюканье и рычание. Болтают рыбы круглый год. При этом их разговоры прекрасно слышны на ближайших к ним прибрежных скалах. Видимо, такая болтовня помогает им поддерживать коммуникацию с соседями. Издают они звуки, быстро изменяя объем плавательного пузыря при сокращении мышц в его стенках (см. статью Песнь рыбы и клопа).

Населяют триглы прибрежные тропические воды. В России встречается пять видов тригл в Балтийском и Черном морях, в морях Дальнего Востока. В Черном море живут желтая и серая (Eutrigla gurnardus) триглы. Охотятся они на бычков и барабулек. Средний размер петухов — 50–60 см. Самки крупнее самцов и живут дольше. Среди рыб старшего поколения большинство — это самки, видно, «мужички» не доживают до преклонного возраста. Ученые отмечают длительный сезон размножения, иногда растянутый почти на весь год. Это зависит от климатических и географических условий проживания рыб.

Есть ли плюсы у хождения по дну? Да, есть. Передвижение пешком менее энергозатратно, чем плаванье — скольжение над грунтом, совершаемое за счет волнообразных движений всего тела. Поиск пищи более результативен, если перебирать грунт «пальчиками», а не рыться там носом, как поросенок. Опять же, волнообразные движения тела и копание носом поднимают со дна муть и еду приходится искать в тумане. Да и в рот попадет много всего постороннего. На ходильных лучах также есть хеморецепторы, позволяющие более качественно искать пищу.

Ходить по дну могут и некоторые другие рыбы: удильщики Antennarius hispidus (см. картинку дня Шагающий мелководный удильщик) и рыбы семейства брахионихтиевые. А вот анабас (Anabas testudineus) и илистые прыгуны (см. картинку дня Битва илистых прыгунов) могут ходить по суше и даже взбираться на деревья. Даже нетопырь Дарвина (см. картинку дня Нетопырь Дарвина), как две капли воды похожий на мою университетскую преподавательницу по химии, и тот ходит. Но всё это не то. Кто-то их них ползет, как тюлень, кто-то прыгает как лягушка.

И только морские петухи имеют уникальное строение ног. Каждый луч работает самостоятельно как отдельная конечность. В наличии прочные компоненты скелета для крепления и поддержки мышц. Лучи сгибаются и двигаются независимо друг от друга. Они изгибаются в одном направлении, сопротивляются сгибаниям в других направлениях, как наши пальцы. Диапазон их движения увеличен по сравнению с остальными лучами грудных плавников: они могут подниматься и опускаться, двигаться вперед и назад, вращаться вокруг своей длинной оси. Это возможно благодаря соединению ходильных лучей с плечевым поясом шарнирными сочленениями. Отдельная мускулатура этих лучей имеет сходство с мускулатурой дистальных (дальних) отделов передних конечностей млекопитающих. В результате вышеперечисленного рыба прилагает усилие, отталкиваясь ногами от поверхности, и полноценно шагает.

Вот такая замечательная рыба проживает в морях планеты Земля: шагающая, летающая, «кукарекающая», да и просто красавица, с ногами «от ушей».

[ArefievPV]

Бактерия из пустынного озера украла фотосинтетический аппарат у другой бактерии и усовершенствовала его
https://elementy.ru/novosti_nauki/433992/Bakteriya_iz_pustynnogo_ozera_ukrala_fotosinteticheskiy_apparat_u_drugoy_bakterii_i_usovershenstvovala_ego

В озере на западе пустыни Гоби обнаружен новый вид бактерий, способный к фотосинтезу, — Gemmatimonas phototrophica. Этот вид относится к группе Gemmatimonadetes, представителям которого фотосинтез, вообще говоря, не свойственен. Оказалось, что G. phototrophica получила свою фотосистему — комплекс белков, осуществляющий фотохимическую реакцию, — от какой-то пурпурной бактерии в результате горизонтального переноса генов. Что более удивительно, в процессе эволюции эта фотосистема приобрела другую структуру и стала работать гораздо эффективнее своего «прототипа».

При слове «фотосинтез» мы прежде всего представляем себе растения. В крайнем случае — водоросли. Но самые значимые фотосинтетики на Земле — это бактерии. Даже пластиды растений и водорослей, с помощью которых те осуществляют фотосинтез, — потомки древних цианобактерий, первыми освоивших фотосинтез с выделением кислорода. Этот процесс помог им кардинально преобразить облик земного шара.

Идея, лежащая в основе этой биологической инновации, гениально проста: объединить два типа фотосистем — молекулярных «машинок» для передачи электронам энергии квантов света — таким образом, чтобы они работали вместе, развивая большую мощность (см. врезку). Это открыло цианобактериям (а вслед за ними — водорослям и растениям) путь к получению большого количества энергии из солнечного света и простой воды (которой вокруг было в буквальном смысле залейся). Эту фотосинтетическую инновацию так до сих пор никто и не повторил.

Помимо цианобактерий, многие другие бактерии тоже «умеют» фотосинтезировать. У них фотосистемы какого-нибудь одного типа — либо феофитин-хинонового, как у пурпурных бактерий, либо Fe-S-типа, как у зеленых серных бактерий. Мощность таких биологических «солнечных батарей» существенно ниже.

Тем не менее находятся экзотические бактерии, которые в процессе эволюции усовершенствовали свои фотосистемы без таких радикальных преобразований, как у цианобактерий, и «выжимают» из них рекордные показатели.

Ученых удивил сам факт такого переноса целого фотосинтетического кластера, превратившего ранее не фотосинтезирующую бактерию в фотосинтетика. Этот факт в очередной раз ставит вопрос о том, насколько сложно придать бактерии способность к фотосинтезу, просто вставив в ее ДНК нужные гены. Такой трюк может иметь большое прикладное значение — например, для получения экологически чистой энергии.

Однако новый вид (ему присвоили говорящее название Gemmatimonas phototrophica) в процессе эволюции не только «стащил» эту фотосистему, но и сделал с ней еще кое-что интересное.

Такая структура делает фотосистему бактерии Gemmatimonas phototrophica рекордно большой (в молекулярных масштабах) — но вместе с тем потрясающе эффективной. Благодаря тесной связи обоих антенных комплексов энергия передается между ними и на реакционный центр гораздо быстрее: постоянная времени передачи экситона между «внешним» и «внутренним» светособирающими комплексами у нового комплекса составляет всего 2 пикосекунды против 3–5 пикосекунд у пурпурных бактерий. Проще говоря, более компактная структура фотосистемы позволяет новому виду лучше улавливать энергию солнечного света. Так что он сумел значительно улучшить ту «модель» фотосистемы, которую получил путем горизонтального переноса генов. Самое интересное, что для этого потребовалось приобретение только одного дополнительного гена — вот где потрясающая экономия и эффективность!

