Биологи узнали, почему гребневики выживают при огромном давлении
Гребневики внешне похожи на медуз, хотя не относятся к их близким родственникам. Это самостоятельный своеобразный тип, который отделился от прочих животных на заре эволюции. Многие гребневики при всей простоте и «мягкотелости» способны жить при очень высоком давлении — под четырехкилометровым слоем океанической воды. Новое исследование, опубликованное в Science, описало уникальные адаптации глубоководных гребневиков на уровне молекул.
Среди самых древних из ныне живущих животных выделяются гребневики (Ctenophora). Они не настолько примитивны, как губки, у которых нет даже тканей, но все же очень просто устроены. Долгое время гребневиков вместе со стрекающими (медузами, полипами, гидрами и так далее) помещали в общую группу кишечнополостные. Однако сейчас считают, что гребневики не родственны никому из современных животных и относятся к собственной крупной ветви на древе эволюции.
Действительно, ведь эти животные имеют уникальное строение тела, плавают за счет переливающихся рядов ресничек и, похоже, приобрели нервную систему независимо от других животных.
Авторы новой статьи в лидирующем научном журнале Science описали еще одну уникальную черту гребневиков. Точнее, тех из них, что живут на большой глубине (до четырех километров) и подвергаются действию огромного давления, — в сотни раз большего, чем на поверхности суши.
Зоологи не раз замечали, что пойманные гребневики буквально «растворяются», бесследно исчезают при их подъеме на поверхность или даже на борт батискафа. Полагали, что виной тому — слишком высокая температура, но даже в холодильнике животные продолжали пропадать.
Выходит, что дело в огромном давлении, к которому приспособлены жители глубин. Авторы исследования решили разобраться, какие именно адаптации на молекулярном уровне приобрели такие гребневики. Они предположили, что в этом замешаны липидные мембраны клеток, — тонкие структуры на основе жироподобных веществ, по которым «плавают» белки. Известно, что мембранные структуры чувствительны к давлению и температуре и при их изменении приобретают другие свойства и даже переходят в другое фазовое состояние.
Исследователи наловили множество разных гребневиков — как глубоководных, например представителей рода Bathocyroe, так и живущих у поверхности в теплых или холодных водах. Из животных извлекли липиды и собрали в искусственные мембраны, после чего описали их поведение при разном давлении.
Оказалось, что гребневики-глубоководники имеют в пять раз больше фосфолипидов особого типа — плазмалогенов, включая молекулы PPE. Обычно липиды имеют цилиндрическую форму, но молекулы PPE — конические, то есть шире на одном конце и уже на другом.
В нормальных условиях — привычных нам температуре и давлении — такие липиды образовали бы мембраны с отрицательной кривизной. Иначе говоря, не плоские, а вогнутые, с поверхностью наподобие седла. Такие мембраны не могут нормально выполнять свои функции — именно поэтому гребневики растворялись на глазах у биологов. Между тем на большой глубине и при давлении порядка 400 атмосфер мембраны, богатые плазмалогенами, не «замерзают» и не теряют свои функции, а продолжают нормально работать. Выходит, именно липидный состав объясняет успешное выживание этих простых и мягкотелых существ на огромной глубине.
Ученые проверили свою гипотезу в эксперименте на кишечной палочке E. coli. Бактерии модифицировали, введя в мембраны побольше PPE, что позволило им выживать под очень высоким давлением в лабораторных условиях.
Не исключено, что подобный состав липидных мембран можно обнаружить и у других животных из глубокой части океана — бокоплавов, липаровых рыб и так далее. Кроме того, уникальные свойства «конических» липидов вполне могут найти применение в биотехнологии и медицине.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии