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Recueil de découvertes non standard: généalogie des plantes prédatrices, champignon sur Twitter et gaz hilarant du guano



Chaque jour dans le monde, il y a beaucoup de recherches et de découvertes, dont le degré d'importance et de gravité est difficile à évaluer objectivement. Pour quelqu'un, il n'y a rien de plus important que la recherche de la vie extraterrestre, mais quelqu'un considérera la découverte d'une nouvelle espèce de papillons comme incroyable. Quoi qu'il en soit, toutes les découvertes sont importantes, toutes les découvertes sont nécessaires. Aujourd'hui, nous allons nous familiariser avec des études dans lesquelles les scientifiques ont pu reconnaître les marqueurs génétiques communs des plantes prédatrices, identifier une nouvelle espèce de champignon à partir d'une photographie et établir un lien entre les pingouins et le gaz hilarant. Je pense que cela ne vaut pas la peine de juger laquelle est la plus importante, mais cela vaut la peine de lire impartialement les rapports de toutes les études. Aller.

«Taches de naissance» génétiques des plantes carnivores


Comme nous le savons, la plupart des plantes n'ont pas une disposition sanguinaire et leurs préférences gastronomiques sont limitées à la lumière du soleil, à l'eau et aux nutriments dans le sol. Pour de nombreuses espèces, un tel régime est plus que suffisant pour dominer ses régions de croissance. Cependant, au cours de l'évolution, certains types d'usines ont rencontré ce à quoi le jeune entrepreneur est souvent confronté: la concurrence.

Beaucoup de plantes prédatrices ne sont pas devenues telles de leur plein gré, mais en raison de facteurs environnementaux: faible luminosité (les plantes à faible croissance sont difficiles à concurrencer les arbres puissants dans une forêt dense pour la lumière du soleil), sol pauvre, etc. La capture d'insectes (et parfois même de plus gros) permet à ces plantes de survivre.


Une vidéo informative et humoristique sur les plantes prédatrices.

Les méthodes de chasse sont différentes pour différentes espèces. Les attrapes-mouches de Vénus ( Dionaea muscipula ) et Aldrovanda ( Aldrovanda vesiculosa ) chassent selon le principe du piège, tenant les proies entre les feuilles bivalves et les digérant simultanément. La goutte de rosée en forme de cuillère ( Drosera spatulata ) ressemble à une cuillère (de manière inattendue, non?) Couverte de gouttes de rosée, qui est en fait du nectar collant qui attire les insectes naïfs dans ce doux piège. Nepentes met en œuvre des tactiques encore plus paresseuses, mais non moins efficaces. Cette plante a une cruche avec du nectar au fond. Les bords de la verseuse sont extrêmement glissants et, par conséquent, les insectes, qui sont surchargés de nourriture gratuite, peuvent facilement tomber et devenir eux-mêmes de la nourriture.


№1.1. : — Aldrovanda vesiculosa, — Dionaea muscipula — Drosera spatulata. D — Droseracaea , . — « »*. F — *, .
* ( ) — , .
* ( ) — , / .
Comme vous pouvez le voir, il existe de nombreuses plantes, ainsi que des méthodes de chasse, mais tous ces prédateurs ont quelque chose en commun, à savoir les marqueurs génétiques.

Les scientifiques ont découvert que dans le code génétique de trois plantes ( Dionaea muscipula , Aldrovanda vesiculosa et Drosera spatulata ) partagent des gènes communs responsables de leur nature prédatrice.


Image n ° 1.2: expansion et contraction de la famille des gènes. A est le nombre d'orthogroupes étendus (bleu) et compressés (rose) * communs à différentes lignes. B - annotation fonctionnelle de 279 familles de gènes étendues communes aux trois Droseraceae (les flèches indiquent une chronologie des événements pendant la chasse).
* — , .
Ces gènes peuvent être appelés l'ensemble minimal «gentleman» d'une véritable plante prédatrice. Leur tâche principale est un sentiment de proie et la capacité de le digérer. Cette découverte est assez inhabituelle pour les généticiens, car les trois espèces ont un code génétique extrêmement pauvre, pour ainsi dire: Drosera n'a que 18111 gènes, Dionaea a 21135 gènes et Aldrovanda a 25123.

