понедельник, 9 апреля 2012 г.

Чем «естественные» биологические часы отличаются от «искусственных»

Чем «естественные» биологические часы отличаются от «искусственных»Учёные усомнились в достоверности результатов исследований, посвящённых циркадным ритмам: эксперименты показали, что в лаборатории и в природе биологические часы дрозофил могут работать по-разному.

Очередное исследование, посвящённое биологическим часам, ставит под сомнение достоверность данных, накопленных за 40 лет изучения суточных ритмов. Для своей работы учёные из Университета Падуи (Италия) выбрали обычный в таких случаях объект — плодовую мушку дрозофилу. Но, в отличие от предыдущих исследований, за суточной активностью мух наблюдали не в лабораторных, а в естественных условиях.

Циркадные ритмы, под которыми понимают изменения в поведении и физиологии, подчиняющиеся смене дня и ночи, есть у огромного числа организмов, вплоть до некоторых бактерий. Их нарушения могут стать причиной самых разных болезней, от нервных расстройств до проблем с метаболизмом. Считается, что за биологические часы отвечает некоторая группа генов. Эти гены у разных организмов похожи, поэтому, изучая дрозофилу, можно узнать о том, как биологические часы функционируют у человека. Именно на дрозофиле и была выполнена львиная доля экспериментов в этой области. Но все эти исследования проводились в искусственных условиях, где менялся только один стимул — свет. Никто не проверял, сказываются ли на работе биологических часов изменения температуры, что в природе обычное дело.

На этот раз учёные наблюдали за мухами в условиях, максимально приближенных к естественным. Одни из них жили в открытой клетке в холодном и влажном климате Англии, другие — в тёплой и солнечной Италии. Эксперимент длился три года, за дрозофилами наблюдали с апреля по ноябрь. Результаты получились в некотором роде революционные.

Во-первых, в естественной среде пик активности дрозофил приходился на середину дня, а не на рассветные часы и не на сумерки, как считалось. Между прочим, похожие данные были получены и в параллельных экспериментах с мышами и хомяками: в лаборатории животные предпочитали активничать ночью, тогда как в более или менее природных условиях наиболее активны были днём.

Во-вторых, было принято считать, что вечерняя и утренняя летательная активность у дрозофил подчинена циркадным ритмам. Сейчас же оказалось, что их желание или нежелание летать зависит в большей степени от температуры, чем от состояния биологических часов.

И самое главное: мухи с мутацией в одном из циркадных генов в естественных условиях вели себя так, как будто ничего не случилось. Это оказалось самым серьёзным отличием от лабораторных данных, когда такая мутация сильно изменяла поведение насекомых. По мнению учёных, в природе суточные изменения в поведении учитывают множество разных факторов, которые в сумме могут подавить генетический дефект.

Статья с результатами исследований опубликована в журнале Nature.

Авторы не отрицают, что предыдущие результаты, касающиеся суточных изменений в метаболизме, могут остаться в силе. Но всё, что касается поведения, не мешало бы перепроверить. Учёные попробовали в лабораторных условиях воссоздать естественное окружение дрозофил, то есть добавили изменения влажности, температуры и т. д., и после этого «лабораторное» поведение мух стало больше походить на «естественное». Эта работа заставляет обратить самое пристальное внимание на научно-философский вопрос о том, насколько экспериментальные условия и данные, полученные при эксперименте, соответствуют действительному положению дел. Совершенно очевидно, что эта проблема касается не только зоологов, занимающихся поведением животных, но и биологии в целом.

