Get best of the week

ملخص الاكتشاف غير القياسي: علم الأنساب للنباتات المفترسة والفطريات على تويتر وغاز الضحك من ذرق الطائر



كل يوم في العالم هناك الكثير من البحث والاكتشاف ، من الصعب تقييم درجة أهميتها وشدتها بشكل موضوعي. بالنسبة لشخص ما ، لا يوجد شيء أكثر أهمية من البحث عن حياة خارج كوكب الأرض ، لكن شخصًا ما سيعتبر اكتشاف نوع جديد من الفراشات أمرًا لا يصدق. كن على هذا النحو ، كل الاكتشافات مهمة ، كل الاكتشافات مطلوبة. اليوم سنتعرف على الدراسات التي تمكن العلماء من التعرف على العلامات الجينية الشائعة للنباتات المفترسة ، وتحديد أنواع جديدة من الفطريات من الصورة ، وإقامة صلة بين طيور البطريق وغاز الضحك. أعتقد أنه ليس من المجدي الحكم على أي منها أكثر أهمية ، ولكن يجدر قراءة تقارير جميع الدراسات بشكل محايد. اذهب.

"الوحمات" الوراثية للنباتات آكلة اللحوم


كما نعلم ، فإن معظم النباتات ليس لديها تصرف متعطش للدماء ، وتفضيلاتها تذوق الطعام محدودة لأشعة الشمس والمياه والمغذيات في التربة. بالنسبة للعديد من الأنواع ، يعد هذا النظام الغذائي أكثر من كافٍ للسيطرة على مناطق نموه. ومع ذلك ، في سياق التطور ، واجهت بعض أنواع النباتات ما يواجهه رجل الأعمال الشاب غالبًا - المنافسة.

لم تصبح العديد من النباتات المفترسة مثل هذه الإرادة الحرة الخاصة بها ، ولكن بسبب العوامل البيئية: الإضاءة المنخفضة (من الصعب منافسة النباتات منخفضة النمو مع الأشجار القوية في غابة كثيفة لأشعة الشمس) ، وسوء التربة ، وما إلى ذلك. صيد الحشرات (وأحيانًا أكبر منها) يسمح لهذه النباتات بالبقاء.


فيديو إعلامي وروح الدعابة عن النباتات المفترسة.

تختلف طرق الصيد باختلاف الأنواع. تصطاد صائدة الذباب فينوس ( Dionaea muscipula ) و Aldrovanda ( Aldrovanda vesiculosa ) من خلال مبدأ المصيدة ، حيث تمسك بالفريسة بين أوراق ذات الصدفتين وهضمها في وقت واحد. تبدو قطرة الندى على شكل ملعقة ( Drosera spatulata ) مثل ملعقة (بشكل غير متوقع ، أليس كذلك؟) مغطاة بقطرات الندى ، وهو في الواقع رحيق لزج يجذب الحشرات الساذجة إلى هذا المصيدة الحلوة. يستخدم Nepentes أساليب أكثر كسولًا ، ولكن ليس أقل فعالية. يحتوي هذا النبات على إبريق مع رحيق في الأسفل. حواف الإبريق زلقة للغاية ، وبالتالي فإن الحشرات ، التي يتم التغلب عليها للحصول على طعام مجاني ، يمكن أن تسقط بسهولة وتصبح طعامًا بأنفسهم.


№1.1. : — Aldrovanda vesiculosa, — Dionaea muscipula — Drosera spatulata. D — Droseracaea , . — « »*. F — *, .
* ( ) — , .
* ( ) — , / .
كما ترون ، هناك العديد من النباتات ، بالإضافة إلى طرق الصيد ، ولكن كل هذه الحيوانات المفترسة لها شيء مشترك ، وهي العلامات الجينية.

وجد العلماء أنه في الشفرة الوراثية لثلاثة نباتات ( Dionaea muscipula و Aldrovanda vesiculosa و Drosera spatulata ) تشترك في الجينات المشتركة المسؤولة عن طبيعتها المفترسة.


