Connect with us

Наука

В связи массовых вымираний с последующими эволюционными «взрывами» усомнились

В связи массовых вымираний с последующими эволюционными "взрывами" усомнились

Published

on

Искусственный интеллект, в отличие от авторов предыдущих исследований, не нашел этой связи

В связи массовых вымираний с последующими эволюционными "взрывами" усомнились

© EPA-EFE/SHAWN THEW

ТАСС, 10 декабря. Ученые проанализировали крупнейшие массовые вымирания с помощью искусственного интеллекта. В результате они пришли к выводу, что после подобных катастроф эволюция выживших животных далеко не всегда резко ускоряется, как считалось ранее. Результаты их расчетов были опубликованы в статье в журнале Nature.

"Гипотеза о том, что массовые вымирания открывают дорогу для резких всплесков эволюции, считается одним из столпов классической теории макроэволюции. Мы проанализировали всю историю существования многоклеточной жизни на Земле с помощью системы машинного обучения и обнаружили, что 15 крупнейших вымираний и эволюционных взрывов по большей части не были связаны друг с другом", – пишут исследователи.

Считается, что за все время существования жизни на Земле произошло шесть крупнейших массовых вымираний. Последнее из них случилось примерно 65,5 млн лет назад, в результате чего исчезли динозавры и все остальные крупные наземные и морские рептилии.

Долгое время ученые предполагали, что после подобных событий происходит своеобразный эволюционный "взрыв". Выжившие животные начинают быстро заполнять пустующие экологические ниши и приспосабливаться к ним, меняя свой внешний вид. Эта концепция, которую называют "созидательным разрушением", считается одной из основ современной теории макроэволюции.

Раскопки последних лет показывают, что некоторые из крупнейших вымираний, в том числе пермское, сопровождались необычно долгими периодами восстановления флоры и фауны. Иногда они длились десятки миллионов лет. Поэтому ученые спорят о том, почему этот процесс начался после катаклизмов далеко не сразу.

Биологи-эволюционисты под руководством профессора Упсальского университета (Швеция) Грэма Бадда попыталась объяснить подобные разночтения. Они с помощью искусственного интеллекта детально изучили историю всех вымираний на Земле и аналогичных всплесков в частоте образования новых видов.

Новые законы макроэволюции

В ходе исследования ученые узнали, когда на Земле появились и исчезли представители более 137 тыс. видов флоры и фауны, следы существования которых палеонтологы открыли за два последних столетия. С помощью этих данных биологи и математики измерили скорость вымирания и формирования видов в разные геологические эпохи. Это помогло им выделить все крупные, средние и небольшие вымирания и всплески видообразования.

Подобным образом Бадд и его коллеги "увидели" все крупнейшие массовые вымирания, за исключением недавно начавшегося шестого массового вымирания, а также семь менее значимых эпизодов резкого сокращения видового разнообразия флоры и фауны. Время завершения этих катаклизмов ученые сопоставили с тем, когда начались 15 крупных эволюционных взрывов, которые искусственный интеллект нашел в палеонтологических данных.

Оказалось, что большая часть событий из той и другой групп по времени появления не совпадали друг с другом. Более того, многие эпизоды резкого прироста в числе новых видов начинались тогда, когда никаких массовых вымираний не было. К примеру, нечто похожее произошло в начале каменноугольного и в конце ордовикского периодов, когда появилось множество новых групп флоры и фауны, а уже существующие виды растений и животных не исчезли.

Что интересно, эти расчеты указывают на существование обратного явления. Бадд с коллегами окрестили его "разрушительным созиданием". Расчеты ученых показывают, что представители одной волны видов, которые возникли в результате одного эволюционного взрыва, постепенно замещают других животных и растения, появившихся в ходе предыдущего подобного события, что происходит каждые 19-20 млн лет.

С чем связаны подобные циклы рождения и разрушения, ученые пока не могут сказать. Однако они предполагают, что наблюдения за начинающимся шестым массовым вымиранием, связанным как с деятельностью человека, так и с окончанием ледниковой эпохи, помогут найти ответ на этот вопрос.

Наука

Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества

Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества

Published

on

Ученые считают, что эта болезнь начала влиять на эволюцию человечества более 2 тысяч лет назад

Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества

© AP Photo/Lefteris Pitarakis

ТАСС, 4 марта. Изучение геномов тысячи европейцев времен античности и средневековья показало, что туберкулез влиял на генетическую эволюцию человечества более двух тысяч лет. Результаты исследования опубликовал American Journal of Human Genetics.

Туберкулез возникает из-за того, что в легкие человека попадает микобактерия Mycobacterium tuberculosis, более известная как палочка Коха. До появления первых лекарств и прививок от этой болезни она уносила жизни тысяч и миллионов людей каждый год.

