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Resumen de descubrimiento no estándar: genealogía de plantas depredadoras, hongos en Twitter y gas de risa del guano



Todos los días en el mundo hay mucha investigación y descubrimiento, cuyo grado de importancia y gravedad es difícil de evaluar objetivamente. Para alguien no hay nada más importante que la búsqueda de vida extraterrestre, pero alguien considerará increíble el descubrimiento de una nueva especie de mariposas. Sea como fuere, todos los descubrimientos son importantes, todos los descubrimientos son necesarios. Hoy nos familiarizaremos con estudios en los que los científicos pudieron reconocer los marcadores genéticos comunes de las plantas depredadoras, identificar una nueva especie de hongo a partir de una fotografía y establecer una conexión entre los pingüinos y el gas hilarante. Creo que no vale la pena juzgar cuál de estos es más importante, pero vale la pena leer imparcialmente los informes de todos los estudios. Vamos.

"Marcas de nacimiento" genéticas de plantas carnívoras


Como sabemos, la mayoría de las plantas no tienen una disposición sedienta de sangre, y sus preferencias gastronómicas se limitan a la luz solar, el agua y los nutrientes en el suelo. Para muchas especies, tal dieta es más que suficiente para dominar sus regiones de crecimiento. Sin embargo, en el curso de la evolución, algunos tipos de plantas encontraron lo que el joven emprendedor enfrenta a menudo: la competencia.

Muchas de las plantas depredadoras no se convirtieron en su propia voluntad, sino debido a factores ambientales: poca luz (las plantas de bajo crecimiento son difíciles de competir con los árboles poderosos en un bosque denso por la luz solar), suelos pobres, etc. Atrapar insectos (y a veces incluso más grandes) permite que estas plantas sobrevivan.


Un video informativo y humorístico sobre plantas depredadoras.

Los métodos de caza son diferentes para diferentes especies. La atrapamoscas Venus ( Dionaea muscipula ) y Aldrovanda ( Aldrovanda vesiculosa ) cazan por el principio de la trampa, sujetando presas entre las hojas de bivalvos y simultáneamente digiriéndolas. La gota de rocío en forma de cuchara ( Drosera spatulata ) parece una cuchara (inesperadamente, ¿verdad?) Cubierta con gotas de rocío, que en realidad es un néctar pegajoso que atrae a los insectos ingenuos a esta dulce trampa. Nepentes implementa una táctica aún más perezosa, pero no menos efectiva. Esta planta tiene una jarra con néctar en el fondo. Los bordes de la jarra son extremadamente resbaladizos y, por lo tanto, los insectos, que son dominados para obtener comida gratis, pueden caer fácilmente y convertirse en alimento por sí mismos.


№1.1. : — Aldrovanda vesiculosa, — Dionaea muscipula — Drosera spatulata. D — Droseracaea , . — « »*. F — *, .
* ( ) — , .
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Como puede ver, hay muchas plantas, así como métodos de caza, pero todos estos depredadores tienen algo en común, a saber, marcadores genéticos.

Los científicos han descubierto que en el código genético de tres plantas ( Dionaea muscipula , Aldrovanda vesiculosa y Drosera spatulata ) comparten genes comunes responsables de su naturaleza depredadora.


Imagen No. 1.2: expansión y contracción de la familia de genes. A es el número de ortogrupos * extendidos (azul) y comprimidos (rosa) comunes a diferentes líneas. B - anotación funcional de 279 familias de genes extendidos comunes a las tres Droseraceae (las flechas indican una cronología de los eventos durante la caza).
* — , .
Estos genes pueden llamarse el conjunto mínimo "caballeroso" de una planta depredadora real. Su tarea principal es un sentido de presa y la capacidad de digerirlo. Este hallazgo es bastante inusual para los genetistas, ya que las tres especies tienen un código genético extremadamente pobre, por así decirlo: Drosera tiene solo 18111 genes, Dionaea tiene 21135 genes y Aldrovanda tiene 25123.

También es interesante que los genes depredadores también estén presentes en plantas comunes, sin embargo, principalmente en el sistema raíz. Algunos de los genes están activos, otros no, y, por lo tanto, existe una diferencia gastronómica tan distinta. Además, estos genes ubicados en áreas de la planta donde ocurre el contacto directo con la presa se activan solo en el momento de este contacto.


1.3. Di. muscipula. — . D — WRKY, Di. muscipula. — TF- *, , WRKY.
* — , .
TF ( )* — , .
Fue posible explicar la presencia de genes comunes en diferentes especies rastreando su árbol genealógico hasta un ancestro común que creció en la Tierra hace millones de años.


Imagen No. 1.4: reconstrucción de las etapas clave en la evolución de los carnívoros en una planta de la familia Droseraceae.

