Интересни научни открития

[Hatshepsut]

Шимпанзетата се учат от другите в своята група, подобно на хората


Шимпанзе чупи ядки с камъни

Дайте на шимпанзе от Босу, Гвинея, голям камък, малък камък и орех и той или тя ще знае какво да прави: слага орехчето върху големия камък, счупва го с малкия камък и след това похапва. Дайте на шимпанзе от Серингбара, Гвинея, точно същите инструменти и те ще чакат дълго време за обяд. Без традиция за чупене на ядки в своята група, те няма да имат идея какво да правят, установи проучване на учени от Университета в Цюрих.

Разликата между двете групи, които живеят само на 6 км една от друга, може да разкрие ключ към нашата собствена еволюция.

Човешката култура и общество се основават на идеята за учене на нови неща и обучение на новите поколения как да правят тези неща. Но този подход, наречен кумулативна култура, може да не е уникален за хората. Според новото проучване шимпанзетата правят същото.

Шимпанзетата не знаят автоматично какво да правят, когато се натъкнат на ядки и камъни. Тази проста информация може да не изглежда много сама по себе си, но всъщност казва много за това как се развиват и предават знания.

Някои групи шимпанзета в Гвинея са разбрали, че могат да използват инструменти за счупване на ядки, но други не са.



A capuchin monkey uses a tool to crack open a nut

Изследователите искат да видят дали други шимпанзета могат поотделно да разберат как работи чупеето на ядки или дали това знание се предава на групата, която го е разбрала. Ако това наистина е така, това би означавало, че предаваната информация е вградена в културата на шимпанзетата, подобно на това, как е вградена в човешката култура.

За да стигне до дъното на това, екип, ръководен от професора от Университета в Цюрих (UZH) в катедрата по антропология Кателийн Купс (Kathelijne Koops), провеждя нови полеви експерименти в Серингбара в планините Нимба в Гвинея, при които излага друга група шимпанзета само на 6 км от групата, използваща инструменти, на всичко необходимо за чупене на ядки и дори палмови ядки.

Резултатите от полевите експерименти те показват, че шимпанзетата не изобретяват просто чупенето на ядки с инструменти, а научават това сложно културно поведение от другите.

Планините Нимба, Гвинея

Четири експеримента с диви шимпанзета

Приматологът проф. Кателийн Купс изследва дали дивите шимпанзета всъщност могат независимо да измислят сложно поведение като чупене на ядки. Шимпанзетата са подложени на серия от четири експеримента. Първо, на шимпанзетата са показани маслени палмови ядки и камъни. След това изследователите добавят палмов плод към експеримента. В третия експеримент ядките са разчупени и поставени върху камъните. И накрая, на шимпанзетата е показан друг, лесен за разчупване вид ядки (Coula) заедно с камъни.

Шимпанзетата изследват ядките и камъните, но не чупят никакви ядки, дори след повече от година излагане на експеримента. Общо 35 групи шимпанзета (или подгрупи) посещават експериментите. Шимпанзетата са по-склонни да изследват експериментите, когато ги посещават на по-големи групи. Наблюдавано е само едно женско шимпанзе да яде от палмовия плод, но в никога шимпанзетата не са чупили или са яли ядки от маслена палма или ядки Coula.

Но независимо от всичко, което са направили изследователите, те не успяват да накарат шимпанзетата да отворят ядките, без да им бъде показано как да го направят.

„Нито едно от шимпанзетата в Серингбара не е счупило ядки, нито се е опитало да го направи. Следователно стимулирането (ядки и камъни) или емулацията в крайно състояние (счупени отворени ядки) не предизвикват (ре-)иновация при тези диви шимпанзета“, пишат изследователите в изследването. „Накратко, чупенето на ядки не е било независимо (ре-)иновирано от дивите западни шимпанзета в полевите експерименти".

Това силно подсказва, че чупенето на ядки е поведение, на което шимпанзетата учат сред своята група, подобно на хората. Това е форма на социално обучение, която позволява на човешката култура да развива прогресивно по-сложни инструменти и технологии. Това ново откритие би ни принудило да преосмислим колко уникална е човешката култура.



Monkeys Use Stones to Crack Open Nuts | On Assignment

Споделен еволюционен произход на кумулативната култура

„Нашите открития показват, че шимпанзетата придобиват културно поведение повече като хората и не просто сами изобретяват сложен инструмент, за чупене на ядки например“, разказва Купс.

Присъствието на модел, от който да се учат, изглежда е липсващото звено.

„Нашите открития за дивите шимпанзета, нашите най-близки живи роднини, помагат да се хвърли светлина върху това, което прави (и не прави!),  човешката култура уникална. По-конкретно, те предполагат по-голяма приемственост между шимпанзетата и човешката културна еволюция, отколкото обикновено се предполага, и че човешкият капацитет за кумулативна култура може да има общ еволюционен произход с шимпанзетата.

Шимпанзе в планините Нимба, Гвинея

Предишни експерименти предполагат, че приматите в плен могат да започнат да използват инструменти, без да бъдат обучавани, но някои изследователи подозират, че това може да се дължи на факта, че са наблюдавали хора да използват инструменти и са научили това поведение от тях. Този нов експеримент изглежда показва, че тази идея е вярна.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Shimpanzetata-se-uchat-ot-drugite-v-svoiata-grupa-podobno-na-horata_179957.html

[Hatshepsut]

На 22 февруари 1857 г. е роден физикът Хайнрих Херц

На 22 февруари 1857 година е роден физикът Хайнрих Херц, който доказва, че светлинните лъчи са електромагнитни вълни, а самите те се движат със скоростта на светлината и че могат да бъдат отразявани и пречупвани.

Хайнрих Херц завършва университета в Берлин, където учители му са Херман фон Хелмхолц и Густав Кирхоф. В периода 1885-1889 е професор по физика в университета в Карлсруе, от 1889 - професор по физика в университета в Бон.

Хайнрих Херц е учен с разнообразни таланти (от математика до езици), но най-важната му заслуга, заради която е почитан до днес е експерименталното доказателство за съществуването на електромагнитните вълни и експерименталната проверка на теорията на Максуел.

Изследва отражението, интерференцията, дифракцията и поляризацията на електромагнитните вълни, доказва, че скоростта на разпространението им съвпада със скоростта на светлината и че светлината не е нищо друго освен вид електромагнитни вълни.

Хайнрих Херц е откривателят на фотоелектричния ефект.

На негото име е наречена единицата за измерване на честотата.

Единицата за честота Херц Hz е характеристика на периодични процеси, например, колебания в Международната система единици (SI). Херцът е производна единица, която се изразява така:

1 Hz = 1 sec-1 = 1/(1 sec)

1 Hz означава едно изпълнение на някакъв процес за една секунда, с други думи - едно колебание в секунда, 10 Hz са десет изпълнения на този процес или десет колебания в секунда.

Точките мигат с честота f = 0,5Hz, 1,0 Hz и 2,0 Hz, където x Hz означава x мигания в секунда. Т е интервалът и Т = y сек означава, че y броят секунда, след която се случва още едно мигане. Честотата и интервалът са обратно пропорционални величини: f=1/T ; T=1/f.

Примери:

- Диапазонът от честотите на звуковите вибрации, които може да чуе човек са в интервала от 20 Hz до 20 kHz.
- Сърцето на човек в покой бие с честота от около 1 Hz (Трябва да се отбележи, че Herz на немски означава "сърце" и по случайност съвпада с името на великия физик.
- Честотата на нотата "ла" от първа октава е 440 Hz и е стандартната честота на камертон.
- Честотата на колебанията на електромагнитното поле, възприемани от човек като видимо излъчване (светлина), са в диапазона от 3,9 × 1014 до 7,9 × 1014 Hz.

https://nauka.offnews.bg/news/a_1/a_38378.html

[Hatshepsut]

Най-голямата открита някога бактерия е дълга 2 см и изненадва със сложността си


Едноклетъчните нишки на новооткритата бактерия се виждат осветени до монета. Thiomargarita magnifica има нишковидна единична клетка с дължина до 2 сантиметра и съхранява генетичния си материал в мембранна торбичка

По дефиниция се предполага, че микробите са толкова малки, че могат да се видят само с микроскоп. Но новоописана бактерия, живееща в карибските мангрови гори, опровергава това (вижте видеото по-долу).

Нейната нишковидна единична клетка се вижда с невъоръжено око, нараства до 2 сантиметра - колкото фъстък - и 5000 пъти по-голяма от много други микроби. Нещо повече, този гигант има огромен геном, който не е свободно плаващ вътре в клетката, както при други бактерии, а вместо това е затворен в мембрана, иновация, характерна за много по-сложни клетки, като тези в човешкото тяло.

Едноклетъчният организъм наподобява тънка струна, според доклад, описващ откритието, публикуван наскоро в базата за препринти bioRxiv.

Екипът използва различни методи за микроскопия и оцветяване, за да провери, че тези нишки са само една клетка. Това „бе нещо, в което не вярвахме… в началото“, спомня си съавторът Жан-Мари Воланд (Jean-Marie Volland), сега морски биолог в Националната лаборатория на Лорънс Бъркли.

„Когато става дума за бактерии, никога не казвам никога, но тази със сигурност надхвърли това, което смятахме, че е горната граница [на размер] с 10 пъти“, разказва Верена Карвальо (Verena Carvalho), микробиолог от Университета на Масачузетс, Амхерст.

Учените отдавна разделят живота на две групи: прокариоти, които включват бактерии и едноклетъчни микроби, наречени археи, и еукариоти, които включват всичко от дрожди до повечето форми на многоклетъчен живот, включително хората. Прокариотите имат свободно плаваща ДНК, докато еукариотите събират цялата си ДНК в мембранна торбичка, наречена ядро. Еукариотите също разделят различни клетъчни функции във везикули, наречени органели, и могат да преместват молекули от едно отделение в друго – нещо, което прокариотите не могат.

Но новооткритият микроб размива границата между прокариоти и еукариоти, тъй като носи своята ДНК в мембранна торбичка

Жан-Мари Воланд нарича тази торбичка органела и това е „голяма нова стъпка“, която предполага, че двата клона на живота не са толкова различни, както се смяташе преди.

„Може би е време да преосмислим нашата дефиниция за еукариоти и прокариоти!“, заявява се Петра Левин (Petra Levin), микробиолог от Вашингтонския университет в Сейнт Луис. "Това е много хубава история."

Друга, пълна с вода торбичка може да е причината бактерията да нарасне толкова голяма. Тя е пълна с вода, която заема повече от 70% от общия обем на клетката.

Микробиолозите са смятали, че бактериите трябва да са малки, отчасти защото се хранят, дишат и се освобождават от токсините чрез дифузия на молекули през вътрешността на тяхната клетка и има ограничения за това колко голямо разстояние могат да изминат тези молекули.

Тази пълна с вода торбичка смачква цялото съдържание на клетката до най-външния й ръб, което може да помогне на поддържащите живота молекули да дифундират по-лесно в клетката, докато токсините лесно се изхвърлят навън, съобщава Science.

През 1999 г. изследователите откриват гигантска, хранеща се със сяра, бактерия от рода Thiomargarita, приблизително с размерите на маково зърно край бреговете на Намибия.

Тя носи същия вид напълнена с вода торбичка и въз основа на това сходство, плюс генетичен анализ, изследователите стигат до заключението, че новооткритата бактерия може да принадлежи към същия род. Те предлагат огромният микроб да бъде наречен Thiomargarita magnifica.

Тя може да бъде голямаа, защото клетъчното ѝ съдържание е притиснато към външната ѝ клетъчна стена от гигантска торбичка, пълна с вода и нитрати.

D:Наблюдение на клетка на Thiomargarita magnifica след флуоресцентно маркиране на мембраните, показващо непрекъснатостта на клетката. E:  апикалното свиване на клетка, като цитоплазмата е ограничена до периферията. F: По-голямо увеличение на областта, отбелязана с E, със серни гранули и пепини на различни етапи на развитие. G: По-голямо увеличение на зоната, отбелязана в E, показваща два пина (върхове на стрелки). S: серни гранули; V: вакуола

Основните молекули в бактериите все още могат да дифундират навътре и навън, защото „клетката живее само [по ръба]“, обяснява Карвальо. Оттогава учените са открили други големи бактерии, които ядат сяра, но дългите им нишки се състоят от множество клетки.

Огромната бактерия "може да бъде липсващо звено в еволюцията на сложни клетки", отбелязва пред Science Казухиро Такемото (Kazuhiro Takemoto), биолог от Технологичния институт Кюшу.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Naj-goliamata-otkrita-niakoga-bakteriia-e-dalga-2-sm-i-iznenadva-sas-s_181442.html

[Hatshepsut]

Герардус Меркатор

На тази дата се ражда картографът, заради когото Европа изглежда по-голяма от Южна Америка

На 5 март 1512 г. се ражда фламандският картограф Герардус Меркатор. Всъщност, за да бъдем точни, на този ден в роден Герт Кремер - той ще стане Меркатор по-късно, когато преведе фамилното си име на благородния латински.

Човечеството дължи на Меркатор картографската проекция, носеща неговото име, на която паралелите и меридианите се изобразяват като прави линии, разположени така, че да произвеждат във всяка точка точно съотношение на географска ширина и дължина. Така траекторията на движението като се поддържа едно и също положение на стрелката на компаса се представя от права линия върху картата в проекцията на Меркатор. Затова и досега проекцията на Меркатор се използват за морски карти.

Той въвежда името "Америка" и най-важното - първия "Атлас". Издаден в края на 16 век, колекцията от географски карти е украсена с образа на титана Атлас. Оттогава наричаме така всяка книга с карти.

Ние погрешно смятаме, че Европа е по-голяма от Южна Америка, а Тихи океан с размерите на Атлантическия океан. Защо?

Причината е равноъгълната цилиндрична проекция на Меркатор. Тази проекция запазва ъглите между направленията меридианите и паралелите. Меридианите тук са успоредни линии, на еднакво разстояние, а паралелите са линии, разделени от разстояние, равно на разстоянието между меридианите близо до екватора като това разстояние се увеличава значително към полюсите.

Деформации в проекцията на Меркатор


На схемата се вижда и причината за деформацията на площите при проекцията на Меркатор

Самите полюси не могат да бъдат представени в проекцията на Меркатор, така че картата обикновено се ограничава до около 80-85 ° северна и южна ширина. Мащабът на тази карта не е постоянен, той увеличава от екватора до полюсите обратнопропорционално на косинуса на географската ширина, но мащабите вертикално и хоризонтално винаги са равни, което е следствие от равноъгълната проекция. Тази картографска проекция води до това, че районите около полюсите са силно изтеглени вертикално.

Видеото показва много от заблудите за съотношенията на площите, в които ни е вкарала проекцията на Меркатор. Някои страни ще се окажат неочаквано големи или по-малки от това, което сме представяли, че са.


How the World Map Looks Wildly Different Than You Think

И все пак, да не забравяме, че проекцията на Меркатор всъщност е създадена за карти за навигация, заради което са жертвани и правилната форма, и размера.

Проекцията на Меркатор се наложи, защото е много удобна за нуждите на навигацията, особено в миналото.

Причината е, че траекторията на движението на кораба като се поддържа едно и също положение на стрелката на компаса се представя от права линия върху картата в проекцията на Меркатор.

https://nauka.offnews.bg/news/a_1/a_149343.html

[Hatshepsut]

Как оцеляха хлебарките след астероида, унищожил динозаврите

Когато астероидът Чиксулуб е ударил Земята преди 66 милиона години, хлебарките вече са били тук. Сблъсъкът е причинил мощно земетресение и учените смятат, че то е предизвикало и вулканични изригвания на хиляди километри от мястото на удара. Три четвърти от растенията и животните на Земята са загинали, включително всички динозаври, с изключение на някои видове, предци на днешните птици.

Как биха могли да оцелеят тези дребни насекоми, след като са загинали толкова много масивни животни? Оказва се, че те са били добре оборудвани да преживеят глобалната катастрофа.

Ако някога сте виждали хлебарка, вероятно сте забелязали, че телата им са много плоски. Това не е случайно. По-плоските насекоми могат да преминават през по-тесни места. Това им позволява да се скрият практически навсякъде - и може да им е помогнало да оцелеят при удара на Чиксулуб.

Когато се случва сблъсъкът, температурите на земната повърхност се повишават неимоверно. Много животни е нямало как да ги избегнат, но хлебарките са можели да се приютят в малки пукнатини в почвата, което им е осигурило добра защита от топлината.

Ударът на астероида е предизвикал каскада от ефекти. Вдигнал е толкова много прах, че небето е потъмняло. Заради скриването на слънцето температурите са се понижили и е настанала зима по целия свят. Тази оскъдна слънчева светлина е затруднявала растежа на оцелелите растения и много други организми, разчитащи на тези растения, са гладували.

Но не и хлебарките. За разлика от някои насекоми, които предпочитат да ядат едно конкретно растение, хлебарките са всеядни чистачи. Това означава, че те ядат повечето храни от животински или растителен произход, както и картон, някои видове плат и дори изпражнения. Непридирчивият апетит е позволил на хлебарките да преживеят трудните времена по време на масовото измиране след Чиксулуб и други природни бедствия.

Друга полезна способност на тези насекоми е, че хлебарките снасят яйцата си в малки предпазни кутии. Тези китии за яйца изглеждат като изсушени зърна и се наричат оотека, което означава „кутия за яйца“ (гръцки ᾠόν „яйце“ + θήκη „хранилище“). Подобно на калъфите за телефони, оотеките са твърди и предпазват съдържанието си от физически увреждания и други заплахи, като наводнения и суша. Някои хлебарки може да са изчакали част от катастрофата на Чиксулуб в комфорта на своите оотеки.

Женска хлебарка с оотека

Съвременните хлебарки са потомци на малкото оцелели и могат да живеят почти навсякъде по сушата, от жегата на тропиците до някои от най-студените части на земното кълбо. Учените смятат, че има над 4000 вида хлебарки.

Част от тези видове обичат да живеят с хората и бързо се превръщат в вредители. След като хлебарките се установят в една сграда, е трудно да се премахнат от всяка малка пукнатина тези насекоми и техните яйца. Когато на нехигиенични места има голям брой хлебарки, те могат да разпространят болести. Най-голямата заплаха, която представляват за човешкото здраве, е от произвежданите от тях алергени, които могат да предизвикат астматични пристъпи и алергични реакции при някои хора.

