Биологи "угадали" геном предка всех живых организмов

Биологи восстановили последовательность ДНК гипотетического предка всех живых организмов и проследили эволюционную историю основных семейств генов. Статья ученых опубликована в журнале Nature, а коротко о работе пишет Agence France-Presse.

Обычно ученые узнают о том, как выглядели древние обитатели Земли, анализируя их окаменевшие останки. Однако до периода, получившего название Кембрийский взрыв (около 580 миллионов лет назад), когда на планете образовалось множество новых видов живых существ, организмы в основном не содержали твердых тканей, которые могут сохраняться в течение длительного времени. При этом считается, что жизнь на Земле возникла уже более трех миллиардов лет назад.

Авторы новой работы пытались выяснить генетические характеристики самых ранних обитателей планеты, анализируя ДНК ее современных жителей. Гены, раз образовавшись, наследуются из поколения в поколение, однако с течением времени в них могут накапливаться различные изменения. Оценивая количество таких изменений, исследователи могут определить, как давно появился тот или иной ген.

В новом исследовании ученые составили математическую модель наследования генов и их изменений во времени, включающую вертикальное наследование, горизонтальную передачу (то есть передачу генов организму, не являющемуся прямым потомком), удвоение генов и их потерю. В результате авторы смогли определить, когда появилось множество генов, характерных для современных обитателей планеты. Оказалось, что около 27 процентов из них образовались в период от 3,3 до 2,8 миллиарда лет назад - примерно одновременно с так называемой кислородной катастрофой, убившей большую часть тогдашних жителей Земли.

Исследование этих генов показало, что большая часть этих генов отвечает за транспорт электронов через мембраны. Этот механизм необходим для дыхания - то есть процесса получения энергии с участием кислорода. Кроме того, электронный транспорт задействован в процессе фотосинтеза.

Алгоритм, сходный с тем, который использовали авторы новой работы, применяется для изучения эволюционной истории человека. На сегодняшний день ученые смогли проследить генетические корни всех основных этногрупп. Подробнее об этом можно прочитать здесь.

Европейский спутник увидел таяние Арктики

Лед в Арктике тает быстрее, чем это предсказывают существующие климатические модели. Такой вывод сделали ученые по итогам анализа первых данных, собранных европейским спутником Cryosat-2, который изучает арктические льды и составляет карту течений в регионе. Результаты анализа специалисты представили на ежегодной встрече Американского геофизического общества, а коротко о них пишет BBC News.

Аппарат Cryosat-2 исследует ледяной покров Арктики, посылая вниз импульсы в микроволновом диапазоне. Волны отражаются как от поверхности льда, так и от поверхности океана (когда они проникают сквозь трещины в льдинах и промежутки между ними). Определяя разницу во времени возвращения импульсов, отраженных ото льда и от воды, ученые могут оценить объем льда в арктическом регионе. В отличие от других спутников орбита Cryosat-2 "задевает" очень северные регионы - вплоть до 88 градуса северной широты. До сих пор изучающие Арктику спутники добирались только до 86 градуса.

На основании собранной спутником информации ученые создали карту распределения льда в регионе, а также "высот" и "низин" океана. Имея эти данные, ученые получили карту океанических течений в Арктике, так как вода "предпочитает" обтекать "высоты" по часовой стрелке, а "низины" - против. Специалисты также установили, что в летние месяцы ледяное покрытие Арктики уменьшается намного сильнее, чем считалось. Этот факт требует более детального изучения, так как уменьшение количества льда может приводить к усилению течений, потому что вода стремится занять освобожденные территории.

Летом 2010 года площадь льда в Арктике сократилась до минимального с 1979 года значения - 10,9 миллиона квадратных километров. Это на 10,6 процента ниже, чем в среднем в промежуток с 1979 по 2000 годы. Площадь арктических ледников непрерывно уменьшается в течение последних 19 лет .