Біологія
Біологія

Липнева біологія. Головні новини науки про життя

У липні біологи нам повідомили, що виявили ознаки складної культури у хитрих жовточубих какаду, помітили жучка водолюба, який пройшовся нижньою стороною поверхні води, а також стали свідками раніше не баченої ворожнечі між дикими шимпанзе та горилами. Звісно, новин було більше, але пропонуємо вам прочитати про найбільш цікаві та важливі, які ви могли пропустити.

Nirav Shah / Pexels

Nirav Shah / Pexels

Догори дриґом

Деякі тварини ходять по суші, інші плавають у товщі води, а треті по воді ходять. Останнім це вдається не через магічні здібності, а через наявність пристосувань, які дають змогу користуватися утвореною поверхневим натягом плівкою води як опорою. Відомим багатьом прикладом таких тварин є клопи водомірки. Їхня форма тіла дає змогу рівномірно розподіляти вагу на поверхні води, щоб не потонути, а незмочувані волоски на ногах надають можливість з легкістю ковзати по воді. Більш рідкісним варіантом є пересування не по верхній, а по нижній поверхні водної плівки, тобто дороги дриґом. Він притаманний, наприклад, равликам, про що вам можуть розповісти акваріумісти. Подейкували, що деякі жуки теж так вміють, але наукових підтверджень цьому не було, поки один австралійський вчений не побачив це на власні очі.

В одній із калюж високогір'я Австралії він помітив чорного жучка, який, здавалося, впав у воду й безнадійно борсався у ній. Придивившись, він помітив, що комаха (як згодом з'ясувалося, водолюб (Hydrophilidae)) абсолютно комфортно почувалася у водоймі, але що важливіше — вона пересувалася вниз спиною, вільно «походжаючи» нижньою стороною поверхневої плівки. Як їй це вдавалося, невідомо. Однак на її черевці було помітно невелику бульбашку повітря, яка могла утримувати жука біля поверхні води. Не виключено також, що водолюб мав подібні до водомірок гідрофобні волоски на ногах. Наразі питань про незвичайну тварину більше, ніж відповідей. Зокрема, нерозкритим залишається, чому взагалі ці жуки вирішили виділитися та пересуватися вверх ногами.

Контрольоване руйнування

Загалом, ДНК — це доволі вразлива молекула. Наприклад, її може пошкодити радіація або певні токсичні сполуки, і тоді клітина мусить швидко запускати процеси репарації для виправлення пошкодження. Однак останні досліди показали, що ДНК навіть за нормальних умов контрольовано розриває обидва свої ланцюги. Але, на щастя, вони швидко відновлюються, а пошкодження супроводжується різким зростанням експресії окремих генів.

Вчені Массачусетського технологічного університету кажуть, що подібні розриви ДНК можуть сприяти навчанню під час стресу та екстрено закарбовувати в пам'яті стресову подію. У своїх дослідах вони випускали піддослідних мишей до клітки, підлога якої неприємно вдаряла тварин електричним струмом. Налякані миші швидко запам'ятали цю подію та провели асоціацію з кліткою і неприємним досвідом. Коли через пів години після стресової події вчені подивилися, що відбувається у мозку піддослідних, вони помітили, що в їхніх нейронах подвоїлася кількість дволанцюгових розривів ДНК. Це призвело до збільшення в них експресії більш ніж 300 генів, велика кількість із яких виявилася залученою у формуванні синапсів — зв'язків між нейронами, які відіграють ключову роль у запам'ятовуванні та навчанні. Отже, науковці вважають, що стрес спонукає ДНК множинно руйнуватися, щоб таким чином отримати максимально швидкий доступ до активації генів, важливих для навчання.

Кінець перемир'я

У деяких місцях Африки, зокрема в Габоні, шимпанзе (Pan troglodytes) та горили (Gorilla gorilla) поділяють між собою спільні території. Хоча їхні раціони теж частково перекриваються, ці два примати переважно уникали одне одного, не помічаючи, але іноді могли взаємодіяти під час пошуку їжу або навіть ігор. Тому весь цей час науковці вважали, що ці тварини не становлять одне для одного загрози. І це було хорошою ознакою, з огляду на те, що і шимпанзе, і горили перебувають на межі зникнення. Ось чому такою сумною здається новина про раніше не бачену криваву ворожнечу між ними.

