Животные с электричеством, Электрический угорь вдохновил учёных на создание биологического источника энергии
Но огромное количество разнообразных организмов обитает в воде - среде, имеющей сравнительно высокую электропроводимость. Мембраны первого типа имеются в электрических клетках морских рыб, второго - в клетках пресноводных рыб. Не менее вариабельны и частотные характеристики БЭП.
Распространены в водоемах тропической Африки и реке Нил за это отвечают нитевидные цилиндрические образования. И электрические органы для многих рыб очень важны, они могут весить до четверти массы всего тела. Естественные электростанции представляют собой столбики из пластинок. Каждая из них — это видоизмененная клетка, мышечная, нервная или железистая. Их мембраны выступают в роли электрических микрогенераторов, генерируя напряжение около 0,1 вольта.
Разность потенциалов возникает из-за неравной концентрации ионов внутри и снаружи клетки. К каждому столбику подходит нервное окончание, образующее на стороне клетки синапс. Когда поступает нервный импульс, в синапсе выделяется медиатор. Он открывает в мембране ионные каналы. С одной стороны клетки снижается электрическое напряжение, что порождает ту самую разность потенциалов в 0,,15 вольта.
Последовательное соединение клеток приводит к их одновременному возбуждению и суммированию потенциала. С учетом того, что каждая пластика является частью общей цепи, суммарный электрический разряд возрастает многократно.
Например, у электрического ската таких столбиков около , они расположены наподобие пчелиных сот. В каждом столбике по пластинок. Угорь же имеет 70 горизонтальных столбиков, но каждый из них обладает уже пластинками.
У электрического же сома вообще пластинок около 2 миллионов, а располагаются они крайне хаотично. В итоге разность потенциалов на концах электрических органов может достигать внушительных вольт. В импульсе же мощность разряда может составлять вообще от 1 до 6 киловатт. При этом рыба варьирует частоту электрических импульсов в зависимости от назначения. Например, скаты могут генерировать импульсов во время защиты, а при атаке их число возрастает до Мощность разряда же у разных рыб тоже колеблется от 20 до вольт.
Из морских рыб самый сильный орган у мраморного электрического ската Torpedo marmorata. Эта рыба генерирует разряд более вольт. А электричество является для этого существа как защитой от акул и осьминогов, так и инструментом охоты на мелких рыб. Подвергаясь нападению, мраморные скаты занимают оборонительную позицию и бьют нападающего электрическим током. Пресноводные же рыбы могут генерировать еще более мощные разряды.
И это просто объясняется — соленая вода лучше проводит электричество, чем пресная. Этот гликозаминогликан составляет основу внеклеточного матрикса, участвует в пролиферации и миграции клеток, а также влияет на прогрессирование опухолей, причем его свойства зависят от молекулярной массы — высокомолекулярный обладает защитными свойствами, низкомолекулярный — наоборот.
Голые землекопы продуцируют гиалуроновую кислоту с крайне высокой молекулярной массой более 6,1 мегадальтона , которая оказывает мощную цитопротекцию. Чтобы проверить, производит ли она схожий эффект у других видов животных, сотрудники Университета Рочестера, Гарвардской медицинской школы, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Московского государственного университета под руководством Андрея Селуанова Andrei Seluanov и Веры Горбуновой Vera Gorbunova создали трансгенных мышей с управляемой повышенной экспрессией гена синтазы 2 гиалуроновой кислоты голого землекопа nmrHas2.
У самок и самцов таких животных наблюдалось повышенное содержание высокомолекулярной гиалуроновой кислоты в мышцах, сердце, почках и тонкой кишке; низкое — в печени и селезенке, утилизирующих ее.
Тем не менее оно было ниже, чем у голых землекопов, что, вероятно, связано с более высокой активностью гиалуронидазы у мышей. Наблюдения в когортах из 80—90 животных показало, что экспрессирующие трансген nmrHas2 мыши умирают от спонтанного рака реже, чем обычные 57 против 70 процентов.
Эта разница была еще заметнее у пожилых старше 27 месяцев животных — 49 против 83 процентов. В эксперименте по химической индукции кожного канцерогенеза нанесением 7,диметилбензантраценом DMBA и форболмиристатацетатом TPA число папиллом на й неделе от него у трансгенных мышей было почти вдвое меньше, чем у обычных.
