Собаки обладают потрясающим обонянием, но ученые долгое время не могли понять, могут ли наши братья меньшие связывать аромат или запах с физическим объектом. Новые исследование говорит, что это, скорее всего, правда, и что собаки формируют мысленную картину цели в голове, когда берут след на запах.
Мотонейроны
Утром в пятницу 6 августа 1852 года Альфред Рассел Уоллес был вызван на палубу брига «Хелен». Судно было где-то посередине Атлантического океана, и Уоллес пребывал в море уже 26 дней. Ему было не привыкать к трудностям. Предыдущие четыре года он провёл в джунглях Амазонки, изучая неизведанные территории и собирая коллекцию видов для себя и для английских музеев.
Источник: Naked Science
Автор: Александр Марков, доктор биологических наук
В чем был прав, а в чем ошибался Дарвин? Что такое эволюция и по каким законам она функционирует? По какой причине особи женского пола такие привередливые и чем отличается живое от неживого? И почему благодаря развитию медицины средняя продолжительность жизни сократится до 30 лет.
Воссоздание ДНК умершего человека или животного, как правило, требует извлечения ДНК из останков. Новое исследование показывает, что это не единственный способ. ДНК человека, который умер порядка 200 лет назад, было восстановлено из его живых потомков, а не из его физических останков. Такого пока не делал никто.
Мы стоим на пороге необычайного прорыва в области синтетической биологии. CRISPR-Cas9, технология редактирования генома, открытая в 2014 году, находится на передовой этого прорыва. Нам обещают решить проблемы с питанием, болезнями, генетикой и — что самое интересное — модифицировать человеческий геном в лучшую сторону. Сделать нас лучше, быстрее, сильнее, умнее: это шанс переделать нас быстрее, чем опомнится естественный отбор и эволюция.
2 октября 2017 года Нобелевский комитет объявил лауреатов премии по физиологии и медицине. Ими стали сразу трое учёных — Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг. Они выделили ген period плодовой мушки дрозофилы и показали, как он управляет «распорядком дня» насекомого. Открытие будто бы к медицине никак не относится, но это только на первый взгляд.
Понимание природы жизни является одной из самых сложных и одновременно интересных загадок для человечества. Со временем эта загадка неизбежно вышла за рамки вопроса о том, существует ли жизнь только на Земле, или же она есть где-то еще во Вселенной. Обязано ли появление жизни случайному и удачному стечению обстоятельств, или же она настолько же естественна для Вселенной, как и универсальные законы физики?
Природа полна удивительных явлений. В процессе эволюции живые организмы научились вытворять такие трюки, что до сих пор регулярно удивляют даже видавших виды учёных. Взять вот, например, золотых рыбок (Carassius auratus) и золотых карасей (Carassius carassius). Когда эти рыбы чувствуют, что «зима близко», их организм насыщается этиловым спиртом. Норвежские учёные выяснили, что именно повышенное содержание алкоголя в рыбьих телах не позволяет разорваться тонким клеточным мембранам даже в то время, когда они на длительное время вмерзают в лёд, дожидаясь потепления.
К началу 1950-х годов ученые отошли от давнего предположения, что жизнь была подарком богов. Вместо этого они начали исследовать возможность того, что жизнь на ранней Земле сформировалась стихийно и естественно — и благодаря знаковому эксперименту Стэнли Миллера даже получили некоторую практическую поддержку этой идеи.
Подобно островам, торчащим из гладкой поверхности океана, сновидения пронзают наш сон бессвязными эпизодами сознания. Откуда появляются эти обрывки мыслей в спящем мозгу — этот вопрос давно беспокоит ученых и философов. Десятки лет ученые связывали сны с фазой быстрого движения глаз (БДГ), когда отдыхающий мозг парадоксальным образом производит высокочастотные мозговые волны, которые очень похожи на те, что рождаются во время бодрствования.
В жизни клеток есть нечто жуткое. Подобно молодым героям популярных подростковых романов, клетки рождаются в строгих «обществах» органа, предназначенных для выполнения определенных ролей, предопределенных экспрессией их ДНК. Как и тела, в которых они обитают, клетки имеют ограниченную продолжительность жизни и, старея, начинают пропускать токсичные молекулы в свое окружение.
