Рубрика: Наука

Дослідження показують, що середньовічні англійські червоні білки містили бактерії, що викликають проказу, що впливає на наше розуміння історії хвороби та її передачі між людьми і тваринами.

Докази археологічних розкопок у середньовічному англійському місті Вінчестер показують, що англійські червоні білки колись були важливим господарем для  штамів Mycobacterium leprae, які викликали проказу у людей, повідомляють дослідники в журналі Current Biology.

Генетичний аналіз середньовічних штамів

«Завдяки нашому генетичному аналізу ми змогли ідентифікувати руду білку як першу давню тварину-господаря прокази», — каже старший автор Верена Шунеманн з Базельського університету у Швейцарії. «Середньовічний штам червоної білки, який ми відновили, більш тісно пов’язаний із середньовічними людськими штамами з того ж міста, ніж зі штамами, виділеними від інфікованих сучасних червоних білок. Загалом, наші результати вказують на незалежну циркуляцію  штамів M. leprae  між людьми та червоними білками протягом Середньовічного періоду».

«Наші висновки підкреслюють важливість залучення археологічних матеріалів, зокрема останків тварин, до вивчення довгострокового зоонозного потенціалу цієї хвороби, оскільки лише пряме порівняння давніх штамів людей і тварин дозволяє реконструювати потенційні випадки передачі в часі», — говорить Сара Інскіп з Університету Лестера, Великобританія, співавтор дослідження.

Історичний контекст прокази та тварин-господарів

Проказа — одна з найдавніших зареєстрованих хвороб в історії людства, яка донині поширена в Азії, Африці та Південній Америці. Хоча вчені простежили еволюційну історію мікобактерії, яка її викликає, вони не знали, як вона могла поширитися на людей від тварин у минулому, крім деяких натяків на те, що руді білки в Англії могли служити господарем.

Деталі та результати дослідження

У новому дослідженні дослідники вивчили 25 зразків людей і 12 білок, щоб знайти  M. leprae  на двох археологічних розкопках у Вінчестері. Місто було добре відоме своїм лепрозорієм (лікарнею для хворих на проказу) і зв’язками з торгівлею хутром. У середні віки хутро білки широко використовувалося для обробки та підкладки одягу. Багато людей також утримували в дикій природі білок, які потрапили в пастку, і вирощували їх як домашніх тварин.

Дослідники секвенували та реконструювали чотири геноми, що представляють середньовічні штами  M. leprae, у тому числі геном червоної білки. Аналіз, щоб зрозуміти їхні стосунки, виявив, що всі вони належали до однієї гілки на  сімейному дереві M. leprae. Вони також показали тісний зв’язок між штамом білки та новоствореним штамом, виділеним з останків середньовічної людини. Вони повідомляють, що середньовічний штам білки більш тісно пов’язаний з людськими штамами із середньовічного Вінчестера, ніж із сучасними штамами білок з Англії, що вказує на те, що інфекція циркулювала між людьми та тваринами в середні віки таким чином, який раніше не був виявлений.

«Історія прокази набагато складніша, ніж вважалося раніше», — сказав Шунеманн. «Не розглядалася роль, яку могли відіграти тварини в передачі та поширенні хвороби в минулому, і тому наше розуміння історії прокази є неповним, доки не будуть розглянуті ці господарі. Цей висновок є актуальним для сьогоднішнього дня, оскільки тварини-господарі досі не розглядаються, навіть якщо вони можуть бути значущими з точки зору розуміння сучасної стійкості хвороби, незважаючи на спроби її викорінення». 

«Після COVID-19 тварини-господарі тепер стають центром уваги для розуміння появи та стійкості хвороби», — сказав Інскіп. «Наші дослідження показують, що існує довга історія зоонозних захворювань, і вони мали і продовжують мати великий вплив на нас».

Загадки тваринного інтелекту часом вражають. Косатки використовують дивовижні методи полювання, коти здатні розв’язувати складні задачі, а деякі риби можуть лічити. Тварини нашої планети часто демонструють здатності, які можуть здивувати будь-кого. Однак, який вид має найбільший мозок, і чи є зв’язок між розміром мозку та рівнем інтелекту?

Кашалот (Physeter macrocephalus) володіє найбільшим мозком серед усіх тварин — його вага досягає приблизно 9 кілограмів. Великий мозок не завжди є індикатором високого інтелекту, але дослідження 2021 року показало, що під час перших днів промислового китобійного промислу ефективність полювання різко знизилася на 60 відсотків, що може свідчити про те, що кити навчилися уникати полювання або передавали важливу інформацію один одному.

