Живые организмы одинаково хорошо приспособлены к выживанию — Наука

На Земле насчитывается более 8 млн видов живых существ. Все эти организмы конкурируют за ограниченный запас энергии, полученной главным образом в результате фотосинтеза. Эту энергию организмы используют для двух основных целей — выживания и размножения. При этом все животные смертны, потому что в течение жизни накапливают молекулярные и клеточные повреждения. Жизнь на планете продолжается только потому, что животные оставляют потомство. И, как показывает изучение миллионов лет эволюции, все существующие сейчас живые организмы и растения хорошо справляются с этой задачей.

В новом исследовании ученые построили модель распределения энергии, в которую включили показатели продолжительности жизни и скорости воспроизводства, время размножения (для людей это, к примеру, от 22 до 32 лет) и размеры и массу тела нескольких сотен видов — от микроорганизмов до млекопитающих.

Полученные данные ученые свели вместе и назвали парадигмой равной приспособленности. Согласно этой парадигме, большинство видов растений, животных и микробов, несмотря на совершенно разные размеры тела, местообитание и историю эволюции, одинаково хорошо пригодны к борьбе за существование своего вида. И связан этот феномен с тем, что каждое из живых существ в процессе воспроизводства передает своему потомству примерно одинаковое количество энергии — примерно 22,4 кДж на 1 грамм массы тела, поэтому никто не имеет явного энергетического преимущества.

И это, по словам ученых, означает, что даже самые большие животные, такие как слон или голубой кит, не потребляют для продолжения своего вида больше энергии на 1 грамм своей массы, чем маленькая бактерия. Также парадигма равной приспособленности включает в себя продолжительность жизни и скорость воспроизведения потомства. Если, к примеру, мелкие грызуны быстро размножаются и недолго живут, то и потребленная ими для продолжения вида энергия будет невелика. В то же время слон или кит живут намного дольше грызунов и потребляют для этого гораздо больше энергии, но и размножаются медленно и редко.

Поэтому все живые виды на Земле находятся в равных условиях, потребляя для размножения одинаковое количество энергии, исходя из своей массы и скорости размножения.

Исследование опубликовано в журнале Nature Ecology & Evolution.

Ранее ученые доказали, что старение неизбежно с точки зрения математики.

Камнеед, лисокот, жук Грета и карманная акула. 11 животных, открытых в 2019 году

• Николай Воронин
• Корреспондент по вопросам науки

2 января 2020

Ученые открывают новые виды животных и растений практически ежедневно. Чаще всего обнаруживают неизвестных насекомых (этот класс отличается наибольшим биоразнообразием), однако нередко ученым попадаются новые рыбы, рептилии, птицы и даже млекопитающие — особенно из отдаленных и плохо изученных уголков планеты.

Подобные открытия делаются не только в ходе экспедиций, но и за счет изучения музейных коллекций, древних окаменелостей, а иногда и в результате генетических тестов — когда родственные виды сложно отличить друг от друга.

В общей сложности науке известно около 2 миллионов видов живых организмов — животных, растений и грибов. Однако, по подсчетам ученых, еще больше разновидностей (около 6 млн) до сих пор не попадались биологам и только ждут своего открытия.

Русская служба Би-би-си выбрала несколько самых удивительных созданий, впервые обнаруженных или описанных в ушедшем 2019 году.

1. Карманная акула

Автор фото, Mark Doosey

Эта небольшая рыбешка — всего 14 см в длину — немного похожа на кашалота, но на самом деле это так называемая карманная акула. Ее выловили в Мексиканском заливе еще в 2010 году, но только девять лет спустя официально признали новым видом.

Карманной она называется вовсе не из-за своего размера, а из-за двух углублений (карманов), расположенных по обе стороны тела, возле грудных плавников.

2. Рогатая агама

Автор фото, Montri Surmontha (WWF)

На популярном у туристов таиландском острове Пхукет почти не осталось необжитых мест, однако и там иногда находят новые виды животных.

Недавно на дереве в местном лесу обнаружили живописную шипастую ящерицу из семейства агамовых, которую так и назвали — «пхукетская рогатая древесная агама».

3. Лисокот (он же — котолис)

Автор фото, AFP

Такие пушистые красавцы размером примерно 90 см водятся на Корсике. Местные жители давно называют этих диких кошек «котолисами» за массивный полосатый хвост с черным концом.

В ушедшем году ученым наконец-то удалось поймать несколько особей и изучить их ДНК — выяснилось, что это и правда неизвестный науке вид кошачьих. Правда, никакого отношения к лисам корсиканец не имеет: его ближайший родственник — дикий африканский степной кот, предок наших домашних кошек.

4. Гретожук

Автор фото, THE TRUSTEES OF THE NATURAL HISTORY MUSEUM

Этого крошечного жучка-вредителя (всего 1 мм в длину) привезли из Кении еще в конце 1960-х, но больше полувека он хранился в музее естественной истории в Лондоне неизученным. И только в ушедшем году сотрудник музея Майкл Дарви обнаружил, что насекомое принадлежит к ранее неизвестному виду.

Дарви решил назвать его Nelloptodes gretae — в честь шведской экоактивистки Греты Тунберг.

5. Рыба-Ктулху

Автор фото, Jonathan Armbruster

В реках Амазонии ученые обнаружили сразу шесть новых видов сомиков-анцистров, немного напоминающих морское чудовище Ктулху из произведений писателя Роберта Лавкрафта.

Как уточняют биологи, устрашающие щупальца растут только на голове у самцов и служат для привлечения самок.

6. Червь-камнеед

Автор фото, Reuben Shipway; Marvin Altamia

Этот странный моллюск относится к семейству корабельных червей, которые получили такое название за то, что поедают дерево — в особенности корабельный лес, «пробуривая» в нем глубокие дыры.

Однако этот только что открытый вид живет в пресных водоемах на Филиппинах — и, кажется, питается камнями. Как именно это происходит, ученые пока не понимают — возможно, живущие в его пищеварительном тракте бактерии способны расщеплять известняк и производить питательные вещества.

Местные жители кормят этим моллюском молодых матерей, так как считается, что он помогает им кормить грудью.

7. Очковый цветоед

Автор фото, SMITHSONIAN

Эта крошечная птаха живет на Борнео — единственном в мире острове, разделенном между тремя государствами: Индонезией, Малайзией и Брунеем.

Новый вид цветоедов питается преимущественно омелой и получил название «очковый» за счет характерных белых отметин над и под глазами.

8. Радужноголов

Автор фото, Alexandre Teynié

Это не дефект фотоснимка — голова этой змеи действительно покрыта радужными пятнами, за что журналисты уже прозвали ее Зигги Стардаст.

Ее нашли в карстовых скалах на севере Лаоса и поначалу решили, что радужный уж живет только там — однако с тех пор его обнаружили еще в одном месте, что повышает шансы этого вида на выживание.

9. Шерстистый нетопырь

Автор фото, Nguyen Truong Son

Новый вид летучих мышей, голова и плечи которых покрыты длинной густой шерстью, был обнаружен в районе Центрального плато во Вьетнаме.

Как уже упоминалось раньше, биологам нечасто попадаются неизвестные науке млекопитающие, однако летучие мыши — в некотором смысле исключение. Отряд рукокрылых чрезвычайно разнообразен и насчитывает более 1300 видов.

10. Тритон-клингон

Автор фото, Porrawee Pomchote

А этого живописного черно-красного тритона обнаружили в таиландской провинции Чианграй.

Журналисты тут же сравнили его с расой клингонов из фантастической вселенной киносаги «Звездный путь».

11. Кошачеглазый кардинал

Автор фото, Mark Erdmann

Семейство лучеперых рыб, известное как кардиналовые (апогоновые), также обогатилось в этом году новым видом.

Широкая темная полоса, вертикально проходящая через зрачок, придает глазам этой рыбы сходство с кошачьими.

Как небольшая книга Шрёдингера повлияла на современную науку — Российская газета

Эрвин Шрёдингер был не только хозяином Кота, одним из основателей современной физики, но и тем, кто внес огромный вклад в биологию, не сделав в ней ни одного открытия. Зато в феврале 1943 года он прочитал в Дублине курс лекций, а в 1944-м опубликовал на их основе маленькую научно-популярную книжку «Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки», которая повлияла и продолжает влиять на развитие биологии и всей современной науки. Как так получилось? Что делает эту книгу такой вдохновляющей? И как бы мы сейчас, зная все, что открыла наука с того времени, в стиле Шрёдингера отвечали бы на вопрос «Что такое жизнь?»

«Эрнест Резерфорд сказал, что все науки делятся на физику и собирание марок. Он, видимо, имел в виду, что в развитии наук есть периоды накопления фактов, их «собирательства», и периоды, когда можно найти физический смысл явлений. Так вот, Эрвин Шрёдингер в своей книге впервые показал, что науки о жизни могут быть физикой, а не собиранием марок», — говорит выдающийся биофизик Алексей Финкельштейн.

Первооткрыватели двойной спирали ДНК Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон пришли к молекулярной генетике (один из физики, другой из зоологии), как сами признавались, благодаря этой книжке. Прочитав ее, они поняли, где в науке будет прорыв. И сами этот прорыв совершили: открыли структуру ДНК и способ ее «размножения».

Современный физик и математик Роджер Пенроуз, сам прекрасный популяризатор и мастер задавать вдохновляющие вопросы, считает, что эту книгу «непременно следует поставить в один ряд с самыми влиятельными научными трудами XX века».

«Книжка Эрвина Шрёдингера показывает, что может сделать физик, мыслящий строго, даже если берется за незнакомую область знаний, — сказал Коту ученый-кристаллограф и блестящий популяризатор Артем Оганов. — Удивительно, но при минимуме накопленных на тот момент знаний он почти во всем оказался прав».

«Что такое жизнь» и сейчас читают самые романтические и широко мыслящие школьники и первокурсники, да и маститые ученые, хотя Эрвин Шрёдингер даже не знал, что такое ферменты и что гены кодируются ДНК.

Но вот австрийский молекулярный биолог Макс Перуц считает: «…то, что было правильным в его книге, не было оригинальным, а большая часть оригинального, как было известно еще к моменту написания книги, не было правильным». Действительно, если задача — узнать точные факты о молекулярной биологии, книжка уже бесполезна. Но если вас интересуют не факты, а сам способ мыслить, то она живее всех котов.