СМИ уже успели многократно окрестить фотосистему бактерии Gemmatimonas phototrophica «уникальной». Это верно лишь отчасти: по механизму действия это в целом такая же феофитин-хиноновая фотосистема, как и у пурпурных бактерий. Светособирающие комплексы менялись в процессе эволюции многократно в разных эволюционных линиях. Однако, коллеги-журналисты правы в том, что такая структура антенных комплексов пока больше не описана ни у одного вида — и она крайне интересна своей экономичностью и эффективностью.

P.S. В статье есть пояснения (так сказать, ликбез по фотосинтезу) про разные фотосистемы (с рисунками) и подробное описание улучшенного комплекса (с рисунком).

[ArefievPV]

Химики нашли новый путь пребиотического синтеза аминокислот
https://nplus1.ru/news/2022/08/08/aminoacid-prebiotic

Возможный путь пребиотического синтеза аминокислот предложили химики из США. В работе, опубликованной в Nature Chemistry, ученые утверждают, что до возникновения жизни аминокислоты могли получаться из кетокислот, а не только из альдегидов, как думали раньше. Причем найденный процесс больше других напоминает реакции, идущие в живых клетках.

В основном живые клетки синтезируют аминокислоты двумя путями — либо по реакции трансаминирования кетокислот, в которых аминогруппа аминокислоты переносится на кетокислоту, либо по реакции восстановительного аминирования, в которой аммиак реагирует с кетокислотой в присутствии восстановителя. Оба этих процесса требует одного и того же исходного вещества — кетокислоты.

При этом до возникновения жизни, как полагают ученые, аминокислоты синтезировались на Земле по-другому — не из кетокислот, а из альдегидов по реакции Штрекера. В ней с альдегидом реагирует аммиак и цианид-анион, в получающееся производное гидролизуется — в результате образуется аминокислота. Но как пребиотический синтез аминокислот постепенно трансформировался в современные биохимические ферментативные процессы, ученые до сих пор не знают.


Один из возможных путей пребиотического синтеза аминокислот — реакция Штрекера

Химики под руководством Сунила Пуллетикурти (Sunil Pulletikurti) из научно-исследовательского института Скриппса предположили, что до возникновения жизни аминокислоты могли получаться, как и в живых клетках, из кетокислот, а не только из альдегидов.

Чтобы проверить свою гипотезу, они смешали пировиноградную кислоту (кетокислота) с цианидом натрия и диамидофосфатом в качестве источника аммиака. Через несколько часов в реакционной смеси химики обнаружили циклический гидантион, который при нагревании до 80 градусов Цельсия распался с образованием аминокислоты аланина. Последующие тесты показали, что реакция идет с высоким выходом только в присутствии атмосферного углекислого газа.

Оптимизация условий реакции позволила получить аланин с выходом в 80 процентов. А аналогичная реакция с альфа-кетоглутаратом дала глутаминовую кислоту с выходом около 20 процентов. При этом образующиеся аминокислоты, как показали ученые, не мешают реакции, хотя тоже могут реагировать с исходной кетокислотой. Дело в том, что реакция аминокислот с кетокислотами протекает обратимо, а образование гидантиона и его разложение — практически необратимые процессы.


Предложенный механизм образования аминокислоты из кетокислоты

Далее химики решили выяснить, как в условиях их реакции будет себя вести оксалоацетат. Оказалось, что помимо ожидаемого продукта реакции — аспартата — с выходом в 13 процентов образуется дигидрооротат — предшественник пиримидиновых азотистых оснований, которые составляют основу ДНК и РНК. Этот результат показал, что процесс, открытый исследователями, мог служить не только для пребиотического синтеза аминокислот, но и для синтеза азотистых оснований.

Так химики показали, что в пребиотических условиях из кетокислот действительно могли получаться аминокислоты, и этот процесс мог быть основным предшественником современного биосинтеза аминокислот по реакции трансаминирования. Однако реакция разложения гидантионов — вторая стадия открытого авторами процесса — требовала высокой температуры. И химики считают, что на ранних этапах возникновения жизни она могла протекать каталитически, а катализатор для этой реакции еще предстоит найти.

Катализаторами многих пребиотических реакций, как думают ученые, служили пептиды. О том, как их синтез мог проходить без участия рибосом, недавно рассказывали на N + 1.

P.S. Новость по возможному синтезу без участия рибосом уже размещал:

Синтез пептида прошел на двух цепях РНК без участия рибосомы
https://nplus1.ru/news/2022/05/12/prebiotic-biosynthesis

[ArefievPV]

«Персеверанс» обнаружил в кратере Езеро вулканические породы вместо осадочных
https://nplus1.ru/news/2022/08/26/sediments-free

Кратер Езеро

Марсоход «Персеверанс» обнаружил в кратере Езеро вулканические породы. Это противоречит ожиданиям ученых, которые предполагали увидеть осадочные отложения. Их отсутствие может указывать на то, что озеро на этом месте исчезло слишком быстро, и осадочные породы не успели сформироваться. Две статьи (1 и 2), посвященные результатам работы «Персеверанса», опубликованы в журнале Science.

«Персеверанс» разработали для исследования поверхности Марса, его климата, поиска следов жизни, отбора грунта и скальных пород. Его запустили 30 июля 2020 года, и 18 февраля 2021 года марсоход произвел успешную посадку. «Персеверанс» оборудован рентгенофлуоресцентным спектрометром (Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry — PIXL), георадаром, датчиками для измерения температуры, рамановским спектрометром и приборами для оптического, химического и минералогического анализа образцов пород и почвы.

Первая фаза работ началась летом 2021 года и заняла 400 марсианских суток (солов). За это время марсоход исследовал обнажения скал на дне кратера Езеро, вернулся к месту высадки и направился к дельте древней реки. В течении пути ему удалось отобрать восемь кернов горных пород, контрольный образец и образец атмосферы Марса. Кроме того, он подтвердил, что на дне кратера Езеро существовало озеро.

