Биология

Зачастую крупные открытия в области биологии происходят при изучении крошечных существ. И многое из того, что мы сегодня считаем догмой, появилось благодаря изучению конкретных микроорганизмов.

Эксперименты с бактерией Streptococcus pneumoniae не только привели к открытию ДНК как основной наследственной молекулы, но и позволили создать первые инструменты для генной инженерии. Изучение РНК опухолевых вирусов позволило обнаружить обратную транскриптазу — фермент, необходимый для изучения биологии РНК. Эти модельные микроорганизмы долгое время служили природными лабораториями, позволяя расшифровывать фундаментальные принципы жизни и предоставляя инструменты, необходимые для их изучения.

Перейдя от микроорганизмов к макромолекулам, биология вступила в эру белков. Последние достижения в области искусственного интеллекта, включая такие инструменты, как нобелевский лауреат AlphaFold, сделали возможным предсказание структуры белков, превратив кропотливый лабораторный процесс в вычислительную задачу, которую можно решить за считанные минуты.

Наша родная планета просто переполнена жизнью. За более чем 4 миллиарда лет непрерывной биологической активности на нашей планете жизнь укоренилась практически в каждой нише — от глубочайших океанских впадин до внутренностей вулканических кратеров, от почти кипящих кислотных геотермальных источников до самых высоких заснеженных горных вершин. Живые организмы есть буквально повсюду, они хорошо приспособлены к своим экологическим нишам и способны извлекать энергию и/или питательные вещества из окружающей среды, чтобы выживать, процветать и размножаться.

Несмотря на огромные различия между анаэробным одноклеточным организмом и человеком, их сходство поразительно. Все организмы опираются на одни и те же биохимические молекулы-предшественники, которые, в свою очередь, построены из одних и тех же атомов: прежде всего углерода, азота, кислорода, водорода и фосфора, а также ряда менее распространённых элементов, необходимых для жизненных процессов.

Учитывая, что всё во Вселенной возникло из одного и того же космического события — горячего Большого взрыва, — можно было подумать, что строительные блоки, необходимые для жизни, присутствовали в ней с самого начала. Может показаться, что жизнь просто обязана была возникнуть во время естественного хода вещей. Как сказал персонаж О. Ж. Грант из кинофильма «Трасса-60», «вероятность любого события — 100%, иначе оно бы не произошло».

Нашёл ну прям подарок — Усманское городское Покровское кладбище. Оно старое настолько, что в прямом смысле слова горожане ( включая таксистов), называют старым другое кладбище, которое находится не в центре города. На Покровском очень давно не хоронят людей, наверное с 1970 — 1975 годов. Начало свою работу в 1815 — 1820 годах. Эдакая капсула времени из 5000 могил. Не все могилы сохранились с датами и именами, но многие. Усмань в конце 19, начале 20 века имела население 8000–10000 человек.

В 1950 году итальянский физик Энрико Ферми обсуждал со своими коллегами возможность существования разумной инопланетной жизни. По его словам, если инопланетные цивилизации существуют, то у некоторых из них наверняка было достаточно времени, чтобы распространиться по космосу. Так где же они?

Было предложено множество ответов на «парадокс Ферми»: возможно, инопланетные цивилизации затухают или уничтожают себя прежде, чем у них получается стать межзвёздными странниками. Но, возможно, самый простой ответ заключается в том, что такие цивилизации вообще не появляются: разумная жизнь крайне маловероятна, и мы задаёмся этим вопросом только потому, что являемся крайне редким исключением.

Новое предложение междисциплинарной группы исследователей ставит под сомнение этот мрачный вывод. Они предложили не что иное, как новый закон природы, согласно которому сложность сущностей во Вселенной возрастает со временем с неумолимостью, сравнимой со вторым законом термодинамики — законом, который диктует неизбежный рост энтропии, меры беспорядка. Если они правы, то сложная и разумная жизнь должна быть широко распространена.