Наука как искусство задавать вопросы

Эрвин Шрёдингер вдохновляет уже тем, что задает, казалось бы, наивные, но самые главные вопросы. Ровно так, как любят задавать вопросы дети, коты и гении. И задает их так, что скучный человек хочет от него отмахнуться, а остроумный начинает отвечать со всей кошачьей серьезностью.

Фото: Журнал «Кот Шрёдингера»

Что такое жизнь? — первый из таких вопросов. Авторы учебников и зануды, конечно, знают ответ. А вот мы — нет. И Эрвин Шрёдингер знал, что не знал. Потому что его интересовало не определение для заучивания, а поиск объяснений. Он знал, как двигаться вперед, и прямо так и посоветовал в предисловии:

Хороший способ развить представления наивного физика — это задать ему сначала странный, почти нелепый вопрос.

Но как он задавал вопросы и какие?

Почему атомы так малы?

Этот вопрос звучит по-детски. Скучный взрослый на него ответит: «Уж какие есть, такие родились». Остроумный зануда заметит: «Маленькие в сравнении с чем? Не бывает просто маленького или большого, все познается в сравнении». Шрёдингер пишет:

В атомной физике за единицу длины принят так называемый ангстрем (А), равный 10~10 метра (м) или в десятичной записи 0,0000000001 м. Диаметр атомов лежит между 1 и 2 А. Единицы же длины, по сравнению с которыми атомы так малы, прямо связаны с размерами нашего тела.

И дальше Шрёдингер рассказывает исторический анекдот про английского короля Эдгара (959-975) и введение ярда — английской меры длины, которая сейчас равна 91 см, а в Средние века была меньше.

Бытует легенда, которая приписывает происхождение ярда чувству юмора одного английского короля. Когда советники спросили его, что принять за единицу длины, он вытянул руку в сторону и сказал: «Возьмите расстояние от середины моей груди до кончиков пальцев, это и будет то, что надо». Было так или нет, но этот рассказ имеет прямое отношение к нашему вопросу. Естественно, что король хотел указать длину, сравнимую с длиной его тела, так как он знал, что иначе мера будет очень неудобной. При всем своем пристрастии к ангстремам физик все-таки предпочтет, чтоб ему сказали, что на его новый костюм потребуется 6,5 ярда твида, а не 65 тысяч миллионов ангстремов.

Так вопрос уточнятся. Почему мы, люди, так велики относительно атомов? Это легко понять. Если бы мы были слишком малы, то не могли бы жить. Наши клетки разрушило бы тепловое движение атомов. Движение атомов не шутка — даже видимые частицы чувствуют в растворе броуновское движение, и не всякая бактерия плывет, куда хочет, даже если у нее есть хвост-жгутик. Живые организмы, пишет Шрёдингер, двигаются так упорядоченно, будто ими управляют строгие законы. Но в физическом мире строгость законов зависит от размера, а погрешность измерений можно оценить в квадратный корень из количества частиц, составляющих объект измерения. Если бы в живом теле было 1 000 000 атомов, то законы его движения соблюдались бы с точностью до 1000 частиц. То есть очень плохо. Отсюда следует, что все живое должно быть достаточно большим, чтобы не стать жертвой погрешности.

Красивый вывод? Да, но он оказывается неверным. Атомы вовсе не малы, если сравнивать их с геном — единицей передачи информации в организмах. Шрёдингер показывает, что строгое мышление — это не поиск подтверждений своей точки зрения, а критика своего же тезиса.

Почему гены все же существуют?

Сейчас мы точно знаем (а Шрёдингеру пришлось делать оценки), что большинство генов имеет размер от единиц до двух десятков тысяч пар нуклеотидов, а маленький ген, скажем, интерферона — всего 700. Для простоты счета оценим количество атомов в одной паре нуклеотидов примерно как 100. То есть в одном гене может быть и меньше миллиона, и десятки миллионов атомов. Если бы прошлый тезис оказался верным, то ген бы просто не существовал.

Теперь мы знаем, что такая точка зрения была бы ошибочной. Как мы сейчас увидим, невероятно маленькие группы атомов, слишком малые, чтобы проявлять точные статистические законы, играют главенствующую роль в весьма упорядоченных и закономерных процессах внутри каждого организма.

На самом деле единица изменения гена, мутация — это вопрос не миллиона атомов, а единиц. Эрвин Шрёдингер понял это, когда читал работы Николая Тимофеева-Ресовского о влиянии радиации на мутагенез у мушек-дрозофил. Тимофеев-Ресовский еще в 1930-е годы подошел к изучению биологических организмов с физических позиций, и его работы позволили оценить, сколько ионизированных частиц нужно на единицу пространства, чтобы вызвать мутацию.

Мы теперь серьезно стоим перед вопросом: как можно с точки зрения статистической физики примирить то, что генная структура, по-видимому, включает в себя только сравнительно малое число атомов (порядка 1000, а возможно, гораздо меньше) и все же проявляет весьма регулярную и закономерную активность и такое постоянство, какое граничит с чудом.

Умение, как у ребенка или кота, удивиться чуду, но при этом строго мыслить — еще один урок книжки Шрёдингера. А как мы можем объяснить, что существует нечто, что, казалось бы, не может существовать (неплохое, кстати, определение жизни)? Эрвин Шрёдингер говорит, что в физическом мире есть примеры упорядоченного существования. Например, все в полном порядке и не разрушается движением атомов при абсолютном нуле. Но это не наш случай. Кроме того, очень упорядочены кристаллы. Но в кристалле все одинаково, в нем нельзя записать код мушки или столь совершенного существа, как кот. Как же быть? Шрёдингер отвечает:

Но чтобы примирить высокую устойчивость носителей наследственности с их малыми размерами и обойти тенденцию к неупорядоченности, нам пришлось «изобрести» молекулу — необычно большую молекулу, которая стала образцом высокодифференцированной упорядоченности… Наиболее существенную часть живой клетки — хромосомную нить — можно с полным основанием назвать апериодическим кристаллом. В физике мы до сих пор имели дело только с периодическими кристаллами.

И действительно, структура двойной спирали ДНК, открытая Уотсоном и Криком в 1953 году, очень похожа на «апериодический кристалл». Смотрите, цепь дезоксирибонуклеиновой кислоты состоит из одинаковых частей: сахара дезоксирибозы и фосфатной группы, внутри комплементарными парами идут азотистые основания. И получается, что цепь похожа на периодический кристалл, а основания пишут апериодический текст нашего генома.

Сейчас мы уже знаем, что плотная упорядоченная структура характеризует не только молекулу ДНК (а также весь сложный комплекс хромосомы), но и каждый белок — основной строительный и рабочий инструмент жизни.

Как могут сворачиваться белки

Здесь хочется рассказать историю одного недавнего красивого научного результата, про который не мог знать Шрёдингер, но зато эта история содержит «странный и нелепый» парадокс в духе его книги.

Сейчас мы многое знаем о белках и их структуре. Каждый отдельный белок — это не просто полимер, болтающийся как нервный молекулярный червяк, избиваемый тепловым движением атомов. Он тоже «апериодический кристалл», плотно и однозначно (почти однозначно: движение структуры позволяет многим белкам работать) упакованный объект. Формула белка записана в генах, но не его структура — она является продуктом физического взаимодействия атомов.

Биофизик Сайрус Левинталь еще в 1968 году сформулировал парадокс, названный его именем. Если бы цепочка белка перебирала все возможные варианты свой структуры, прежде чем найти самую выгодную, он бы не успел свернуться за время жизни Вселенной. Но по факту белки находят свою структуру довольно быстро — в зависимости от длины, от миллисекунд до минут. Как у Шрёдингера — жизнь делает то, что кажется невозможным на первый взгляд физика.

Биолог привык, что у живых организмов строгий порядок: кошка бежит за мышкой, а не хаотично (хотя тоже не факт). Но мир молекул принципиально случаен, он создан перебором всех вариантов и выбором наиболее энергетически выгодного. Белок — тоже молекула. В реальности его структура может быть разной при разных температурах и свойствах раствора, например кислотности (есть разница в поведении белков — кипятите вы свежее или кислое молоко). Белки сворачиваются в правильную структуру только в очень специальных условиях, как, например, в живой клетке, и принимают другие формы, обычно неупорядоченные, в других условиях.

Для короткого белка в 100 аминокислот количество вариантов структуры составило бы примерно 10100, их «тупой» перебор занял бы примерно 1080 лет, если на переход из одной структуры в другую заложить лишь 10-13 секунды.

Этот парадокс разрешил Алексей Финкельштейн с коллегами в пущинском Институте белка. Оказалось, что белок сворачивается, не перебирая все варианты, а исключая неподходящие по дороге. Он начинает упаковываться по частям. Например, часть цепочки сворачивается в спираль или фрагмент будущего клубка. Уже свернутый фрагмент клубка больше не разрушается и не участвует в переборе вариантов, они оказываются очень стабильными. К ним постепенно присоединяются остальные части цепи. Для белка в 100 аминокислот количество вариантов оценивается не в 10100, а «всего» в 10100*2/3, что дает наблюдаемое в экспериментах время (удивительно: небольшое изменение формулы степени кардинально меняет результат).

То есть молекулы в живых системах ведут себя по законам физики, но не вполне случайно: они словно накапливают порядок, как будто «по плану».

Что мы едим, когда едим?

Удивительная способность ДНК и белков строить себя, свою структуру (сейчас мы знаем, что внутри живой клетки им помогают другие белки, нуклеиновые кислоты и целые машины, состоящие из них) тоже была угадана Шрёдингером в рассуждении о жизни как функции порядка.

И здесь он начал с «наивного» вопроса. Все знают, что организмы живут благодаря обмену веществ: нам нужно питаться, чтобы жить. Но Шрёдингер пишет:

…Представляется нелепостью, чтобы главным был именно обмен веществ. Любой атом азота, кислорода, серы и т. п. так же хорош, как любой другой атом того же элемента…

Мы потребляем не просто вещества, их в организме полно. И даже не энергию, ведь общая энергия организма более-менее постоянна. Но он все равно нуждается в веществах и энергии. Наверное, эти вещество и энергия должны быть особенными.

Что же тогда составляет то драгоценное нечто, содержащееся в нашей пище, что предохраняет нас от смерти? На это легко ответить. Каждый процесс, явление, событие (назовите это как хотите) — короче говоря, все, что происходит в Природе, означает увеличение энтропии в той части Вселенной, где это имеет место… Отрицательная энтропия — это то, чем организм питается.

