Текст уведомления здесь

Грузинские зубы сделали стефаноринуса братом и дядей шерстистых носорогов

А ученые, их исследовавшие, показали, что можно анализировать очень древние, поврежденные временем и климатом биомолекулы. Надо только знать, по каким законам они портятся.
Добавить в закладки
Комментарии

Команда исследователей из разных стран, включающая ученых из российской организации «Национальный альянс Шидловского «Ледниковый период», проанализировали состав зубной эмали останков древних носорогов рода Stephanorhinus из пещеры Дманиси (Грузия). Он показал, что данный род нужно разделить по меньшей мере на два, так как эволюция двух групп носорогов-стефаноринусов шла отдельно. Анализ вели новым методом, который выявил белковый состав зубной эмали древних животных и закономерности его изменения. Этот метод можно будет использовать для определения возраста различных находок эпохи плейстоцена. Результаты своей работы авторы оформили в виде препринта научной статьи на сайте biorXiv.

Степень родства ныне живущих видов можно определить по последовательностям нуклеотидов в генах, выполняющих у них сходные функции. Однако «архив» генов, ДНК, весьма неустойчивая молекула. Разнообразные внешние воздействия, в том числе даже умеренное тепло, искажают и разрушают ее. Поэтому анализ ДНК доступен только для образцов возрастом до 400 тысяч лет, находившихся в умеренном климате, и до 700 тысяч лет, если бывший владелец ДНК лежал в вечной мерзлоте. Но близкие родственники современных млекопитающих распространились по Земле гораздо раньше, и установить их родственные отношения друг с другом и с более молодыми таксонами по их ДНК не представляется возможным из-за ее порчи и повреждений.

Авторы исследования учли, что кроме состава генов у различных видов отличаются и белки, кодируемые этими генами. Они сохраняются лучше, чем ДНК, и по белкам можно определять систематическое положение более древних организмов. Лучше всего сохраняется коллаген 1 типа, но строение этого белка, а также кодирующего его гена весьма консервативны, то есть лишь незначительно меняются в ходе эволюции. Поэтому ученые обратились к другим белкам в составе зубной эмали — наиболее твердой части тела позвоночных, которая чаще остальных доходит до наших дней. Они выделили белки из эмали коренного зуба с нижней челюсти этрусского носорога (Stephanorhinus etruscus) из рода стефаноринусов, найденной в пещере Дманиси в Грузии, и из зуба представителя мелкого рогатого скота времен Средневековья из Скандинавии.

Возраст зуба носорога оценили в 1,77 миллиона лет, что соответствует раннему плейстоцену. Это существенно больше максимального возраста останков, чью ДНК возможно использовать для уточнения систематики. Но белки, обнаруженные в эмали стефаноринуса, оказалось вполне возможным сравнить с таковыми у средневековой козы. Эмаль плейстоценового животного сохранила в себе не только коллаген 1-го типа, но и амелогенины, и энамелины, и ряд других подобных молекул. Белков, не характерных для зубной эмали, в коренном зубе этрусского носорога не появилось, а значит, ископаемый биоматериал не был загрязнен. Зная, в каком порядке расположены аминокислоты в амелогенинах и энамелинах современных млекопитающих (лошадей, носорогов, коз, овец и т.п.), ученые установили, какие «кирпичики» молекул этих белков видоизменились за 1,77 миллиона лет после гибели стефаноринуса и за несколько веков после того, как скандинавы закололи исследуемую козу. В первую очередь это были глутамин и аспарагин: они теряли аминогруппы.

Определив закономерности, по которым меняется аминокислотный состав белков вследствие их долгого хранения, биологи сравнили строение энамелинов и амелогенинов этрусского носорога из Дманиси с аналогичными уже известными данными по вымершим шерстистому носорогу (Coelodonta antiquitatis) и носорогу Мерка (Stephanorhinus kirchbergensis), а также ныне живущим суматранскому носорогу (Dicerorhinus sumatrensis) и прочим.

По протеому эмали этрусский носорог, шерстистый носорог и носорог Мерка оказались ближе друг к другу, чем к современным носорогам. Однако получилось, что носорог Мерка ближе к шерстистому носорогу, чем к этрусскому (то есть к представителю своего же рода). Это значит, что род Stephanorhinus в том виде, в котором он находится сейчас, представляет собой сборную группу, и шерстистые носороги произошли от каких-то ранних стефаноринусов — более древних, чем этрусский.

Главное в данной работе — не уточнение родства древних носорогов. Важнее то, что по составу белковых молекул зубной эмали возрастом значительно более миллиона лет можно получать подробную информацию о систематическом положении тех животных, кому она принадлежала. Использование нового метода позволит уточнить и пересмотреть классификацию многих доисторических животных эпохи плейстоцена (1,8 миллиона — 12 тысяч лет назад).

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы

В России показали, как успешно разбавлять топливо водой

Оказалось, что можно добиться горения даже таких смесей, где воды куда больше, чем самого топлива.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Объединенного института высоких температур РАН изучили процесс горения смесей из углеводородов и большого количества воды. В результате им удалось установить ключевые факторы, при которых топливо может гореть, несмотря на смешивание с H20. Сжигание топливно-водных эмульсий имеет заметные преимущества перед сжиганием чистого топлива из-за улучшения режима охлаждения двигателя. В итоге возникает возможность одновременно снизить потребление топлива и увеличить мощность ДВС на больших оборотах. Впрочем, у такого способа есть и свои недостатки, в основном преодоленные в последние годы. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the Combustion Institute.

