Что скрыто в щупальцах осьминога?
Немногие ученые изучали осьминога на молекулярном уровне, задаваясь при этом вопросом о роли рук, присосок или щупальцах на них, и какую они выполняют функцию.
Этот факт побудил ученых провести ряд экспериментов в области биомеханики.
В новом отчете исследователи из Гарварда получили представление о том, как нервная система в щупальцах осьминога (которая действует в значительной степени независимо от его централизованного мозга) справляется со своей функцией.
Работа опубликована в четверг в Cell .
Ученые определили новое семейство датчиков в первом слое клеток внутри присосок, которые приспособились реагировать и обнаруживать молекулы, которые плохо растворяются в воде. Исследования показывают, что эти сенсоры, называемые хемотактильными рецепторами, используют эти молекулы, чтобы помочь животному понять, к чему оно прикасается и является ли этот объект добычей.
Кроме того, ученые обнаружили разнообразие в том, на что реагируют рецепторы, и в сигналах, которые они затем передают клеткам и нервной системе.
Ученые полагают, что это исследование может помочь выявить аналогичные рецепторные системы у других головоногих, семейства беспозвоночных, в которое также входят кальмары и каракатицы. Надежда состоит в том, чтобы определить, как эти системы работают на молекулярном уровне, и ответить на некоторые относительно неизученные вопросы о том, как способности этих существ эволюционировали в соответствии с их средой.
Руки осьминога различны и сложны. Около двух третей нейронов осьминога расположены в их руках. Поскольку руки работают частично независимо от мозга, если один из них отрублен, он все еще может дотянуться до предметов, идентифицировать их и схватить.
Команда начала с определения, какие клетки в присосках на самом деле выполняют обнаружение.
Затем исследователи подвергли эти клетки воздействию молекул. Удивительно, но только малорастворимые молекулы активировали рецепторы.
Затем исследователи вернулись к осьминогам в своей лаборатории, чтобы посмотреть, реагируют ли они на эти молекулы, помещая те же экстракты на дно своих резервуаров. Они обнаружили, что единственными пахучими веществами, на которые реагируют рецепторы осьминогов, были не растворяющиеся в природе химические вещества, известные как молекулы терпеноидов.
Хотя исследование дает молекулярное объяснение этому ощущению водного прикосновения у осьминогов через их хемотактильные рецепторы, исследователи предполагают, что необходимы дальнейшие исследования, учитывая, что большое количество неизвестных природных соединений также может стимулировать эти рецепторы, чтобы опосредовать сложное поведение.
ß
Реки Арктики вносят в Северный Ледовитый океан все больше тепла
Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Science Advances, было проведено Японским агентством морских и земных наук и технологий с участием авторов из США, Объединенных Арабских Эмиратов, Финляндии и Канады.
Исследование показало, что в атмосферу поступает гораздо больше тепловой энергии реки. Поскольку воздух подвижен, это означает, что речная жара может повлиять на районы Арктики, удаленные от дельт рек.
Основные реки Арктики вносят в Северный Ледовитый океан значительно больше тепла, чем в 1980 году. Речное тепло является причиной до 10% общей потери морского льда.
Реки оказывают наибольшее влияние во время весеннего распада. Нагревающаяся вода впадает в покрытый льдом Северный Ледовитый океан и распространяется подо льдом, разлагая его. Как только морской лед тает, теплая вода начинает нагревать атмосферу.
Реки являются лишь одним из многих источников тепла, которые сейчас нагревают Северный Ледовитый океан. Вся арктическая система находится в крайне аномальном состоянии, поскольку глобальная температура воздуха повышается, а теплая атлантическая и тихоокеанская вода проникает в регион, разлагая морской лед даже в середине зимы. Все эти компоненты работают вместе, вызывая петли положительной обратной связи, которые ускоряют потепление в Арктике.
ß
Ученые нашли способ увидеть темную материю
Небольшая группа астрономов нашла новый способ «видеть» с помощью нового метода в 10 раз более точного, чем предыдущий, неуловимые ореолы темной материи, окружающие галактики. Работа опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Ученые в настоящее время подсчитали, что до 85% массы Вселенной фактически невидимо. Эту «темную материю» нельзя наблюдать напрямую, потому что она не взаимодействует со светом так же, как обычная материя, из которой состоят звезды, планеты и жизнь на Земле.