Это самая непонятная часть книги, но, возможно, самая влиятельная. Потому что все ее понимают по-своему. Энтропия — мера неупорядоченности, мера хаоса физической системы. Второй закон термодинамики гласит, что любая замкнутая система стремится к увеличению энтропии: порядок в комнате достигается потом и слезами, а беспорядок — легко и быстро. Живые организмы умудряются удерживать себя в порядке.

Это не противоречит второму закону термодинамики: живые организмы — отрытые системы. Но идея отрицательной энтропии вдохновила многих на изучение порядка из хаоса и расширила понимание природы жизни. Шрёдингер приходит к выводу:

Удивительная способность организма концентрировать на себе «поток порядка», избегая таким образом перехода к атомному хаосу, — способность «пить упорядоченность» из подходящей среды, по-видимому, связана с присутствием «апериодических твердых тел»… Короче говоря, мы видим, что существующая упорядоченность проявляет способность поддерживать сама себя и производить упорядоченные явления.

В этом смысле живой организм — не просто миллиарды сосудов с химическими реакциями внутри, такая аналогия работает плохо. Это скорее механизмы, механические часы, сделанные из очень специальных «апериодических твердых тел». Эти механизмы умеют многое, но главное — строить себя, реплицироваться. Как роботы, которые работают на заводе по производству подобных себе и сами являются таким заводом.

Интересно, если люди сделают такого робота, они будут считать его живым?

Новые вопросы

А если бы Эрвин Шрёдингер писал такую книжку сейчас, какие бы вопросы он поставил, чтобы вдохновить ныне живущих молодых ученых?

«Сейчас в такой книжке нет нужды, — говорит Алексей Финкельштейн. — Никто не спорит с тем, что живые организмы подчиняются законом физики. Шрёдингер писал книгу, когда данных было мало, и его мысль позволила сосредоточиться на поиске новых знаний при их недостатке. Сейчас же другая проблема — знаний слишком много. Задача в их анализе. Этим занимается в том числе искусственный интеллект. Например, задача предсказания структуры белков по их последовательности в целом решена. Нот не так, как мы думали. Мы десятилетиями искали простые физические принципы, которые позволили бы ее решить. Сейчас структуру белков отлично предсказывает, например, тот же суперкомпьютер, что стал лучшим на планете игроком в го. Казалось бы, где го, а где белки? Но он отлично решает задачу благодаря тому, что уже накоплено очень много знаний о структурах белков и каждый новый белок чем-то похож на известные».

Тем не менее в биологии до сих пор остаются удивительные наивные вопросы. Артем Оганов сформулировал два, самых волнующих.

Как произошла жизнь?

Мы понимаем, что жизнь, вполне вероятно, началась с молекул РНК, которые очень похожи на ДНК, но любят сворачиваться не только в двойные спирали, но и в разные прихотливые, при этом довольно стабильные конфигурации. Некоторые из них могут помогать строить себя, то есть размножаться. Но как возникла сама РНК? Возможность ее синтеза из простых веществ недавно была показана. Но в какой обстановке она возникла? Каким был первый организм? А кто такие вирусы? Это паразиты, сформировавшиеся из более сложных существ, или они подсказывают нам, как выглядели первые организмы? Вопросов множество.

Что такое сознание?

Как на основе живой материи могло появиться сознание? Чем отличаются организмы, которые осознают, от тех, что нет? Вот кот, понятно, обладает сознанием: воспринимает мир, радуется и страдает. А растения, видимо, нет. Но где эта граница и как она была перейдена? Эти вопросы важны не только для фундаментальной науки. Они и практически важны, например, для создания «сильного искусственного интеллекта», если это вообще возможно. Слабый-то уже совершил революцию в жизни, еще и помогает решать научные задачи, в том числе предсказывает структуру молекул, — этим занимаются и Артем Оганов, и Алексей Финкельштейн. Если бы сильный искусственный интеллект сам принимал решения, какие горы могло бы свернуть человечество!

А может, эта задача и нерешаема вовсе, потому что свобода воли невозможна не только у искусственного интеллекта, но и у нас? Может быть, все мы лишь сложные машины, а эта заметка — часть предопределенной последовательности событий и сигналов внешней среды. И книжка Шрёдингера, найденная в 1990 году в студенческом бараке у поля с картошкой, была одним из них.

Ненаучный вопрос напоследок

Но Шрёдингер не сомневался в наличии свободы воли, а в последней главе, извиняясь перед читателями, позволяет себе пофилософствовать:

1. Мое тело функционирует как чистый механизм, подчиняясь всеобщим законам природы.

2. Однако из неопровержимого, непосредственного опыта я знаю, что я управляю действиями своего тела…

Мне думается, что из этих двух предпосылок можно вывести только одно заключение, а именно что «я», взятое в самом широком значении этого слова — то есть каждый сознательный разум, когда-либо говоривший или чувствовавший «я», — представляет собой не что иное, как субъект, могущий управлять «движением атомов» согласно законам природы.

И дальше он говорит очень рискованную и с точки зрения науки, и с точки зрения многих религий вещь. Что же такое «я», которое умеет управлять движением атомов? Бог. И все, кто в сознании, тоже. Шрёдингер даже объясняет, что хотя для европейской философии эта мысль неочевидна, то в восточной — привычна. «Атман есть Брахман», индивидуальное сознание и мировое — одно и то же. И эта мысль позволяет ему (Вторая мировая война еще шла) высказать утешительное соображение, что личное индивидуальное сознание потерять нельзя, потому что оно — то же самое, что весь мир.

Ни в каком случае здесь нет потери личного существования, которую надо оплакивать.

И никогда не будет!

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

В будущем, примерно через семь миллиардов лет, Солнце станет горячее и превратится в красный гигант, который, скорее всего, поглотит Землю. Но планета перестанет быть пригодной для обитания живых организмов намного раньше. Это произойдет не только из-за испарения океанов, но и из-за серьезных изменений в составе атмосферы. «Лента.ру» подробно рассказывает о новой научной работе ученых из США и Японии, которые считают, что максимальный срок существования сложной жизни на Земле — около одного миллиарда лет.

В настоящее время биосфера Земли поддерживает долю кислорода в атмосфере на уровне 20 процентов за счет фотосинтезирующих организмов. Известно, что большую часть истории Земли уровень кислорода был ниже, чем в наши дни, а его концентрация в атмосфере начала повышаться только после появления наземных растений. Эволюция биосферы ускорила геохимические циклы таких важных для жизни химических элементов, как фосфор. Однако фотосинтеза самого по себе недостаточно для поддержания высокого уровня кислорода на планете.

Предыдущие исследования, посвященные обитаемости Земли в будущем, были сосредоточены на взаимосвязи между разогреванием Солнца при его превращении в красного гиганта, карбонат-силикатным геохимическим циклом и потерями воды. С течением времени, по мере того как Солнце становится ярче, концентрация углекислого газа будет падать, что нарушит важные для биосферы геохимические циклы. Ряд теоретических моделей предполагает, что климат Земли в ближайшие два миллиарда лет станет влажным из-за мощного парникового эффекта, в результате чего большое количество воды начнет улетучиваться из стратосферы в космос.

Круговорот углерода на Земле

В новом исследовании ученые спрогнозировали обитаемость Земли в будущем на основе подробной модели, отслеживающей влияние Солнца на такие геохимические циклы, как цикл углерода, кислорода, фосфора и серы. Специалисты добавили к этому цикл метана, включающий метаболизм живых организмов, а также окислительно-восстановительный обмен между корой и мантией, позволяющий отследить процессы, контролирующие уровень кислорода в атмосфере в геологических масштабах времени. Такая модель способна охватить миллиарды лет истории планеты в будущем.

Исследователи использовали стохастический подход, случайным образом подбирая значения параметров для модели, включая изменения в скорости дегазации мантии Земли, а также ускорения эрозии. Они задали начальные условия (этап инициализации) для Земли 600 миллионов лет назад, а затем прогнали модель приблизительно 400 тысяч раз, охватив эволюцию планеты до настоящего времени. Из всей выборки прогонов лишь около пяти тысяч воспроизвели условия на Земле, приближенные к современным. Именно они были использованы для прогнозирования будущего.

Несмотря на некоторую неопределенность, ни по одному из сценариев обогащенная кислородом атмосфера не будет существовать дольше 1,5 миллиарда лет. Это реализуется лишь в заведомо невозможном сценарии, где Солнце не увеличивает свою яркость.

Именно уменьшение количества поступающего в атмосферу углекислого газа приведет к фотохимической дестабилизации атмосферы и резкому падению уровня кислорода. Это происходит как за счет геохимического цикла углерода, затрагивающего цикл кислорода, так и из-за снижения биосферной активности, то есть глобального фотосинтеза. Так, растения с С3-фотосинтезом (большинство растений используют именно этот тип фотосинтеза) исчезнут примерно через 500 миллионов лет, что ударит по атмосферной оксигенации.

Сравнительные размеры Солнца в настоящее время и красного гиганта

Из-за исчезновения растений подавляется химическое выветривание и связанный с ним цикл фосфора, при котором важное минеральное вещество попадает с суши в океан. Уровень активности морских экосистем со временем тоже уменьшится.

Биосфера на Земле станет похожа на ту, что существовала во времена архея, до Великого кислородного события 2,45 миллиарда лет назад. В частности, уровень атмосферного кислорода при новом равновесном состоянии окажется на много порядков ниже, чем в настоящее время, а уровень метана резко возрастет. В то же время будет одно существенное отличие: снижение уровня углекислого газа, что увеличивает соотношение Ch5 и CO2 и приводит к появлению органической дымки.

После того как глобальная температура поверхности Земли превысит 300 кельвинов, дальнейшее потепление начнет подавлять остаточную наземную и морскую биосферную активность. В любом случае на планете не сможет жить никто, кроме микроорганизмов.

Как пишут авторы работы, органическая дымка может послужить биосигнатурой (признаком существования жизни) на планетах типа Земли, находящихся в системе звезд главной последовательности. Такой потенциальной планетой считается, например, Kepler-452b, вращающаяся вокруг звезды G2, чей возраст достигает примерно шесть миллиардов лет. В настоящее время этот мир получает от родительской звезды на 10 процентов больше тепла, чем Земля от Солнца. Органическая дымка также способна обеспечить долгосрочную стабильность нового типа климата в будущем.

Представление художника о гибели Земли

Использованные учеными модели включали влияние биосферы Земли, однако планеты могут иметь и совершенно непохожие биосферы — например, лишенные растительного покрова. Чтобы изучить, насколько существенно это влияние, ученые исключили земную биосферу из модели. Как и ожидалось, отсутствие наземных растений приводит к более низким уровням атмосферного O2 на протяжении всей планетарной эволюции. Однако кислорода все равно останется достаточно в течение миллиарда лет, чтобы его можно было обнаружить с помощью астрономических инструментов. Такой результат предполагает, что наличие или отсутствие земной биосферы (но не биосферы вообще) оказывает лишь вторичное влияние на деоксигенацию воздушной оболочки.