Несмотря на то, что математику часто называют фундаментальной наукой, она так же часто не получает достаточного уважения, когда представляют научные открытия. Но вклад математики и статистики крайне важен и преобразовал целые области исследований — многие открытия были бы невозможны без них. Далее — рассказ математика от первого лица.
Страх перед апокалипсисом с участием роботов скрывает реальные проблемы, с которыми мы сталкиваемся, позволяя алгоритмам управлять нашей жизнью. Если верить экспертам в области искусственного интеллекта, мы неуклонно движемся к определенной точке, после которой нам уже не придется ничего изобретать: искусственный интеллект будет сам все делать, а машины будут улучшаться экспоненциально. Если это произойдет, что же станет с нами?
Сегодня жизнь завоевала каждый квадратный сантиметр Земли, но когда планета только сформировалась, она была мертвым камнем. Как и когда произошел знаковый переход? С чего началась жизнь? Едва ли можно придумать более серьезный, большой и сложный вопрос. На протяжении большей части истории человечества никто не сомневался в том, что это дело богов. Любое другое объяснение было немыслимым.
Какая форма жизни в нашем мире самая устойчивая и крепкая? Тараканы славятся своей живучестью — многие люди убеждены, что те смогли бы пережить даже ядерный апокалипсис. Тихоходки, или водяные медведи, еще более выносливы. Они могут выжить даже в космосе. В кипящих кислых источниках Йеллоустонского национального парка живет одна водоросль. Вокруг нее едкая вода, приправленная мышьяком и тяжелыми металлами. Чтобы остаться в живых в этом смертельном месте, она использовала неожиданный трюк.
Хочешь стать счастливым?
Определений счастья множество, потому что понятие уж больно многосоставное. Удача, радость, благополучие, экстаз, просто приступ хорошего настроения на ровном месте — все это называют счастьем. Иногда оно может быть даже весьма неприятным. Вот ты поскользнулся, треснулся башкой, но ухитрился отделаться только сотрясением мозга, даже почти не проломил череп. «Однако вы счастливчик! — говорят врачи. — Вам очень повезло!»
Энциклопедическое же определение счастья включает в себя такую роскошь, как «ощущение удовлетворения от происходящих событий, позитивная оценка своего состояния». При всей кошмарности этого определения оно, в общем, верно. Не важно, как идут дела на самом деле, как энергично горит твой дом и как усердно изменяет тебе жена, — главное, чтобы тебе это нравилось. Чтобы ты позитивно оценивал.
Группе исследователей из Стэнфордского университета удалось разработать необычное устройство. С его помощью они планируют наблюдать за подводной жизнью китов, ведь устройство совершенно безболезненно крепится на спину млекопитающего при помощи присосок, не доставляя ему при этом никаких неудобств. Теперь учёные могут как бы сопровождать величественных животных во время их плавания и кормления, что ранее науке было недоступно в связи с отсутствием подобных технологий.
У всех бывало это чувство, когда ты понимаешь, что за тобой кто-то наблюдает — даже если мы не видим этих внимательных глаз. Иногда нам даже кажется, что за нами кто-то подглядывает, даже если мы никого не видим. Как объяснить это явление, не прибегая к псевдонаучным объяснениям вроде экстрасенсорного восприятия (или «шестого чувства»)?
Крошечные, микроскопические живые организмы под названием тихоходки широко известны в биологии за счет своей удивительной живучести. Они способны выживать в таких условиях, где не выживет ни один другой живой организм на планете Земля. Исследователи из Японии решили, наконец, разобраться в этом секрете живучести и создали самую точную на сегодняшний день картину генома тихоходок, который позволил им узнать несколько секретов, наделяющих этих крошечных существ способностью выживать практически где угодно.
Кем был загадочный прародитель всего живого на Земле
Индийская богиня Кали — воплощение природных сил, а также созидания и разрушения.
Биологи до сих пор бьются над загадкой происхождения жизни на Земле. Необходимо понять, как возникли примитивные бактерии и другие формы жизни. Об организме-прародителе известно мало, однако геномика позволяет кое-что выяснить о древнейших существах, населявших мир на заре его существования. В статье, опубликованной в журнале Nature, в которой авторы пытаются ответить на вопрос, кем же был LUCA (last universal common ancestor), Лука — универсальный общий предок всех нынешних организмов.
