Открытия в эволюции. Итоги 2016 года

2016 год принёс ряд открытий в эволюционной биологии, само собой рассказать обо всех не получится, поэтому здесь вы найдёте подборку из 11 наиболее интересных открытий по версии известного российского учёного А. Маркова.

Любители видео-лекций могут сразу смотреть ролик продолжительностью всего 1ч 47мин от самого автора — https://www.youtube.com/watch?v=0Bcd7LkqBrQ (советую выставить скорость 1.5), а для любителей почитать предлагаю мини-обзор:

1. Синтез органики в космосе

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

В космосе обнаружены разнообразные органические вещества, однако о механизмах их формирования известно немного. Астрофизики и химики из Франции, Дании и Мексики экспериментально показали, что в условиях, имитирующих ранние стадии формирования планетных систем, в водяном льду с примесью метанола и аммиака под действием ультрафиолетового излучения образуются всевозможные углеводы, включая рибозу — важнейшую составную часть рибонуклеиновой кислоты (РНК) — наиболее вероятной предшественницы ДНК на ранних этапах становления жизни.

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432736/Riboza_i_drugie_sakh…

2. Древнейшие следы жизни на Земле

Австралийские ученые вместе с коллегой из Англии, продолжив свои многолетние исследования осадочных пород горы Исуа в Гренландии, нашли недостающее доказательство существования древнейшей микробной жизни.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

В новом местонахождении, открывшемся на месте растаявшего ледника, они обнаружили слоистые структуры, по форме и элементному составу сходные с известными строматолитовыми постройками архея. Их возраст составляет 3,7 млрд лет, и это самые древние из известных на сегодня свидетельств жизни.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Так выглядят древнейшие строматолиты — наслоения бактериальных матов, в которых органические слои (сами маты) чередуются с неорганическими (осадками).

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432822/Naydeny_stromatolity…

3. В Китае найдены древнейшие многоклеточные водоросли.

Китайские палеонтологи обнаружили в мезопротерозойских карбонатных сланцах возрастом 1,56 миллиардов лет отпечатки крупных многоклеточных организмов, похожих на современные водоросли. У некоторых экземпляров сохранились стебельки и прикрепительные образования, найдены также фрагменты с хорошо сохранившейся клеточной структурой. Находки представляют собой самое убедительное на сегодняшний день подтверждение того, что в начале мезопротерозоя в морях уже существовали крупные многоклеточные эукариоты, подлинный расцвет которых начался лишь спустя миллиард лет.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Ископаемые водоросли из формации Гаоюйчжуан (1560 млн лет, Северный Китай).

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432756/V_Kitae_naydeny_drev…

4. Обычную бактерию «научили» питаться энергией света

Американские химики и биоинженеры создали «гибридную» фотосинтезирующую систему, в которой светособирающую функцию выполняют наночастицы сульфида кадмия, а живая нефотосинтезирующая бактерия Moorella thermoacetica забирает у них возбужденные светом электроны, которые она затем использует для восстановления CO2 и синтеза органики. Ожидается, что подобные биотехнические устройства, преобразующие энергию солнечного света в нужные человеку органические вещества, в дальнейшем превзойдут по эффективности и удобству использования обычные фотосинтезирующие организмы.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Схема гибридной фотосинтезирующей системы, созданной американскими биоинженерами. Бактерии Moorella thermoacetica делятся и растут, осаждая на своей поверхности наночастицы сульфида кадмия (показаны желтым цветом). В результате бактерии «фотосенситизируются», то есть приобретают способность к фотосинтезу: производству органики (уксусной кислоты) из CO2 за счет энергии света.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432668/Nefotosinteziruyushc…

5. Изготовлена бактерия с синтетическим минимальным геномом

Сотрудники института Крейга Вентера сообщили о новом успехе на пути к созданию искусственных микроорганизмов с заданными свойствами. Используя разработанные ранее методы изготовления синтетических геномов и внедрения их в бактериальные клетки, исследователи создали жизнеспособную бактерию, геном которой содержит всего лишь 531 тысячу пар оснований и 473 гена — меньше, чем у любых существующих в природе микробов, способных к самостоятельному размножению.