Подготовлено по материалам The Scientist.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

В лаборатории впервые получена волна-убийца
Долгое время существование огромных волн высотой более 20 м, возникающих при спокойной погоде, отрицалось, и лишь их случайная фиксация помогла начать исследование проблемы. Но только сейчас австралийским ученым удалось получить так называемую волну-убийцу в лабораторных условиях. Хотя ещё португальцы рассказывали в своих хрониках о существовании беспричинных огромных волн, обрушивающихся на суд...
  (читать дальше)

ВВС США, возможно, испытают в Афганистане ещё один дирижабль
Мы уже рассказывали о ситуации с дирижаблями-разведчиками, разрабатываемыми одновременно для армии и ВВС США. Ещё недавно, после фактической остановки программы Blue Devil Block 2, казалось, что всё ясно: более дешёвая и несколько более эффективная платформа Long Endurance Multi-Intelligence Vehicle (LEMV), созданная британской фирмой из Бедфорда для армии США, победила. Её конструкторы сделали гл...
  (читать дальше)

Твёрдый водород пытается копировать строение графена
Поход за металлическим водородом начался в конце XIX века, когда химики указали на то, что элемент, находящийся над щелочными металлами в таблице Менделеева, тоже должен переходить в металлическое состояние. В 1935 году физики Юджин Вигнер и Хиллард Белл Хантингтон предсказали, что водород перейдёт в металлическое состояние при давлении в 25 ГПа (округлённо). К сожалению, более поздние экспериме...
  (читать дальше)

Ещё немного о туринской плащанице
Мистификация или чудо эта ваша туринская плащаница? Казалось бы, вопрос давно решён, ан нет, Томас де Весселов, бывший сотрудник Кембриджского университета (Великобритания), утверждает, что это ни то, ни другое. Вопреки радиоуглеродному датированию, показавшему, что саван является средневековой подделкой, и позднейшим изысканиям, в только что вышедшей книге «Знак: туринская плащаница и тайна вос...
  (читать дальше)

Начались испытания компактного дрона на водородных топливных элементах
Компания Insitu Inc. из Бингена (штат Вашингтон, США) объявила о том, что её БПЛА ScanEagle совершил первый полёт с использованием в качестве единственного источника энергии водорода, окисляемого топливными элементами. Топливные элементы на 1,5 кВт производства United Technologies были установлены на уже существовавшую платформу обычного ScanEagle буквально за три дня. Это означает, что модерниз...
  (читать дальше)

«Арт-проект» Google превратился в сверхмузей
Компания Google обновила свой «Арт-проект»: теперь там не только картины, но и скульптуры, фотографии, а ещё бразильское граффити, южноафриканская наскальная живопись и произведения австралийских аборигенов. «Арт-проект» открылся чуть больше года назад. Судите сами: начальная версия могла похвастаться экспонатами 17 музеев из девяти стран. В общей сложности — тысяча картин, большинство из которы...
  (читать дальше)

Предложен новый способ повышения эффективности удержания плазмы
Кандидат физико-математических наук Михаил Цвентух, работающий в Физическом институте имени П. Н. Лебедева (ФИАН), представил новый алгоритм расчёта устойчивости плазмы в магнитных ловушках, делающий возможной усовершенствованную конструкцию магнитной ловушки токамаков (и не только), с существенно более высокими параметрами удержания горячей плазмы. Вопрос магнитного удержания плазмы с пред...
  (читать дальше)

Летающие машины: бум или мода?
Разработчики летающих машин очевидно активизировались: Terrafugia везёт свой самолёто-автомобиль на Нью-Йоркский автосалон, а голландская PAL-V начала полёты одноимённого автомобиля-автожира. Что же это? Техническая революция или очередной этап эволюции конструкторской мысли? Transition Transition Roadable Aircraft американской компании Terrafugia представляет собой двухместный летающий автомо...
  (читать дальше)

Как жир защищает нас от диабета
Диабет второго типа связан с неспособностью жировых клеток превращать глюкозу в жир. Пока эти клетки реагируют на присутствие углеводов в крови, у диабета нет шансов. За последние десять лет учёные узнали о жировых клетках много нового: сразу несколько исследовательских групп обнаружили, что адипоциты контролируют уровень сахара и инсулина. Для этого жировым клеткам необходимо чувствовать сахар ...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)