Источник: ПостНаука
Мозг человека — большой, но сам по себе размер не так важен. Более важно то, что внутри мозга. В процессе роста и развития мозга происходит формирование нейронных сетей — контактов между нейронами: нужные контакты усиливаются, ненужные убираются. Этот процесс на самом деле никогда не заканчивается. Даже у пожилого человека происходят некоторые изменения нейронных сетей. Поэтому, например, и 90-летний человек может выучить новые слова. Но основное формирование нейронных сетей происходит в первые 10 лет жизни.
Источник: ПостНаука
Автор: Александр Апт, доктор биологических наук, профессор кафедры иммунологии биологического факультета МГУ, заведующий лабораторией иммуногенетики ЦНИИТ РАМН
Иммунолог Александр Апт о врожденном и адаптивном иммунитете, борьбе с опухолями и действии антител против возбудителей.
Первым животным, которое появилось на Земле, была, вероятнее всего, простая морская губка. Новые генетические исследования, проведенные MIT, подтверждают, что морские губки — источник любопытной молекулы, найденной в скалах, которым 640 миллионов лет. Эти скалы значительно предшествуют кембрийскому взрыву — период, в который большинство групп животных заселило планету 540 миллионов лет назад. Предположительно, морские губки были первыми животными, которые населяли Землю.
Этот фильм представляет собой компиляцию нескольких анимационных роликов образовательного института DNA Learning center. Вашему вниманию будут предоставлены удивительные и сложные процессы, происходящие на молекулярном уровне внутри клеток наших тел, которые авторы постарались изобразить максимально подлинно. Вы увидите, каким образом закодирована генетическая информация, как происходит репликация и транскрипция ДНК и т.д.
Грязь. Жижа. Земля. У нас много синонимов для этого вещества, но, положа руку на сердце, можно сказать, что мы практически о нем не задумываемся. Да и думать там нечего. Но без почвы жизнь, возможно, никогда бы не смогла процветать вдали от воды. Без почвы мы определенно были бы мертвы.
Почва имеет решающее значение практически для каждого аспекта жизни на земле, от хранения и фильтрации воды до регулирования климата, предотвращения наводнений, круговорота питательных веществ и разложения. Грязь под ногами является исключительным источником биоразнообразия: по некоторым оценкам, порядка четверти всех видов живут в земле. И мы до сих пор не открыли всех ее сокровищ: в январе 2015 года ученые объявили, что первый новый антибиотик за последние 30 лет был обнаружен в почвенных бактериях.
Жизнь и смерть в этюдах экспериментальной биологии
В США объявили финалистов конкурса BioArt 2015 года, который проводится Обществом экспериментальной биологии (FASEB). Цель конкурса — показать, что в работе биологов есть место высокому искусству. От переплетений нервных волокон и решеток зубной эмали до молекулярных машин вируса Эбола и раковых клеток — жюри постаралось показать все стороны жизни: и светлую, и темную.
Источник: Элементы
Оригинал: "Наука и Жизнь" #4, 2015
Организм человека подобен часам: стрелки постоянно бегут вперёд, мы стареем. Механизм этих часов очень сложен, но биологам удалось разобраться в некоторых принципах его работы. Например, они уже научились замедлять процесс старения клетки и возвращать её в «младенческое состояние». А как насчёт того, чтобы омолодить целый организм?
Найденные в Денисовой пещере зубы принадлежали двум разным особям денисовского человека.
Денисовский человек теперь не один: найденные в 2008 году в пещере на Алтае зубы принадлежат двум его разным особям, выяснили ученые. Таким образом, «семейство» денисовцев насчитывает трех известных науке представителей. Отдел науки рассказывает, как денисовцы до сих пор помогают населению Тибета жить на большой высоте.
Уровень IQ не зависит от размера мозга, иначе мы бы сейчас находились в рабстве у китов. Не зависит он и от процентного соотношения мозга к массе тела. У человека это 2%, а у землеройки, которая ни разу не была замечена в особой сообразительности, целых 10%. Эволюционируя, наш мозг увеличивался в размерах, и, что важнее, повышалась его сложность. В человеческом мозге от 19 до 23 миллионов нейронов, и они могут соединяться между собой десятки тысяч раз. (Можешь смело записать это в графу резюме «Личные достижения»).
