June 26th, 2017

Вулканы помогли динозаврам захватить Землю

Геологи из Оксфордского университета проанализировали содержание ртути в магматических породах, соответствующих концу триаса — началу юрского периода. Они обнаружили, что повышение концентрации ртути, означающее повышенную вулканическую активность, хорошо согласуется по времени с триасовым вымиранием. Это событие привело к исчезновению половины живущих на Земле в то время видов и освободило экологические ниши для последующего расцвета динозавров в юрском периоде. Работа опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Вулканы помогли динозаврам захватить Землю

История существования жизни на Земле насчитывает пять крупных вымираний видов. Самым значительным из них было пермское вымирание, произошедшее 250 миллионов лет назад на границе двух геологических эр — палеозоя и мезозоя. Тогда на планете вымерло 90 процентов всех ее обитателей. Однако наиболее известным и близким к нам является мел-палеогеновое вымирание в конце мезозоя 66 миллионов лет назад, которое ознаменовалось вымиранием динозавров.

Массовое вымирание, о котором идет речь в свежей статье британских геологов, случилось на границе триасового и юрского периодов в составе мезозойской эры. Предполагается, что оно, напротив, предвосхитило распространение динозавров по Земле в юрском периоде. В то время, 200 миллионов лет назад, частично вымерли предки млекопитающих и древние архозавры, к которым относились предки крокодилов и летающие ящеры — птерозавры. Вымирание освободило экологические ниши, занятые этими видами, и позволило динозаврам «развернуться» как следует.

Триасовое вымирание произошло, скорее всего, в результате изменения климата, однако, по поводу причин изменения климата ученые расходятся во мнениях. Существующие гипотезы включают в себя постепенное изменение в результате колебаний уровня океана, падение астероида и вулканическую активность.



Вулканы помогли динозаврам захватить Землю
Земля в конце триасового периода. CAMP — Центрально-атлантическая магматическая провинция. Буквами обозначены места, в которых были проведены исследования пород.

Авторы работы указывают на то, что триасовое вымирание совпадает по времени с формированием крупных базальтовых отложений, известных как Центрально-Атлантическая магматическая провинция. Отложения стали результатом изливов магмы на поверхность Земли, предшествующих расколу Пангеи и формированию Атлантического океана. Пласты базальта в составе магматических пород перемежаются пластами осадочных отложений, содержащих органический углерод.

Исследователи предположили, что в процессе триасового вымирания на Земле наблюдалась периодическая вулканическая активность, сопровождающаяся большими выбросами газов. Эти газовые облака содержали существенное количество ртути, которая затем осаждалась вместе с осадочными породами. Ученые проанализировали содержание ртути в породах, соответствующих Центрально-Атлантической провинции в шести современных локациях и нормировали его на общее содержание органического углерода. Оказалось, что пики ртути действительно приходятся на границу триасового и юрского периода и периоду вымирания в конце триаса.



Вулканы помогли динозаврам захватить Землю
Содержание изотопов органического углерода (13C,TOC) и ртути (Hg) в исследуемых породах в двух из шести локаций. ETE — вымирание в конце триаса.

В обсуждаемой работе авторы использовали ртуть как маркер вулканической активности. Повлияло ли повышение концентрации ртути само по себе на вымирание, непонятно, однако, авторы добавляют, что в результате периодического повышения вулканической активности в атмосфере выросло содержание углекислого газа, что могло стать причиной резкого изменения климата. Таким образом, гипотеза вулканов пока имеет наиболее убедительные доказательства в качестве причины массового вымирания в конце триаса.

В наши дни глобальное потепление привело к вымиранию как минимум одного вида животных в Австралии. Также мы писали о возможных причинах вымирания динозавров в конце мелового периода.

Автор: Дарья Спасская

Ссылка на источник

promo alev_biz 20:57, wednesday 1
Buy for 20 tokens
Вокруг людей, использующих в повседневной жизни преимущественно левую руку, с давних пор витает множество мифов и заблуждений. Еще недавно было нормальным то, что леворуких обязательно нужно переучивать — причем такое встречалось не только в СССР, но и во многих других странах. В 80-х…

Аутоиммунный Паркинсон

Учёные нашли связь между нарушениями иммунитета и болезнью Паркинсона. Оказалось, что иммунные клетки бурно реагируют на специфичные белки, которые образуются в мозге больных. Открытие стало первым доказательством взаимосвязи заболевания и аутоиммунного процесса. Со всеми подробностях можно ознакомиться в публикации в журнале Nature.



