Рубрика: Наука

Понад 100  років тому під час ремонту дороги на острові Хітра (Норвегія) будівельники знайшли останки, що належали чоловікові приблизно 25 років. Пізніше археологи датували їх кінцем кам’яної доби, близько 4000 років тому.

«Ми думаємо, що він потонув. Коли він помер, рівень моря був на 12,5 метрів вищий, ніж сьогодні, а місце відкриття знаходилося на глибині 4 метри. Частини скелета добре збереглися і, мабуть, були вкриті черепашковим піском на морському дні незабаром після його смерті», — каже археолог Біргіт Скар з Університетського музею NTNU.

Разом з останками кісток знайдено кинджал і накладку. Щитка для руки — це довгастий шматок кістки з двома отворами в ньому, який прикріплявся до зап’ястя руки, що тримає лук. Гарда захищала зап’ястя від удару тятиви лука під час пострілу стріл.

«Це спорядження може свідчити про те, що він був воїном», — каже Скар.

Скар додає, що поки що неможливо сказати, чи сталося утоплення в результаті бою, чи це був нещасний випадок.

Співробітники Музею природної історії та археології Норвезького технологічного університету ретельно проаналізували останки та створили реконструкцію людини з Хитри, яка ґрунтується на вимірах скелета та аналізі ДНК.

Пара, яка випиває разом, також може прожити разом довше, каже дослідник Мічиганського університету. У недавньому дослідженні, опублікованому в журналі The Gerontologist, Кіра Бірдітт, професор-дослідник дослідницького центру Інституту соціальних досліджень UM, виявила, що пари, які однаково вживають алкоголь (тобто обидва члени вживають алкоголь), як правило, живуть довше.

Вона каже, що теорія в алкогольній літературі під назвою «партнерство вживання алкоголю», згідно з якою пари, які мають однакові моделі вживання алкоголю, як правило, мають кращі шлюбні результати (наприклад, менше конфліктів і довші шлюби), послужила натхненням для дослідження.

Мета та результати дослідження

Незважаючи на те, що багато досліджень вивчали наслідки способу вживання спиртних напоїв у парах на шлюбні результати, наслідки для здоров’я менш очевидні. Поведінка, яка сприятлива для шлюбу, не обов’язково корисна для здоров’я, каже Бердітт.

«Мета цього дослідження полягала в тому, щоб розглянути вживання алкоголю в парах у Дослідженні здоров’я та пенсії та наслідки для смертності», — сказала вона. «І ми виявили, що цікаво, що пари, в яких обидва вказали, що вживали алкоголь протягом останніх трьох місяців, жили довше, ніж інші пари, які або обидва вказали, що не вживали алкоголю, або мали неузгоджені моделі вживання алкоголю, в яких один пив, а інший ні».

І хоча це може звучати так, ніби це рекомендація пити більше з вашим чоловіком, Бердітт застерігає від такого читання.

У дослідженні розглядалися моделі вживання алкоголю та було визначено «вживання алкоголю» дуже широко, перевіряючи, чи вживав учасник протягом останніх трьох місяців. Однак це може натякати на важливість пам’ятати про те, як подружжя може впливати на здоров’я одне одного. Згода вживання алкоголю між парами може бути відображенням сумісності між партнерами в їх стилі життя, інтимності та задоволеності стосунками.

Якість відносин і майбутні дослідження

«Ми також виявили в інших дослідженнях, що пари, які випивають разом, як правило, мають кращу якість стосунків, і це може бути тому, що це збільшує інтимність», — сказав Бердітт.

Цей вплив може заслуговувати на подальше вивчення. Бірдітт хотів би дослідити додаткові питання, пов’язані зі споживанням алкоголю парами та як це впливає на їхні стосунки.

«Ми не знаємо, чому вживання алкоголю обома партнерами асоціюється з кращим виживанням. Я думаю, що використання інших методів, які ми використовуємо в наших дослідженнях щодо повсякденного досвіду та опитувальників для миттєвої екологічної оцінки, може справді отримати це, щоб зрозуміти, наприклад, зосередившись на парах, які п’ють за згодою», — сказала вона. «Як виглядає їхнє повсякденне життя? Вони п’ють разом? Що вони роблять, коли п’ють?

«Також мало інформації про щоденні міжособистісні процеси, які пояснюють ці зв’язки. Майбутні дослідження повинні оцінити наслідки моделей вживання алкоголю подружжям для щоденної якості подружжя та щоденних результатів щодо фізичного здоров’я».

