Как палеогенетика помогла расшифровывать ДНК древних людей?

Современные люди унаследовали часть ДНК от неандертальцев

В каждом из нас что-то от неандертальцев. К такому выводу пришел шведский палеогенетик Сванте Паабо, за что удостоился Нобелевской премии по физиологии и медицине. Отныне эта новая область исследований, находящаяся на стыке археологии и молекулярной генетики, позволяет изучать древнюю ДНК в биологических останках и ископаемых организмах. Вклад Паабо в эту дисциплину огромен – на протяжении нескольких десятилетий он занимался разработкой химических и биоинформационных материалов, с помощью которых удалось обнаружить, что геном современных людей содержит следы ДНК вымерших родственников, отделившихся от наших предков сотни тысяч лет назад. Оказалось, что неандертальцы и Homo sapiens скрещивались на протяжении тысячелетий совместного существования. По этой причине от 1% до 4% генома современных людей происходит от неандертальцев. Но вот что особенно интересно – эти унаследованные гены имеют физиологическое значение и сегодня, например, влияя на то, как наша иммунная система реагирует на инфекции.

Секвенирование генома – исследование всей последовательности ДНК человека для определения мутаций (генетических повреждений в ДНК), которые являются причиной особенностей организма и наследственных болезней.

Что такое палеогенетика?

Большая часть истории человечества охватывает около 200 000 лет. Мы знаем об этом благодаря сохранившимся свидетельствам – во время эпохи голоцена (12,000 лет назад) теплая погода и относительно стабильный климат способствовали зарождению земледелия, городов, государств и других признаков цивилизации, однако письменность была скорее исключением.

Чтобы узнать больше о нашем далеком прошлом, историки опираются на архивы, а археологи по кусочкам собирают такие сохранившиеся материалы как керамика, посуда, оружие и погребальные принадлежности. Подобные артефакты разбросаны по миру и нередко сбивают ученых с толку.

В 1999 году Сванте Паабо основал (и до сих пор возглавляет) Институт эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге.

Вещи, обнаруженные при раскопках, могут предоставить массу информации о жизни древних людей, однако определить с их помощью этническую принадлежность и миграции невозможно. Но благодаря внедрению новых мощных методов изучения древней ДНК, все изменилось.

Интересный факт
Паабо — сын Нобелевского лауреата Суне Бергстром, которая удостоилась премии в 1982 году за открытие простагландинов — биохимических соединений, влияющих на артериальное давление, температуру тела, аллергические реакции и другие физиологические явления.

За последние пять лет произошла настоящая революция в доступности и масштабах генетического тестирования, которое можно проводить на останках доисторических людей и животных. Секвенирование генома, как известно, позволяет собрать намного больше данных, чем другие тестирования и позволяет проводить подробные сравнения между отдельными людьми и популяциями.

Все мы немного неандертальцы

Первый результат секвенирования генома был получен в 2010 году. Он показал, что у современных людей из Европы и Азии в среднем 2% общей ДНК с неандертальцами. Этот подход также позволил обнаружить Денисовского человека (лат. Homo denisovensis) – ранее неизвестный вид древних людей, связь с которым унаследовали жители Азии и Австралии. Удивительным образом палеогенетика открывает нам далекое прошлое, одновременно прокладывая путь в будущее.

Больше по теме: Эволюция человека – как изменятся наши лица в будущем?

Нобелевская премия 2022

Всего несколько десятилетий назад восстановление ДНК из костей возрастом 40 000 лет считалось невозможным, так как со временем ДНК распадается на множество более коротких фрагментов, значительно затрудняя идентификацию подлинных генетических изменений. Стоит ли говорить насколько это сложная задача, к которой приковано всеобщее внимание.

Чтобы определить структуру генома необходимо выделить ДНК и подвергнуть ее обработке для получения информации с помощью специального прибора – секвенатора. При этом использование древней ДНК не ограничивается нашими близкими родственниками и позволяет отследить эволюцию человека с древнейших времен.

Не пропустите: Эволюция иногда поворачивает назад: как рыбы с суши вернулись в воду

С помощью секвенирование генома мы узнаем много нового о наших далеких предках

Несколько десятилетий назад Паабо и его команда использовали новый метод изучения древней ДНК, продолжив разработку способов ее извлечения из окаменелых образцов и генетического материала. В конечном итоге их подход позволил извлекать все более древние участки генома у животных и предках человека, включая неандертальцев.

Основополагающие исследования Паабо породили совершенно новую научную дисциплину — палеогенетику. Выявляя генетические различия, которые отличают всех живых людей от вымерших гоминидов, а. его открытия создают основу для изучения уникальности нашего вида, – отметил Нобелевский комитет.

Нельзя не отметить и особый подход Паабо к работе – благодаря содержанию лабораторий в чистоте, независимому повторению и воспроизведению результатов в разных лабораториях, группа Паабо избежала ряда ошибок, которые беспокоили исследователей в этой области.

Хотите всегда быть в курсе последних открытий в области науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram и вы точно не пропустите ничего интересного!

Невозможное возможно

Нобелевская премия по физиологии и медицине, помимо прочего, стала очередным подтверждением теории эволюции – мы знаем, что первые представители Homo sapiens появились в Африке около 300 000 лет назад. В то время наши ближайшие родственники, неандертальцы, проживали за пределами Африки, заселив Европу и Западную Азию. Выходит, около 70 000 лет назад группы Homo sapiens и неандертальцев сосуществовали на больших территориях Евразии на протяжении десятков тысяч лет.

