Рубрика: Наука

Всупереч тому, що ми могли припустити щодо міграції сучасних людей з Африки, принаймні деякі переміщення могли бути викликані не «зеленими коридорами», а позбавленням. Новий аналіз вулканічного скла, знайденого в Ефіопії, показує, що люди жили в умовах посухи на Африканському Розі 74 000 років тому, що змушувало їх адаптуватися та, можливо, подорожувати, щоб максимізувати доступні ресурси. Дотримання сезонних річок і водойм, де їжі було більше, могло створити те, що команда вчених називає «блакитними магістралями», що сприяло розповсюдженню з Африки у великий світ.

«Оскільки люди втратили їжу в певному сухому сезоні водопою та навколо нього, вони, ймовірно, були змушені переїхати до нових водопоїв», — каже антрополог Джон Каппельман з Техаського університету в Остіні, який керував дослідженням.

«Таким чином, сезонні річки функціонували як «насоси», які перекачували популяції вздовж каналів з однієї водопою в іншу, потенційно спричиняючи останнє розселення за межі Африки».

Відомо, що люди та їх предки багато разів мігрували з Африки в доісторичні часи, і, здається, зміна кліматичних умов є дуже вагомою причиною для цього. Але з’ясувати, коли і чому люди масово покинули Африку, може бути досить складно. Теорія «зеленого коридору» припускає, що, коли харчові ресурси збільшувалися та ставали щедрими, люди розширювалися разом з ними. Каппельман і його колеги намагалися дослідити альтернативну рушійну силу останньої та наймасштабнішої міграції, яка сталася десь менше 100 000 років тому.

Їхні дослідження були зосереджені на археологічній пам’ятці Шінфа-Метема 1 на території сучасної північно-західної Ефіопії, досліджуючи, як там жили люди. Там вони знайшли кам’яні знаряддя праці, кістки тварин, яких люди споживали, залишки вогнища для приготування їжі та мікроскопічні осколки вулканічного скла, відомого як криптотефра, що відповідає хімічному складу виверження вулкана Тоба.

«Одним із революційних наслідків цього дослідження є те, що за допомогою нових методів криптотефри, розроблених для нашого попереднього дослідження в Південній Африці, а тепер застосованих тут, в Ефіопії, ми можемо співвіднести місця по всій Африці і, можливо, у всьому світі, з роздільною здатністю в кілька тижнів».

Криптотефри менші за ширину людської волосини, але вони можуть розповісти багато про історію людства. Наприклад, криптотефра може допомогти виявити масштаби виверження. Попередні дослідження показали попіл від виверження в інших частинах Африки . Але вони також допомагають вченим визначити дату археологічних артефактів.

У випадку Shinfa-Metema 1 дослідники зібрали колекцію різних типів доказів. Кістки та зуби вказують на те, яку їжу їли мешканці цього місця, зі слідами полювання та бійні. Вони полювали та їли ссавців, таких як мавпи та антилопи; коли ці ресурси стали дефіцитними, вони більше покладалися на рибу.

Цікаво, що деякі кам’яні артефакти, знайдені на місці, відповідають наконечникам стріл. Дослідники кажуть, що це найдавніші докази стрільби з лука, знайдені на сьогодні. Дослідники також провели ізотопний аналіз кисню зубів ссавців і фрагментів шкаралупи страусиних яєць, знайдених на цьому місці. Отримані ними співвідношення відповідали періоду високої посушливості.

Хоча жителі Шінфа-Метема 1, ймовірно, не були серед тих, хто мігрував, вони продемонстрували високий рівень адаптивності у важкі часи, що свідчить про те, що люди, так би мовити, були готові плисти за течією. Що, коли настали важкі часи, вони знайшли нові способи життя, навіть якщо ці способи означали пошук зеленіших пасовищ.

«Це дослідження підтверджує результати Pinnacle Point у Південній Африці», — каже Мареан. «Виверження вулкана Тоба могло змінити навколишнє середовище в Африці, але люди адаптувалися і вижили».