Il est également intéressant de noter que les gènes prédateurs sont également présents dans les plantes ordinaires, cependant, principalement dans le système racinaire. Certains gènes sont actifs, certains ne le sont pas, et il existe donc une différence gastronomique si distincte. De plus, ces gènes situés dans des zones de la plante où se produit un contact direct avec les proies ne sont activés qu'au moment de ce contact.


1.3. Di. muscipula. — . D — WRKY, Di. muscipula. — TF- *, , WRKY.
* — , .
TF ( )* — , .
Il a été possible d'expliquer la présence de gènes communs dans différentes espèces en traçant leur arbre généalogique jusqu'à un ancêtre commun qui a grandi sur Terre il y a des millions d'années.


Image n ° 1.4: reconstruction des étapes clés de l'évolution des carnivores dans une plante de la famille des Droséracées.

En résumé, les chercheurs ont pu isoler les trois principales étapes du développement des carnivores chez différentes espèces de plantes prédatrices. La première étape consiste à dupliquer le génome entier de leur dernier ancêtre commun, ce qui leur a donné du matériel génétique pour la diversification des fonctions carnivores. Cela comprend le processus d'expression des gènes racinaires de l'ancêtre dans les feuilles piégées.

La deuxième étape est due au fait que l'utilisation d'une nouvelle source de nutriments a réduit la pression sélective sur les gènes impliqués dans le régime "non sain". Cela a entraîné une énorme perte de gènes, avec pour résultat que les trois génomes des plantes les plus pauvres génétiquement ont été séquencés à ce jour.

Et la troisième étape - divers mécanismes spécifiques aux espèces ont contribué à l'émergence de styles de chasse indépendants spécifiques au clade.

Les chercheurs soutiennent que ces trois étapes ne pourraient pas se produire indépendamment les unes des autres et pourraient se croiser pendant l'évolution. Le matériel génétique sous-jacent à la plante carnivore est présent dans la plupart des plantes non prédatrices, et des duplications de l'ensemble du génome se sont souvent produites dans tout le règne végétal. En d'autres termes, la plupart des plantes ont pu devenir carnivores. Cependant, merci Darwin, cela ne s'est pas produit, et donc la plupart des plantes préfèrent des méthodes de nutrition beaucoup plus sûres pour les créatures environnantes.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

DĂ©couverte scientifique via Twitter


La plupart des découvertes scientifiques ont lieu dans les murs des laboratoires, sur le terrain ou à travers de longs calculs et simulations. Cependant, il y a des découvertes qui n'auraient pas eu lieu sans un accident. Par exemple, en 1943, Richard James a essayé de développer un nouveau type de ressort qui serait utilisé dans la construction navale. Dans le processus, l'un des ressorts est tombé de l'étagère et a continué son mouvement. Ainsi, l'un des jouets les plus reconnaissables au monde est apparu - un ressort (ou "slinky").


Publicité du printemps "slinky" des années 60.

Et récemment, un autre accident s'est produit qui a conduit à une découverte inhabituelle. La biologiste Ana Sophia Reboleira (National Museum of Natural History, Washington), comme beaucoup de nos jours, est un utilisateur de Twitter. Une fois, en regardant à travers une cassette, elle a attiré l'attention sur une photo publiée par son collègue Derek Hennen (Virginia Polytechnic University). La photo montre un mille-pattes d'Amérique du Nord. À première vue, rien d'inhabituel, un mille-pattes comme un mille-pattes. Cependant, pour le biologiste, tous les détails sont importants, car Ana Sofia a fait attention à quelques petits points sur le corps de l'arthropode. Selon le scientifique, les points ressemblaient à un champignon, et il a donc été décidé de trouver quelques individus dans les poubelles du musée et de les examiner de plus près.

