Дрозофилы приспособились к белым ночам
Подобно многим животным, плодовая мушка дрозофила имеет гены, ответственные за работу биологических часов, то есть суточных ритмов. Оказывается, эти насекомые приобрели их сравнительно недавно, при расселении по Европе. В новой публикации ученые рассказали о механизмах этой адаптации дрозофил.
Эволюция не прекращает работу ни на минуту и всегда находит новые способы удивить тех, кто возьмется ее исследовать. К примеру, у многих живых существ возникли различные адаптации к суточным ритмам — их продолжительность равна примерно 24 часам. Есть они и у плодовых мушек дрозофил — излюбленного объекта исследований биологов.
Оказывается, один из вариантов специализированного гена биологических часов возник у Drosophila melanogaster примерно 300-3000 лет назад, когда эти насекомые обитали только на юге Европы. Сегодня такой вариант (аллель) все чаще встречается у дрозофилы в Северной Европе, включая Скандинавию. Механизмы этого оставались загадкой, однако теперь нейробиологи из Университета Мюнстера (Германия) нашли объяснение. Их работа опубликована в свежем выпуске журнала Nature Communications.
В статье описаны специализированные гены под названием timeless («вне времени») и period («период»). Вместе они управляют суточным ритмом плодовой мушки, продолжительность которого, как и положено, близка к 24 часам. Этот ритм постоянно корректируется на основании внешних стимулов, обозначенных немецким словом «zeitgeber» (буквально «таймер»).
Дрозофила оказалась способна подводить свои «внутренние часы» в соответствии с изменениями уровня освещенности и температуры. Ученых особенно заинтересовало, почему один из вариантов (аллелей) гена timeless в последнее время быстро распространяется среди дрозофил.
«Подобно людям, дрозофила возникла в Тропической Африке и далее расселялась на север, достигнув в итоге Северного полярного круга, — рассказывает первый автор новой статьи Анжелика Ламаз (Angelique Lamaze). — Там мухи оказались в условиях длинных дней или даже постоянной освещенности летом, так называемых белых ночей».
Периоды постоянной освещенности привели биологические часы дрозофилы в негодность. Дело в том, что кодируемый геном timeless белок просто разрушался в процессе химических реакций. И в итоге весь этот сложный молекулярный комплекс адаптации к суточным ритмам деградировал.
Однако жизнь дрозофил не осталась совсем без всякого ритма. Дело в том, что циклические изменения температуры не зависят от такой причуды высоких широт, как белые ночи. Оказывается, мухи, имеющие тот самый особый аллель гена timeless, благодаря нему смогли использовать изменения температуры окружающей среды, соответствующие условиям скандинавского лета.
Одним из доказательств этого стал уровень активности дрозофил — то, насколько они подвижны. Если их освещали сутки напролет и ритмично изменяли температуру в диапазоне от 16 до 25 градусов, то обладатели заветного аллеля были особенно деятельны во второй половине теплой части «суток». При постоянных температуре и освещенности никакой ритмичности за мухами замечено не было. Не оказалось режима дня и у насекомых, имеющих другой аллель гена timeless.
«С точки зрения эволюционной биологии эту поведенческую адаптацию легко объяснить, — продолжает Анжелик. — Лето — период размножения насекомых. Животные, которые имеют синхронизированные ритмы, оказываются готовы к размножению в одно и то же время суток и имеют больше шансов на встречу и спаривание». Она подчеркивает, что благодаря особому аллелю гена timeless такая синхронизация возможна даже в условиях необычайно продолжительных белых ночей.
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.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Ученые МИЭМ ВШЭ предложили математическую модель, которая позволяет понять, как взаимодействие между сообществами влияет на их устойчивость. Работа основана на классической теории эволюционных игр и демонстрирует неожиданный эффект: даже небольшое информационное воздействие одного сообщества на другое может привести к тому, что одно из них сохранит внешнюю стабильность, а в другом начнутся хаотические изменения на уровне отдельных участников.
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.
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.
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