Жарти науковців: 5 найактуальніших мемів доби

Часто важко зрозуміти з чого сміються науковці. Але ми спробуємо. У сьогоднішній підбірці ми зібрали для Вас кілька актуальних мемів, які прикрасять Вашу обідню перерву.

1. Побачення з ботаніком

Якщо Вам набридло, коли улюблену програму переривають теревенями чи навіть поцілунком, то ця світлина про саме для Вас.

Світлина від Довколаботаніка.

2. Якою рукою ти писав свою дисертацію?

І дійсно у Вас не буде проблем з дисертацією, якщо Ви не будете її писати.

Світлина від Довколаботаніка.

3. Лишіть в спокої нейтронні зорі!

У своєму прагненні дізнатися все і вся вчені перегинають палку! Небесні світила також хочуть усамітнення, в решті-решт.

Світлина від Довколаботаніка.

4. Ви дивитесь не ті новини.

Вам часто здається, що улюблений телеканал чи газета показують не ті новини? Тоді читайте нас, адже лише ми збираємо Все актуальне, важливе. І жодних перекручувань!

Світлина від Довколаботаніка.

5. Про аспірантів  або добре, або нічого. Їм і так дістається!

Світлина від Довколаботаніка.

Бажаємо Вам залишатися у веселому довколаботанічному настрої!

 

Найкращі наукові фотографії минулого року: хіт-парад Nature

Наш улюблений журнал “Nature” (після “Українського ботанчного журналу”, звісно) опублікував перелік найкращих наукових фотографій 2017 року. Саме тому, пропонуємо Вам не пропустити ці фантастичні світлини (насправді нам потрібні лайки).

1. Сонячне затемнення

Відкриває хіт-парад знімок повного сонячного затемнення, який зробив для нас космічний апарат NASA Solar Dynamics Observatory у крайньому ультрафіолетовому спектрі.
Зловісна тінь місяця на розпеченому сонці – це тривожно, поетично та просто прекрасно. Й порівняти її можна хіба що з виступом першого опонента на захисті твоєї дисертації.
На іншій світлині ми бачимо як один відомий президент відкалібровує свій зір для спостереження за затемненням у потрібному спектрі.

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: NASA/SDO

А в цей час Дональд Трамп:

Світлина від Довколаботаніка.

2. Моторошний паразит

Зараз Вашій увазі пропонуємо пекельне створіння Taenia solium. Жахливий свинячий ціп’як був сфотографований на двохсоткратному збільшенні й це саме той випадок, коли до цієї істоти краще не торкатися й двохсотметровою палицею.

Джерело: Teresa Zgoda/Nikon Small World

Але разом з тим ми знаємо, що основна мета цього черва зовсім інша:

3. Піраміди під  мікросопом

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: David Green/RPS Images for Science

Ще одне фото з мікросвіту. Стрілкоподібний рельєф кристалу кальциту був знятий за допомогою сканівного електронного мікроскопа. Ростом кристалу управляє білок, що зв’язується з його поверхнею й визначає характер його розростання. Захоплююча мікроархітектура! Нарешті таємниця будови єгипетських пірамід розкрита! Шок, сенсація! Готуйте публікацію до журналу “Алергія та астма”.

Світлина від Довколаботаніка.

4. Під ультрафіолетом

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Craig Burrows

Як переконані ботаніки раді появі в хіт-параді зображення рослини. Фотограф Крейг Берроуз використав ультрафіолетове світло, щоб показати приховані відтінки квітки Anemona (на мові простих смертних – вітеринка).

Світлина від Довколаботаніка.

5. Восьминогове таксі

Джерело: Michael B. Hardie/Smithsonian

Допоки Ви чекаєте на маршрутні таксі та автобуси, восьминоги не втрачають часу та подорожують на морських черепахах. Дешево, екстремально та екологічно. Наші заздрощі фотографу, адже Майкл Харді зробив цю світлину у теплих водах поблизу Гаваїв.

Світлина від Довколаботаніка.

6. Підслуховувати супутник

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Reuben Wu

На північному норвезькому острові Свальбард сонячне світло підсвічує антену, яка завантажує дані з Об’єднаної Полярної Супутникової Системи-1 (Joint Polar Satellite System). Апарат було запущено в листопаді як перший з нових наборів американських метеорологічних супутників. Таким чином США виконує свої зобов’язання по глобальним спостереженням за нашої планетою. Твій плагіат не залишиться непоміченим!

Світлина від Довколаботаніка.

7. Мікрофеєрверк

Джерело: Robert Lamberts/Plant & Food Research

Атмосферу різдвяних свят нехай для Вас підтримає цей крихітний феєрверк. Електричний заряд, як затятий імпресіоніст, малює волокна з рідини.

Світлина від Довколаботаніка.

8. Далекі далекі родичі

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Jian Han

Зустрічайте Sacorhatus coronarius, міліметрові за масштабом скам’янілості віком щонайменше 529 мільйонів років. Цей вид було знайдено у січні цього року. Він може бути найдавнішим представником групи вторинноротих. До речі, ми з Вами теж до неї належимо. Тому можна сміливо вклеювати Sacorhatus coronarius до сімейного фотоальбому.

