Ученые объяснили, почему у собак рельефные носы
Кончик носа многих млекопитающих покрыт особой безволосой кожей, испещренной мелкими канавками. Специалисты называют ее ринарием. Он содержит множество желез, которые помогают удерживать влагу. Если присмотреться, то складки ринария образуют полигональные структуры. Почему так происходит, до сих пор не вполне ясно. Чтобы разобраться в проблеме, европейские ученые смоделировали рост ринария у эмбрионов.
В животном мире нередко встречаются довольно сложные узоры на коже: полосы у зебры, пятна у леопарда. Эти структуры закладываются на эмбриональной стадии развития.
Есть два подхода к их описанию. Химический восходит к реакционно-диффузным моделям Алана Тьюринга. Важным звеном выступают сигнальные центры, регулирующие рост клеток. Так, перья птиц, волосы у млекопитающих, чешуя змеиной кожи развиваются из плакод — анатомических структур в голове позвоночных.
Второй подход — механистический. Согласно ему, механическое ограничение в растущей ткани приводит к образованию разных структур: сетевых, «мозговых», складчатых. С этих позиций описаны многие складчатые структуры в биологии, например мембраны лейкоцитов, стенки дыхательных путей, опухоли. Подсматривая за живой природой, биоинженеры повторили складчатые структуры в искусственных органах, датчиках.
Ученые во главе с Мишелем Милинковичем из Университета Женевы (Швейцария) применили механистический подход к морфогенезу, чтобы изучить, как возникает ринарий.
«Найти примеры удивительных узоров в живой природе очень просто. Надо просто посмотреть вокруг! Именно это мы и сделали в нашей новой работе, изучая носы собак, хорьков и коров, покрытых единой сетью полигональных структур», — прокомментировал профессор Милинкович в связи с выходом статьи в журнале Current Biology.
Ринарий этих животных представляет собой выступающие многоугольники в окружении эпидермальных складок. У собак он выполняет важную функцию, помогая обонянию.
Поскольку кончик носа всегда увлажнен, на него попадает больше молекул из воздуха, которые затем перемещаются в носовую расщелину, а оттуда — в протоки в верхнем небе для последующего распознавания запаха. Кроме того, ринарий участвует в терморегуляции. Например, грызуны с его помощью охлаждают мозг.
Исследователи наблюдали развитие ринария у эмбрионов. Визуализировать процесс помогла оптогенетика. Выяснилось, что полигональная структура кожи носа формируется очень рано, процесс этот во многом самоорганизующийся, но с опорой на механические ограничители в виде базовой сети «жестких» кровеносных сосудов.
Используя двухчастную модель ринария, в которой многослойная кожа растет на подложке с сетью сосудов, исследователи запустили 3D-моделирование и получили характерные полигональные структуры. В итоге удалось проследить появление ринария собаки и понять общую механику.
Изначально чрезмерный рост базального сосудистого слоя заставляет эпидермис пучиться. Затем выступающие многоугольники растут вдоль сосудов, которые их механически ограничивают. Получается уже не чисто случайный процесс.
«Наше численное моделирование показало, что механические нагрузки, созданные обширным эпидермальными ростом, идут от подлежащих кровеносных сосудов. Это своего рода узловые точки. Слои эпидермиса выталкиваются вверх, как купола над жесткими колоннами», — пояснил первый автор научной работы Поль Дагене.
По мнению исследователей, им впервые удалось описать принцип «механистической позиционной информации» для объяснения формирования структур во время эмбрионального развития. В дальнейшем это поможет объяснить образование других биологических структур в присутствии кровеносных сосудов.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Метеорный поток Эта-Аквариды достигнет своего максимума в ночь с 5 на 6 мая. Его частицы — осколки самой знаменитой кометы в истории, которая появляется над Землей раз в 76 лет. Ученый Пермского Политеха рассказал, как этот звездопад связан с кометой Галлея, почему у него есть «брат-близнец» и где лучше всего за ним наблюдать.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
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