Извлечь из древних костей геном и прочитать его — задача, грандиозная не только по важности, но и по трудности.

Как показали полученные результаты, последний общий предок неандертальцев и Homo sapiens жил на Земле около 800 000 лет назад – по этой причине последовательности ДНК неандертальцев больше похожи на последовательности ДНК современных людей, происходящих из Европы или Азии, чем на последовательности ДНК обитателей Африки.

Когда Homo sapiens мигрировал из Африки, по крайней мере две вымершие популяции гоминидов населяли Евразию: неандертальцы жили в западной части континента, тогда как денисовцы населяли его восточные части, – объясняет лауреат Нобелевской премии.

Ранее ученые установили, что в Денисовой пещере обитали и неандертальцы.

Напомним, что обнаружение останков Денисовского человека, также принадлежит Паабо и его коллегам – в 2008 году они занимались секвенированием фрагмента кости возрастом 40 000 лет, обнаруженного в Денисовой пещере на юге Сибири.

Подробнее об открытии новых видов древних людей можно прочитать здесь.

«До недавнего времени — может быть, 1400 поколений назад — исчезнувшие с лица планеты гоминиды смешались с нашими предками и внесли свой вклад в нас с вами», – говорит Нобелевский лауреат. Выходит, у современных людей европейского или азиатского происхождения от 1% до 4% генома происходит от неандертальцев. Вот такие чудеса науки, здорово, правда?

Ученые обнаружили сразу три новых вида змей, которые живут под землей

Недавно открытый вид змеи Atractus michaelsabini

Отправившись в леса на юге Эквадора в поисках жаб, команда ученых обнаружила сразу три вида неизвестных науке змей. Причем произошло это совершенно случайно. Возвращаясь домой с экспедиции, исследователи остановились в городе Амалуза. Здесь от местной жительницы они услышали, что на местном кладбище водятся змеи. Алехандро Артеага, руководитель команды, по описанию предположил, что речь идет об Atractus. Змеи этого вида большую часть своего времени проводят под землей. Однако в южной части Эквадора ранее их никогда не встречали, поэтому рассказ женщины заинтересовал ученых. Они отправились на кладбище, и среди могил в рыхлой почве действительно обнаружили змей, которые их немало удивили.

Загадочные наземные змеи

Слышали ли вы когда-нибудь о таком виде змей, как наземные? Если нет, то вы не одиноки. Этот вид считается самым малоизученным. К примеру, самцы и детеныши некоторых известных науке наземных змей еще ни разу не попадались ученым на глаза. Связано это с тем, что наземные змеи в основном живут под землей, в глубоких расщелинах или густых лесах. Причем все они водятся исключительно в Центральной и Южной Америке.

Алехандро Артеага с обнаруженной на кладбище змеей

Теперь, как выяснилось, к местам обитания этих пресмыкающихся можно добавить и рукотворные, такие как кладбища, а также церкви в маленьких городках. По словам ученых, подобные места привлекают змей по той причине, что они малолюдные и тихие. Змеи стараются избегать шумных мест, где много людей, так как люди зачастую убивают их от страха. А зря, ведь наземные змеи не могут причинить вреда человеку. У них для этого нет яда. Он им попросту не нужен, так как они питаются дождевыми червями.

Три новых вида наземных змей

Обнаруженных змей ученые подобно описали в своем исследовании, опубликованном в журнале ZooKeys. Их назвали A. discovery, A. zgap и A. michaelsabini. Все они представляют собой небольших змеек, которые сами размером не на много больше дождевого червя.

A. discovery имеет маленькие глаза и желтый живот с черной полосой, A. zgap можно узнать по желтому брюшку без линий. A. michaelsabini является самой крупной змеей из всех этих трех видов. Подробнее рассмотреть их можно в этом видео.

Надо сказать, что обнаружение новых видов наземных змей не является чем-то крайне необычным. Как отмечают сами ученые, более половины видов Atractus были открыты в течение последних 40 лет. Как мы уже сказали, они плохо изучены, и вполне возможно, что еще существует много их видов, которые до сих пор неизвестны.

Правда, из-за того, что наземные змеи малоизучены, сложно отличить новые виды от уже известных науке. Это напоминает ситуацию с глубоководными акулами, которые тоже малоизвестны. К примеру, из-за недавно выловленной у берегов Австралии глубинной акулы в научном сообществе возникли споры, о чем мы рассказывали ранее.

Так и после обнаружения новых змей, ученые не сошлись во мнении. Некоторые эксперты утверждают, что два вида, описанных командой Алехандро Артеага, возможно уже известны науке. A. michaelsabini очень похожа на описанную ранее наземную змею A. Roulei. A. Discovery же напоминает другой вид, известный как A. Resplendens. Поэтому ученые планируют провести дополнительное исследование, чтобы поставить в этом вопросе точку. Но, в любом случае, как минимум один вид им бесспорно удалось открыть.

Коралловая змея, природный враг наземных змей

В чем польза наземных змей

Так как наземные змеи не имеют яда, они на первый взгляд не могут принести пользу медицине, как, к примеру, гадюки, кобры, коралловые змеи и т.д. Яд последних часто используется в медицине при изготовлении различных препаратов, мазей и сывороток. Но по словам Алехандро Артеага, наземные змеи на самом деле тоже могут быть очень полезными.