Світлина від Довколаботаніка.

9. Прозора жаба

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Delia/Boston Univ.

Наш хіт-парад продовжує неймовірний інтимний знімок. На ньому ми можемо побачити яйця всередині вагітної “скляної жаби” (Hyalinobatrachium colymbiphyllum). Адже їх чітко видно через прозорий живіт. Дуже чесні тварини!

Світлина від Довколаботаніка.

10. Самотня клітина

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Martin Oeggerli/micronaut.ch/ETH Zurich/University of Basel

Як виглядає самотня клітина людини? У жовтні дослідники у Швейцарії дали відповідь на це питання, коли вивчали незначні коливання маси живих клітин. Сподіваємось, що ви не настільки самотні цього зимового дня, адже, як мінімум, у Вас є Довколаботаніка.

Світлина від Довколаботаніка.

11. Повернення з небес

Хто нас дивував минулого року, так це американська компанія SpaceX. Надзвичайні успіхи з багаторазовою ракетною системою дають надію на те, що людина повноцінно повернеться до освоєння космосу.

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: SpaceX

Світлина зображає тріумфальне повернення ракети Falcon 9 на корабель у Тихому океані в січні, після виконання своєї місії. Помпезніше поветрається лише здобувач наукового ступеню у рідний відділ після успішного захисту.

Світлина від Довколаботаніка.

12. Місячні тренування

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Ju Huanzong/Xinhua

До завершення хіт-параду наукових фотографій залишились лічені світлини!
Одна з них повертає нас у теплий травень 2017 року. Саме тоді волонтери були закриті у дослідницькому центрі Китайського Місячного Палацу-1 в Пекіні, призначеному для тестування систем життєзабезпечення для бази на Місяці. Чого не зробиш, щоб нарешті звалити з цієї планети?

Світлина від Довколаботаніка.

13. Підводна печера

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Tom St George/Caters News

Потужні дощі та стоки води із навколишніх лісів наповнюють цю підводну печеру – Cenote Carwash на узбережжі Карибського моря. Кольорова палітра сяйва робить її дуже моторошним та прекрасним місцем. Як і Вашу вчену раду.

Світлина від Довколаботаніка.

Завершуємо наш огляд фотографією, що сповнена надії.

14. Ферма коралів

Понад 400 коралових “дерев” зростають у розпліднику біля узбережжя Таверньє, штат Флорида. Ця “плантація” має на меті підтримати корали, які в природних умовах все більше страждають від загроз, таких як потепління води та окислення океану.
Дякуємо Вам за те, що дивились фотографії з нами! До нових зустрічей!

Світлина від Довколаботаніка.
Джерело: Spencer Lowell/Trunk Archive


Ну й тут ніяких жартів, корали мають жити!

(Nature 2017)

Що приховують зуби акул?

Серед палеонтологів є традиційний жарт. У ньому йдеться про те, що експерти по викопних ссавцях проводять своє життя за дослідженням того, як одні зуби пов’язані з іншими, як зуби відтворювалися, як зуби еволюціонували. Дійсно, багато ссавців лишили по собі купу загадок і єдиний ключ до їхньої розгадки – це саме зуби.

Але якщо фахівці по вимерлих ссавцях найчастіше мають ще якісь знайдені додаткові кісточки, то знавцям викопних акул пощастило менше. Їх дійсно можна назвати палеостоматологами.

Акули, але не бізнесу

Дослідження акулячих решток є складною задачею. Візьмемо для прикладу знаменитого, але не марнославного мегалодона.

VMNH megalodon.jpg
Мегалодон запускає двох балістичних китів по кораблю супротивника Джерело: Karen Carr

Цей милий хижак мешкав у міоцені та пліоцені, близько 20—3 млн років тому. Вперше його описав Луї Агассіз у 1843 році. Він відніс цього мешканця сивої минувшини до одного роду з сучасною білою акулою (Carcharodon carcharias) через дещо подібний вигляд зубів і назвав Carcharodon megalodon.

1960 року бельгійський дослідник Едгар Казьє обстежив зуби уважніше й дійшов висновку, що мегалодон не є близьким родичем білої акули. Він виокремив його в новий рід Procarcharodon (тому вид стало правильним називати Procarcharodon megalodon).

Не погрожуй мегалодону, попиваючи апельсиновий сік у своєму кайнозої. Джерело: Lonfat

Пристрасті по мегалодону на цьому не скінчилися. 1964 року радянський палеонтолог Леонід Глікман відніс мегалодона з родичами до нової родини Otodontidae й нового роду Megaselachus, перейменувавши вид на Megaselachus megalodon. Але як з’ясував 1987 року французький вчений Анрі Каппетта Procarcharodon та Megaselachus є синонімами описаного ще 1923 року роду Carcharocles і, відповідно, перейменував мегалодона на Carcharocles megalodon.