Работа исследователей поможет поиску потенциально пригодных для жизни планет, поскольку время, когда существует кислородная атмосфера, сильно ограничено, и лишь часть истории Земли будет характеризоваться надежно обнаруживаемыми уровнями кислорода. Прямое обнаружение O2 в видимом диапазоне длин волн будет сложной задачей на протяжении большей части времени существования планеты типа Земли за исключением 1,5-2 миллиарда лет. Это примерно соответствует 20-30 процентам времени существования Земли как обитаемого мира, включая эпоху микробов. В то же время наблюдения за следами озона в ультрафиолетовых волнах могут расширить это «окно».

Красиво и полезно: отмечаем Международный день почв подборкой интересных фактов

5 декабря — Международный день почв. Он проводится, чтобы привлечь внимание к важности сохранения здоровых почв и устойчивого управления почвенными ресурсами. В этом году тема Всемирного дня почв — биоразнообразие почв. Здоровые почвы — это основа для здоровой еды, они помогают в борьбе с изменениями климата, а также хранят и фильтруют воду.

Как будет праздноваться День почв во время пандемии? Приводим несколько интересных вариантов.

Как насчёт посетить три музея почв в разных уголках мира за один час? Чтобы попасть на тур по музеям почв, нужно зарегистрироваться здесь. 

Написать статью. Elsevier решил тоже отпраздновать День почв. Редакторы Applied Soil Ecology запустили free access special issue, посвящённый важности защиты почвенного биоразнообразия. Кстати, журнал Agricultural and Forest Meteorology также запустил выпуск в честь Дня почв.

Послушать подкаст. Теперь в Apple Podcasts есть подкаст о почвах. Их создает Rillig Lab в Freie Universität Berlin при поддержке BiodivERsA. Обещают говорить о почвах с лучшими почвоведами мира, первый выпуск будет 5 декабря.

Посмотреть видео о почве. Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО) действительно очень старается для продвижения внимания к почвам и опубликовала замечательный ролик о важности биоразнообразия. Кстати, у Би-би-си вышел отличный анимационный фильм с замечательным названием: «Почему почвы — это одна из изумительных вещей на планете».

Несколько фактов о жизни в почве

 • Почва — это живой ресурс, на котором сосредоточено более 25% биоразнообразия нашей планеты.

 • До 90% живых организмов живут или проводят часть своего жизненного цикла в почве, но мы знаем только 1% этой скрытой вселенной.

 • Почвенные организмы работают 365/24/7 в скоординированных усилиях по поддержанию жизни на Земле.

 • Биоразнообразие почвы является важным компонентом здоровья почвы. 

 • В свою очередь здоровые почвы дают более питательную и безопасную пищу.

 

 • 95% нашей пищи поступает из почвы.

 • Почвенные организмы помогают накапливать углерод и сокращать выбросы парниковых газов.

 • Биоразнообразие почвы способствует уменьшению загрязнения почвы за счёт разрушения загрязняющих веществ.

 • Почвы — огромная, жизненно важная аптека. Почти все антибиотики, которые мы принимаем для борьбы с инфекциями, были созданы с использованием почвенных микроорганизмов. 

Почему 5 декабря?

Международный день празднования почв был рекомендован Международным союзом почвоведов (IUSS) в 2002 году. Под руководством Королевства Таиланд и в рамках Глобального почвенного партнерства ФАО поддержала официальное учреждение WSD в качестве платформы для повышения осведомлённости. В декабре 2013 года Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 5 декабря 2014 года первым официальным Всемирным днём почв.

Дата 5 декабря была выбрана потому, что она соответствует официальному дню рождения покойного Пхумипона Адульядета, короля Таиланда, который был одним из главных сторонников этой инициативы.

Забавные факты о почвах

• Дождевой червь может переваривать почву под собственным весом каждые 24 часа. 50% почвы планеты ежегодно проходит через кишечник дождевых червей.
   
• Почвенные организмы перерабатывают 25 000 кг органического вещества на площади, эквивалентной футбольному полю, что соответствует весу 25 автомобилей.
   
• Всего в 3 кубических дюймах почвы обитает 13 квадриллионов живых организмов.
   
• Один гектар почвы содержит вес бактерий, эквивалентный двум коровам.
   
• В одном грамме здоровой почвы организмов больше, чем людей на Земле.

Почему темой года выбрано именно почвенное биоразнообразие?

Вот, что об этом пишет ФАО: «Растения выращивают в почве целый мир существ, которые в свою очередь кормят и защищают растения. Это разнообразное сообщество живых организмов сохраняет почву здоровой и плодородной. Этот огромный мир составляет биоразнообразие почв и определяет основные биогеохимические процессы, делающие возможной жизнь на Земле.

Если мы не будем действовать в ближайшее время, плодородие почвы будет по-прежнему подвергаться неблагоприятному воздействию тревожными темпами, угрожая глобальным запасам продовольствия и безопасности пищевых продуктов«.

В заключение хочется добавить, что почвы — это просто красиво. Во многих странах среди учёных есть свой форум под названием Soil Art, и Россия не исключение.  Soil Arctic Research Team — научно-исследовательская группа, основной целью которой является изучение экосистем и почв Арктики. Одной из важных задач группы является популяризация знаний о почвах Севера и раскрытие их как удивительного предмета природного искусства: арт-объекта, руководителями которых являются к.б.н. Матышак Г.В и к.б.н. Гончарова О. Ю.  В состав группы входят студенты, аспиранты и сотрудники факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова.

---

Статья подготовлена Курбановой Фатимой, сотрудницей Московского городского отделения РГО и факультета почвоведения МГУ им. М.В. Ломоносова, автором телеграм-канала о почвах.

Что такое вирус, где он живет и чего хочет — объясняем сложные вещи простыми словами | Громадское телевидение

1

Что такое вирусы?

Это первые живые организмы на планете и одновременно — провокаторы болезней.

Возбудители заболеваний бывают разные: в виде клетки (это бактерии), в более мелкой форме — это вирусы.

Но не думайте, что вирусы — какие-то простаки по сравнению с бактериями. Это не так, ведь они живые, у них есть ДНК или РНК, они способны к мутациям, размножению и выживанию в сложных условиях.

2

Когда возникли вирусы и в чем их польза?

Считается, что вирусы являются аборигенами нашей планеты.

Есть версия, что они попали на Землю в момент ее создания, потому что они живут и в космосе.

Если принимать во внимание, что с вирусов началась жизнь на нашей планете, то вирусы — это хорошо.

Когда-то эксперимент доказал, что в условиях полной стерильности организм является нежизнеспособным. Это доказывает необходимость для нас контактировать с вирусами. Они суперважны для иммунной системы.

Вы знаете, что у медиков существует понятие «сопливый возраст»?

Он длится от 2 до 9 лет, когда дети часто болеют. Это абсолютно нормальный процесс для нашей жизни. Так дети знакомятся с вирусами, производят против них естественное оружие (иммунитет) и адаптируются к жизни на планете.

Чтобы мы создавали больше важных материалов для вас, поддержите hromadske на платформе Спільнокошт. Любая помощь имеет большое значение.

3

С чем их не стоит путать и почему?

Вирусы нельзя путать с бактериями, особенно во время лечения.

Например, антибиотики не лечат от вирусов. Антибиотики существуют для лечения от бактерий.

Вирусы — это, например, грипп, простуда, корь, свинка, краснуха, полиомиелит.

А бактериальные болезни — это, например, туберкулез, тиф, холера или ангина.

Бактерии вызывают другие симптомы и характер развития болезни, чем вирусы. Потому что это сложная форма жизни.

4

А где живут вирусы и что они любят?

Вирусы больше всего любят жить в живом организме — человека, животного или растения. Именно в организме вирусы занимаются любимым делом — размножением.

Но они умеют выживать и вне организма. В основном где-то на дверных ручках, столах, перилах маршруток и других поверхностях.

Продолжительность их жизни вне организма зависит от благоприятности условий. Вирусы любят низкую температуру, влажность, туман. При таких условиях им легко мигрировать от человека к человеку.

5

Как и для чего вирусы попадают в организм?

Для размножения. Потому что самовоспроизводство — это смысл их жизни. Лишь в организме вирусы могут продолжать свой род, ведь для этого им нужна клетка.

Стоит понимать, что вирусы не появляются у людей из-за забытой дома шапки, холодного лимонада или расстегнутой куртки.

В природе вирусы живут всегда, но погода влияет на их способность выживать вне организма и быстро мигрировать от человека к человеку.

Словом, нынешняя зима — идеальное время для вирусных заболеваний.

6

Как спастись от вирусов?

Обязательный шаг номер один — вакцинация.

Универсальной вакцины не существует. Отдельные вакцины спасают, например, от вирусных болезней, которые называют «обязательными» в жизни человека: краснухи, ветрянки, кори и тому подобных. Избежать этих вирусов — уже большая победа. К сожалению, до сих пор люди иногда умирают от кори или полиомиелита.

Шаг номер два — гигиена.

Как вы уже знаете, вирусы могут жить на разных поверхностях. Коснуться дверной ручки, на которой находится вирус, а затем облизать палец или почесать глаза — значит заболеть.

Защититься от вирусов помогает комплексный подход, говорит иммунолог Федор Лапий. «Сопливый возраст» тренирует иммунную систему, вакцинация уберегает от «обязательных» болезней, а гигиена и осторожность — наши элементарные меры безопасности:

«Маска нужна больному, чтобы не инфицировать других. Ваши чистые руки имеют значение и для других людей. Поэтому здесь вопрос социального договора, иными словами — ответственности».

Масса созданных людьми объектов превысила массу всех живых организмов

Ron Milo et al. / Nature, 2020

Масса предметов, произведенных людьми, например, зданий, дорог и машин, в этом году впервые превысила сухую массу всех живых организмов на планете. Так, по состоянию на 2020 год масса пластика больше, чем масса всех животных включая людей, а здания и дороги весят больше, чем все деревья и кустарники.

Интересно, что в начале XX века антропогенная масса составляла всего три процента от сухой биомассы, однако благодаря стремительному росту она превзошла ее. Если тенденция продолжится, то к 2040 году созданные людьми объекты втрое превысят сухую биомассу по весу, отмечается в статье для журнала Nature.

