Get best of the week

Intisari penemuan non-standar: silsilah tanaman predator, jamur di Twitter dan gas tertawa dari guano



Setiap hari di dunia ada banyak penelitian dan penemuan, tingkat kepentingan dan keparahan yang sulit dievaluasi secara objektif. Bagi seseorang tidak ada yang lebih penting daripada pencarian kehidupan di luar bumi, tetapi seseorang akan menganggap penemuan spesies kupu-kupu baru sulit dipercaya. Bagaimanapun, semua penemuan itu penting, semua penemuan dibutuhkan. Hari ini kita akan berkenalan dengan studi di mana para ilmuwan dapat mengenali penanda genetik umum tanaman predator, mengidentifikasi spesies jamur baru dari foto, dan membangun hubungan antara penguin dan gas tertawa. Saya pikir tidak ada gunanya menilai mana yang lebih penting, tetapi layak membaca laporan semua studi tanpa memihak. Pergilah.

"Tanda lahir" genetik tanaman karnivora


Seperti yang kita ketahui, sebagian besar tanaman tidak memiliki sifat haus darah, dan preferensi gastronomi mereka terbatas pada sinar matahari, air, dan nutrisi di tanah. Bagi banyak spesies, pola makan seperti ini lebih dari cukup untuk mendominasi wilayah pertumbuhannya. Namun, dalam perjalanan evolusi, beberapa jenis tanaman menghadapi apa yang sering dihadapi pengusaha muda - persaingan.

Banyak tanaman predator tidak menjadi kehendak bebas mereka sendiri, tetapi karena faktor lingkungan: cahaya rendah (tanaman yang tumbuh rendah sulit untuk bersaing dengan pohon kuat di hutan lebat untuk sinar matahari), tanah yang buruk, dll. Menangkap serangga (dan terkadang serangga yang lebih besar) memungkinkan tanaman ini bertahan hidup.


Video informatif dan lucu tentang tanaman predator.

Metode perburuan berbeda untuk spesies yang berbeda. Penangkap lalat Venus ( Dionaea muscipula ) dan Aldrovanda ( Aldrovanda vesiculosa ) berburu dengan prinsip perangkap, memegang mangsa antara daun bivalvia dan secara bersamaan mencernanya. Tetesan air berbentuk sendok ( Drosera spatulata ) terlihat seperti sendok (tiba-tiba, bukan?) Ditutupi dengan tetesan embun, yang merupakan lengket nektar yang menarik serangga naif ke perangkap manis ini. Nepentes menerapkan lebih banyak malas, tetapi taktik yang tidak kalah efektif. Tumbuhan ini memiliki kendi dengan nektar di bagian bawah. Tepi kendi sangat licin, dan karenanya serangga, yang dikuasai makanan gratis, dapat dengan mudah jatuh dan menjadi makanan sendiri.


№1.1. : — Aldrovanda vesiculosa, — Dionaea muscipula — Drosera spatulata. D — Droseracaea , . — « »*. F — *, .
* ( ) — , .
* ( ) — , / .
Seperti yang Anda lihat, ada banyak tanaman, serta metode berburu, tetapi semua predator ini memiliki kesamaan, yaitu penanda genetik.

Para ilmuwan telah menemukan bahwa dalam kode genetik tiga tanaman ( Dionaea muscipula , Aldrovanda vesiculosa dan Drosera spatulata ) berbagi gen umum yang bertanggung jawab atas sifat predatornya.


Gambar No. 1.2: ekspansi dan kontraksi keluarga gen. A adalah jumlah ortogrup yang diperluas (biru) dan terkompresi (merah muda) * yang umum untuk garis yang berbeda. Anotasi B - fungsional dari 279 keluarga gen diperpanjang yang umum untuk ketiga Droseraceae (panah menunjukkan kronologi peristiwa selama perburuan).
* — , .
Gen-gen ini dapat disebut set minimum "sopan" tanaman predator nyata. Tugas utama mereka adalah rasa mangsa dan kemampuan mencernanya. Temuan ini sangat tidak biasa bagi para ahli genetika, karena ketiga spesies memiliki kode genetik yang sangat buruk, sehingga dapat dikatakan: Drosera hanya memiliki 1.811 gen, Dionaea memiliki 21.135 gen, dan Aldrovanda memiliki 25.123.

