Место человека в классификации живых организмов. Продолжение в комментариях.
Появление и развитие приматов от общего предка
Что такое кровь?, Видео энциклопедия США, 80-90 годы
Фильме рассказывается о свойствах крови и составе.Находясь в непрерывном движение кровь разносит по всему телу тепло и поддерживает таким образом постоянную температуру тела. Кроме того кровь служит главной защитой организма от вторжения инородных веществ.
Материал собирался из разных источников, титры не сохранились, определить авторов и год выпуска не представляется возможнымОриентировочно 80-90 годы.
В денисовой пещере нашли артефакты, меняющие представления о древних людях
Недавно исследователи провели раскопки на ранее неизученном участке Денисовой пещеры, в ее южной части. Их итогом стали найденные предметы материальной культуры первобытных людей, живших в этой пещере.
По словам научного сотрудника Михаила Шунькова, в ходе раскопок были обнаружены подвески из зубов животных, кольцо из бивня мамонта и мраморные изделия – части браслета и кольца. Теперь можно с уверенностью утверждать, что создание подобных вещей носило массовый характер. Это указывает на высокое развитие когнитивных качеств человека, представлений об эстетике, а также на наличие социальной структуры в первобытном обществе.
По мнению ученых, возраст найденных артефактов составляет не более 50 тыс. лет и вероятнее всего приблизительно равен 45 тыс. лет. М. Шуньков отметил, что методы, применявшиеся для обработки найденных изделий, получили распространение значительно позже в других местах обитания людей.
Он также добавил, что, судя по всему, это наиболее видная коллекция подобных артефактов в северной части Евразии, и здесь идет речь о том, что носителем этой культуры были именно денисовецы.
Денисова пещера находится в Солонешенском районе Алтайского края недалеко от реки Ануй. Здесь были найдены части зубов древних людей, обитавших в этой пещере многие тысячелетия назад, которые в последствии оказались выделены в отдельный человеческий вид, известный как Homo Denisovensis.
За годы раскопок в пещере удалось определить два десятка культурных слоев, относящихся к различным эпохам. В общей сложности было обнаружено более 80 тыс. находок, представляющих ценность для науки. Среди них были останки животных и растений, инструменты, первобытное оружие и декоративные изделия.
10 глупых вопросов АНТРОПОЛОГУ | Станислав Дробышевский
Новый герой "10 глупых вопросов" — кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ им. Ломоносова и научный редактор портала «Антропогенез.ру» — Станислав Владимирович Дробышевский.
Мы задали Станиславу Владимировичу глупые вопросы о профессии антрополога и эволюции человечества и получили на них умные ответы
01:01 Антрополог это тот, кто придумал человека?
02:06 Кто создал человека?
04:19 Как понять по черепу, что человек разумный?
15:32 Если человек произошёл от обезьяны, то бога нет?
18:49 Африканцы произошли от черных обезьян, а европейцы от белых обезьян?
22:41 Почему из лобстера не получилось человека?
25:35 Когда люди будут жить вечно?
29:21 Зачем рыба выползла из воды?
32:45 Когда человечество изобретёт всех роботов, то эволюция пойдёт назад?
35:25 Когда человек эволюционирует в сверхчеловека?
45:27 Где учиться на антрополога?
46:23 Сколько может зарабатывать антрополог?
48:55 Какой карьерный рост у антрополога?
50:21 Что нравится в профессии?
52:04 Что бесит в профессии?
52:17 Совет начинающим антропологам
Умный мозг не только большой, но и жаждущий крови
Мозгу нужно много крови, чтобы быть умным.
Нынешняя парадигма состоит в том, что человеческий интеллект становился все более сложным, когда наш мозг становился больше. Однако австралийские и южноафриканские исследователи утверждают, что это только одна сторона медали. Их исследование показало, что увеличение притока крови к мозгу может быть связано с улучшением когнитивных функций.
