Программа перестройки генома записана в РНК

Американские биологи обнаружили, что геномные перестройки, происходящие в ходе развития инфузории Oxytricha, управляются «программой», записанной в молекулах РНК. Вводя в клетку искусственно синтезированные молекулы РНК, можно целенаправленно менять «рабочий» геном, хранящийся в большом ядре и определяющий строение и поведение инфузории. Второй геном, не работающий, хранится в малом ядре и служит исключительно для передачи генов потомству. Открытие показало, что большая и очень важная часть наследственной информации у инфузорий передается вместе с молекулами РНК, представляющими собой копии хромосом большого ядра.

Потеря памяти не ведет к утрате «теории разума»

Считалось, что способность понимать и предвидеть ход мыслей, эмоции и поступки других людей («теория разума») основана на памяти о событиях личной жизни, которые человек может переносить на других, представляя себя на их месте. Однако исследование двух пациентов, утративших «эпизодическую» память в результате травмы, опровергло эти представления. Несмотря на полную неспособность вспомнить какие-либо события собственной жизни, эти пациенты справились со всеми тестами на «теорию разума» ничуть не хуже здоровых людей.

В человеческой популяции гены сексуального насилия вытесняются генами заботы о детях

Удовольствие от секса? Желание оставить наследие (не только в форме материальных ценностей или власти, но и потомков)? Стремление к досугу? Или же любовь к детям, радость быть родителями? С точки зрения эволюционного биолога все эти человеческие устремления есть признаки, передаваемые с генами из поколения в поколение и играющие определенную роль в поддержании популяции Homo sapiens.

Взлет и падение видов: новые данные подтверждают старую идею «эволюционного цикла»

Детальный анализ пространственно-временного распространения 140 вымерших видов моллюсков показал, что виды проходят в своем развитии этапы роста, расцвета и упадка. После появления вида его «распространенность» (площадь ареала и частота встречаемости) постепенно растет в течение нескольких миллионов лет, ненадолго достигает максимума и затем постепенно снижается. Виды редко вымирают внезапно, находясь на пике численности; вымиранию обычно предшествует длительный период упадка. Новые данные подтвердили старую идею «эволюционного цикла», популярную в первой половине XX века, но затем вышедшую из моды.

Идея о том, что таксоны (виды, роды, семейства и т. д.) проходят в своем развитии закономерные стадии молодости, зрелости и старости, высказывалась многократно начиная еще с XIX века. В принципе, такая этапность в развитии многих крупных таксонов видна в палеонтологической летописи, что называется, невооруженным глазом. Объяснения этому предлагались самые разные: от довольно абстрактных и даже идеалистических (вроде исчерпания «жизненной силы») до вполне материалистических и конкретных (см. ссылки внизу). Во второй половине XX века идея эволюционного, или филогенетического цикла стала выходить из моды — отчасти из-за идеалистического «привкуса», отчасти из-за отсутствия надежных статистических доказательств реальности данного феномена. Чтобы получить доказательства, нужны были обширные, подробные и достоверные палеонтологические базы данных.

Сегодня такие базы уже существуют, и среди них одной из самых качественных и детализированных по праву считается FRED (The Fossil Record Electronic Database), содержащая сведения о палеонтологических коллекциях, собранных в Новой Зеландии и прилегающих районах.

Майкл Фут (Michael Foote), известный специалист по эволюции биоразнообразия из Чикагского университета, и его коллеги из Новой Зеландии использовали эту базу данных для поиска закономерностей в развитии разных видов и родов ископаемых новозеландских моллюсков. Надо сказать, что большинство имеющихся палеонтологических сводок позволяет проводить статистический анализ только на родовом и более высоких таксономических уровнях, а данные на уровне видов обычно либо недостаточно детальны, либо сомнительны. FRED в этом смысле представляет собой приятное исключение.