Група біологів проаналізувала майже вісім тисяч записів про смерть кішок різних порід із британських ветеринарних клінік та склала таблицю тривалості котячого життя. Автори враховували вагу, стать, дату народження та статус кастрації.

Людина як вид уже багато тисячоліть не живе сама — її супроводжують тварини-компаньйони. Зараз люди заводять собі безліч тварин: від риб та кроликів до папуг та мавп. Але головними досі залишаються собаки та кішки.

Незважаючи на таку довгу дружбу між нашими видами (кішок, за деякими даними, одомашнили близько десяти тисяч років тому, а собак ще раніше), людина далеко не все про них знає. Зокрема, тривалість їхнього життя. Людина вивів більше сотні порід домашньої кішки — і кожна порода має свої особливості біології. Вивчення причин смерті цих тварин (найчастіше це травми, проблеми з сечостатевою системою, пухлини) та загальної тривалості життя у різних порід кішок може допомогти ветеринарам зрозуміти їх здоров’я та фактори ризику.

Таблиці тривалості життя кішок і собак вже становили, наприклад, у США та Японії, але річ у тому, що це різні популяції зі своїм генетичним резервуаром, де люди по-різному годують і доглядають домашніх тварин. Через це статистика щодо одного регіону може погано підходити до іншого. Британські та тайванські біологи вирішили скласти таблицю тривалості життя кішок у Великій Британії як для окремої популяції. Результати дослідження опубліковані в журналі Journal of Feline Medicine and Surgery.

Автори працювали з кішками, зареєстрованими у ветеринарних клініках програми VetCompass протягом 2019 року. У картку тварини вписувалися: вид, порода, дата народження, стать, статус кастрації, маса тіла та дані про лікування, якщо воно проходило. Дані про смерть із цих карток вважали у період із січня 2019 по березень 2021 року (кінець дослідження). Всього вчені нарахували 1254484 кішки в популяції — і проаналізували 7936 випадків смерті серед них.

З’ясувалося, що очікувана тривалість життя самок була вищою, ніж у самців, на 1,33 року (12,51 проти 11,18). У безпородних кішок цей показник вищий, ніж у породистих, на півтора року (11,89 проти 10,41). Серед породистих довгожителів стали бурманські та бірманські кішки — вони в середньому доживали до 14,42 та 14,39 відповідно. Третє місце — у безпородних, четверте та п’яте — у сіамських та перських кішок (11,69 та 10,93 року відповідно). А найкоротше життя у сфінксів: ця порода в середньому доживає до 6,68 року. Можливо, це пов’язано з тим, що сфінкси схильні до захворювань серця.

Кастрація – важливий чинник здоров’я свійських тварин. У кішок, яким не проводили таких операцій, ймовірність смерті віком до трьох років була вищою в 4,29 раза, ніж у кастрованих. Також ризик смерті до трьох років був у 1,83 раза нижчим у безпородних кішок, ніж у чистопородних — але їх у дослідженні було лише 819, решта так чи інакше схрещена.

Загальна тривалість життя незалежно від статі та породи скорочувалася на 0,02 роки кожні 100 г збільшення або зменшення маси тіла. Інакше кажучи, коливання ваги негативно позначалися здоров’я кішок. Але при цьому вчені визначили оптимальну вагу тварини в 5,5 кілограма, що виходить за межі рекомендацій Асоціації щодо профілактики ожиріння свійських тварин: вони встановили здорову вагу в діапазоні 3,6-4,5 кілограма.

Отримані результати є найбільш репрезентативними саме для Великобританії, оскільки вся популяція звідти. Але нове дослідження має й інші обмеження. По-перше, 83,7% кішок було присиплено — це занизило дані про очікувану тривалість життя. По-друге, у клініках програми VetCompass не враховувалися кішки без господарів і ті, хто вмирав удома. Звичайно, смертність цих тварин потрібно вивчати далі, проте нові дані ветеринари можуть використовувати для покращення здоров’я кішок.

Стародавні великі ділянки континентальної кори, відомі як кратони, стабілізували континенти Землі протягом мільярдів років через зміщення суші, утворення гір і розвиток океану. Вчені зі штату Пенсільванія запропонували новий механізм, який міг би пояснити утворення кратонів близько 3 мільярдів років тому, проливаючи світло на давнє питання в геологічній історії Землі.