Используя размеры двух отверстий в основании черепа, которые позволяют артериям проходить к мозгу, исследователи смогли подсчитать, сколько крови использовалось для прохождения через мозг у 11 видов предков гоминида, от австралопитеков до архаичных Homo sapiens. Это охватывает последние 3,5 миллиона лет.
Они обнаружили, что приток крови к мозгу непропорционально увеличивается с объемом мозга. Они выяснили, что показатель притока крови к объему мозга составляет 1.4, как сообщается в исследовании, опубликованном в Royal Society Open Science.
Конечно, чем более метаболически активен мозг, тем больше крови требуется, но новое исследование показывает, что кровоток и объем мозга не увеличиваются согласованно. Опять же, человеческий мозг несколько особенный в том смысле, что он также очень хорошо упакован. А именно, мозг складывается в привычной морщинистой форме ореха, что позволяет формировать больше нервных связей в меньшем объеме. Это может объяснить, почему артерии, направляющие кровь в мозг, увеличиваются в размерах непропорционально размеру мозга.
Используя отверстия в черепе, исследователи определили интенсивность мозговой активности у предков, которые жили миллионы лет назад.
«На протяжении всей эволюции развитие функции нашего мозга, по-видимому, связано с тем, что нам требуется больше времени, чтобы вырасти из детства. Это также связано с семейным сотрудничеством в охоте, защите территории и уходе за молодыми», – сказал соавтор Ваня Бозиочич. «Появление этих признаков, похоже, хорошо следует за увеличением потребности мозга в крови и энергии».
Больше околонаучного у нас на канале t.me/everScience.
Способы познания
Клетки-зомби, оживающие в мозге человека после смерти
Что происходит с организмом человека, когда он умирает?
Мы представляем себе, что всё перестает работать: без кровообращения и дыхания системы и органы просто не смогут функционировать. Однако вот ведь какое странное дело, причуда природы: оказывается, внутри нас существует «живые мертвецы» — это клетки, продолжающие жить внутри неживого тела. И они не просто живут, их активность даже увеличивается.
Итак, некоторые клетки человеческого мозга становятся гораздо активнее после нашей смерти. Такие «клетки-зомби» увеличивают экспрессию генов и героически пытаются выполнять свои задачи. Похоже, кто-то забыл им сказать, что в их услугах больше не нуждаются.
Именно невролог Джеффри Лоуб из Университета Иллинойса и его коллеги заметили, что подобные клетки отращивают длинные придатки и продолжают увлеченно заниматься своими обычными делами в течение еще нескольких часов после смерти.
«Большинство исследований предполагают, что работа мозга полностью останавливается, когда перестает биться сердце, но это не так, — отмечает Лоуб, — Наши находки необходимы для интерпретации данных о тканях человеческого мозга. Пока еще мы не успели дать оценку обнаруженной информации как следует».
Большая часть сведений о расстройствах мозга, таких как аутизм, болезнь Альцгеймера и шизофрения, получена в результате экспериментов, проводимых на тканях мозга после смерти человека. Именно такой подход имеет огромное значение для поиска методов или средств лечения. Исследование мозга с участием подопытных животных часто не показывает истинной картины; сложно проводить аналогию между животными и человеком из-за фундаментальных различий в строении мозга и его особенностей.
Обычно исследования проводятся на тканях людей, умерших более 12 часов назад. Сравнивая экспрессию генов в свежих тканях мозга (удаленных в ходе операции у 20 пациентов, страдающих эпилепсией) с вышеупомянутыми образцами мозга умерших людей, Лоуб и его команда обнаружили поразительные различия, которые не зависели ни от возраста, ни от заболевания.
Ученые изучили результаты гистологии мозговой ткани и заметили, что клеточно-специфическая активность изменяется после смерти человека с течением времени при комнатной температуре.
Исследователи отмечают, что большая часть генов сохраняла активность и оставалась относительно стабильной в течение 24 часов; нейроны и активность их генов истощались довольно быстро. Однако самое примечательное здесь — глиальные клетки, которые активизировались и увеличивали экспрессию генов.