Мозг во сне «проигрывает» дневные события с семикратным ускорением

Американские нейробиологи обнаружили, что в префронтальной коре (Prefrontal cortex) мозга крысы во время сна происходит семикратно ускоренное воспроизведение серий нервных импульсов, которые наблюдались во время бодрствования. Такое «прокручивание» дневных впечатлений, по-видимому, необходимо для формирования устойчивых воспоминаний. Авторы полагают, что обнаруженный ими процесс представляет собой «переписывание» информации из кратковременной памяти, за которую отвечает гиппокамп, в долговременную память, находящуюся под управлением префронтальной коры.

Половые предпочтения у жаб зависят от размера лужи

Карин Пфенниг из Университета Северной Каролины обнаружила, что жабы иногда могут целенаправленно выбирать в качестве брачных партнеров самцов другого вида. В мелких, быстро пересыхающих лужах самки вида Spea bombifrons предпочитают спариваться с самцами другого вида (Spea multiplicata), поскольку гибридные головастики развиваются быстрее чистокровных и имеют больше шансов стать взрослыми до того, как лужа пересохнет. В глубоких лужах те же самые самки выбирают «своих» самцов.

Вообще-то, называть этих бесхвостых амфибий «жабами» не совсем правильно. Точное их название — лопатоноги, а относятся они к семейству чесночниц. «Жабами» мы называем их здесь лишь для простоты, а еще потому, что так их называют на родине, в Америке (spadefoot toads — лопатоногие жабы).

Как и у многих других бесхвостых земноводных, виды у лопатоногов отграничены друг от друга не очень четкой гранью. Многие виды нет-нет да и скрещиваются друг с другом и производят гибридное потомство. Это характерно, впрочем, отнюдь не только для амфибий: та же картина наблюдается и во многих группах млекопитающих, рыб, насекомых и т. д. Представление о биологическом виде как о некой совокупности особей, полностью репродуктивно изолированной от всех остальных подобных совокупностей, — это не более чем абстракция, нечто вроде «идеального газа».

С паразитами не обязательно бороться, к ним можно приспосабливаться

От вредоносных паразитов можно защищаться двумя способами. Во-первых, уничтожая паразитов в организме — это путь сопротивления. Во-вторых, позволяя паразитам жить в своем организме и снижая негативную реакцию организма — это путь устойчивости. Зоологи выяснили, что эти два пути противоположны друг другу. Если животное хорошо сопротивляется паразитам, то оно мало устойчиво и, напротив, если устойчивость высокая, то сопротивляемость паразитам понижается. И тот и другой путь защиты определяются генетически.

Хорошо известно, что у любого организма есть два способа борьбы с паразитами. Во-первых, бросить все силы на уничтожение вредоносного агента. И во-вторых, попробовать с ним ужиться, то есть допустить его существование внутри организма, снизив свою негативную реакцию на его присутствие. Первый способ называется сопротивляемостью, или резистентностью, а второй — устойчивостью. Сопротивляемость тому или иному паразиту имеет генетическую подоплеку и определяется нормой реакции, то есть варьирует в определенных пределах в зависимости от индивидуального набора генов. А вот про устойчивость, по крайней мере у животных, пока мало что известно.

Взгляд из-под хвоста: орнитологи придумали новый способ наблюдения за птицами

Орнитологи из Оксфордского университета разработали новую методику наблюдения за птицами в естественных условиях при помощи маленьких видеокамер, прикрепляемых к хвостовым перьям. Метод был успешно апробирован на новокаледонских галках, известных своим умением изготавливать и использовать простые орудия. Оказалось, что эти птицы не только извлекают насекомых из древесных стволов при помощи тонких прочных палочек, но и используют соломинки, чтобы ковыряться в рыхлой земле.

Наблюдать за поведением птиц в естественных условиях — непростая задача. В частности, орудийную деятельность новокаледонских галок (Corvus moneduloides) до сих пор удавалось наблюдать либо в неволе, либо из «засад», устраиваемых вблизи деревьев, из которых галки обычно выковыривают насекомых. Большую часть времени новокаледонская галка проводит в таких непролазных зарослях, где наблюдать за ней практически невозможно. Поэтому ученым не удавалось выяснить, используют ли дикие галки орудия для чего-нибудь еще, кроме извлечения личинок жуков из трухлявых стволов.