Поки що крапку в цій історії поставив 2012 року Каппетта. Він розширив обсяг роду  Otodus, а Carcharocles та Megaselachus оголосив підродами цього роду. Таким чином, у цій системі мегалодон називається Otodus megalodon. Та чи надовго?

Ця занудна номенклатурна історія лише підтверджує факт, що дослідження зубів акул – складна справа. Й чим більше ми дізнаємось нового, тим більше доводиться проводити систематичні ревізії.

Окрім того, вчені постійно знаходять нових акул. Нещодавно палеонтологи Джон Эберсоле і Дана Ерет описали новий вид з крейдяних відкладів Алабами.

Стара нова акула

Як і багато інших акул з періоду Крейди, новий вид відомий лише за скромною колекцією зубів. Їх знайшли близько 30 штук й вони досить сильно відрізнялися від зубів інших відомих видів.  Саме тому й був описаний новий вид Cretalamna bryanti, який назвали в честь родини Браянтів, які фінансово піклуються про освітні та наукові заклади Алабами (будьте, як Браянти).

Чудовий приклад того як піклування про власні зуби допомагає палеонтологам у майбутньому описувати нові види. Джерело: Ebersole et al.

Вік досліджуваних решток близько 83 мільйонів років. Знайдені вони були у місці добування крейди в штаті Алабама.

Chalk
Locus classicus – місце збору зразків, на основі яких був описаний новий вид. Джерело: Ebersole et al.

Минуле приховує безліч таємниць, але будьте певні, що лопати та науковий метод палеонтологів їх розгадають.

10.7717/peerj.4229

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Під кислотою: вуглекислий газ коїть лихо у воді

Світовий океан стає все кислішим. Морська вода вбирає в себе надмір вуглекислого газу й стає все менш придатною для існування молюсків та інших харизматичних істот. А як щодо прісної води?

Такий же капець, але все ж інший

Нова стаття  в “Current Biology” відповідає на це питання. І ця відповідь, на жаль, невтішна.

Вейс та його колеги повідомили про значне збільшення вмісту вуглекислого газу та зниження pH на 0,3 бали у чотирьох водоймах у Німеччині протягом 35 років. Вони проаналізували дані, отримані з 1981 по 2015 рр.

Звісно, ці показники падіння рівня кислотності не настільки блискавичні як в океані. Загалом, моделювати зміни  хімічного складу прісноводних екосистем дуже складно. В океанах все просто як в голівудському бойовику – вуглекислий газ розчиняється на поверхні води й формує вуглецеву кислоту. Однак, такі прісні водойми як озера мають різноманітні джерела надходження вуглекислого газу. Його рівень у них часто дуже високий. Часто він залежить від таких факторів, як тип сусідньої екосистеми, особливості землекористування, розміри озера та вододілу, кількість опадів, окрім того деякі види ґрунтів та геологічних порід поглинають більше вуглекислого газу, ніж інші. Суцільний жах для прогнозиста!

large Image
Те, що вуглекислому газу добре, те живому організму смерть. Джерело: Weiss et al.

Рівень  вуглекислого газу також змінюється сезонно, у залежності від кількості опалого листя чи криги на прісноводній водоймі.  Саме тому, тиснемо мужню руку дослідникам, які врахували безліч цих факторів протягом 35-річного періоду й таки з’ясували, що підкислення прісних вод відбувається.

У озерах і водоймах надлишок вуглекислого газу  збільшує період вегетації підводних рослин. У деяких прісних водоймах вуглексилого газу утворюється так багато, що він за суворими фізичними законами просто викидаються в атмосферу, а не навпаки. Шах і мат!

Твоя внутрішня дафнія

Для дослідження проблем, пов’язаних із кислотністю прісної води, Вейс та його колеги вивчили  вплив високих рівнів вуглекислого газу на прісноводних рачків дафній.

Дафнии
Дафнія в костюмі зомбі на минулий Геловін. Джерело: Paul Hebert

Уже багато публікацій довели, що зростання вуглекислоти робить нелегку справу утворення зовнішних скелетів для тварин ще складнішими. Кілька досліджень показали  аналогічний вплив на прісноводні види в лабораторії. Але дафнії в цьому аспекті ще не вивчались.

Дослідники виявили, що під впливом більш високого рівня вуглексилого газу, дафнії гірше відчували присутність хижаків та майже не захищались від них.

Безперечно, глобальне потепління – це змова поїдачів дрібних ракоподібних!

Current Biology 2018

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2017.12.022

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Що приховує останній обід динозавра?

Усередині кишково-шлункового тракту динозавра виявлено новий для науки вид рептилії. Це ще раз підтверджує думку про те, що варто ретельно підходити до вибору свого обіду!

Динозавр-індичка

Маленький прудкий хижак Compsognathus longipes вперше був описаний в дев’ятнадцятому столітті за скелетом, що був знайдений на безкраїх просторах Німеччини.