Клетки оживают после смерти человеческого мозга. Доктор Джеффри Лоуб / Университет Иллинойса в Чикаго
Сначала это кажется просто чем-то непонятным и невероятным, но, на самом деле, здесь скрыт большой смысл, учитывая, что именно глиальные клетки, такие как микроглия и астроциты призываются к действию, когда в организме что-то идёт не так. А что может случиться с организмом хуже смерти?
«Тот факт, что глиальные клетки после смерти активизируются, неудивителен, учитывая, что у них есть противовоспалительная функция, и их работа заключается в очистке головного мозга после повреждений, например, после кислородного голодания или инсульта», — говорит Лоуб.
Также команда показала, что РНК, формирующаяся в процессе экспрессии генов, сама по себе не изменяется в течение 24 часов после смерти, поэтому любые изменения в ее количестве должны быть связаны именно с продолжением биологических процессов.
«Данные об экспрессии генов в свежевыделенных образцах человеческого мозга позволяют получить беспрецедентное представление о геномной сложности человеческого мозга из-за сохранения стольких различных транскриптов, которые больше не присутствуют в тканях после смерти», — написали исследователи в своей статье.
Открытие команды имеет огромное значение как для прошлых, так и для текущих исследований с использованием тканей мозга, чтобы лучше понимать развитие и природу заболеваний, вызывающих иммунные реакции.
При этом через 24 часа эти клетки все-таки умерли, и их уже нельзя было отличить от окружающей их разрушающейся ткани.
«Исследователи должны принять во внимание описанные генетические и клеточные изменения, максимально сократить посмертный временной интервал для исследований, чтобы уменьшить масштабы этих изменений», — пояснил Лоуб.
«Наше исследование несет важное сообщение для ученых. Оно заключается в том, что теперь мы знаем, какие гены и типы клеток являются стабильными, какие деградируют, а какие со временем увеличиваются. Таким образом, мы можем лучше понять результаты посмертных исследований мозга».
Поразительно, что даже после смерти мы, биологические организмы, не бываем полностью статичными и бездействующими.
Полный текст исследования был опубликован в журнале Scientific Reports.
Автор оригинала: Tessa Koumoundouros
Редактирование генома человека. Александр Панчин и Алексей Семихатов
00:03:43 Зачем нужны рекомендации ВОЗ о редактировании генома человека
00:07:43 Почему китайский доктор, редактировавший геном, сидит в тюрьме
00:09:45 История о женщине, редактировавшей свой собственной геном
00:11:48 Как на самом деле работают генетические модификации человека
00:19:08 Что мы почти умеем исправлять в генах?
00:23:19 не разделит ли генетическая модификация человечество?
00:31:41 Как государство должно регулировать генную терапию и генную модификацию?
00:40:08 Как физически происходит редактирование гена
00:46:48 Как убедить людей изменить свои взгляды на генную инженерию
00:50:50 Когда можно будет лечить муковисцидоз?
0:56:00 будет ли интересна обществу в будущем генная терапия и генная инженерия?
01:01:53 Появятся ли новые генетические заболевания
01:08:16 Почему генная терапия такая дорогая?
01:27:00 Можно ли выращивать суперспортсменов с помощью генной инженерии
Александр Юрьевич Панчин
Кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, научный журналист («Популярная механика», «Троицкий вариант»), автор популярного блога scinquisitor в livejournal и популяризатор науки, лауреат премии «Просветитель» за книгу «Сумма биотехнологии».
Алексей Михайлович Семихатов
Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Физического института им. П. Н. Лебедева РАН, популяризатор науки, ведущий программы «Вопрос науки» на канале Наука 2.0, член жюри премии «Просветитель» в 2009–2015 гг.
Александр Панчин в соцсетях
Подписывайтесь! Ставьте лайки! Делитесь с друзьями интересным контентом!