Вторая фаза началась 18 апреля 2022 года. С того момента ровер поднялся вверх по речной дельте, и его целью должны были стать предполагаемые осадочные породы, в которых могли сохраниться следы древней жизни. «Персеверансу» удалось изучить скальные обнажения и получить данные по содержанию химических элементов. Ученые проанализировали их и опубликовали две работы.

Первая статья, опубликованная группой из 71 ученого под руководством Дунью Лю (Dunyu Liu) из Техасского университета в Остине, посвящена магматическим породам кратера: с помощью PIXL ученые определили основные минералы, которые входят в состав породы. Ровер исследовал обнажение в двух точках: вначале углубился на один сантиметр в породу с помощью шлифовальной насадки, а затем выдул пыль из получившейся круглой ямки сжатым азотом. Оказалось, что основная масса породы сложена оливином (около 65 процентов) и пироксеном — авгитом (около 13 процентов). Это распространенные магматические минералы. Взаимоотношение между зернами свидетельствует, что порода образовалась в результате осаждения зерен оливина и пироксена. Такая структура называется кумулятивной.


Изображения магматических пород полученных с помощью ровера. На фото видна слоистость однако она соответствует магматическим породам, а не осадочным

Между зернами двух основных минералов встречается Na- и К-полевой шпат, Ca-фосфат и Cr-Fe-Ti-окксиды. То есть эти минералы кристаллизовались после оливина и пироксена, суммарно их около 10 процентов. Исследователи интерпретировали, что этот набор минералов сформировался в результате кристаллизации магматического расплава. Кроме того, присутствуют вторичные минералы-силикаты, Fe-Mg карбонаты и Mg-Fe сульфаты, суммарно около 12 процентов. Соотношение оливина и пироксена соответствует верлиту.

Ученые рассмотрели несколько возможных сценариев образования породы. Это могло быть внедрение небольшого силла, кристаллизация лакколита, излияние лавы или импактное событие. Как только магматический расплав начал охлаждаться, стали кристаллизоваться первые зерна оливина и пироксена. После достижения большого размера кристаллы начали опускаться вниз. В конечном итоге зерна опускались на дно, формируя слой за слоем. После в промежутках между кристаллами появились полевые шпаты, оксиды и фосфаты.


Модели возможного образования богатых оливином пород

Среди нескольких возможных путей образования этих пород, наиболее вероятным ученые называют сценарий, при котором магматический расплав остывал медленно. Такие условия соответствуют внедрению в уже существующие интрузивное тело или в лавовый поток. На данном этапе не достаточно данных, чтобы сказать точнее. Для полноты картины необходимо исследовать концентрации несовместимых элементов, таких как Rb, Sr, La, Sm, Nd, U, Th и других. К сожалению, их в породе очень мало — меньше предела обнаружения PIXL. Удалось измерить только K₂O/TiO₂ и сравнить этот показатель с известными марсианским метеоритами, которые содержат кумуляты оливина или пироксена. В таких метеоритах высокие концентрации несовместимых элементов. Это говорит о том, что порода могла взаимодействовать с высокотемпературным водным флюидом.

Альтернативное объяснение заключается в том, что мантия Марса обеднена K, U, Th и другими несовместимыми элементами, которые сосредоточены в коре и верхней мантии планеты. Возможно, это вызвано метасоматическими процессами или деятельностью плюмов.

Вторая статья, опубликованная группой из 114 авторов под руководством Кеннета Фарли (Kenneth Farley) из Калифорнийского технологического института, посвящена вторичным минералам — к двум уже изученным точкам на обнажениях ровер добавил еще две. По составу они соответствуют земным базальтам, правда, с чуть большим содержанием железа и фосфора. Исследователи исключили возможность, что породы состоят из базальтового песчаника, из-за того что отсутствует сортировка между зернами, поры, цемент и следы переноса водными или ветровыми процессами. Вполне вероятно, что изученные базальты и верлиты, исследованные в первой статье, произошли из одного расплава.

Базальты оказались изменены водными процессами в большей степени. В образцах встречаются сульфаты и соединения хлора, карбонаты, вторичные силикаты, оксиды и возможны гидроксиды железа и серпентин. Все это указывает на высокую активность воды в прошлом и на кристаллизацию этих минералов уже после образования базальта. А разнообразие состава солей свидетельствует о том, что они могли кристаллизоваться из разных по составу жидкостей. К тому же, большое количество оксидов железа может говорить о растворении сульфидов. Кстати, на Земле подобные реакции приводят одновременно к образованию сульфатов.


Карта содержания оксидов полученная с помощью PIXL

Это исследование важно, поскольку окисление железа в таких процессах как карбонатизация и серпентинизация может дать водород — потенциальный источник энергии наряду с метаном и другими углеводородами, которые могут стать сырьем для синтеза сложных биомолекул. С другой стороны, восстановление нитратов, сульфатов и ионов металлов наряду с разложением углеводородов выступает источником энергии для земных микрооргнанизмов. На Земле, в карбонатных жилах, которые образуются в результате процессов карбонатизации и серпентинизации, могут сохраняться липиды и органические структуры, которые интерпретируют как окаменелые сообщества микроорганизмов. По аналогии на дне кратера Езеро в измененных магматических породах могли остаться следы микроорганизмов, если в древности существовала пригодная для их жизни среда. Однако для этого требуются дополнительные исследования.

Ранее мы писали, что в задачи марсохода входил отбор осадочных пород. О других задачах марсохода и его оборудовании в нашем материале «Марс, туда и обратно».

[ArefievPV]

Отсеквенирован геном «бессмертной» медузы
https://nplus1.ru/news/2022/08/30/immortal-genome

Испанские ученые составили список генов, которые, вероятно, отвечают за «бессмертие» медузы Turritopsis dohrnii. Для этого они отсеквенировали ее геном и сравнили его с геномом медузы Turritopsis rubra. Оказалось, что «бессмертная» медуза, в отличие от своей родственницы, обзавелась дополнительными копиями — до восьми штук — генов, которые связаны с процессами омоложения клеток. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Цикл T. dohrnii устроен похожим образом. Но есть одна деталь: после размножения сама медуза может, претерпев некоторые превращения, осесть на дно и превратиться обратно в полип. Из него снова может получиться медуза, которая способна размножаться — и пока нет данных о том, что этот процесс когда-то останавливается. Это биологи и имеют в виду, когда называют T. dohrnii биологически бессмертной.