Compy.jpg
Колектор нового виду у всій остеологічній красі. Джерело: Zach Tirrell

Цей майстер полювання насправді не перевищував за розміром індичку. Протягом десятиліть він був знаменитий як найменший динозавр, але потім це почесне звання відібрали відважні, а головне дрібніші малюки Caenagnathasia, Microraptor та Parvicursor.

Що ж всередині?

Усього було знайдено 2 досить повні скелети Compsognathus longipes. Німецький зразок, який датується приблизно віком 150 мільйонів містить невелику ящірку у своєму кишечнику.

Повноправний житель доісторичної Німеччини. Джерело: MatthiasKabel

Останнім відкриттям Джека Конрада з Американського музею природної історії в Нью-Йорку було встановлення факту, що тварина всередині динозавра є новим для науки видом.

Конрад охрестив цю істоту латинською назвою Schoenesmahl dyspepsia. Її можна перекласти як “чудова їжа, яку складно перетравити”. Дуже романтично!

Zool. J. Linn. Soc. (2017)

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Зупинити вбивцю мільйонів

Ми погано знаємо своїх убивць. Сховашись у затишному коконі сучасного суспільства, часто не помічаємо смертельних небезпек поблизу. У світі щороку близько 20 мільйонів людей хворіють на черевний тиф.  Близько 1-3 млн хворих помирають. Через неякісний характер статистичного обліку в більшості країн справжній рівень захворюваності та смертності, очевидно, більші утричі.

Милий збудник страшної хвороби. Джерело: James Cavallini/BSIP/Science Photo Library

Тифозна Мері

Джерелом інфекції є хворий або носій цих мікробів. Хвора людина перетворюється на фабрику бактерій. 1 г фекалій  в розпалі хвороби містить сотні мільйонів мікробів, а 1 мл сечі — до 180 млн. Особливу небезпеку становлять хронічні бактеріоносії, особливо якщо вони працюють у Вашому улюбленому ресторані. Першою знаною антигероїнею стала  американка Мері Меллон, більш відома, як «Тифозна Мері». За період свого куховаріння в Нью-Йорку на початку XX століття, вона заразила за офіційними даними 53 особи, з яких 4 померло від черевного тифу.

Тифозна Мері – жахливий приклад бактеріоносія, але чудовий псевдонім для співачки. Джерело: Lupo

Нова надія

Саме тому, боротьба проти черевного тифу виходить на перший план у діяльності багатьох мікробіологів. Після того, як Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) 3 січня оголосила про своє схвалення  нової вакцинини проти черевного тифу, її виробляють для мільйонів дітей з країн з низьким рівнем доходу.

Продукт, розроблений компанією Bharat Biotech в Гайдерабаді, Індія, – це протитифова кон’югатна вакцина. Вона забезпечує більш тривалий захист і вимагає менше доз, ніж роблять при інших тифових вакцинаціях. Підтвердження ВООЗ дозволяє закупівлю вакцини агентствами ООН.

Gavi, організація, розташована в Женеві, Швейцарія, яка фінансує купівлю  вакцин для країн з низькими доходами, заявила, що витратить 85 мільйонів доларів США на виробництво вакцини, а дитяча імунізація розпочнеться в 2019 році.

(Nature, 2018)

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Метелики виявилися старішими ніж ми гадали

Дослідники, які вивчають зразки геологічних порід, отримані від глибокого буріння, іноді бувають сердитими. Поряд із їхніми любими пилком та спорами часто знаходиться якесь сміття. Й це відкоремлення мух від котлет було рутинною справою, допоки не виявилось, що незрозумілі шматочки дійсно є майже мухами. У недавно дослідженому зразку з північної Німеччини цих решток було так багато, що на них уже не можна було не звернути увагу.

Вікно в тріас

І от ми маємо результат! Два дні тому була опублікована стаття у Science Advances. У ній еволюційний біолог Тімо ван Елдік та його співавтори описують свою знахідку як найдавніші викопні рештки порядку Lepidoptera. Це саме ті комахи, до яких належать метелики. Своїм зборам вчені присвоїли вік 201 мільйон років тому, а це, на хвилиночку, кордон між періодами тріасу та юри. Нова знахідка підтверджує дані молекулярного годинника про виникнення метеликів  і допомагає усунути загадкову прогалину в літописі викопних решток.

До дослідження було залучено 70 зразків, виявлених у свердловині глибиною більш ніж 300 метрів. Знахідки є лусочками на крилах метеликів. Саме проходження світла крізь ці переломлюючі структури й зумовлює формування різноманітних кольорів і візерунків. Світловий мікроскоп, а пізніше скануючий електронний мікроскоп, підтвердили попередні визначення вчених.

Виявилося, що це ніяке не сміття, а луски метелика. Джерело: Timo et al.

Дослідники також дослідили незвичні перфорації на лусочках. Вони характерні для сучасної групи лускокрилих – Glossata. Вона поєднує всіх метеликів, що мають хоботок для смоктання. Найстаріша раніше відома викопна рештка такої істоти мала вік 129 мільйонів років.

Перфорації на лусочках метелика хочуть переписати історію квіткових рослин. Джерело: Timo et al.