Дело в том, что главным их врагом в природе является ядовитая коралловая змея, которая ими питается. Ученые предполагают, что в ходе эволюции у наземных змей развилась в крови биологическая устойчивость к яду коралловых змей, так же как в ходе эволюции образовался и сам яд у ядовитых видов.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

Вполне возможно, что изучение крови наземных змей может привести к прорыву в разработке противоядий, которые могут помочь людям, укушенным коралловыми змеями. В Эквадоре ежегодно фиксируется от 1400 до 1600 случаев укусов в год. Причем количество летальных исходов от змеи очень высокое. Без оказания медицинской помощи человек умирает в течение 20—24 часов. Таким образом, змеи, живущие среди надгробий, могут внести свой вклад, чтобы меньше людей оказывались на кладбищах. Вот такой парадокс.

Почему пищевая цепь находится под угрозой?

Новое исследование предупреждает людей о неизбежности коллапса пищевой цепи из-за вымирания животных.

Практически каждый организм на Земле является пищей для другого – так уж устроена жизнь на этой планете. Растения преобразуют солнечную энергию в пищу путем фотосинтеза и являются основным блюдом травоядных, которыми питаются плотоядные. Эта пищевая цепочка лежит в основе всех экосистем но если хотя бы одно из ее звеньев исчезнет, будущее нас ожидает мрачное. Сокращение численности пчел, например, и их последующее исчезновение может привести к гибели не менее 35% опылителей во всем мире. При этом за последние 50 лет с лица Земли исчезли около 60% популяций животных и ситуация ухудшается с каждым годом. Стремительное изменение климата и шестое массовое вымирание ставят под угрозу существования пищевую цепочку наземных млекопитающих. Об этом пишут и авторы нового исследования, опубликованного в журнале Science. Авторы работы также указывают на сильнейшую деградацию экосистем, которая гораздо сильнее, чем можно было бы ожидать.

Состояние земных экосистем

Пищевая цепочка является связующим звеном между хищниками и их добычей и регулирует численность популяций – чем сложнее пищевая цепь, тем больше в ней звеньев. И так как состояние окружающей среды стремительно ухудшается, все больше животных и растений находятся на грани исчезновения. Как показали результаты крупного исследования Международного союза охраны природы (МСОП), за последние 100 лет более 400 видов позвоночных вымерли.

Прогноз МСОП выглядит еще хуже – в течение следующих 20 лет с лица Земли исчезнут не менее 500 видов. Скорость наблюдаемого вымирания также поражает – в прошлом этот процесс длился не менее 10 000 лет, а сегодня происходит в течение одной человеческой жизни. Более того, мы с вами являемся свидетелями первого массового вымирания за последние 65 миллионов лет. Огромный массив научных исследований также указывает на скорое вымирание дикой природы.

На этой планете все едят друг друга (брррр)

Стремительное изменение климата уже привело к невиданным пожарам, наводнениям и экстремальной жаре. Согласно ранее опубликованным прогнозам, к 2050 году одна треть суши окажется под водой, а к 2070 году жара превратит современные мегаполисы в каменные пустыни. И, как показал новый анализ, пищевая цепь разрушается из-за сокращения численности животных.

Подробнее о том, в каком состоянии находится планета и почему климат в России меняется быстрее чем в других странах, мы рассказывали здесь, не пропустите

Коллапс пищевой цепи

Чтобы оценить состояние пищевой цепочки исследователи решили проследить за ее изменениями на протяжении последних 130 000 лет. И хотя окаменелости могут многое рассказать о видах того периода, компьютерное моделирование дарит полную картину того, как эти виды взаимодействовали друг с другом. В работе были использованы данные наблюдений за поведением хищников и их жертв – таким образом ученые обучали нейросеть предсказывать вероятность охоты одних видов животных на другие.

Когда животное исчезает из экосистемы, его потеря отражается на звеньях пищевой цепи, которые связывают между собой все виды в экосистемах, — говорится в пресс-релизе исследования.

Пищевая цепочка устроена таким образом, что исчезновение ее звеньев может привести к ее коллапсу

И как только нейросеть разобралась в пищевых привычках разнообразных видов (с точностью до 90%), ученые нанесли полученные данные на карту и пришли к выводу о том, что мировая пищевая цепь может коллапсировать из-за сокращения численности животных. При этом исчезновение видов происходит избирательно. К счастью, результаты нового исследования показали, что восстановление популяций исчезающих видов все-таки возможно.

Больше по теме: Изменение климата на Земле — ТОП-5 фактов, о которых вы не знали

И хотя использование методов машинного обучения для изучения и моделирования сложных структур пищевых цепей не является чем-то новым, эта технология не является общепринятой на данный момент. Тем не менее исследователи полагают, что усилия по восстановлению популяций хищников и их добычи могут увенчаться успехом.

Человечество поставило под угрозу исчезновения не менее одного миллиона видов живых существ

Многие исчезающие виды чрезвычайно важны для восстановления сложной и большой пищевой цепи, а благодаря компьютерному моделированию ученые знают какие именно действия позволят сохранить баланс и биоразнообразие. Большую роль в этом процессе играет восстановление естественного ареала обитания диких животных. Вот только без борьбы с изменением климата ситуацию не изменить.

Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!

Климат и вымирание дикой природы

Изменение климата является основной угрозой будущему нашей планеты, человечество все больше и больше усугубляет ситуацию. Возросшие число климатических катаклизмов, войны и пандемия угрожают продовольственной безопасности, а количество голодающих в мире в ближайшем будущем вырастет на десятки миллионов человек.

Согласно данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), неблагоприятное воздействие на производство и качество продуктов питания ощущается уже сейчас.

Эксперты МГЭИК обнаружили, что производительность в пищевой промышленности снизилась на 21% из-за глобального потепления; высокие температуры и обильные осадки вредят здоровью почвы; а повышенный уровень углекислого газа снижает пищевую ценность сельскохозяйственных культур.

Исчезновение морских организмов происходит из-за загрязнения и изменения климата

Вам будет интересно: 11 тысяч ученых предупреждают: изменение климата может нас уничтожить

Таким образом, если в течение следующих 30 лет не будут приняты адекватные меры по восстановлению мировых экосистем, вся жизнь на нашей планете может довольно скоро исчезнуть. В частности, МГЭИК прогнозирует, что ряд продуктов питания сократится на 21% до 2100 года. При этом более 80% калорий, потребляемых во всем мире, приходится всего на 10 культур.

Огромной проблемой также является гибель морских обитателей (из-за климатических изменений и загрязнения окружающей среды). Уменьшив воздействие на экосистемы мы можем выйграть время для адаптации множества организмов к меняющимся условиям. В конечном итоге рост глобальных температур сказывается на всех звеньях пищевой цепи и только работая сообща мы сможем сохранить биоразнообразие и человеческую цивилизацию.

Почему люди обожают кошек и при чем тут паразиты?

Правда ли, что в любви к кошкам виноват поразит?

Любите ли вы кошек? Жители Древнего Египта, например, их просто обожали. Наряду с иероглифами, обелисками и геометрическими узорами кошки занимали видное место в искусстве и отражали свой уникальный статус: животные помогали бороться с вредителями и со временем стали символом божественной помощи и защиты. Это подтверждают археологические находки мумифицированных животных – египетские правители укутывали питомцев в золотые костюмы и позволяли им есть со своих тарелок. Считалось, что души усопших переселялись в тела мумифицированных котов, а боги часто являлись смертным в кошачьем обличии. Но кошек любили не только в Древнем Египте, эти животные были неотъемлемой частью культуры Месопотамии, Персии, Индии и Рима. В наши дни мало что изменилось: кошки по-прежнему популярны. И если верить статистике, больше всего усатых-полосатых любят жители США, Китая и России. Но чем обусловлена эта любовь? И почему подозрение все чаще падает на микроскопического паразита под названием Toxoplasma gondii?

Пушистые друзья

Если вы любите кошек то знаете сколько радости эти четвероногие создания приносят в повседневную жизнь. В социальных сетях видео и фото с котиками собирают тысячи просмотров и лайков, а пользователи все чаще заводят своим питомцам аккаунты в Instagram и Tik Tok. Но в чем причина такой популярности? Ведь современные котофеи не ловят мышей, птиц и змей, а охоту заменяют играми с «фантиком на веревочке».

Портал Indy100 (проект газеты The Independent) посчитал примерное количество кошек в мире.

Начнем с того, что кошки полезны для здоровья: ряд научных исследований показывает, что их владельцы реже умирают от сердечного приступа и инсульта. Снижение кровяного давления, уменьшение стресса и высвобождение окситоцина (связанного с чувством влюбленности гормона) также является заслугой мурлыкающих питомцев. К тому же кошки неприхотливы в уходе и с удовольствием проводят время наедине с собой.

Интересный факт
В мире насчитывается более 400 миллионов кошек, включая домашних, бездомных и диких животных. В десятку самых "кошачьих" стран мира входит Япония (7,25 миллионов), Украина (7,5 миллионов), Германия (7,75 миллионов), Великобритания (7,75 миллионов), Италия (9,5 миллионов), Франция (9,5 миллионов), Бразилия – (12,5 миллионов), Россия – (12,5 миллионов), Китай (53 миллиона) и США (76,5 миллионов).

Но что насчет «сумасшедших кошатников»? Откуда они берутся? Лучшим воплощением этого стереотипа является доктор Элеонора Абернати из «Симпсонов», которая живет с 40 кошками и постоянно кидается ими в людей. Увы, но эксперты в области неврологии подтверждают мрачную репутацию котофеев: токсоплазма оказывает воздействие на человеческий мозг.

Лучшая кошатница в истории

Вам будет интересно: Житель США искупался в озере и умер от пожирающего мозг паразита. Возможно ли такое в России?

Почему мы любим кошек

Ученые не первый год изучают Toxoplasma gondii – паразита, хозяином которого являются все представители семейства кошачьих. Попав в организм, он направляется в клетки кишечника и формирует ооцисты, которые попадают в окружающую среду вместе с фекалиями. Промежуточными хозяевами как правило являются мелкие грызуны – токсоплазма искусно манипулирует их поведением, заставляя несчастных делать все, чтобы их поймали и съели. Фокус в том, что у зараженных мышей меняется реакция на запах кошачьей мочи – она начинает их привлекать.