Несмотря на обилие способов заглянуть вглубь человека, не травмируя его, медицинская диагностика по-прежнему остается пространством догадок и интуиции. Байки о чудовищных диагностических промахах циркулируют с прежней силой. Да что там — снимают целые меддетективы об одержимых, но гениальных докторах, бросающихся на этическую амбразуру ради того, чтобы сложитьразгадать «диагностический пазл». 

Все дело в пресловутой физике — даже самый чувствительный оптический томограф не в состоянии изменить законы оптики. Наталкиваясь на неоднородные волокна и органеллы клеток, излучение рано или поздно рассеивается, затрудняя визуализацию. Но что, если попробовать радикально другой подход — изменить свойства самих живых тканей? Например, сделать их временно и обратимо прозрачными?

Рассказываем, как эту идею с нотками уэллсовской фантастики реализовал Валерий Тучин, патриарх мировой биофотоники и «Ученый года» по версии Национальной премии в области будущих технологий «Вызов». 

Взгляд зоопсихолога на взаимосвязь физиологии, психики и коммуникации.

От соседей до семьи: как с течением времени менялась наша связь с животными. 

      Автономное сосуществование предполагает совместное использование территории по принципу «близко живём — делим ресурсы». Этот тип характерен как для древнего хозяйства, так и для синантропных видов (голуби, вороны, бездомные кошки/собаки). Автономное сосуществование исключает эмоциональную связь между человеком и животным.

      Пользовательское взаимодействие строится на функциональном симбиозе: сельское хозяйство, охота или служебные работы создают взаимную выгоду при минимальной эмоциональной близости.

      Наиболее распространённый сегодня тип взаимоотношений - члена семьи. Пик эмоциональной привязанности, где 68% владельцев глобально приписывают питомцам человеческие черты (Journal of Veterinary Behavior, 2022), а в России этот показатель достигает 91% (Mars Petcare, 2024), что обостряет проблему антропоморфизма и гиперопеки.

Если включить поэтику — Земля была настолько другой, по сравнению с современной, что по сути это была иная планета. Общая информация сразу.

Температура между зарождением планеты, началом океанов и временем, когда фиксируются первые бактерии — от 250 до 90 градусов тепла, причём когда зарождались бактерии, океан был температурой под 90 градусов. А когда зарождалась первая сложная химия на пути к жизни и сама жизнь — под 100 градусов и больше.

В первые 100 000 000 лет после формирования Земли, Солнце было тусклее в целом на 30%, но сильнее излучало в ультрафиолете и рентгеновском диапазонах.

Самая первая атмосфера — после формирования Земли как геоида, состояла из водорода и гидритов — водяного пара, метана и аммиака. После столкновения с Теей летучие газы из атмосферы почти пропали.

Вторая атмосфера, при которой формировалась первая сложная химия и затем жизнь, состояла из углекислоты, в 2 раза меньше азота чем сегодня, кислорода почти не фиксируется. Атмосфера была не окислительной, как современная, а слабовосстановительная — это снижало нагрузку на химические соединения, которые вели самоподдерживающиеся реакции. Ещё в атмосфере было немного аммиака и метана, эти вещества окисляются кислородом в современный период..

Озонового слоя даже в зачатке не было, Землю насквозь просвечивали все возможные лучи, энергетические частицы, включая ультрафиолет.

Земля вращалась в 6 раз быстрее, сутки длились 4 часа.

Давление атмосферы достигало 10 — 100 атмосфер, на начальном этапе фиксируется «стабильность» в виде 27 атмосфер, но когда бывали сильные столкновения с метеоритами, извержения, давление достигало 100 атмосфер. В ранний период давление было настолько большим, что вода была в жидком состоянии даже при 250 градусах.

20 ноября 79 года больному человеку впервые в мире была перелита искусственная кровь. Это событие и сегодня остается важной вехой в медицине. С тех пор больные и медики могут меньше беспокоиться, проводя процедуру трансфузии (переливания). В частности, беспокоиться о совместимости крови. Ведь искусственная жидкость, как считается, подходит любому пациенту. К тому же ее гораздо проще сохранять. Снижает риск заражения вирусами.