Вчені повідомили в журналі Nature, що континенти, можливо, не виникли з океанів Землі як стабільні масиви суші, відмінною рисою яких є верхня частина кори, збагачена гранітом. Навпаки, вплив вітру та дощу на свіжу породу приблизно 3 мільярди років тому викликало серію геологічних процесів, які врешті-решт стабілізували земну кору, дозволяючи корі виживати мільярди років без руйнування чи відновлення. За словами вчених, отримані дані можуть дати нове розуміння того, як еволюціонують потенційно придатні для життя планети, схожі на Землю.

Наслідки для планетарної еволюції

«Щоб створити таку планету, як Земля, вам потрібно створити континентальну кору, і вам потрібно стабілізувати цю кору», — сказав Джессі Реймінк, доцент кафедри наук про Землю в Пенсільванському університеті та автор дослідження. «Вчені вважали це одним і тим же — континенти стали стабільними, а потім вийшли над рівнем моря. Але ми говоримо, що ці процеси є різними».

За словами вчених, кратони простягаються на понад 150 кілометрів, або 93 милі, від поверхні Землі до верхньої мантії, де вони діють як кіль човна, утримуючи континенти на рівні або поблизу рівня моря протягом геологічного часу.

Вивітрювання може зрештою призвести до концентрації елементів, що виробляють тепло, таких як уран, торій і калій, у дрібній корі, дозволяючи глибшій корі охолонути й затвердіти. Цей механізм створив товстий твердий шар породи, який, можливо, захистив дно континентів від деформації пізніше — характерна особливість кратонів, кажуть вчені.

Геологічні процеси та виробництво тепла

«Рецепт створення та стабілізації континентальної кори передбачає концентрацію цих елементів, що виробляють тепло, — які можна розглядати як маленькі теплові двигуни — дуже близько до поверхні», — сказав Ендрю Смі, доцент кафедри наук про Землю в Пенсільванському університеті та автор книги вивчення. «Ви повинні це зробити, тому що щоразу, коли атом урану, торію або калію розпадається, він виділяє тепло, яке може підвищити температуру земної кори. Гаряча скоринка нестійка — вона схильна до деформації і не прилипає».

Коли вітер, дощ і хімічні реакції руйнували гірські породи на ранніх континентах, відкладення та глинисті мінерали змивалися в потоки та річки та переносилися в море, де вони створювали осадові відкладення, такі як сланці з високим вмістом урану, торію та калію, — сказали вчені.

Зіткнення між тектонічними плитами поховали ці осадові породи глибоко в земній корі, де радіогенне тепло, що виділяється сланцями, викликало танення нижньої кори. Розплави були плавучими і піднімалися назад у верхню кору, захоплюючи елементи, що виробляють тепло, у скелях, як граніт, і дозволяли нижній корі охолонути та затвердіти.

Вважається, що кратони утворилися від 3 до 2,5 мільярдів років тому — час, коли такі радіоактивні елементи, як уран, розпадалися зі швидкістю приблизно вдвічі швидше та виділяли вдвічі більше тепла, ніж сьогодні. Робота підкреслює, що час, коли кратони утворилися на ранньому Середзем’ї, був унікальним для процесів, які, можливо, призвели до того, що вони стали стабільними, сказав Реймінк.

«Ми можемо розглядати це як питання планетарної еволюції», — сказав Реймінк. «Одним із ключових інгредієнтів, необхідних для створення планети, як Земля, може бути поява континентів на відносно ранньому етапі її життя. Тому що ви збираєтеся створити дуже гарячі радіоактивні опади, які створюють справді стабільну частину континентальної кори, яка живе прямо біля рівня моря і є чудовим середовищем для розмноження життя».

Дослідники проаналізували концентрації урану, торію та калію в сотнях зразків порід архейського періоду, коли утворилися кратони, щоб оцінити радіогенну теплопродуктивність на основі фактичного складу порід. Вони використовували ці значення для створення теплових моделей формування кратону.

«Раніше люди розглядали та розглядали наслідки зміни радіогенного виробництва тепла з часом», — сказав Смай. «Але наше дослідження пов’язує виробництво тепла в гірській породі з появою континентів, утворенням відкладень і диференціацією континентальної кори».