Если посмотреть на фотографии нашей планеты, сделанные из космоса, можно подумать, что большая ее часть не тронута цивилизацией. Однако более пристальный взгляд демонстрирует, что человеческая деятельность кардинально изменила планету. Например, как показали недавние подсчеты команды исследователей под руководством Рона Мило (Ron Milo) из Института имени Вейцмана, биомасса людей и скота в несколько раз превышает биомассу диких млекопитающих. Аналогичное утверждение верно для домашних и диких птиц.

В новом исследовании Мило вместе с коллегами решил выяснить, насколько велика масса произведенных человечеством объектов (например, зданий, дорог и машин) по сравнению с глобальной биомассой. Под первой авторы понимали все твердые предметы, которые люди создали начиная с 1900 года и продолжают эксплуатировать до сих пор, а под второй — массу всех живых организмов в мире, включая человека и домашних животных.

Анализ показал, что на протяжении последних 120 лет количество живой биомассы менялось незначительно (хотя ее состав стал иным за счет роста доли людей и сельскохозяйственных животных и растений). А вот масса созданных людьми объектов в течение этого же срока стремительно росла, удваиваясь каждые двадцать лет (авторы сравнивают динамику ее количества с законом Мура, согласно которому количество транзисторов, размещаемых на кристалле интегральной схемы, удваивается каждые 24 месяца). Что касается состава произведенных людьми объектов, то в нем преобладают бетон и нерудные строительные материалы, например, песок и щебень. Кроме того, важные доли занимают кирпичи, асфальт и металлы. Оставшийся процент составляют бумага, стекло, пластик и другие материалы.

Рост антропогенной массы продолжается и в наши дни: в течение последних пяти лет ее количество ежегодно увеличивается в среднем на тридцать гигатонн. Это равносильно тому, как если бы каждый человек на Земле каждую неделю создавал больше твердых предметов, чем весит сам.

Еще в начале двадцатого века антропогенная масса составляла всего три процента от всей сухой биомассы, однако благодаря быстрому росту ее количество спустя 120 лет многократно увеличилось и достигло 1,1 триллиона тонн. По оценке авторов, в 2020 году масса произведенного человеком впервые в истории превысила сухую биомассу. С учетом отходов (например, выработанных горных пород и выведенных из эксплуатации зданий и машин) она превысила сухую биомассу уже около 2013 года. 

Если брать в расчет сырую биомассу, вес которой составляет 2,2 триллиона тонн, то антропогенная масса без учета отходов превзойдет ее в 2037 году, а с учетом — в 2031 году. При сохранении современных тенденций масса произведенных людьми объектов к 2040 году превысит три триллиона тонн, что в три раза больше сухой биомассы.

В качестве иллюстрации Мило и его коллеги приводят два примера. Их расчеты показывают, что в нынешнем году сухая масса всех животных на Земле составила около четырех гигатонн, а масса пластика — восемь гигатонн. А сухая биомасса всех деревьев и кустарников уступает массе зданий и инфраструктуры — 900 гигатонн против 1100 гигатонн.

Исследование подтверждает все более популярную среди специалистов идею о наступлении антропоцена — новой геологической эпохи, которая отличается значительным влиянием человека на природу (мы подробно освещали эту тему в материале «Человек проходит как хозяин»). По мнению команды Мило, дату, когда произведенные людьми объекты превзошли по всему биомассу, можно использовать в качестве точки отсчета антропоцена.

К сожалению, даже природные экосистемы не смогли избежать последствий человеческой деятельности. Например, из сохранившихся на планете лесов лишь сорок процентов сохраняют целостность ландшафтов и не подверглись значительным изменениям по вине человека, причем менее трети таких территорий имеют природоохранный статус.

Сергей Коленов

изображений живых существ | Synapse

Многое в науке и медицине сводится к фотографированию. В особенности биология долгое время считалась делом наблюдений.

Биология — это попытка согласовать миллиарды изображений. Следовательно, типы вопросов, которые мы задаем, ограничены методами, которые у нас есть для наблюдения, в то время как теории, которые мы строим, ограничены тем, что мы видим.

Есть много способов сфотографировать живое существо.Среди них есть две широкие и разделимые категории: структурная визуализация и функциональная визуализация.

Структурная визуализация широко используется и впечатляет по своим масштабам. Один из известных методов — это рентгеновская визуализация, с помощью которой мы можем облучить объект рентгеновскими лучами и наблюдать, как они дифрагируют. В клинике с его помощью можно обнаружить стрессовый перелом стопы бегуна. В лаборатории эта же стратегия позволила выявить структуру двойной спирали ДНК и ежедневно используется для выявления сложных складок белков нанометрового размера.

Тем не менее, функциональная визуализация также становится зрелой. При функциональной визуализации вы видите не натюрморт, а считывание динамического процесса, происходящего в живом существе. Биологические молекулы похожи не на бетонные строительные блоки, а на танцоров, и их хореография постоянно вибрирует, крутится, взаимодействует, распутывается и режет.

Двумя наиболее распространенными типами функциональной визуализации, по крайней мере в медицинской сфере, являются позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) и функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ).Оба отслеживают динамические телесные процессы, привязывая функциональность к местоположению.

При сканировании ПЭТ вводится флуоресцентное производное глюкозы, что позволяет визуализировать захват глюкозы. Мозг и печень поглощают много глюкозы и ярко проявляются на ПЭТ-сканировании, но опухоли также занимают непропорционально большую долю и видны при ПЭТ.

фМРТ визуализирует кровоток и обычно используется, чтобы показать, какие области мозга запускаются во время определенных действий или при предъявлении определенных стимулов.Это работает, поскольку кровоток может быть надежно коррелирован с активацией нейронов.

Помимо клинически повсеместных примеров, биологи и врачи постоянно ищут новые способы взглянуть на жизнь. Новые методы особенно актуальны для функциональной визуализации, так как стратегия визуализации зависит от обнаруживаемой функции.

Хотя обычно каждая функция требует своей собственной новой методологии, лаборатория Craik Lab в UCSF недавно опубликовала стратегию визуализации активности тромбина, которая может быть достаточно модульной, чтобы применяться к множеству биологических функций.Исследование, проведенное под руководством бывшего младшего преподавателя доктора Майкла Пейджа, было опубликовано в выпуске журнала Nature Communications от 1 октября.

Тромбин — это белок, необходимый для образования тромбов. Иногда эти сгустки крови желательны, как в случае заживления ран, но сгустки крови в неправильных местах могут вызвать осложнения, и часто они могут быть смертельными.

Например, тромбоэмболия легочной артерии — это закупорка основной артерии легкого сгустком крови. Возможность визуализировать активность тромбина поможет врачам выявлять и оценивать множество осложнений, включая инсульт, инфаркт миокарда и тромбоэмболию легочной артерии.

Чтобы получить изображение тромбина, Пейдж и его коллеги изучили его функцию. Тромбин относится к семейству белков, называемых протеазами, ферментами, которые расщепляют другие белки. В частности, тромбин разрезает белок, называемый фибриногеном, и полученные кусочки достаточно липкие, чтобы самостоятельно собираться в гидрогелеподобную структуру, составляющую сгусток крови (подумайте о консистенции желе).

Итак, Пейдж и компания создали синтетический пептид (более короткий кусок более длинного белка), который соответствует сайту узнавания тромбина. Тромбин распознает только определенные белки для разрезания, потому что он распознает конкретную пептидную последовательность и всегда разрезает там, где он видит эту последовательность. Исследовательская группа внедрила эту последовательность как часть более крупного синтетического пептида, чтобы тромбин разрезал последовательность узнавания и высвобождал фрагмент, который прилипал к клеточным мембранам.

Кроме того, этот фрагмент был связан с различными флуоресцентными красителями или радиоизотопами. Это дало возможность фактически увидеть зонд, когда он откладывается рядом с участками активности тромбина.

Используя мышей, группа продемонстрировала надежную локализацию своего зонда на тромбоэмболиях легочной артерии, вызванных инъекцией тромбопластина либо в нижнюю полую вену, либо в хвостовую вену. Неспецифическое связывание — одно из самых больших препятствий на пути создания успешных зондов для определения активности протеазы, но визуализация была яркой и специфичной.

Наконец, этот подход кажется адаптируемым для визуализации многих других протеаз. Зонд состоит из трех частей: флуоресцентного красителя, части, связывающейся с мембраной, и последовательности, специфичной для тромбина.Только эта последняя часть должна быть изменена, чтобы сделать эту стратегию полезной для наблюдения за активностью других протеаз. Протеазы являются критическими ферментами и обладают различной активностью при различных заболеваниях, включая атеросклероз и рак.

Эти зонды активности тромбина будут полезны как для обнаружения, так и для диагностики патологий свертывания, а также для изучения механизмов образования сгустков крови в модельном организме, таком как мышь. Функциональная визуализация в своей широте будет по-прежнему определять, какие виды биологической активности мы можем видеть, и, таким образом, как мы описываем механизмы жизни.

Биология жизни в почве | Почвы 4 Учителя

Почва полна жизни. Часто говорят, что в горстке почвы живых организмов больше, чем людей на планете Земля. Почва — это желудок земли, он потребляет, переваривает и циркулирует питательные вещества и организмы.

Однако на первый взгляд почва может показаться довольно инертным материалом, по которому мы ходим, строим дороги, строим здания и выращиваем растения. При ближайшем рассмотрении мы видим, что почва изобилует живыми организмами.Живые организмы, присутствующие в почве, включают архей, бактерий, актиномицетов, грибов, водорослей, простейших и широкий спектр более крупных почвенных животных, включая коллембол, клещей, нематод, дождевых червей, муравьев и насекомых, которые проводят всю или часть своей жизни под землей, даже более крупные организмы, такие как роющие грызуны. Связь между почвенными организмами и тем, как они влияют на химические и физические свойства почвы, сложна. Все это важно для создания среды, которую мы называем почвой, и для осуществления многочисленных преобразований, жизненно важных для жизни.

Потребители и разлагатели микробов

Существуют тысячи различных видов бактерий, которые могут как помогать, так и вредить людям.

Только 5% того, что производится зелеными растениями, потребляется животными, но 95% потребляется микроорганизмами. Один грамм плодородной почвы может содержать до миллиарда бактерий. Существует много разных видов бактерий, и большинство из них еще даже не обнаружено! Большинство этих бактерий являются аэробными, что означает, что им требуется кислород из почвенной атмосферы.Однако другим бактериям необходимо жить без кислорода, а другие виды могут жить как с кислородом, так и без него. Рост этих бактерий ограничен пищей, содержащейся в почве.

