Адаптация овсянок обошла озера Гималаев
Главное для живых созданий, быть может, не просто приспособиться, но и – обжить, и только затем уже – жить себе да поживать. Адаптация к меняющимся условиям мира – не то чтобы краеугольное, а фундаментальное свойство. Какова адаптация – такова и судьба. Дело плохо - коль адаптации нет. Тогда, быть может, пропадешь, не успев даже и чирикнуть. Однако эволюция предусмотрела, в общем-то, широкие адаптивные возможности, в том числе - и для чирикающих созданий. Причем – предоставила уникальные, в чем-то даже эксклюзивные настройки, разобравшись, судя по всему, в том, что этот процесс – во многом индивидуален, и отличия в адаптации могут быть и близкородственных видов. Эти нюансы интересуют деятелей науки, и в последнее время они буквально перманентно исследуют эту сферу, и предметом их научного интереса часто становятся именно чирикающие создания.
В частности, канадские и американские ученые исследовали представителей четырех родственных видов североамериканской овсянки - некрупных певчих птиц из отряда воробьинообразных (одни из них обитают в лугах и пресных болотах материка, другие - в приливно-отливной зоне вдоль береговой линии континента, последних называют биотопами с редкой болотной растительностью и высокой концентрацией соли в почве и воде). В результате зарубежные деятели науки, как повествуют в своем пересказе опубликованных в Evolution Letters результатов их работы «Элементы», через «секвенирование и сравнительный анализ геномов четырех видов североамериканских овсянок, каждый из которых в недавнем прошлом разделился на два подвида», установили, «что даже филогенетически родственные виды могут получить схожие адаптации очень разными способами».
«Освоение ареалов с экстремальными условиями (то есть условиями, заметно отличающимися от тех, к которым вид «привык» в ходе предшествующей эволюции) создает для организмов целый ряд новых проблем и им приходится вырабатывать специальные, порой дорогостоящие, адаптации для сопротивления разрушительному воздействию агрессивных факторов. Но зато при успешной адаптации животные получают и серьезные преимущества: конкуренция за ресурсы в таких регионах значительно ниже, по крайней мере на первых порах, пока не произойдет экспансия других новопоселенцев.
Орнитологи давно интересуются этими птицами, обращая внимание на то, как они адаптировались при заселении сред с повышенной соленостью. В частности, у прибрежных подвидов были отмечены следующие фенотипические особенности:
1) Более темный окрас оперения — предположительно увеличенное количество меланина обеспечивает птицам защиту от ультрафиолета, поскольку на засоленных почвах меньше растительности и такие местообитания более открытые.
2) Увеличенный размер клюва — это средство повышения теплоотдачи в условиях высоких температур. При этом одновременно уменьшается потребность в терморегуляции посредством испарения воды с поверхности тела.
3) Отличия в анатомии почек: они увеличены в размере, главным образом за счет объема мозгового вещества и числа размещающихся в нем почечных канальцев с петлей Генле. С пищей и питьем в организм попадает избыток соли. В петле Генле осуществляется концентрирование продуктов выделения — здесь активно выводится в просветы канальцев избыточная соль и одновременно происходит реабсорбция воды в кровь.
4) Отличия в питьевом поведении: птицы засоленных местообитаний пьют в целом больше, и вместе с тем уменьшают объем выпиваемой жидкости (несмотря на жажду), если концентрация соли в источнике выше некоторого порога. У птиц из материковых (то есть «пресных») местообитаний такая реакция на соленость воды отсутствует или выражена слабее,- разъясняется в пересказе.дополнительные материалыГибель чешуекрылых опасна летучим мышам
Деятелей науки интересовало, «в какой мере наборы генов-кандидатов, обеспечивших адаптацию к одной и той же среде у четырех разных видов птиц, перекрываются между собой». В итоге получили интересный результат: они не нашли «ни одного гена, который попал бы в списки сразу для всех четырех видов», «но зато оказалось целых 33 гена, которые вовлечены в адаптацию одновременно у двух или трех видов, для 16 из этих генов описана функция (12 из них связаны с осморегуляцией)». Как отмечается, «так или иначе, преобладающее число генов-кандидатов оказались видоспецифичными».
