Экология

Перемещения животных во время локдаунов

Ученые провели исследования с использованием данных от 43 видов млекопитающих и 2300 особей с ошейниками с GPS для изучения поведения животных возле дорог во время локдаунов COVID-19. Исследователи установили, что частота пересечения дорог животными играет важную роль в сохранении множества видов по всему миру, так как дороги являются причиной гибели животных в результате столкновений с автомобилями, а также сокращают доступные места обитания и ограничивают передвижение особей.

В исследовании были учтены разные факторы, такие как степень окружающего человеческого воздействия, строгость локдауна и изменения в растительном покрове местообитания. Анализируя данные о перемещениях животных на часовой и 10-дневной шкалах, исследователи смогли определить реакцию животных на угрозы и их готовность исследовать области за пределами обычных ареалов обитания.

Tucker et al. обнаружили значительную вариацию среди отдельных особей, видов и местоположений. В отличие от некоторых предыдущих исследований, в которых сообщалось о более однородных реакциях разных животных, таких как горные львы в Калифорнии, птицы в Канаде и США и вороны в Австралии, во время локдаунов COVID-19 результаты, представленные учеными, более согласуются с другими исследованиями. Несмотря на значительную вариацию среди отдельных особей, видов и местоположений, ученые обнаружили некоторые постоянные эффекты. Во время более строгих локдаунов на 73% увеличивалось количество дальних перемещений животных на 10-дневной шкале. Это указывает на то, что животные исследовали большую территорию, когда транспортное движение было ограничено. — Mammals responded to reduced road traffic.

Соблюдение прав коренных народов

Насколько сильно влияет развитие добычи полезных ископаемых и промышленности на образ жизни, земли и права коренных народов по всему миру? Ученые исследовали 3081 экологический конфликт, связанный с различными проектами развития, чтобы количественно оценить социально-экологическим последствия для коренных народов. В результате обнаружилось 11 вариантов последствий, которые нарушают Декларацию Организации Объединенных Наций о правах коренных народов. Оказалось, что коренные народы затронуты как минимум в 34% всех задокументированных экологических конфликтов по всему миру. Более трех четвертей этих конфликтов вызваны горнодобывающей промышленностью, нефтяными и газовыми проектами, строительством плотин и сектором сельского хозяйства, лесного хозяйства, рыболовства и скотоводства (AFFL). Потеря ландшафта (56% случаев), потеря средств к существованию (52%) и лишение земли (50%) — это наиболее распространенные проблемы, которые наблюдаются по всему миру и особенно часто связаны с сектором AFFL. В результате этих проблем под угрозой находятся права коренных народов и затрудняется достижение глобальной экологической справедливости. — Global impacts of extractive and industrial development projects on Indigenous Peoples’ lifeways, lands, and rights.

Проект «Гепард»

Первая в мире межконтинентальная программа интродукции гепардов потерпела неудачу в прошлом месяце, когда выяснилось, что три перемещенных животных и трое их детенышей умерли в течение восьми месяцев. Ученые и официальные лица, стоящие за проектом по сохранению на сумму 500 млн рупий (6 млн долларов США), который был запущен с большой помпой и при поддержке премьер-министра Индии Нарендры Моди, говорят, что они продолжат этот проект. Но несколько независимых ученых задаются вопросом, разумно ли это и насколько долгосрочна жизнеспособность проекта.

Целью проекта «Гепард» является помощь в сохранении уязвимого южноафриканского гепарда (Acinonyx jubatus jubatus). По данным Международного союза охраны природы, в дикой природе осталось всего 6517 гепардов. Популяции гепардов восстановились в полууправляемых заповедниках в Южной Африке (эти животные не включены в число «диких»), но защитники природы говорят, что эта среда недостаточно «дикая» и безопасная.