Група британських дослідників проаналізувала археологічні знахідки людських мізків, що збереглися, і склала архів більш ніж з чотирьох тисяч зразків. Автори також запропонували механізм, який дозволяє нервовій тканині зберігатись протягом тривалого часу.

М’які тканини на кшталт м’язів чи внутрішніх органів зберігаються у геологічному літописі набагато гірше, ніж кістки. Зазвичай процес розкладання зупиняє антропогенна консервація — муміфікація, бальзамування, заморожування. У природному середовищі це відбувається дуже рідко: такими «капсулами часу» можна назвати, наприклад, болота, де виявляли тіла мамонтів і людей, які жили понад чотири тисячі років тому. А в Альпах знаходили заморожену мумію тірольської крижаної людини з бронзового віку.

Вважається, що людський мозок після смерті починає розкладатися серед перших внутрішніх органів. Тому знахідки зразків мозку людей, що збереглися, називають унікальними або дуже рідкісними. Але група фахівців з Оксфордського університету (Велика Британія) спростовує цю думку. Вчені зібрали архів більш ніж із чотирьох тисяч останків людського мозку — багато віком щонайменше 12 тисяч років. Стаття з описом зразків опублікована в журналі Proceedings of the Royal Society B.

Автори шукали в літературі свідчення про нервові тканини людини, що збереглися, аналізували загальні риси останків і середовище відкладень. Потім вони прив’язували знахідки до конкретних точок на карті, вивчали умови палеоклімату та різні типи безпеки.

Всього 4405 зразків людського головного мозку виявили у всіх частинах світу (найбільше в Європі), за винятком Антарктиди. Дослідники виділили п’ять типів консервації: зневоднення, заморожування, омилення та дублення (у кислому середовищі). П’ятий тип, як зазначили автори статті, не кодифіковано у науковій літературі — вони назвали його «невідомим».

Майже третина останків належить до цього різновиду консервації — такі муміфіковані останки знаходили на затонулих кораблях, у гробницях, дерев’яних і свинцевих трунах і навіть у відрубаних головах. Цікаво, що майже всі зразки головного мозку, що збереглися невідомим чином, — єдині м’які тканини, які залишилися від давніх людей. Це співвідноситься із загальною частотою народження консервованих м’яких тканин. М’язи і кишечник, датовані періодом від мезоліту (приблизно 9000 років до нашої ери) до XX століття, знаходили 43 рази, тоді як головний мозок набагато частіше, 3862 рази.

Найбільшу частку всіх проаналізованих останків нервової тканини становлять зневоднені — 1667 зразків. Проте механізм консервації залишається невідомим. Міцна черепна коробка може захистити вміст від повного розкладання, але останки головного мозку знаходили і в роздроблених черепах мисливців-збирачів.

Автори статті припустили, що сполуки білків та ліпідів з такими металами, як мідь або залізо, присутніми в мозку, за певних умов можуть створювати міцні молекулярні зв’язки. Подібні комплексні сполуки утворюють мінерали та стабілізують нервову тканину на тривалий час.

«Питання про те, чи ці обставини є екологічними, чи пов’язані з унікальною біохімією мозку, знаходиться в центрі уваги нашої нинішньої та майбутньої роботи. Ми знаходимо дивовижну кількість і типи стародавніх біомолекул, що збереглися в цих археологічних мізках, і цікаво вивчити все, що вони можуть розповісти про життя та смерть наших предків», — зауважила автор дослідження Олександра Л. Мортон-Хейвор.

Завдяки своїм довгим щупальцям та загадковій поведінці, великопері кальмари стали одними з найзагадковіших істот океанських глибин. Зустрічі з живими екземплярами в природі є дуже рідкісними, проте останнім часом їхня кількість збільшилася завдяки прогресу в технології дослідження глибоководних областей.

Ці кальмари належать до роду Magnapinna, що у перекладі з латинської означає “великий плавник”. Існує всього три описаних види цього роду – M. atlantica, M. pacifica та M. talismani – але, ймовірно, в океані їх існує набагато більше, ще невідкритих.