Жизненный цикл двух медуз: «смертной» (слева) и «бессмертной» (справа)

[ArefievPV]

Австралийцы обнаружили древнейшие сердца возрастом 390-370 миллионов лет. Это сердца панцирных рыб
https://nplus1.dev/news/2022/09/16/heart-of-a-fish

Палеонтологи обнаружили на австралийском местонахождении Гоугоу, возраст которого составляет 390-370 миллионов лет, окаменелости древних рыб плакодерм с хорошо сохранившимися внутренними органами, включая самые древние известные сердца. Как отмечается в статье для журнала Science, находка позволяет не только реконструировать строение плакодерм, но и лучше понять эволюцию челюстноротых — в том числе определить момент появления легких.

В отличие от костей, мягкие ткани плохо сохраняются в палеонтологической летописи. Это серьезно осложняет работу специалистов, изучающих анатомию и физиологию вымерших животных. Однако иногда в руки ученых все же попадают остатки древних существ с отлично сохранившимися покровами, мышцами и даже внутренними органами. Обычно такие ископаемые формируются в бескислородной среде с минимальным количеством бактерий, где они успевают окаменеть до того, как разложатся.

Местонахождения с исключительной сохранностью организмов, где можно обнаружить ископаемые с мягкими тканями, называют лагерштеттами консервационного типа. К ним относятся, например, сланцы Бёрджес в Британской Колумбии или Зольнхофен в Германии. Менее известный лагерштетт Гоугоу расположен в Австралии. На этом верхнедевонском местонахождении возрастом 390-370 миллионов лет были найдены многочисленные остатки древних рыб плакодерм (Placodermi) (или, как их называли раньше, панцирных рыб) с хорошо сохранившимися скелетами и мышцами. Когда-то они населяли тропический губко-водорослевый риф, а после гибели окаменели в глубоких водах с низким содержанием кислорода.

Команда палеонтологов под руководством Кейт Тринайстик (Kate Trinajstic) из Университета Кёртина описала еще несколько необычных ископаемых с местонахождения Гоугоу. Исследователи обнаружили здесь несколько окаменелостей плакодерм Compagopiscis croucheri и Incisoscutum ritchiei из отряда артродир (Arthrodira) с сохранившими трехмерную структуру внутренними органами. Отдельные экземпляры сохранили сердце (их сердца стали самыми древними в палеонтологической летописи), печень, желудок и кишечник. Это одна из первых находок такого рода. Ранее внутренние органы плакодерм и других ранних челюстноротых были известны лишь по остаткам пищеварительного тракта и кровеносных сосудов, которые принадлежали ботриолеписам (Bothriolepis) из отряда антиархов (Antiarchiformes).

Изучив артродир из Гоугоу с помощью фазово-контрастной синхротронной рентгеновской микротомографии и нейтронной томографии, Тринайстик и ее коллеги смогли реконструировать их внутреннее строение. Правда, ни один найденный экземпляр не содержал полного набора органов, поэтому авторам пришлось совместить воедино данные о нескольких образцах.

Исследователи выяснили, что артродиры обладали S-образным сердцем с предсердием, желудочком и артериальным конусом. Следов венозного синуса у ископаемых авторы различить не смогли, зато обнаружили отходящую от сердца вентральную аорту. В передней части брюшной полости исследователи увидели две ромбовидные структуры, в которых они опознали крупную двухдольную печень, служившую для повышения плавучести, как у современных акул. Кроме того, у древних рыб из Гоугоу сохранились следы желудка и кишечника со спиральным клапаном. В прямой кишке даже были обнаружены полупереваренные остатки ракообразного Montecaris gogoensis.

Никаких следов легких у артродир из Гоугоу обнаружить не удалось. Это важный аргумент в дискуссиях о происхождениях этих органов. Согласно одной гипотезе, легкие появились у общего предка костных рыб (Osteichthyes). Сторонники другой версии утверждают, что они возникли намного раньше — у первых челюстноротых. Отсутствие легких у рыб, изученных Тринайстик и ее коллегами, свидетельствует в пользу первой версии. Вероятно, легкие все же возникли позднее, у ранних костных рыб.

Данные о строении артродир также позволили уточнить их систематическое положение. Cердце этих рыб было сдвинуто в сторону головы, как у хрящевых и костных рыб, но не как у антиархов. Таким образом, филогенетические реконструкции, на которых артродиры ближе к поздним челюстноротым, чем антиархи, верны.

Ранее мы рассказывали о том, как палеонтологи проанализировали строение челюстных костей базальных плакодерм — акантоторацид. Оказалось, что у них, как и у ряда костных рыб, зубы были расположены по краям челюстей, крепились и к покровам тела, и к челюстным костям, а новые вырастали со стороны языка (внутренней), а не «щек» (наружной).

[ArefievPV]

Иммунные клетки живут чужой жизнью
https://www.nkj.ru/news/45227/

Т-лимфоциты могут становиться моложе с помощью ДНК, которую им дают другие иммунные клетки.

Все клетки со временем стареют, и иммунные в том числе. Постарев, они перестают адекватно реагировать на инфекции, перестают своевременно уничтожать злокачественные клетки и т. д. При этом именно из-за инфекций иммунные клетки должны стареть быстрее. Дело не в том, что сами инфекции как-то плохо на них действуют, просто когда приходит время бороться с вирусом или бактерией, иммунные клетки начинают активно делиться. А мы знаем, что у любых нормальных клеток (за исключением стволовых) есть лимит деления, который определяется теломерами. Так называют концевые участки хромосом, которые ничего не кодируют, но зато защищают кодирующую ДНК от повреждения.

Дело в том, что ДНК-копирующая машина не может копировать хромосому до самого конца — какой-то кусочек будет потерян. Если бы на хромосоме до самых её краёв были важные генетические последовательности, при каждом клеточном делении, то есть при каждом копировании ДНК, в этих важных последовательностях появлялись бы дефекты. А так их прикрывают теломеры, которые могут укорачиваться без какого-либо вреда. Но теломеры не бесконечны, и вот наступает момент, когда клетка понимает, что она не может делиться. Тогда она либо погибает, включив программу самоуничтожения, либо остаётся стареть и дряхлеть (и такие стареющие клетки представляют особую проблему для организма).

Стволовые клетки способны удлинять теломеры с помощью фермента теломеразы, потому-то они и способны делиться очень, очень долго. Когда клетка перестаёт быть стволовой и приобретает какую-то специализацию, ген теломеразы у неё перестаёт работать. Клетка вполне может делиться, но теперь у неё есть лимит делений.