Кратони, які зазвичай знаходяться у внутрішніх частинах континентів, містять одні з найдавніших порід на Землі, але залишаються складними для вивчення. У тектонічно активних районах утворення гірського поясу може вивести на поверхню породи, які колись були поховані глибоко під землею.

Але витоки кратонів залишаються глибоко під землею і недоступні. Вчені сказали, що майбутня робота включатиме взяття зразків стародавніх інтер’єрів кратонів і, можливо, буріння зразків керна, щоб перевірити свою модель.

«Ці метаморфизовані осадові породи, які розплавилися і утворили граніти, що концентрують уран і торій, схожі на бортові самописці чорної скриньки, які записують тиск і температуру», — сказав Смай. «І якщо ми зможемо розблокувати цей архів, ми зможемо перевірити прогнози нашої моделі щодо траєкторії польоту континентальної кори».

Рослини оточені невидимою атмосферою летких сполук, за допомогою яких вони комунікують та захищаються. Подібно до запахів, ці сполуки відлякують травоїдних тварин і сигналізують сусіднім рослинам про потенційну загрозу.

Захисні сигнали рослин виявили ще в 1980-х роках, і вони відомі більш ніж у 80 видів. Нещодавно японські дослідники застосували методи візуалізації в режимі реального часу, щоб розкрити, як рослини сприймають і реагують на ці повітряні “сигнали тривоги”. Це стало важливим відкриттям, оскільки вчені знали про передачу сигналів, але не розуміли, як рослини їх сприймають.

У новому дослідженні молекулярні біологи Юрі Аратані та Такуя Уемура з Університету Сайтама розробили насос для перенесення летких сполук, що виділяються пошкодженими рослинами під час атаки комах. За допомогою флуоресцентного мікроскопа вони спостерігали, як непошкоджені рослини Arabidopsis реагують на сигнали своїх ушкоджених сусідів, які зазнали атаки гусениць Spodoptera litura.

Для точного відстеження кальцієвих сигналів дослідники використовували генетично модифіковані рослини з біосенсорами, що світяться зеленим при виявленні іонів кальцію. Ці сигнали також служать засобом комунікації в людських клітинах.

У своїх експериментах дослідники спостерігали, як рослини реагують на леткі сполуки, що виділяються пошкодженими рослинами протягом кількох секунд після травмування. Хоча ці сполуки подавалися не в природних умовах, а через спеціальний насос, це дозволило детально проаналізувати їхню дію.

На відео, знятому командою, видно, як непошкоджені рослини отримують сигнали тривоги від сусідів, відповідаючи кальцієвими спалахами, що розповсюджуються по листках.

Виявлено, що сполуки Z-3-HAL та E-2-HAL викликають кальцієві сигнали в рослинах Arabidopsis. Дослідники також визначили, які типи клітин першими реагують на ці сигнали, створивши рослини з флуоресцентними датчиками в різних клітинах.

Захисні клітини на поверхні листя формують продихи, які діють як “ніздрі” рослини. Клітини мезофілу розташовані всередині листя, а епідермальні утворюють зовнішній шар. Спочатку сигнал надходить у захисні клітини, а потім передається в клітини мезофілу. Попередня обробка рослин фітогормоном, що закриває продихи, суттєво знижує сигналізацію кальцію, підтверджуючи важливість продихів як головних “сенсорних воріт” для сприйняття сигналів.

“Ми нарешті розгадали складну історію того, коли, де і як рослини реагують на повітряні “попереджувальні повідомлення” своїх сусідів, які стикаються з небезпекою,” — пояснив старший автор дослідження Масацугу Тойота з Університету Сайтама.

“Ця невидима комунікаційна мережа відіграє ключову роль у швидкому захисті сусідніх рослин від потенційних загроз”.

Ці дослідження японських вчених проливають світло на складну систему комунікації між рослинами, розкриваючи їхню здатність швидко й ефективно реагувати на небезпеку. Подальше вивчення таких сигналів може стати ключем до більш стійкого сільського господарства, де природні механізми захисту дозволять скоротити використання пестицидів. Це не лише допоможе зменшити вплив на екосистему, але й сприятиме розвитку екологічного землеробства.

Цей прорив у розумінні “мови” рослин відкриває нові перспективи для досліджень та практичного застосування знань у галузі біології. Завдяки цим зусиллям, вчені можуть створити ефективні стратегії для захисту рослин від шкідників, використовуючи їхню природну здатність обмінюватися попереджувальними сигналами. Такий підхід здатен суттєво підвищити врожайність та допомогти зберегти біорізноманіття нашої планети.