Але ця знахідка свідчить не лише про те, що хоботкові лускокорилі виникли на кілька десятків мільйонів раніше. Загальновизнаним є те, що смоктальний хоботок виник у результаті появи квіткових рослин. Цей гаджет дозволяє метеликам отримувати нектар, а рослинам успішно запилюватися.

So what?

Коеволюція метелитків та квіткових рослин давно є предметом захоплення натуралістів. Неймовірна людина, еволюціоніст, геолог, палеонтолог, зоолог та ботанік Чарлз Дарвін досліджував орхідеї Мадагаскару. В одного виду Angraecum sesquipedale він знайшов нектар у самісінькій глибині зігнутої в трубку квітки.

Орхідеї передбачають існування бражників. Джерело: John Nugent Fitch

“Яка ж комаха зможе залізти в цю діру?”  написав Дарвін своєму другу. Він припустив, що має бути метелик з родини бражників з таким величезним хоботком. І дійсно, через 45 років він був знайдений! Майже 25 см відбірного хоботка!

NHM Xanthopan morgani.jpg
Ми б не довіряли цьому бражнику ніяких секретів! Джерело: Natural History Museum of London

Автори статті гадають, що їхні дані розбивають теорію про те, що поява смоктального хоботка метеликів – це відповідь лускокрилих на появу покритонасінних. Замість цього вони наполягають, що перехід комах “до харчування виключно рідкою їжею” – це адаптація до глобального потепління та посушливих умов пізнього тріасу.

Цілком можливо, що давні метелики харчувалися соком пошкоджених листків й лише потім радо почали користатися ноу-хау покритонасінних. У мізках ряду вчених навіть поселилася крамольна думка – “Можливо, квітки з’явилися як пристосування до смоктальних хоботків метеликів?” Але самі автори дослідження не спішать спекулювати своїми даними.

Science Advances 10 Jan 2018:
Vol. 4, no. 1, e1701568
DOI: 10.1126/sciadv.1701568

Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Забагато способів формування нервових систем

Нервова система живих організмів розвивається під суворим контролем біологічних молекул. Останнє дослідження вказує на те, що цей спосіб управління виникав у тваринному світі неодноразово.

Тварини розумні й тварини не дуже

Нервові системи тварин дуже різноманітні. Вони можуть складатися з кількох клітин-нейронів, а можуть формувати складні багатофункціональні мізки. Від маленької гідри з невпорядковано розкиданими чутливими клітинами до розумного читача цієї статті – величезна прірва еволюційних подій. Але є одне цікаве питання. Складні централізовані нервові системи мають спільне походження чи неодноразово виникали у різних гілках родинного дерева тварин?

Результат пошуку зображень за запитом "animal nervous system"
Нервова система гідри. Недосконала, але красива. Джерело: Stefan Siebert and Charles David

На перший погляд, що комахи, що хребетні можуть похвалитися мозком, з’єднаним з одним нервовим тяжем, який розташовується уздовж всього тіла. Крім того, дані молекулярних досліджень показують, що основні регулюючі гени працюють аналогічно під час розвитку нервової системи у хребетних, членистоногих та навіть кільчастих червів  [Corlen, Ohlen, 2000]

Отже, без варіантів нервова система має єдиний план розвитку у всіх двобічно-симетричних організмів? Якби не так! 4 січня Мартін-Дуран та його колеги [Martin-Duran, 2018] надали докази незалежної еволюції таких нервових систем.

Двобічно-симетри́чні, або Білатеральні (Bilateria) — група тварин, до якої відносять всі організми, які мають двобічну симетрію. У них всіх ліва сторона тіла дзеркальним чином відповідає правій.

У всьому винні гени

Більш ніж століття вчені ламають списи об наріжний камінь питання “Які еволюційні кроки дозволили сітці нейронів стати централізованою нервовою системою?”.

У середині 1980-х років дослідження отримали нове дихання завдяки виявленню великої родини генів, які кодують фактори, що визначають розвиток нервової системи.

Гомеобокс (Homeobox) – послідовність ДНК, яка виявлена ​​в генах, які відповідають за регуляцію розвитку тварин, грибів і рослин. Ці гени працюють як перемикачі для інших генів. Гомеобокс складається приблизно з 180 пар нуклеотидів і кодує білковий домен довжиною в 60 амінокислот (гомеодомен), який може зв’язувати ДНК.

Гени, які містять гомеобокс, утворюють окрему родину. Найбільш вивченими і найбільш консервативними з них є Hox-гени, які контролюють сегментацію тіла під час розвитку. Виявилося, що представники цих генів, включаючи комплекс Hox, спрацьовують аналогічно у дрозофіл та хребетних тварин.

Проте останні досягнення молекулярної філогенії змінили наш погляд на еволюцію тварин.

Молекулярна філогенетика або молекулярна систематика, молекулярна філогенія, “молекулярка” — галузь філогенетики (та, у свою чергу, систематики), що використовує методи молекулярної біології. Для класифікації організмів розшифровують структуру ДНКРНК і білків.