Почвенные грибы также являются крупными компонентами почвы, которые бывают разных размеров, форм и цветов. У грибов есть подземные корни (мицелий), которые поглощают питательные вещества и воду, пока они не будут готовы к цветению в форме грибов. Они переносят кислотность, что делает их очень важными для разложения материалов в очень кислых лесах, чего не могут сделать микробы, они также могут разлагать лигнин, который является древесной тканью для разложения растений.

Почвенные животные

Почвенные животные являются потребителями и разложителями, потому что они питаются органическими веществами, а разложение происходит в пищеварительном тракте. Некоторые животные питаются корнями, а другие питаются друг другом. Есть несколько видов червей. Дождевых червей идентифицировать проще всего. Они поедают растительный материал и органические вещества и выделяют в почву отложения червей в качестве пищи для других организмов. Они также оставляют каналы, в которых зарываются, что увеличивает проникновение. Дождевые черви могут весить от 100 до 1000 фунтов на акр! Существуют также микроскопические черви, называемые нематодами или круглыми червями.Эти черви живут в воде вокруг частиц почвы. Существует несколько различных типов нематод: одни поедают мертвые вещества, другие — живые корни, а третьи — другие живые организмы. Некоторые нематоды вредны и могут вызвать серьезное повреждение или деформацию корней.

Помимо червей, еще одно большое тело насекомых — это членистоногие, у которых есть экзоскелеты и суставные ноги. К ним относятся клещи, многоножки, многоножки, коллемболы и личинки.

Цикл углерода и питательных веществ

Круговорот питательных веществ — это обмен питательными веществами между живыми и неживыми частями экосистемы.Биологи почвы измеряют, как растения и микробы поглощают питательные вещества и включают их в органическое вещество, которое является основой углеродного цикла. Есть два основных процесса. Иммобилизация — это когда почвенные организмы поглощают минеральные питательные вещества из почвы и превращают их в микробные и растительные ткани. Обратный процесс — это минерализация , что происходит, когда организмы умирают и высвобождают питательные вещества из своих тканей. Этот процесс быстро меняется и очень важен для обеспечения растений питательными веществами.И углеродный цикл, и азотный цикл очень важны для почвенных микробиологов.

Взаимодействие почвенных микробов и организмов

Корни растений выделяют много органических веществ в почву из мертвых материалов. Они служат пищей для микроорганизмов и создают зоны активности вокруг корня, называемые ризосферой . В этой зоне могут произойти рост растений или токсичные вещества, но большинство из этих организмов являются полезными.

Эта фотография представляет собой увеличенное изображение взаимодействия грибков и корней

Другие ученые изучают болезни растений и животных, обнаруженные в почве.Бактерии и грибки могут вызывать увядание или гниение растений. Великий картофельный голод в Ирландии в 1845 году был вызван грибком, который вызвал бактериальный ожог картофеля! Эти организмы поражают не только растения. Люди могут заболеть, если в наших отходах присутствуют определенные типы бактерий, такие как E-Coli, и эти отходы не обрабатываются должным образом.

Некоторые грибы «заражают» корни растений, но взаимосвязь носит симбиотический характер, что означает, что они полезны как для растения, так и для корня. Они называются микориза , и они помогают растениям поглощать больше воды и питательных веществ, повышают устойчивость к засухе и уменьшают заражение болезнями.

Еще одна симбиотическая связь связана с азотом. В атмосфере много азота, но растениям его нелегко получить. Есть определенные виды бактерий, которые поглощают газообразный азот из атмосферы и образуют узелки. Это азотфиксирующие бактерии . Когда они умирают, азот, который они использовали, высвобождается для растений.

Галерея: Древнейшие живые существа в мире

Новое направление исследований

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман.(Одноразовое использование).)

Полетт Бите, старший писатель-редактор NEA, написала эту статью в рамках партнерства между NEA и Live Science’s Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Работа Рэйчел Суссман — это в равной степени искусство, наука и философия, и с ее изображениями 3000-летнего лишайника и 7000-летних деревьев она рисует острые перспективы на природу времени, жизни и место в ней человечества.

Работа Суссмана дает аудитории способ понять идеи, относящиеся к глубокому времени, и служит порталом для соединения ученых из разрозненных дисциплин, предоставляя им платформу для рассмотрения пересечений между их различными специальностями.

Художник широко выставлялся на персональных и групповых выставках в таких местах, как Берлинский ботанический музей, Центр искусств Монтальво, Музей современной фотографии и Американский музей естественной истории. А в апреле этого года University of Chicago Press опубликовал монографию «Самые старые живые существа в мире». Вы можете узнать больше о работе Сассман в ее интервью, посмотреть ее работы вживую в Центре искусства и инноваций Pioneer Works в Бруклине 13 сентября. 2014 г., а также посмотрите несколько ее изображений из ее проекта «Самые старые живые существа» в этой галерее.

Не совсем мох

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

La Llareta # 0308-2B31 (2000+ лет old; пустыня Атакама, Чили)

То, что выглядит как мох, покрывающее скалы, на самом деле является очень густым цветущим кустарником, который является родственником петрушки, обитающей на очень высоких возвышенностях пустыни Атакама.

Последствия изменения климата

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман.(Одноразовое использование).)

Ель Gran Picea # 0909 — 11A07 (возраст 9550 лет; Фулуфьеллет, Швеция)

Это дерево возрастом 9950 лет похоже на портрет изменения климата. Масса ветвей у земли росла одинаково примерно 9500 лет, но новому тонкому стволу в центре всего 50 лет или около того, что вызвано потеплением на вершине этого горного плато в Западной Швеции.

Здесь с самого начала

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман.(Одноразовое использование).)

Строматолиты # 1211-0512 (возраст 2000–3000 лет; станция Карбла, Западная Австралия)

Строматолиты, соединяющие биологическое и геологическое свойства, являются организмами, которые связаны с насыщением планеты кислородом. 3,5 миллиарда лет назад и зарождение всей жизни на Земле.

Действительно старый мох

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Антарктический мох # 0212-7B33 (возраст 5500 лет. ; Остров Элефант, Антарктида)

Этот мох возрастом 5 500 лет находится прямо за углом от того места, где 100 лет назад высадилась экспедиция Шеклтона на острове Элефант в Антарктиде.Это была победа — просто найти его. В наши дни попасть в Антарктиду из космоса проще.

Рассказ о деревьях

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман)

Мертвая сосна Хуон, прилегающая к сегменту живого населения № 1211-3609 (возраст 10 500 лет, Маунт Рид, Тасмания

Огнем была уничтожена большая часть этой клональной колонии Хуон Пайнс (как видно на этой фотографии) на горе Рид, Тасмания, но значительная ее часть уцелела.Возраст колонии был определен путем углеродного анализа древней пыльцы, найденной на дне дна близлежащего озера — пыльца была генетически сопоставлена ​​с живой колонией.

Проще, чем кажется

(Изображение предоставлено: © Rachel Sussman, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Welwitschia Mirabilis # 0707-22411 (2,000 лет; пустыня Намиб-Науклуфт, Намибия)

Велвистчия — примитивное хвойное дерево, обитающее только в некоторых частях прибрежной Намибии и Анголы, где морская влага встречается с пустыней.Несмотря на внешний вид, у него всего два отдельных листа, которые он никогда не сбрасывает. Национальный завод Намибии.

Интересное использование

(Изображение предоставлено: © Rachel Sussman, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Pafuri Baobab # 0707-1335 (До 2000 лет. old; Национальный парк Крюгера, Южная Африка)

Этот баобаб живет в заповеднике Крюгера в Южной Африке, и для его посещения требуется вооруженный эскорт. Баобабы становятся мясистыми в своих центрах и имеют тенденцию к образованию пустот по мере взросления. Эти дупла могут служить естественным убежищем для животных, но также могут быть использованы для некоторых менее щепетильных человеческих целей: например, в качестве туалета, тюрьмы и бара.

Под морем

(Изображение предоставлено: © Rachel Sussman, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Posidonia Oceania Sea Grass # 0910-0753 (100,000 лет, Балеарские острова, Испания)

Луг Посидония, которому уже 100000 лет, впервые пустил корни в то время, когда некоторые из наших ранних предков создавали первую известную «художественную студию» в Южной Африке.Он живет на водном пути, охраняемом ЮНЕСКО, между островами Ибица и Форментера.

Самые старые организмы

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Сосна Бристлеконе # 0906-3030 (Белые горы, California)

Сосны Bristlecone — самые старые унитарные организмы в мире, возраст которых превышает 5000 лет. В 1960-х годах тогдашний аспирант срубил то, что могло быть самым старым известным деревом в мире, при этом извлекая утерянную коронку.Поперечный разрез этого дерева был помещен в казино Невады.

Растение, находящееся под угрозой исчезновения

(Изображение предоставлено: © Рэйчел Суссман, из книги «Самые старые живые существа в мире» Рэйчел Суссман. (Одноразовое использование).)

Редкий эвкалипт (виды удалены для защиты) # 1211 -2233 (13000 лет; Новый Южный Уэльс, Австралия)

Этому находящемуся под угрозой исчезновения эвкалипту около 13000 лет, и он является одним из менее чем пяти особей этого вида, оставшихся на планете.Название вида может сильно указывать на его местонахождение, поэтому оно было отредактировано.

таксономия | Определение, примеры, уровни и классификация

Таксономия , в широком смысле наука о классификации, но более строго классификация живых и вымерших организмов, то есть биологическая классификация. Термин происходит от греческих taxis («договоренность») и nomos («закон»). Таксономия, таким образом, представляет собой методологию и принципы систематической ботаники и зоологии и устанавливает расположение видов растений и животных в иерархиях высших и подчиненных групп.Среди биологов международно признана система биномиальной номенклатуры Линнея, созданная шведским естествоиспытателем Каролусом Линнеем в 1750-х годах.

таксономия животных

Животные и другие организмы классифицируются внутри ряда вложенных групп, которые варьируются от общих до частных.

Британская энциклопедия, Inc.

Британская викторина

Biology Bonanza

Что означает слово «миграция»? Сколько комплектов ножек у креветки? От ядовитой рыбы до биоразнообразия — узнайте больше об изучении живых существ в этой викторине.

