Биологи объяснили разнообразие змей «эволюционной сингулярностью»
Змеи — широко распространенные и разнообразные рептилии, которые очень близки ящерицам и в ходе эволюции произошли именно от них. Среди более четырех тысяч видов змей есть жители почти всех континентов и крупных островов, освоившие самые разнообразные экологические ниши и способные питаться почти кем угодно. Авторы новой статьи в Science проанализировали геномы более тысячи видов чешуйчатых (змей и ящериц), данные об их рационе и объяснили, как возникло уникальное разнообразие змей.
Известно около 40 тысяч видов позвоночных, среди которых десятая часть — змеи. Впечатляющее число, если вспомнить, что они представляют собой всего лишь подотряд в составе отряда чешуйчатых рептилий (Squamata), куда также входят ящерицы и немногочисленные двуходки. Ящерицы были предками змей, однако более 150 миллионов лет назад их пути резко разошлись и далее две группы эволюционировали по-своему. И хотя формально змеи — всего лишь разновидность ящериц, они очень отличаются по экологии, морфологии и биогеографии от своих чешуйчатых собратьев.
Змеи показали способность быстро создавать новые виды и более крупные систематические группы. В результате они освоили все материки Земли (кроме Антарктиды) и даже поселились на множестве островов. Редкими исключениями, не имеющими в природной фауне змей, остались Ирландия и Новая Зеландия. Змеи также приобрели комплекс уникальных адаптаций, таких как отсутствие конечностей, длинное тело, развитое обоняние и, разумеется, их фирменные яды.
Так змеи освоили разные экологические ниши: они плавают в морях, роются в земле, лазают по ветвям, живут и в пустынях, и в экваториальных лесах, где отравляют, душат и глотают своих жертв целиком. Змеи приучились к самым разным типам пищи, разумеется кроме растительной, которая закоренелых хищников не интересует. При этом в отличие от ящериц они зачастую специализируются на каком-то одном питании.
Авторы новой публикации в лидирующем научном журнале Science взялись выяснить, в чем секрет эволюционного успеха змей и их необычайного разнообразия. Они проанализировали фрагменты 1018 геномов чешуйчатых, а также окаменелости и данные о пищевых пристрастиях почти 70 тысяч особей (используя для этого музейные образцы). Так биологи реконструировали эволюционную историю чешуйчатых рептилий.
Оказалось, что змеи эволюционируют с очень высокой скоростью — примерно втрое быстрее ящериц. Они также имеют особые генетические и молекулярные адаптации: рост числа транспозонов и изменение функций белков, участвующих в метаболизме. При этом выделение змей в обособленную группу еще во времена динозавров (около 150 миллионов лет назад) сопровождалось их быстрыми и радикальными преобразованиями. Почти сразу змеи приобрели все характерные адаптации — безногое вытянутое тело, череп, способный деформироваться для проглатывая крупной жертвы, и исключительную чувствительность к запахам.
По отдельности такие приспособления возникали и у других позвоночных. Скажем, к «безногой конструкции» в разные моменты времени независимо перешли более 25 групп ящериц (веретенницы, чешуеноги и так далее) и амфибии, такие как современные червяги и давно вымершие аистоподы. Однако змеи особенно удачно сочетали в себе все эти адаптации, которые к тому же возникли почти одновременно (в эволюционных масштабах времени), очень динамично изменялись и обеспечили резкое ускорение видообразования и рост экологического разнообразия.
Ученые назвали состояние перед таким «змеиным взрывом» макроэволюционной сингулярностью — по аналогии с космологическим термином, описывающим Вселенную в бесконечно сжатом и нагретом состоянии перед Большим взрывом. В следующий за сингулярностью момент все начало быстро и неожиданным образом меняться, хотя характер изменений во многом определяло исходное состояние животных. О том, какого рода события запустили быструю эволюцию ранних змей, остается только догадываться.
Telegram 
Дзен 
VK Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
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.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
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