В ходе работы стало ясно, что современные знания об устройстве клетки и функциях генов всё еще недостаточны для проектирования геномов с чистого листа, поэтому без метода проб и ошибок обойтись пока не удается. Функции 149 из 473 генов «минимального генома» неизвестны: эксперименты показали, что эти гены необходимы для устойчивого роста бактерий, но что именно они делают, еще предстоит выяснить.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Группа бактерий JCVI-syn3.0 с синтетическим минимальным геномом, содержащим всего лишь 473 гена — меньше, чем у любого другого самостоятельно размножающегося организма. Изменчивый размер клеток — одна из отличительных черт нового микроба.

Источник http://elementy.ru/novosti_nauki/432720/Izgotovlena_bakteriy…

6. Эксперимент, показывающий пользу полового размножения

Идея о том, что половое размножение ускоряет адаптацию, неоднократно подтверждалась экспериментально. Кроме того, она имеет весомые теоретические обоснования. До сих пор, однако, ход эволюционных изменений генома в бесполых и половых популяциях не сравнивался напрямую. Американские биологи придумали методику и создали генно-модифицированные штаммы дрожжей, благодаря которым эту технически сложную задачу удалось решить.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Оказалось, что при одинаковом темпе мутирования в половых популяциях за 1000 поколений закрепляется в 5 раз меньше мутаций, чем в бесполых популяциях такой же численности. Среди мутаций, закрепившихся в бесполых популяциях, встречаются вредные, тогда как в половых популяциях закрепляются только полезные мутации. Эти результаты подтверждают классические представления о том, что половое размножение ускоряет адаптацию, помогая отбору отделять полезные мутации от вредных.

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432701/Polovoe_razmnozhenie…

7. Неандертальские гены влияют на здоровье современных людей

Генофонд современного внеафриканского человечества содержит небольшую примесь неандертальских генов, полученных в результате гибридизации с неандертальцами 47–65 тысяч лет назад. О влиянии этих примесей на фенотип современных людей до сих пор известно немного. Появление больших электронных баз данных по медицинской генетике позволило американским ученым оценить связь между наличием у современных европейцев тех или иных неандертальских аллелей и различными заболеваниями.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Оказалось, что неандертальские гены достоверно, хотя и не очень сильно, влияют на риск некоторых нарушений, таких как депрессия, актинический кератоз (патологическое изменение кожи под действием солнечного излучения), повышенная свертываемость крови и никотиновая зависимость. Многие из этих генов могли быть полезны нашим палеолитическим предкам, но потом стали вредными в связи с изменением условий жизни.

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432697/Neandertalskie_geny_…

8. Анализ геномов показал историю заселения планеты человеком

На сайте журнала Nature опубликованы статьи трех больших международных коллективов, посвященные анализу 787 (в общей сложности) тщательно отсеквенированных человеческих геномов, представляющих популяции со всего мира, включая самые глухие его уголки. Проделанная работа позволила уточнить и дополнить представления об истории заселения Евразии и Австралии людьми современного типа, а также о гибридизации наших предков с неандертальцами и денисовцами.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Доля неандертальской (вверху) и денисовской (внизу) ДНК в геномах людей из разных регионов. На нижней карте более яркими красными точками показаны геномы жителей Океании с очень большой (до 5%) денисовской примесью.

В частности, удалось показать, что аборигены Австралии и Новой Гвинеи в основном являются потомками той же самой волны выходцев из Африки, которая дала начало современным европейцам и азиатам, однако в их геномах обнаружена также небольшая примесь генов другой популяции сапиенсов, вышедшей из Африки существенно раньше. Возможно, эта же популяция была и источником архаичной сапиентной примеси, обнаруженной недавно в геноме алтайского неандертальца.