Обычно классификации живых организмов возникают в соответствии с потребностями и часто являются поверхностными. Англосаксонские термины, такие как червь и рыба , использовались для обозначения любого ползучего существа — змеи, дождевого червя, кишечного паразита или дракона — и любого плавающего или водного существа. Хотя термин рыба является общим для наименований моллюсков , раков и морских звезд , анатомических различий между моллюсками и морской звездой больше, чем между костлявыми рыбами и людьми.Народные имена сильно различаются. Американская малиновка ( Turdus migratorius ), например, не является английской малиновкой ( Erithacus rubecula ), а рябина ( Sorbus ) лишь внешне похожа на настоящий ясень.

Однако биологи попытались изучить все живые организмы с одинаковой тщательностью и, таким образом, разработали формальную классификацию. Формальная классификация обеспечивает основу для относительно единообразной и международно понятной номенклатуры, тем самым упрощая перекрестные ссылки и поиск информации.

Использование терминов таксономия и систематика в отношении биологической классификации сильно различается. Американский эволюционист Эрнст Майр заявил, что «таксономия — это теория и практика классификации организмов», а «систематика — это наука о разнообразии организмов»; последняя в таком смысле, следовательно, имеет значительные взаимосвязи с эволюцией, экологией, генетикой, поведением и сравнительной физиологией, которых таксономия не обязана.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

Историческая справка

Люди, живущие в непосредственной близости от природы, обычно обладают отличным практическим знанием важных для них элементов местной фауны и флоры, а также часто узнают многие из более крупных групп живых существ (например, рыб, птиц и млекопитающих). ). Однако их знания соответствуют потребностям, и такие люди редко делают обобщения.

Однако некоторые из самых ранних попыток формальной, но ограниченной классификации были предприняты древними китайцами и древними египтянами. В Китае каталог 365 видов лекарственных растений стал основой более поздних гидрологических исследований. Хотя каталог приписывается мифическому китайскому императору Шэннуну, который жил около 2700 г. до н.э., вероятно, он был написан в начале первого тысячелетия нашей эры. Точно так же древнеегипетские медицинские папирусы, датируемые 1700–1600 гг. До н. Э., Содержали описания различных лекарственных растений, а также указания о том, как их можно использовать для лечения болезней и травм.

От греков до эпохи Возрождения

Первым великим обобщителем в западной классификации был Аристотель, который фактически изобрел науку логики, частью которой на протяжении 2000 лет была классификация.Греки постоянно контактировали с морем и морской фауной, и Аристотель, кажется, интенсивно изучал их во время своего пребывания на острове Лесбос. В своих трудах он описал большое количество естественных групп, и, хотя он ранжировал их от простых к сложным, его порядок не был эволюционным. Однако он намного опередил свое время в разделении беспозвоночных животных на разные группы и знал, что киты, дельфины и морские свиньи имеют характеры млекопитающих и не являются рыбами. Без микроскопа он, конечно, не мог иметь дело с мельчайшими формами жизни.

Аристотелевский метод доминировал в классификации до 19 века. По сути, его схема заключалась в том, что классификация живого существа по его природе, то есть тому, чем оно является на самом деле, в отличие от поверхностных сходств, требует исследования многих образцов, отбрасывания переменных признаков (поскольку они должны быть случайными, а не случайными). существенное), и установление постоянных символов. Затем их можно использовать для разработки определения, которое устанавливает сущность живого существа — то, что делает его тем, чем оно является, и, следовательно, не может быть изменено; суть, конечно, неизменна.Модель этой процедуры можно увидеть в математике, особенно в геометрии, которая очаровывала греков. Математика казалась им типом и образцом совершенного знания, поскольку ее выводы из аксиом были точными, а ее определения совершенными, независимо от того, можно ли когда-нибудь нарисовать идеальную геометрическую фигуру. Но аристотелевская процедура, применяемая к живым существам, не является выводом из установленных и известных аксиом; скорее, это происходит путем индукции из наблюдаемых примеров и, таким образом, ведет не к неизменной сущности, а к лексическому определению.Несмотря на то, что на протяжении столетий он предусматривал процедуру попыток определения живых существ путем тщательного анализа, в нем не учитывались вариации живых существ. Интересно, что те немногие, кто в середине XIX века понимал книгу Чарльза Дарвина «« Происхождение видов », были эмпириками, которые не верили в сущность каждой формы.

Аристотель и его ботаник Теофраст не имели заметных преемников в течение 1400 лет. Примерно в XII веке нашей эры необходимые для медицины ботанические работы стали содержать точные иллюстрации растений, и некоторые начали собирать похожие растения вместе.Энциклопедисты также начали объединять классическую мудрость и некоторые современные наблюдения. Первый расцвет Возрождения в биологии дал в 1543 году трактат Андреаса Везалия по анатомии человека, а в 1545 году — первый университетский ботанический сад, основанный в Падуе, Италия. После этого расцвела работа в области ботаники и зоологии. В конце 17 века Джон Рэй обобщил имеющиеся систематические знания с помощью полезных классификаций. Он отличил однодольные растения от двудольных в 1703 году, признал истинное родство китов и дал работоспособное определение концепции вида, которая уже стала основной единицей биологической классификации.Он умерил аристотелевскую логику классификации эмпирическим наблюдением.

Биология Классификация 5 царств живых существ

Никто не знает наверняка, когда, как и почему зародилась жизнь на Земле, но 2400 лет назад Аристотель заметил, что все биоразнообразие планеты было животного или растительного происхождения. Это первоначальное наблюдение греческого философа было расширено в 19-м и 20-м веках за счет открытия новых царств, наконец, до широко признанных сегодня пяти, которые охватывают 8.По оценкам Программы Организации Объединенных Наций по окружающей среде (ЮНЕП), на Земле обитает 7 миллионов видов.

ЧТО ТАКОЕ ЦАРСТВО В БИОЛОГИИ

Система биологических царств — это способ, которым наука классифицирует живые существа в соответствии с их происхождением в ходе эволюции. Это означает, что все виды, составляющие эти пять больших групп — некоторые недавние теории делят их еще на шесть или даже семь — имеют общих предков и, следовательно, разделяют некоторые из своих генов и принадлежат к одному генеалогическому древу.

Помимо царств живых существ в рамках той же системы классификации существуют другие таксономические категории, такие как, например, домен, тип, класс, порядок, семейство, род и вид. Все они следуют иерархическому порядку и зависят друг от друга, поэтому некоторые подразделения включают другие. Таким образом, домен включает в себя царство, царство — тип, тип — класс и так далее.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЯТИ ЦАРСТВ ЖИВОГО

Все виды в определенном царстве имеют схожие характеристики с точки зрения их роста и способа функционирования.Теперь давайте посмотрим, откуда берутся семейные отношения, определяющие царство природы:

Питание. Автотрофный (сам производит) или гетеротрофный (питается другими живыми существами).

Сотовая организация. Одноклеточный (имеющий только одну ячейку) или многоклеточный (состоящий из двух или более ячеек).

Тип ячейки. Эукариоты (генетический материал окружен мембраной) или прокариоты (без мембраны).

Дыхание. Аэробный (требуется кислород) или анаэробный (без кислорода).

Репродукция. Половым, бесполым или через споры.

Механизм. Самодвижущийся или статичный.

КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВОГО НА ПЯТЬ ЦАРСТВ

Первым, кто разделил живое на пять обширных королевств, был североамериканский эколог Роберт Уиттакер. В 1959 году этот исследователь доказал, что грибы не являются растительными организмами — ранее считалось, что это так, — а десять лет спустя он предложил создать царство грибов, чтобы отличить их от растений. Теория Уиттакера получила широкое признание, и научное сообщество, таким образом, добавило новую группу к предыдущей системе четырех царств, , установленную американским биологом Гербертом Коуплендом в 1956 году.

Царство животных

Царство животных является наиболее развитым и разделенным. на две большие группы — позвоночные и беспозвоночные. Эти животные — многоклеточных гетеротрофных эукариот с аэробным дыханием, половым размножением и способностью двигаться. Это царство — одно из самых разнообразных и включает в себя, среди прочего, млекопитающих, рыб, птиц, рептилий, земноводных, насекомых, моллюсков и кольчатых червей.

Царство растений

Деревья, растения и другие виды растительности составляют часть царства Plantae — одного из старейших, характеризующегося своей неподвижной, многоклеточной и эукариотической природой. Эти автотрофные существа, клетки которых содержат целлюлозу и хлорофилл , необходимы для жизни на Земле, поскольку они выделяют кислород посредством фотосинтеза. Что касается их метода размножения, то оно может быть половым или бесполым.

Царства живых существ и их виды вкратце.

СМОТРЕТЬ ИНФОГРАФИЮ: Краткий обзор царств живых существ и их видов [PDF]

Царство грибов

Это название используется для обозначения царства грибов, которое включает дрожжи, плесень и все виды грибов и поганок. Эти многоклеточные аэробные гетеротрофные эукариоты имеют хитин в клеточных стенках, питаются другими живыми существами и размножаются через споры.

Царство протистов

Эта группа является наиболее примитивной из эукариот, а все остальные являются ее потомками.Царство протистов является парафилетическим — оно содержит общего предка, но не всех его потомков — и оно включает те эукариотические организмы, которые не считаются животными, растениями или грибами, такие как простейшие. Поскольку он настолько разнороден, его трудно классифицировать, поскольку у его членов очень мало общего.

Королевство Монера

Это царство микроскопических живых существ, объединяющих прокариот (архей и бактерий). Эта группа присутствует во всех средах обитания и состоит из одноклеточных существ без определенного ядра. Большинство бактерий являются аэробными и гетеротрофными, тогда как археи обычно анаэробны, и их метаболизм является хемосинтетическим.

Классификация пяти царств природы остается наиболее принятой сегодня, , хотя последние достижения в области генетических исследований предложили новые пересмотры и возобновили дискуссии среди экспертов. Так обстоит дело с шестым королевством Карла Вёзе и Джорджа Фокса, которые в 1977 году разделили бактерии на два типа (археи и бактерии), и седьмым королевством Кавальера-Смита, добавившего новую группу к предыдущим шести для водорослей, названных Chromista.

