Как можно утверждать, например, что в двойной системе, удаленной от нас на 6 тысяч световых лет, вещество срывается с красной звезды, закручивается в тонкий диск и накапливается на поверхности белого карлика, предъявляя в качестве доказательства снимок, на котором не видны ни красная звезда, ни карлик, ни тем более диск, а наличествует лишь яркая точка в окружении еще нескольких таких же, разве что не столь ярких?
БактерияMyxococcus xanthus обладает сложным социальным поведением, связанным с механизмами передвижения. От того, как бактерии ползают друг относительно друга, зависит форма колоний. Верхняя колония образована бактериями «дикого типа», остальные — различными мутантами (фото с сайта www.mpg.de)
Многие бактерии умеют ползать по твердым поверхностям. Механизмы этого движения разнообразны и во многом загадочны. Американские ученые частично расшифровали один из механизмов скользящего движения у бактерии Myxococcus. Оказалось, что в движении участвуют особые белковые конструкции, пронизывающие клеточную оболочку и неподвижно прикрепленные к субстрату. Внутри клетки эти конструкции присоединены к спиральной структуре, вдоль которой они могут скользить. В результате
клетка движется вперед, вращаясь вокруг продольной оси. Белки, входящие в состав механизма, сходны с актином и миозином — ключевыми белками высших организмов, ответственными за движение клеток и сокращение мышц.
Бактерия Myxococcus xanthus обладает двумя типами скользящего движения: «A-подвижностью» и «S-подвижностью». Первый из них используется для индивидуального, второй — для согласованного группового передвижения. Механизм S-подвижности известен: на одном из концов палочковидной бактерии образуются длинные белковые отростки — пили. Они прикрепляются концами к субстрату и сокращаются,
подтягивая бактерию вперед. Если бактерия захочет дать задний ход, старые пили разрушаются, а на противоположном конце микроба образуются новые.
А-подвижность не связана с пилями. Предполагалось, что она основана на выделении слизи по реактивному принципу (так двигаются некоторые цианобактерии). Однако всё оказалось несколько сложнее.
Американские микробиологи решили выяснить, в каких частях бактериальной клетки располагается белок AglZ, о котором было известно, что он необходим для А-подвижности (бактерии, мутантные по гену, кодирующему этот белок, лишены А-подвижности, но сохраняют S-подвижность). Для этого исследователи создали генно-модифицированные бактерии, у которых к гену белка AglZ был пришит ген желтого флуоресцирующего белка. Модифицированные бактерии синтезируют химерный белок, который сохраняет
функциональность AglZ, но при этом светится и его можно наблюдать под микроскопом.
Оказалось, что у переднего конца ползущей бактерии периодически образуются светящиеся точки — скопления белка AglZ. Они образуются внутри клетки (под многослойной клеточной оболочкой), но только там, где оболочка соприкасается с субстратом. В дальнейшем эти точки остаются неподвижными относительно субстрата, по которому ползет бактерия, и постепенно смещаются к заднему концу микроба. Точки располагаются вдоль «тела» бактерии на равных расстояниях друг от друга. Достигнув заднего
конца бактерии, точки исчезают.
Схема скользящего движения Myxococcus xanthus (рис. из статьи в Science)
Эти наблюдения, наряду с другими экспериментальными данными, позволили исследователям прийти к выводу, что белок AglZ входит в состав внутриклеточной части особой «прикрепительной структуры». Эта структура пронизывает клеточную оболочку и неподвижно прикрепляется к субстрату. Внутриклеточная часть структуры, в свою очередь, подвижно закреплена на неком каркасе, напоминающем по форме пружинку, которая тянется по всей длине бактерии. «Прикрепительная» структура
скользит по пружинке, в результате чего бактерия продвигается вперед, одновременно вращаясь вокруг продольной оси.
Самое интересное, что белок AglZ по своей структуре напоминает миозин, а белок MreB, из которого предположительно сделана «пружинка», похож на актин. Актин и миозин — ключевые белки, обеспечивающие подвижность у высших (эукариотических) организмов,
в том числе мышечные сокращения (основанные на способности молекул миозина «скользить» вдоль актиновых волокон). Не исключено, что молекулярные механизмы, обеспечивающие движение у бактерий и высших организмов, значительно более сходны, чем принято считать.
Открылся сайт gramoty.ru, созданный командой Новгородской археологической экспедиции. На нем в полном объеме представлен архив древнерусских берестяных грамот. Здесь можно своими глазами увидеть и попробовать прочитать подлинные деловые и любовные письма, военные донесения, распоряжения по хозяйству XI–XV веков.
Американские специалисты поставили пятилетний эксперимент, в котором показали, как возможные климатические изменения скажутся на облике растительных сообществ. Оказалось, что зимнее увеличение осадков практически не сказывается на обилии и разнообразии луговых растений и животных, а вот весеннее переувлажнение в конечном итоге приводит к обеднению и упрощению сообщества.
Достигнутое на ранних этапах эволюции совершенство, позволяющее бактериям существовать без радикальных изменений, вовсе не означает, что они не подвержены естественному отбору и не способны быстро эволюционировать в ответ на изменения окружающей среды. А окружающая среда для бактерий — это не только совокупность физико-химических условий, но и другие бактерии.
Палеоклиматологи из США, Китая и Нидерландов получили убедительные подтверждения того, что 34 млн лет назад на планете в очень сжатые сроки произошло глобальное изменение климата. Три события — резкое похолодание в Северной Америке, установление засушливого климата в Азии и образование ледяного щита Антарктиды — произошли практически одновременно по геологическим меркам.
Германские биологи обнаружили у африканских рыбок Pelvicachromis taeniatus необычные сексуальные наклонности — эти рыбки предпочитают выбирать в качестве брачных партнеров родных братьев и сестер. Возможно, склонностью к инцесту объясняется быстрое видообразование у рыб-цихлид в некоторых озерах.
За счет деятельности азотфиксирующих бактерий в океан из атмосферы попадает около 140 млн тонн азота в год и столько же возвращается в атмосферу в результате восстановления нитратов другими бактериями. Считалось, что азотфиксация и денитрификация пространственно разобщены. Но недавние исследования показали, что азот связывается поблизости от тех мест, где он теряется в ходе денитрификации.
Методы статистической физики позволили найти точное решение некоторых простых моделей генетической эволюции с горизонтальным переносом генов. Выяснилось, что благодаря такому переносувозникает новый, метастабильный режим эволюции.
Изучение богатого комплекса ископаемых животных, найденного в трех пещерах на юге Австралии, показало, что 100–400 тыс. лет назад климат там был не менее засушливым, чем сегодня. А значит, причиной гибели множества видов крупных животных и обеднения растительности около 40 тыс. лет назад стала не экологическая катастрофа, а, скорее всего, деятельность первобытных охотников.
Масштабное исследование международной группы биологов показало, что у хищников, живущих на одной территории, морфологические различия больше, чем у тех, кто живет порознь. При этом чем дольше хищники сосуществуют и чем больше площадь совместного обитания, тем резче проявляются различия. Это доказывает ведущую роль конкуренции в видообразовании у хищников.