Экология

Океан взывает о помощи: успеют ли страны переломить ситуацию?

Мировой океан, наш ключевой жизнеобеспечивающий ресурс и дом для невероятного биоразнообразия, находится в плачевном состоянии, а международные усилия по его спасению (в рамках Цели Устойчивого Развития ООН №14) показывают неутешительные результаты. Перелов рыбы достиг критических отметок — если полвека назад 90% рыбных запасов были биологически устойчивы, то к 2021 году эта цифра упала до 62%. К этому добавляются глобальное обесцвечивание кораллов из-за изменения климата и катастрофически низкий уровень фактического финансирования природоохранных инициатив (из обещанных $160 млрд за десятилетие доставлено лишь $23,8 млрд). Важнейшие международные соглашения, такие как Договор об открытом море или Соглашение о субсидиях на рыболовство, буксуют из-за недостатка ратификаций, а переговоры по глобальному договору о пластике тормозятся из-за разногласий о приоритетах — сокращать производство или бороться с отходами. Как отмечает журнал Nature, предстоящая Конференция ООН по океану в Ницце предоставляет редкую возможность для стран «сверить часы», оживить обязательства и выработать реальные, научно обоснованные шаги по спасению морских экосистем. — Turning the tide on ocean conservation.

Парадоксальная адаптация: рыбы-клоуны сжимаются, спасаясь от жары и социальных конфликтов

Ученые обнаружили, что знаменитые рыбы-клоуны (Amphiprion percula) способны не только расти, но и обратимо уменьшаться в размерах — стратегия, ранее считавшаяся нетипичной для позвоночных. Исследование в заливе Кимбе (Папуа — Новая Гвинея) во время морской волны тепла показало, что рыбы-клоуны активно «сжимались» в ответ на тепловой стресс, а также под влиянием социальных факторов, таких как ранг и размер партнера. Удивительно, но те особи, которые чаще и скоординированно со своим партнером уменьшались в размерах, демонстрировали более высокую выживаемость в экстремальных условиях, а затем проявляли способность к «наверстывающему» росту. Эта пластичность роста может быть важным, хоть и неожиданным, механизмом адаптации коралловых рыб к меняющимся условиям среды, особенно в свете участившихся тепловых волн. — Individual clown anemonefish shrink to survive heat stress and social conflict.

Биоинженерия

Прорыв в сенсорике

Ученые разработали инновационные контактные линзы, преодолевающие неспособность человеческого глаза воспринимать инфракрасное (ИК) излучение. В основе технологии лежат апконверсионные наночастицы, интегрированные в линзу: они поглощают два или более низкоэнергетических ИК-фотона и, благодаря процессу апконверсии (upconversion), излучают один высокоэнергетический фотон видимого света. Таким образом, наночастицы «переводят» невидимый ИК-сигнал на язык, понятный сетчатке, позволяя мозгу регистрировать его источник. Эта разработка не только открывает возможность воспринимать пространственно-временные характеристики ИК-сигналов и даже формировать цветное ИК-зрение с помощью трихроматических наночастиц, но и, как отмечается в исследовании, несет значительную практическую пользу. Потенциальные применения включают улучшение ночного зрения и видимости в условиях плохой видимости (например, в тумане или пыли), создание систем для скрытой передачи и кодирования информации, а также интеграцию в смарт-устройства для поисково-спасательных операций и даже расширение возможностей биологической визуализации. — These contact lenses give people infrared vision — even with their eyes shut.

Эволюция

Зубы-сенсоры: неожиданное прошлое наших челюстей

Новое исследование переворачивает представление об эволюции зубов, развенчивая миф о кембрийской окаменелости Anatolepis. Долгое время ее ошибочно считали первым позвоночным с предшественниками зубов (одонтодами). Однако ученые, используя мощное синхротронное сканирование, выяснили: структуры Anatolepis, принимаемые за дентинные канальцы, на самом деле являются сенсорными щетинками вымершего членистоногого. Таким образом, сама окаменелость Anatolepis теперь классифицируется как древнее членистоногое, а не раннее позвоночное. Настоящие же зубоподобные структуры с дентинными канальцами, обнаруженные у ордовикского позвоночного Eriptychius, не только морфологически напоминают сенсорные выросты (сенсиллы) беспозвоночных, но и, что более важно, демонстрируют признаки, указывающие на сенсорную роль. Так, их крупные дентинные канальцы были открыты к внешней среде, а аналогичные структуры у современных рыб сохраняют обширную иннервацию, подтверждая их чувствительную функцию. Это открытие отодвигает появление настоящих зубных тканей у позвоночных на средний ордовик и доказывает, что дентин изначально развился как сенсорная ткань — наследие, которое наши зубы несут и по сей день, заставляя нас чувствовать холодное и горячее. — The origin of vertebrate teeth and evolution of sensory exoskeletons.