Вредните хлебарки са трудни за контрол, защото могат да устоят на много химически инсектициди и защото имат същите способности, които са помогнали на техните предци да надживеят много от динозаврите. И все пак хлебарките са много повече от вредител, с който водим борба. Изследователите изучават хлебарките, за да разберат как се движат и как са проектирани телата им, за да вземат идеи за изграждане на по-добри роботи.

"Като учен аз виждам всички насекоми като красиви шесткраки вдъхновения. Хлебарките вече са преодолели шансовете, които са били твърде големи за динозаврите. Ако друг метеорит удари Земята, бих се притеснявал повече за хората, отколкото за хлебарките", коментира авторът на статията, публикувана в The Conversation, Брайън Ловет (Brian Lovett), постдокторант по микология от Университета на Западна Вирджиния.

https://nauka.offnews.bg/news/Vaprosi_2/Kak-otceliaha-hlebarkite-sled-asteroida-unishtozhil-dinozavrite_182877.html

[Hatshepsut]

Британски стартъп представи съвременен щит за невидимост

Само един месец бе достатъчен на британската стартираща компания Invisibility Shield Co., за да събере немалките 420 хиляди щ. долара чрез сайта за потребителско финансиране Kickstarter. Тази сума ще бъде използвана за производството на интересното изобретение на стартъпа, което Invisibility Shield нарича щит за невидимост. Интересно е, че младата компания е поискала финансиране в размер на $6513, но проектът Invisibility Shield  толкова много е въодушевил Kickstarter общността и другите потребители, че към днешен ден е събрана цели 65 пъти по-голяма сума.



Невидимият щит е съставен от сложна матрица с интегрирани оптични лещи, които отправят отразената от щита светлина настрани от наблюдателя. По този начин щитът разсейва отразената светлина встрани от себе си. В крайна сметка се получава интересен ефект, който много добре се илюстрира от следното видео:


A Real Working INVISIBILITY SHIELD

Да напомним, че през 2019 година компанията Hyperstealth представи подобна технология за създаването на стелт самолети и танкове. Но новият Invisibility Shield е предназначен за масовия потребител.

Първата партида от иновативния щит за невидимост трябва да излезе в края на тази година. Според представената в Kickstarter информация устройството ще струва около $400. До края на кампанията за финансиране на щита остават още 26 дни и навярно крайната сума значително ще нарасне, а цената на щита за невидимост може леко да падне.

https://www.kaldata.com/

[Hatshepsut]

Учени откриват древна гора на дъното на гигантски понор в Китай с дървета високи 40 метра


Пещерняци изследователи се натъкват на понора в окръг Лъей. Дължината му е 306 метра, ширината 150 метра и дълбочината 192 метра

Китайски учени са открили неизвестни досега животински и растителни видове на дъното на дупка в района Гуанси, окръг Лъйе в Южен Китай, съобщи наскоро Тhe Guardian.

Докато изследват 30-те пещери в региона, спелеолози откриват най-големият в околността понор - карстово образувание, представляващо дупка с почти вертикални стени - с дължина над 300 метра, ширина 150 метра и дълбочина 192 метра.

Въздушна снимка на новооткрития понор в Лъйе, Гуанси

Екипът на пещерната експедиция Гуанси 702 Хонгинг открива обекта с помощта на сателитни изображения. Понорът е на входа на подземната река Фугуи в окръг Лъйе. На 2 май Джан Юенхай (Zhang Yuanhai), старши инженер в Института по карстова геология на Китайската геоложка служба, отива на мястото за потвърждение.

На 6 май 8-членен екип на научната експедиция, състоящ се от изследователи от Института по карстова геология на Китайската геоложка служба и екипа на пещерната експедиция Гуанси 702 отпътува към местоположението на понора.

Екипът на научната експедиция се спуска по скалата в продължение на 100 метра и след няколко часа спускане най-накрая стига до най-ниската точка в дъното на понора. Там се промъква бавно по дъното, минавайки през гъста подземна гора, преплетена с лиани.

„Древните дървета, които растат концентрирано към върха на понора, са високи близо 40 метра, а гъстите сенчести растения почти покриват раменете ни“, разказва Чън Лисин (Chen Lixin), ръководител на екипа за пещерна експедиция Гуанси 702.

Древните дървета, които растат в понора, са високи близо 40 метра

„Не бих се изненадал да разбера, че има видове, открити в тези пещери, които никога досега не са били докладвани или описани от науката“, коментира пред Тhe Guardian Лисин.

„В стените на понора са издълбани три големи отвора, за които се предполага, че са останки от пещери в ранния етап на еволюцията на карстовото образувание. В дъното на понора има добре запазена девствена горска система, която крие голяма брой срутени камъни. Независимо дали това е доказателство за еволюцията на понова, тя също е уникална екосистема след образуването му, която има висока научна и научно-популярна стойност", заявява Джан Юенхай (Zhang Yuanhai), старши инженер в Института по карстова геология на Китайската геоложка служба.

Spoiler

Какво е понор?

От геоложка гледна точка понорът е голяма карстова пропаст с изключителни пространствени и морфологични характеристики, като огромни обеми, стръмни скални стени и дълбоки гладко оформени вертикални или бъчвообразни контури. Понорът обикновено се развива в разтворими скални слоеве с огромна дебелина и дълбока водна маса, водещи под земята или към повърхността, със средна ширина и дълбочина над 100 метра, а дъното обикновено е свързано с подземни реки.

Как се е образувал понорът?

Формирането на понора трябва да отговаря на различни условия едновременно.

Най-важни са скалните характеристики. Първо, дебелината на слоя варовик трябва да е достатъчна, за да осигури достатъчно пространство за образуването на понор. Второ, дебелината на вадозната зона (скален слой, съдържащ газ) трябва да бъде достатъчно голяма. Трето, скалният слой трябва да бъде успореден на земната повърхност.

Вторият фактор са хидроложките условия. Първо, нивото на водата на подземната река трябва да е дълбоко. Второ, валежите трябва да са достатъчно големи, а потокът и мощността на подземната река трябва да са достатъчно големи, за да отмият падналите камъни. Освен това трябва релефът да е подходящ за срутване на скалните пластове.

Според вида на генезиса си понорите могат да се разделят на два вида - чрез срутване или чрез ерозия. Образуването на срутения понор е разделено на три етапа: подземна река, срутена зала и разкриване на отвори по тавана. Ерозионният тип понор се формира от непрекъснатата ерозия и разширяване на повърхностния воден поток и задълбочаването на пробива в слоя карбонатни скали.

Етимология на думата понор

Името на карстовата формация понор идва от хърватски и словенски. Произлиза от праславянската дума "нора", означаваща яма, дупка, пропаст.

Няколко места в Югоизточна Европа (Хърватия, Чехия, Унгария, Румъния, Черна гора, Словения) носят името Понор поради свързаните с тях карстови отвори. В България това е Понор планина край Лакатник.

[затвори]

Новооткритият понор в Китай

Окръг Лъйе принадлежи към типичен карстов район в южната част на Китай. Това е местоположението на най-голямата в света група понори, районът е известен като „Световен музей на понорите". Досега броят на поноргите в окръг Лъйе се е увеличил до 30.

Прогнозата на Лисин за нови видове вероятно ще се сбъдне, защото изолираните среди по целия свят отдавна създават интересни, уникални растения и животни, които се адаптират към техния биом. Островите Галапагос са може би най-известният пример, там има няколко местни вида, които не се срещат никъде другаде.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Ucheni-otkrivat-drevna-gora-na-danoto-na-gigantski-ponor-v-Kitaj-s-dar_184628.html

[Hatshepsut]

На 500 метра дълбоко в леда на Антарктида кипи живот


Новозеландски учени, собдиращи през антарктическия лед, откриват подводна екосистема на 500 метра дълбочина

Под огромен антарктически шелфов ледник, в подобна на катедрала пещера, висока стотици метри, се намират рояци от малки същества, подобни на скариди, в новооткрита подводна екосистема. Тя е открита от екип учени от Нова Зеландия на 500 метра под леда в предполагаемо устие на река, на стотици километри от ръба на ледения шелф Рос.

Екипът, съставен от изследователи от Университета на Виктория в Уелингтън, NIWA и GNS, откриват подводната екосистема, сондирайки мрежа от скрити сладководни езера и реки, за които учените знаят от известно време. Това, че е толкова трудна за достъп, означава, че за първи път тази конкретна среда  директно се проучва, а надникването в скритите дълбини се оказва истинско откривателско приключение.

„Правихме експерименти в други части на ледения шелф, но този път ни бяха поднесени големи изненади“, разказва в прессъобщение океанографът от Националния институт за водни и атмосферни изследвания (NIWA) на Нова Зеландия професор Крейг Стивънс (Craig Stevens).

„За известно време смятахме, че нещо не е наред с камерата, но когато фокусът се подобри, забелязахме рояк членестоноги с размери около 5 милиметра.“

Кадрите показват рояци животни, подобни на скариди, докато се появяват в полезрението (макар и доста замъглено). Те са мамарци (амфиподи), разред висши ракообразни без твърда външна обвивка - животни, близки до раци и акари от тип членестоноги. Както Стивънс обяснява за IFLScience, че заснетите „малко вероятно е да са нови за науката“, но има някои интригуващи въпроси, на които трябва да се отговори за тяхното съществуване.

Подобни на скариди същества в новооткрита подводна екосистема под ледения шелф Рос

„Интересно е откъде идва храната им и защо присъствието им е било толкова променливо през 10-те дни, които ги наблюдавахме“, пита професор Стивънс.