Сильный пикантный вкус, который делает все, от мешанины спагетти до хлеба, таким вкусным, может служить жизненно важной эволюционной цели. Мы даже можем использовать его для борьбы с недоеданием. Я частенько задумывался и не находил ответа о том, как люди пришли к разработке сложнейших кулинарных навыков. Впрочем, прошло 1,8 миллиона лет с тех пор, как человек прямоходящий начал готовить. Но дрожжевой хлеб, например, можно было придумать лишь по счастливому стечению обстоятельств.
Источник: Naked Science
Что было раньше — геном, несущий инструкции для синтеза белков, или белки, необходимые для синтеза и работы генома? Это даже сложнее проблемы курицы и яйца, ведь тем и другим нужны еще и липиды, образующие мембрану, — а синтез липидов, опять же, требует белков и кодирующей их ДНК или РНК...
Как говорил Маяковский, «все мы немножко лошади». Если копать глубже, все мы просто животные. Разве нет? Не так быстро, некоторые вещи все же делают нас отличными от других видов. «Я стал смертью, разрушителем миров», — так сказал Роберт Оппенгеймер, который помог изобрести атомную бомбу. Две бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки в 1945 году, убили порядка 200 000 японцев. Ни один другой вид никогда не обладал и не будет обладать такой мощью.
Люди всегда считали себя особенными. Однако многие черты, которые когда-то считались присущими исключительно людям, были обнаружены и у животных. Возьмем, к примеру, Кензи. У Кензи хороший вкус. Он любит апельсины, вишню и виноград. Он указывает, что хочет, на лексиграме, компьютеризованном сенсорном устройстве, где каждый символ представляет собой слово. Кензи может использовать 500 слов, а когда с ним говорят, то понимает под несколько тысяч.
Большой коллектив японских учёных из нескольких университетов при исследовании цианобактерий обнаружил, что за наличие внутреннего циркадного (околосуточного) ритма в них отвечает белок KaiC — небольшая биомолекула диаметром 10 нм. Именно она ответственна за наличие у всех живых существ биологических часов.
У многих микроорганизмов, грибов, растений и большинства животных видна подстройка к 24-часовому суточному периоду вращения Земли вокруг своей оси. Частично растения и животные подстраиваются к этому периоду, основываясь на изменениях в окружающей среде — температуре, освещённости. Но уже давно известно, что у живых существ есть встроенная система циркадных ритмов, не зависящая от окружающей среды.
Каков рецепт жизни? Если бы вы создавали клетку с нуля, какие ингредиенты вам были бы нужны? В какой среде вы превращали бы неживую материю в живую клетку? На эти вопросы пытается ответить гарвардский биохимик Джек Шостак, воссоздавая динамический мир, в котором была рождена жизнь.
Источник: Naked Science
По мнению нейробиолога и президента Google Ventures Билла Мэриса (Bill Maris), биологический потенциал Homo sapiens позволяет жить до 500 лет.
Google Ventures является инвестиционным подразделением корпорации Google. В настоящий момент корпорация активно финансирует в стартапы, которые занимаются вопросами генетики и борьбой с разными заболеваниями, в том числе – раком. Сам Мэрис изучал нейробиологию в Университете Дьюка (США). Последние несколько лет специалист занят в проектах, подразумевающих продление жизни. Мэрис заявил, что развитие медицины и новые возможности биомеханики позволят в будущем продлить жизнь человека до 500 лет. По словам эксперта, имеющиеся инструменты дадут возможность реализовать самые смелые проекты в этой области.
Источник: ПостНаука
ПостНаука развенчивает научные мифы и борется с общепринятыми заблуждениями. Мы попросили наших экспертов прокомментировать устоявшиеся представления о радиоактивных веществах и их воздействии на человека.
Источник: ПостНаука
Автор: Зоригто Намсараев, кандидат биологических наук
Пока мировые державы борются за контроль над месторождениями и путями транспортировки нефти, ученые разрабатывают технологии производства биотоплива из углекислого газа воздуха.