Їхні великі серцеподібні плавники, розташовані на голові, допомагають їм переміщатися по океану. Окрім цього, їх вирізняють довгі, веретеноподібні щупальця, які можуть висіти з тіла на кілька метрів. Найбільший відомий великоперий кальмар мав загальну довжину 6,4 метра, а щупальця досягали 6,1 метра. Великопері кальмари мешкають у всіх океанах світу, від Атлантичного до Тихого, але лише на великих глибинах. Вони були зафіксовані на глибині до 6212 метрів, що робить їх найглибшими з усіх відомих видів кальмарів.

Перші згадки про великоперих кальмарів сягають століть назад. Один з перших випадків документування цих істот стався у 1883 році, коли один з них був викинутий на берег Азорських островів. Однак офіційно рід Magnapinnidae був описаний лише у 1998 році, коли вчені виявили два мертвих молодих екземпляри.

Вважається, що перше відео великоперого кальмара було знято у 2000 році в Мексиканській затоці. З того часу вчені зробили приблизно 20 спостережень за живими великоперими кальмарами, але багато аспектів їхнього життя залишаються загадкою.

Цікавим фактом є те, що вчені ніколи не спостерігали, як великопері кальмари харчуються, тому їхні методи полювання та дієта залишаються невідомими. Їхні тонкі та, на перший погляд, нефункціональні щупальця викликають питання про те, як вони здатні ловити здобич. Незважаючи на численні відеозаписи дорослих особин, фізичні зразки були отримані лише від молодих кальмарів. Це обмежує наше розуміння їхнього життєвого циклу та розвитку.

Також залишається загадкою ступінь їхньої поширеності. Чи дійсно великопері кальмари рідкісні, чи їхня відносна відсутність у спостереженнях є просто відображенням нашого обмеженого дослідження світових океанів? Дослідники підсумовують, що великопері кальмари залишаються одними з найбільш захопливих таємниць глибоководного світу, що чекають на своє розкриття завдяки подальшим науковим дослідженням. Джерело

Дослідники з Індійського наукового інституту (IISc) розробили гнучкі плівки, які демонструють яскраві кольори виключно завдяки своїй фізичній структурі, не потребуючи жодного пігменту. При розтягуванні плівки змінюють колір у відповідь на механічну деформацію.

Щоб спроектувати ці плівки, команда розробила нову, економічно ефективну та масштабовану одноетапну техніку, яка включає випаровування металевого галію для формування частинок нанорозміру на гнучкій підкладці. Їхній метод дозволяє одночасно виготовляти кілька структурних кольорів, що реагують на механічні подразники. Команда також показала, як ці плівки можна використовувати для різноманітних застосувань, від розумних пов’язок і датчиків руху до світловідбиваючих дисплеїв.

«Це перший випадок, коли такий рідкий метал, як галій, використовувався для фотоніки», — каже Тападжоті Дас Гупта, доцент кафедри приладобудування та прикладної фізики (IAP) і автор дослідження, опублікованого в Nature Nanotechnology.

Деякі природні об’єкти, такі як дорогоцінні камені, мушлі молюсків або пір’я павича, за своєю суттю різнокольорові. Їх кольори з’являються в результаті взаємодії світла з періодично розташованими мікро- або наноструктурами, такими як крихітні кремнеземні сфери в опалі, пластинки на основі карбонату кальцію в раковинах молюсків і сегментовані стрічки на циліндричних структурах у пір’ї павича.

Натхненні природою структурно забарвлені матеріали знайшли широке застосування в дисплеях, переносній електроніці, візуальних датчиках і бірках для захисту від підробок. В останні роки вчені намагаються створити матеріали, здатні змінювати колір у відповідь на зовнішній механічний подразник.

Команда IISc почала експериментувати з галієм, який не був досліджений для таких застосувань, оскільки його високий поверхневий натяг перешкоджає утворенню наночастинок. Галій є рідким металом при кімнатній температурі, і було показано, що його наночастинки сильно взаємодіють з електромагнітним випромінюванням.