Michael Poliza

Michael Poliza

Німецькі зоологи стали свідками двох жорстоких битв у національному парку Габону. Перша сталася на початку 2019 року, коли вісімнадцятеро шимпанзе атакували групу з п'яти горил. У процесі шимпанзе завдали численних травм єдиному дитинчаті горили в групі, від яких маля загинуло. Другий напад, цього разу на групу з семи горил, ініціювали 27 шимпанзе, частина з яких брала участь в першій битві. Жертвою конфлікту стало знову дитинча горили, але цього разу його тілом вирішила поживитися одна з самок шимпанзе.

Подібні сутички, ймовірно, надзвичайно рідкісні, якщо дотепер їх вчені не спостерігали, тому важко сказати, що спонукало шимпанзе до насильства. Можливо, річ у конкуренції за ресурси, яка загострилася на фоні зміни клімату, яка зробила ареали приматів менш сприятливими для життя, а харчі — менш доступними.

Стигма білого шимпанзе

Війна з горилами не єдине повідомлення про насильство наших близьких родичів шимпанзе за останній місяць. Як це часто буває в людей, вони також піддаються страхові невідомого. Наприклад, у людських суспільствах протягом історії нерідко стигматизації підлягли альбіноси, тобто люди з порушеним виробленням пігменту меланіну, через що шкіра та волосся набуває білосніжного кольору. Схожу нетолерантність вчені вперше помітили й у шимпанзе, про що написали в статті журналу The American Journal of Primatology.

Дослідники, які вивчали життя шимпанзе в Уганді, рано помітили, що одна із самок, названа UP, вагітна. Коли вони побачили її повторно через кілька місяців, вона вже тримала на руках дитинча, віком приблизно зо два тижні. Однак йому сильно не поталанило народитися альбіносом. Невдовзі родичі UP стали поводитися агресивно з нею та її новонародженим. Вони кричали та вигукували подібно до того, як це роблять, коли бачать змію, незнайомих людей або свиней. Зрештою вони відняли дитинча від матері, якій не вистачило сил його захистити, відірвали йому руку та закусали до смерті.

Maël Leroux et al. / The American Journal of Primatology, 2021

Maël Leroux et al. / The American Journal of Primatology, 2021

Вчені, які обстежили тіло маленького шимпанзе, зазначають, що до вбивства дитинча було здоровим та розвивалося нормально. Вони роблять висновок на основі звуків, що їх видавали примати, що шимпанзе злякалися незвичайного вигляду дитинчати. Вони також могли спантеличитися тим, що новонароджений пахне як шимпанзе, але схожий на біле дитинча колобусів (Colobus guereza), на яких вони іноді полюють.

Розумний ШІ

«Проблема згортання білків» — це проблема біохіміків, яка не дає їм спокою майже пів століття. Вона основана на факті, що тривимірна структура білків, обумовлена послідовністю амінокислот, визначає функції, які вони можуть виконувати в живому організмі. Тож, знаючи якої форми молекулу можна отримати, склавши її з амінокислот певної послідовності, можна було б суттєво полегшити вироблення ліків. Та, власне, проблема полягає у тому, що наразі дуже важко передбачити цю структуру білка, керуючись лише його амінокислотним складом. Річ у тім, що іноді білки складаються із тисяч амінокислот, і для досягнення мети потрібно детально врахувати взаємодії між ними. Вченим може знадобитися не один рік, щоб передбачити спосіб згортання білка. А ось комп'ютеру — у середньому кілька днів.

Алгоритм AlphaFold від розробників DeepMind зміг передбачити структуру 98,5 відсотка білків людського організму. При цьому моделювання структури він може здійснювати за лічені хвилини або години. Для порівняння, десятиліття зусиль вчених, здійснених до цього, призвели до визначення структури лише 17 відсотків людських білків. Звісно, результат не щодо всіх сполук має достатню точність, але це все ж великий крок вперед до розв'язання проблеми згортання білків. Додатково розробники опублікували передбачення структури білків ще двадцяти інших організмів, у тому числі миші, плодової мушки, дріжджів та кишкової палички.

Культура какаду

Особливою рисою культури є винахідливість та передача знань від одних осіб до інших, тобто спроможність навчатися одне від одного. Здебільшого культуру ми асоціюємо тільки з людиною, однак більшість вчених схиляються до думки, що ми не унікальні в цьому плані. Наприклад, здатність переймати досвід інших неодноразово демонстрували шимпанзе. А зараз німецькі вчені кажуть, що помітили ознаки культури навіть в австралійських жовточубих какаду (Cacatua galerita).