Профессор Института Пастера Луис Квинтана-Мурси и его коллеги заинтересовались, как столь долгое сосуществование туберкулеза и человека могло повлиять на генетическую эволюцию предков современных европейцев.

Для этого ученые сопоставили геномы более тысячи европейцев, которые жили в средние века, во время античности и ранее. Исследователи хотели узнать, как был устроен ген TYK2, который управляет активностью моноцитов – одного из типов клеток иммунной системы.

Одна из разновидностей этого гена, P1104A, делает ее носителей особенно уязвимыми к туберкулезу. Сейчас она почти не встречается среди европейцев. Это натолкнуло ученых на мысль, что естественный отбор мог очистить популяцию от ее носителей.

Проанализировав, как часто P1104A встречалась в геномах древних европейцев, ученые обнаружили, что эта вариация возникла более 30 тыс. лет назад. Раньше она встречалась в геномах европейцев достаточно часто. Гораздо реже она стала появляться примерно две тысячи лет назад и после этого оставалась на очень низком уровне.

Некоторые биологи и историки считают, что примерно в то же время появились первые штаммы палочки Коха, которые могли вызывать туберкулез. Квинтана-Мурси и его коллеги предполагают, что исчезновение вариации P1104A было напрямую связано с первыми эпидемиями туберкулеза.

Ученые считают, что аналогичным образом можно реконструировать историю других эпидемий. Благодаря этому ученые смогут понять, какую роль они могли сыграть в расцвете и исчезновении многих древних цивилизаций и культур людей, подытожили палеогенетики.

Continue Reading

Наука

Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики

Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики

Published

on

Их можно использовать в смартфонах и космических аппаратах

Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики

Рак-богомол © Serguei S. Dukachev/CC BY-SA 3.0/Wikimedia Commons

ТАСС, 4 марта. Строение глаз морских раков-богомолов вдохновило физиков на создание компактных оптических датчиков для спектрального и поляриметрического анализа. Статью с описанием разработки опубликовал научный журнал Science Advances.

Глаза – одна из самых необычных черт раков-богомолов. У них 12 типов фоторецепторов (в человеческом глазе их всего два – палочки и колбочки). Кроме того, в глазу у раков-богомолов есть и специализированные линзы, которые настроены на восприятие определенных цветов и оттенков. Благодаря этому ракообразные экономят вычислительные ресурсы мозга и распознают только те формы света, которые важны для их выживания.

Эта черта привлекла внимание доцента Университета Северной Каролины Майкла Куденова и его коллег. Они предположили, что на похожих принципах можно создать компактные поляриметры и спектрографы, для работы которых критически важна способность очень точно определять длину волн света.

Ученые создали набор поляризующих линз и органических детекторов света, которые по своим свойствам повторяют различные компоненты фоторецепторов раков-богомолов. Уложив их в своеобразную стопку, физики собрали очень компактный набор оптических сенсоров и проверили его работу на практике.

По чувствительности эта система примерно в десять раз превосходила уже существующие компактные поляриметры и спектрографы. Она разбивает поступающее излучение на семь спектральных и поляриметрических каналов, однако ученые предполагают, что могут увеличить это число до 15, увеличив толщину стопки сенсоров и линз.

Благодаря размерам получившийся прибор можно встраивать в смартфоны, космические зонды и телескопы, которые изучают спектр излучения далеких звезд и химический состав планет Солнечной системы. Куденов и его коллеги надеются, что их разработку будут использовать на практике уже в ближайшем будущем.

Continue Reading

Наука

Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров

Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров

Published

on

Оказалось, что летучее вещество из этого растения включает у них рецепторы, отвечающие за боль и жжение

Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров

Кошачья мята © Deborah C/Shutterstock/FOTODOM

ТАСС, 4 марта. Биологи выяснили, что кошачья мята отпугивает комаров и других насекомых благодаря тому, что присутствующие в ней летучие вещества могут соединяться с рецепторами боли в теле насекомых. Статью с описанием исследования опубликовал научный журнал Current Biology.

Летучие вещества нужны растениям для общения как друг с другом, так и с окружающим миром. К примеру, часть из них служит сигналом тревоги, "слыша" который растения вырабатывают токсины, а другие привлекают внимание опылителей и симбионтов.

У некоторых таких веществ есть свойства, бесполезные для растений, но важные для людей и животных. К примеру, в иголках пихты, листьях полыни и некоторых других пахучих растений есть летучие вещества с противораковыми свойствами.

Еще одно растение c такими интересными летучими веществами – кошачья мята (Nepeta mussinii). Например, кошки поедают ее и валяются в ней, чтобы покрыть себя веществами, которые отпугивают комаров и других кровососущих насекомых. Доцент Лундского университета (Швеция) Маркус Стенсмир и его коллеги заинтересовались, как именно кошачья мята действует на насекомых.