En resumen, los investigadores pudieron aislar las tres etapas principales del desarrollo de carnívoros en diferentes especies de plantas depredadoras. El primer paso es duplicar todo el genoma de su último ancestro común, lo que les dio material genético para la diversificación de las funciones carnívoras. Esto incluye el proceso de expresión de los genes raíz del antepasado en las hojas atrapadas.

La segunda etapa se debe al hecho de que el uso de una nueva fuente de nutrientes ha reducido la presión selectiva sobre los genes involucrados en la dieta "no saludable". Esto condujo a una gran pérdida de genes, con el resultado de que los tres genomas de las plantas más genéticamente pobres se han secuenciado hasta la fecha.

Y la tercera etapa: varios mecanismos específicos de especie contribuyeron a la aparición de estilos de caza independientes específicos del clado.

Los investigadores sostienen que estas tres etapas no podrían ocurrir independientemente una de la otra y podrían cruzarse durante la evolución. El material genético subyacente a la planta carnívora está presente en la mayoría de las plantas no depredadoras, y las duplicaciones de todo el genoma a menudo ocurrieron en todo el reino vegetal. En otras palabras, la mayoría de las plantas pudieron convertirse en carnívoros. Sin embargo, gracias a Darwin, esto no sucedió y, por lo tanto, la mayoría de las plantas prefieren métodos de nutrición mucho más seguros para las criaturas circundantes.

Para un conocimiento más detallado de los matices del estudio, le recomiendo que consulte el informe de los científicos .

Descubrimiento científico a través de Twitter


La mayoría de los descubrimientos científicos tienen lugar dentro de las paredes de los laboratorios, en el campo, o mediante largos cálculos y simulaciones. Sin embargo, hay algunos descubrimientos que no habrían ocurrido si no fuera por algún accidente. Por ejemplo, en 1943, Richard James intentó desarrollar un nuevo tipo de resorte que se utilizaría en la construcción naval. En el proceso, uno de los resortes cayó del estante y continuó su movimiento. Entonces apareció uno de los juguetes más reconocibles del mundo: una primavera (o "slinky").


Publicidad de la primavera "slinky" de los años 60.

Y recientemente, ocurrió otro accidente que condujo a un descubrimiento inusual. La bióloga Ana Sophia Reboleira (Museo Nacional de Historia Natural, Washington), como muchos en estos días, es una usuaria de Twitter. Una vez, mirando a través de una cinta, llamó la atención sobre una foto publicada por su colega Derek Hennen (Universidad Politécnica de Virginia). La imagen mostraba un milpiés norteamericano. A primera vista, nada inusual, un milpiés como un milpiés. Sin embargo, para el biólogo, todos los detalles son importantes, porque Ana Sofía prestó atención a un par de pequeños puntos en el cuerpo del artrópodo. Según el científico, los puntos se parecían a un hongo y, por lo tanto, se decidió encontrar un par de individuos en los contenedores del museo y considerarlos más de cerca.

Como resultado, se reveló que esto no es un defecto en la imagen o "ilusiones", sino un verdadero hongo del escuadrón Laboulbeniales .


Imagen No. 2.1: milpiés macho Cambala annulata, en cuyo cuerpo encontraron un nuevo tipo de hongo (resaltado en rojo).

En orden Laboulbeniales, hay alrededor de 2200 especies, que comprenden 142 géneros. Todas las especies descritas están asociadas con artrópodos y pasan toda su vida en sus cuerpos. Algunos científicos creen que Laboulbeniales es un parásito, porque tienen un sistema muy complejo de extracción de nutrientes del cuerpo del portador. Sin embargo, no todas las especies de Laboulbeniales tienen estos órganos, porque su naturaleza parasitaria aún está en duda.

Sin embargo, la mayoría de los portadores de este hongo están representados por insectos, principalmente de alas duras ( Coleoptera ) - 80% y dipterans ( Diptera ) - 10%, pero también hay casos en que el hongo de este orden se encontró en el cuerpo de otros artrópodos: garrapatas, pie de heno, ciempiés etc.

Hasta hace poco, según los propios investigadores, el estudio de Laboulbeniales recibió muy poca atención. Las principales razones de esto fueron las tecnologías limitadas, ya que los Laboulbeniales son muy pequeños (la longitud de la nueva especie es de 81-129 micras) y, por lo tanto, es extremadamente difícil estudiarlos. La misma situación fue con la información genética con respecto a estos organismos. Los estudios filogenéticos comenzaron a realizarse completamente solo en 2018. En otras palabras, información sobreLaboulbeniales sigue siendo extremadamente pequeño.