شكل رقم 1.2: توسع وتقلص عائلة الجينات A هو عدد المجموعات التقويمية (الزرقاء) والمضغوطة (الوردية) * الشائعة في الخطوط المختلفة. ب - شرح وظيفي لـ 279 عائلة جينية ممتدة مشتركة بين جميع أنواع Droseraceae الثلاثة (تشير الأسهم إلى تسلسل زمني للأحداث أثناء الصيد).
* — , .
يمكن تسمية هذه الجينات بالحد الأدنى من مجموعة نباتات المفترس الحقيقي. مهمتهم الرئيسية هي الشعور بالفريسة والقدرة على هضمها. هذا الاكتشاف غير معتاد تمامًا بالنسبة لعلماء الوراثة ، نظرًا لأن جميع الأنواع الثلاثة لها كود جيني ضعيف للغاية ، إذا جاز التعبير: تحتوي Drosera على 18111 جينًا فقط ، و Dionaea لديها 21135 جينًا ، و Aldrovanda لديها 25123.

ومن المثير للاهتمام أيضًا أن الجينات المفترسة موجودة أيضًا في النباتات العادية ، ومع ذلك ، في الغالب في نظام الجذر. بعض الجينات نشطة ، والبعض الآخر غير نشط ، وبالتالي هناك فرق واضح في تذوق الطعام. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تنشيط هذه الجينات الموجودة في مناطق المصنع حيث يحدث اتصال مباشر مع الفريسة فقط في لحظة هذا الاتصال.


1.3. Di. muscipula. — . D — WRKY, Di. muscipula. — TF- *, , WRKY.
* — , .
TF ( )* — , .
كان من الممكن تفسير وجود الجينات المشتركة في الأنواع المختلفة من خلال تتبع شجرة عائلتهم حتى سلف مشترك نما على الأرض منذ ملايين السنين.


شكل رقم 1.4: إعادة بناء المراحل الرئيسية في تطور آكلات اللحوم في نبات عائلة Droseraceae.

وخلاصة القول ، تمكن الباحثون من عزل المراحل الرئيسية الثلاث لتنمية آكلات اللحوم في أنواع مختلفة من النباتات المفترسة. الخطوة الأولى هي تكرار الجينوم بأكمله من سلفهم المشترك الأخير ، والذي أعطاهم مادة جينية للتنويع في وظائف اللحوم. وهذا يشمل عملية التعبير عن جينات جذور السلف في أوراق محاصرة.

المرحلة الثانية ترجع إلى حقيقة أن استخدام مصدر جديد من المغذيات قد قلل الضغط الانتقائي على الجينات المشاركة في النظام الغذائي "غير الصحي". وقد أدى ذلك إلى خسارة كبيرة في الجينات ، مما أدى إلى تسلسل الجينومات الثلاثة للنباتات الأكثر فقراً وراثياً حتى الآن.

والمرحلة الثالثة - ساهمت آليات مختلفة خاصة بالأنواع في ظهور أنماط صيد مستقلة خاصة بالكلاب.

يجادل الباحثون بأن هذه المراحل الثلاث لا يمكن أن تحدث بشكل مستقل عن بعضها البعض ويمكن أن تتقاطع أثناء التطور. توجد المادة الوراثية الكامنة وراء نبات لاحم في معظم النباتات غير المفترسة ، وغالبًا ما تحدث مضاعفات الجينوم بأكمله في جميع أنحاء المملكة النباتية. وبعبارة أخرى ، كانت معظم النباتات قادرة على أن تصبح آكلة اللحوم. ومع ذلك ، أشكر داروين ، لم يحدث هذا ، وبالتالي تفضل معظم النباتات طرقًا أكثر أمانًا للتغذية للمخلوقات المحيطة.

للحصول على معرفة أكثر تفصيلاً بالفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصيك بالنظر في تقرير العلماء .

اكتشاف علمي عبر تويتر


تتم معظم الاكتشافات العلمية داخل جدران المختبرات أو في الميدان أو من خلال الحسابات والمحاكاة المطولة. ومع ذلك ، هناك بعض الاكتشافات التي لم تكن لتحدث لولا وقوع حادث ما. على سبيل المثال ، في عام 1943 ، حاول ريتشارد جيمس تطوير نوع جديد من الربيع يمكن استخدامه في بناء السفن. في هذه العملية ، سقط أحد الينابيع من الرف وواصل حركته. لذلك ظهرت واحدة من أكثر الألعاب التي يمكن التعرف عليها في العالم - الربيع (أو "المنزلق").