Що се отнася до менюто за тези временни популации, екипът прави ДНК анализ на околната среда, на водата от обекта, за да търси улики за това какви хранителни вещества биха могли да бъдат използвани.

„Скачахме от радост, защото това, че всички тези животни плуват около нашето оборудване означава, че там очевидно има важна екосистема“, продължава Стивънс. „Взехме някои водни проби за лабораторията, за да разгледаме ДНК и други свойства на водата, за да видим какво я прави уникална, тъй като наблюдавахме нещо, което не се вижда в други системи наблизо.“

Въпреки че откриването на тази подводна екосистема е изненада, това не е уникалн - има много среди, подобни на нея, за които вече знаем, дори и да е трудно да стигнем до тях. Сега изглежда, че изненадващите посетители на скритата екосистема са разпалили апетита на екипа за изследване дълбоко под антарктическия лед.

„Да наблюдаваш и изследваш тази река бе като да си първият, който стъпва в таен свят. На повърхността на ледения шелф има малка долина, която се извива надолу към брега“, разказва д-р Хю Хорган (Huw Horgan), доцент по геофизична глациология в Антарктическия изследователски център в Те Херенга Вака и ръководител на проекта, който е и първият човек, който забеляза устието, в което е открита скритата екосистема.

„Под това има пещера, подобна на катедрала, висока стотици метри, кипяща от живот. Всичко това е скрито под огромния леден шелф. Това беше невероятно вълнуваща експедиция заради рядката възможност, която предлагаше за изучаване на този тип среда. Оставили сме там инструменти, които трябва да предоставят наблюдения за години напред."


What's Under The Ice In Antarctica?

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Na-500-metra-dalboko-v-leda-na-Antarktida-kipi-zhivot-video_185375.html

[Hatshepsut]

Растенията нарушават правилата на биохимията, като вземат „тайни решения“


Откритието е направено по време на работа върху класически растителен моделен организъм, един цъфтящ крайпътен плевел, Arabidopsis thaliana, от семейство кръстоцветни (Brassicaceae)

Изследователи наскоро откриват неизвестен досега процес, обясняващ „тайните решения“, които растенията вземат, колко въглерод изпускат обратно в атмосферата.

„Открихме, че растенията контролират дишането си по начин, който не сме очаквали, те контролират колко от въглерода от фотосинтезата запазват, за да изградят биомаса, като използват метаболитен канал“, разказва пред ScienceAlert биохимикът и ботаник от Университета на Западна Австралия Харви Милар (Harvey Millar).

„Това се случва точно преди да решат да изгорят съединение, наречено пируват, за да произведат и освободят CO2 обратно в атмосферата."

Ако спомните биологията от гимназията, по време на фотосинтезата растенията произвеждат захар или захароза. Растението обикновено произвежда излишък от захароза - някои я запазват, други я разграждат. Това се нарича цикъл на лимонената киселина (или трикарбоксилната киселина, или цикъл на Кребс) и е също толкова важно за живота.

Като част от този цикъл захарозата, която има дванадесет въглеродни атома, се разгражда до глюкоза с шест въглеродни атома. След това глюкозата се разлага на пируват, който има три въглеродни атома. Използването на пируват за енергия произвежда въглерод като отпадъчен продукт, така че в този момент растението взема „решението“.

„Пируватът е последната точка в решението", отбелязва Милар пред ScienceAlert.

„Може да бъде изгорен и да се освободи CO2 или може да се използва за изграждане на фосфолипиди, складирани растителни масла, аминокиселини и други неща, от които се нуждае растението, за да създаде биомаса.“

Цикъл на лимонената киселина

Схемата с по-висока резолюция: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Citric_acid_cycle_with_aconitate_2_ru.svg

Откритието е направено по време на работа върху класически растителен моделен организъм, представляващ цъфтящ крайпътен плевел, Arabidopsis thaliana, от семейство кръстоцветни (Brassicaceae). Изследователите, водени от молекулярния учен от Университета на Западна Австралия, Сюйен Лъ (Xuyen Le), маркират пирувата с 13C (въглероден изотоп), за да проследят къде се транспортира по време на цикъла на лимонената киселина и откриват, че пируватът от различни източници се използва по различен начин.

Това означава, че растението може наистина да проследи източника на пирувата и да действа съответно, като избере или да го освободи, или да го задържи за други цели.

„Открихме, че транспортер на митохондриите насочва пирувата към дишането, за да освободи CO2, но пируватът, получен по други начини, се задържа от растителните клетки за изграждане на биомаса – ако транспортерът е блокиран, растенията след това използват пируват от други пътища за дишане“, обяснява Сюйен Лъ.

„Внесеният пируват бе предпочитаният източник за производство на цитрат."

Тази способност за вземане на решения, предполага екипът, нарушава нормалните правила на биохимията, където обикновено процесите не контролират къде отива продуктът.

„Метаболитното канализиране нарушава тези правила, като разкрива реакции, които не се държат по този начин, а са определени решения в метаболитните процеси, които са защитени от други реакции“, пояснява Милар.

„Това не е първият метаболитен канал, който някога е бил открит, но те са относително редки и това е първото доказателство, че някой управлява този процес в дишането."

Въпреки че растенията са чудесни складове на CO2 – само в горите се съхраняват около 400 гигатона въглерод – не всяка молекула CO2, която се поема от растенията, се запазва. Около половината от въглеродния диоксид, който растенията поемат, се освобождава обратно в атмосферата.

Възможността да накараме растенията да съхраняват малко повече въглероден диоксид в този процес може да бъде интересен начин да помогнем на нашите проблеми с изменението на климата.

„Докато обмисляме изграждането и отглеждането на растения за бъдещето – не трябва да мислим само за това как те могат да бъдат добра храна и полезни за нашето здраве, но и дали могат да бъдат добри складове на въглерод за здравето на атмосферата, от която зависим всички", коментира Милар пред ScienceAlert.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Rasteniiata-narushavat-pravilata-na-biohimiiata-kato-vzemat-tajni_185624.html

[Hatshepsut]

Гигантски бактерии, 5000 пъти по-големи от нормалното, са открити в мангрови гори


Илюстрация от художник на Ca. Thiomargarita magnifica с монета

Гигантска бактерия, открита в мангрово блато в Карибите, е най-голямата, откривана някога, и сега учените смятат, че са разбрали как е нараснала до такъв огромен размер.

Този вид бактерии, Thiomargarita magnifica, е 5000 пъти по-голяма от повечето бактерии и 50 пъти по-голям от всички други известни гигантски бактерии. Името Magnifica е препратка към латинската дума за „голям“ и френската дума „magnifique“.

„За да придобиете представа, това е като човек, висок колкото Еверест“, обяснява морският биолог Жан-Мари Воланд (Jean-Marie Volland), водещ автор на изследването.

Дългата сантиметър T. magnifica е открита до един от зелените острови на Гваделупа през 2009 г. Необичайният размер е много забележим, защото бактериите обикновено не се виждат без помощта на микроскоп.

Изглежда като "тънки нишки, подобни на фиде, деликатно плаващи над остатъците от листата, видими с просто око", според обяснението на американската Национална Лаборатория Лорънс Бъркли.

Единична нишка от Ca. Thiomargarita magnifica. Това изображение е свързано с научен документ от юни 2022 г. за гигантска едноклетъчна бактерия, открита в мангровите гори на Гваделупа

В изданието на списание Science от 24 юни 2022 г.Воланд и колегите му, включително изследователи от лабораторията Бъркли и от Université des Antilles в Гваделупа, описват морфологичните и геномните характеристики на тази гигантска нишковидна бактерия, заедно с нейния жизнен цикъл.

В повечето бактерии тяхната ДНК плава свободно в цитоплазмата на техните клетки. Този новооткрит вид бактерии поддържа своята ДНК по-организирана.

„Голямата изненада на проекта бе да разберем, че тези копия на генома, които се разпространяват в цялата клетка, всъщност се съдържат в структура, която има мембрана“, обяснява Воланд. "И това е много неочаквано за една бактерия."

Мангрови гори в Гваделупа

Странни срещи в мангровите гори

Самата бактерия е открита през 2009 г. от Оливие Гро (Olivier Gros), професор по морска биология в Université des Antilles в Гваделупа. Изследванията на Гро се фокусират върху системите на морски мангрови гори и той търси симбионти, окисляващи сяра, в богатите на сяра мангрови седименти недалеч от лабораторията му, когато за първи път се среща с бактерията.

„Когато ги видях, си помислих: „Странно““, разказва Гро. „В началото си помислих, че е просто нещо любопитно, някои бели нишки, които трябва да бъдат прикрепени към нещо в утайката като лист.“

Лабораторията провежда някои микроскопски изследвания през следващите няколко години и разбира, че това е едноклетъчен организъм, окисляващ сярата.


Giant Bacteria Discovered in the Mangroves

Повече от десетилетие по-късно няколко изследователи проучват странните малки прокариоти.

Необичайният организъм е бил разглеждан с помощта на флуоресценция, рентгенови лъчи, електронна микроскопия и секвениране на генома, така че учените да могат да потвърдят, че всъщност е гигантска едноклетъчна бактерия.

Отчитайки своите открития в Science, екипът разкрива няколко любопитни механизма, които могат да обяснят как бактерията разширява границите на това, което е теоретично възможно по отношение на размера.