Про рептилий и черепах
Прочитал еще одну статью про классификацию и хотел бы поделиться ей с пикабушниками (для лл: Австралийский палеонтолог Майкл Ли предложил новую гипотезу происхождения черепах. Как и многие авторы до него, Ли считает, что черепахи близки к крупным растительноядным ящерам пермской эпохи — парейазаврам; но он предполагает, что черепахи вместе с парейазаврами произошли от диапсид — ветви рептилий, к которой относятся крокодилы, динозавры и ящерицы. Если эта гипотеза подтвердится, она будет означать очень сильную перестройку эволюционного древа рептилий, возможно, даже заслуживающую названия «новой филогении рептилий»).
Парейазавр Deltavjatia vjatkensis, живший на территории России в конце пермского периода. Именно таких животных многие палеонтологи считают предками черепах.
Черепахи появились на Земле примерно 220 миллионов лет назад, в конце триасового периода. Поздний триас — особая эпоха в истории наземных позвоночных. Именно тогда возникли млекопитающие, черепахи, крокодилы, динозавры и птерозавры (летающие ящеры) — пять групп животных, которые очень сильно изменили облик нашей планеты. Из всех этих групп именно происхождение черепах выглядит наиболее загадочным. И главная причина тут не недостаток усердия палеонтологов, а слишком необычная анатомия черепах, затрудняющая их сравнение с любыми другими позвоночными.
Какие вообще возможны «кандидаты» на роль предков черепах? Известно, что рептилии и их потомки делятся на три огромные группы: анапсиды, диапсиды и синапсиды. Главный признак, по которому эти группы выделены, это число височных дуг — костных мостиков в крыше черепа, разделенных отверстиями. У нас, например, височная дуга только одна (ее можно нащупать, проведя рукой назад от скулы), и это означает, что мы — синапсиды («слитнодужные»). К синапсидам относятся млекопитающие и вымершие зверообразные рептилии. Диапсидами («двудужными») называются животные, у которых височных дуг изначально было две; к ним относятся ящерицы, змеи, гаттерии, крокодилы, динозавры, птерозавры, а также птицы. И наконец, анапсиды («бездужные») — это те, у кого никаких височных дуг и отверстий нет вовсе. К ним относится несколько вымерших групп ящеров, например парейазавры и проколофоны.
К синапсидам черепах не относит никто. А вот отнести их к анапсидам было совершенно естественно, потому что никаких височных дуг и отверстий у черепах нет; у них встречается разве что височная вырезка (но не отверстие!). Действительно, еще в начале XX века сразу несколько палеонтологов пришли к выводу, что черепахи — это единственные дожившие до наших дней анапсиды. Их предками вполне могли бы быть, например, парейазавры, которые немного похожи на черепах даже формой тела.
В 1947 году американский палеонтолог Эверетт Олсон (Everett Olson) предложил выделить анапсид в подкласс парарептилий (Parareptilia), подчеркивая их отдельное от других рептилий происхождение. В этот подкласс он включил и черепах.
Но ведь есть еще диапсиды. По Олсону, они вошли в подкласс настоящих рептилий (Eureptilia). Проблема в том, что и с современными диапсидами черепахи тоже имеют ряд общих черт. Например, сердце у черепах и у ящериц устроено настолько похоже, что это еще в 1916 году привело крупного английского сравнительного анатома Эдвина Гудрича (Edwin Stephen Goodrich) к мысли об их близком родстве. В дальнейшем признаки, общие у черепах с диапсидами, были обнаружены в анатомии тазового пояса, стопы, верхней челюсти, позвоночника, затылка. А височные окна, в конце концов, могли в каких-то эволюционных линиях возникнуть повторно или, наоборот, зарасти. В результате к концу XX века гипотеза происхождения черепах от диапсид стала довольно популярной (см.: В. Р. Алифанов. Загадка происхождения черепах, «Природа», 2001, №8).
Выбор между двумя главными теориями происхождения черепах — анапсидной (парарептилийной) и диапсидной (эурептилийной) — не сделан до сих пор. Достаточно сильные сравнительно-анатомические доводы можно найти и за ту, и за другую. К счастью, есть еще и молекулярная филогенетика. Анализ последовательностей ДНК, охватывающий больше двух сотен генов, приводит к выводу, что ветвь черепах находится внутри диапсид.