Також слід врахувати співвідношення розміру мозку до тіла. У дослідженні 2009 року встановлено, що у деяких видів мурах мозок становить 12 відсотків від загальної маси тіла. Це підтверджує так зване правило Галлера, яке стверджує, що у дрібних тварин співвідношення мозку до тіла зазвичай вище.

Варто також розглянути анатомічну будову мозку. Мозочок, відповідальний за координацію рухів і пам’ять, у кашалота складає близько 7 відсотків від загальної маси мозку, у той час, як у косаток ця частка становить близько 14 відсотків. Для порівняння, у людей мозочок займає приблизно 10 відсотків від маси мозку.

Згідно з даними дослідження 1400 видів ссавців, співвідношення розміру мозку до тіла різниться значно залежно від виду. Наприклад, у каліфорнійських морських левів мозок малий у порівнянні з масою тіла, в той час, як у людей і дельфінів великий мозок при невеликих розмірах тіла.

Також є цікаве явище синдрому одомашнення, коли відбувається зменшення розміру мозку у одомашнених тварин у порівнянні з їхніми дикими родичами. Дослідження показують, що мозок домашніх видів корів є майже таким же великим, як у вимерлого тура, але у корів, які постійно контактують з людьми, мозок менший.

Серед наземних тварин слони мають найбільший мозок і проявляють високий рівень соціального і емоційного інтелекту. Що стосується птахів, деякі види ворон демонструють когнітивні здібності на рівні з шимпанзе, незважаючи на значно менший розмір мозку. “Розмір мозку сам по собі не є вирішальним фактором інтелекту”, — коментує Кан Кабадайі з Університету Лунда.

У різноманітності тваринного світу існує великий діапазон розмірів мозку, і багато досліджень прагнуть вивчити, як це впливає на інтелект. Мозковий потенціал може бути розподілений між різними функціями, як-от візуальна обробка, соціальні взаємодії або складні когнітивні завдання. Однак серед усіх видів, кашалоти виділяються своєю великою кількістю сірої речовини, що свідчить про значний мозковий потенціал. Джерело

Форма тіла, колір і поведінка часто еволюціонують разом, коли види адаптуються до навколишнього середовища. Дослідники з Університету Лунда у Швеції досліджували це явище на конкретному типі великої, яскраво-зеленої та агресивної звичайної стінної ящірки, знайденої поблизу Середземного моря. Вони виявили, що унікальний тип клітин міг зіграти ключову роль у цій спільній еволюції.

Адаптація – це генетична зміна, що призводить до підвищення життєздатності в навколишньому середовищі. Це може вплинути на колір, форму та поведінку. Однак генетична основа того, як це працює, залишається оповитою таємницею.

У новому дослідженні еволюційні біологи поєднали польову роботу та аналіз ДНК , щоб вивчити великих, зелених, агресивних і сексуально помітних стінних ящірок у Середземноморському регіоні. Вони виявили ряд генів, відповідальних за зовнішність ящірки, схожої на Халка.

Дослідження клітин нервового гребеня

«Усі тканини та органи, що стоять за зовнішністю, схожою на Халка, розвиваються з клітин, які називаються клітинами нервового гребеня, які утворюються на ранніх стадіях ембріона. Ми віримо, що клітини, які лежать в основі змін у формі, кольорі та поведінці, регулюються разом, і тому ознаки еволюціонують разом», — каже Наталі Файнер, еволюційний біолог з Лундського університету.

Дослідницька група досліджувала звичайну стінну ящірку з зелено-чорним забарвленням, вражаючими розмірами тіла та агресивною поведінкою. Самці з такою зовнішністю з’явилися багато тисяч років тому, недалеко від сучасного Риму, і показали, що домінують над самцями з іншими колірними комбінаціями. Це призвело до того, що ящірки Халк поширилися по всій Італії.

«Наші знання про клітини нервового гребеня походять майже повністю від кількох модельних організмів, таких як миші. Зараз ми малюємо цей тип клітин в ембріонах ящірок, щоб зрозуміти, як можуть розвиватися такі явища, як ящірка Халк», — каже Наталі Файнер.