Выделение метана из сибирских талых озер ускорило окончание ледникового периода

Эколог Сергей Зимов вместе с американскими коллегами недавно обнаружил, что из озер, образующихся в результате таяния вечной мерзлоты на севере Сибири, в атмосферу ежегодно поступает около 4 млн тонн метана, что способствует дальнейшему потеплению климата. В новом исследовании Зимов и его коллеги показали, что тот же механизм работал и во время великого потепления на рубеже плейстоцена и голоцена (14–9 тысяч лет назад).

«Элементы» уже сообщали об исследованиях Сергея Зимова и его коллег, вскрывших важный механизм положительной обратной связи между потеплением в Арктике и выделением парниковых газов из термокарстовых озер, образующихся в результате таяния вечной мерзлоты (см.: Таяние вечной мерзлоты ведет к выбросу в атмосферу миллионов тонн метана, «Элементы», 11.09.2006). Напомним вкратце суть открытия. Обширные площади на севере Сибири заняты так называемой едомой — разновидностью вечной мерзлоты, отличающейся очень высоким содержанием льда (50–90%) и органики плейстоценового возраста (до 2%). Эта органика захоронилась в мерзлоте в те времена, когда на месте нынешних пустынных тундр, болот и тайги простирались высокопродуктивные «мамонтовые степи», кормившие многомиллионные стада крупных травоядных. При таянии едомы образуются озера, на дне которых в бескислородных условиях древняя органика перерабатывается микробами, выделяющими в качестве отходов жизнедеятельности метан. В результате талые озера северной Сибири становятся настоящими фабриками по производству метана — мощного парникового газа, накопление которого в атмосфере ведет к еще большему потеплению климата.

Телетестирование показало, что валерьянка от бессонницы не помогает

Норвежские ученые проверили, насколько действенна валериана при лечении бессонницы. Провести тестирование им помогли современные средства коммуникации — телевидение и интернет. С помощью приглашений, прозвучавших с экранов ТВ, ученые составили идеальную выборку. От испытуемых требовалось две недели принимать перед сном валерьянку (либо плацебо), заполняя при этом онлайновый дневник. Результаты тестирования показали, что объективные показатели сна у принимавших валерьянку — его длительность, скорость засыпания, число пробуждений среди ночи и т. д. — практически неотличимы от показателей в контрольной группе, получавших плацебо.

Ученые из четырех норвежских медицинских и научных учреждений провели широкое исследование седативного действия валерианы лекарственной. Это растение используется врачевателями с древних времен: упоминание о нем имеется у Плиния Старшего, Диоскорида, в средневековом Салернском кодексе здоровья (Regimen sanitatis Salernitanum), в общеупотребительных лечебниках разных стран мира. Корень валерианы применялся при самых разных недугах — и от болезни желудка, и от эпилепсии, и для профилактики инфекционных болезней, и как мочегонное. В настоящее время валерьянку принимают как мягкое успокаивающее средство, обладающее к тому же и снотворным эффектом. У кого в домашней аптечке нет этого лекарства, приобретаемого на случай спасения от текущих жизненных неурядиц, тот может эту статью дальше не читать. Но, по всей видимости, таких людей немного.

Вспышка кометы 17P/Holmes — уникальное событие в Солнечной системе

24 октября 2007 года надолго запомнится любителям астрономии северного полушария Земли. Одна из рядовых, весьма слабых комет, 17P/Holmes, имевшая до этого блеск 16m, неожиданно вспыхнула и стала видна невооруженным глазом. В момент вспышки комета находилась в созвездии Персея и сразу преобразила его новой звездой 3-й звездной величины! Она сияла примерно в 3 градусах левее звезды дельта Персея, возвещая о новом событии в истории Солнечной системы. Многие любители астрономии, заметив изменение в очертаниях созвездия, несомненно приняли ее за вспышку новой звезды. Некоторые даже поспешили дать телеграмму в астрономические обсерватории мира. Но это была не звезда, а комета, увеличившая свой блеск почти на 14 звездных величин!