Результаты исследований также показали, что близость кошек к другим млекопитающим меняет поведение последних. В человеческой популяции токсоплазма угрожает беременным женщинам (вызывая врожденные патологий плода) и оказывает влияние на головной мозг, приводя к образованию в нем абсцессов. У лиц со сниженным иммунитетом токсоплазмоз приобретает тяжелое течение.

Исследователи также доказали, что паразит способен вызывать обострение у больных шизофренией.

Чаще всего заражение происходит при контакте с кошачьими фекалиями, но также может передаваться через сырое или недоваренное мясо (в основном свинину). Этот паразит настолько успешен, что инфицированные навсегда остаются его носителями – на сегодняшний день лекарства против токсоплазмоза не существует, как, впрочем, и вакцины.

Результаты работы, недавно опубликованной в журнале Nature показали, что наличие токсоплазмы в организме человека связано с такими заболеваниями как шизофрения, депрессия, психоз и БАР (биполярно аффективное расстройство). В работе приняло участие более четырех тысяч человек.

Ранее исследователи установили, что паразиту нравятся глаза (преимущественно сетчатка), а офтальмологи давно занимаются лечением глазного токсоплазмоза, который способствует снижению зрения более чем в 50% случаев, а в 25% грозит слепотой. Для диагностики болезни необходимо обследование сетчатки и развернутый анализ крови (диагноз может быть поставлен на основании тщательного клинического обследования и положительных результатов серологических и аллергических реакций).

Хотите всегда первыми узнавать о последних научных открытиях и достижениях в области науки и технологий? Вам сюда!

Токсоплазмос делает людей красивыми

В этой истории есть еще кое-что интересное. Оказалось, этот одноклеточный паразит делает людей красивыми. В ходе работы опубликованной в журнале Brain, Cognition and Mental Health исследователи пришли к выводу, что паразит может напрямую изменять характеристики лица и тела хозяина, увеличивая их шансы оставить потомство. Кажется, это худшая бьюти-индустрия в истории.

Составные изображения десяти инфицированных мужчин и женщин (слева) по сравнению с десятью неинфицированными мужчинами и женщинами (справа).

Не пропустите: Как кошки и собаки помогают бороться с депрессией и тревогой?

Инфицированные испытуемые оказались более привлекательными практически во всем: лица у зараженных мужчин и женщин более симметричные, а сексуальных партнеров у них больше, чем у тех кто не сталкивался с паразитом. Согласно имеющимся данным, около трети населения земного шара заражено токсопламозом, но большинство вряд ли когда-нибудь об этом узнают.

Откуда взялась любовь к кошкам?

Не исключено. Исследователи полагают, что под влиянием токсоплазмы формировались целые культуры: воздействие паразита могло объяснить любовь к кошкам у древних египтян и страсть французов к блюдам из сырого мяса. Всему виной повышенный синтез дофамина в головном мозге, эффект которого сопоставим с наркотическим.

Это интересно: Как узнать, что в организме поселились черви-паразиты?

Удивляться этому, однако, не стоит: подобные паразиты в природе не исключение, а скорее закономерность. Так, в 2020 году ученые сообщили об открытии нового вида ос, способных превращать своих жертв в зомби. Еще одним примером является паразитирующий грибок вида Ophiocordyceps, который захватывает контроль над мышцами муравья и управляет его движениями.

Одна тут отдыхаешь?

Но даже если любовь к кошкам действительно вызвана паразитом, мы ничего не можем с этим поделать. Остается надеяться, что пара-тройка мутаций не станут причиной зомби-апокалипсиса (да-да, такое возможно). Ну а пока вокруг относительно спокойно, давайте и дальше наслаждаться общением с котиками, дружба с которыми длится больше 12 000 лет.

Как дети тренируются плакать за долго до рождения

Мартышки два месяца тренируются кричать, прежде чем родиться

Когда ребенок рождается, первый звук, который он издает — это крик. Считается, что он является признаком хорошего здоровья. Но задумывались ли вы, почему только родившись, у младенца хорошо получается издавать звуки, которые ранее они никогда не издавал? Да, возможно это рефлекс, такой же как, к примеру, сосательный. Однако, по мнению ученых, все не так просто. Дети тренируются кричать еще будучи в утробе матери. Причем начинают это делать задолго до рождения. К такому выводу они пришли на основе исследования, проведенного на мартышках. Но впервые такое предположение было сделано еще в конце 70-х начале 80-х годов, когда медики обратили внимание на то, что дети в животе делают характерные движения мышцами лица. Правда, подтвердить это было сложно, так как для этого беременным женщинам пришлось бы часто проводить длительные УЗИ.

Чем мартышки похожи на людей

Мартышки, с одной стороны, мало похожи на люди. Однако они приматы, а значит схожесть с людьми у них гораздо выше, чем, к примеру, у лабораторных мышей. Более того, самцы и самки мартышек воспитывают потомство вместе. Поэтому, в отличие от детенышей других приматов, детеныши мартышек, когда рождаются, относительно беспомощны, подобно младенцам людей. Поэтому они часто кричат и, тем самым, зовут родителей на помощь. Учитывая это, ученые решили использовать для исследования именно их.

“Мартышки — это обезьяны, которые, как мы знаем, много кричат, и у них много общего с людьми” — говорит Даниэль Такахаши, один из автор исследования.