Авторы работы использовали топливно-водные эмульсии на основе н-гептана (октановое число — ноль), смешанного с водой, пузырьками кислорода и поверхностно-активным веществом, подобным тому, что добавляют в бытовые моющие средства. Ученые поджигали эту смесь и записывали процесс ее горения с помощью высокоскоростной видеокамеры. В результате им удалось добиться довольно необычных результатов: в их экспериментах горели смеси, где воды было до 87 процентов по массе и до 95 процентов по объему.

Если бы не добавление поверхностно-активных веществ (ПАВ), то возгорание в эмульсии не происходило бы, отмечают исследователи, вода тушила бы любые процессы горения. Однако за счет ПАВ происходила изоляция областей, где шло горение, от областей, где находились капельки воды, что и позволяло эмульсии продолжать гореть даже при большой массовой доле воды.

Ученые показали, что скорость сгорания тем выше, чем меньше в диаметре капли топливо-воздушной смеси, поэтому наилучшие результаты получаются при сжигании смеси, где воды не более 80 процентов — в этом случае капли образуются оптимальными по диаметру. [ ... ]

Читать полностью

Тагарцы из Южной Сибири оказались скифами

Несмотря на разделявшие их тысячи километров, обе группы весьма близки генетически.
Добавить в закладки
Комментарии

Исследователи из Института цитологии и генетики Сибирского отделения РАН проанализировали митохондриальную ДНК из останков людей в захоронениях тагарской культуры, существовавшей на юге Сибири в VIII—I вв. до нашей эры одновременно со скифо-сарматской культурой в Северном Причерноморье. Анализ показал необычайную близость митохондриальной ДНК тагарцев и скифов с сарматами. По всей видимости, они были близкородственны не только по мужской, но и по женской линии. Это указывает на довольно свободную миграцию людей в степной зоне Евразии в тот период. Соответствующая статья опубликована в PLoS ONE. Исследование поддержано грантом РНФ.

Представители тагарской культуры проживали на юге Сибири близ Саянских гор, на крайней северо-восточной периферии евразийского степного пояса. До сих пор было доподлинно неизвестно, откуда пришли их предки, так как, несмотря на довольно восточное расположение тагарских памятников, в их захоронениях встречаются явные европеоиды.

Авторы новой работы взяли митохондриальную ДНК, передающуюся по материнской линии, из 79 скелетных останков, найденных в тагарских курганах. В итоге выяснилось, что большинство захороненных были носителями гаплогрупп H, HV6, HV*, I, K, T, U2e, U4, U5a и U* — всего их было 64,6 процента от общего числа изученных. Эти митохондриальные гаплогруппы и тогда, и теперь типичны для Западной Евразии, европеоидных народов. Остальные 35,4 процента составляли гаплогруппы A*, A8, C*, C5, D, G2a и F1b, типичные для востока Евразии и часто встречающиеся среди монголоидов.

Затем исследователи сравнили частоту встречаемости различных митохондриальных гаплогрупп среди тагарцев и современных им групп населения Евразии. Оказалось, что ближайшая к ним группа проживала в Северном Причерноморье, где тогда существовало Скифское царство, на смену которому пришли государства воинственных сарматов. Все известные группы Восточной Евразии, даже включая индоевропейское на тот момент население Алтая, оказались от тагарцев дальше, чем скифы Причерноморья. Из более ранних народов бронзового века ближе всего к тагарцам андроновцы — жившая ранее на их месте и, по всей видимости, предковая популяция. [ ... ]

Читать полностью

Цепочки фекалий оказались древнейшими на Земле скелетными организмами

Палеопасцихниды вовсе не следы жизнедеятельности древних живых организмов, а сами древние организмы, причем, возможно, еще не вымершие.
Добавить в закладки
Комментарии

Ученые из Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения РАН, Института геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАН и Новосибирского государственного университета совместно с коллегами из Великобритании и Франции доказали, что палеопасцихниды — древнейшие носители макроскелетов среди всех известных организмов Земли. Соответствующая статья опубликована в Precambrian Research.

Исследователи изучили более сотни ископаемых останков Palaeopascichnus linearis (палеопасцихнусы линейные из группы палеопасцихнид), найденных на Оленекском поднятии северо-востока Сибирской платформы. Кроме того, они привлекли для сравнения и ранее найденные другими научными группами образцы — с Белого моря, Украины, из Австралии и Канады. Возраст изученных образцов составил от 543 до 549 миллионов лет, однако известно, что палеопасцихниды встречались в более широком хронологическом диапазоне (550—540 миллионов лет назад) в разных регионах планеты.

Фото: Антоном Колесников / «Наука в Сибири»

Фото: Антоном Колесников / «Наука в Сибири»

Внешне окаменелости палеопасцихнид выглядят как набор овалов, соединенных между собой в цепочки. Долгое время считалось, что это следы неизвестных древних организмов на морском дне или их фекалии. Однако, сделав тонкие спилы поперек цепочек овалов (их размер — до 11 миллиметров), а затем изучив полученные срезы под микроскопом и с помощью томографии, авторы убедительно показали, что это не так. Между овалами удалось найти следы склеивания, а сами стенки отдельных «овалов» оказались сложенными из содержащего кальций крупнозернистого материала. Таким образом, на самом деле это был внешний экзоскелет макроскопического организма. До сих пор древнейший известный палеонтологам макроскелет датирован 541 миллионом лет. [ ... ]

Читать полностью