аутоиммунный Паркинсон
Тельца Леви

Болезнь Паркинсона относится к нейродегенеративным заболеваниям, главной причина которой – разрушение нейронов чёрной субстанции, вырабатывающих дофамин. По словам соавтора исследования Дэвида Салзера (David Sulzer), профессора нейробиологии в Медицинском центре Колумбийского университета, учёные уже около 100 лет имели предположения о том, что в развитии заболевания принимает участие иммунитет, а именно его аутореакция – атака собственных клеток, но не могли найти этому подтверждений.

В 2014 годы новая работа нейробиологов пролила свет на ранее неизвестный механизм: активация Т-лимфоцитов, распознающих и уничтожающих чужеродные агенты клеток, происходит в ответ на фрагменты белка альфа-синуклеина. Он накапливается на поверхности дофаминовых нейронов и является частью телец Леви.  Т-лимфоциты принимают белок за враждебный антиген, в результате чего запускается аутоиммунный процесс уничтожения своих собственных нейронов.

«В большинстве случаев болезни Паркинсона дофаминовые нейроны наполняются структурами под название тельца Леви, которые преимущественно состоят из неправильно свернутой модификации альфа-синуклеина», — поясняет один из членов группы исследователей.

Для того, чтобы сравнить реакцию Т-клеток при контакте альфа-синуклеином и другими находящимися в нейронах белками, учёные изучили результаты анализа 67 больных и 36 здоровых людей. В первом случае лимфоциты сразу настроились на обнаружение и атаку альфа-синуклеина в отличие от клеток здоровых людей, которые не проявляли излишней активности.

Такая аутоиммунная реакция, скорее всего, сильно зависит от распространённого гена, экспрессия которого ведёт к заболеванию паркинсонизмом. Учёные отметили, что теперь представляет большой интерес выяснить, какую роль в процессе запуска заболевания играет реакция лимфоцитов на белок. Является ли этот белок причиной болезни, или он образуется после начала гибели клеток, дополнительно усугубляя положение? Для научного мира это пока загадка.

Текст: Екатерина Заикина

Ссылка на источник

Пересадка клеток поджелудочной железы от свиней поможет победить диабет

Сахарный диабет на сегодняшний день является одним из самых страшных и трудно поддающихся лечению заболеваний. Ежегодно тысячи больных умирают от данного недуга. Но, возможно, совсем скоро благодаря достижениям ученых из Университета Алабамы (University of Alabama) диагноз «сахарный диабет» перестанет звучать как приговор. Пересадка клеток поджелудочной железы от свиней поможет победить диабет.

пересадка клеток поджелудочной железы от свиней поможет победить диабет

Уже не первый день известен метод борьбы с сахарным диабетом путем пересадки человеку клеток поджелудочной железы, продуцирующих инсулин. Эти клетки носят название островков Лангерганса, и имеются они не только у человека, но и у многих видов млекопитающих. Пересадка инсулин-продуцирующих клеток не от человека носит название межвидовой трансплантации, но она, как и любая операция по пересадке, имеет серьезный недостаток — отторжение трансплантата.

Для того чтобы отторжения трансплантата не происходило, группа ученых во главе с Хубертом Це и Евгенией Харлампиевой предлагают «заворачивать» клетки в специальную защитную оболочку, представляющую инертный тонкий полимерный двуслойный материал.

Экспериментальные операции были проведены мышам, в ходе чего клетки отлично выполняли свою функцию, а препаратов для подавления иммунного ответа грызунам не потребовалось. В ходе тестов мышам пересаживали как клетки других мышей, так и свиные клетки. Обе тестовые группы показали одинаковые результаты.

Стоит отметить, что ранее другие ученые уже пытались сделать нечто подобное, используя для создания оболочки клеток толстый гелевый слой, но положительных результатов подобные изыскания не принесли. В данном же случае используется абсолютно другая технология — используется тонкий бислой, одним из основных компонентов которого является таннин, толщиной в 30 нанометров, который покрывает клетки 5 раз. Между собой каждый слой такого «пирога» соединен водородными связями, а сам материал не препятствует прохождению внутрь воздуха и питательных веществ, но при этом не дает клеткам иммунитета попасть внутрь.

Автор: Владимир Кузнецов

Ссылка на источник

Склонность к заболеваниям сердца связали с успехом размножения

Биологи из Мельбурнского университета выяснили, что участки генома, ответственные за ишемические сердечные заболевания, по-видимому, подвержены положительному естественному отбору, поскольку их наличие связано со способностью организма к эффективному размножению. Вместо того, чтобы исчезнуть в ходе эволюции они, напротив, закрепляются в популяции. Исследование опубликовано в PLOS Genetics.