Протягом наступних кількох років Файнер та її команда проведуть більше польових досліджень, створять групи розведення та проведуть розширений генетичний аналіз, у тому числі за допомогою техніки редагування генів CrispR-Cas9. Усе з метою встановити, яку роль клітини нервового гребеня відіграють у переплетеній еволюції кольору, форми та поведінки.

«Наша увага зосереджена на ящірках, але наші відкриття, ймовірно, можна застосувати до всіх тварин із клітинами нервового гребеня, що охопить близько 70 000 видів хребетних. Хоча наша робота дає можливе пояснення того, як працює еволюція, вона також є початком багатьох нових напрямків дослідження», — каже вона.

Крижаний покрив Антарктики зазнає значних змін протягом року, і його поведінка добре вивчена загалом. Але деякі локальні аномалії пояснити не виходить вже кілька десятиліть. Одна з них — ополонка піднесення Мод, або ополонки моря Уедделла, яка з’являється нерегулярно на тому самому місці. Міжнародна команда океанологів нарешті змогла розгадати механізми її утворення.

Вперше ополонкою піднесення Мод помітили у 1970-х, коли американський метеорологічний супутник Nimbus 5 розпочав постійний моніторинг антарктичного льоду. Полин з’являвся щозиму з 1974 по 1976 рік, через що вчені припустили, що вона виникає щорічно. Проте з того часу ділянка відкритої води серед суцільного багаторічного льоду, що покриває значну частину моря Уедделла, утворювався нерегулярно. Полин або не з’являвся зовсім, або її площа була незначною.

Наступне повноцінне формування ополонки відбулося у 2016 та 2017 роках. Хоча вона й була меншою, ніж за півстоліття до цього, площа все одно вражає: близько 80 тисяч квадратних кілометрів — приблизно дорівнює площі Сахаліну разом із Курилами чи двом Швейцаріям. Як і раніше, у наступні роки ополонки практично повністю зникли. Така поведінка природного феномена суттєво ускладнює його вивчення. Полини в багаторічних льодах формуються рідко, а ще рідше вони можуть бути такими великими і існувати протягом тривалих періодів (тижня або навіть місяці).

Нова наукова робота, опублікована в журналі Science Advances, що рецензується, проливає світло на природу ополонки піднесення Мод. Її автори — співробітники Гетеборгського (Швеція), Каліфорнійського (Сан-Дієго, США) та Саутгемптонського (Великобританія) університетів. Вони використовували відразу кілька джерел даних для свого аналізу: супутникові оптичні та радарні знімки, датчики на автономних плотах та мітки на морських тваринах. Як виявилося, вся справа в цілому комплексі факторів, які вдало зустрілися в одному місці Світового океану.

Ключовий процес, що відповідає за формування величезної ополонки в морі Уедделла, — Екманівське перенесення. Це ефект руху водяних мас під кутом до напряму вітру. Він обумовлений коріолісовою силою, яка змушує об’єкти, що рухаються, схилятися вліво в Південній півкулі (і вправо в Північній). Причому зі зростанням глибини кут лише збільшується, формується спіральний вихор. Попри те, що може підказувати інтуїція, крижаний покрив не заважає Екманівському перенесення. Насправді тільки завдяки айсбергам і крижаним полям його вперше виявили під час арктичної експедиції Нансена.

У морі Уедделла саме Екманівське перенесення приваблює під багаторічний лід порівняно теплу солону воду. У районі піднесення Мод — підводного плато з невеликими пологими піками на ньому — через це посилюється глибинна течія.

Нарешті, третій фактор, без якого колосальний полин неможлива: зміна переважного напрямку і сили вітрів, що дмуть над цією місцевістю. Комбінація цих факторів склалася у 2016 та 2017 роках, найімовірніше, аналогічно тому, що сталося у 1970-х.

На вершині Евересту вам не вдасться зварити яйце, хоча це можна зробити майже скрізь на Землі. Чому так стається? Це пояснюється законами фізики, зокрема термодинамікою, які діють усюди у Всесвіті.

Суть проблеми полягає в атмосферному тиску, який визначає температуру кипіння води. На рівні моря вода закипає при температурі 100°C. Однак ця температура знижується на кожні 300 метрів підйому над рівнем моря приблизно на 1°C. Наприклад, у місті Ла-Рінконада, яке знаходиться на висоті 5052 метри, вода кипить при 82.8°C, що все ще достатньо для варіння яєць.