Положение черепах на эволюционных деревьях, построенных по морфологическим и по молекулярным данным. «Морфологическое древо» дано в двух версиях, соответствующих анапсидной (а) и диапсидной (б) гипотезам. Лепидозаврами называется группа рептилий, главными представителями которой являются ящерицы. На «молекулярном» древе (в) черепахи располагаются не совсем там, где на древе (б), но явно глубоко внутри группы диапсид, в которую, напомним, входят ящерицы, крокодилы и птицы. Иллюстрация из статьи: S. B. Hedges. Amniote phylogeny and the position of turtles // BMC Biology. 2012. V. 10. №1. P. 64
Если верить, что последнее слово — всегда за молекулярной биологией, задачу можно на этом считать решенной. Но откуда же всё-таки столько противоречий в морфологических построениях? И как эти противоречия убрать?
Разобраться в этом, объединив по возможности все современные данные, решил австралийский палеонтолог Майкл Ли (Michael Lee). Он рассудил так: если решение задачи раз за разом не сходится — значит, нужно исследовать сам метод, которым мы ее решаем.
В наше время единственным общепринятым методом построения эволюционных деревьев является кладистический анализ (см. кладистика). В рамках этого метода вся эволюция рассматривается как набор дихотомических (надвое) ветвлений родословного древа, и задача сводится всего лишь к установлению порядка этих ветвлений. А он определяется по строгим алгоритмам, исходя из списков признаков, на которые обязательно разбиваются фенотипы животных. Во всех спорных случаях истинной считается та ветвь, у которой больше уникальных общих признаков.
Расчеты деревьев в кладистике уже давно выполняются автоматически, с помощью специальных программ. От этих программ зависит очень многое; ученые-филогенетики постоянно занимаются их усовершенствованием, комбинируя существующие подходы и предлагая новые.
Но даже из такого предельно краткого описания ясно, что в кладистическом анализе есть как минимум одна совершенно неизбежная операция, которая может быть выполнена только человеком. Это — составление списка признаков. Вид древа, которое выдает программа, всегда зависит от того, значения каких признаков в нее ввели.
А от чего зависит выбор признаков? В первую очередь — от того, какая группа животных находится в центре внимания данного исследователя. У ученых, специализирующихся на парарептилиях (анапсидах) и на настоящих рептилиях (диапсидах), при решении одной и той же проблемы — в данном случае проблемы происхождения черепах — получаются разные результаты в значительной степени потому, что они просто работают с разными признаками. Например, специалисты по анапсидам традиционно уделяют несколько больше внимания анатомии черепа, а специалисты по диапсидам — наоборот, анатомии конечностей и осевого скелета.
Черепах можно включить в древо, построенное изначально для парарептилий, а можно включить в древо, построенное изначально для диапсид. Результаты, конечно, в идеале должны быть одинаковыми, но на самом деле они будут разными. Майкл Ли решил специально проверить это. Сначала он с помощью соответствующих программ построил два типа родословных деревьев рептилий без черепах: «сфокусированное на диапсидах» (diapsid-focused) и «сфокусированное на анапсидах» (anapsid-focused), потом включил черепах в каждое из этих деревьев, а потом сопоставил результаты.
«Диапсидоцентрическое» и «анапсидоцентрическое» древо рептилий. Эти деревья — «заготовки», черепах на них нет. На деревьях первого типа (а) ветвь черепах могла оказаться принадлежащей к любому из трех узлов (1, 2 или 3) в зависимости от особенностей алгоритма построения. На деревьях второго типа (б) ветвь черепах оказывалась принадлежащей к узлу 1 или 2, но никогда не 3. На схемах есть названия, не упоминаемые в тексте: Ankyramorpha — недавно предложенное название ветви, к которой относятся проколофоны и парейазавры; миллереттиды и никтеролетеры — вымершие группы ящерицеобразных парарептилий; чешуйчатые — отряд, к которому относятся ящерицы и змеи; Archosauromorpha (архозавры) — название ветви диапсид, к которой относятся крокодилы, динозавры и птицы (обычно их противопоставляют лепидозаврам). Существуют также вымершие группы диапсид, не относящиеся ни к лепидозаврам, ни к архозаврам; они обозначены на схеме как «примитивные диапсиды» и в кладистический анализ не включены. Иллюстрация из обсуждаемой статьи в Journal of Evolutionary Biology, с изменениями.