Иммунные клетки, как мы опять же говорили, активно делятся при появлении инфекции. И какое-то время назад удалось выяснить, что, к примеру, Т-лимфоциты умеют активировать собственную теломеразу. Но делятся они всё-таки слишком много и часто. Одной только теломеразы им не хватило бы, чтобы поддержать хромосомы в нормальном здоровом виде.

Сотрудники Университетского колледжа Лондона вместе с коллегами из других научных центров Великобритании и Италии обнаружили на этот счёт у Т-лимфоцитов ещё одну хитрость: оказывается, они пользуются чужими теломерами. Чтобы Т-лимфоцит активировался, чтобы он начал делиться и запустил свои антиинфекционные механизмы, он должен пообщаться с так называемой антиген-презентирующей клеткой. Антигеном называют всё, на что может отреагировать иммунитет — вирусный белок или его фрагмент, кусок стенки бактериальной клетки и т. д. Антиген-презентирующие клетки выхватывают из окружающей среды всё подозрительное, обрабатывают внутри себя и демонстрируют (презентируют) это Т-лимфоцитам. Т-лимфоциты и сами могут чувствовать присутствие чего-то опасного, но только после контакта с антиген-презентирующими клетками они понимают, что подозрения не напрасны и нужно бороться против того, что им только что показали.

Исследователи наблюдали за поведением человеческих Т-клеток и антиген-презентирующих клеток, к которым добавили куски разных вирусов. Клетки чувствовали вирусное присутствие и начинали взаимодействовать, как при настоящем иммунном ответе. И тут оказалось, что у Т-лимфоцитов, провзаимодействовавших с антиген-презентирующими клетками, теломеры внезапно увеличиваются, а у антиген-презентирующих клеток уменьшаются. Причём теломеры у Т-лимфоцитов становятся в тридцать раз длиннее, чем это могла бы сделать теломераза.

Дальнейшие эксперименты показали, что у антиген-презентирующих клеток, которые готовы к контакту с Т-клетками, из ядра выходят мембранные пузырьки с кусками теломер. Пузырьки идут туда, где контактируют клетки, переходят в лимфоциты, и лимфоциты пришивают чужие теломеры к своим хромосомам. Исследователи взяли просто пузырьки с теломерами и добавили их к лимфоцитам — эффект был тот же. Чужие теломеры стимулировали деление Т-клеток и уменьшали среди них долю тех, в которых возникали признаки старости. Можно сказать, что Т-лимфоциты жили чужой жизнью, отсрочивая собственное старение.

Более того, после получения теломер среди Т-клеток появлялось много таких, которых называют стволовоподобными Т-клетками памяти — они похожи на стволовые клетки тем, что могут жить и делиться сравнительно долго, помня о предыдущих инфекциях и при нужде активируя воспалительную реакцию и атаку на патоген. (Остаётся вопрос, как живётся антиген-презентирующим клеткам, которые отдают часть своих теломер. Но, вероятно, для них это не так критично, от них не требуется быстрого и частого деления, и они могут позволить себе поделиться теломерами.)

В статье в Nature Cell Biology также говорится, что чужие теломеры улучшают иммунитет в масштабе организма — это удалось показать в опытах с мышами, которых заражали гриппом. Мышам вводили Т-лимфоциты, настроенные бороться с гриппом. Но одним животным вводили Т-лимфоциты, которые не получили дополнительных теломер, а другим вводили Т-лимфоциты с достроенными теломерами. Первую атаку инфекции те и другие мыши выдерживали, но когда спустя две недели их снова заражали гриппом, в живых оставались только те, которые прежде получили Т-клетки с достроенными теломерами. То есть эти Т-клетки благодаря удлинённым теломерам смогли дожить до второго заражения и защитить мышей от гриппа.

Если говорить с практической точки зрения, то, возможно, эти новые данные помогут усовершенствовать вакцины — можно представить себе, как вакцина будет приносить иммунным клеткам не только образец патогена, с которым им нужно будет бороться, но и ещё и дополнительный запас жизни в виде искусственно синтезированных фрагментов теломер.

[ArefievPV]

Эмбриональные клетки ползают на гусеничной тяге
https://www.nkj.ru/news/45231/

Чтобы двигаться вперёд, клетки мушиных эмбрионов оттягивают свой цитоскелет назад.

Не все клетки в нашем теле сидят на одном месте, есть такие, которые постоянно куда-то ползут, причём ползут сами, а не по воле каких-то внешних сил. На стадии эмбриона таких ползающих клеток особенно много: появившись в одном месте, им порой нужно переместиться на противоположный конец эмбриона, где они дадут начало какой-то ткани или органу.

Обычно мы представляем себе, как на движущейся клетке появляются выросты, выпячивания, в которые клетка как бы перетекает. Выросты и выпячивания появляются благодаря пересборке участков цитоскелета — длинных белковых нитей, пронизывающие цитоплазму. Цитоскелет даёт клетке упругость и жёсткость, и там, где клетка хочет выпятиться вперёд, цитоскелет должен перестроиться, сделав цитоплазму и мембрану более гибкой и текучей.

Однако сотрудники Института Уайтхеда, наблюдавшие за поведением клеток эмбриона дрозофилы, обнаружили, что они во время движения остаются более или менее шарообразными — то есть на них не появляется никаких заметных выростов. Их движение выглядит как что-то среднее между ползанием и качением. В статье в Science Advances исследователи описывают, что именно происходит во время такого движения с цитоскелетом.

Под наружной мембраной у клеток обычно есть сеть нитей из белка актина; этот актин называют кортикальным, то есть как бы образующим кортекс, кору. При ползуще-катящемся движении кластеры актинового скелета движутся вдоль мембраны назад, то есть в направлении, противоположном движению. Но кортикальный актин существует не в вакууме: взаимодействуя с окружающей клеточной средой, он заставляет мембрану и всю клетку двигаться вперёд. На место ушедшего актина приходит новый актин, который тоже оттекает вдоль мембраны назад — всё происходящее исследователи сравнивают с тем, как едет бульдозер на гусеничной тяге. Пользуются ли подобной актино-гусеничной тягой клетки других животных, покажут дальнейшие эксперименты.

Такой способ передвижения более самостоятелен, чем обычное ползание с формированием выступов. Когда клетка вытягивается, она вытягивается в ответ на что-то, например, в ответ на какую-нибудь сигнальную молекулу; добравшись до этой молекулы, клетка подтягивает к ней всю себя.

