Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.

Имя пользователя: Пароль:
Просмотр сообщений
This section allows you to view all posts made by this member. Note that you can only see posts made in areas you currently have access to.
    Messages   Показать темы Показать вложения  

  Messages - Сонце
Страниц: 1 ... 18 19 [20]
286  Основные разделы / Наука / Антропогенное влияние насекомых-вредителей : 02 Августа 2009, 23:06:46
Антропогенное влияние насекомых-вредителей

     Массовый переход на использование биотоплива приведет к резкому увеличению популяций насекомых-вредителей. Такие данные были получены в ходе исследования, проведенного американскими биологами. Его результаты коротко представлены в пресс-релизе на сайте Университета штата Мичиган. Полный вариант работы опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

     В последние годы все больше площадей засеваются кукурузой, которая является одним из самых популярных растений для получения биотоплива (в основном, этанола). В предыдущих исследованиях было показано, что число растений на определенной территории напрямую связано с количеством обитающих на этой территории видов насекомых. Соответственно, у насекомых-вредителей, обосновавшихся на местности, где произрастает небольшое число видов растений, меньше естественных врагов.

[attachimg=1]

     В данной работе исследователи анализировали посевы кукурузы в 23 американских штатах и оценивали число различных видов насекомых на полях. Особенно ученых интересовали тли, которые наносят огромный вред урожаям, и божьи коровки, которые питаются тлей. Выяснилось, что чем больше площадь, засеянная только кукурузой, тем в меньшей степени божьи коровки могут контролировать численность популяций тлей. По мнению ученых, кукуруза является менее предпочтительным "местом" обитания для божьих коровок и других насекомых, уничтожающих вредителей.

     Авторы работы оценили ущерб, причиненный размножившейся тлей четырем штатам. За 2007 год он составил 58 миллионов долларов. Исследователи считают, что дальнейшее засевание полей только кукурузой намного увеличит эту цифру.

Материал предоставлен для ознакомления.
Авторские права принадлежат авторам
287  Основные разделы / Наука / Механизм «зрения» у гриба : 24 Июля 2009, 23:56:51
Расшифрован механизм «зрения» у гриба

     Генетикам удалось полностью расшифровать механизм, при помощи которого гриб фукомицес реагирует на свет. Оказалось, что в процесс вовлечены сразу два гена. И только комплекс производимых ими белков способен отреагировать на смену освещения.

[attach=1]
Рис. 11. Мукор (Mucor mucedo), развитие спорангия и зигоспоры:
     1 – мицелий мукора и спорангии; 2 – развитие спорангия; 3 – половой процесс и развитие зиготы; 4 – спелая зигота и ее прорастание. За  Н. А. Черемісіним,   1965.


     Грибы наряду с бактериями, занимают в генетике особое место. Во-первых, они легко растут на питательных средах. Во-вторых, геном грибов почти такой же маленький, как и бактериальный. Но у них есть одно преимущество: в отличие от бактерий грибы – эукариоты, то есть их клетка содержит ядро. Это значит, что у них есть хромосомы. Поэтому многие закономерности работы генома у грибов и, например, у человека сходные. В конце 60−х годов прошлого века нобелевский лауреат — генетик Макс Дельбрюк заинтересовался молекулярными механизмами сенсорных реакций. И обратил внимание на удивительную способность мукорового гриба фукомицеса изгибаться по направлению к свету. Тогда Дельбрюку удалось вырастить мутанты этого гриба, не воспринимающие свет. С тех пор уже 40 лет ученые пытаются понять, как же происходит процесс восприятия света грибами на примере фукомицеса. В 2006 году испанские и американские ученые под руководством профессора Корочанно выделили у фукомицеса гены madA и madB, ответственные за чувствительность к свету. Правда, как работают эти гены, оставалось загадкой.

     Вид Phycomyces blakesleeanus относится к низшим грибам порядка мукоровых (Mucorales) класса зигомицетов (Zygomycetes). Мицелий фикомицетов может достигать длины до 30 см. Фикомицеты могут обитать на поверхности почвы, в воде и в воздухе. Так как они содержат большое количество бета-каротина, то используются в микробиологической промышленности для производства этого вещества.

    Только сейчас группе ученых под руководством профессора Корочанно из Севильского университета (University of Seville) удалось практически полностью описать молекулярный механизм восприятия света фукомицесом (Phycomyces blakesleeanus).
Тайна световосприятия

    Как говорят генетики, фукомицес очень чувствителен ко многим факторам окружающей среды: к гравитации, ветру, присутствию других объектов, но особенно — к свету. Фукомицес как-то воспринимает свет и начинает расти, изгибаясь в его направлении. Ученые считают, что вся жизнь фукомицеса контролируется интенсивностью света. Свет регулирует все стадии его жизненного цикла и даже служит сигналом к началу размножения. Кроме того, светом запускается синтез бета-каротина в теле фукомицеса — пигмента, выполняющего роль защиты от ультрафиолетового излучения.