склонность к заболеваниям сердца связали с успехом размножения

Ишемическая болезнь сердца возникает вследствие коронарной недостаточности (КН) — снижения кровотока, обеспечивающего сердце кислородом и питательными веществами. Причиной ей служат, в основном, спазмы, тромбоз, атеросклероз, опухоли или воспаления. Сейчас от нее страдают более ста миллионов человек, а в год умирает около девяти миллионов; это одна из самых распространенных причин смерти на планете.

Предрасположенность к КН обуславливается, в том числе, генетически. При этом известно, что атеросклеротические образования, например, существуют уже очень давно — утолщения артериальных стенок находили даже у древнеегипетских мумий. Ученые задались вопросом, почему соответствующие участки генов, наличие которых ведет к развитию столь опасного и распространенного заболевания, не оказались «вычищены» естественным отбором.

Решив пойти от противного, они предположили, что на эти участки, напротив, может действовать положительный отбор, который каким-то образом позволяет им закрепляться в популяции. Ученые выбрали 56 геномных локусов, ассоциированных с КН у двенадцати популяций людей из проекта 1000 геномов, и посмотрели, с какими другими признаками они могуть быть связаны. Для этого они применяли ряд методик оценки статистической значимости корреляции между событиями, пользуясь для оценки силы положительного отбора Haplotype Score (iHS).

Искомая взаимосвязь обнаружилась у КН-локусов с целым рядом генов, связанными с эффективностью работы репродуктивной системы — то есть, с фертильностью как у мужчин, так и у женщин. Эти гены работают в яичниках, семенниках и эндометрии, и их нарушения связаны с соответствующими заболеваниями и отклонениями репродуктивной системы. Также была выявлена связь предрасположенности к КН с наличием большого количества детей.

КН развивается, как правило, не раньше 40-50 лет, и к этому времени, в среднем, человек уже успевает завести детей. По-видимому, именно по этой причине эволюция «жертвует» этим риском и предрасположенность к КН с течением времени в популяции не отсекается. Возможно, предрасположенность к КН — всего лишь побочный эффект способности успешно размножаться. Отдельно ученые отмечают, что это лишний раз доказывает сложность взаимосвязей внутри генома человека, и что попытка, например, непродуманного редактирование генома с помощью CRISPR-методик в таких случаях может привести к непредвиденным последствиям.

А о том, как проблему нехватки кислорода в сердце попробовали решить с помощью фотосинтезирующих бактерий, можно прочитать здесь .

Автор: Анна Казнадзей

Ссылка на источник

Новое о сне

Сотрудники Научно-исследовательского института молекулярной патологии (IMP) в Вене изучили фундаментальные аспекты сна на примере круглых червей. Используя передовые технологии, они поставили на контроль активность всех нервных клеток мозга в тот момент, когда круглые черви засыпали и просыпались. Журнал Nature опубликовал эти по-настоящему прорывные результаты в последнем выпуске.

новое о сне

Сон – это универсальная черта, присутствующая у всех животных. Нервная система каждого организма регулярно требует состояние релаксации, во время которого активность мозга резко изменяется. То, что сон жизненно необходим нам в повседневной жизни – неоспоримый факт, но учёные до сих пор пытаются понять, почему.

Команда нейробиологов, которую возглавил Мануэль Циммер (Manuel Zimmer), использовала круглого червя C. elegans для детального изучения того, как мозг переключается между бодрствованием и сном. И полученные результаты свидетельствуют о том, что для уставшего животного сон представляет собой основное состояние мозга, которое спонтанно устанавливается, когда из окружающей среды перестают поступать сильные внешние раздражители. Мануэль Циммер сравнивает такое состояние с затаскиванием валуна на холм; чтобы его толкать в гору, требуются некоторые усилия, но как только воздействие прекратится, он покатится вниз сам по себе.

Так же и с червем. Если он не выспался, то любые попытки его разбудить приведут к тому, что тот опять уснёт.

«Учёные, которые занимаются сложными динамическими системами, даже используют для для таких процессов специальный термин – «аттрактор». Мы предполагаем, что этот механизм аттрактора выступает в качестве эффективного средства как общих состояний, таких как, например, сон и бодрствование, и может «разливаться» по всему мозгу», — говорит Циммер.

Черви в качестве моделей. Для исследования сна

С. elegans выбрали модельным животным, потому что его нервная система состоит всего из 302 нейронов. Такое число под силу исследовать современными способами микроскопии, позволяющими получать доступ к активности всех нервных клеток в головном мозге с точностью до одной клетки.

Но учёные столкнулись с проблемой: как контролировать то, когда черви засыпают и просыпаются? Аспиранты Анника Николс (Annika Nichols) и Томаш Айхлер (Tomáš Eichler) создали специальные экспериментальные системы, которые использовали переменную концентрацию кислорода в качестве переключателя.