В ходе экспериментов ученые следили, как это растение влияет на разные виды членистоногих – например, скорпионов, о действии на которых писал еще древнеримский естествоиспытатель Плиний Старший, или распространенных лабораторных насекомых – мушек-дрозофил.

Оказалось, что летучее вещество из кошачьей мяты, непеталактон, отпугивал мушек, муравьев, комаров и многих других насекомых, но не скорпионов.

Сопоставив структуру ДНК насекомых, ученые выделили набор общих для них генов и попытались найти те нервные клетки, которые отвечали за реакцию на кошачью мяту. Исследователи пришли к выводу, что непеталактон действовал не на обонятельные нейроны насекомых, как предполагали многие биологи, а на те нервы, которые были покрыты рецепторами TRPA1.​

Эти рецепторы отвечают за распознавание холода и других источников опасности, которые у человека и большинства многоклеточных обычно вызывают боль или жжение. Обнаружив потенциальную связь между TRPA1 и непеталактоном, ученые проверили, что произойдет, если заблокировать работу этого рецептора в клетках комаров и мушек.

После подобной процедуры и те, и другие насекомые перестали бояться кошачьей мяты и спокойно садились на ее листья или другие поверхности, покрытые раствором непеталактона. Интересно, что это вещество не могло соединяться с человеческой или кошачьей формой рецептора TRPA1. Это объясняет, почему кошачья мята действует таким образом только на насекомых.

Ученые надеются, что результаты их работы позволят создать новые репелленты на основе веществ с похожей структурой.

Continue Reading
Advertisement

Последние новости

Общество8 минут ago

Журналист Родин рассказал о закрытии передач на радио «Говорит Москва» из‑за письма Путину против поправок в законопрект о просвещении

Журналист Михаил Родин рассказал о закрытии исторических программ «Родина слонов» и Proshloe по требованию главного редактора радио «Говорит Москва» Романа...

Общество8 минут ago

В Москве на выходе из спецприемника после 30 суток ареста задержали администратора телеграм‑канала «Протестный МГУ»

В Москве на выходе из спецприемника в ОМВД по району Бирюлево-Западное задержали телеграм-канала «Протестный МГУ» Дмитрия Иванова, передают его соратники....

YouTube назвал условия разблокировки Трампа YouTube назвал условия разблокировки Трампа
Hi-Tech1 час ago

YouTube назвал условия разблокировки Трампа

YouTube © РИА Новости ВАШИНГТОН, 4 мар — ПРАЙМ. Видеоплатформа YouTube готова снять блокировку аккаунта экс-президента США Дональда Трампа, после того...

Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества
Наука2 часа ago

Туберкулез заподозрили во влиянии на генетическую эволюцию человечества

Ученые считают, что эта болезнь начала влиять на эволюцию человечества более 2 тысяч лет назад © AP Photo/Lefteris Pitarakis ТАСС,...

Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики
Наука2 часа ago

Устройство глаз раков-богомолов вдохновило физиков на компактные оптические датчики

Их можно использовать в смартфонах и космических аппаратах Рак-богомол © Serguei S. Dukachev/CC BY-SA 3.0/Wikimedia Commons ТАСС, 4 марта. Строение...

Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров
Наука2 часа ago

Ученые выяснили, почему кошачья мята отпугивает комаров

Оказалось, что летучее вещество из этого растения включает у них рецепторы, отвечающие за боль и жжение Кошачья мята © Deborah...

Наука2 часа ago

В Омской области создадут научно-образовательный консорциум «Вернадский»

Его задачей станет укрепление общероссийского научно-образовательного пространства, а также содействие научно-технологическому и социально-экономическому развитию региона ОМСК, 4 марта. /ТАСС/. Научно-образовательный...

Наука2 часа ago

Исчезновение бабочек в США связали с повышением осенних температур

Ученые предполагают, что теплые осени могут лишать насекомых доступа к воде или повышать активность их естественных врагов ТАСС, 4 марта....

В Европе выбрали автомобиль 2020 года В Европе выбрали автомобиль 2020 года
Авто3 часа ago

В Европе выбрали автомобиль 2020 года

ФОТО : Shutterstock/FOTODOM / Attapon Thana Европейское жюри назвало победителя конкурса Car of the Year. Им стала малолитражная модель Toyota...

В ВШЭ спрогнозировали рост реальных располагаемых доходов россиян В ВШЭ спрогнозировали рост реальных располагаемых доходов россиян
Экономика3 часа ago

В ВШЭ спрогнозировали рост реальных располагаемых доходов россиян

Монетки © fotolia.com/ fox17 Читать 1prime.ru в МОСКВА, 4 мар — ПРАЙМ. Реальные располагаемые доходы россиян в 2021 году вырастут на 2,3% и на...

Популярное