Проект «Гепард» в Индии вызвал споры из-за смерти детенышей гепарда, которых перевезли в парк Куно. Ученые и защитники природы выразили свою озабоченность недоеданием и слабостью детенышей. Возникли вопросы о спешке в осуществлении проекта, его подготовке и подходящем размере территории для гепардов. Критики указывают на необходимость увеличения числа гепардов в Намибии, где есть опыт и доступ к подходящим местам обитания. — Deaths of African cheetahs in India shine spotlight on controversial conservation project, «Биомолекула»: «Как леопард получил свои пятна: версия-2021».

Медицина

SARS-CoV-2

Коронавирус тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) может заражать мозг и вызывать серьезные неврологические симптомы, но точный механизм этого процесса до конца неизвестен. В новом исследовании показано, что инфекция SARS-CoV-2 приводит к слиянию нейронов и нейроглии в органоидах мозга у мышей и людей. Слияние нейронов — это постепенный процесс, который приводит к образованию многоклеточных структур, называемых синцитиями, и позволяет передвигаться большим молекулам и органеллам. Наконец, с помощью исследования концентрации кальция в клетках было обнаружено, что слияние серьезно влияет на активность нейронов. — SARS-CoV-2 infection and viral fusogens cause neuronal and glial fusion that compromises neuronal activity, «Биомолекула»: SARS-CoV-2.

Псориаз

Псориаз — хроническое воспалительное заболевание кожи, которое часто сопровождается системными осложнениями. В исследовании, проведенном Castillo и Sidhu и их коллегами, был использован метод пространственной транскриптомики для изучения состава иммунных ниш в образцах кожи у пациентов с псориазом, как с артритом, так и без него, а также у здоровых людей. С помощью интеграции пространственной транскриптомики с данными о транскриптомике одной клетки удалось достичь клеточного разрешения и выявить изменения в перемещении иммунных клеток, включая В-клетки, в верхние слои кожи у пациентов с псориазом. Образцы пораженной и удаленной непораженной кожи были классифицированы по степени тяжести кожного заболевания, а не по наличию системного заболевания. Это разделение основано на пространственных областях, где обнаружены обогащение макрофагами, фибробластами и лимфатическими клетками, с генетическими сигнатурами, связанными с нарушениями обмена веществ. Все эти результаты указывают на то, что умеренная и тяжелая формы псориаза имеют отличительные молекулярные особенности, и что тяжелый псориаз может значительно изменять клеточный и метаболический состав удаленных непораженных областей кожи. — Spatial transcriptomics stratifies psoriatic disease severity by emergent cellular ecosystems, «Биомолекула»: «Псориаз».

Поведение животных

Нейробиология мышей и инфантицид

У многих видов, включая мышей, самки животных проявляют заметно различное поведение по отношению к своим детенышам в зависимости от своего репродуктивного состояния. Cамки диких мышей часто убивают своих детенышей, в то время как кормящие самки полностью посвящают себя уходу за потомством. Однако до сих пор нам неясно, какие механизмы в головном мозге опосредуют эту разницу в поведении между инфантицидом (детоубийством) и материнским поведением.

Исследователи предположили, что материнское и инфантицидальное поведение поддерживаются разными конкурирующими нейронными цепями в головном мозге. Они начали исследование с медиальной преоптической области (МПОА), которая является ключевым участком для материнского поведения, и выявили три ассоциированные с МПОА области головного мозга, которые cвязаны с инфантицидиальным поведением.

С помощью функционального воздействия и записей в живых условиях исследователи обнаружили, что определенные клетки, экспрессирующие α-рецептор эстрогена (ESR1) в основном ядре ложа терминальной (конечной) полоски (BNSTprESR1) играют важную роль в инфантициде у самок мышей. Эти клетки были необходимы и достаточны для проявления инфантицидального поведения, и они естественным образом активировались во время инфантицида.

Интересно, что нейроны МПОА ESR1 и BNSTprESR1 образуют реципрокное подавление, то есть они взаимно тормозят друг друга, чтобы контролировать баланс между положительным и отрицательным поведением, направленными на детенышей. В период материнства клетки МПОА ESR1 и BNSTprESR1 изменяют свою возбудимость в противоположных направлениях, что поддерживает заметное изменение поведения самок в сторону заботы о потомстве. — Antagonistic circuits mediating infanticide and maternal care in female mice.