Menarik juga bahwa gen predator juga terdapat pada tanaman biasa, Namun, sebagian besar di sistem root. Beberapa gen aktif, beberapa tidak, dan oleh karena itu ada perbedaan gastronomi yang begitu berbeda. Selain itu, gen-gen ini terletak di area tanaman di mana kontak langsung dengan mangsa terjadi diaktifkan hanya pada saat kontak ini.


1.3. Di. muscipula. — . D — WRKY, Di. muscipula. — TF- *, , WRKY.
* — , .
TF ( )* — , .
Dimungkinkan untuk menjelaskan keberadaan gen umum pada spesies yang berbeda dengan menelusuri pohon keluarga mereka hingga nenek moyang yang tumbuh di Bumi jutaan tahun yang lalu.


Gambar No. 1.4: rekonstruksi tahap-tahap penting dalam evolusi karnivora di pabrik keluarga Droseraceae.

Kesimpulannya, para peneliti mampu mengisolasi tiga tahap utama pengembangan karnivora pada berbagai spesies tanaman predator. Langkah pertama adalah menduplikasi seluruh genom dari leluhur bersama terakhir mereka, yang memberi mereka materi gen untuk diversifikasi dalam fungsi karnivora. Ini termasuk proses ekspresi gen akar leluhur menjadi daun yang terperangkap.

Tahap kedua adalah karena fakta bahwa penggunaan sumber nutrisi baru telah mengurangi tekanan selektif pada gen yang terlibat dalam diet "tidak sehat". Hal ini menyebabkan hilangnya gen yang sangat besar, dengan hasil bahwa ketiga genom dari tanaman yang paling miskin secara genetik telah diurutkan hingga saat ini.

Dan tahap ketiga - berbagai mekanisme spesifik spesies berkontribusi pada munculnya gaya perburuan independen khusus untuk clade.

Para peneliti berpendapat bahwa ketiga tahap ini tidak dapat terjadi secara independen satu sama lain dan dapat berpotongan selama evolusi. Bahan genetik yang mendasari tanaman karnivora hadir di sebagian besar tanaman non-predator, dan duplikasi seluruh genom sering terjadi di seluruh kerajaan tanaman. Dengan kata lain, sebagian besar tanaman mampu menjadi karnivora. Namun, terima kasih Darwin, ini tidak terjadi, dan karena itu sebagian besar tanaman lebih memilih metode nutrisi yang jauh lebih aman untuk makhluk di sekitarnya.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca laporan para ilmuwan .

Penemuan ilmiah melalui Twitter


Kebanyakan penemuan ilmiah terjadi di dalam dinding laboratorium, di lapangan, atau melalui perhitungan dan simulasi yang panjang. Namun, ada beberapa penemuan yang tidak akan terjadi jika bukan karena kecelakaan. Sebagai contoh, pada tahun 1943, Richard James mencoba mengembangkan jenis pegas baru yang akan digunakan dalam pembuatan kapal. Dalam prosesnya, salah satu mata air jatuh dari rak dan melanjutkan gerakannya. Jadi salah satu mainan yang paling dikenal di dunia muncul - pegas (atau "slinky").


Iklan musim semi "slinky" tahun 60-an.

Dan baru-baru ini, kecelakaan lain terjadi yang menyebabkan penemuan yang tidak biasa. Ahli biologi Ana Sophia Reboleira (Museum Nasional Sejarah Alam, Washington), seperti banyak hari ini, adalah pengguna Twitter. Suatu ketika, melihat melalui rekaman, dia menarik perhatian ke foto yang diterbitkan oleh rekannya Derek Hennen (Universitas Politeknik Virginia). Gambar menunjukkan seekor kaki seribu Amerika Utara. Sepintas, tidak ada yang aneh, kaki seribu seperti kaki seribu. Namun, bagi ahli biologi, semua detail itu penting, karena Ana Sofia memperhatikan beberapa poin kecil pada tubuh arthropoda. Menurut ilmuwan, titik-titik itu menyerupai jamur, dan oleh karena itu diputuskan untuk menemukan beberapa individu di tempat sampah museum dan mempertimbangkannya lebih dekat.

Akibatnya, terungkap bahwa ini bukan cacat pada gambar atau "angan-angan", tetapi jamur nyata dari skuad Laboulbeniales .


Gambar No. 2.1: Lumbung jantan Cambala annulata jantan, pada tubuh siapa mereka menemukan jenis jamur baru (disorot merah).

