Дайджест вышел при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках инициативы «Десятилетие науки и технологий».

---

Министерство образования России активно содействует популяризации науки, поддерживает молодых исследователей и формирует передовую инфраструктуру для отечественных институтов и университетов.

---

«Десятилетие науки и технологий» — это масштабная государственная инициатива в России, проводимая с 2022 по 2031 год. Проект включает в себя комплекс инициатив, проектов и мероприятий. Все они направлены на усиление роли науки и технологий в решении важнейших задач развития общества и страны.

Экология

Как засуха меняет отношения в пищевой цепочке

В национальном парке Доньяна на юге Испании пиренейские рыси начали активно охотиться на птенцов черных коршунов, с которыми прежде десятилетиями мирно сосуществовали. Оба вида питаются преимущественно кроликами, но в 2013 году из-за вирусного заболевания их численность сократилась более чем на 70%. Анализ наблюдений за 1624 гнездами коршунов за три десятилетия показал, что рыси стали значительно чаще разорять гнезда, причем исключительно в засушливые годы, когда сокращалась численность и альтернативной добычи — например, уток. В отдельные годы рыси уничтожали до 46% птенцов коршунов незадолго до их вылета из гнезда.

Чаще всего рыси нападали на гнезда, под которыми находили остатки кроликов. Авторы предполагают, что нападения могли не только обеспечивать рысей пищей, но и снижать конкуренцию за кроликов. Нападения рысей сокращали пожизненный репродуктивный успех коршунов в среднем на 27,7%, а птицы, потерявшие птенцов, в четыре раза чаще меняли гнездовую территорию на следующий год. Сокращение численности коршунов, в свою очередь, сопровождалось увеличением численности домовых сычей — небольших насекомоядных сов, на которых коршуны охотятся. Таким образом, сочетание эпидемии и засухи изменило отношения между двумя крупными хищниками и, возможно, повлияло на другие звенья пищевой сети. — Drought and disease trigger novel interactions among top predators.

Нейровизуализация

МРТ и иллюзия больших эффектов

В нейровизуализационных исследованиях связи между особенностями мозга и психологическими или физиологическими характеристиками могут оказаться значительно слабее, чем предполагают результаты небольших экспериментов. Авторы работы проанализировали МРТ-снимки 3401 человека, используя в качестве примера связь между индексом массы тела (ИМТ) и плотностью серого вещества мозга. В полной выборке ИМТ объяснял не более 3,6% вариации плотности серого вещества в отдельных участках мозга. В выборках из 25 человек оценки достигали 42,9% даже в участках мозга, где анализ полной выборки не выявлял связи с ИМТ. Исследователи проверили, помогает ли обнаружить такое преувеличение кросс-валидация — метод, при котором данные разделяют на части, чтобы проверить, воспроизводится ли обнаруженная закономерность на наблюдениях, не использованных для ее построения. Оказалось, что большинство крупных эффектов из небольших выборок не воспроизводились на новых данных. В исследованном наборе данных наиболее выраженные связи начинали воспроизводиться на новых наблюдениях при выборках примерно от 100 человек, а более слабые — от 400. Авторы предлагают использовать кросс-валидацию не только в машинном обучении, но и в традиционных статистических исследованиях мозга, где этот метод пока не стал стандартной практикой. — Counteracting the overestimation of effect size in mass-univariate brain-wide association studies using cross-validation, «Биомолекула»: «Магниты, радио, электроны и ядра».

Нейронаука

Что нужно для спаривания дрозофилам

У дрозофил Drosophila erecta сексуальное возбуждение самцов зависит не только от присутствия самок, но и от запаха пищи и движения других особей. В природе размножение этого вида тесно связано с сезонным созреванием плодов пандана. В экспериментах исследователи использовали яблочный уксус, имитирующий запах ферментирующих фруктов. Мухи собирались вокруг источника запаха, а самцы начинали активно ухаживать за самками. Без пищевого запаха спаривания практически не происходили даже при непосредственном контакте потенциальных партнеров. Для сравнения, самцы близкородственного вида Drosophila melanogaster успешно ухаживали за самками и в отсутствие пищевых запахов.