За разлика от по-големите, многоклетъчни организми – еукариоти като нас, които имат затворени в мембрана органели в клетките си като ядрото – бактериите принадлежат към група организми, наречени прокариоти, за които традиционно се смята, че са просто „торби с ензими“ без вътрешни мембрани за отделяне генетичен материал.

T. magnifica макар и прокариот, има вътрешни мембрани за съхранение на ДНК и рибозоми.

Изследователите решават да нарекат тези малки бактериални органели „pepins“ (препратка към "рepitas" малки семена без обвивка в плодове като диня или киви).

Схема на разреза на Ca. Thiomargarita magnifica

„Тъй като отделя генетичния си материал в мембранно свързани органели, T. magnifica оспорва нашата концепция за бактериална клетка“, пишат авторите на изследването.

Тъй като T. magnifica има повече вътрешни мембрани, тя може да разпредели протеиновите машини, които правят енергийната банка на клетките, АТФ (аденозин трифосфат).

Други бактерии нямат вътрешни мембрани, така че единственото място за разполагане на АТФ-генериращи машини (АТФ синтаза) е в клетъчната обвивка, която капсулира целия организъм.

Тъй като е трудно да се транспортира тази енергия много далеч, това ограничава размера на повечето бактериални клетки.

Друго ограничение при повечето бактерии е, че те трябва да могат да удвоят обема си, за да могат да се разделят наполовина, за да се възпроизвеждат.

За разлика от други бактерии, T. magnifica просто отделя малка част от себе си, за да създаде дъщерна клетка, преодолявайки това ограничение.

T. magnifica има много по-голям геном от другите бактерии – 11 788 гена в сравнение с 3 935 гена за средния прокариот.

Генетичен анализ разкри набор от гени за окисление на сяра и фиксиране на въглерод, което предполага, че T. magnifica разчита на хемоавтотрофия (той събира енергия чрез окисляване на химични вещества).

Схема, показваща T. magnifica в мащаб

Авторите стигат до извода, че макар „предубежденията, свързани с размера на вируса, пречеха на откриването на гигантските вируси повече от век“, могат да съществуват и други гигантски бактерии, „които се крият, макар да са под носа ни“, заключават авторите. 

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Gigantski-bakterii-5000-pati-po-golemi-ot-normalnoto-sa-otkriti-v-ma_186036.html

[Hatshepsut]

Шимпанзета от дъждовните гори се научиха да копаят кладенци за по-чиста вода


Шимпанзета от дъждовните гори от общността на източноафриканските шимпанзета Waibira в Уганда

Шимпанзетата от дъждовните гори, наблюдавайки една по-схватлива женска, са се научили да копаят кладенци за по-чиста вода и това поведението се разпространява, установява изследване на учени от университетите в Кент и в Сейнт Андрюс.

Изкопаването на малки кладенци за достъп или филтриране на питейна вода е сравнително рядко поведение в животинското царство - само няколко вида са документирани да го правят и повечето от тях живеят в много сухи или пустинни райони. Сега за първи път това поведение е наблюдавано при шимпанзета от тропическите гори и се смята, че е въведено в общността от мигрирало женско шимпанзе.

Източноафриканският подвид шимпанзета (Pan troglodytes schweinfurthii) обитава тропическите дъждовни гори на екваториална Африка - от Конго до Танзания. Катрин Хобайтър (Catherine Hobaiter) и нейните колеги от Университета Сейнт Андрюс в Шотландия изучават общностите на тези животни, които живеят в резервата за диви животни Вайбира (Waibira) в Уганда.

Още през 2015 г. сред тях се появява "емигрант" - млада самка, пристигнала извън този район. След като женската се присъединява към жителите на Вайбира, учените й дават името Ониофи. Още тогава тя демонстрира умението си да копае земята в търсене на вода и то много умело и уверено. Това според биолозите показва, че Ониофи произхожда от общност, където това умение е овладяно отдавна.


Well-Digging in Forest-Living East African Chimpanzees

Действията й привличат голям интерес от младите шимпанзета от Вайбира, както и от отделни възрастни животни, които внимателно наблюдават копаенето и впоследствие пият от кладенците. След известно време местните примати също усвояват умението й за копаене на кладенци.

Любопитно е, че копаене е наблюдавано при млади шимпанзета и някои възрастни женски. Самците не са се научили (или поне не са участвали) да правят кладенци, въпреки че използват водата, просмукала се в готовите кладенци.

„Едно от най-интересните неща бе да видим реакциите на другите шимпанзета на копаенето на Ониофи – дори големите доминиращи самци учтиво я изчакваха да свърши да копае и да пие, и чак след това отиваха да си вземат вода назаем, което е доста необичайно около такъв ценен ресурс", коментира Хобайтър.

Копаенето обикновено се свързва с недостиг на вода и досега само три групи шимпанзета са известни на специалистите, които копаят земята, за да получат вода – всички те, като слоновете и брадавичните свине, живеят в сухите савани. Не е изненадващо, че приматите, живеещи във влажните гори на Уганда, все още не са използвали това умение. Въпреки това изглежда, че от това умение има някаква полза и в джунглата.

„Първо, те живеят в тропически гори, така че повечето хора приемат, че набавянето на вода не трябва да е предизвикателство – но изглежда, че ежегодно няколко месеца сух сезон са достатъчни, за да им причинят проблеми! Интересното е също, че всички кладенци се появяват до открита вода, така че целта им вероятно е да филтрират, а не просто да си набавят вода – шимпанзетата може да получат по-чиста или с различен вкус вода от кладенец, което е очарователно", коментира Хела Петер (Hella Péter) от Университета на Кент, водещ автор на новото проучване.

С нарастващата промяна в климата, поведенческите адаптации към промените в валежите могат да позволят на групи като тази във Вайбира да продължат да процъфтяват, дори когато местното им местообитание започне да се променя.

„Любопитни сме да видим какво ще се случи, след като някои от младите самци, които могат да копаят, пораснат – може би те ще бъдат приемливи учители за големите самци и те ще спрат да разчитат на други да им копаят кладенци“, добавя Хобайтър.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Shimpanzeta-ot-dazhdovnite-gori-se-nauchiha-da-kopaiat-kladentci-za-po_186268.html

[Hatshepsut]

Невероятно откритие на нов вид вируси хвърля светлина върху произхода на сложния живот


Две от новосеквенираните видове археи са събрани от океански седименти в хидротермални извори в Калифорнийския залив. Цветни съобщества от бактерии като тези, близо до мястото, където са събрани пробите от изследването, са послужили като надеждни маркери на хидротермални седименти, за да кажат на учените къде да копаят

Има една добре подкрепена хипотеза, че всички сложни форми на живот като растения и животни, включително хората - които имат клетки с ядро и се наричат еукариоти - са възникнали, когато археи и бактерии се сливат, за да образуват хибриден организъм. Последните изследвания показват, че първите еукариоти са преки потомци на тези т. нар. асгардски археи.

Сега за първи път са открити вируси, заразяващи тази група археи, от която може би се е породил целия сложен живот. Откритието, за което съобщават изследователи от Тексаския университет в Остин (UT Austin) в Nature Microbiology хвърля светлина върху това, което се е случило преди милиарди години.

Съвременната биология разделя всички живи същества на три групи (империи, домейни) според това как са организирани клетките им.

Първата включва бактерии, едноклетъчни микроскопични организми, просто устроени без ядро.

Вторият домейн са еукариотите, сложни клетки с ядро и други органели, които включват различни микроскопични протисти (като амебата) и всички многоклетъчни организми, включително растения и животни.

Третата група е идентифицирана много по-късно от другите - това са археите, силно наподобяващи бактерии по размер и клетъчна структура. Те също са много малки, винаги едноклетъчни и лишени от ядро. Но археите на генетично и биохимично ниво съчетават свойства както на бактериите, така и на еукариотите.

Именно археите са станали прародители на всички еукариоти, включително и на хората. Всъщност тук главната роля играят една група археи, наречени асгардски археи.

Възможна история за произход на еукариотите

В скандинавската митология хората и нашият свят са създадени от пантеон от богове, които обитават небесното царство Асгард. И учените вземат това име, за да нарекат група микроби, описана за първи път в списание Nature през 2017 г., която включва организма, който може би е породил целия сложен живот - от най-малките еукариоти до най-високите секвои, динозаврите и нас.

Членовете на този клан, които са кръстени на скандинавски богове като Один, Тор, Локи и Хеймдал, се срещат по целия свят. Много от тях са редки и никога не са били попадали под микроскоп. Но благодарение на изследването на тяхната ДНК, се разбра, че съществуват и че са изключително важни за нас, защото може да са групата, от която сме еволюирали.

Ето картината, която очертават учените: В зората на еволюцията, преди повече от 2,7 милиарда години, започва една от най-важните и трайни симбиози. Тогава голяма асгардска архея (или близък неин роднина), поглъща бактерия и бактерията оцелява, превръщайки се в нейни митохондрии (по-късно също растителни хлоропласти). Тъй като новото съжителство е от полза както за гостоприемника, така и за госта, двата преди това свободно живеещи организма пораждат едно, хибридно потомство - нова форма на живот. Така се появяват първите еукариоти или клетки с ядро,  чиито потомци се превръщат в растения, гъби, риби и дори хора. Оказва се, че всички животни и растения са „обитавани“ от древни микроби, които са се превърнали в неразделна част от тях.