    Генетики пришли к выводу – восприимчивость к свету фукомицеса обеспечивает взаимодействие двух генов madA и madB.

    Ген madA кодирует белок с доменом типа цинковый палец. А другой ген madB кодирует другой такой же протеин. В результате взаимодействия этих двух белков формируется комплекс, который выполняет роль фоторецептора синего света и обеспечивает рост гриба к свету.

    Ученые раскрыли еще одну тайну световосприятия фукомицеса. Оказалось, что гены madA и madB способны к дупликации. Например, в одной ДНК удалось найти три копии madA и четыре копии madB. Профессор Корочанно считает, что, возможно, дополнительные гены также играют роль в восприятии света, но уже в другой части спектра и другой интенсивности.






Материал предоставлен для ознакомления.
Авторские права принадлежат авторам

288  Основные разделы / Наука / Биологи применили бактерии для ускорения : 19 Июля 2009, 00:02:58
Биологи применили бактерии для ускорения роста деревьев

   Бактерии, которые значительно способствуют росту деревьев даже на обделённых питательными веществами почвах, были обнаружены учёными из американской национальной лаборатории Брукхэвен (Brookhaven National Laboratory) благодаря работе по изучению способов очищения почвы.

[attachthumb=1]

   Впервые о существовании симбиоза между растениями и эндофитами заговорили в 1845 году. На снимке мицелий эндофитного гриба между клетками овсяницы (фото с сайта noble.org)

   Биолог Дэниэль ван дер Лели (Daniel van der Lelie) и его коллеги долгое время занимались изучением растений, которые произрастают на малоплодородных почвах, загрязнённых тяжёлыми металлами и прочими не самыми безвредными химикатами.

   В предыдущих своих экспериментах биологи тщательно изучили молекулярный механизм, используемый бактериями для разрушения попадающих внутрь растения загрязняющих веществ. Затем "встроили" его в тополя. Таким образом им удалось частично очистить почву, на которой деревья выращивались.

   Чуть позже выяснилось, что бактерии помогают деревьям расти быстрее даже тогда, когда в почве не присутствуют никакие вредные добавки.
                                             
[attachthumb=2]

Черенки тополя, отснятые на первой (A) и десятой (B) неделе развития. Слева на фото показана контрольная группа, справа – та, что была обработана бактериями S. proteamaculans (фото Brookhaven National Laboratory)


   "Тогда мы решили лучше исследовать этих микробов и их метаболические процессы", — рассказывает один из авторов работы Сафих Тагхави (Safiyh Taghavi).

   Для этого биологи отделили бактерии, которые обычно проживают внутри корней тополя и ивы (они также известны как эндофитные — живущие в теле растительного организма). Несколько отдельных штаммов протестировали на способность усиливать рост черенков тополей в теплицах. (Подробно обо всех проведённых операциях читайте в пресс-релизе лаборатории.)

   Параллельно было проведено изучение генов четырёх наиболее перспективных видов бактерий. Биологи хотели выяснить, не вырабатывают ли они какие-либо ферменты, гормоны или другие факторы обмена веществ, которые могли бы способствовать росту растений.

   "Понимание симбиотического сосуществования микроба и дерева позволяет подумать о способах ещё большего ускорения процесса роста последнего", — говорит ван дер Лели.

   В результате учёные выявили 78 эндофитов, проживающих в теле тополей и ив. Некоторые из них положительно влияли на рост деревьев, жизнедеятельность других никак не отразилась на росте биомассы, третьи – замедляли рост. К тем видам, что особенно отличились (50-процентное увеличение), учёные причислили образцы Enterobacter sp. 638 и Burkholderia cepacia BU72. Некоторые бактерии проявили своё положительное влияние (хотя и не столь значительное), взаимодействуя только с каким-то одним видом тополей.

[attachthumb=3]

   С помощью этих фотографий биологи подтвердили присутствие эндофитов (специально для этих целей помеченных зелёным флуоресцирующим белком) на поверхности корней (A), а также внутри них (B-D) (фото Brookhaven National Laboratory)


   В статье, которая вышла в первом февральском номере журнала Applied and Environmental Microbiology, биологи предполагают, что их находка позволит создать более выгодное производство биотоплива на обычных (не сельскохозяйственных) землях и не из пищевых культур, а всё из тех же тополей. Это значит, что борьба за ресурсы будет менее жёсткой и человечеству не придётся выбирать между едой и биотопливом.