الإعلان عن الربيع "المنزلق" في الستينيات.

ومؤخرا ، وقع حادث آخر أدى إلى اكتشاف غير عادي. عالمة الأحياء آنا صوفيا ريبوليرا (المتحف الوطني للتاريخ الطبيعي ، واشنطن) ، مثل العديد من هذه الأيام ، هي مستخدم تويتر. ذات مرة ، بالنظر إلى الشريط ، لفتت الانتباه إلى صورة نشرها زميلها ديريك هينن (جامعة فرجينيا بوليتكنيك). أظهرت الصورة ميلبيدي أمريكا الشمالية. للوهلة الأولى ، لا يوجد شيء غير معتاد ، مليبيدي مثل مليبيدي. ومع ذلك ، بالنسبة لعلماء الأحياء ، فإن جميع التفاصيل مهمة ، لأن آنا صوفيا اهتمت ببضع نقاط صغيرة على جسم المفصلي. وفقا للعالم ، كانت النقاط تشبه الفطريات ، وبالتالي تقرر العثور على اثنين من الأفراد في صناديق المتحف والنظر فيها عن كثب.

ونتيجة لذلك ، تم الكشف عن أن هذا ليس عيبًا في الصورة أو "التفكير بالتمني" ، ولكنه فطر حقيقي من فرقة Laboulbeniales .


الصورة رقم 2.1: ذكر الميليبيدس Cambala annulata ، الذي عثر على جسده على نوع جديد من الفطريات (مظللة باللون الأحمر).

من أجل Laboulbeniales ، هناك حوالي 2200 نوعًا ، تضم 142 جنسًا. ترتبط جميع الأنواع الموصوفة بالمفصليات وتمضي حياتها كلها على أجسامها. يعتقد بعض العلماء أن Laboulbeniales طفيلي ، لأن لديهم نظامًا معقدًا للغاية في سحب العناصر الغذائية من جسم الناقل. ومع ذلك ، لا تحتوي جميع أنواع Laboulbeniales على هذه الأعضاء ، لأن طبيعتها الطفيلية لا تزال موضع شك.

ومع ذلك ، فإن معظم ناقلات هذا الفطريات يتم تمثيلها بواسطة الحشرات ، بشكل رئيسي المجنحة ( Coleoptera ) - 80 ٪ و dipterans ( Diptera ) - 10 ٪ ، ولكن هناك أيضًا حالات تم العثور فيها على فطريات هذا الترتيب على جسم المفصليات الأخرى: القراد ، hayfoot ، حريش إلخ

حتى وقت قريب ، وفقًا للباحثين أنفسهم ، لم تحظ دراسة Laboulbeniales سوى باهتمام قليل جدًا. كانت الأسباب الرئيسية لذلك هي التقنيات المحدودة ، لأن Laboulbeniales صغيرة جدًا (طول الأنواع الجديدة هو 81-129 ميكرون) ، وبالتالي من الصعب للغاية دراستها. كان نفس الوضع مع المعلومات الجينية المتعلقة بهذه الكائنات. بدأ إجراء دراسات التطور الجيني بالكامل في عام 2018 فقط. وبعبارة أخرى ، المعلومات المتعلقةLaboulbeniales لا تزال صغيرة للغاية.

على الرغم من كل هذه الصعوبات ، لا يزال اكتشاف أنواع جديدة من Laboulbeniales . حتى عام 2014 ، تم العثور على 8 أنواع فقط تتطفل (نظريًا) على جسم الديدان. الآن ثلاثون على الأقل معروفة. تم عمل كل هذه النتائج في أوروبا وآسيا وحتى في نيوزيلندا ، ولكن في أمريكا الشمالية لم يتم العثور على مثل هذه الأنواع من قبل.


الصورة رقم 2.2: ظهور فطر تم اكتشافه حديثًا من فرقة Laboulbeniales (يرد وصف موجز أدناه).