Дело в том, что в естественной среде обитания С. elegans живут в почве, где в изобилии живут микроорганизмы, сохраняющие низкий уровень кислорода. Исследователи показали, что при указанных предпочтительных условиях черви чувствовали себя комфортно и могли заснуть при условии, что они уставали. Николс и Айхлер обнаружили, что свежий воздух с атмосферным содержанием кислорода (21-22 процента) заставлял животных быстро просыпаться.

«Это помогло нам добиться эффективного контроля над переключением между сном и бодрствованием во время наших экспериментов», — говорит Николс.



новое о сне
На изображении представлены два червя, и можно увидеть, что верхний спит – большая часть его нервных клеток неактивны, а второй
бодрствует, что отражает «бурная деятельность» его нейронов.

Нейронная шкала усталости

Николс пошла ещё дальше и записала активность всех нейронов головного мозга во время запуска «переключателя» между сном и бодрствованием. Она обнаружила, что во время сна большинство нервных клеток, которые активны во время бодрствования, затихает (что, собственно, неудивительно). Тем не менее, несколько определённых типов нервных клеток остаётся «начеку».

Один из этих типов, RIS, вырабатывает гамма-аминомасляную кислоту – основное мозговое «снотворное». Николс показала, что активность ГАМК-нейронов уже повышена у животных, которые склонны ко сну, заметив, что она она может стать мерой того, насколько мозг «устал».

Во время мониторинга активности спящего мозга компьютерный анализ продемонстрировал, что нейрональные сети спонтанно синхронизировались на «тихое» и стабильное состояние. Изначально исследователи предполагали, что клетки RIS действуют подобно дирижеру, который заглушает оркестр после финального аккорда. Однако новые данные свидетельствуют о том, что они, кажется, выступают посредником, который «ведёт переговоры» по соглашению между всеми «игроками» с последующим коллективным действием. Преимущество этого сценария состоит в том, что изменения между бодрствованием и сном могут провоцироваться даже лёгким регулированием некоторых функциональных «ползунков» мозга.

Несмотря на множество различий между мозгом аскарид и человека эти результаты – весьма перспективная модель для дальнейшего изучения фундаментальных принципов организации мозга.

Текст: Анна Хоружая

Ссылка на источник

Необычное поведение шимпанзе сравнили с ритуалами первобытных людей

Международная группа ученых предложила объяснение необычному поведению некоторых популяций шимпанзе. Животные бросали камни в деревья и били по деревьям камнями, так что в дуплах и в пустотах между корней собирались кучи камней. Исследование опубликовано в Scientific Reports.

необычное поведение шимпанзе сравнили с ритуалами первобытных людей

Авторы работы изучали поведение шимпанзе, обитающих в западной и центральной Африке, в течение 14 — 17 месяцев с 2011 по 2014 годы. Всего было исследовано 34 сообщества обезьян. Ученые выяснили, что необычное поведение демонстрируют шимпанзе из четырех сообществ в западной Африке. В основном камни швыряли взрослые самцы, реже самки или подростки. Одновременно с метанием камней обезьяны ухали или кричали, а потом (часто, но не всегда) барабанили по дереву.

Чтобы понять влияют ли на необычное поведение шимпанзе природные условия, ученые исследовали места обитания 11 западных групп шимпанзе, в том числе четырех, в которых обезьяны бросали камни. Оказалось, что везде встречаются и «подходящие» деревья с дуплами или с пустотами между корней и достаточное количество камней для метания.

Исследователи выдвинули две гипотезы, объясняющие, зачем шимпанзе швыряют камни в деревья. Согласно первой гипотезе, самцы использую камни для показательной демонстрации силы, чтобы отогнать чужаков или подтвердить свой статус в иерархии группы. Во время демонстрации обезьяны барабанят руками и ногами по деревьям или по земле. Если же использовать камни, звук становится громче и слышен на большем расстоянии. Другое объяснение, предложенное авторами, гораздо сложнее. Исследователи отмечают, что подобное поведение похоже на ритуалы первобытных племен, во время которых предметы собирались в определенных местах в течение продолжительного времени. Например, первобытные племена отмечали границы территории и тропы пирамидами из камней. Для того, чтобы проверить эту гипотезу, нужны дополнительные исследования, заключают ученые.

Исследователи наблюдали и раньше, как шимпанзе бросали камни в ситуациях показной демонстрации силы. Позже подобное поведение было отмечено и у других видов приматов: капуцинов, бабуинов и японских макак. Но в большинстве случаев оно было легко объяснимо.