Агрессия у пчел-медоносов

Ученые использовали методы одноклеточной транскриптомики и анализа генных регуляторных сетей для исследования влияния генетического разнообразия на поведение колоний пчел-медоносов. Гены, связанные с агрессивностью колонии, проявляли положительный отбор. Окружающая среда колонии сильнее влияла на регуляцию генов в мозгу, чем на их экспрессию. Пластичность генных регуляторных сетей коррелировала с уровнем агрессивности колонии. Гены, связанные с агрессивностью, были более связаны друг с другом в различных клетках и областях мозга, особенно в областях, отвечающих за обоняние, зрение и сенсорную интеграцию. Это подтверждает, что генетика группы может формировать коллективный фенотип через регуляцию генных сетей в мозге. — Single-cell dissection of aggression in honeybee colonies.

Анализ боли у кошек

Анализ выражения лица, выполняемый людьми, подвержен субъективности и предубеждению, и во многих случаях требует особой квалификации и обучения. В связи с этим все больше исследований посвящено автоматизированному распознаванию боли, которое считается перспективным для нескольких видов, включая кошек. В данном исследовании рассматривается вопрос о том, могут ли модели искусственного интеллекта классифицировать "боль"/"отсутствие боли" у кошек в более реалистичных (разнообразных по породам и полу) условиях, используя разнородный и, следовательно, потенциально «шумный» набор данных из 84 кошек, принадлежащих клиентам. В набор данных входили кошки разных пород, возрастов, полов и с различными медицинскими состояниями/историей болезней. Кошек оценивали ветеринарные эксперты, используя шкалу боли Глазго в сочетании с детальной клинической историей пациентов. Эти оценки затем использовались для обучения моделей искусственного интеллекта с помощью двух подходов. Исследователи показали, что подход на основе геометрических ориентиров показывает более высокую производительность, достигая точности более 77% в обнаружении боли, по сравнению с точностью более 65%, достигнутой с помощью подхода глубокого обучения. Кроме того, ученые выяснили, что область носа и рта является более важной для классификации боли машиной, в то время как область ушей менее важна, и эти результаты согласуются для всех изученных в работе моделей и техник. — Explainable automated pain recognition in cats, «Биомолекула»: «Кошачий Альцгеймер — как кошкам изменяет память».

Микробиология

«Протостеролы» эукариот

Команда исследователей изучила камни со всего мира и обнаружила широко распространенные следы «протостеролов» — доказательства того, что эукариоты, которые их создали, были обильны в водных средах от 800 миллионов до 1,6 млрд лет назад.

«Раньше считалось, что эукариоты были крайне редкими до 800 миллионов лет назад», — говорит Фиби Коэн, палеобиолог из Колледжа Уильямса в Уильямстауне, Массачусетс, не участвовавшая в исследовании. Большинство современных эукариот полагается на жироподобные соединения, называемые стеролами, такие как холестерол, для построения клеточных мембран и осуществления других клеточных функций. Поскольку стеролы встречаются во всем родовом древе эукариот, считается, что они присутствовали у последнего общего предка всех современных эукариот. Палеонтологи использовали эти соединения в качестве биомаркера наличия эукариот в древних породах.

Однако, если обратиться к более древним (более 800 миллионов лет назад) периодам времени, следы стеролов исчезают. Исследователи не смогли найти следы этих соединений в более старых породах, несмотря на то, что существуют ископаемые остатки красных и зеленых водорослей — обоих эукариот — возрастом около одного миллиарда лет.

Это отсутствие привело к предположению, что до 800 млн лет назад эукариоты не были достаточно обильными, чтобы оставить обнаруживаемый след стеролов. — A ‘lost world’ of early microbes thrived one billion years ago.