Классификация живых существ: от царства до субтипа

Высшая категория в г. Традиционная система классификации Линнея — это царство . На этом уровне организмы различают по клеточной организации и способам питание. Являются ли они одноклеточными или многоклеточными и впитывают ли они, глотать или производить пищу являются критическими факторами. Основываясь на этих типах различий, биологические науки определяют как минимум пять царства живых существ:

Королевство		Типы Организмы
Monera		бактерий, сине-зеленые водоросли (цианобактерии) и спирохеты
Протиста		простейшие и водоросли разных типов
Грибы		грибов, плесени, грибов, дрожжей, мучнистой росы, и грязь
Plantae (растения)		мхи, папоротники с древесными и недревесными цветками растения
Животные (животные)		губок, червей, насекомых, рыб, земноводных, рептилии, птицы и млекопитающие

Самый макроскопический существа — это растения или животные. Из конечно, люди животные. Различие между растением и царство животных основано прежде всего на источниках питание и способность передвижения или движения. Растения производят новую клетку иметь значение из неорганического материала путем фотосинтеза. У них нет возможности перемещаться по окружающей среде, кроме как путем роста или переносится ветром, водой или другими внешними силами.

		Королевство Животные
Королевство Plantae

Напротив, животные не производят свою собственную пищу, но должны поедать другие организмы, чтобы получить ее. Животные вообще более сложны в строении. В отличие от растений у них есть нервы и мышцы, которые помогают в быстром контролируемом движении в окружающей среде. Клетки животных обычно не имеют жестких стенок, как у растений. Это объясняет тот факт, что ваша кожа и плоть гибкие, а ствол дерева нет.

Эта простая дихотомия между растениями и животными недостаточно для охвата всех форм жизни. Некоторые организмы обладают характеристиками, которые не позволяют им точно соответствовать в любое королевство.Например, грибки и большинство бактерий не фотосинтезируют, и большинству из них не хватает средств контролируемого передвижения. У некоторых организмов есть атрибуты как растений, так и животных. Например, есть группа обычных одноклеточных видов, обитающих в пресноводных прудах, под названием Euglena , которые фотосинтезируют и имеют собственные средства передвижения (хлыстообразные структуры хвоста, называемые жгутиками ). Из-за этих и за другими исключениями, необходимо было создать новые царства живых существ.

Исследования выполнены в последние полвека показали нам, что есть еще более странные одноклеточные организмы, известные как археобактерии, которые живут в чрезвычайно суровых анаэробные среды, такие как горячие источники, глубоководные вулканические жерла, очистные сооружения и болота отложения. В отличие от других форм жизни они обычно получают энергию от геологических источников, а не от солнца. Есть также микроскопические объекты, которые по определению не совсем живые, но обладают некоторыми характеристиками, похожими на живые существа. Эти вирусы и прионы. Легко упустить из виду важность этих чрезвычайно мелких вещей. потому что их нельзя увидеть невооруженным глазом. Однако есть очень вероятно, что вирусов примерно в десять раз больше, чем всего живого все вместе. В 1 см океана содержится около 50 миллионов вирусов. вода. Было подсчитано, что эти вирусы ответственны за гибель 20% всех океанических бактерий каждый день, тем самым сохраняя феноменальная репродуктивная способность бактерий под контролем.Там также сложные взаимодействия между бактериями, вирусами и другими микробными формы жизни в наших собственных телах. Чаще всего их около 10 в нас в разы больше микробных клеток, чем клеток тела.

Тип

Непосредственно под королевством это тип уровень классификации. В На этом уровне животные группируются на основе сходства в основном строении тела или организация.Например, виды филума Членистоногие иметь внешние скелеты, а также суставные тела и конечности. Насекомые, пауки, многоножки, омары и крабы — все это членистоногие.

Тип Членистоногие		Тип Mollusca

Напротив, члены филума Mollusca имеют мягкие, несегментированные тела, которые обычно, но не всегда, заключены в твердые оболочки. У них также обычно есть по крайней мере одна сильная ступня, которая помогает им двигаться. Осьминоги, кальмары, каракатицы, улитки, слизни, моллюски и другие моллюски моллюски.

Двусторонняя симметрия (тип Chordata )

Существует не менее 33 типов (множественное число типа) животных. Люди члены филума Chordata . Все хордовые имеют удлиненную форму , симметрично с двух сторон тела. То есть левая и правая стороны по сути зеркальное отображение друг друга. Если есть два функционально похожих корпуса частей, они обычно находятся примерно на равном расстоянии от центральной линии, параллельно каждой Другие. Обратите внимание на расположение глаз, ноздрей и щек женщины по отношению к центральная линия ее тела.

	Жаберные щели (тип Chordata )

Когда-то в жизненном цикле хордовые имеют пару боковых жаберные щели или мешочки , используемые для получения кислорода в жидкой среде. В случае человека, других млекопитающих, птиц и рептилий легкие заменяют рудиментарные жаберные щели после эмбриональной стадии развития. Лягушки замените их легкими при переходе от головастиков к взрослым особям. Рыбы сохраняют свои gill разрезает всю свою жизнь.

хордовых также имеют хорду на каком-то этапе их жизненного цикла. Это элементарный внутренний скелет, состоящий из жесткого хряща, проходит под дорсальной поверхностью тела. В общем, там представляет собой одиночную полую нервную хорду на вершине хорды. У людей и других позвоночных хорда заменяется более сложный скелет, следующий за эмбриональной стадией развития.

Члены тип Chordata также часто имеет голову, хвост и пищеварительную систему с отверстие на обоих концах корпуса. Другими словами, организация тела — это, по сути, трубка, по которой пища попадает в конец и отходы выходят из другого. К хордовым относятся млекопитающие, птицы, рептилии, земноводные, рыбы, а также примитивные ланцетники (или amphioxus ) и туникаты (или морские брызги).

нотохорд в ланцетнике (тип Chordata )
		Оболочка (тип Chordata )

	Человек скелет

Подтип

Хордовые делятся на три подтипа. Люди являются членами подтипа Позвоночные . Среди позвоночных, простая полая спинная нервная трубка заменяется более сложной трубчатый пучок нервов, называемый спинным мозгом. Сегментированный позвоночный (или спинной) столб хряща и / или кости развивается вокруг спинного мозга позвоночных, чтобы защитить его от травм. На одном конце спинного мозга находится голова с мозг и парные органы чувств, которые работают вместе, чтобы координировать движения и ощущение.

Позвоночные наиболее развитый и многочисленный подтип хордовых. Включает в себя всю рыбу, земноводные, рептилии, птицы и млекопитающие. В совокупности насчитывается около 43000 живых видов позвоночных по сравнению с чуть более 1500 видами в двух других подтипах хордовых беспозвоночных.

---

ПРИМЕЧАНИЕ: Потому что наука постоянно расширяет наши знание живых существ, точные детали того, как устроены организмы классифицированные в системе Линнея, часто меняются. Это не из-за путаницы, а скорее из-за эволюция нашего понимания, вызванная новыми открытиями. Например, в результате открытия кардинально новая форма жизни, известная как археобактерии, сейчас растет число стрелков. используйте уровень классификации выше царств, называемых доменом. Они определяют 3 области живых существ: Archaeo (простые бактериоподобные организмы, живущие в чрезвычайно суровых условиях анаэробные среды — это археобактерии), Бактерии (все остальные бактерии, сине-зеленые водоросли и спирохеты) и Eukarya (организмы с отчетливыми ядрами в клетках — простейшие, грибы, растения и животные).

Домашняя страница биографических изображений

http://bioimages.vanderbilt.edu/

Что такое биологические изображения?
Биоизображения есть:
— сборник качественных изображений живых организмов.
— набор инструментов для изучения растений и экорегионов.
— база данных по биоразнообразию
— демонстрация передового опыта в области информатики биоразнообразия.

Как использовать биологические изображения?
Вы можете изучить Bioimages по нажатие на изображения, кнопки или ссылки, начиная с тех, что слева этой страницы.Обычно, если вы нажимаете на миниатюру или изображение, оно приведет вас к более качественному изображению и дополнительной информации об этом изображение или что-то связанное с ним.

По состоянию на 22 марта 2018 года более 12000 изображений теперь являются открытыми данными с лицензией Creative Commons Attribution (CC BY) или Public Domain (CC0)! Это примерно 2/3 изображений в коллекции.

Все изображения на сайте Bioimages доступны по лицензии не более жесткой, чем Creative Commons Некоммерческое использование с указанием авторства (CC BY-NC-SA).Это означает что их можно использовать в некоммерческих целях без разрешения и с надлежащей атрибуцией.

Все метаданные изображений и организмов доступны без ограничение (т.е. под CC0 — Нет прав зарезервированный). Данные доступны в репозитории Bioimages на GitHub.

Поиск биологических изображений:
Тестирование поиска SPARQL
Follow @bioimages

Грант на инновации в творческом кампусе Curb Center
Щелкните здесь, чтобы узнать о нашем гранте для облегчения сбора и обработки изображений.

Характеристики
Следующие функции повышают качество изображений на сайте:

Постоянные глобальные уникальные идентификаторы (GUID) Каждое изображение и индивидуальное Организму был присвоен неизменный идентификатор в виде HTTP URI. Этот идентификатор может использоваться человек или компьютер для получения информации о ресурсе в соответствии с Принципы связанных данных.

Метаданные RDF с использованием стандартов информатики биоразнообразия Метаданные, связанные с каждым изображением и отдельным организмом, предоставляют такую ​​информацию, как местоположение, время, таксономическая принадлежность, права интеллектуальной собственности и т. д.Эта информация видна людям на веб-страницы, но также доступны в машиночитаемой форме как метаданные Resource Description Framework (RDF). Эти метаданные описаны с использованием терминов из Стандартов информации о биоразнообразии (TDWG), Dublin Core Metadata Initiative (DCMI). словари и онтология Дарвина-SW (DSW). База данных Bioimages содержит около 1,5 миллионов троек RDF, которые можно загружать или искать через конечную точку SPARQL.

Стандартизированные виды По возможности изображения организмов делаются в виде стандартизированных наборов, которые документируют отличительные особенности организма.Эта стандартизация позволяет легко сравнивать характеристики различных таксонов. Изображения в этих наборах связаны с организмом, который они документируют, путем связывания идентификаторов изображений с уникальным идентификатор организма. Цель состоит в том, чтобы предоставить достаточно информации в наборе изображений, чтобы позволить однозначную таксономическую идентификацию отдельного организма.

Участники
Многие люди внесли свой вклад в создание биоизображений.Они перечислены на этой странице подтверждения. Авторы экорегиональной части сайта указаны отдельно.

Информация о сайте:
Страница истории сайта здесь.

Список информационных веб-страниц находится здесь.

Исходный сайт Bioimages (http://www.cas.vanderbilt.edu/bioimages/frame.htm) к своей десятой годовщине в 2013 году достиг десяти миллионов просмотров. После этого мы перестали считать …

Дополнительная информация , контакт Стив Баскауф

Последнее изменение:

.