Ученые узнали, как распутываются клубки червей
Некоторые кольчатые черви собираются многочисленными группами, свиваясь друг вокруг друга и образуя плотный клубок. Но при опасности клубок распадается так быстро, как и не снилось людям, которые постоянно мучаются с запутанными проводами. Чтобы выяснить, как это возможно, биологам пришлось обратиться к математике.
Каждый, кому приходилось распутывать провода наушников или зарядного устройства, знает, как это непросто. Между тем примитивные кольчатые черви способны решать эту задачу в доли секунды. Lumbriculus variegatus живут в болотистых водоемах, питаясь одноклеточными и распадающейся органикой, и вырастают в длину до 10 сантиметров. Иногда — например, чтобы сохранить тепло или влагу — они собираются в группы, свиваясь в плотный клубок. Но лишь почувствовав угрозу, черви разбегаются, распутываясь почти моментально.
Клубок может свиваться и расти несколько минут, набирая до нескольких десятков тысяч особей. Однако для срочного распутывания червям требуется не более пары десятков миллисекунд. Американские биологи выяснили, как этим животным удается решать столь сложную задачу. Об этом рассказывается в новой статье Йорна Данкеля (Jörn Dunkel) и его коллег, опубликованной в журнале Science.
Ученые проводили лабораторные эксперименты с группами примерно по 20 червей L. variegatus. Сплетенные ими клубки обрабатывали желатином, чтобы стабилизировать их форму, а затем «просвечивали» ультрафиолетом с целью определить внутреннюю структуру и выяснить, как именно и сколько раз черви обвивались друг вокруг друга. Затем каждый клубок перемещали в емкость с чистой водой и «пугали» слабым электрическим разрядом или ультрафиолетовым излучением.
Стремительное распутывание фиксировали скоростной видеокамерой, которая позволила проследить за движениями каждого червя индивидуально. Для обработки полученных данных биологи привлекли топологов — специалистов в теории узлов. Они построили математическую модель, а затем провели компьютерные симуляции обоих процессов: спутывания и распутывания. Оказалось, все дело в направлении движений, которыми скручиваются черви, собираясь либо разбегаясь.
Движения отдельного червя быстро подхватывают соседи, контактирующие с ним. Чтобы спутаться в клубок, каждая особь несколько раз скручивается в одном направлении, после чего резко меняет направление и совершает такое же движение в обратную сторону, образуя плотное сплетение. При распутывании черви быстро чередуют скручивание то в одном, то в другом направлении, часто приобретая форму цифры восемь.
«Такая работа кажется чистым курьезом, однако у нее могут быть далекоидущие последствия. Активные филаменты широко распространены в биологических системах, от нитей ДНК до целых организмов. Подобные филаменты способны выполнять множество самых разных функций и могут помочь в создании материалов, меняющих свойства «по требованию»», — прокомментировала исследование профессор Ева Кансо (Eva Kanso).
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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