Чтобы заставить мартышек сидеть какое-то время неподвижно, им давали лакомство — зефир, который, как оказалось, они очень любят. С угощением в руках каждую из четырех беременных обезьян авторы работы сканировали два-три раза в неделю. Каждый сеанс длился порядка 45 минут.

УЗИ ученые начинали делать обезьянам на 95-й день беременности, когда у младенцев уже были различимы лица. Исследование продолжали вплоть до самого рождения на 146-й день. В результате авторы работы смогли тщательно отсканировать лица малышей обезьян до рождения, чтобы потом сопоставляли их мимику с мимикой этих же обезьянок после рождения.

Задача работы состояла в том, чтобы понять когда начинается развитие речи. Изучение этих процессов до рождения, возможно, поможет выявить проблемы с речью либо моторным развитием людей на самом раннем этапе.

Мартышки, в отличие от других обезьян, активно ухаживают за своими детьми, подобно людям

Как дети кричат до рождения

Как авторы работы сообщают в журнале eLife, детеныши мартышек стали делать “кричащие” выражения лица почти за два месяца до рождения. Следует отметить, что их выражение лица возникало с такой последовательной структурой и продолжительностью, что у авторов работы не возникало сомнений относительно тренировок плодов кричать. Хотя, фактически они еще не могли издавать звуки. Но, что поразило авторов работы еще больше, со временем такие “тренировки” учащались.

Во время самых ранних сеансов УЗИ “кричащее” выражение лица у зародышей возникало в то же время, когда они двигали головами. Но по мере того, как росли и развивались, эти два движения постепенно разделялись. К концу срока беременности мартышек, их плоды могли открывать рты и делать характерное выражение лица вообще не двигая головой.

Выражение лица мартышек до рождения периодически точь в точь соответствовало ихнему же выражению лица, когда они кричали после рождения

По мнению авторов работы, результаты их исследования продемонстрировали, что, хотя мартышки и не достигают уровня языка, как люди (хотя теоретически способны на это), навыки их общения начинают развиваться еще до рождения. Причем с взрослением плодов эти навыки совершенствуются.

Обязательно подписывайтесь на ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ, где вас ожидают поистине захватывающие и увлекательные материалы.

По мнению ученых, фактически, может быть проведена аналогия с тем, как человеческие младенцы начинают ходить на четвереньках, прежде чем перейти к прямохождению.

Надо сказать, что ранее в научном сообществе ходили споры относительно того, насколько полезными могут быть исследования мартышек. Последняя же работа показала, что мартышки отлично подходят для изучения развития человеческого плода в утробе матери, в том числе и тренировки навыков коммуникации.

“По моему скромному мнению, мартышки могут дать нам больше информации, чем шимпанзе” — говорит Андреа Равиньяни, специалист по сравнительной биоакустике и руководитель исследовательской группы в Институте психолингвистики Макса Планка.

Результаты, опубликованные в eLife, наверняка станут основой для других исследований, которые помогут обнаруживать дефекты развития речи. Правда, пока сложно сказать, что ученые с этими знаниями будут делать дальше. Ведь повлиять на развитие плода вряд ли получится.

Ну а напоследок напомним, что животные хоть и не способны разговаривать, как люди, но могут нас понимать. В частности, это касается собак, о чем мы рассказывали ранее.

Ученые превратили стволовые клетки в эмбрионы — как такое возможно?

Ученые создали искусственный эмбрион без яйцеклетки, сперматозоида и оплодотворения

Одна из самых удивительных загадок биологии, которую охраняет сама природа — процессы во время развития эмбриона. Они скрыты от посторонних глаз, так как происходят в теле матери. Однако теперь израильские ученые института Вейцмана, похоже, нашли способ как изучить механизмы развития плода более детально. Для этого они создали искусственные эмбрионы мышей. Самое необычное в этом всем, что зародыши были созданы из стволовых клеток, то есть без сперматозоидов, яйцеклетки и оплодотворения. Но и это еще не все — искусственные эмбрионы показали способность жить достаточно длительное время и развивать анатомию, которая полностью соответствует естественной. Ничего подобного ранее добиться ученым не удавалось.

В чем сложность создания искусственных эмбрионов

Ранее мы уже рассказывали, что ученые смогли вырастить искусственный эмбрион человека и обезьяны. Однако он был получен путем редактирования генов эмбриона обезьяны. То есть это не было создания эмбриона с нуля. Кроме того, ученые выращивали отдельные органоиды и наблюдали за их развитием. В частности, благодаря этому удалось узнать, что кишечник влияет на развитие сердца.

Однако создать полноценный искусственный эмбрион из стволовых клеток, который бы полноценно и правильно развивался, не получалось. В какой-то момент их развитие останавливалось — клетки начинали специализироваться, но система органов не формировалась. При этом эмбрионы жили не более нескольких дней. Теперь же эту “стену” ученым удалось преодолеть, о чем сообщается в журнале Cell.

“Правильные клетки стали возникать в нужное время” — говорит биолог, сотрудник Медицинского центра Лейденского университета, Нильс Гейсен.

Благодаря данному достижению израильские ученые смогут не только изучить процессы, которые происходят во время развития эмбриона, но и понять почему возникают врожденные дефекты. Более того, руководитель исследования, биолог стволовых клеток, профессор Джейкоб Ханна, надеется в будущем создать эмбрион из человеческих стволовых клеток.