Але на вершині Евересту, де висота становить 8849 метрів, температура кипіння води опускається до близько 68°C через значно нижчий атмосферний тиск. Ця температура занадто низька для повного приготування яєць, оскільки білок в яйці, який становить більше половини його складу, згортається лише при температурі 80°C, а жовток потребує мінімум 70°C, щоб стати твердим.

Таким чином, навіть якщо ви зможете отримати серйозні опіки від води, яка закипіла на вершині Евересту, ви не зможете повністю зварити яйце через занадто низьку температуру кипіння води на такій висоті. Джерело

30 квітня на Сонці стався надзвичайно потужний сонячний спалах, що викликав масові відключення радіозв’язку у всьому Тихоокеанському регіоні. Виверження досягло максимальної інтенсивності о 19:46 за східним часом і завершилося о 19:58 того ж часового поясу.

«Сонячні спалахи» — це раптові спалахи інтенсивного електромагнітного випромінювання на поверхні Сонця. Вони класифікуються за розміром літерними позначеннями: спалахи «X-класу» є найпотужнішими, потім йдуть «М-клас» (у 10 разів слабші за Х-класи), «С-клас» (у 10 разів слабші за М-класи), « В-клас» (у 10 разів слабший за С-клас) і, нарешті, «А-клас» (у 10 разів слабший за В-клас), практично непомітні для Землі.

Усередині кожного класу числа від 1 до 10 (і вище для Х-класу) вказують на відносну силу спалаху. За даними Spaceweatherlive.com, спалах 30 квітня отримав позначення M9.53 за вимірюваннями супутника NASA GOES-16, що лише на частку відрізняється від рівня Х-класу.

Короткохвильові радіоперешкоди, подібні до тих, що спостерігалися над Тихим океаном, зазвичай виникають невдовзі після потужних сонячних спалахів через імпульс рентгенівського та екстремального ультрафіолетового випромінювання, що випускається під час таких подій. Це випромінювання досягає Землі зі швидкістю світла та іонізує верхні шари атмосфери.

Іонізація створює середовище з підвищеною щільністю, через яку високочастотним короткохвильовим радіосигналам складніше пробитися на великі відстані. Відповідно до Центру прогнозування космічної погоди NOAA, радіохвилі, що взаємодіють з електронами в іонізованих шарах, втрачають енергію через частіші зіткнення, що може призвести до погіршення якості або повного поглинання радіосигналів.

Випромінювання від сонячного спалаху 30 квітня торкнулося освітлених Сонцем регіонів Тихого океану. «Моряки та радіоаматори могли помітити втрату сигналу на частотах нижче 20 МГц протягом цілих 30 хвилин після піку спалаху», — повідомляє Spaceweather.com.

Сонячна активність наростає з наближенням до сонячного максимуму — піку 11-річного сонячного циклу, на який вказує збільшення кількості сонячних плям. Незважаючи на велику кількість плям, видимих ​​останніми тижнями, наша зірка поводилася відносно спокійно. Але не цього разу.

Спалах, близький до Х-класу, стався в області сонячних плям AR3654 і став найпотужнішим виверженням у цьому регіоні на цей час. «Незважаючи на велику кількість сонячних плям за останні пару тижнів, сьогоднішній спалах є першим потужним спалахом за останній час! Коли і де відбудеться наступна подія Х-класу? — Опублікував у соцмережах астрофізик Раян Френч.

Вчені уважно стежать за Сонцем при наближенні до сонячного максимуму, оскільки підвищена сонячна активність може вплинути на життя на Землі.

Потужні спалахи здатні суттєво вплинути на роботу супутників та наземних технологій. Ось чому численні організації, такі як NASA, NOAA та Метеорологічне агентство ВПС США (AFWA), ретельно відстежують сонячну активність. Вони можуть розсилати попередження вразливим до сонячних спалахів секторам технологій та інфраструктури, щоб можна було вжити відповідних запобіжних заходів у разі потенційно небезпечної «космічної погоди».

«Ми не можемо ігнорувати космічну погоду, але ми можемо вжити відповідних заходів для нашого захисту», — зазначають у NASA.

Проте турбуватися не варто, так званих спалахів-вбивць не існує. Хоча сонячні спалахи і можуть завдати істотних збитків технологічному світу, вони не містять достатньо енергії для довгострокового пошкодження Землі. «Навіть у гіршому випадку сонячні спалахи фізично не здатні знищити Землю», — нагадує NASA.