Процес, розроблений командою, досягає подвигу подолання бар’єру поверхневого натягу для створення наночастинок галію за допомогою розумного використання властивостей субстрату під назвою полідиметилсилоксан (PDMS), біосумісного полімеру.

Коли підкладку розтягнули, дослідники помітили щось незвичайне. Матеріал почав показувати різні кольори залежно від штаму. Дослідники припустили, що масив осаджених наночастинок галію взаємодіє зі світлом певним чином, створюючи кольори. Щоб зрозуміти роль підкладки в генерації кольору, команда розробила математичну модель.

PDMS — це полімер, виготовлений шляхом змішування двох рідких компонентів — олігомеру та зшиваючого агента, — які реагують один з одним, утворюючи твердий полімер. Дослідники виявили, що непрореагована частина олігомеру, яка все ще перебуває в рідкому стані, зіграла вирішальну роль у стабілізації утворення наночастинок галію на підкладці.

Коли цей субстрат потім розтягується, рідиноподібні олігомери просочуються в проміжки між наночастинками, змінюючи розмір проміжку та їх взаємодію зі світлом, що призводить до спостережуваної зміни кольору. Експерименти, проведені в лабораторії, підтвердили прогнози моделі. Налаштувавши співвідношення вмісту олігомеру до крослінкера, дослідники отримали гаму кольорів.

«Ми показуємо, що підкладка PDMS не тільки зберігає структуру, але й відіграє активну роль у визначенні структури наночастинок галію та кінцевого забарвлення», — говорить Рену Раман Саху, доктор філософії. студент IAP і провідний автор. Навіть після 80 000 циклів розтягування матеріал зміг продемонструвати повторювану зміну кольору, що свідчить про його надійність.

Звичайні методи, такі як літографія, які використовуються для виготовлення таких матеріалів, включають багато етапів і є дорогими для збільшення масштабу. Щоб уникнути цього, команда розробила одноетапну техніку фізичного осадження з парової фази для випаровування рідкого металевого галію та нанесення його на підкладку PDMS. Це дозволило їм виготовляти гнучкі плівки структурного кольору розміром приблизно в половину розміру долоні.

Існують різні варіанти застосування таких плівок. Команда продемонструвала один такий додаток: датчик руху тіла. Смужка плівки, прикріплена до пальця, змінювала колір при згинанні пальця, допомагаючи відчути рух у реальному часі.

Міжнародна група вчених виявила скам’янілості динозаврів-качкодзьобів розміром з поні з Марокко. Їх аналіз показує дивовижний зв’язок між динозаврами Європи та Африки. Як качкодзьобі динозаври, група, яка еволюціонувала в Північній Америці, опинилися в Марокко? Наприкінці крейдяного періоду, 66 мільйонів років тому, високий рівень моря та розпад суперконтиненту Пангея залишили Африку ізольованим острівним континентом. З усіх боків його оточувала вода.

Кілька років тому останки члена сімейства качкодзьобових динозаврів – групи, яка еволюціонувала в Північній Америці – були знайдені в Африці, що підняло питання про те, як вони туди потрапили.

Нові висновки з наукових звітів

Тепер нове дослідження, опубліковане в Scientific Reports, показує, що качкодзьобам не тільки вдалося перетнути море Тетіс, але вони стали дуже різноманітними, коли вони колонізували Африку, принаймні три види населяли Північну Африку наприкінці крейдяного періоду. Скам’янілості з Марокко виявили новий вид динозаврів качкодзьоба Minqaria bata, який мав довжину близько 3-4 метрів і важив близько 250 кг, розміром приблизно з поні. Незважаючи на те, що тварина була крихітною за стандартами качкодзьоба, кістки черепа були щільно зрощені, що свідчило про те, що вона була зрілою.

Анатомія нового качкодзьоба дуже нагадує анатомію європейських видів, що свідчить про те, що качкодзьоби плавали або плавали через кілька сотень кілометрів відкритої води, щоб колонізувати Північну Африку. Крім того, більші кістки припускають третій і більший вид, приблизно 5-6 метрів завдовжки.