Автор: Екатерина Русакова

Ссылка на источник

Новый метод борьбы с алкогольной зависимостью отключает ее полностью

Американские исследователи Оливье Джордж и Джордано де Гульельмо из Исследовательского института Скриппса (The Scripps Research Institute) нашли новый интересный способ борьбы с алкоголизмом. Согласно их изысканиям, часть нейронов головного мозга, отвечающих за пагубную привычку, можно просто «отключить».

новый метод борьбы с алкогольной зависимостью

Согласно формулировке Всемирной организации здравоохранения, алкоголизм — это периодичное и регулярное употребление алкоголя, порой даже в неконтролируемых количествах и на протяжении очень долгого времени (так называемый запой). Алкоголь вызывает зависимость, которая заставляет людей пить все больше и больше, даже если они этого не хотят. Авторы исследования нашли способ избавить человека от пагубного влияния «огненной воды» путем воздействия на нейроны миндалевидного тела. Эксперименты, проведенные на крысах, подтвердили, что их метод работает.

Оливье Джордж и Джордано де Гульельмо выяснили, что чем чаще человек пьет, тем интенсивнее работают определенные нейроны миндалевидного тела, создавая определенную последовательность, которая «включается» каждый раз при употреблении алкоголя и вызывает выработку эндорфинов. В упрощенном варианте получается следующее: формируется что-то вроде рефлекторной дуги «выпил — получил удовольствие». Количество участвующих в этом процессе нейронов не превышает 5% от всех нейронов миндалевидного тела.

В своих изысканиях ученые попытались выяснить, есть ли возможность повлиять на эти конкретные нейроны каким-либо образом. Они проводили опыты на крысах с алкогольной зависимостью. Первым делом исследователи выделили специальный белок, который служил маркером для активных в результате потребления алкоголя нейронов. После на основе этого белка был создан препарат, который должен был избирательно воздействовать лишь на те 5% нейронов миндалевидного тела, что участвуют в формировании механизмов зависимости. Этот препарат и ввели крысам-алкоголикам. Эксперимент увенчался успехом. Как сказал доктор Оливье Джордж:

«Я никогда не видел, чтобы ремиссия длилась несколько недель, и мы с моим коллегой изначально не были уверены, что опыт удался. Однако повторные эксперименты прошли точно так же — каждый раз крысы избавлялись от зависимости полностью, они как будто забывали, что были зависимы».

Стоит сказать, что несмотря на то, что на мозг животных было оказано воздействие химическим соединением, крысы продолжали пить обычную воду, нормально питаться и в целом вести себя адекватно. У крыс не наблюдалось синдрома отмены и повторного желания «залить за воротник». Алкоголь просто перестал интересовать грызунов.

В данный момент ученые планируют второй этап клинических испытаний с целью применения нового метода на приматах, а затем и на людях.

Автор: Владимир Кузнецов

Ссылка на источник

Золотые драконы и серебряные олени: Как устроена экономика Вестероса

Создавая художественное произведение столь фундаментальное, как «Песнь льда и пламени», автор вынужден разбираться в весьма специфических вещах. Если вы хотите придумать новый мир, то вам придется решить много важных вопросов, и если физику в целом можно просто оставить «как есть», то без обсуждения экономических процессов, от которых непосредственно зависят отношения ваших героев, не обойтись. О том, как устроена экономика Вестероса, нам расскажет старший преподаватель НИУ ВШЭ Данил Федоровых.

Как устроена экономика Вестероса

Проект научно-развлекательного изучения Вестероса мы делаем вместе с банком «Открытие». Вы, вероятно, уже догадались по баннерам. С чего это вдруг? У «Открытия» есть банковские карты специально для любителей «Игры престолов». Все, кто оформят карту, получат 3 месяца бесплатной подписки на Амедиатеку и смогут, в частности, посмотреть (или пересмотреть) сериал. Карты оформляются тут. Спасибо за внимание, надеемся, вам понравится текст про экономику: мы, среди прочего, выяснили как Ланнистеры на самом деле платят по долгам.

В эпических романах Джорджа Р. Р. Мартина и основанном на них сериале «Игра престолов» показаны сложнейшие политические процессы: государственные перевороты, династические конфликты, наследование престола, войны. Там, где есть политические процессы, есть и подкрепляющие их экономические взаимосвязи, которые описаны, как и всё остальное в «Песни льда и пламени», очень скрупулезно. В одном из интервью Мартин даже критикует Джона Р. Р. Толкина за то, что тот, по сравнению с ним, недостаточно внимателен к экономическим деталям правления Арагорна:

Read more...Collapse )

Ссылка на источник