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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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