«Таким образом, данная работа позволяет сделать ряд интересных выводов. Во-первых, мы видим здесь характерный пример параллельной эволюции фенотипических признаков у родственных видов при параллельном переходе в сходные условия местообитания. Во-вторых, оказывается, что то, что, на первый взгляд, представляется параллелизмом при наблюдении фенотипа, являет собой скорее конвергенцию. То есть очень похожие фенотипические изменения в значительной мере (но, однако, и не на все 100%) обуславливаются изменениями в разных генетических локусах, несмотря на филогенетическую близость видов. И вместе с тем, оказывается, что эволюция в одних и тех же (или, вернее, ортологичных) генах может быть вовлечена в адаптации к изменениям солености среды даже у таких далеких друг от друга групп животных, как птицы и рыбы!
Авторы высказывают вполне логичное предположение о том, что, вероятно, определяющим фактором в отношении того, какие именно варианты обеспечат адаптацию у конкретного вида, является уже имеющаяся вариабельность на тот период, когда новая среда только начинает осваиваться. Начальные этапы адаптации происходят за счет распространения тех вариантов, которые в прежней среде были просто нейтральными, и присутствовали в предковой популяции в большем или меньшем количестве, в новой же среде обитания с экстремальными условиями они обеспечивают животным определенные преимущества и поддерживаются отбором. Далее к ним добавляются новые мутации, которые могут оказываться полезными (и поддерживаться отбором) в контексте генофонда одного вида, но нейтральными или даже вредными — в контексте другого вида,- повествуют «Элементы» о полученных родственными видами овсянок нюансах адаптации.дополнительные материалыДрозофилы подтянут к древнейшей материи
Благодаря предоставленной эволюцией способности к адаптации овсянки приспособились в новых ранее экстремальных для них ареалах и сейчас вполне себе комфортно там живут да поживают.
Ну, а людям-человекам – помимо прочего – мешают жить смертоносные болезни - такие, как рак. Деятели науки изыскивают новые методы супротив напасти, приспосабливая для этого, как повествует в своем пересказе публикации в ACS Omega «Наука и жизнь», даже и наночастицы.
В частности, специалисты Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН совместно с немецкими и финляндскими коллегами пробуют «убивать рак «нанонагреванием»» через использование так называемых пористых нанонитей из кремния - предполагается, что «раковые клетки погибают от повышенной температуры».
«По словам авторов работы, их нанонити при контакте с биологическими тканями довольно быстро – всего за стуки – распадались. Быстрая деградация происходила, в том числе, и из-за пористой структуры нитей. В результате на
их месте появлялось много ионов водорода и кремниевой кислоты H3SiO4-. Благодаря появившимся ионам ткань интенсивней поглощала излучение в радиодиапазоне, и, как следствие, раковые клетки быстрее гибли. С другой стороны, области с повышенным содержанием ионов лучше поглощают рентгеновское излучение, а значит, весь процесс можно контролировать с помощью рентгеновских снимков, на которых будет видно, где скопились нанонити и как они потом рассосались,- разъясняется в пересказе.
Однако в длительной уже эволюции борьбы с данной напастью пока все же не слишком много позитивных обретений.
Да и странноваты они по преимуществу.
Как, например, распространенное ныне информагентствами и СМИ повествование о том, что международной группе деятелей науки удалось выяснить, что обнаруженные у гималайского озера Рупкунд (Озера Скелетов) на высоте более пяти тысячи метров выше уровня моря несколько сотен скелетов принадлежат не в одночасье погибшим людям, они приходили на озеро группами с интервалом в 1 тысячу лет (самое позднее событие датируется 1800 годом нашей эры), то есть – граждане погибли не в результате некой катастрофы, и все разом, но зачем они приходили сюда через века и тысячелетия и отчего умерли – не ведомо.
Такая несколько странная эволюция у данного события.
Приходившие в составе групп к гималайскому озеру люди к чему-то явно не смогли адаптироваться, причем – в разные исторические эпохи и время.