Agar Laboulbeniales, ada sekitar 2.200 spesies, terdiri dari 142 genera. Semua spesies yang dijelaskan berhubungan dengan arthropoda dan menghabiskan seluruh hidup mereka di tubuh mereka. Beberapa ilmuwan percaya bahwa Laboulbeniales adalah parasit, karena mereka memiliki sistem yang sangat kompleks dalam menarik nutrisi dari tubuh pembawa. Namun, tidak semua spesies Laboulbeniales memiliki organ ini, karena sifat parasit mereka masih diragukan.

Namun demikian, sebagian besar pembawa jamur ini diwakili oleh serangga, terutama bersayap keras ( Coleoptera ) - 80% dan dipterans ( Diptera ) - 10%, tetapi ada juga kasus ketika jamur ordo ini ditemukan pada tubuh artropoda lain: tungau, hayfoot, lipan dll.

Sampai saat ini, menurut para peneliti sendiri, studi tentang Laboulbeniales hanya mendapat sedikit perhatian. Alasan utama untuk ini adalah teknologi yang terbatas, karena Laboulbeniales sangat kecil (panjang spesies baru adalah 81-129 mikron), dan oleh karena itu sangat sulit untuk mempelajarinya. Situasi yang sama adalah dengan informasi genetik mengenai organisme ini. Studi filogenetik mulai sepenuhnya dilakukan hanya pada tahun 2018. Dengan kata lain, informasi mengenaiLaboulbeniales masih sangat kecil.

Terlepas dari semua kesulitan ini, penemuan spesies baru Laboulbeniales terus berlanjut. Hingga 2014, hanya 8 spesies yang ditemukan yang menjadi parasit (secara teori) di tubuh kaki seribu. Sekarang setidaknya tiga puluh diketahui. Semua temuan ini dibuat di Eropa, Asia, dan bahkan di Selandia Baru, tetapi di Amerika Utara spesies seperti itu tidak ditemukan sebelumnya.


Gambar No. 2.2: Penampilan jamur yang baru ditemukan dari skuad Laboulbeniales (deskripsi singkat disediakan di bawah).

Deskripsi spesies yang ditemukan:
Talloma * hialin (tembus cahaya), dengan pengecualian kaki.
* — , , , , .
(I) . (II) , , 1.5 . ( ) II-III II-VI , . II-VI , II-III. III 8 . , , , . ; . (2, «n») . ( ( ) ), (2G, «an»). (VI) , (2B 2F, «VI»). , , . , (2, ). (2F, ).

Ciri pembeda utama Laboulbeniales yang hidup di tubuh kaki seribu adalah: perubahan generasi pada satu pembawa; populasi spesies ini lebih kuat dan lebih stabil dibandingkan dengan spesies lain; hidup terutama di lingkungan yang lembab.

Mengingat bahwa jamur ini hidup secara eksklusif di tubuh kaki seribu, muncul pertanyaan - bagaimana penyebarannya? Jawabannya terletak pada lokasi jamur pada tubuh serangga yang malang. Jamur hidup di daerah genital, dan ditularkan pada saat-saat kontak antar individu.

Karena fakta bahwa Twitter tidak memainkan peran terakhir dalam penemuan ini, spesies baru dinamai menurut namanya - Troglomyces twitteri. Seperti yang dikatakan oleh para penulis dari penemuan itu sendiri, situasi ini sekali lagi menegaskan bahwa konsolidasi berbagai bidang ilmu pengetahuan, para ilmuwan dari berbagai universitas, kota dan negara adalah salah satu aspek terpenting dari perkembangan ilmu pengetahuan secara keseluruhan.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca laporan para ilmuwan .

Gas tertawa dan penguin


Penguin raja dari keluarga penguin kaisar adalah burung yang tidak bisa terbang, tetapi sangat bangga, yang juga memberinya nama yang sangat bagus. Makhluk luar biasa ini menghuni pulau Tierra del Fuego, Georgia Selatan, Kepulauan Sandwich Selatan, Pangeran Edward, Kepulauan Crozet, Kerguelen, Hurd, Macquarie.