Материал предоставлен для ознакомления.
Авторские права принадлежат авторам
289  Основные разделы / Литература / ЗАКОН УКРАЇНИ № 3404-IV (Про внесення змін до Лісового кодексу України) : 17 Июля 2009, 23:36:45

Про внесення змін до Лісового кодексу України
290  Основные разделы / Учеба / Вчимо латинь : 17 Июля 2009, 18:28:16
Читання і вимова латинських слів
291  Основные разделы / Наука / Современные деревья растут быстрее : 17 Июля 2009, 17:56:41
Современные деревья растут быстрее

     Стремительное потепление глобального климата привело к тому, что растения и деревья стали расти быстрее, пришли к выводу британские ученые. Согласно их наблюдениям, к такому результату привело увеличение количества углекислого газа, который является природной "пищей" представителей флоры, сообщают британские СМИ.

     На протяжении 40 лет ученые наблюдали за процессом развития флоры в разных частях света. Удивительно, но признаки ускоренного роста удалось лицезреть в совсем разных частях Земного шара, как в тропических лесах, так и на полях сахарной свеклы в самой Британии, а также у рисовых, зерновых и соевых культур.

     Причина тенденции к гигантомании - СО2, все в большем количестве выбрасываемом человечеством в атмосферу. Известно, что деревья и растения поглощают углекислый газ, затем с помощью фотосинтеза превращают его в сахар и протеины, их питающие.

     Концентрация углекислого газа в атмосфере стала увеличиваться еще с далекого 1750 года. По наблюдениям ученых, каждый гектар африканских джунглей по сравнению с 1960 годом стал потреблять на 0,6 тонн углекислого газа больше. На данный момент тропические леса в общей сложности поглощают около 5 млрд. тонн СО2 в год.

     Впрочем, даже таких впечатляющих показателей недостаточно, чтобы удалить весь "сор", который выбрасывает в воздух человек в процессе своей жизнедеятельности. За один год, по оценкам экспертов, в небо взлетает около 50 млрд. тонн углекислого газа, и эта цифра продолжает расти. При этом ученые из Университета Лидса, которым принадлежит исследование, не советуют радоваться и ускоренному росту деревьев, вызванному изменением климата. Именно последний фактор в скором времени может стать причиной повышения температур и засухи, что может погубить значительную часть флоры.




Материал предоставлен для ознакомления.
Авторские права принадлежат авторам
292  Основные разделы / Наука / Особенности фотосинтеза : 05 Июля 2009, 15:42:02
Жизнь на Земле держится всего на четырёх атомах марганца

    Как растения производят кислород? Задачка для школьного учебника, как кажется. Если вы думаете, что механизм фотосинтеза объяснён в полной мере, то вы ошибаетесь. Оказывается, природа ещё хранит в тайне самый ответственный момент в этом многоступенчатом процессе.

     Миллиарды лет назад некие бактерии "изобрели" механизм фотосинтеза, который в неизменном виде работает и сейчас.

     Разгадать этот секрет пытаются биохимики из американской национальной лаборатории Беркли (Berkeley Lab).

     "Комплекс марганца произвел весь кислород, от которого зависят сегодняшние формы жизни, — говорит Виттал Ячандра (Vittal Yachandra), возглавляющий программу исследования уникального биологического механизма под названием "выпускающий кислород комплекс" (oxygen-evolving complex — OEC). — Это изменило курс развития всей жизни".

     Учёный подразумевает, что два с половиной миллиарда лет назад бактерии, подобные современным цианобактериям, как-то наткнулись на способ разрушать воду на молекулы кислорода и водород, и кислород впервые начал накапливаться в атмосфере.

     Удивительно. За прошедшие миллиарды лет жизнь претерпела сложнейшую эволюцию — только сердцевина процесса фотосинтеза осталась абсолютно неизменной — всего несколько па из сложного танца ионов, фотонов и электронов — средоточие проблемы существования жизни на планете.

     Что же это за комплекс OEC? Тут нам придётся совершить мини-путешествие, подобное тому, что выпало на долю сказочного героя, который искал смерть Кощея.

     Итак, мы имеем зелёный лист, внутри которого есть клетки, внутри которых содержатся органоиды по имени хлоропласты. Наличие аккумулирующего световую энергию хлорофилла опустим для простоты. Мы идём ещё глубже.

     У хлоропластов есть так называемые тилакоидные мембраны.

     На этих мембранах закреплены огромные группы сложных белков. Таких групп две — "фотосистема I" и "фотосистема II" (PSI и PSII). А в недрах PSII находится комплекс OEC, без которого фотосинтез был бы невозможен — это своего рода игла, до которой современные биологи так и не добрались.

     Что же эта игла делает? Она раскалывает воду на молекулы кислорода, ионы водорода и свободные электроны, используя энергию света.

     Тут-то мы и подходим к острию исследований фотосинтеза — как именно OEC проворачивает свой фокус и как собственно этот комплекс выглядит.