Результаты научных исследований должны быть открыты для всех

Старая система финансирования научных публикаций, при которой основное бремя расходов ложится на читателя, тормозит развитие науки и общества и не соответствует реалиям сегодняшнего дня, когда себестоимость распространения информации благодаря интернету фактически близка к нулю. Журнал PLoS Biology опубликовал редакционную статью, посвященную проблемам открытого доступа (Open Access). Однако в то время как на Западе тысячи высокорейтинговых научных журналов уже функционируют в режиме открытого доступа, практически все ведущие российские академические журналы по-прежнему недоступны широкому читателю из-за непомерно высоких подписных и розничных цен.

Разгадан механизм регуляции роста коренных зубов

Финские ученые разгадали механизм регуляции роста коренных зубов млекопитающих. Оказалось, что темпы роста и размер моляров зависят от количества белка-активатора, который выделяется клетками челюсти, и белка-ингибитора, который выделяется растущим зубом. Таким образом, каждый растущий зуб определяет размер последующего. Это удалось подтвердить экспериментами и данными по соотношению зубов у мышиных грызунов.

Примерно год назад появилось сообщение о том, что японским ученым удалось вырастить в пробирке зуб и потом вживить его в челюсть 8-недельному мышонку (см. Takashi Tsuji et al. The development of a bioengineered organ germ method // Nature Methods. 2007. V. 4. P. 227–230). Зуб отлично прирос, то есть в нем сформировались кровеносные сосуды, нервы, необходимые для функционирования нормального живого зуба. Всем ясно, какие перспективы у этого эксперимента. Он показывает принципиальную возможность замены потерянного зуба на его выращенный в пробирке аналог.

Механизм неменделевской наследственности остается загадочным

Парамутацией называют наследственное изменение свойств гена, возникающее в результате взаимодействия разных копий (аллельных вариантов) гена между собой и не сопровождающееся изменениями последовательности нуклеотидов. Американским генетикам удалось идентифицировать один из белков, необходимых для поддержания «парамутантного» состояния гена pl1, от которого зависит окраска пыльников у кукурузы. Открытие показало, что парамутация — весьма сложное явление, в регуляции которого участвует множество специализированных молекул РНК и белков.

Новый взгляд на интеллект животных

Книга Жанны Ильиничны Резниковой, недавно вышедшая в Кембридже, — это попытка нового взгляда на интеллект животных, и не только человекообразных обезьян, дельфинов и попугаев, но и таких, казалось бы, не слишком развитых в умственном отношении существ, как пчелы и муравьи. Не подумайте, что автор приписывает насекомым наличие сознания, аналогичного тому, что есть у человека (и в менее развитой форме — у других высших позвоночных). Нет, он просто обращает внимание на то, что жизнь любого животного — от крошечного муравья до огромного кита — наполнена непрерывным потоком принимаемых решений: отправляться на поиски пищи или подождать, съесть найденную добычу или выплюнуть, драться или скрыться, выбрать этого партнера для создания семейной пары или предпочесть другого... Конечно, огромная доля поведенческих реакций (а по ним мы и судим о принятых решениях) зиждется на врожденных стереотипах. Но поведение животных никогда не было бы столь успешным (в смысле обеспечения собственного выживания и оставления потомства), если бы не было гибким, если бы было лишено способности обучаться и приобретать новый опыт. «Интеллект» в широком смысле слова — это и есть то, что позволяет «довести» генетически заложенную программу поведения до требований реальной среды, то, что позволяет животному выжить в новых, порой неожиданных ситуациях.

Выход книги российского ученого за рубежом — событие, скажем прямо, не частое. Тем более можно порадоваться за нашу соотечественницу — Жанну Ильиничну Резникову, — чью книгу «Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition» («Интеллект животных: от индивидуума до социума») выпустило недавно в свет издательство Cambridge University Press, одно из старейших и престижнейших научных издательств, известное весьма строгим отбором публикуемого. Надо также подчеркнуть, что данная книга — не есть перевод с русского какого-то уже существовавшего ранее текста. Это — совершенно новая работа, написанная автором по предложению издательства сразу на английском языке.