Автор работы, профессор Джейкоб Ханна

Как ученые создали искусственные эмбрионы

В прошлом году Джейкоб Ханна со своими коллегами разработал технологию выращивания эмбрионов мышей. Она позволила жить плодам вне тела матери рекордные 11 дней. Для понимания, это более половины срока беременности мышей. Добиться такого результата помогла механическая матка. Устройство напоминает колесо с бутылочками по кругу. Эмбрионы вращаются внутри бутылок, заполненных питательной жидкостью и факторами роста. Установка не только обеспечивает оптимальные условия для развития зародышей, но и позволяет с высокой точностью отслеживать уровень кислорода, а также другие жизненно важные показатели.

Ранее команда выращивала эмбрионы, полученные путем оплодотворения яйцеклетки мышей. На этот раз задача состояла в том, чтобы получить эмбрионы из эмбриональных стволовых клеток. Для этого ученые смешали их с генетически измененными стволовыми клетками, которые должны были развиться в плаценту или желточный мешок. То есть генетически измененные клетки должны были измениться в ткани вне плода для поддержания его роста. Однако некоторые стволовые клетки не были смешаны с генетически измененными клетками.

Механическая матка для выращивания эмбрионов

Большинство стволовых клеток не смогли сформировать эмбрионоподобные структуры, однако около 0,5% клеток все же объединились в небольшие шарики. После этого, на на пятый день, скопления клеток ученые перенесли из культуральных чашек в механическую матку, где они продолжили развиваться.

К восьмому дню “эмбриоиды” стали напоминать 8,5-дневные естественные эмбрионы. У них начали появляться отдельные ткани и органы. Как отмечают авторы работы, зародыши обладали бьющимся сердцем, хвостовыми концами, а также сегментами, которые впоследствии превращаются в скелетные мышцы. Более того, ученые обнаружили развивающийся головной и спинной мозг, а также зачатки других органов.

В целом искусственные эмбрионы были практически идентичны естественным. Исследователи измерили генную активность в более чем 40 000 эмбриоидных клеток. Оказалось, что все ожидаемые типы клеток находились в правильных местах и возникали в нужное время. Схожесть с естественными эмбрионами составляла 95%.

Сравнение искусственных и естественных эмбрионов

Можно ли создать из искусственных эмбрионов животных и людей?

Как говорят сами авторы работы, искусственный эмбрион не мог развиться в полноценное животное. По неизвестным причинам зародыши перестали развиваться на восьмой день. Ученые продолжат исследование, и надеются преодолеть этот барьер. Но, в любом случае, уже удалось совершить серьезный прорыв в области выращивания искусственных эмбрионов.

ВНИМАНИЕ! ПУБЛИКУЕМ ССЫЛКУ НА ЯНДЕКС.ДЗЕН КАНАЛ. Не упустите возможность подписаться, здесь вас ждут захватывающие материалы, которых нет на нашем сайте.

По мнению исследователей, данная работа поможет сократить количество экспериментов на животных. Кроме того, эти наработки помогут проложить путь к источникам клеток и тканей для трансплантации. К примеру, клетки костного мозга могут быть использованы для лечения больных лейкемией. Таким образом изначально не стоит задача создавать искусственных животных или людей из искусственных эмбрионов.

Культурная эволюция: как появились мемы

Мемы – это не просто картинке в интернете. Мемы – целая наука

Миром правят идеи. Они, словно вирусы, заражают мышление. В одной из своих лекций американский философ когнитивист Дэниел Деннет сравнил идеи с паразитами: когда паразитический гриб кордицепс однобокий попадает в организм муравья, то заставляет насекомое подниматься на самую верхушку травинки и висеть на ней в ожидании нового хозяина, попутно распространяя грибные споры. Как это ни странно, но нечто похожее происходит и с людьми, а паразиту далеко не всегда нужна физическая оболочка. Истина, свобода, справедливость – вот лишь некоторые из идей, ради которых люди жертвуют собой, обеспечивая идеям или мемам выживание и распространение.

Что такое «мем»?

В 1976 году британский биолог Ричард Докинз написал книгу под названием «Эгоистичный ген». В ней он рассматривает все живые организмы как «машины для выживания генов» в популяциях. Согласно дарвиновской теории, гены распространяются посредством конкуренции, репликации и естественного отбора. Удивительно, но мемы делают то же самое.

Мем – единица культурной информации, которой может быть любая идея, символ и образ действия, передаваемая от одного человека к другому посредством жестов, письма, ритуалов, речи и т. д.

Согласно этой теории, социальные традиции, которые сохраняются и распространяются в разных культурах, превосходят все прочие – выживают лишь наиболее приспособленные. Докинз также отмечает, что мемы распространяются по аналогии с вирусными эпидемиями и так же реальны, как и нейроны, в которых они обитают.

В книге «Эгоистичный ген» Докинз объясняет, что означает слово мем и представляет миру знаменитую теорию мемов

Так как с момента выхода «Эгоистичного гена» прошло немало времени, эпоха цифровой информации сильно изменила контекст термина «мем». Для жителей двадцать первого века мемы – это в первую очередь смешные картинки в интернете, а не академический термин. Некоторые исследователи и вовсе отмечают, что термин «мем» сам по себе стал мемом.