Новое исследование сосредоточено на эффекте, называемом слабым гравитационным линзированием, который является особенностью общей теории относительности Эйнштейна. «Темная материя очень слегка исказит изображение всего, что находится за ней», — говорит доцент Эдвард Тейлор, один из участников исследования. «Эффект немного похож на чтение газеты через основание бокала».
Слабое гравитационное линзирование уже является одним из самых успешных способов составить карту содержания темной материи во Вселенной. Теперь команда Суинберна использовала телескоп ANU 2.3m в Австралии, чтобы отобразить, как вращаются галактики с гравитационными линзами. «Поскольку мы знаем, как звезды и газ должны двигаться внутри галактик, мы примерно знаем, как должна выглядеть эта галактика», — говорит Пол Гурри, руководитель исследования, аспирант технологического университета Суинберна. «Измеряя, насколько искажены реальные изображения галактики, мы можем выяснить, сколько темной материи потребуется, чтобы объяснить то, что мы видим».
Новое исследование показывает, как эта информация о скорости позволяет получить гораздо более точное измерение линзирующего эффекта, чем это возможно при использовании только формы. «С нашим новым взглядом на темную материю, — говорит Гурри, — мы надеемся получить более четкое представление о том, где находится темная материя и какую роль она играет в формировании галактик».
ß
Взрослая жизнь детёнышей динозавров
Палеонтологическое исследование платеозавров в Центральной Европе привнесло много новых интересных данных о молодом поколении этого вида.
Палеонтологи из Боннского университета (Германия) впервые описали почти полный скелет молодого платеозавра, который жил 220 миллионов лет назад, и обнаружили, что он очень похож на своих родителей даже в молодом возрасте. Платеозавр по прозвищу «Фабиан» в раннем возрасте показал полностью развитую морфологию, а это может иметь важные последствия для того, чтобы узнать, как молодые животные жили и перемещались.
Ученые-химики из Массачусетского технологического института определили молекулярную структуру белка, обнаруженного в SARS -CoV-2.
Чтобы более внимательно изучить внешний вид динозавров, исследователи сегодня полагаются на большое количество скелетов в так называемых костных ложах, где животные в большом количестве погружались в грязь при жизни. Однако до сих пор в них практически не находили молодых особей.
Молодые и старые похожи друг на друга анатомически и пропорциями тела.
Исследователи обнаружили, что молодой динозавр напоминал своих старших родственников, как анатомическими деталями, такими как рисунок пластинок на позвонках (костные пластинки, соединяющие части позвонков, которые являются важными анатомическими особенностями у многих динозавров), так и грубыми пропорциями его тела. «Руки и шея молодых особей могут быть немного длиннее, кости рук — немного короче и тоньше. Но в целом различия относительно невелики по сравнению с вариациями внутри вида в целом, а также по сравнению с другими видами динозавров», — подчеркивают ученые.
Хорошо известные потомки платозавров, зауроподы, являются предметом нынешней выставки в Музее зоологических исследований Александра Кенига в Бонне. Здесь можно увидеть самый большой из когда-либо найденных скелет платеозавра.
ß
Разгадка тайны быстрых радиовсплесков
Fast Radio Bursts (FRB) — регистрируемые радиотелескопами единичные радиоимпульсы длительностью несколько миллисекунд неизвестной природы.
С тех пор, как FRB были впервые обнаружены в 2007 году, астрономы со всего мира использовали радиотелескопы, чтобы отслеживать всплески и искать ключи к разгадке того, откуда они берутся и как возникают.
Астрофизик UNLV Бинг Чжан и международные сотрудники недавно наблюдали некоторые из этих загадочных источников, что привело к серии прорывных открытий, опубликованных в журнале Nature, которые могут, наконец, пролить свет на физический механизм FRB.
«Есть два основных вопроса относительно происхождения FRB», — сказал Чжан. «Первая — это механизмы FRB, а вторая — каков механизм создания FRB».