Дослідження проводили доктор Ніколас Лонгріч з Департаменту наук про життя та Центру еволюції Мілнера в Університеті Бата, Хаб’є Переда-Субербіола з Університету Країни Басків, Наталі Барде з Національного музею природної історії, та Нур-Еддін Джаліл з Національного музею природної історії та Музею природної історії Марракеша, Університет Каді Айяд.

Розуміння Minqaria bata та його екосистеми

Новий динозавр отримав назву Minqaria bata (з арабської означає «дзьоб» і «качка» відповідно). Minqaria дуже схожий на єдиного раніше відомого африканського качкодзьоба Ajnabia odysseus , але форма щелеп і зубів відрізняється, що свідчить про те, що це був інший вид і, ймовірно, займав іншу екологічну нішу.

І Minqaria , і Ajnabia були частиною підродини Lambeosaurinae, групи качкодзьобів, відомих своїми витонченими гребенями на голові. Ці герби були не просто для показу; вони містили довгі носові ходи, які могли резонувати, як гудок.

«Це, мабуть, були гучні тварини, які голосили», — сказав доктор Лонгріч, який керував дослідженням. «Сучасні птахи вимовляють голос, щоб знайти пару або оголосити території. Але вони особливо галасливі в зграях – зграя фламінго або гніздова колонія пеліканів надзвичайно галасливі, постійно спілкуючись.

«Тож цілком ймовірно, що ці качкодзьоби, як і птахи, були соціальними тваринами».

Мозок також великий за стандартами динозаврів, особливість, пов’язана з соціальними тваринами, такими як ворони та примати. Доктор Лонгріч сказав: «66 мільйонів років тому узбережжям Марокко блукали, ймовірно, дуже гучні та галасливі стада — або, якщо хочете, — зграї цих маленьких качкодзьобів».

Minqaria був маленькою твариною, але кістки, що оточували мозок, щільно з’єднані разом і частково зрощені, показуючи, що це була цілком доросла особина. Інший марокканський вид, Ajnabia, був приблизно такого ж розміру. Великі кістки, які також вивчала команда, включаючи кістку руки та стегно, свідчать про третій, більший вид.

«Качкодзьобам вдалося не тільки досягти Африки наприкінці крейдяного періоду, — сказав Лонгріч, — але як тільки вони це зробили, вони швидко еволюціонували, щоб скористатися перевагами відкритих ніш і стали різноманітними».

Значення відкриття

Наприкінці крейдяного періоду рівень моря був високим, затоплюючи велику частину континентів, а суша Землі була роздроблена внаслідок розпаду Пангеї та дрейфу континентів. Через це Африка самотньо плавала в океані, острівний континент, як сучасна Австралія. Але качкодзьобові динозаври, які еволюціонували довго після того, як наземні зв’язки були розірвані, якимось чином змогли потрапити в Африку.

«Надзвичайно малоймовірно, щоб динозаври могли перетнути воду, щоб дістатися до Африки, — сказав Лонгріч, — але неймовірне не означає неможливе. І за достатньо часу неймовірне стає ймовірним. Купуйте лотерейний квиток щодня, і якщо ви чекатимете досить довго, ви виграєте.

«Ці перетини океану можуть відбуватися раз на мільйон років, але крейдяний період тривав майже 100 мільйонів років. За цей час станеться багато дивних речей, включаючи перетин динозаврів морями».

Він зауважив, що сучасних тварин іноді бачили під час незвичайних океанських подорожей. Ігуани, винесені ураганом у Карибському морі, викинуло на інший острів за сотні кілометрів. Черепаха з острова Альдабра була викинута в море та дрейфувала на берег Танзанії, за 700 кілометрів. У льодовиковий період на острів Крит запливали олені, слони, бегемоти.

«Ці качкодзьоби, мабуть, найдивовижніша знахідка в моїй кар’єрі», — сказав Лонгріч. «Якби ви запитали мене, яких динозаврів ми знайдемо в Африці, то качкодзьоб — це останнє, що я б уявив, не кажучи вже про три види.

«У літописі скам’янілостей ще багато невідомого, але якби цього не було, нам не потрібно було б продовжувати збирати скам’янілості».