وصف الأنواع الموجودة:
Tallomas * hyaline (شفاف) ، باستثناء الساق.
* — , , , , .
(I) . (II) , , 1.5 . ( ) II-III II-VI , . II-VI , II-III. III 8 . , , , . ; . (2, «n») . ( ( ) ), (2G, «an»). (VI) , (2B 2F, «VI»). , , . , (2, ). (2F, ).

الملامح الرئيسية المميزة ل Laboulbeniales الذين يعيشون على جسم الميليبيد هي: التغيير الأجيال على ناقل واحد. مجموعات هذه الأنواع أقوى وأكثر استقرارًا مقارنة بالأنواع الأخرى ؛ يعيشون بشكل رئيسي في بيئة رطبة.

بالنظر إلى أن هذا الفطر يعيش حصريًا على جسم المليبيد ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه - كيف ينتشر؟ الجواب يكمن في موقع الفطريات على جسم الحشرة المؤسفة. يعيش الفطر في المنطقة التناسلية ، وينتقل في لحظات الاتصال بين الأفراد.

بسبب حقيقة أن تويتر لعب بأي شكل من الأشكال الدور الأخير في هذا الاكتشاف ، تم تسمية نوع جديد من بعده - Troglomyces twitteri. كما يقول مؤلفو الاكتشاف أنفسهم ، يؤكد هذا الموقف مرة أخرى أن دمج مجالات العلوم المختلفة والعلماء من جامعات ومدن وبلدان مختلفة هو أحد أهم جوانب تطور العلوم ككل.

للحصول على معرفة أكثر تفصيلاً بالفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصيك بالنظر في تقرير العلماء .

غاز الضحك وطيور البطريق


بطريق ملك من عائلة البطاريق الإمبراطور طائر لا يطير ، لكنه فخور جدًا ، والذي أعطاه أيضًا مثل هذا الاسم الرائع. تعيش هذه المخلوقات المذهلة في جزر تييرا ديل فويغو ، جورجيا الجنوبية ، جزر ساندويتش الجنوبية ، الأمير إدوارد ، جزيرة كروزت ، كيرغولين ، هيرد ، ماكواري.



طيور البطريق الملك ، على الرغم من أنهم لا يستطيعون قطع السماء ، يمكنهم السباحة بشكل جيد للغاية. بالنظر إلى أن نظامهم الغذائي يتكون من الكريل والحبار والأنشوجة المضيئة ، تقضي البطاريق الكثير من الوقت تحت الماء ، وتغطس في الأعماق بمتوسط ​​100 متر (يتم توثيق حالات الغوص عند 300 متر). يتم تعويض نقص السرعة والنعمة على الأرض مرة أخرى في الماء - يمكن لبطاريق الملك أن تتسارع إلى 10 كم / ساعة.

ظاهريًا ، هذا النوع يشبه إلى حد كبير قريبه - بطريق الإمبراطور ، لكن الثاني أعلى بنسبة 25 ٪ ويزن الثلث أكثر. لكن الخطوط البرتقالية الزاهية التي تؤطر الرأس متوفرة في كلا النوعين. يحتاج الذكور إلى هذا الريش الملون لجذب الإناث خلال فترة التعشيش. طيور البطريق الملك تنشئ زوجًا واحدًا لكل دورة تداخل ، على الرغم من أن هناك احتمالًا بنسبة 30٪ تقريبًا لوجود مثل هذا الزوج لأكثر من دورة واحدة.


فيديو عن حياة طيور البطريق الملك (بي بي سي ، ديفيد أتينبورو).

الفترة من البناء إلى ريش العجل طويلة جدًا وتتراوح من 14 إلى 16 شهرًا. مثل العديد من طيور البطريق الأخرى ، يتقاسم الملكيون أيضًا مسؤوليات الوالدين ، حيث يفقسون بيضة واحدة بدورها (لمدة 6-18 يومًا لكل من الوالدين). بعد 55 يومًا ، اختراق القشرة لمدة 2-3 أيام ، يولد كتكوت ، يحمي والداه ما يصل إلى 40 يومًا. بعد ذلك ، تكون الكتاكيت كبيرة بالفعل بما يكفي لتشكيل مجموعات يراعيها العديد من الممثلين الكبار لمستعمرة البطريق ، بينما يذهب الآباء للبحث عن الطعام.