По-русски деревья первого типа удобно назвать «диапсидоцентрическими», второго — «анапсидоцентрическими»; громоздкие слова, но тут проще не скажешь. И тех, и других было построено по восемь штук, с применением разных вычислительных методик. При этом из восьми «диапсидоцентрических» деревьев на шести черепахи оказались внутри диапсид, и на двух — всё-таки внутри анапсид. А вот на «анапсидоцентрических» деревьях черепахи оказались внутри анапсид во всех случаях. Предпочтения в пользу диапсид там ни в одном варианте не выходит.
Итак, между «диапсидоцентрическими» и «анапсидоцентрическими» деревьями есть асимметрия. «Анапсидоцентрические» поддерживаются кладистическим анализом существенно надежнее. Просто группа животных попалась такая сложная, что без специального исследования это не видно.
Значит, черепахи — всё-таки анапсиды?
Но как же тогда быть с молекулярными данными, которые довольно однозначно помещают черепах среди диапсид?
Ли находит очень экстравагантный выход из этого противоречия. Он высказывает идею, что утверждения о происхождении черепах от диапсид и о близости их к парейазаврам и проколофонам (то есть к заведомым анапсидам) могут быть верны одновременно. Это означает, что парейазавры, проколофоны, а может быть, и другие парарептилии — тоже диапсиды, только потерявшие височные окна очень рано и быстро.
Имеет ли право на жизнь такая гипотеза, без преувеличения переворачивающая традиционное представление о родословном древе рептилий? Ли ссылается на недавние находки парарептилий, близких к проколофонам, у которых по крайней мере одно височное окно действительно обнаружено (см.: Modesto et al., 2009. A new parareptile with temporal fenestration from the Middle Permian of South Africa). Более того, совсем недавно была опубликована эволюционная реконструкция, согласно которой наличие хотя бы одного височного окна является примитивным состоянием для всех рептилий вообще (см.: Pineiro et al., 2012. Cranial morphology of the Early Permian mesosaurid Mesosaurus tenuidens and the evolution of the lower temporal fenestration reassessed). На таком фоне гипотеза Ли, фактически ликвидирующая группу анапсид, не выглядит совсем уж невероятной. И противоречие, касающееся положения черепах, она действительно снимает.
Майкл Ли известен как давний сторонник гипотезы происхождения черепах от парейазавров (см., например: Lee, 1997. Pareiasaur phylogeny and the origin of turtles). Новая радикальная версия этой гипотезы определенно служит ему «последним рубежом обороны». Так что его позицию вряд ли можно считать абсолютно объективной (а, впрочем, кто из ученых полностью объективен?). Но обоснование новой гипотезы Ли выглядит вполне разумно. Эта гипотеза, безусловно, требует проверки, но внимания она заслуживает — уже потому, что предлагает взглянуть на эволюцию давно и хорошо изученной группы животных с неожиданной стороны.
Если же Ли окажется прав, то и учебники зоологии в части, касающейся эволюции рептилий, придется переписать. Можно даже сказать, что здесь вырисовывается своего рода «новая филогения рептилий», по аналогии с уже широко известной «новой филогенией животных» (см.: Новые данные позволили уточнить родословную животного царства, «Элементы», 10.04.2008). Причем в данном случае молекулярная биология будет при проверке новой идеи почти бесполезна: все переходные группы вымерли настолько давно, что по ним невозможны никакие молекулярно-генетические исследования. Так что дело — за палеонтологами.
Оригинал: Michael S. Y. Lee. Turtle origins: insights from phylogenetic retrofitting and molecular scaffolds // Journal of Evolutionary Biology. December 2013 (in press). V. 26. Issue 12. Pp. 2729–2738.