Всички еукариотни клетки - видът, който изгражда целия многоклетъчен живот - дължат своето съществуване на двете същества, претърпели това съдбовно сливане.

Последното невероятното откритие, направено от Иън Рамбо (Ian Rambo), бивш докторант в UT Austin и други членове на лабораторията на Брет Бейкър (Brett Baker),  предлага нови свидетелства за произхода на сложния живот и предлага интересни насоки за изследване на хипотезата, че вирусите са били от съществено значение за еволюцията на хората и други сложни форми на живот.

Сравнение на всички известни вирусни геноми. Вирусите с подобни геноми са групирани заедно, включително тези, които заразяват бактерии (вляво), еукариоти (вдясно и в долния център). Вирусите, които заразяват асгардски археи Asgard archaea, са уникални, различни от тези, които са били описани преди

„Това проучване е стъпка към разрешаването на загадката на произхода на еукариотите и разбирането на ролята на вирусите в екологията и еволюцията на асгардските археи“, отбелязва Рамбо. "Има хипотеза, че вирусите може да са допринесли за появата на сложен клетъчен живот."

Рамбо се позовава на горещо обсъждана хипотеза, наречена вирусна еукариогенеза. Тя предполага, че освен бактериите и археите, вирусите също може да са допринесли с някакъв генетичен компонент за развитието на еукариотите. Въпреки че това последно откритие не приключва този дебат, то предлага някои интересни улики.

Новооткритите вируси, които заразяват живите в момента асгардски археи, имат някои характеристики, подобни на вирусите, които заразяват еукариотите, включително способността да копират собствената си ДНК и да превземат системите за модифициране на протеини на техните гостоприемници.

Фактът, че тези асгардски вируси показват характеристики както на вирусите, които заразяващи еукариотите, така и прокариоти, които имат клетки без ядро, ги прави уникални, защото са тразлични от тези, които заразяват другите археи или сложните форми на живот.

„Най-вълнуващото нещо е, че те са напълно нови видове вируси, които са различни от тези, които сме виждали преди при археи и еукариоти, заразяващи нашите микробни роднини“, отбелязва Бейкър, доцент по морски науки и интегративна биология и съавтор на проучването.

Подводен термален извор, край който може да се срещат прародителите на всички сложни организми - асгардските археи

Потомците на асгардските археи са все още живи и обитават дълбоководни утайки и термални извори по целия свят, но досега само един щам е отгледан успешно в лабораторни условия. За да ги идентифицират, учените събират техния генетичен материал от околната среда и след това сглобяват геномите им.

В това последно проучване изследователите сканират геномите на асгардските археи за повтарящи се ДНК участъци, известни като CRISPR масиви, които съдържат малки парченца вирусна ДНК и които могат да бъдат точно съпоставени с вирусите, които преди това са заразили тези микроби. Тези генетични следи им позволяват да идентифицират скритите вирусни нашественици, които заразяват организмите с ключова роли в сложната история на произхода на еукариотите.

„Сега започваме да разбираме значението и ролята, която вирусите биха могли да имат в загадката на еукариогенезата“, коментира Валери Де Анда (Valerie De Anda), научен сътрудник в UT Остин и съавтор на изследването.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Neveroiatno-otkritie-na-nov-vid-virusi-hvarlia-svetlina-varhu-proizhod_186189.html

[Hatshepsut]

Александър Флеминг и неслучайното откритие на случайния пеницилин


Александър Флеминг

Александър Флеминг, биолог /1881 – 1955/
Произход: Шотландия, бедно фермерско семейство

Образование: Медицинско училище в лондонската болница „Света Мария“

Интереси: бактериология, биология, имунология, фармакология

Известен: Откривател на пеницилина

Признание: Нобелова награда за медицина - 1945

Шотландецът Александър Флеминг е огромен късметлия. И огромен учен. По случайност, казват, той изнамира пеницилина, първия в света антибиотик - и спасява милиони. Но тези случайности са двусмислени. Флеминг години търси ефективно антибактериално средство, а щом лека разсеяност му помага да го намери, излиза му име на обикновен късметлия.

Има и друг анекдот за случайността, свързан с него. Шотландски фермер спасява момче от удавяне. Идва луксозна карета и богат джентълмен обещава на бедния хайлендер да даде на сина му същото образование, както на своя спасен син. И го прави.

През Втората световна война пък синът на богаташа, някой си Уинстън Чърчил, е болен от пневмония - и е спасен пак от някой си Флеминг, този път чрез великото му откритие, пеницилина. Ето още една прекрасна история, която не е истинска, но говори за хората и света по-красиво и реално от истинските.

Истинският живот на Александър Флеминг обаче също е изтъкан от случайности. Майка му и баща му умират рано, на 13 той отива в Лондон и с помощта на големия си полубрат завършва Кралската политехника.

Работи в корабна компания, а през 1900 уж тръгва за Бурската война, но тя свършва, преди да замине. Случайност ли? Да, следва и друга – от чичо Джон, той получава малко наследство и с него учи медицина. Иска да стане хирург, но, ето нова случайност – вместо това, приятел му помага да стане асистент на бактериолога сър Алмрот Райт, един от пионерите на ваксинацията и имунологията.

През 1908 Флеминг е вече професор по бактериология, а през Първата световна война е в Кралския армейски медицински корпус. В полевите болници във Франция забелязва нещо нередно – силните антисептични средства при по-дълбоките рани увреждат тъканите и пречат на оздравяването повече, отколкото вредят на микробите, които инфектират раната. Да, за някои и това е случайност - но всъщност е опит, око и мисъл, която прави връзки.

В медицинско списание Флеминг обяснява защо по-малко войници са убити от самата инфекция, отколкото от антисептиците. Идеята е, че те унищожават имунните клетки, изпратени да се справят с проблема, вместо бактериите, които го създават. Но лекарите не възприемат масово идеята. Тази история обаче трайно насочва вниманието на Александър Флеминг към търсене на ефективни антибактериални субстанции.

През 1922 той пуска в бактериална култура няколко капки слуз от носа на пациент с хрема. Дори се говори, че са от собствения му нос и са паднали по небрежност. Но Флеминг забелязва, че носната слуз има инхибиторен ефект и проучването го води до откриване на ензима „лизозим“, който се съдържа и в сълзи, слюнка, кожа, коса, нокти. Той изолира голямо количество лизозим от яйчен белтък и името му се прочува, макар че антибактериалният ефект на лизозима е слаб и не вреди на най-опасните микроби.

Пет години по-късно, Александър Флеминг изследва стафилококите, а през 1928, докато работи с една стафилококова вариация, открива пеницилина. И не е прав, когато описва случилото се с думите: „Човек понякога намира онова, което не търси“. Всъщност той търси точно онова, което намира – и което убива проклетите бактерии.

„Когато се събудих на 28 септември 1928, не планирах революция в медицината, като открия първия антибиотик. Но се опасявам, че точно това направих“ – скромно описва нещата Флеминг.

На този ден той се връща в лабораторията след двуседмична ваканция и преглежда петриевите чинийки с култури от Staphylococcus aureus. Някои са замърсени с плесен, а в една, която е на перваза на прозореца, колониите стафилококови бактерии около плесенните гъбички са унищожени, докато в по-далечните краища на чинийката не са. „Това е смешно“ – казва ученият.

Той не знае какво става, но иска да разбере защо и как гъбата убива бактерията? Флеминг правилно предполага, че тя съдържа субстанция, която го прави, и бързо разбира, че плесента от рода Penicillium влияе не само на стафилококите, но и на други Грам-позитивни бактерии, които причиняват тежки болести.

Отначало той нарича лечебната субстанция „сок от плесен“ или просто „инхибитор“, но през март 1929 я кръщава пеницилин и публикува съобщение в „Британски журнал за експериментална патология“.

То не предизвиква вълнение в медицинския свят. Флеминг продължава изследванията, но култивирането на плесента Penicillium е трудно. Още по-трудно от нея се извлича лечебна субстанция, а за лечение са необходими сериозни дози. Всичко зацикля и през 30-те той спира търсенето. Убеден е, че заради проблема с промишленото производство, пеницилинът няма да се наложи. И този път вече греши – случайно, но греши.

„Вие казвате, че съм изобретил нещо. Всъщност само съм видял онова, което е създадено от Господ за човека. Честта и славата принадлежат не на мен, а на Бога“ – казва Флеминг за откритието, което зарязва.

Но после в Оксфорд Чейн и Абрахам работят в същата посока, попадат на публикацията на Флеминг, потвърждават резултатите му и изучават структурата на пеницилина. През 40-та публикуват работата си, а Флеминг пък попада на нея и звъни на шефа им Хауърд Флори, че идва на среща. А Чейн възкликва: „Боже, мислех, че Флеминг е мъртъв!“

Така или иначе, Чейн и Флори намират лесен начин за производство на пеницилин, както и богати американски инвеститори. След Пърл Харбър работата се разгръща, а през 1944, при десанта в Нормандия, има достатъчно пеницилин за всички съюзнически войници. След войната вече лекарството завладява света и слага начало на нова епоха в медицината – епохата на антибиотиците.