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432841/Novye_genomnye_danny…

9. Ритуал у шимпанзе

В ходе наблюдений за 34 сообществами диких шимпанзе обнаружен неизвестный ранее тип «ритуализованного» поведения. На территориях четырех сообществ имеются особые деревья, в дуплах и у корней которых набросано множество камней. Как выяснилось, шимпанзе систематически колотят камнями об эти деревья, швыряются в них, забрасывают камни в дупла и расщелины между корнями. Эти действия сопровождаются специфическими «долгими криками», взъерошенной шерстью (пилоэрекцией) и другими признаками эмоционального возбуждения.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

«Ритуализованное» бросание камней у шимпанзе. Вверху — три типичных варианта поведения: забрасывание камня в дупло или расщелину между корнями (tossing), швыряние камня с силой об ствол (hurling), стучание камнем по стволу (banging). Внизу: созданные обезьянами скопления камней в дуплах и у оснований стволов.

Наличие или отсутствие данного поведения в сообществе шимпанзе не связано с частотой встречаемости дуплистых деревьев или доступностью камней. По-видимому, оно определяется культурной традицией. Не исключено, что эти действия представляют собой усовершенствованный вариант типичных для шимпанзе мужских демонстраций, но возможны и другие интерпретации.

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432707/U_shimpanze_est_spet…

10. Не все каменные орудия на самом деле орудия

Чернополосые капуцины часто пользуются деревянными и каменными орудиями, в том числе для колки орехов и выкапывания корешков. Наблюдения за дикими капуцинами в национальном парке Серра-да-Капивара в Бразилии показали, что эти обезьяны любят колотить камнем по камню, производя отщепы с острыми краями и оббитые ядрища, неотличимые от примитивных орудий ископаемых гоминид.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Смысл этого поведения неясен: получающиеся отщепы никогда не используются обезьянами и, по-видимому, вовсе их не интересуют. Открытие показало, что наличие подобных артефактов в археологических слоях еще не доказывает, что изготовившие их приматы занимались целенаправленным производством орудий для последующего использования.\

Источник — http://elementy.ru/novosti_nauki/432859/Yuzhnoamerikanskie_o…

11. Найден предок эукариот (!!!)

Современные методы метагеномного анализа уже позволяют собирать из фрагментов ДНК, выделенных из проб воды, донных осадков, почвы и других сред, целые геномы микроорганизмов, в том числе новых для науки. В 2015 году таким способом были открыты локиархеи — неизвестная ранее группа архей, близкая к эукариотам. Целенаправленный поиск микробов, родственных локиархеям, привел к обнаружению большой и разнообразной группы, заслуживающей ранга надтипа и получившей название «Асгард». В эту группу, помимо описанных ранее локиархей и торархей, входят два новых типа: одинархеи и хеймдалльархеи. В геномах асгардархей закодировано множество белков, ранее считавшихся характерными только для эукариот, в том числе многие компоненты цитоскелета, а также молекулярные системы, отвечающие за везикулярный транспорт и убиквитин-зависимую деградацию белков.

Открытия в эволюции. Итоги 2016 года наука, биология, теория эволюции, эволюция, Александр Марков, итоги, подборка, видео, длиннопост

Эволюционное дерево асгардархей, для которых удалось собрать значительную часть генома, и распределение белков, ранее считавшихся уникальными для эукариот (ESP). Показаны белки, связанные с обработкой генетической информации (репликация, транскрипция, трансляция), цитоскелетом, транспортом веществ при помощи мембранных пузырьков, убиквитин-зависимой деградацией белков и гликозилированием белков (которое у эукариот осуществляется на мембранах эндоплазматического ретикулума). Черные кружки — наличие белка установлено надежно, серые — предположительно, белые — белок не обнаружен.

Никто пока не видел асгардархей под микроскопом, но геномные данные указывают на более сложную организацию их клеток по сравнению с обычными прокариотами. Предки эукариот почти наверняка были асгардархеями, возможно, близкими к хеймдалльархеям. Открытие показало, что ряд шагов в сторону усложнения организации был сделан предками эукариот задолго до приобретения митохондриального симбионта.

Источник http://elementy.ru/novosti_nauki/432910/Opisan_novyy_nadtip_…

Пост создан 

Добавить комментарий