По словам авторов, «гусеничным» способом клетка способна передвигаться, независимо от внешних сигналов и не отвлекаясь на них, что может быть очень кстати в эмбрионе, в котором приходится перемещаться через множество разнородных скоплений клеток с разными свойствами.

Впрочем, вряд ли даже такой способ перемещения абсолютно независим: всё-таки даже ползуще-катящаяся клетка должна представлять себе, куда она направляется, и какие-то молекулярные сигналы всё равно должны влиять на её движение.

[ArefievPV]

Арлекины и звёзды
https://elementy.ru/kartinka_dnya/1620/Arlekiny_i_zvyozdy

На фото — парочка креветок-арлекинов (Hymenocera picta) лакомится морской звездой Linckia laevigata в проливе Лембе (Lembeh Strait) в Индонезии. Снимок вошел в финал ежегодного фотоконкурса Close-up photographer of the year 2021. Его автор, итальянец Адриано Мореттин (Adriano Morettin), пишет, что размножающиеся пары креветок держатся рядом и вместе охотятся на морских звезд, переворачивая их, чтобы получить доступ к амбулакральным ножкам.

Креветки-арлекины живут на коралловых рифах в тропической части Индийского и Тихого океанов. Питаются исключительно морскими звездами. Размером они сантиметров пять. Листовидные плоские образования на голове — антеннулы, по бокам от них торчат глаза на стебельках. С помощью органов чувств, расположенных на антеннулах, креветка распознает пищу, сородичей, их пол и сексуальную готовность и, конечно же, своего любимого (или любимую). Даже проведшие в разлуке месяцы самец и самка при встрече узнают друг друга.

Живут арлекины парами, реже по одному. Мало того, что креветка выглядит необычно и очень нарядно, так еще и отличается она неслыханной верностью, несвойственной мелким беспозвоночным животным. Обычно чем мельче и проще, тем неразборчивей в связях. Чем реже разбросаны особи какого-то вида по дну морскому, тем они «всеяднее» в плане выбора полового партнера — любой сгодится. У арлекинов же всё не так. Казалось бы, и вид довольно редкий, и выживаемость личинок низкая (хотя самки откладывают от 100 до 5000 икринок каждые 18–26 дней, одновременно с линькой), и живут только на кораллах, и питание узкоспециализированное. Тут не до капризов: встретил себе подобного — хватай и беги в кусты (вернее, в кораллы) размножаться. Нет, арлекин, несмотря на свое клоунское легкомысленное название, всю жизнь верен своему половому партнеру. Влюбленная парочка везде ходит вместе, вместе они охотятся и вместе пребывают и в горе, и в радости, пока смерть не разлучит их. Самка немного крупнее самца. Помимо размера самку от самца отличает окраска последних члеников брюшных ног. У самок они синие, а у самцов — бесцветные. Самец охраняет возлюбленную и их совместную территорию. Когда дело касается защиты территории, то агрессивны обе особи. Так что другому арлекину не поздоровится. Недаром говорят, что «муж и жена — одна сатана».

Креветки-арлекины — животные медленные, а их добыча, морские звезды, еще медленнее. Креветка хватает звезду за щупальце своей большой клешней, расположенной на конце второй пары брюшных ног, приподнимает его, подлезает под звезду и переворачивает ее. Затем самец галантно предлагает своей даме откушать первой. Креветки могут утащить поверженную звезду в укрытие и там есть ее дня два.

Медленные животные всё делают медленно. Вот и морская звезда медленно умирает, пока ее едят креветки. Звезду, конечно, жалко. Но звезды едят кораллов, поэтому кораллам выгодно соседство с арлекинами. Они предоставляют креветкам укрытия, а креветки подчищают морских звезд, не давая им слопать кораллы подчистую. Так как сами креветки не могут похвастаться большим размером, то и охотиться они предпочитают на звезд родов Fromia и Linckia, некрупных и малоподвижных.

Но если подходящих звезд нет, креветки могут напасть и на крупный терновый венец (Acanthaster planci). Его диаметр достигает 50 см — сложная добыча для маленькой креветки. Тело звезды покрыто острыми иглами длиной 3 см. Поэтому и название такое — «терновый венец». И она ядовита (как многие морские звезды). За год одна такая особь может съесть до 13 кв. м кораллов. Вспышки численности тернового венца носят циклический характер. В эти периоды коралловые рифы терпят значительный урон.

Конечно, морская звезда может отбросить «руку», схваченную креветкой, и уползти отращивать новую. Но это не всегда удается, так как креветки наносят звезде серьезные ранения своими клешнями, и у звезды просто не хватает сил на восстановление. Если уж совсем есть нечего, то хищная парочка может атаковать морского ежа. Как говорится, на безрыбье и морской еж сгодится. Для хищников арлекины неприятны, а иногда и опасны: питаясь ядовитыми морскими звездами, креветки набираются токсинов.

Арлекинов можно содержать в рифовых аквариумах. Строго парами. Одна пара на один аквариум. В противном случае кровопролития не избежать. Наблюдать за ними интересно. Они следуют друг за дружкой, учтивый самец окружает свою подругу заботой и вниманием. Конечно, это не самые простые питомцы. Во-первых, специфика меню. Им нужны только живые морские звезды; иногда креветки соглашаются есть замороженных звезд, но это редко. Во-вторых, температура воды. Она должна быть всегда 25–29 градусов. В-третьих — наличие рифового ландшафта и укрытий. В-четвертых, необходимо следить за кислотностью и чистотой воды. Креветки чувствительны к сульфатам меди и нитратам, а в период линьки им необходимы йодистые добавки. При правильном содержании креветки живут 1–3 года. Все эти сложности отпугивают многих аквариумистов. Зато арлекины отлично уживаются со всеми аквариумными рыбками. Впрочем, их дружелюбие не распространяется на иглокожих: рано или поздно, но арлекины их всех съедят. В больших рифовых аквариумах креветки могут питаться самостоятельно, поедая живущих и активно размножающихся там мелких морских звезд.

А вообще, приятно осознавать, что где-то на морском дне, среди прекрасных кораллов существуют любовь, верность, крепкие и надежные отношения, пускай даже в исполнении маленьких членистоногих.