Рассматривая мемы (или идеи) с точки зрения поведенческой науки, мы можем извлечь несколько ценных уроков о человеческом общении и культуре. Более того, мемы представляют собой чрезвычайно сложную форму коммуникации, которая облегчает обмен сложными идеями и смыслами с помощью нескольких слов и простых изображений.

А вы знали, что у нас есть канал в Telegram? Подписывайтесь скорее – так вы точно не пропустите ничего интересного!

Как распространяются мемы?

Возникая в мозге мемы распространяются вовне подобно инфекционным болезням. В 1965 году парижский биолог и лауреат Нобелевской премии по биологии Жак Моно, предложил следующую аналогию: «точно так же, как биосфера возвышается над миром неживой материи, так и «абстрактное царство» возвышается над биосферой. Обитателями этого королевства являются идеи».

Идеи сохранили некоторые свойства живых организмов. Подобно им, они склонны сохранять свою структуру и размножаться. Они также могут рекомбинировать и разделять свое содержимое. Идеи действительно могут эволюционировать, а отбор, несомненно, играет в этом важную роль, – писал Моно.

О да! Меметика – это целая наука (хотя и довольно спорная)

Мемы могут быть историями, рецептами, навыками, легендами или модой. Мы копируем их, по одному человеку за раз. С другой стороны, с точки зрения Докинза, мемы копируют самих себя и имеют важнейшее культурное значение.

Меметика – это наука о менах, название которой предложил в 1983 году американский информатик Дуглас Хофштадтер.

Как используются мемы?

Итак, чтобы идея стала мемом, она должна содержать в себе нечто, что позволит носителям без проблем ее воспроизводить. По этой причине идеальной средой для распространения мемов стал интернет – место, где никогда не бывает скучно. Дело в том, что контент, которым делятся пользователи, постоянно меняется, во многом благодаря творчеству.

Но так как мемы используют все, некоторые из них могут быть опасны. Здесь мы вновь обращаемся к Деннету и его речи о паразитических идеях, которыми заражена большая часть живущих на планете людей. Мемы регулярно используются для продвижения идеологий и политических идей, стать жертвой которых очень легко.

Мемы – неотъемлемая часть человеческой культуры

В 2019 году исследователи из университета Колорадо использовали эпидемиологическую модель чтобы отследить путешествие научных идей из одного университета в другой. Оказалось, идеи из престижных вузов обладают большим вирусным потенциалом, чем идеи (преимущественно такие же) из менее известных учебных заведений.

Это интересно: Стоит ли доверять науке?

И все же, самым благоприятном местом для распространения мемов являются социальные сети. Сотни и тысячи статей, видео и комментариев транслируют как полезные мемы, так и абсолютно губительные. Это доказала пандемия COVID-19, активировав противников прививок и сторонников самых разнообразных теорий заговора.

Термин «мем» впервые предложил эволюционный биолог Ричард Докинз

Имея сходство с инфекционными болезнями и паразитами, вредные мемы могут быть по-настоящему опасны. Реальность магии, религиозный фундаментализм и бешеная популярность гомеопатии на самом деле оказывают на нас глубокий биологический эффект – подчинение генетических интересов всем прочим интересам. Ни один другой вид на это не способен.

Будучи носителями мемов, мы несем ответственность за их распространение и возможные злоупотребления. Ситуация такова, что превратить в жизнь относительно безобидную идею и полностью извратить ее суть очень легко. Вот почему идеи могут быть чрезвычайно опасны. Но как мы становимся носителями вредных мемов?

Британские ученые превратились в мем про британских ученых

Одна из причин (пожалуй главная) заключается в том, как устроено наше мышление. Мы путаем причинно-следственные связи, не замечаем многочисленные когнитивные искажения и ищем подтверждение собственной правоте. Такому положению вещей определенно точно позавидовал бы гриб кордицепс, ланцетовидная двуустка и прочие паразиты, обитающие на нашей планете.

О том, как именно паразиты превращают насекомых в зомби рассказывал мой коллега Рамис Ганиев, не пропустите!

Как Интернет изменил людей?

Интернет изменил то, как мы потребляем информацию и, следовательно, идеи. Увы, опасные мемы больше не являются чем-то, от чего можно отмахнуться, а человечество медленно но уверенно приближает мрачное будущее. Выходит, каждый из нас должен как следует поразмышлять о собственных убеждениях. В конечном итоге именно они определяют и характер и поведение.

И чем меньше теорий заговора мы встретим в социальных сетях и мессенджерах, тем меньше шансов у паразитических идей заразить наше мышление. Каждый из нас должен быть осторожным с информацией, которой делится в социальных сетях. Идеи и мемы которыми мы делимся с окружающими обладают невероятной силой.

Церемония Оскар 2022 – теперь тоже мем

Как и в случае с опасной болезнью, ее необходимо тщательно изучить – в противном случае шансы на выздоровление минимальны. Наука, образование и развитие технологий являются нашим лучшим оружием в войне опасных и полезных мемов, носителями которых мы с вами являемся.

Любите черный юмор и мемы? Вам сюда!

Не стоит забывать, что хорошие идеи, стимулирующие воображение и способствующие творчеству, вносят большой вклад в развитие не только мировой культуры, но и жизни на нашей планете. А как вы боретесь с опасными мемами? Ответ будем ждать здесь а также в комментариях к этой статье.