Barbara Klump / Max Planck Institute of Animal Behavior

Barbara Klump / Max Planck Institute of Animal Behavior

Останніми роками дедалі більше жителів Сіднея та його околиць стали повідомляти про какаду, які відкидають кришки вуличних сміттєвих баків, щоб скуштувати очевидно смачних для них харчових відходів. Поширення такої поведінки зацікавило дослідників, тому вони провели спершу два опитування, в яких австралійців запитували, чи спостерігали вони колись папуг за відкриванням смітників. Як з'ясувалося, до 2018 року за подібною поведінкою заставали тільки какаду з трьох передмість Сіднея. Але вже за рік вона поширилася на 44 приміські райони, причому розповсюдження йшло від тих початкових трьох локацій до більш віддалених.

Після наступних дослідів науковці зробили висновок, що птахи навчилися одне від одного доволі складному відкриванню сміттєвих контейнерів. Це пояснює, чому відкриванням завжди займався один какаду, але за його діями спостерігали кілька інших — навчалися! З часом вони навіть зрозуміли, як скидати із баків цеглини та інші важкі предмети, що їх розмістили місцеві жителі, аби завадити безладу, який можуть наробити птахи. Додатковою ознакою культури вчені також називають те, що в різних районах техніка відкривання смітника у птахів дещо відрізнялася. Схоже, у них сформувалися свої субкультури, які дотримуються своєї традиції добування поживи.

Хороші новини від альбатросів

Хоч якими милими можуть бути миші (Mus musculus), іноді вони коять страшні речі. Так вони вчиняють, зокрема, на віддалених океанічних островах, як-от острові Гоф, що в Південній Атлантиці. Такі місця часто взагалі позбавлені наземних ссавців, а використовуються головним чином морськими птахами, які заснували там свої колонії. Проте люди є істотами вельми допитливими, тому дісталися навіть до таких далеких островів. Біда у тому, що разом із собою вони привезли й давніх попутників мореплавців — мишей. Оскільки там вони чужий, інвазивний вид, то за нестачі природних ворогів дуже швидко розмножилися. Величезній кількості гризунів стало не вистачати їжі, тому вони перейшли на пташині яйця, а згодом і самих птахів. Тисячі беззахисних пташенят та навіть дорослих особин на острові Гоф померли з'їденими живцем. Через це популяції рідкісних морських птахів, зокрема тристанського альбатроса (Diomedea dabbenena), почали різко скорочуватися.

Ben Dilley / RSPB

Ben Dilley / RSPB

Останніми роками фахівці природоохоронної справи забили на сполох та започаткували проєкт, покликаний вивести небажаних гостей з острова. Він полягав у поширенні на його території отруйних зернових приманок для вбивства гризунів, які водночас не шкодили б місцевим птахам. Було започатковано збір коштів на дератизацію острова Гоф, яку планувалося провести минулого року, але пандемія коронавірусу цьому завадила. І ось минулого місяця експерти все ж скинули з літаків першу партію отрути, а позитивна динаміка вже помітна! Як повідомили минулого тижня на сторінці проєкту в фейсбуці, щонайменше на двох досліджуваних локаціях гніздування альбатросів не загинуло жодного пташеняти з вини мишей.

Не виключено, що миші острова Гоф могли загинути вже від одного оброблення. Однак фахівці чекають ясної погоди, щоб розкинути другу партію отрути, яка знищить гризунів, що могли пережити попередню дератизацію.

Між тим, острів Гоф не єдиний, на якому птахи потерпають від мишачої напасті. Сусідній йому острів Маріон так само потребує знищення гризунів, але наразі проєкт все ще перебуває на етапі збору коштів для операції, до якого може долучитися кожен, хто бажає. Якщо все вийде, то Маріон стане найбільшим островом, із якого вивели мишей. Утім, у минулому фауна Маріона страждала не тільки від мишей, а й від котів, яких на цей час уже винищили. Читайте, що такого наробили котики, що люди вдалися до їх масового вбивства, у нашому матеріалі «Біологічні інвазії. Як екзотичні квіти в саду можуть спричинити екологічне лихо?».