У 2016 році було показано, що малі червоподібні двосторонньо- симетричні істоти з типу Xenacoelomorpha є сестринською групою до клади Nephrozoa. 

Nephrozoa – клада, яка виділяється на основі генетичного аналізу, об’єднує в себе всіх вторинно- і первинноротих тварин. Тобто нас теж 🙂

Через те, що ксенакоеломорфи є найближчими живими родичами нефрозоїв, порівняння між цими двома групами можуть допомогти дослідникам знайти ознаки, які є в останнього спільного предка та всіх його численних нащадків.

Еволюція нервових систем тварин. Білатеральні (тварини, що володіють двостороньою симетрією) складаються з нефрозоїв та сестринської групи, ксенакоеломорфів. У багатьох нефрозоїв та ксенакоеломорфів є централізовані нервові системи, на відміну від їх найближчих родичів, кнідарій, що мають просту нервову сітку. Набір генів з гомеобоксом (позначений зірочкою), що контролюють повздовжнє розростання нервового стовбура, представлений у хребетних, комах і кільчастих червів. Було встановлено, що це еволюційна консервативна ознака, яка керує розвитком нервової системи, й успадкована або від спільного предка усіх двосиметричних тварин (блакитний круг), або від спільного предка нефрозоїв (фіолетовий круг). Проте, Мартін-Дуран та ін. не знайшли таких генів з гомеобоксом у дев’яти груп двобічносиметричних тварин – п’яти клад спіралій та чотирьох ксенакоеломорфів (обведені червоними рамками). Всі ці дані вказують на те, що розвиток та морфологічні подібності між централізованими нервовими системами двобічносиметричних істот є результатом незалежних еволюційних подій, які відбувалися паралельно. Джерело: Nature

Що ці ксенакоеломорфи собі дозволяють?

Ксенакоеломорфи мають різні типи будови нервової системи. Деякі з них є щасливими володарями лише ланцюжка нейронів, як і найближчі родичі серед двобічно-симетричних істот Кнідарії – медузи та морські анемони. Інші хизуються одним або декількома нервовими тяжами, що тягнуться або вздовж, або впоперек тіла.

Proporus sp.png
Наш далекий-далекий родич Proporus sp. Джерело: Marco Curini-Galletti та ін.

Мартін-Дуран та його колеги досліджували експресію генів у чотирьох групах ксенакоеломорфів. Вони виявили, що, хоча експресія ряду генів з гомеобоксами у цих тварин спостерігається, але  гени, що б відповідали за розростання нервового тяжу у повздожньому напрямку, його повністю позбавлені.

Нервові системи не такі схожі як ми думаємо

Мартін-Дуран та ін. далі взялися за малодосліджену групу спіралій. До цих тварин належать кільчасті та пласкі черви, а також молюски.  У більшості груп генів з гомеобоксами не виявлено. Окрім того, навіть у близькоспоріднених відділів з подібним планом будови нервової системи механізми регуляції її розвитку кардинально різняться.

У попередніх дослідженнях напівхордових та пласких червів також не було виявлено експресії генів з гомеобоксом для повздовжнього розростання нервового тяжу.  Цю відсутність інтепретували як вторинну втрату. Але, враховуючи дані Мартіна-Дурана та колег, це зовсім не так.

Скоріш за все, що “типова” система регуляції розвитку нервової системи не була представлена в останнього спільного предка усієї групи двобічно-симетричних та нефрозоїв. Швидше за все, вони розвивалися окремо у кожній групі.

(Nature, 2018)

doi:10.1038/nature25030

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://www.youtube.com/watch?v=Z-d_b5prhNs&t=165s
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Citizen science: що це таке й з чим його їдять?

Перш за все хочеться сказати, що сitizen science – це дуже крута штука. Громадянська наука – це концепція проведення наукових досліджень із залученням широкого кола добровольців, які можуть бути любителями, тобто не мати попередньої наукової освіти та підготовки за спеціальністю. Іноді вживають страшні словосполучення “дослідник-аматор”, “вчений-аматор”, але ми їх боїмося як рогаті неіснуючі істоти ладану й Вам їх вживати не радимо.

Навіщо громадянська наука?

Використання  напрацювань громадянських вчених часто дозволяє науковцям вирішувати поставлені задачі швидше та ефективніше.  Проекти сitizen science – це знищення прірви між зарозумілими нердами та простими смертними, які не можуть второпати – у чому метафізичний сенс дослідження абстрактних жаб на непрохідному болоті о четвертій ранку. То ти ще за це й гроші отримуєш?

Те, що наука не виконує соціальних запитів суспільства, – це її перший гріх. І це одна з головних причин її бездонного падіння у прірву байдужості та недофінансування. Громадянська наука – це діалог, взаємодія, взаємовигода та, можливо, навіть дружба.

Ряд програм сitizen science  існують спеціально для шкіл. Make science, not war – цього дійсно треба навчати. Але книжковий Дарвін не завжди з цим справиться, тоді ж як реальне наукове завдання для допитливого розуму учня може стати доленосним. Й коли він у майбутньому буде робити нобелівську лекцію або хоча б висловлюватиме подяки на прикінцевому слові після захисту дисертації – то Ваш проект з громадянської науки неодмінно згадають. Profit!

