Український телекомунікаційний портал

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.