Запах пищи не только непосредственно усиливал половое возбуждение самцов D. erecta, но и заставлял их активнее перемещаться в поисках партнеров. Движение множества мух, в свою очередь, создавало зрительную стимуляцию, которая дополнительно усиливала возбуждение. Дополнительное влияние зрительной стимуляции подтвердили с помощью движущихся точек, проецируемых на пол экспериментальной камеры. Анализ нейронных цепей показал, что у двух видов дрозофил различается влияние обонятельных сигналов на системы мозга, регулирующие половое поведение. При этом основные элементы этих систем у них сходны: у D. erecta пищевой запах становится обязательным условием поддержания брачного поведения, тогда как у D. melanogaster он лишь дополнительно способствует возбуждению. — Ecological and social cues orchestrate concerted courtship in Drosophila, «Биомолекула»: «Модельные организмы: дрозофила».

Межклеточные нанотрубки в нервной системе

Клетки нервной системы могут не только обмениваться электрическими и химическими сигналами, но и передавать друг другу целые клеточные структуры через тонкие мембранные мостики — межклеточные нанотрубки. Раньше их изучали преимущественно в клеточных культурах, однако теперь такие соединения удалось обнаружить непосредственно в нервной ткани и живых организмах, в том числе между нейронами и глиальными клетками. В обзоре рассматриваются три возможные функции этих нанотрубок. Во-первых, через них клетки могут передавать митохондрии и другие компоненты поврежденным соседям, помогая им справляться со стрессом. Во-вторых, те же соединения способны переносить патологические белковые агрегаты между клетками, потенциально способствуя распространению патологических изменений при нейродегенеративных заболеваниях. В-третьих, через нанотрубки могут передаваться кальциевые сигналы, позволяющие клеткам координировать свою активность без участия синапсов. При этом нанотрубки представляют собой динамические структуры, образование которых может зависеть от состояния клеток. Насколько широко они распространены в нервной системе и какую роль играют в нормальной работе мозга, пока остается неясным. — The nanotubular network as a new dimension of intercellular communication in the nervous system.

Экспериментальная медицина

GLP-1: кандидат для лечения зависимости

Агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1), применяемые для лечения диабета и ожирения, могут оказаться эффективными и при лечении зависимостей. В статье, опубликованной в Science, рассматриваются данные о том, что эти препараты способны снижать тягу к алкоголю, никотину, опиоидам и психостимуляторам. В нескольких рандомизированных клинических исследованиях препараты снижали отдельные показатели употребления алкоголя, хотя результаты пока неоднородны, а доказательства эффективности при других зависимостях ограничены. Один из предполагаемых механизмов связан с влиянием препаратов на дофаминовую систему вознаграждения: в экспериментах на животных они ослабляли вызванные психоактивными веществами повышения уровня дофамина. Однако действие GLP-1 не ограничивается мозгом: его рецепторы присутствуют в различных органах, а сам гормон участвует в регуляции обмена веществ, воспалительных процессов и стрессовых реакций. Авторы предлагают рассматривать зависимость как результат взаимодействия нервной, эндокринной, иммунной и других систем организма. При этом эффективность препаратов GLP-1 при лечении зависимостей еще предстоит подтвердить в крупных клинических исследованиях, а подавление аппетита может представлять опасность для людей с расстройствами пищевого поведения и недостаточным питанием. — GLP-1 receptor agonists in addiction therapy.

Геология

Движение мантии Земли могло создать гигантский пробел в геологической летописи

Великий разрыв (Great Unconformity) — геологическая граница, на которой древние породы непосредственно соприкасаются с гораздо более молодыми, а между ними отсутствуют слои, соответствующие сотням миллионов лет истории Земли. Особенно хорошо этот разрыв заметен в Большом каньоне в Северной Америке, хотя встречается он и на других континентах. Его происхождение долго связывали с масштабными оледенениями периода «Земли-снежка», но оставалось неясным, какие процессы сделали возможным столь обширное разрушение горных пород. С помощью компьютерного моделирования конвекции земной мантии исследователи показали, что ключевую роль могли сыграть длительные вертикальные движения континентов. В неопротерозое, в том числе во время глобальных оледенений около 720–635 млн лет назад, потоки вещества в мантии способствовали поднятию обширных участков суши, где ледники разрушали и удаляли горные породы. Последующее опускание континентов создало условия для накопления новых осадков и сохранения древней эрозионной поверхности. Модель воспроизводит подобную последовательность событий для древней Северной Америки (Лаврентии), Балтики и Северного Китая, а ее предсказания в целом согласуются с геологическими данными об объемах сохранившихся осадочных пород. — The deep Earth origin of the Great Unconformity.