Не только древесные: как ленивцы были гигантами, пока не пришли люди

Современные ленивцы — это всего лишь шесть видов медлительных древесных обитателей, но новое исследование их эволюционной истории показывает, что они — лишь бледная тень некогда процветавшей и разнообразной американской группы. На протяжении 30 миллионов лет по Америке бродили ленивцы размером со слона, другие освоили водную среду, а большинство их предков были крупными наземными животными, от которых позже, путем конвергентной эволюции, произошли более мелкие древесные формы. Хотя климатические изменения влияли на их разнообразие, резкое вымирание этих гигантов, начавшееся около 15 000 лет назад, ученые связывают не с климатом, а с появлением человека на континенте, уничтожившего почти всю эту уникальную мегафауну. — The emergence and demise of giant sloths.

Регенерация

Секреты саламандры

Удивительная способность саламандр полностью восстанавливать утраченные конечности давно интригует биологов. Ключ к этой суперспособности кроется в «позиционной памяти» клеток — их способности «помнить», откуда они родом: из передней или задней, верхней или нижней части конечности. Недавнее исследование на аксолотлях проливает свет на молекулярные механизмы этой памяти, выявив критически важный дуэт генов — Hand2 и Shh. Оказалось, что Hand2, активный еще с раннего развития, праймирует клетки задней части конечности, подготавливая их к будущей роли. При травме Hand2 и сигнальная молекула Shh вступают в петлю положительной обратной связи: Hand2 помогает активировать Shh, а Shh, в свою очередь, усиливает Hand2, что необходимо для запуска регенерации. Что еще более захватывающе, ученые показали, что эту память можно «переписать»: временно подвергнув клетки передней части конечности воздействию Shh, они смогли навсегда перепрограммировать их в клетки с «задней» идентичностью. Это открытие не только расшифровывает фундаментальные аспекты регенерации, но и открывает новые перспективы для тканевой инженерии и возможного восстановления сложных тканей у человека. — Molecular basis of positional memory in limb regeneration.

Нейронаука

Личное пространство и паранойя

Исследователи изучали, как мозг людей с паранойей реагирует на приближение других, используя фМРТ для сканирования мозговой активности во время демонстрации «вторгающихся» в личное пространство лиц. Оказалось, что у людей с выраженной паранойей при таком «вторжении» снижалась активность в областях мозга, отвечающих за оценку социальных ситуаций (например, в орбитофронтальной коре), но при этом усиливалась работа гиппокампа, связанного с обработкой угроз. Это говорит о том, что их мозг склонен неверно интерпретировать социальную близость, воспринимая ее как потенциальную опасность, что открывает пути для лучшего понимания и, возможно, коррекции таких состояний. — I fear you’re getting too close: neural correlates of personal space violation in paranoia.

Эпидемиология

Бронзовый век: не земледелие, а шерсть и вши сделали древнюю лихорадку эпидемией

Новое исследование древних геномов бактерии Borrelia recurrentis, возбудителя возвратного тифа, кардинально меняет представление о его происхождении: массовое распространение болезни началось не с зарождением земледелия 11 000 лет назад, как считалось ранее, а значительно позже, около 5000 лет назад, в Бронзовом веке. Ученые предполагают, что именно тогда патоген, ранее передававшийся клещами среди различных млекопитающих, эволюционировал в специалиста, передающегося человеку через платяных вшей. Этому переходу, вероятно, способствовали распространение шерстяной одежды, ставшей идеальным укрытием для вшей, а также рост плотности населения и более тесный контакт людей с домашними животными и их продуктами, такими как шерсть. Схожий всплеск заболеваемости в этот же период наблюдается и для других древних недугов, включая чуму и проказу, что заставляет переосмыслить роль Бронзового века в эволюции человеческих болезней и ставит под сомнение популярное мнение о том, что патогены со временем неизбежно ослабевают. — Clothing—not agriculture—helped spread a tick disease 5000 years ago.