Обладая внутренней когнитивной картой пространства, Каштанка точно знает, что в соседней комнате за диваном лежит пыльная куриная лапка. Рис. П. Рябко из книги «Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition»



Впрочем, некоторые аспекты развиваемого в ней подхода уже находили свое отражение в российских публикациях Ж. И. Резниковой, в частности в книге «Интеллект и язык животных и человека: Основы когнитивной этологии», рекомендованной Министерством образования РФ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по специальностям «Физиология» и «Психология». Однако кембриджская книга существенно отличается от упомянутого русского издания как по форме, так и по содержанию. Она рассчитана на несколько более профессионально подготовленного читателя, в ней приводится новая классификация форм обучения у животных и обсуждается самая последняя литература (обширнейший список литературы включает более 1400 названий!).

При этом книга вовсе не перегружена ссылками и пересказом прочитанного. Она написана очень хорошим, живым (английским!) языком, полна юмора и проиллюстрирована не только множеством строгих научных фотографий, но и шуточными рисунками художницы Полины Рябко. Часть этих рисунков уже известна нашим читателям, так как воспроизводилась ранее в других работах Ж. И. Резниковой, опубликованных на русском языке.


Еще в 1920-е годы К. фон Фриш открыл символический язык танца пчел, с помощью которого пчела-разведчица сообщает пчелам-сборщицам, где находится пища, вода или место, пригодное для нового роя. После полувековых дебатов это открытие было удостоено в 1973 г. Нобелевской премии. Но окончательную точку в дискуссии поставил датский ученый А. Михельсен, создавший в 1990-е годы пчелу-робота, которая могла передавать живым пчелам в улье информацию о том, куда лететь за нектаром. И они летели! © Axel Michelsen. Из книги «Animal Intelligence: From Individual to Social Cognition»



Предисловие к обсуждаемой книге, написанное известным британским приматологом (специалистом по обезьянам) Уильямом Макгрю (William McGrew), озаглавлено симптоматично: «Взгляд на интеллект животных с точки зрения муравья». Жанна Ильинична действительно мирмеколог — специалист по муравьям, долгое время экспериментально изучавшая их поведение и доказавшая (в содружестве со специалистом по теории информации Б. Я. Рябко), что муравьи могут передавать своим сородичам весьма подробную информацию о месте нахождения приманки. Эти старые работы Ж. И. Резниковой порой критиковались коллегами (автор этой заметки помнит, как, будучи ответственным секретарем «Журнала общей биологии», в который направила свою статью Жанна Ильинична, также отчаянно спорил с ней касательно интерпретации некоторых опытов), но факт остается фактом — муравьи не только передают друг другу важнейшую информацию о месте нахождения пищи, но и способны обучаться поиску и коммуникации, проявляя при этом разную степень таланта. Некоторые работы зарубежных коллег, опубликованные совсем недавно, фактически подтверждают выводы Резниковой. Так, само за себя говорит название одной статьи, появившейся в 2006 году в журнале Nature: «Обучение (может, даже правильнее перевести «преподавание». — А. Г.) у муравьев, бегающих тандемом» (Franks N.R., Richardson T. 2006. Teaching in tandem-running ants // Nature. V. 439. P. 153).

Однако книга Резниковой не только о муравьях и их близких родственниках — пчелах. Она прежде всего — об общих свойствах интеллекта животных. Дело в том, что в распоряжении исследователей сейчас есть уже много примеров того, как разные виды животных порой демонстрируют удивительные возможности «разумного» поведения, но только в пределах какой-то узкой области.

Сисоєва С.О.
Основи педагогічної творчості: Підручник. - К.: Мілені,
ум, 2006. - 344 с.

Коллекция авторефератов по различным темам
Скачать