A pesar de todas estas dificultades, el descubrimiento de nuevas especies de Laboulbeniales continúa. Hasta 2014, solo se encontraron 8 especies que parasitan (en teoría) en el cuerpo de los milpiés. Ahora se conocen al menos treinta. Todos estos hallazgos se hicieron en Europa, Asia e incluso en Nueva Zelanda, pero en América del Norte no se encontraron especies de este tipo antes.


Imagen No. 2.2: Aparición de un hongo recién descubierto del escuadrón Laboulbeniales (se proporciona una breve descripción a continuación).

Descripción de las especies encontradas:
Tallomas * hialinos (translúcidos), con la excepción de la pierna.
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(I) . (II) , , 1.5 . ( ) II-III II-VI , . II-VI , II-III. III 8 . , , , . ; . (2, «n») . ( ( ) ), (2G, «an»). (VI) , (2B 2F, «VI»). , , . , (2, ). (2F, ).

Las principales características distintivas de los Laboulbeniales que viven en el cuerpo de un milpiés son: cambio generacional en un portador; las poblaciones de estas especies son más fuertes y más estables en comparación con otras especies; vive principalmente en un ambiente húmedo.

Dado que este hongo vive exclusivamente en el cuerpo del milpiés, surge la pregunta: ¿cómo se propaga? La respuesta radica en la ubicación del hongo en el cuerpo del desafortunado insecto. El hongo vive en el área genital y se transmite en momentos de contacto entre individuos.

Debido al hecho de que Twitter no jugó de ninguna manera el último papel en este descubrimiento, una nueva especie recibió su nombre - Troglomyces twitteri. Como dicen los propios autores del descubrimiento, esta situación confirma una vez más que la consolidación de diferentes campos de la ciencia, científicos de diferentes universidades, ciudades y países es uno de los aspectos más importantes del desarrollo de la ciencia en su conjunto.

Para un conocimiento más detallado de los matices del estudio, le recomiendo que consulte el informe de los científicos .

Riendo gas y pingüinos


Un pingüino rey de la familia de los pingüinos emperador es un pájaro no volador, pero muy orgulloso, lo que también le dio un gran nombre. Estas criaturas increíbles habitan las islas de Tierra del Fuego, Georgia del Sur, las Islas Sandwich del Sur, el Príncipe Eduardo, la Isla Crozet, Kerguelen, Hurd, Macquarie.



Los pingüinos rey, aunque no pueden cortar el cielo, pueden nadar muy bien. Dado que su dieta consiste en krill, calamares y anchoas luminosas, los pingüinos pasan mucho tiempo bajo el agua, buceando a profundidades de un promedio de 100 metros (los casos de buceo se documentan a 300 metros). La falta de velocidad y gracia en la tierra se compensa nuevamente en el agua: los pingüinos rey pueden acelerar a 10 km / h.

Exteriormente, esta especie es muy similar a su pariente: el pingüino emperador, pero el segundo es un 25% más alto y pesa un tercio más. Pero las rayas de color naranja brillante que enmarcan la cabeza están disponibles en ambas especies. Los machos necesitan este colorido plumaje para atraer a las hembras durante el período de anidación. Los pingüinos rey crean un par por ciclo de anidación, aunque hay aproximadamente un 30% de posibilidades de que dicho par exista durante más de un ciclo.


Video sobre la vida de los pingüinos rey (BBC, David Attenborough).

El período desde la mampostería hasta el plumaje de la pantorrilla es bastante largo y varía de 14 a 16 meses. Al igual que muchos otros pingüinos, los reales también comparten las responsabilidades de los padres, incubando un solo huevo a su vez (durante 6-18 días cada uno de los padres). Después de 55 días, rompiendo la cáscara durante 2-3 días, nace un pollito, cuyos padres protegen hasta 40 días. Después de eso, los polluelos ya son lo suficientemente grandes como para formar grupos que cuidan varios representantes adultos de la colonia de pingüinos, mientras los padres van a buscar comida.

Además de focas, gaviotas y orcas, uno de los depredadores más sedientos de sangre para los pingüinos reales ha sido un hombre. El exterminio continuó hasta principios del siglo XX. Actualmente, la caza de pingüinos rey está prohibida, sin embargo, un cambio en el clima y las corrientes oceánicas cálidas pueden provocar la muerte de más del 70% de la población de esta especie. Una predicción tan triste está relacionada con el hecho de que los pingüinos comen, es decir kril, cuya abundancia también está cambiando debido al cambio climático. Sin mencionar la pesca comercial en hábitats de pingüinos.

Actualmente, las colonias de King Penguin pueden contar hasta 100,000 pares. Además de formar parejas, incubar huevos, luchar contra depredadores y otros eventos importantes y emocionantes, los pingüinos también están haciendo lo que rara vez se describe en los documentales: la defecación. Sí, el proceso no es el más agradable a la vista (el sentido del olfato, también), pero incluso aquí hay algo curioso.