En conséquence, il a été révélé qu'il ne s'agit pas d'un défaut d'image ou de «vœux pieux», mais d'un véritable champignon de l'équipe Laboulbeniales .


Image n ° 2.1: mille-pattes mâles Cambala annulata, sur le corps desquels ils ont trouvé un nouveau type de champignon (surligné en rouge).

Pour Laboulbeniales, il existe environ 2200 espèces, comprenant 142 genres. Toutes les espèces décrites sont associées aux arthropodes et passent leur vie entière sur leur corps. Certains scientifiques pensent que Laboulbeniales est un parasite, car ils ont un système très complexe de prélèvement de nutriments du corps du porteur. Cependant, toutes les espèces de Laboulbeniales ne possèdent pas ces organes, car leur nature parasitaire est encore mise en doute.

Néanmoins, la plupart des porteurs de ce champignon sont représentés par des insectes, principalement à ailes dures ( coléoptères ) - 80% et diptères ( diptères ) - 10%, mais il existe également des cas où le champignon de cet ordre a été trouvé sur le corps d'autres arthropodes: tiques, pieds de foin, mille-pattes etc.

Jusqu'à récemment, selon les chercheurs eux-mêmes, l'étude de Laboulbeniales a reçu très peu d'attention. Les principales raisons en sont les technologies limitées, car les Laboulbeniales sont très petites (la longueur des nouvelles espèces est de 81–129 microns), et il est donc extrêmement difficile de les étudier. La même situation s'est produite avec les informations génétiques concernant ces organismes. Les études phylogénétiques n'ont commencé à être entièrement réalisées qu'en 2018. En d'autres termes, les informations concernantLaboulbeniales est encore extrêmement petite.

Malgré toutes ces difficultés, la découverte de nouvelles espèces de Laboulbeniales se poursuit. Jusqu'en 2014, seules 8 espèces parasitaient (théoriquement) le corps des mille-pattes. Maintenant, au moins trente sont connus. Toutes ces découvertes ont été faites en Europe, en Asie et même en Nouvelle-Zélande, mais en Amérique du Nord, de telles espèces n'avaient pas été trouvées auparavant.


Image n ° 2.2: Apparition d'un champignon nouvellement découvert de l'équipe de Laboulbeniales (une brève description est fournie ci-dessous).

Description des espèces trouvées:
Tallomas * hyaline (translucide), à ​​l'exception de la jambe.
* — , , , , .
(I) . (II) , , 1.5 . ( ) II-III II-VI , . II-VI , II-III. III 8 . , , , . ; . (2, «n») . ( ( ) ), (2G, «an»). (VI) , (2B 2F, «VI»). , , . , (2, ). (2F, ).

Les principales caractéristiques distinctives des Laboulbeniales vivant sur le corps d'un mille-pattes sont: le changement de génération sur un porteur; les populations de ces espèces sont plus fortes et plus stables par rapport à d'autres espèces; vivent principalement dans un environnement humide.

Étant donné que ce champignon vit exclusivement sur le corps du mille-pattes, la question se pose - comment se propage-t-il? La réponse réside dans l'emplacement du champignon sur le corps du malheureux insecte. Le champignon vit dans la région génitale et se transmet aux moments de contact entre les individus.

Étant donné que Twitter n'a nullement joué le dernier rôle dans cette découverte, une nouvelle espèce a été nommée d'après lui - Troglomyces twitteri. Comme le disent les auteurs de la découverte eux-mêmes, cette situation confirme une fois de plus que la consolidation de différents domaines scientifiques, des scientifiques de différentes universités, villes et pays est l'un des aspects les plus importants du développement de la science dans son ensemble.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

Rire gaz et pingouins


Un manchot royal de la famille des manchots empereurs est un oiseau incapable de voler, mais très fier, qui lui a également donné un si grand nom. Ces incroyables créatures habitent les îles de la Terre de Feu, de la Géorgie du Sud, des îles Sandwich du Sud, du Prince Edward, de l'île Crozet, de Kerguelen, de Hurd, de Macquarie.