Доктор Нур-Еддін Джаліл з Музею природної історії в Парижі та Університету Каді Айяда сказав: «Фосфати Марокко пропонують нові зображення минулого біорізноманіття в ключовий період історії життя, останні моменти епохи динозаврів. шляхом диверсифікації ссавців, проголошуючи нову еру.

«Мінкарія та його родичі — це гравці, які кілька років тому ми б ніколи не припустили бути на африканському континенті в той час. Незважаючи на своє морське походження, ці фосфати Марокко також містять останки хребетних, які жили на суші. Вони являють собою одне з небагатьох вікон у наземні екосистеми Африки. Останки динозаврів свідчать про велике розмаїття, представлені всі три основні групи динозаврів: м’ясоїдні абелізаври, травоїдні зауроподи та орнітіски».

Наша імунна система здатна розпізнавати різницю між хімічним складом нашого власного тіла та хімічним складом патогенного мікроорганізму. Коли він не працює, наше тіло може стати господарем інтенсивної громадянської війни. Вчені прагнуть зрозуміти це більш детально, і нещодавно ідентифікований «перемикач», який дезактивує датчик чужорідної ДНК, може дати важливу інформацію.

Ключовою частиною цього відкриття, зробленого командою зі Швейцарського федерального технологічного інституту в Лозанні, є фермент під назвою циклічна GMP-AMP синтаза (cGAS). Цей білок відповідає за ідентифікацію проникаючих вірусів. Він зв’язується з будь-якою чужорідною ДНК, що плаває не на своєму місці в липкій цитоплазмі клітини, і запускає реакцію, яка сповіщає організм про загарбника. Ми вже знаємо, що cGAS потрібно жорстко регулювати, щоб тримати його під контролем, особливо коли він потрапляє в ядро ​​клітини. Нове дослідження визначає біологічний перемикач, який позначає фермент для видалення в місцях, де не потрібна імунна відповідь.

«Поряд із раніше визначеними взаємодіями з нуклеосомами, наші результати забезпечують повну структурну модель ядерної регуляції cGAS», — пишуть дослідники у своїй опублікованій статті.

Вчені встановили, що коли клітини діляться, щоб рости, ядерна оболонка розчиняється, надаючи cGAS легкий доступ до ДНК, що міститься всередині. Там він зв’язується з одиницями упаковки ДНК, які називаються нуклеосомами, і покривається білком під назвою BAF, чекаючи, коли він може знадобитися. У цьому дослідженні за допомогою детального аналізу клітин, вирощених у лабораторії, команда ідентифікувала білковий комплекс під назвою CRL5–SPSB3 (останнє скорочення, ми обіцяємо). Він додає хімічну речовину під назвою убіквітин до cGAS, щоб позначити його як одноразовий.

Це ключовий перемикач, який вимикає cGAS, коли він не потрібен – коли немає загрози з боку чужорідної ДНК. По суті, він зупиняє атаку ферменту на здорові клітини, обережно виводячи його з картини, коли ці клітини ростуть. Частина сигналізації, яка контролює відповідь імунної системи, називається шляхом інтерферону або IFN, і дослідження показує, як cGAS і CRL5–SPSB3, які відповідають за перемикання перемикача в ту чи іншу сторону, залучені до IFN.

«Ці результати демонструють, що ядерні рівні cGAS впливають на клітинний тон IFN і виявляють роль CRL5–SPSB3 у внутрішньому імунітеті клітин», — пишуть дослідники.

Аутоімунні розлади, такі як діабет 1 типу та запальні захворювання кишечника, виникають, коли контроль імунної системи не працює належним чином. Нове дослідження висвітлює один із цих елементів керування як вартий подальшого вивчення. Тепер, коли ми знаємо більше про те, як працює cGAS, ми, можливо, зможемо розробити ефективні способи забезпечення його належної роботи.

«Наше дослідження визначає деградацію білка як детермінант регуляції cGAS в ядрі та дає структурне уявлення про елемент cGAS, який піддається терапевтичному використанню», — пишуть дослідники.