Още през 1945 Флеминг, Чейн и Флори получават Нобелова награда за медицина, а Александър Флеминг продължава с изследвания в бактериологията, имунологията и химиотерапията до смъртта си през 1955. Отнася го инфаркт, който, за съжаление, не се лекува с пеницилин.

https://www.svobodnaevropa.bg/a/31931577.html

[Hatshepsut]

Най-старата засега вода в света се намира в канадска мина и е на 2 милиарда години


Най-старата вода се намира на дъното на мина на 3 километра надолу

През 2016 г. дълбоко в канадска мина изследователи откриват най-старите води в света. На дълбочина от приблизително 3 километра водата е на впечатляващите 2 милиарда години. Освен това, на тези дълдочини изследователите откриват първото пряко доказателство за обитаващи микроби в мината "Кид Крийк".

Учените знаят, че съществува вода дълбоко под земята, която е била изолирана от подземните води - невиждана и недокосната от милиарди години. За да научат повече за такава вода, учените работят с минни компании.

Откритието отмести датата за най-старата известна вода с най-малко 500 милиона години. Предишният рекорд бе на вода, открита в същата мина от същия екип през 2013 г., и бе от дълбочина около 2,5 километра. Мината всъщност е най-дълбоката мина за неблагородни метали в света и най-дълбоката достъпна неморска точка на земята.

Изследователите се възползват от възможността да проучат тези дълбини. Те анализират водата, открита чрез изследване на газовете, разтворени в нея. Газове като хелий и ксенон могат да попаднат във вода, заседнала в скални пукнатини, и измерването им може да покаже колко е стара водата.

„Хората предполагат, че уловената в скалата вода трябва да е малко количество“, коментира пред BBC News професор Барбара Шерууд Лолар (Barbara Sherwood Lollar), която представи откритието,. Тя твърди, че водата блика с дебит „от литри в минута - обемът на водата е много по-голям от очакваното".

Подземните води обикновено текат изключително бавно в сравнение с повърхностните – okolo 1 метър на година. Но когато водата достигне сондажи, пробити в мината, може да тече с около 2 литра в минута.

Изследователи вземат проби в мината "Кид Крийк"

Чрез анализиране на газовете, разтворени в тази древна подпочвена вода – включително хелий, неон, аргон и ксенон – изследователите успяха да я датират най-малко на 2 милиарда години, което я прави най-старата известна вода на Земята.

Нещо повече, огромната възраст на водата не е единственото важно откритие. Когато изследователите анализират течността, те откриват следи от живот в нея. Всъщност откриват „наличието на сулфат-редуциращи бактерии в тези води в днешно време“. И могат да заключат, че във водата е съществувала някаква форма на микробиология за много дълъг период от време.

Геохимичните условия в тези древни водни басейни, които са отрязани от повърхността, биха могли да са достатъчни сами по себе си, за да поддържат микробен живот – независима, подземна екосистема, която може да продължи потенциално милиарди години.

„Колкото повече продължаваме да показваме, че животът се появява на всички тези различни места, толкова повече разбираме, че те са общи за планетата“, коментира Шерууд Лолар. „Очаквам, че е вероятно да намерим тези организми почти навсякъде, където отидем да търсим в такива условия по света.“

Това откритие не само може да ни разкаже за живота на Земята преди милиарди години, но също така може да помогне в търсенето на живот извън нашата планета. Макар реките вече да не текат по повърхността на Марс, все още има джобове с вода и лед под повърхността. Те далеч не са толкова дълбоки, колкото водата, открита в Канада, и е възможно тези джобове да осигурят необходимите условия за живот на микроорганизми.

https://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Naj-starata-zasega-voda-v-sveta-se-namira-v-kanadska-mina-i-e-na-2-mil_186505.html

[Hatshepsut]

Защо животните имат опашки

Учените откриват вкаменелости на животни с опашки, които датират от стотици милиони години. Тогава ранните риби са използвали ветрилообразните си опашки като перки, за да плуват през океаните и да избягват хищниците.
И тъй като тези риби постепенно се превръщат в същества, които живеят на сушата, опашките им също започват да се променят в тази посока.

Независимо дали са на влечуги, насекоми, птици или бозайници, опашките служат за голямо разнообразие от цели. Съвременните животни ги използват си за всичко – от баланс до комуникация и намиране на партньори.



Помощ за баланс и движение

Учените смятат, че динозаврите, включително тиранозавър рекс, са въртели опашките си настрани, за да балансират тежките си глави и тела, докато ходят на два крака. Това движение им позволява да тичат достатъчно бързо, за да хванат плячката си.

По подобен начин днешните кенгура използват опашката си за баланс, когато скачат на големи разстояния. Но те не ги използват само като противотежест на теглото си – опашката на кенгуруто функционира и като мощен трети крак, който може да им помогне да се движат във въздуха.

Котките и другите животни, които се катерят, често имат пухкави или дълги опашки, които им помагат да балансират – много подобно на въжеиграчите, който държат дълъг прът.

Маймуните използват своите също за баланс, докато се люлеят през клоните на горските дървета. Много от тях могат и да се хвавщат с тях за клоните на дърветата като така опашките допринасят и за стабилността им.

Този вид опашки са толкова силни, че животното дори може да се държи само на тях, докато яде плодове и листа.



Защитен механизъм

Опашките на други животни пък се превръщат в оръжия. Например, запазената марка на скатовете е жилоподобната им опашка, която могат да използват като защита, когато хищник ги атакува.

Отровните гърмящи змии имат „чашки“ от изсъхнала кожа на опашката си, които създават характерния шум, когато я разклатят. Този шум предупреждава всички животни, които биха могли да застрашат гърмящата змия, че тя се готви за нападение.

Много насекоми също имат опашки, но те са еволюирали отделно от други гръбначни животни, като риби и бозайници. Повечето опашати насекоми използват опашките си, за да снасят яйца или да жилят и парализират своите домакини или плячка. При някои животни, като осите, техните опашки могат да правят и двете, тъй като някои паразитни оси снасят яйцата си вътре в гостоприемника.

Пасящите животни, като северноамериканските бизони, антилопите гну и жирафите в Африка, имат опашки с кичури дълги косми, които могат да се размахат като метличка, за да отблъскват комари и други насекоми, които ги притесняват. Домашните крави и коне също разполагат с такива опашки.



Комуникация

Птиците използват пернатите си опашки както за балансиране, докато седят на клон на дърво, така и за управление и намаляване на съпротивлението, докато летят. Някои птици също използват опашката си, за да охажват други пилета.

Тази визуална проява е най-забележителна при видове като пуйки и пауни: мъжките пуйки и пауни представят цветните пера на опашките си, за да привличат женски партньори.

Животните, които живеят и ловуват на групи или глутници, като вълците, използват различни позиции на опашката, за да посочат своя ранг.

Кучетата, произлезли от вълци, също използват опашките си за комуникация. Вероятно сте виждали как махат с опашка, когато са развълнувани.

* * *

Но защо ние нямаме опашка?

Въпреки че хората нямат дълга хватлива опашка като маймуните или жива опашка от пера като пауните, нашите предци са имали такива. Учените смятат обаче, че тези опашки са изчезнали преди около 20 милиона години; след като започват да ходят изправени, предците ни вече не се нуждаят от тях, за да им помогнат с баланса.

И все пак – при хората опашна пъпка се нарича частта от ембриона, която се развива в края на гръбначния стълб. Тя обаче не е опашка, но в редки случаи деца се раждат с „мека опашка“, която не съдържа прешлени, а само кръвоносни съдове, мускули и нерви. Тя се счита по-скоро за аномалия, отколкото за рудиментарен истински израстък, дори когато такъв се намира на мястото, където бихме очаквали опашка. Докладвани са по-малко от 40 случая на бебета с „истински опашки“, които съдържат и опашни прешлени, резултат от атавизъм (поява при възрастните организми на признак, съществувал у прадедите им, но престанал да бъде нормален за по-новите поколения, от Wikionary).

Хората имат „опашна кост“, прикрепена към таза, която има слети прешлени, обикновено четири, в долната част на гръбначния стълб. Тя обикновено не изпъква навън – хората са акаудален вид (т.е. сме безопашати).

https://chr.bg/istorii/priroda/zashto-zhivotnite-imat-opashki/

[Hatshepsut]

"Живите мъртви" щурци, мравки, бръмбари, мухи и цикади


Следващата пролет гъбите Massospora ще зомбират периодичните цикади, поемайки контрола над умовете и поведението им, докато превръщат корема им в гъбена градина

Какво означава насекоми да се превърнат в зомбита?

Думата зомби и съответната митологема е с произход Западна Африка и се разпространява в Хаити след африканските потомци, където еволюира в сегашната си форма. Първоначално се отнася до духа на мъртъв човек.

Но насекомите не са хаитянските вуду зомбита, при които трупът се реанимира, за да извърши някакви подли дела. Нито пък са подобни на зомбитата от филма на Джордж Ромеро "Нощта на живите мъртви" - насекомите на консумират плът от други насекоми.

Не, насекомите зомбита са нещастни жертви на променящ ума патоген, насочващ смъртоносни действия за по-нататъшно разпространение на собствения си вид.

В един завладяващо зловещ документ професор Доналд Щайнкраус (Donald Steinkraus) и колегите му определят зомби насекомите като „… насекоми, заразени с ентомопатоген или паразит, който променя поведението и морфологията си по начини, които облагодетелстват патогена или паразита“.

Ето това е зомби апокалипсис на насекоми!

Щурци - самоубийци

Щурците стават „самоубийци“, след като са заразени с червеи нематоморфи.