Les manchots royaux, même s'ils ne peuvent pas couper le ciel, ils peuvent très bien nager. Étant donné que leur alimentation se compose de krill, de calmar et d'anchois lumineux, les pingouins passent beaucoup de temps sous l'eau, plongeant à des profondeurs moyennes de 100 mètres (les cas de plongée sont documentés à 300 mètres). Le manque de vitesse et de grâce à terre est à nouveau compensé dans l'eau - les manchots royaux peuvent accélérer jusqu'à 10 km / h.

Extérieurement, cette espèce est très similaire à son parent - le manchot empereur, mais le second est 25% plus élevé et pèse un tiers de plus. Mais les rayures orange vif encadrant la tête sont disponibles dans les deux espèces. Les mâles ont besoin de ce plumage coloré pour attirer les femelles pendant la période de nidification. Les manchots royaux créent une paire par cycle de nidification, bien qu'il y ait environ 30% de chances qu'une telle paire existe pendant plus d'un cycle.


Vidéo sur la vie des manchots royaux (BBC, David Attenborough).

La période allant de la maçonnerie au plumage du veau est assez longue et varie de 14 à 16 mois. Comme de nombreux autres pingouins, les royaux partagent également les responsabilités parentales, faisant éclore un seul œuf à tour de rôle (pendant 6 à 18 jours chacun des parents). Après 55 jours, traversant la coquille pendant 2-3 jours, un poussin est né, dont les parents protègent jusqu'à 40 jours. Après cela, les poussins sont déjà suffisamment grands pour former des groupes dont s'occupent plusieurs représentants adultes de la colonie de pingouins, tandis que les parents partent à la recherche de nourriture.

En plus des phoques, des goélands et des orques, l'un des prédateurs les plus assoiffés de sang des manchots royaux est depuis longtemps un homme. L'extermination s'est poursuivie jusqu'au début du XXe siècle. Actuellement, la chasse au manchot royal est interdite, mais un changement de climat et des courants océaniques chauds peuvent entraîner la mort de plus de 70% de la population de cette espèce. Une telle triste prédiction est liée au fait que les pingouins mangent, c'est-à-dire le krill, dont l'abondance change également en raison du changement climatique. Sans parler de la pêche commerciale dans les habitats des pingouins.

Actuellement, les colonies de manchots royaux peuvent compter jusqu'à 100 000 couples. En plus de former des couples, d'éclore des œufs, de combattre des prédateurs et d'autres événements importants et passionnants, les pingouins font aussi ce qui est rarement décrit dans les documentaires - la défécation. Oui, le processus n'est pas le plus agréable à l'œil (l'odorat aussi), mais même ici, il y a quelque chose de curieux.

Des scientifiques de l'Université de Copenhague ont découvert que les excréments de pingouins sécrètent de grandes quantités d'oxyde nitreux, plus communément appelé gaz hilarant.


Image n ° 3.1: zones où le sol a été prélevé pour analyse (île de Géorgie du Sud).

L'oxyde nitreux (N 2 O), comme le dioxyde de carbone (CO 2 ), a un effet extrêmement négatif sur l'environnement. Plus précisément, alors N 2L'O est 300 fois plus nocif pour l'environnement que le CO 2 .

La principale source de N 2 O du pingouin guano est, naturellement, leur nourriture - le poisson et le krill, qui contiennent une grande quantité d'azote absorbée par le phytoplancton dans l'océan. Après digestion et défécation, le guano dans le sol entre en contact avec des bactéries locales qui transforment cette substance en protoxyde d'azote.