Сitizen science – це потужний магніт для неформальних наукових утворень. Наприклад те, що дані дописувачів Фейсбук-спільноти “Гриби України” використовуються для публікації якісних статей та вирішення питань охорони рідкісних організмів – це абсолютний крутяк.

Громадянська наука,  ніби створена для довготривалих програм моніторингу за станом довкілля, популяцій та поширення окремих видів. Це платформа для освіти та трибуна для пропаганди.

Розвиток інтернет-технологій, особливо соціальних мереж – це тротиловий заряд вибухового розвитку сitizen science у всьому світі.

Хто топить за громадянську науку?

Пол Файєрабенд (у своїй книзі «Наука в вільному суспільстві» (Science in a Free Society), 1978) та Ервін Чаргафф є відомими ідеологами  «демократизації науки». Уродженець Чернівців Чаргафф мало того, що першим отримав ДНК у чистому вигляді, так ще й протестував проти “грошової орієнтації технічних бюрократів». Він хотів заміни викривленої університетської науки на натуралістичну концепцію виховання кадрів. Із м’ясорубки універу мали б виходити такі універсали-любителі як Декарт, Ньютон, Лейбніц, Буффон і Дарвін.

Які відомі проекти із сitizen science існують?

Ще у далекому 1900 році було розпочато проект Національного Одюбонівского товариства зі щорічного перепису птахів (Christmas Bird Count).

Результат пошуку зображень за запитом christmas bird count
Різдвяні підрахунки пташок – непоганий спосіб вийти з квантової петлі зимових свят. Джерело: Camilla Cerea/National Audubon Society

Цьорогорічні підрахунки Ви вже пропустили, але на наступний рік ще встигаєте 🙂

Stardust @ home – громадський науковий проект, який закликав волонтерів до пошуку зображень дрібних часточок міжзоряного пилу. Проект почав надавати дані для аналізу з 1-го серпня 2006 року.

З лютого по травень 2000 і з серпня по грудень 2002 космічний зонд Stаrdust збирав свою колекцію блоків аерогелю. Вона складається з 130 блоків від 1 до 3 сантиметрів товщиною. Щоб знайти сліди зоряного пилу, треба було дослідити більше 700 000 окремих осередків аерогелю з використанням сильного збільшення. Кожне поле, яке складається з 40 зображень, називалось «фокусом фільму». Stardust спробував виконати це, розподіливши роботу серед добровольців. Учасники повинні були пройти тест, щоб зареєструватися для участі. Після реєстрації і проходження тесту, учасники отримали доступ до «віртуального мікроскопу», який дозволяє їм шукати в кожному полі сліди міжзоряного пилу, використовуючи контроль фокусу.

Процес пошуку часточок міжзоряного пилу. Джерело: NASA

В якості заохочення добровольців, перші п’ять стадій проекту дозволяли першому учаснику, який знайшов конкретну частинку пилу, дати їй найменування. Також відкривач був представлений як співавтор у будь-якої наукової публікації, як відкривач цієї частки.

В лютому 2013 дванадцять робіт, які підсумували результати Первинного Дослідження, були представлені Науковому співтовариству.

ClickWorkers – це невеликий експериментальний проект NASA, який використовував волонтерів (які носили горде прізвисько “клікворкери”) для наукових завдань. Насправді вони виконували рутинну роботу з мапування поверхні Марсу. Але яка може бути рутина у справжньому дослідженні Червоної планети?

Проект був успішний й отримав своє продовження. Тепер стати марсіанином можна за цим посиланням.

Victoria crater (NASA/JPL/UA )
Вчені сподіваються отримати супердетальний аналіз поверхні Марсу. Джерело: NASA.

Цілу купу проектів по громадянській науці здійснює Корнельська Орнітологічна лабораторія – Ebird, NestWatch, FeederWatch, і Celebrate Urban Birds.

Отримай сертифікат, купи бінокль та відвідуй гнізда – звучить як ідеальна відпустка. Джерело: NestWatch

Феномельний успіх мав проект Galaxy Zoo по класифікації різних типів галактик. Він дозволяє класифікувати більше 60 мільйонів галактик, зображення яких були отримані в проекті Sloan Digital Sky Survey. Користувачам ставиться завдання класифікувати зображення віддалених астрономічних об’єктів. Спеціальне астрономічне обладнання не потрібне, основи класифікації викладені в керівництві користувача на самому сайті.

"Galaxy Zoo Hubble"
Сьогодні ти класифікуєш галактики, а завтра в аспірантуру підеш? Джерело: GALAXYZOO

Ще одним прикладом ефективного проекту громадянської науки в США є Community Collaborative Rain, Hail & Snow Network (CoCoRaHS), запущений Colorado Climate Center. Дані цього проекту використовуються для прогнозування погоди та моніторингу попереджень про важкі погодні умови та кліматичні дослідження.

