Нашли связь между гомосексуализмом и заботой о потомстве

Ученые обнаружили связь между стратегиями заботы о потомстве, используемыми птицами, и частотой однополых отношений. Работа авторов опубликована в журнале Animal Behaviour. Коротко исследование описано на портале Nature News.

Гомосексуальные отношения достаточно часто встречаются в живой природе. Среди птиц регулярные случаи однополых "браков" документированы для 130 видов, причем у некоторых видов подобные эпизоды являются обычным явлением. Так, в определенных популяциях темноспинного альбатроса Phoebastria immutabilis до 31 процента пар - это пары, состоящие из двух самок, а около 20 процентов пар у серого гуся Anser anser - это пары самец-самец. Общепринятой гипотезы, объясняющей гомосексуализм у животных, не существует, так как подобные отношения не ведут к появлению потомства и, следовательно, эволюционно бессмысленны.

Авторы новой работы решили проверить, не связана ли склонность птиц заводить отношения с представителями своего пола с их стратегиями заботы о потомстве. Разные виды пернатых подходят к выращиванию птенцов по-разному: у некоторых видов основная часть забот ложится на матерей, у других - на отцов, а часть видов разделяют родительские обязанности поровну.

Ученые проанализировали стратегии заботы о потомстве у 93 видов птиц, "уличенных" в гомосексуализме. Представители одного пола у этих птиц ухаживают друг за другом, создают пары и даже пытаются совокупляться. В 38 процентах случаев гомосексуальные пары состоят из двух самок, в 82 процентах случаев - из двух самцов (сумма этих чисел не составляет 100 процентов, так как многие виды образуют как пары самец-самец, так и пары самка-самка). Специалисты выяснили, что чем меньше времени родитель любого пола уделяет выращиванию птенцов, тем чаще он или она заводят гомосексуальные "браки" с другими птицами.

Способы выращивания потомства обычно напрямую связаны с полигамией или моногамией птиц - вторые гораздо больше времени уделяют заботе о птенцах. Исследователи полагают, что высокая частота однополых отношений у полигамных птиц связана с их повышенной сексуальной активностью - птицы просто используют любые возможности спариться даже в том случае, если эти действия не приведут к появлению потомства. Кроме того, однополые "браки" могут способствовать выживанию потомства - нередко гомосексуальные пары вместе выращивают потомство одного из партнеров.

Пока авторы не могут сказать, является ли обнаруженная ими связь общей для большинства животных или же она характерна только для птиц. На данный момент ученые провели аналогичное исследование только для приматов и предварительно обнаружили ту же зависимость.

Выяснен механизм "протечки" клеточных мембран

Ученые выяснили, каким образом в клеточной липидной мембране при воздействии ультразвука образуются поры, сквозь которые в клетку может проникать вода с растворенными в ней веществами. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение доступно на портале Physical Review Focus.

Липидные мембраны окружают клетки живых организмов и состоят из двух слоев молекул фосфолипидов, представляющих собой "головастиков", "голова" которых обладает гидрофильными свойствами (то есть интенсивно взаимодействует с водой), а "хвост" - гидрофобными (стремится избежать контактов с молекулами воды). Гидрофобные "хвосты" изолируют себя от преимущественно водного окружения в клетке и поэтому "смотрят" друг на друга, а гидрофильные "головки" направлены внутрь и наружу от внутриклеточного пространства (схему типичной липидной мембраны можно увидеть здесь).

Мембрана защищает клетку от проникновения чужеродных веществ, и, для того чтобы "протащить" сквозь нее различные гидрофильные соединения (например, раствор ДНК или лекарства), ученые различными способами пробивают мембрану. Одним из популярных способов является применение ультразвука, но как именно он способствует формированию пор, до сих пор неясно.

Процесс появления брешей в мембране протекает очень быстро, поэтому наблюдать его непосредственно невозможно. Авторы новой работы разработали компьютерную модель поведения молекул липидной мембраны и воды при воздействии ультразвука. Ученые "размещали" в гидробофном слое мембраны (между "хвостами"), состоящей из 128 молекул фосфолипидов, от 400 до 2000 молекул воды - вода попадает туда под воздействием ультразвука.

Оказалось, что через несколько пикосекунд (одна пикосекунда - это 10^-12 секунды) молекулы воды формировали плотную группу, или кластер, в центре бислоя, то есть там, где его плотность минимальна. Таким образом молекулы воды минимизировали контакты с "недружественным" гидрофобным окружением. После образования водный кластер начинал притягивать гидрофильные "головки" фосфолипидов, и постепенно в мембране начинала образовываться "ямка", которая углублялась до тех пор, пока не превращалась в сплошную пору. Видео этого процесса можно посмотреть здесь.

Исследователи выяснили, что важным параметром при формировании пор является число "атакующих" молекул. В том случае, когда ученые "использовали" 400 молекул воды, кластеры быстро рассеивались и мембрана оставалась нетронутой. При увеличении числа молекул H₂O до 800 или 1200 образовывалась пора размером около 1,4 нанометра, которая существовала в течение нескольких секунд. Еще большее количество воды приводило к более существенным деформациям мембраны и формированию множества пор.

В прошлом году другой коллектив исследователей выполнил еще одну интересную работу, связанную с изучением свойств клеточной мембраны. Ученым удалось проложить в ней электрическую проводку.