Атмосфера Земли содержит огромное количество углерода. Живые организмы способны переводить углерод из углекислого газа воздуха в органические молекулы, которые на следующем этапе перерабатываются в биотопливо. Сейчас в мире идет настоящая гонка по созданию наиболее эффективных технологий получения биотоплива. В идеальном варианте эта технология должна позволять максимально быстро синтезировать любой вид биотоплива или других органических молекул из любого типа исходного сырья и энергии. Такая технология могла бы не только обеспечить независимость от запасов ископаемой нефти, но и радикально изменить ситуацию в широком диапазоне областей: от транспорта и сельского хозяйства до способов ведения военных действий.
Источник: ПостНаука
Автор: Уильям Шопф, профессор Калифорнийского университета
2 февраля 2015 года на сайте журнала PNAS была опубликована статья, в которой рассказывается об окаменелостях древних микробов, которые оказались идентичны окаменелостям гораздо более поздних микробов и современным сообществам, найденным в 2007 году у побережья Южной Америки. Один из авторов этого исследования, профессор Уильям Шопф из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, прокомментировал результаты работы для международного проекта ПостНауки Serious Science.
Что произошло
Колония сульфатредуцирующих бактерий, которая была найдена в илистом грунте возрастом около 1,8 миллиарда лет недалеко от побережья Западной Австралии, абсолютно идентична как более старой (на 500 миллионов лет) окаменевшей колонии, так и современным микробным сообществам, которые были найдены у побережья Южной Америки в 2007 году. Окаменелости, по всей видимости, запечатлели эффект увеличения концентрации атмосферного кислорода в середине докембрия — события, которое изменило историю развития жизни. Кажущийся двухмиллиардолетний эволюционный стазис колонии сульфатредуцирующих бактерий подтверждает нулевую гипотезу дарвиновской теории эволюции: если в физико-биологическом окружении хорошо адаптировавшей экосистемы нет изменений, то ее биотические компоненты останутся неизменными.
Источник: ПостНаука
Автор: Павел Умрюхин, доктор медицинских наук
Страх — это эмоционально окрашенное состояние, которое сопровождает ситуации, представляющие угрозу нормальной жизнедеятельности организма, и обычно сопровождаемое формированием оборонительной мотивации. Впрочем, оно может сопровождаться и другими мотивациями, направленными на избавление от опасности.
Источник: ПостНаука
Автор: Роберта Хейзен, профессор геологии
Совместно с издательством «Альпина нон-фикшн» мы публикуем отрывок из книги «История Земли. От звездной пыли — к живой планете: Первые 4 500 000 000 лет» американского минералога и астробиолога, популяризатора науки Роберта Хейзена о зарождении Вселенной и эволюции нашей планеты, ее живой и неживой природы сквозь призму минералогии и геологического развития.
Пальмы в снегу
Меняется климат, а вместе с ним меняется и окружающая природа. Посетители северных лесов в последующие десятилетия, вероятно, увидят совсем иные деревья. И причиной тому является потепление. Исследователи сделали подобные выводы, изучив леса на границе США и Канады. Увы, человечество может лишиться не только кофе, но и привлекательных своей суровой красотой северных лесов.
Определение происхождения смертельного заболевания — важная часть его понимания и соответствующего лечения. Хотя источник многих болезней остается под вопросом, для следующего списка есть неопровержимые доказательства животного происхождения. Когда животные контактируют, болезнь переходит от одного вида к другому. К сожалению, одним из таких видов стали мы.
Источник: ПостНаука
Автор: Боринская Светлана, доктор биологических наук
ПостНаука развенчивает научные мифы и знакомит читателей с комментариями наших экспертов, которые объясняют общепринятые заблуждения. Мы попросили биолога Светлану Боринскую рассказать о причинах, по которым сформировались те или иные устоявшиеся представления об алкоголе.
Источник: ПостНаука
Автор: Александр Каплан, доктор биологических наук
В научно-популярной литературе термин «киберпротезы» все более мистифицируется, становится некой самодостаточной категорией, чуть ли не гибридом разума и электроники. Между тем киберпротезы сами по себе — это частный случай кибернетических манипуляторов, которые уже десятки лет собирают часы и автомобили, шьют тапочки и добывают грунт на небесных телах. В последние годы принципы киберманипуляторов используют при построении протезов, замещающих конечности у пациентов-ампутантов.