Пов’язане зображення
Вчені іноді змушують робити дуже дивні речі. Джерело: CoCoRaHS Manitoba‏

У Національного географічного товариства є свій археологічний проект, Field Expedition: Mongolia, в якому користувачі відзначають потенційно цікаві місця для розкопок на зображеннях знятих GeoEye супутниками, щоб допомогти дослідникам на місцях в Монголії.

Результат пошуку зображень за запитом Field Expedition: Mongolia adventureblog.nationalgeographic
Щоб авторизуватися натисніть лише на ті квадрати, де зображена Монголія. Джерело: adventureblog.nationalgeographic

Мережі громадянських вчених активно використовуються для фенологічних спостережень.  Наприклад для того,  щоб досліджувати, як глобальне потепління впливає на рослинний і тваринний світ в різних географічних районах.

Проекти розподілених обчислень, такі як Folding @ Home, World Community Grid, Einstein @ Home і інші, можна також розглядати як громадянську науку, хоча головне завдання обчислення здійснюється за допомогою комп’ютерів добровольців.

А що у нас?

Ви можете загуглити “громадянська наука в Україні” й все дізнатися самі. Власне, пошукові системи поки що з цим ніяк не допоможуть. Але це не значить, що sitizen science у нас немає. Просто вони ретельно маскуються або ж не є системними. От кілька відомих нам способів долучитися до громадянської науки:

  • Національна мережа інформації з біорізноманіття. Тут можна публікувати свої фотоспостереження живих організмів. Навіть якщо не змогли їх визначити фахівці Вам допоможуть. Ми б не назвали інтерфейс інтуїтивно зрозумілим, але розібратися цілком до снаги. А ще в ниє сторінка в ФБ.
  • Фейсбук-спільноти: Гриби України, Ukrainian Botanical Group, Флора України. Звісно їх більше, але це ті, за якими ми постійно спостерігаємо. “Гриби України”, зокрема, відомі своїми суворими правилами по вказуванню місця та дати збору. Постійні вказування “відформатуйте пост відповідно до правил спільноти” з баном коментарів можуть шокувати недосвідченого користувача, але це дійсно перетворює сторінку на наукове джерело. Наявність професійних мікологів, які часто роблять віртуозні визначення по фото, – теж. Українська ботанічна група – незамінна для всіх, хто хоче визначити всі рослини, які коли-небудь бачили в житті. Й іноді вчені просять надати інфу щодо поширення того чи іншого виду. Флора України – це гарні фотографії рослин, але не лише вони. Зокрема клич про допомогу в зібранні інформації про трапляння дівочого винограду п’ятилистого у вузькому розумінні – це чистої води  citizen science.
  • орнітологічні ФБ-проекти – Птахи України та Birdwatching Ukraine – Бёрдвотчинг в Украине – Бьордвотчинг в Україні . Тут збирається купа наукової інформаці – щодо термінів прильоту птахів на міграціях, щодо поширення журавлів, щодо взаємозв’язків птахів та омели. А ще є “Жаби, ящірки та змії”  – купа профі тусується, цікаві знахідки.
  • Довколаботаніка :). Вкладка на сайті красномовно натякає на те, що цю статтю ми публікуємо не просто так. Подробиці – скоро. Насправді в цьому дописі не було ніякої мети зібрати проекти разом. Для цього й існує вкладка на сайті, де ми будемо акумулювати все, що нам стане відомим у цій галузі.

Й звісно ми будемо вдячні, якщо Ви поділитесь своїми знаннями про проекти громадянської науки в Україні.

На завершення хотілося б сказати, що  сitizen science – це дуже крута штука.

Хижі рослини – демонстрація 14 січня

Якщо з якихось причин Ви сумуєте в зимовіі дні – то ми маємо, що запропонувати. Поєднайте цікаве та веселе на демонстрації про найзагадковіші рослини нашої планети. Вони живуть за своїми правилами у моторошному світі видової боротьби, а їхня холодна краса – смертельна. Хижі рослини з хитромудрими ловчими пастками здавна дивували науковців та захоплювали уяву любителів рослинного царства.

Ми дослідимо будову їхніх пристосувань для полювання на здобич, ознайомимось з відомими та ще нерозкритими загадками улюблених рослин Ч. Дарвіна. Опануємо ази вирощування росичок з насіння й кожен учасник забере з собою свою власну хижу міні-плантацію.

А на завершення зіграємо у затишний «Комахоїдний квест» у стінах відділу ботаніки природничого музею.
Для участі необхідна реєстрація за посиланням: https://docs.google.com/forms/d/1p7tzS_qFQBpKGCozr4g5JKVaudOf0JYdhJvqA62Ypus/edit
довідки за телефоном 0636164956
Оплата: 100 грн – для дітей, 120 грн – для дорослих (вхідний квиток до музею та матеріали для посадки плантації хижих рослин включені у вартість програми) .

Де: вул. Б. Хмельницького, 15, Національний науково-природничий музей НАН України

Коли: 14  січня, 14:30