В един невероятен случай на зомбирани насекоми участва европейски щурец, наречен Nemobius, и червей нематод Paragordius tricuspidatus, от вида Nematomorpha, наричан "живи влакна". За да се размножи, червеят нематоморф (от гръцки nema – „косъм“ и morphe – „форма“) трябва да срещне своя партньор във вода. Яйцата на нематоморфите обаче се снасят в близост до бреговете на реките, където често биват поглъщани от гостоприемниците, в които ще се развият - членестоноги, включително Nemobius. Във вътрешността на щурците паразитният нематоморф израства до пълния си размер, който може да достичне 13 см.

За да завърши жизнения си цикъл, паразитът трябва да се върне във водата и тук се случва зомбирането. По механизъм, който все още не е напълно изяснен, нематоморфът поема контрола върху съзнанието на щурчето и променя поведението му, като го принуждава да се скита от обичайното си влажно местообитание към открити, по-светли места, докато не срещне водоем. Водният обект може да бъде естествен, например поток или езеро, или създаден от човека, например плувен басейн. В последния случай учените са документирали второ странно поведение. При срещата си с басейна заразените щурци правят "самоубийствен" скок във водата. Принуждавайки щурците да се гмурнат, нематоморфите може да избягат от своя щурец-гостоприемник и да си потърсят партньор във водата, за да завършат жизнения си цикъл.

Мравките се подчиняват на гъбички

Няколко вида гъбички също си играят с ума на своите насекоми-гостоприемници. Зомбираните мравки са описани за първи път от известния естествоизпитател Алфред Уолъс преди повече от век и половина. Те се срещат в тропическите гори на много континенти и в горите с умерен климат. Мравките зомбита са представители на рода Camponotus, известен като мравки дърводелци.

Мравката дърводелец е дървоядна, прекарваща по-голямата част от времето си високо в короната на дърветата. Понякога, за да стигне от едно дърво до друго, трябва да се спусне на земята, където я очакват спорите на гъбата Ophiocordyceps. При допир с повърхността на мравката тези спори се събуждат и се впиват в своя гостоприемник. Когато мравката се изкачва обратно в короната на дървото, гъбичките, които вече са достигнали до мозъка на мравката, предизвикват спазъм и падането ѝ на земята.


ScienceCast: Zombie Ants

Подобно на бавно движещите се и влачещи се по земята призраци от филмите на Ромеро, гъбичките карат мравката-зомби да търси микроместообитание с подходящи условия на температура и влажност, за да оцелее. След като намерят мястото, мравките зомби се изкачват на растението и използват мощните си челюсти, за да се вкопчат в средната част на листата в "смъртоносна хватка". Около 4 - 10 дни по-късно от тялото на мъртвата мравка изниква гъбично плодно тяло, което освобождава заразни спори в околната среда, очакващи следващата си жертва. Широко разпространените инфекции с Ophiocordyceps понякога водят до огромни гробища от мравки-зомбита.

Последният поздрав на бръмбара войник

Други видове гъби контролират съзнанието на други насекоми, включително мухи, бръмбари и цикади. Бръмбарите войници  (Cantharidae), са братовчеди на светулките. Подобно на другите членове на този клан, войнишките бръмбари са родени убийци както като възрастни, така и в юношеския си стадий и са изключително полезни насекоми, които може да видите в градината си.

Бръмбари войници (Cantharidae)

Но не всичко в градината през хладните и влажни сезони е само забава и игри за бръмбарите войници. Наоколо се крие гъбичен патоген, наречен Eryniopsis lampyridarum, който дебне да зарази бръмбарите. След като бръмбарът неволно погълне спора, тя покълва и прониква в екзоскелета на нещастния бръмбар. Вътре в бръмбара тя се размножава и поема контрола над нервната и мускулната система на бръмбара, превръщайки го в зомби.

Гъбата кара бръмбара войник да се насочи към горните листа на растението. Там бръмбарът се вкопчва в листата с челюстите си и умира. Структурите, които произвеждат спори в трупа, карат коремчето на бръмбара да се подуе и в един ужасен последен акт крилата на бръмбарите се отварят, за да разкрият подутото коремче - последен посмъртен поздрав. Това позволява на плодните тела да изникнат от горната повърхност на бръмбара и да изхвърлят спорите си в околната среда, където те се разпръскват и заразяват други жертви.


Zombie soldier beetles

Мухи зомбита заблуждават нещастни ухажори

Хладните и влажни пролетни дни също така са причина за появата на легиони от царевични червеи, които са вредители по много земеделски и промишлени култури, включително соя, царевица, грах, лук, картофи и фасул. Със затоплянето на температурите опасността очаква възрастните мухи Delia platura. По пролетната растителност се крият инфекциозни спори на гъба, наречена Entomophthora muscae. Когато мухата кацне върху растението, невидимите спори се прикрепят към повърхността на екзоскелета ѝ. При подходящо съчетание на температурата и влажността спорите се излюпват и гъбичните хифи проникват в кожата на мухата, като предизвикват смъртоносна инфекция. Веднъж попаднала в своя гостоприемник, гъбичката нахлува в мозъка и тялото на мухата, превръщайки я в муха зомби.

Поемайки контрол над нервната система на мухата, Entomophthora кара обречената, но по природа пъргава муха да се движи все по-бавно нагоре по растението, докато не пропълзи до мястото на окончателния си край на върха на листо или клон. От тази височина гъбичката изригва от кожата на мухата и изхвърля спори във въздуха, за да разпространи своята зараза по растенията, където по невнимание ще се заразят други мухи.

Муха, заразена от гъбички Entomophthora muscae

При сроден вид муха, обикновената домашна муха, Musca domestica, се случва друг странен обрат в тази приказка за зомбирани насекоми. Гъбичната инфекция предизвиква рязко подуване на коремчето на мухата. Това голямо коремче е изключително привлекателно за мъжките домашни мухи, които търсят партньор. Голямото коремче може да е показател за по-висока плодовитост на потенциалния партньор и да, мъжките домашни мухи харесват големи задници. Набъбването на коремчето може да увеличи шансовете за привличане на похотлив ухажор, който ще се зарази, което допълнително ще помогне на гъбичката да се размножи и разпространи.

Мъжки цикади стават "драк кралици"

Един от най-странните обрати в жанра на зомби насекомите ще се случи през следващата пролет със завръщането на цикадите от вида периодичните цикади (Magicicada). Това са род цикади, обитаващи източната част на Северна Америка. Тези насекоми имат изненадващо дълъг жизнен цикъл, с продължителност 13 или 17 години. Според изследователите тази странност позволява на цикадите да избягват хищниците, които имат цикъл на възпроизвеждане от 2-6 години, възползвайки се от свойствата на простите числа.

Под дърветата, където цикадите прекарват младостта си, отпивайки сок, обаче спорите на гъбичния патоген Massospora cicadina чакат 17 години.

През април и май, когато нимфите (стадий от метаморфозата на насекомите, преди да достигнат зрялост) на цикадите се измъкват от земята, спорите на Massospora полепват по екзоскелетите им. Съединенията по повърхността на цикадата изпращат сигнал на спорите, че вечерята е сервирана и е време да покълнат. Гъбата прониква в кожата на цикадата и се размножава, превръщайки цикадата в гъбена градина.

След това спорите на Massospora се освобождават в околната среда, където настъпва втора, по-зловеща вълна на заразяване. На този етап от цикъла си хиляди новоизлюпени възрастни цикади населяват околността, за да започнат своите ритуали на ухажване.

Периодични цикади по листата в период на размножаване

Повсеместно разпространените спори на гъбичките, изхвърлени от нимфите, полепват по кожата на възрастните цикади, покълват и започват да заразяват въздушните легиони. Инфекцията стерилизира както мъжките, така и женските цикади, но с нищо не намалява либидото на лудите по секса мъжки цикади. Заразените мъжки продължават да търсят и да се опитват да се чифтосват с женски, въпреки заразната си инфекция.

Сответно женските цикади, заразени с Massospora, остават привлекателни за здравите мъжки, които скоро се заразяват и след това се чифтосват с други цикади.

Ако това не е достатъчно странно, Massospora изкривява съзнанието на заразените мъжки цикади. Мъжките цикади възприемат поведението на женските при ухажване, включително плахото помахване с крило - сигналът на женската, че е готова да приеме партньор. Това води до хиперсексуалните незаразени мъжки, които се опитват да се чифтосат със заразени мъжки "драк кралици", което допълнително засилва разпространението на Massospora.

Гъбичката Massospora се превръща в полово предавана болест на цикадите, тъй като се пренася от една цикада на друга чрез процеса на промяна на поведението, наречен "предаване на активен гостоприемник" или "AHT" (Active Host Transmission). Когато гъбичката се развива в гостоприемника, коремчето на цикадата се разпада, оставяйки след себе си маса от гъбични спори с цвят на охра.

Заразените цикади са способни да летят и при летенето си пренасят гъбичките до нови местообитания. Втора вълна от инфекции произвежда спори, които заразяват почвата с Massospora, която ще очаква завръщането на цикадите след 17 години. Докато загубата на коремчето означава незабавна смърт за човека, това не е така за цикадата. Навсякъде в страната на цикадите се разхождат и летят мъжки и женски зомбита от Massospora, които нямат коремчета - мрачни напомняния за една много умна гъба.

https://nauka.offnews.bg/news/Biologiia_16/Zhivite-martvi-shturtci-mravki-brambari-muhi-i-tcikadi_188261.html