[ArefievPV]

Вода под замёрзшей шапкой
https://www.nkj.ru/news/46449/

Гипотеза о существование озера с жидкой водой под полярной ледяной шапкой на Марсе получила ещё одно подтверждение.

Когда-то на Марсе шли дожди, текли реки и даже плескался небольшой океан. С тех пор утекло много воды во всех смыслах, и сейчас о водном прошлом Красной планеты говорят лишь каньоны и долины, сохранившие следы водных потоков, осадочные породы, да залежи льда на полюсах. Жидкой воды, за исключением небольших солёных ручейков, ненадолго образующихся на прогретых склонах, на Марсе сейчас нет. По крайней мере, её пока не нашли. Но это не означает, что её не ищут.

В 2018 году с помощью радара MARSIS, установленного на орбитальном аппарате Mars Express, под полуторакилометровой толщей льда на южном полюсе удалось обнаружить кое-что интересное. 

Прямо под  слоем льда что-то давало сильное отражение радиосигнала, и по своим свойствам это что-то было похоже на жидкую воду. На Земле вода подо льдом совсем не редкость: начиная от замёрзших зимой озёр и прудов и заканчивая подлёдными озёрами в Антарктиде. Но на Марсе слишком холодно, чтобы даже под толстой ледяной шапкой могла сохраниться жидкая вода. По крайней мере, исследователи весьма скептически восприняли эти данные, предложив несколько объяснений наблюдаемому феномену, например, что яркая картинка на радаре могла возникнуть за счёт наложения отражённых сигнала от слоёв льда и каменных пород разного состава.

Однако, как пишут исследователи в недавней статье в Nature Astronomy, то, что «видел» радар MARSIS под полярной шапкой, всё-таки действительно жидкая вода. Свой вывод учёные основывали не пресловутых радарных данных, а на результатах анализа карты высот в области южного марсианского полюса. Дело в том, существование подлёдного водоёма не проходит бесследно для располагающейся сверху ледяной толщи. Над жидкой водой масса льда двигается (а льды двигаются под действием гравитации) быстрее, чем над «сухой» областью, где ледник скребёт своё «пузико» о каменную твердь, и это находит отражение в рельефе поверхности. Другими словами, ледяная поверхность, расположенная над подлёдным озером, пусть даже очень глубоким, и над областью, где никакой подлёдной жидкости нет, выглядит по-разному. И если это «работает» со льдами на Земле, то почему бы не быть такому же явлению и на Марсе?

Исследователи построили модель движения льда на южном полюсе Марса с учётом существования подлёдных озёр и без них, а полученные результаты сравнили с реальными картами рельефа поверхности этой области. И, действительно, там, где MARSIS что-то видел на глубине, и на поверхности оказался характерный для подлёдного озера рельеф. Тут можно вспомнить про так называемый «утиный тест»: если нечто выглядит как утка, плавает как утка и крякает как утка, то это, вероятно, и есть утка. Только не утка, подлёдное марсианское озеро. И добраться до него было бы очень интересно.

P.S. Ссылка на информацию, упоминаемую в заметке:

Соленая правда о марсианской воде
https://www.nkj.ru/news/27074/ 
Исследователи НАСА доказали существование на Марсе воды в жидкой форме.

[ArefievPV]

Зоологи засняли поедающих чернику волков
https://nplus1.ru/news/2022/10/05/bluberry-wolves

Американские зоологи из проекта Voyageurs Wolf опубликовали видео, на котором волки из национального парка Вояжеры в штате Миннесота кормятся черникой.

Минувшим летом в этой местности выдался отличный урожай ягод — и хищники решили воспользоваться изобильным источником пищи. Хотя в прошлом ученые уже снимали волков, поедающих ягоды, на этот раз им впервые удалось запечатлеть волчицу и ее детеныша, которые собирали чернику вместе.

Обыкновенные волки (Canis lupus) — специализированные охотники на крупную дичь. Тем не менее они не упускают возможности воспользоваться временным изобилием других видов корма. Например, волки с тихоокеанского побережья Северной Америки ловят лососей во время нереста, а их сородичи, живущие по соседству с человеком, нередко поедают пищевые отходы.

Более того, эти хищники не брезгуют и растительной пищей. Как показывают исследования, в летние месяцы волки из таежных лесов охотно поедают ягоды, причем в годы с хорошим урожаем доля этого корма в рационе взрослых особей достигает семидесяти-восьмидесяти процентов. А несколько лет назад зоологи зафиксировали, как волк кормил детенышей черникой.

О том, что волки могут кормиться ягодами, ученые знают уже давно. Тем не менее лишь несколько лет назад зоологи из Миннесотского университета, которые в рамках проекта Voyageurs Wolf изучают этих хищников в национальном парке Вояжеры на севере штата Миннесота (именно здесь было отмечено кормление волчат черникой), впервые запечатлели подобное поведение на видео с помощью камеры-ловушки.

Минувшим летом на севере Миннесоты выдался очень хороший урожай черники. Неудивительно, что специалистам из Voyageurs Wolf вновь удалось снять волков, собирающих ягоды. Автоматические камеры несколько раз запечатлели, как животные из стаи Парадайз, помеченные GPS-трекерами или ушными бирками, объедают чернику с низкорослых растений. В общей сложности за поеданием ягод были замечены три взрослых особи из четырех, а также один детеныш. На одной из записей волчица и ее детеныш вместе поедают чернику. Такое поведение фиксируется на камеру впервые.



По словам зоологов, волки посвящали сбору черники значительную часть времени. Таким образом, растительная пища может играть очень важную роль в рационе этих хищников.

Ранее мы рассказывали о том, как на видео впервые попала рыбалка обыкновенной лисицы (Vulpes vulpes). Испанские зоологи запечатлели, как лис за полтора часа выловил на мелководье десять пришедших на нерест сазанов и припрятал большую часть добычи. Вероятно, хищник воспользовался временным изобилием добычи, чтобы впрок запасти пищу для семьи.

[ArefievPV]

Замороженные тихоходки не постарели
https://nplus1.ru/news/2022/10/10/tardigrades-aged-well

Тихоходки не стареют в состоянии криобиоза, говорится в исследовании, опубликованном в Journal of Zoology. Чтобы исследовать этот процесс, биологи несколько раз замораживали тихоходок до -30 градусов Цельсия. Это не уменьшило общую продолжительность жизни животных в активной фазе. Ранее аналогичный эффект наблюдали при ангидробиозе — высушенном состоянии, при котором тихоходки теряют почти всю влагу.