بالإضافة إلى الأختام والنوارس والحيتان القاتلة ، كان أحد أكثر الحيوانات المفترسة المتعطشة للدماء لطيور البطريق منذ فترة طويلة رجلاً. استمرت الإبادة حتى بداية القرن العشرين. حاليًا ، يُحظر صيد طيور البطريق الملك ، ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي تغير المناخ وتيارات المحيطات الدافئة إلى وفاة أكثر من 70 ٪ من سكان هذه الأنواع. يرتبط مثل هذا التنبؤ المحزن بحقيقة أن طيور البطريق تأكل ، أي الكريل ، الذي يتغير وفرته أيضًا بسبب تغير المناخ. ناهيك عن الصيد التجاري في موائل البطريق.

حاليًا ، يمكن أن يصل عدد مستعمرات الملك البطريق إلى 100000 زوج. بالإضافة إلى تشكيل أزواج ، وبيض التفقيس ، ومحاربة الحيوانات المفترسة وغيرها من الأحداث المهمة والمثيرة ، فإن طيور البطريق تقوم أيضًا بما نادرًا ما يتم وصفه في الأفلام الوثائقية - التغوط. نعم ، العملية ليست الأكثر إرضاءً للعين (حاسة الشم أيضًا) ، ولكن حتى هنا يوجد شيء غريب.

اكتشف علماء من جامعة كوبنهاجن أن براز البطريق يفرز كميات كبيرة من أكسيد النيتروز ، المعروف باسم غاز الضحك.


الصورة رقم 3.1: المناطق التي أخذت فيها التربة لتحليلها (جزيرة جورجيا الجنوبية).

أكسيد النيتروز (N 2 O) ، مثل ثاني أكسيد الكربون (CO 2 ) ، له تأثير سلبي للغاية على البيئة. بتعبير أدق ، ثم N 2O 300 مرات في تأثير ضار على البيئة من CO 2 .

المصدر الرئيسي لـ N 2 O في ذرق البطريق هو ، بطبيعة الحال ، طعامهم - الأسماك والكريل ، التي تحتوي على كمية كبيرة من النيتروجين الممتص بواسطة العوالق النباتية في المحيط. بعد الهضم والتغوط ، يلامس ذرق الطائر في التربة البكتيريا المحلية التي تحول هذه المادة إلى أكسيد النيتروز.


صورة رقم 3.2: معدلات الإنتاج / الاستهلاك من CO 2 ، CH 4 و N 2 O استنادا إلى بيانات من النوى التربة (ن = 10).

هل هذا يعني أن طيور البطريق تلوث البيئة بذبحها؟ بكل تأكيد نعم. هل هذا يعني أنه يجب تدميرها؟ بالطبع لا.

توضح هذه الدراسة أن هناك العديد من العمليات التي تؤثر على حالة البيئة في الطبيعة. الأنشطة البشرية لها أيضا تأثير كبير. ومع ذلك ، لن تتمكن البطاريق ، بغض النظر عن مقدار ما تخصصه من ذرق الطائر ، من أن تؤدي إلى كارثة بيئية ، خاصة بالنظر إلى انخفاض عدد سكانها. لكن الشخص قادر تمامًا على القيام بشيء كبير. يعتقد مؤلفو هذه الدراسة أن الأمر يستحق النظر بجدية في قضية الزراعة. غالبًا ما يكون لتخصيب الأرض لزيادة الإنتاج نفس تأثير طيور البطريق ذات الذرق الطائر.

في المستقبل ، ينوي العلماء الانتباه إلى البكتيريا التي تلعب دورًا مهمًا في تخليق أكسيد النيتروز من طيور البطريق ذرق الطائر. يعتقدون أنه من خلال معرفة المزيد عن هذه الكائنات الحية الدقيقة ، سيكون من الممكن إنشاء النموذج الصحيح لسماد التربة في الزراعة (أين ومتى وبأي كمية للتخصيب) ، مما سيقلل من التأثير الضار بالفعل للإنسان على بيئة الكوكب.