Для интерпретации были предложены две конкурирующие теории механизма FRB. Одна из теорий заключается в том, что они похожи на гамма-всплески (GRB), самые мощные взрывы во Вселенной. Другая теория уподобляет их радиопульсарам, вращающимся нейтронным звездам, излучающим яркие когерентные радиоимпульсы. Модели, подобные GRB, предсказывают неизменный угол поляризации внутри каждого всплеска, тогда как модели, подобные пульсарам, предсказывают вариации угла поляризации.
Команда использовала FAST для наблюдения одного повторяющегося источника FRB и обнаружила 11 всплесков. Удивительно, но семь из 11 ярких вспышек показали различные колебания угла поляризации во время каждой вспышки. Углы поляризации не только менялись в каждой вспышке, но и модели вариации были разными среди всплесков.
Магнитары — невероятно плотные нейтронные звезды размером с город, обладающие самыми мощными магнитными полями во Вселенной. Магнитары иногда производят короткие рентгеновские или мягкие гамма-всплески из-за рассеяния магнитных полей, поэтому долгое время считалось, что они являются вероятными источниками питания FRB во время высокоэнергетических всплесков.
28 апреля 2020 года был обнаружен чрезвычайно яркий радиовсплеск от магнитара, находившегося на расстоянии около 30 000 световых лет от Земли в Галактике Млечный Путь. Как и ожидалось, FRB был связан с яркой рентгеновской вспышкой.
«Теперь мы знаем, что наиболее намагниченные объекты во Вселенной, так называемые магнетары, могут производить по крайней мере некоторые или, возможно, все FRB во Вселенной «, — сказал Чжан.
Событие было обнаружено CHIME и STARE2, двумя группами телескопов с множеством небольших радиотелескопов, которые подходят для обнаружения ярких событий на большой площади неба.
Команда Чжана некоторое время использовала FAST для наблюдения за источником магнитара. К сожалению, когда произошел FRB, FAST не смотрел на источник. Тем не менее, FAST сделала несколько интригующих открытий, связанных с «необнаружением», и сообщила о них в одной из статей в Nature от 4 ноября. Во время наблюдательной кампании FAST магнитар испустил еще 29 рентгеновских всплесков. Однако ни один из этих всплесков не сопровождался радиовспышками.
«Благодаря недавним открытиям в наблюдениях, наконец, можно критически пересмотреть теории FRB «, — сказал Чжан. «Механизмы производства FRB значительно сузились. Тем не менее, остается много открытых вопросов. Это будет интересная область в ближайшие годы».
ß
Влияние COVID-19 на глобальные выбросы углекислого газа
В то время как продолжающаяся пандемия коронавируса продолжает угрожать миллионам жизней во всем мире, в первой половине 2020 года произошло беспрецедентное сокращение выбросов углекислого газа — больше, чем во время финансового кризиса 2008 года, нефтяного кризиса 1979 года или даже II мировой войны.
Международная группа исследователей обнаружила, что за первые шесть месяцев этого года было выброшено на 8,8% меньше углекислого газа, чем за тот же период 2019 года — общее сокращение на 1551 миллион тонн. Новаторское исследование предлагает гораздо более точный взгляд влияния COVID-19 на глобальное потребление энергии, чем предыдущие анализы. Также предлагается, какие фундаментальные шаги можно предпринять для стабилизации глобального климата после пандемии.
Исследование, опубликованное в последнем выпуске журнала Nature Communications, показывает, какие части мировой экономики пострадали больше всего.
«Наибольшее сокращение выбросов наблюдалось в секторе наземного транспорта», — объясняет Дэниел Каммен, профессор и председатель группы по энергетике и ресурсам, а также профессор школы государственной политики Goldman Калифорнийского университета в Беркли. «В основном из-за ограничений, связанных с работой из дома, перенос CO2 выбросы снизились на 40% во всем мире. Напротив, энергетический и промышленный секторы внесли меньший вклад в снижение, с -22% и -17%, соответственно, как и секторы авиации и судоходства. Удивительно, но даже в жилом секторе выбросы снизились на 3%: в основном из-за аномально теплой зимы в северном полушарии потребление тепловой энергии снизилось, так как большинство людей остаются дома весь день в периоды изоляции».