Микроскопические беспозвоночные тихоходки способны переживать самые тяжелые жизненные условия. Они выдерживают пребывание в температурах, близких к абсолютному нулю и к кипению воды. После дозы облучения, которая превышает смертельную для человека в десятки раз, тихоходки не только остаются живы, но и способны откладывать яйца. Животные даже пережили десятидневное пребывание в открытом космосе. Одна из причин такой живучести кроется в системе защиты ДНК тихоходок от повреждений, подробнее об этом мы писали в материале «Тихоходные экстремалы».

Чтобы пережить такие невзгоды, тихоходки могут впадать в состояние ангидробиоза — терять до 98 процентов влаги. В ангидробиозе животные не размножаются и способны провести до 30 лет в ожидании более влажных условий. Исследования показывают, что такое состояние не только помогает тихоходкам выживать, но и приостанавливают в них процессы старения — срок их активной жизни не меняется вне зависимости от времени, проведенном в ангидробиозе. Похожие метаболические изменения происходят с тихоходками и при заморозке — вступлении в криобиоз, но его связь со старением до сих пор не изучали.

Исследователи из Института биоматериалов и биомолекулярных систем в Штутгарте под руководством Джессики Сигер (Jessica Sieger) проверили, как изменяется срок жизни тихоходок после заморозки. Для этого 716 тихоходок одного возраста разделили на три экспериментальные группы для заморозки и одну контрольную. Животных замораживали до -30 градусов Цельсия в течение недели, после чего медленно размораживали еще на семь дней и кормили. Такие циклы повторяли до тех пор, пока все животные не погибали от старости.

Животные контрольной группы, которых не замораживали, прожили меньше, чем тихоходки экспериментальной группы — в среднем около 72 дней. А вот животные, которые проходили циклы разморозки и заморозки прожили почти по 100 дней. При этом ученые также подсчитали продолжительность активного состояние вне криобиоза — около 77 дней. Таким образом исследователи заключили, что в криобиозе тихоходки не стареют.

Тихоходки известны не только своей живучестью, но и не слишком большой скоростью передвижения — в этом они проигрывают даже улиткам. Недавно мы писали, как тихоходки использовали последних как транспорт, чтобы добраться до более подходящих мест обитания.

P.S. К словосочетаниям «активная фаза» и «активное состояние» в контексте моих определений:

Жизнь – это живая система (совокупность систем) и её среда обитания.
Живая система – это система, проявляющая в активной фазе своего существования: стремление к самосохранению и способность реализовать это стремление.

[ArefievPV]

Ученые добрались до самого высокого дерева Амазонии спустя три года после его открытия
https://nplus1.ru/news/2022/10/10/dinizia-excelsa

Команда исследователей смогла добраться до самого высокого дерева в Амазонии. Речь об экземпляре диниции Dinizia excelsa высотой 88,5 метра, который растет на севере Бразилии. Как отмечает Science Alert со ссылкой на AFP, дерево-рекордсмен было обнаружено во время анализа данных, собранных еще в 2019 году с помощью установленного на самолете лидара, однако найти его среди джунглей удалось лишь три года спустя.

Самым высоким деревом в мире считается экземпляр секвойи вечнозеленой (Sequoia sempervirens) по прозвищу Гиперион, который растет в национальном парке Редвуд на севере Калифорнии. Его высота достигает около 116 метров. А среди покрытосеменных деревьев рекордсменами по высоте являются Центурион, эвкалипт царственный (Eucalyptus regnans) с Тасмании, и Менара, экземпляр шореи Shorea faguetiana с острова Борнео. Высота обоих этих деревьев составляет около ста метров.

Деревья-великаны встречаются и в других уголках планеты. Например, несколько лет назад ботаники обнаружили самое высокое дерево Африки. Им оказался экземпляр энтандрофрагмы высокой (Entandrophragma excelsum) со склонов Килиманджаро. Высота этого дерева составляет 81,5 метра. А в 2019 году при анализе данных, собранных с самолета с помощью лидара, ученые выявили вдоль реки Жари на границе бразильских штатов Амапа и Пара семь участков с деревьями высотой более 80 метров. Среди них был рекордно высокий экземпляр диниции высокой (Dinizia excelsa). По предварительной оценке, он достигал 88,5 метра, что делало его самым высоким деревом в Амазонии. Для сравнения, скульптура «Родина-мать зовет!» в Волгограде на 3,5 метра ниже.

Чтобы точно определить размеры и возраст дерева-рекордсмена, исследователи в том же году организовали экспедицию к берегам реки Жари. Однако после десяти дней поисков команда вернулась ни с чем. Еще три экспедиции в этот же регион обнаружили несколько очень высоких деревьев, включая самый высокий бразильский орех (Bertholletia excelsa) в Амазонии высотой 66 метров. Тем не менее, добраться до высочайшего экземпляра диниции ученые не смогли.

Сделать это удалось лишь в сентябре этого года. Преодолев 250 километров на лодке по рекам и 20 километров пешком по джунглям, команда из девятнадцати человек наконец достигла диниции-великана, которая растет в заповеднике у реки Иратапуру, притока Жари. Исследователи измерили толщину дерева в обхвате (она составила 9,9 метра), а также собрали листья и почву вокруг него. Кроме того, они взяли образцы, которые помогут уточнить возраст растения (сейчас он оценивается в 400-600 лет).

По словам ученых, хотя за последние три года темпы вырубки лесов в бразильской Амазонии выросли на 75 процентов по сравнению с прошлым десятилетием, самое высокое местное дерево растет в удаленном и труднодоступном регионе, поэтому пока находится в относительной безопасности. Тем не менее, ценная древесина диниций делает их желанной целью для лесорубов. Кроме того, в заповедник Иратапуру время от времени проникают золотодобытчики, деятельность которых наносит серьезный вред окружающей среде.

Ранее мы рассказывали о том, что ботаники, возможно, обнаружили самое старое неклональное дерево в мире. Речь об экземпляре фицройи кипарисовидной (Fitzroya cupressoides), который растет в чилийском национальном парке Алерсе-Костеро и известен под прозвищем Гран-Абуэло — то есть Прадедушка. Его возраст был оценен в 5484 года. Для сравнения, самому старому ныне живущему дереву, межгорной остистой сосне (Pinus longaeva) по прозвищу Мафусаил, более 4850 лет. Впрочем, не все специалисты согласны с оценкой возраста Гран-Абуэло.