للحصول على معرفة أكثر تفصيلاً بالفروق الدقيقة في الدراسة ، أوصيك بالنظر في تقرير العلماء .

الخاتمة


إن البحث العلمي مرتفع وبحيث يمر بعيون عامة دون أن يلاحظه أحد. ومع ذلك ، كلهم ​​مهمون لأنهم يساهمون في رفاهية الإنسان والعالم الذي يحيط بنا. لا تحدث الاكتشافات الصغيرة ، فهي تؤثر جميعها على فهمنا للعالم. يفتح البعض أعيننا على شيء غير مفهوم سابقًا حرفيًا على الفور ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى سنوات لتحقيقه.

بالنظر إلى كل شيء استطاع الإنسان القيام به حتى في العقود القليلة الماضية ، لا يسع المرء إلا أن يفاجأ بقوة فضولنا. نظرنا في أعماق المحيطات اليائسة وصعدنا إلى قمم الجبال الأقوى ، وتعلمنا كيفية خلق الحياة والامتثال لقوانين الفيزياء ، وحققنا العظمة حقًا. ومع ذلك ، كما تعلمون ، ما هو غير مرئي في أي صورة للأرض؟ نحن. كوكب الأرض ، بغض النظر عن كيفية اختراق هذه العبارة ، لا ينتمي إلينا ، فهي ليست كأسًا أو صندوقًا للرمل ، حيث نكتشف العلاقة بسبب فقدان الكتف ، وهذا ليس مكانًا للتأكيد الذاتي على خلفية أولئك الذين يفترض أنهم أسوأ أو أغبياء ، هذه ليست سوقًا ، حيث يمكن شراء كل شيء مقابل المال ، وهذا بالتأكيد ليس مرحاضًا ، حيث يمكنك ترك "علامتك".

أحيانا عظمتنا تلقي بظلالها على جهلنا وتهورنا. سعيًا وراء البطولة ، نبدأ في نسيان سبب بدء العدو. ومع ذلك ، يجدر التفكير في عظمة الكون ، فأنت تبدأ بفهم مدى أهمية الشخص ، ومدى قصر إقامته في هذا العالم ، ومدى بؤس كل تلك المشاجرات التي تحدث بشكل منتظم يحسد عليه.

يمكنك أن تتفلسف حول موضوع مكاننا في هذا العالم لفترة طويلة جدًا ، ولكن لا يزال الجميع يستنتجون بنفسه. الشيء الوحيد الذي يبدو أننا نفتقر إليه أحيانًا هو الاحترام. احترام بعضهم البعض ، احترام الموطن ، احترام المخلوقات التي تعيش بجانبنا. بعد كل شيء ، فإن وجود نظام عصبي مركزي متطور يمكن أن يعني أننا أذكى ، ولكن هذا بالتأكيد لا يضمن أننا الأكثر حكمة.

شكرا لكم على اهتمامكم ، ابقوا فضوليين وقضاء عطلة نهاية أسبوع رائعة ، أيها الأصدقاء! :)

القليل من الدعاية :)


أشكركم على البقاء معنا. هل تحب مقالاتنا؟ هل تريد رؤية مواد أكثر إثارة للاهتمام؟ ادعمنا عن طريق تقديم طلب أو التوصية لأصدقائك VPS القائم على السحابة للمطورين من $ 4.99 ، وهو نظير فريد من نوعه لخوادم مستوى الدخول التي اخترعناها لك: الحقيقة الكاملة عن VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 نوى) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps من $ 19 أو كيفية تقسيم الخادم؟ (تتوفر الخيارات مع RAID1 و RAID10 ، حتى 24 مركزًا و 40 جيجابايت DDR4).

Dell R730xd أرخص مرتين في مركز بيانات Equinix Tier IV في أمستردام؟ فقط لدينا 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV من 199 دولارًا في هولندا!Dell R420 - 2x E5-2430 2.2 جيجا هرتز 6C 128 جيجا بايت DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - من 99 دولار! اقرأ عن كيفية بناء مبنى البنية التحتية الفئة c باستخدام خوادم Dell R730xd E5-2650 v4 بتكلفة 9000 يورو مقابل سنت واحد؟

More articles:


All Articles