     Известно уже немало. Например, состав комплекса — в его основе лежат четыре иона марганца, один ион кальция, и несколько атомов кислорода (не тех, что мы будем "создавать", разлагая воду, а внутренних, неразменных).

     Но, увы, их взаимное расположение, как и детали взаимодействия со светом и водой — пока не поддались открывателям ларцов и прочих уток.

     Какие только методы здесь ни применяли (и применяют) — и различные виды рентгена, и магнитный резонанс, и кучу других способов заглянуть в самые глубины сложных молекулярных комплексов.

     Зато уже удалось узнать, что создание молекулы кислорода идёт в несколько шагов. При этом OEC действует, как конденсатор — поэтапно накапливает заряд, чтобы потом одним скачком разрядиться и направить эту энергию для синтеза кислорода.

     У комплекса существует пять состояний — от S0 до S4. В S0 два из четырёх ионов марганца имеют положительный заряд в четыре единицы (это ионы MnIV), в то время как другие два иона имеют заряд плюс три (MnIII) и плюс два (MnII) соответственно.

     Первые три шага (от S0 до S3) — это последовательный захват квантов света с освобождением электронов, в результате чего комплекс превращается уже в набор одного MnIII и трёх MnIV (плюс, конечно, кислород и кальций).

При этом один из атомов кислорода, из состава комплекса, также теряет электрон.

     Что дальше — неизвестно. Ясно только, что происходит ещё два шага — S3-S4 и возврат: S4-S0. В результате чего комплекс перепрыгивает в исходное состояние, а вода, попадающая в пределы фотосистемы II, разлагается на нейтральный кислород и ион водорода.

     Высвобождённые в течение всех этих шагов электроны транспортируются в соседнюю белковую систему PSI, где участвуют в длинной цепочке биохимических реакций, приводящих к усвоению углерода и росту растения.

     Как именно комплекс раскалывает воду и формирует связь двух атомов кислорода — пока тайна.

     Учёные из лаборатории Беркли пробуют разгадать её весьма любопытным образом.

     Сначала они идут в супермаркет и покупают пакеты со свежим шпинатом.

     Растение размалывают в жидкую кашицу, разбавляют и помещают раствор в установку.

     Оказывается, даже в таком виде, когда структура растения фактически разрушена до основания, молекулярные комплексы OEC ещё "живут" и сохраняют способность к синтезу кислорода из воды.

     В установке царит непроглядная тьма. Но вот учёные дают короткий импульс лазерного света. Группа атомов OEC перескакивает из нулевого состояния в первое. Но вот дальше происходит заминка — новых порций фотонов-то нет.

     Тогда исследователи замораживают раствор и помещают его в установку магнитного резонанса или установку рентгеновской кристаллографии.

     Затем, записав результат опыта, учёные снова возвращают раствор в первую установку и дают ещё один импульс лазера — для перевода системы в следующее состояние. И так далее.

     Комбинируя все возможные данные, экспериментаторы составляют карты электронной плотности — и пытаются понять взаимное положение атомов в комплексе и их взаимодействие.

     На дне океана находят полезные ископаемые, содержащие комплексы марганца и кислорода, напоминающие OEC. Возможно, древние бактерии на первых порах использовали подобные соединения для облегчения фотосинтеза.

     Как уже говорилось выше, различным группам исследователей это частично удалось, но все пока споткнулись на состоянии S3. Образно говоря, в нашей иголке, что хранилась в утином яйце, удалось разглядеть ушко и даже среднюю часть, а самое-самое остриё по-прежнему не видно.

     Вот незадача — даже пространственная структура OEC сейчас существует лишь в виде гипотетических вариантов. Для того, чтобы разглядеть остриё иглы существующим методам кристаллографии, не хватает разрешающей способности. Нужно поднять её ещё немного.

    Именно этот последний и самый трудный шаг пытаются сделать в Беркли. Учёные говорят, что близки к разгадке, как никогда ещё не были за последние 15 лет, что экспериментаторы колдуют над разгадкой фотосинтеза.

     Вот тогда можно будет свысока смотреть на все предыдущие эксперименты с фотосинтезом, а заодно — с созданием разнообразных фотоэлектрических панелей.

     Ведь в руках у человечества окажется сокровенная сердцевина процесса, поддерживающего саму жизнь на Земле.

     И производство водорода (для использования в качестве топлива) из воды станет лёгким, и можно будет создавать искусственные деревья, не только поглощающие парниковые газы, но и вырабатывающие живительный кислород.

     Насколько это может кардинально изменить развитие цивилизации, её взаимоотношения с природой — страшно даже представить.

     Удивительно, что речь идёт всего-то о нахождении взаимного расположения и механизме взаимодействия нескольких атомов в комплексе OEC — фактически — в единственной молекуле с химической формулой Mn4O4Ca.


(копия из сайта)


Страниц: 1 ... 18 19 [20]