Потребность в гемотрансфузиях с каждым годом растет, а заготовка донорской крови оказывается все более проблематичной. Годовая потребность в человеческой крови составляет 150 млн литров. Кровь необходима в самых различных случаях: женщинам с осложнениями во время беременности и родов, детям с тяжелой анемией, часто возникающей в результате эпидемий или голода, жертвам несчастных случаев, хирургическим и онкологическим больным. 

Несмотря на проводимую в течение последнего десятилетия ограничительную тактику применения гемотрансфузий, в России сохраняется большой дефицит эритроцитной взвеси. Становится все более очевидным, что решение проблемы лежит в концентрации научных и материальных усилий на создании искусственного заменителя крови биосовместимой среды с приемлемой кислородтранспортной функцией.

На сегодня вот точно выяснили — когда растения обезвожены, они начинают издавать звуки в ультразвуковом диапазоне. Люди это не слышат вообще, а вот многие виды мотыльков слышат. В лаборатории поселили мотыльков, затем из спец‑динамика стали издавать ультразвук, который повторяет звук от растений которым мало воды. Если растений не было вообще, мотыльки находились рядом с источником звука. При добавлении растений, которые хорошо политы, мотыльки сразу улетали от источника звука к этим растениям. Если мотыльков «оглушали», то они просто выбирали что угодно, и звук засухи и растения политые. Самцы мотыльков не влияли на выбор самок, значит самки ориентируются именно на звуки от растений.

Встаёт вопрос о глубине биоценоза и вообще взаимодействия в природе всех со всеми, даже банальная трава как выяснилось — умеет сказать что её плохо и насекомые вокруг реагируют на это.

Почему если нет растений вообще, то моль реагировала на источник «сухости»? Потому что это хоть какое растений, на безрыбье как известно и рак за щуку годится. как только дополняли растением получше, не засушенным — моль перебиралась на него. Когда дополняли арену и сухим растением и влажным, моль опять таки чаще выбирала влажное — на 50% и больше вероятность. Заодно дарвиновский отбор во всей красе — каждая моль разная, часть выживет хуже ( точнее её потомки ), отложив яйца на сухое растение.

Вы когда-нибудь задумывались, сколько тайн скрыто в миллиардах генетических последовательностей, данных о белках и эпигенетических механизмах? А теперь представьте, как алгоритмы преобразуют этот хаос в логичные и работающие модели.

Не так давно алгоритмы в биоинформатике собирались вручную. Сегодня, благодаря машинному обучению, они адаптируются, обучаясь на предоставленных данных, вычленяют низкоуровневые закономерности и формируют абстрактные представления.

• Китайские учёные создали первую пчелу-киборга с самым лёгким в мире мозговым контроллером

• Астрономы проследили происхождение новой межзвёздной кометы

• Авиарадары раскрывают местоположение Земли для инопланетян со всей округи

• Гигантские жидкие зеркала для телескопов могут произвести революцию в поисках пригодных для жизни миров

• Новый материал на основе желатина позволяет роботам чувствовать всё — от лёгкого укола до глубокого пореза

Старение — это сложный процесс, связанный практически со всеми заболеваниями.

Понимание молекулярных изменений, лежащих в основе старения, и определение терапевтических мишеней для лечения возрастных заболеваний имеют решающее значение для увеличения продолжительности здоровой жизни.

Хотя во многих исследованиях изучались линейные изменения, происходящие в процессе старения, распространённость возрастных заболеваний и риск смертности возрастают после определённого периода времени, что указывает на важность изучения нелинейных молекулярных изменений.

Да да, краниометрия не придумана нацистами, в подвалах гестапни. Краниометрия это часть краниологии. Ещё в 1700 - 1800 годах люди подметили факт - черепа животных и людей не абы какие, а явно укладываются в определённые наборы размеров, образно говоря от 100 до 120. Бывают патологии, когда колебания достигают от 93 до 128, но большая часть черепов животных уложится в определённый набор размеров. Для каждого вида он свой, но внутри вида - разбег размеров почти стабильный.