Penguin raja, meskipun mereka tidak bisa memotong langit, mereka bisa berenang dengan sangat baik. Mengingat bahwa makanan mereka terdiri dari krill, cumi-cumi dan ikan teri bercahaya, penguin menghabiskan banyak waktu di bawah air, menyelam hingga kedalaman rata-rata 100 meter (kasus menyelam didokumentasikan pada 300 meter). Kurangnya kecepatan dan keanggunan di darat kembali dikompensasi dalam air - penguin raja dapat mempercepat hingga 10 km / jam.

Dari luar, spesies ini sangat mirip dengan kerabatnya - penguin kaisar, tetapi yang kedua 25% lebih tinggi dan beratnya sepertiga lebih banyak. Tapi garis-garis oranye terang membingkai kepala tersedia di kedua spesies. Jantan membutuhkan bulu berwarna-warni ini untuk menarik perhatian betina selama periode bersarang. Penguin raja membuat satu pasang per siklus bersarang, meskipun ada sekitar 30% kemungkinan bahwa pasangan seperti itu akan ada selama lebih dari satu siklus.


Video tentang kehidupan penguin raja (BBC, David Attenborough).

Periode dari pasangan batu sampai bulu anak sapi cukup panjang dan berkisar antara 14 hingga 16 bulan. Seperti banyak penguin lainnya, penguin juga berbagi tanggung jawab orang tua, kemudian menetaskan satu telur (masing-masing 6-18 hari dari orang tua). Setelah 55 hari, menembus cangkang selama 2-3 hari, seekor anak ayam lahir, yang orang tuanya melindungi hingga 40 hari. Setelah itu, anak-anak ayam sudah cukup besar untuk membentuk kelompok yang dijaga oleh beberapa orang dewasa dari koloni penguin, sementara orang tua mencari makanan.

Selain anjing laut, camar dan paus pembunuh, salah satu predator paling haus darah penguin raja telah lama menjadi manusia. Pemusnahan berlanjut sampai awal abad kedua puluh. Saat ini, perburuan penguin raja dilarang, namun perubahan iklim dan arus lautan hangat dapat menyebabkan kematian lebih dari 70% populasi spesies ini. Prediksi yang menyedihkan ini terkait dengan fakta bahwa penguin makan, yaitu krill, yang kelimpahannya juga berubah karena perubahan iklim. Belum lagi penangkapan ikan komersial di habitat penguin.

Saat ini, koloni Raja Penguin dapat menghitung hingga 100.000 pasangan. Selain berpasangan, menetaskan telur, melawan predator, dan peristiwa penting dan menarik lainnya, penguin juga melakukan sesuatu yang jarang dibicarakan oleh dokumenter - buang air besar. Ya, prosesnya bukan yang paling menyenangkan mata (indra penciuman juga), tetapi bahkan di sini ada sesuatu yang aneh.

Para ilmuwan dari Universitas Kopenhagen menemukan bahwa kotoran penguin mensekresikan sejumlah besar nitro oksida, lebih dikenal sebagai gas tertawa.


Gambar No. 3.1: area di mana tanah diambil untuk analisis (Pulau Georgia Selatan).

Nitrous oxide (N 2 O), seperti karbon dioksida (CO 2 ), memiliki efek yang sangat negatif terhadap lingkungan. Lebih tepatnya, maka N 2O adalah 300 kali efek merugikan pada lingkungan daripada CO 2 .

Sumber utama N 2 O dalam penguin guano adalah, secara alami, makanan - ikan dan krill mereka, yang mengandung sejumlah besar nitrogen yang diserap oleh fitoplankton di lautan. Setelah pencernaan dan buang air besar, guano di tanah bersentuhan dengan bakteri lokal yang mengubah zat ini menjadi nitro oksida.


Gambar No. 3.2: tingkat produksi / konsumsi CO 2 , CH 4 dan N 2 O berdasarkan data dari inti tanah (n = 10).

Apakah ini berarti bahwa penguin mencemari lingkungan dengan guano mereka? Tentu saja ya. Apakah ini berarti mereka harus dihancurkan? Tentu saja tidak.

Studi ini menunjukkan bahwa di alam ada banyak proses yang mempengaruhi keadaan lingkungan. Aktivitas manusia juga memiliki dampak yang sangat besar. Namun, penguin, tidak peduli berapa banyak mereka mengalokasikan guano, tidak akan dapat menyebabkan bencana lingkungan, terutama mengingat penurunan populasi mereka. Tetapi seseorang cukup mampu mengacaukan besar. Para penulis penelitian ini percaya bahwa ada baiknya mempertimbangkan dengan serius masalah pertanian. Apa yang menyuburkan tanah untuk meningkatkan produksi seringkali memiliki efek yang sama dengan penguin guano.