Los científicos de la Universidad de Copenhague descubrieron que las heces de pingüino secretan grandes cantidades de óxido nitroso, más comúnmente conocido como gas de la risa.


Imagen No. 3.1: áreas donde se tomó el suelo para análisis (Isla Georgia del Sur).

El óxido nitroso (N 2 O), como el dióxido de carbono (CO 2 ), tiene un efecto extremadamente negativo en el medio ambiente. Más precisamente, entonces N 2O es 300 veces un efecto perjudicial en el medio ambiente que el CO 2 .

La principal fuente de N 2 O en el guano de pingüino es, naturalmente, su alimento: pescado y krill, que contienen una gran cantidad de nitrógeno absorbido por el fitoplancton en el océano. Después de la digestión y la defecación, el guano en el suelo entra en contacto con bacterias locales que convierten esta sustancia en óxido nitroso.


Imagen No. 3.2: tasas de producción / consumo de CO 2 , CH 4 y N 2 O basadas en datos de núcleos de suelo (n = 10).

¿Significa esto que los pingüinos con su guano contaminan el medio ambiente? Por supuesto que sí. ¿Esto significa que deben ser destruidos? Por supuesto no.

Este estudio muestra que en la naturaleza hay muchos procesos que afectan el estado del medio ambiente. Las actividades humanas también tienen un gran impacto. Sin embargo, los pingüinos, sin importar cuánto asignen el guano, no podrán conducir a un desastre ambiental, especialmente dada su población en declive. Pero una persona es bastante capaz de joder a lo grande. Los autores de este estudio creen que vale la pena considerar seriamente el tema de la agricultura. Lo que fertiliza la tierra para aumentar la producción a menudo tiene el mismo efecto que el guano de pingüino.

En el futuro, los científicos tienen la intención de prestar atención a las bacterias que juegan un papel importante en la síntesis de óxido nitroso de los pingüinos de guano. Creen que al aprender más sobre estos microorganismos, será posible crear el modelo correcto de fertilizante para el suelo en la agricultura (dónde, cuándo y en qué cantidad fertilizar), lo que reducirá el efecto ya perjudicial del hombre en la ecología del planeta.

Para un conocimiento más detallado de los matices del estudio, le recomiendo que consulte el informe de los científicos .

Epílogo


La investigación científica es ruidosa y pasa desapercibida para el público. Sin embargo, todos importan porque contribuyen al bienestar del hombre y del mundo que nos rodea. Los pequeños descubrimientos no suceden, todos afectan nuestra comprensión del mundo. Algunos abren nuestros ojos a algo previamente incomprensible literalmente de inmediato, mientras que otros necesitan años para actualizarse.

Mirando todo lo que el hombre ha logrado hacer incluso en las últimas décadas, uno no puede evitar sorprenderse de la fuerza de nuestra curiosidad. Observamos las profundidades desesperadas de los océanos y subimos a las cimas de las montañas más poderosas, aprendimos cómo crear vida y obedecer las leyes de la física, realmente logramos la grandeza. Sin embargo, ya sabes, ¿qué no es visible en ninguna imagen de la Tierra? Nosotros. El planeta Tierra, no importa cuán trillada pueda sonar esta frase, no nos pertenece, no es un trofeo o una caja de arena, donde descubrimos la relación debido a un omóplato perdido, este no es un lugar para la autoafirmación en el contexto de aquellos que supuestamente son peores o más tontos, esto no es un mercado , donde todo se puede comprar por dinero, y esto ciertamente no es un inodoro, donde puede dejar su "marca".

A veces nuestra grandeza eclipsa nuestra ignorancia e imprudencia. En la búsqueda del campeonato, comenzamos a olvidar por qué comenzamos a correr. Sin embargo, vale la pena pensar en la grandeza del Universo, comienzas a entender cuán insignificante es una persona, cuán corta es su estadía en este mundo y cuán miserables son todas esas disputas que ocurren con envidiable regularidad.

Puedes filosofar sobre el tema de nuestro lugar en este mundo durante mucho, mucho tiempo, pero todos aún llegan a una conclusión por sí mismos. Lo único que a veces parece que nos falta es el respeto. Respeto mutuo, respeto por el hábitat, respeto por las criaturas que viven a nuestro lado. Después de todo, la presencia de un sistema nervioso central desarrollado puede y significa que somos los más inteligentes, pero esto ciertamente no garantiza que seamos los más sabios.

¡Gracias por su atención, tengan curiosidad y tengan un gran fin de semana, amigos! :)

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