От пола животных подверженность раку не зависела. Масса тела животных из обеих групп в течение жизни не различалась. При этом экспрессирующие nmrHas2 мыши жили дольше, чем обычные — медианная продолжительность жизни у них была на 4,4 процента, а максимальная — на 12,2 процента больше.
У животных женского пола сильнее различалась медианная продолжительность жизни на девять процентов , а мужского — максимальная на 16 процентов. Оценка эпигенетического возраста по паттернам метилирования ДНК в печени в возрасте 24 месяцев показала, что у трансгенных мышей он примерно на 0,2 года меньше хронологического.
Животные из основной группы жили не только дольше жили, но и дольше оставались здоровыми. У них медленнее, чем в контрольной группе, возрастал интегральный индекс немощности frailty index , который рассчитывается по 31 физиологическому показателю, и они в пожилом возрасте сохраняли подвижность и координацию движений в тесте на ротароде. Кроме того, у трансгенных самок замедлялось развитие остеопороза.
Анализ транскриптомов различных органов и тканей экспрессирующих nmrHas2 пожилых мышей выявил особенности, присущие молодым животным, и пониженный уровень воспаления, связанного с возрастом. Молекулярные исследования показали, что высокомолекулярная гиалуроновая кислота производит противовоспалительные и иммунорегулирующие эффекты, а также предохраняет клетки от окислительного стресса.
Кроме того, она стимулирует барьерную функцию кишечного эпителия, сохраняет стволовые клетки кишечника и поддерживает оптимальный состав кишечной микробиоты, что дополнительно способствует снижению возрастного воспаления. Таким образом, высокомолекулярная гиалуроновая кислота, произведенная трансгеном nmrHas2, продлила жизнь мышей и сохранила их здоровье в пожилом возрасте, подавляя возрастные воспалительные реакции. Это значит, что эволюционные адаптации долгоживущих животных, таких как голый землекоп, можно искусственно воспроизвести у других видов — возможно, и у человека — с пользой для их здоровья.
Также полученные результаты указывают на потенциал клинического применения высокомолекулярной гиалуроновой кислоты для лечения возрастных воспалительных заболеваний кишечника и других органов, заключают авторы работы. В году исследователи из Великобритании, Германии и ЮАР выяснили, что низкая болевая чувствительность голых землекопов связана с мутацией гена одного из рецепторов воспринимающих боль нейронов.
Годом позже американские, немецкие, британские и южноафриканские ученые показали, что эти животные могут долго обходиться без кислорода — в эксперименте они выжили 18 минут в атмосфере чистого азота, после чего восстановили аэробный метаболизм. Наша планета выступила как аналог землеподобных экзопланет. Москву уличили в усилении экстремальных конвективных явлений. Из-за городской застройки в столице чаще проходят ливни и сильные ветра.
Палеонтологи отобрали у древнего кита из Перу титул самого тяжелого животного в истории. Согласно новым оценкам, он весил на тонн меньше. Российские палеогенетики прочитали ДНК человека из слоя верхневолжской культуры. Останки этого мужчины позднего мезолита нашли в Ярославской области. Частицы с одинаковым зарядом притянулись друг к другу.
Нарушение закона Кулона возможно в некоторых растворах.
Паразитирующий на грибах «барсучий подсвечник» отнесли к первому за 90 лет новому роду растений из Японии. Это необычное растение принадлежит к семейству тисмиевых. В захвате Австралии кроликами обвинили английского фермера XIX века. Физики уточнили странность протона.
Странный кварк вносит вклад в массу протона со значимостью более трех стандартных отклонений. Омикрон оказался самым устойчивым во внешней среде вариантом коронавируса. Жителям тропических стран предложили массово разводить питонов на мясо.
Они оказались более эффективным источником белка, чем насекомые. Квадрокоптер научили подзаряжаться от ЛЭП. Дрон ухватывает провод и повисает на нем. Черная смола из гробницы царского казначея Рамсеса II оказалась битумом. Ученые определили это с помощью спектрального анализа.
Как работа с тяжелым прошлым помогает движению к будущему. В генофонде индийских популяций насчитали два процента архаичной примеси. Ученые проанализировали генома современных жителей Индии. Стокилограммовую нелетающую птицу назначили верховным хищником эоценовой Антарктиды.
Она принадлежала к семейству фороракосов. В ямальских отложениях возрастом в несколько сотен лет нашли ДНК мамонта и носорога.