Di masa depan, para ilmuwan bermaksud untuk memperhatikan bakteri yang memainkan peran penting dalam sintesis nitro oksida dari penguin guano. Mereka percaya bahwa dengan mempelajari lebih lanjut tentang mikroorganisme ini, akan dimungkinkan untuk membuat model pupuk tanah yang tepat di bidang pertanian (di mana, kapan, dan dalam jumlah berapa untuk dipupuk), yang akan mengurangi efek manusia yang sudah merugikan terhadap ekologi planet ini.

Untuk seorang kenalan yang lebih mendetail dengan nuansa penelitian, saya sarankan Anda membaca laporan para ilmuwan .

Epilog


Penelitian ilmiah sangat keras dan sedemikian rupa sehingga mereka melewati mata publik tanpa disadari. Namun demikian, semua itu penting karena mereka berkontribusi pada kesejahteraan manusia dan dunia di sekitar kita. Penemuan kecil tidak terjadi, mereka semua mempengaruhi pemahaman kita tentang dunia. Beberapa membuka mata kita untuk sesuatu yang sebelumnya tidak dapat dipahami secara harfiah segera, sementara yang lain perlu bertahun-tahun untuk mengaktualisasikan.

Melihat segala sesuatu yang telah berhasil dilakukan manusia bahkan dalam beberapa dekade terakhir, orang pasti kaget dengan kekuatan rasa ingin tahu kita. Kami melihat ke kedalaman lautan yang tak berpengharapan dan naik ke puncak gunung yang paling kuat, kami belajar bagaimana menciptakan kehidupan dan mematuhi hukum fisika, kami benar-benar mencapai kebesaran. Namun, tahukah Anda, apa yang tidak terlihat dalam gambar Bumi apa pun? Kami. Planet Bumi, tidak peduli bagaimana kalimat ini terdengar usang, bukan milik kita, itu bukan piala atau kotak pasir, di mana kita menemukan hubungan karena tulang belikat yang hilang, ini bukan tempat untuk penegasan diri terhadap latar belakang orang-orang yang konon lebih buruk atau bodoh, ini bukan pasar , di mana semuanya dapat dibeli untuk uang, dan ini tentu saja bukan toilet, di mana Anda dapat meninggalkan "tanda" Anda.

Terkadang kebesaran kita menutupi kebodohan dan kecerobohan kita. Dalam mengejar kejuaraan, kita mulai lupa mengapa kita mulai berlari. Namun, jika Anda berpikir tentang kebesaran Alam Semesta, Anda mulai memahami betapa tidak pentingnya seseorang, betapa singkatnya masa tinggalnya di dunia ini, dan betapa sengsaranya semua pertengkaran yang terjadi dengan keteraturan yang patut ditiru.

Anda dapat berfilosofi tentang topik tempat kami di dunia ini untuk waktu yang sangat, sangat lama, tetapi semua orang masih membuat kesimpulan untuk dirinya sendiri. Satu-satunya hal yang kadang-kadang kurang kita miliki adalah rasa hormat. Saling menghormati satu sama lain, menghormati habitat, menghormati makhluk yang tinggal di sebelah kita. Bagaimanapun, kehadiran sistem saraf pusat yang berkembang dapat dan memang berarti bahwa kita adalah yang paling cerdas, tetapi ini tentu saja tidak menjamin bahwa kita adalah yang paling bijaksana.

Terima kasih atas perhatian Anda, tetap ingin tahu dan selamat berakhir pekan, teman-teman! :)

Sedikit iklan :)


Terima kasih untuk tetap bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikan kepada teman Anda, cloud VPS untuk pengembang dari $ 4,99 , analog unik dari server entry-level yang diciptakan oleh kami untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2697 v3 (6 Cores) 10GB DDR4 480GB SSD 1Gbps mulai dari $ 19 atau cara membagi server? (opsi tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4).

Dell R730xd 2 kali lebih murah di pusat data Equinix Tier IV di Amsterdam? Hanya kami yang memiliki 2 x Intel TetraDeca-Core Xeon 2x E5-2697v3 2.6GHz 14C 64GB DDR4 4x960GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 199 di Belanda!Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - mulai dari $ 99! Baca tentang Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas c menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?

More articles:


All Articles