Собственно от большей части животных, через миллионы лет остаются именно части черепа и зачастую всю видовую принадлежность и внешность твари можно определить только по черепу или вообще по нескольким осколкам от всего скелета. Этим занимается антропология и палеонтология - измеряет все кости, измеряет все соотношения между всеми костями всех доступных организмов и получаются гомологические ряды - ряды похожих друг на друга животных. Если измерить одну мышку и её череп, это ничто, а если измерить сотни мышек, то внутри одного вида обязательно будут разные размеры черепов, причём в тех размерах, которые не зависят от возраста - кости уже выросли так и так, просто разные черепа.

Например тираннозавр. Металлические скульптуры черепов тираннозавров, наглядно демонстрирующие внутривидовое разнообразие этих животных.

Я никогда не был сторонником «убери этот продукт из рациона и ты…». В этой статье разобрано исследование, которое указывает на роль цистеина – заменимой аминокислоты. И снижение доли цистеина в рационе, именно при похудении, коррелирует с адекватной потерей веса. Почему, как и насколько значимо – в материале.

Хронический тонзиллит — одно из самых частых ЛОР-заболеваний. Данные статистики как обычно расходятся в зависимости от разных факторов, но можно сказать, что распространённость этого заболевания среди населения в возрасте от 20 до 50 лет составляет в среднем от 5 до 15%.

Сегодня я хочу разобрать клинический случай, особенно актуальный для пациентов, годами живущих с вялотекущим хроническим тонзиллитом и сомневающихся в радикальном решении.

В глубинах океана, где солнечный свет не проникает, или в ночных лесах, где тьма скрывает всё, природа иногда зажигает свои собственные фонари. Биолюминесценция — способность живых организмов излучать свет — кажется чудом, которое одновременно завораживает и озадачивает. От мерцающих светлячков до глубоководных рыб с их сияющими органами, этот феномен встречается в самых разных уголках биосферы. Но почему эволюция создала эту способность? Как она возникла? И что биолюминесценция говорит нам о природе жизни и её изобретательности? Давайте погрузимся в этот светящийся мир, где биология переплетается с философией, а сияние живых существ становится метафорой нашего стремления понять Вселенную.

Сон — это не только одно из самых любимых занятий каждого из нас, но и необычайно важное и сложное поведенческое состояние. Существуют люди, сон к которым не приходит. Одним из примеров служит Федор Нестерчук, который перестал спать еще в 1986 году. Сам пенсионер связывает свою бессонницу с Чернобыльской катастрофой. Хотя врачи считают, что все дело в заболевании, которым Нестерчук страдает много лет.

В медицине и нейробиологии изучению сна отведено особое место — существует специальная наука, которая исследует сон, связанные с ним расстройства и их лечение — она называется «сомнология». Несмотря на большое количество исследований в области сомнологии, многие аспекты этого явления всё еще остаются непонятыми и активно изучаются учеными.

Вот что говорит об этом главный научный сотрудник Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН Владимир Ковальзон.
— Вообще, сомнология — одна из наиболее бурно развивающихся сегодня наук. Открытия — каждый год, а примерно раз в 10 лет вся научная парадигма представлений о бодрствовании и сне меняется. Связано это в первую очередь с появлением новых методов изучения работы мозга. Пример: раньше мы могли очень грубо выключать большие участки мозга, а сегодня, благодаря новым технологиям, можно прицельно регулировать работу конкретных нейронов. Благодаря этому и стало понятно, что мозг работает совсем не так, как мы думали. Это не похоже ни на компьютер, ни на нейросеть, а напоминает скорее аналоговую машину: мозг весь состоит из блоков, которые взаимодействуют друг с другом, при том, что между ними нет никакой видимой связи.

Тема разума в космосе (вселенной) малоизученная и перспективная. Знания для размышлений по ней дают философия, психология, физика, биология, космология и компьютерные науки. В настоящей работе тема подсвечена с авторской “колокольни”. Исследуется сущность возможных видов разумных существ и их расселение в космосе. Статья может показаться в чём-то предвзятой или фантастичной. Приветствую конструктивную критику.