Дослідження Юрі Аратані, Такуї Уемури та їхніх колег дають надію, що в майбутньому ми зможемо краще розуміти та захищати навколишнє середовище, використовуючи унікальні природні можливості рослин. Джерело

Відкриття того, як працює критично важливий фермент, «прихований у плані природи», проливає нове світло на те, як клітини контролюють ключові процеси фіксації вуглецю, процесу, який є фундаментальним для життя на Землі. Відкриття, зроблене вченими з Австралійського національного університету (ANU) і Університету Ньюкасла (UoN), може допомогти створити стійкі до клімату культури, здатні ефективніше всмоктувати вуглекислий газ з атмосфери, допомагаючи виробляти більше їжі в процесі.

Дослідження, опубліковане в Science Advances, демонструє раніше невідому функцію ферменту під назвою карбоксисомна карбоангідраза (CsoSCA), який міститься в ціанобактеріях, також званих синьо-зеленими водоростями, щоб максимізувати здатність мікроорганізмів витягувати вуглекислий газ з атмосфери.

Ціанобактерії широко відомі своїм токсичним цвітінням в озерах і річках. Але ці маленькі синьо-зелені жуки широко поширені, вони також мешкають у світовому океані.

Хоча вони можуть становити небезпеку для навколишнього середовища, дослідники описують їх як «крихітних вуглецевих супергероїв». Завдяки процесу фотосинтезу вони відіграють важливу роль у вловлюванні близько 12% світового вуглекислого газу щороку.

Перший автор і доктор філософії. дослідник Саша Пулсфорд з АНУ описує, наскільки ці мікроорганізми надзвичайно ефективні у захопленні вуглецю.

«На відміну від рослин, ціанобактерії мають систему, звану механізмом концентрації вуглекислого газу (CCM), який дозволяє їм фіксувати вуглець з атмосфери та перетворювати його на цукор зі значно вищою швидкістю, ніж стандартні рослини та види сільськогосподарських культур», — сказала пані Пулсфорд.

В основі СКК знаходяться великі білкові компартменти, які називаються карбоксисомами. Ці структури відповідають за поглинання вуглекислого газу, розміщення CsoSCA та іншого ферменту під назвою Rubisco. Ферменти CsoSCA і Rubisco працюють в унісон, демонструючи високоефективну природу CCM. CsoSCA працює над створенням високої локальної концентрації вуглекислого газу всередині карбоксисоми, яку Рубіско може потім поглинути та перетворити на цукор для споживання клітиною.

Провідний автор доктор Бен Лонг з UoN сказав: «До цього часу вчені не були впевнені, як контролюється фермент CsoSCA. Наше дослідження було зосереджено на розкритті цієї таємниці, особливо в основній групі ціанобактерій, знайдених по всьому світу. Те, що ми знайшли, було абсолютно несподіваним. .

«Фермент CsoSCA танцює під мелодію іншої молекули під назвою RuBP, яка активує його як перемикач. Подумайте про фотосинтез як про приготування бутерброда. Вуглекислий газ з повітря є начинкою, але фотосинтетична клітина повинна забезпечити хліб. Це RuBP так само як вам потрібен хліб для приготування бутерброда, швидкість перетворення вуглекислого газу в цукор залежить від того, наскільки швидко подається RuBP.

«Наскільки швидко фермент CsoSCA постачає вуглекислий газ Rubisco, залежить від кількості RuBP. Коли його достатньо, фермент включається. Але якщо в клітині закінчується RuBP, фермент вимикається, роблячи систему добре налаштованою. і дивно, що фермент CsoSCA весь час був вбудований у план природи, чекаючи свого відкриття».

Науковці кажуть, що створення інженерних культур, які більш ефективно вловлюють і використовують вуглекислий газ, дасть величезний поштовх для сільськогосподарської галузі, значно підвищивши врожайність, одночасно зменшивши попит на азотні добрива та іригаційні системи. Це також забезпечить більшу стійкість продовольчих систем світу до зміни клімату.

Пані Пулсфорд сказала: «Розуміння того, як працює CCM, не тільки збагачує наші знання про природні процеси, які є основоположними для біогеохімії Землі, але також може допомогти нам у створенні стійких рішень для деяких із найбільших екологічних проблем, з якими стикається світ».