Image n ° 3.2: taux de production / consommation de CO 2 , CH 4 et N 2 O sur la base des données des carottes de sol (n = 10).

Est-ce à dire que les pingouins polluent l'environnement avec leur guano? Bien sûr que oui. Est-ce à dire qu'ils doivent être détruits? Bien sûr que non.

Cette étude montre que dans la nature, il existe de nombreux processus qui affectent l'état de l'environnement. Les activités humaines ont également un impact énorme. Cependant, les pingouins, quel que soit le montant qu'ils allouent au guano, ne seront pas en mesure de conduire à une catastrophe environnementale, en particulier compte tenu de leur population en déclin. Mais une personne est tout à fait capable de foirer gros. Les auteurs de cette étude pensent qu'il vaut la peine d'envisager sérieusement la question de l'agriculture. Ce qui féconde les terres pour augmenter la production a souvent le même effet que les manchots guano.

À l'avenir, les scientifiques ont l'intention de prêter attention aux bactéries qui jouent un rôle important dans la synthèse de protoxyde d'azote à partir des pingouins guano. Ils croient qu'en en apprenant davantage sur ces micro-organismes, il sera possible de créer le bon modèle d'engrais du sol en agriculture (où, quand et en quelle quantité fertiliser), ce qui réduira l'effet déjà préjudiciable de l'homme sur l'écologie de la planète.

Pour une connaissance plus détaillée des nuances de l'étude, je vous recommande de consulter le rapport des scientifiques .

Épilogue


La recherche scientifique est forte et telle qu'elle passe inaperçue auprès du public. Néanmoins, ils importent tous parce qu'ils contribuent au bien-être de l'homme et du monde qui nous entoure. Les petites découvertes ne se produisent pas, elles affectent toutes notre compréhension du monde. Certains nous ouvrent les yeux sur quelque chose qui était auparavant incompréhensible littéralement tout de suite, tandis que d'autres ont besoin d'années pour se réaliser.

En regardant tout ce que l'homme a réussi à faire même au cours des dernières décennies, on ne peut s'empêcher d'être surpris par la force de notre curiosité. Nous avons regardé dans les profondeurs désespérées des océans et avons grimpé au sommet des montagnes les plus puissantes, nous avons appris à créer la vie et à obéir aux lois de la physique, nous avons vraiment atteint la grandeur. Cependant, vous savez, qu'est-ce qui n'est visible dans aucune image de la Terre? Nous. La planète Terre, peu importe à quel point cette phrase peut sembler ridicule, ne nous appartient pas, ce n'est pas un trophée ou un bac à sable, où nous découvrons la relation due à une omoplate perdue, ce n'est pas un lieu d'affirmation de soi dans le contexte de ceux qui sont soi-disant pires ou plus bêtes, ce n'est pas un marché , où tout peut être acheté pour de l'argent, et ce n'est certainement pas une toilette, où vous pouvez laisser votre "marque".

Parfois, notre grandeur éclipse notre ignorance et notre insouciance. Dans la poursuite du championnat, nous commençons à oublier pourquoi nous avons commencé à courir. Cependant, il vaut la peine de réfléchir à la grandeur de l'Univers, vous commencez à comprendre à quel point une personne est insignifiante, à quel point son séjour dans ce monde est court et à quel point toutes ces querelles qui se produisent avec une régularité enviable sont misérables.

Vous pouvez philosopher sur le sujet de notre place dans ce monde pendant très, très longtemps, mais tout le monde tire toujours une conclusion. La seule chose qui nous manque parfois, c'est le respect. Le respect les uns des autres, le respect de l'habitat, le respect des créatures qui vivent à côté de nous. Après tout, la présence d'un système nerveux central développé peut et signifie que nous sommes les plus intelligents, mais cela ne garantit certainement pas que nous sommes les plus sages.

Merci de votre attention, restez curieux et passez un bon week-end, amis! :)

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