ß
Родной дом провоцирует выделение дофамина.
Ученые-нейробиологи из Атлантического университета Флориды доказывают, что тезис «Дом милый дом» формируется в нашем мозге.
Используя датчик дофамина, помещенный в главный центр вознаграждения мозга мыши, ученые FAU первыми продемонстрировали, что дом вызывает выброс дофамина, который имитирует реакцию на дозу кокаина. Исследование демонстрирует, что сигнал к удовольствию — дофамин — быстро растет, когда мышей перемещают из простой записывающей камеры в их домашнюю клетку, но в меньшей степени, когда их возвращают в клетку, не совсем похожую на ту, которую они знали. Предыдущие исследования показали, что грызуны будут активно выбирать домашнюю клетку, а не похожую среду.
Нейромедиатор дофамин имеет решающее значение к мотивационному контролю и к поведению, стремящемуся к вознаграждению и имеющему предпочтительные результаты. Активность дофаминовых нейронов, которая стимулирует высвобождение дофамина, чувствительна к стимулам, которые сигнализируют о валентности и значимости, и является ключом к мотивационному обучению. В своем отчете ученые FAU показывают, что простой акт «возвращения домой» вызывает высвобождение дофамина.
Для исследования ученые использовали чувствительный метод, известный как волоконная фотометрия, для фиксации посекундных изменений в дофамине в прилежащем ядре мыши. Результаты исследования, опубликованные в журнале Neurochemistry International, подтверждают важность системы мозга при злоупотреблении психоактивными веществами. Зависимость является ключом к повседневным удовольствиям, и, говоря анатомически, исследователи говорят, что «дом там, где находится мозг».
ß
Вакцинация с помощью пластыря станет возможной в недалеком будущем
Согласно исследованию Всемирной организации здравоохранения и Центров по контролю и профилактике заболеваний США, опубликованному 12 ноября в Еженедельном отчете о заболеваемости и смертности от кори, в 2019 году было зарегистрировано 869 770 человек, больше всего с 1996 года.
По оценкам, число умерших от кори в мире в 2019 году составило 207 500 человек, что почти на 50 процентов больше, чем в 2016 году.
Противокоревая вакцина — суперзвезда общественного здравоохранения: две рекомендуемые дозы примерно на 97 процентов эффективны для предотвращения болезни, а одна доза — примерно на 93 процента. Чтобы остановить вспышки, необходимо вакцинировать около 95 процентов населения (SN: 15.04.19).
В целом корь поражает все больше людей из-за остановившегося прогресса в увеличении охвата иммунизацией, говорит соавтор Наташа Кроукрофт, старший советник отдела ВОЗ по борьбе с корью и краснухой в Женеве. Во всем мире расчетный охват первой дозой противокоревой вакцины вырос с 72 до 84 процентов с 2000 по 2010 год, но с тех пор стабилизировался примерно до 84−85 процентов.
Этот уровень «достаточно высок, чтобы замедлить или приостановить корь на какое-то время, но он неизбежно приводит к накоплению восприимчивых детей, и в конечном итоге это перерастает в вспышки», — говорит Кроукрофт. В 2019 году 19,8 миллиона младенцев не получили первую дозу противокоревой вакцины. По ее словам, причины низкого охвата варьируются в зависимости от региона, но основными факторами являются слабые системы первичной медико-санитарной помощи и ее доступ.
В 2020 году пандемия COVID-19 может усугубить проблемы, которые предстоит решить в борьбе с корью.
Вакцинацию можно будет распространить по всему миру с помощью пластыря с вакциной (SN: 28.06.17). Пластыри для разовой дозы имеют набор крошечных «иголок», которые заполнены вакциной или покрыты ею; в некоторых случаях иглы растворяются в коже. Исследования на животных показали, что пластыри эффективны в качестве средства доставки противокоревой вакцины. По словам Мосса, пластыри не требуют тех же низких температур для хранения, что и шприц-вакцина против кори, и пластыри с клейкой основой можно вводить с минимальной подготовкой.
ß
Свежие комментарии