Злой Биолог
368
подписчиков
От клетки к цивилизации. Увлекательные рассказы о том, из чего создана жизнь и по каким правилам она играет. Образовательно-развлекательный проект.…
Потомки космических тел. Уже через несколько минут после Большого взрыва, который положил начало нашей нынешней Вселенной, произошел первичный нуклеосинтез: из атомного вещества синтезировались два элемента – водород и гелий. Других химических элементов во Вселенной тогда не существовало (ну, разве что, была еще капелька лития). И если бы Дмитрий Иванович Менделеев создавал свою таблицу для тех времен, то это была бы не таблица. Возможно, в другой вселенной водород и гелий просто болтались бы в пространстве, но в нашем мире из них зажглись светила. Благодаря массе и гравитации облака первого вещества коллапсировали в Древние звёзды. Они были огромными и жили, в силу большой массы, недолго (по меркам звёзд, конечно). В этих исполинских кузницах, под воздействием их собственной чудовищной гравитации, нуклеосинтез продолжился. Из атомов гелия образовался углерод. Потом кислород. Неон, магний, кремний. Вплоть до никеля, который далее распадался, создавая железо. Умирая, Древние звёзды взрывались сверхновыми и распыляли созданные химические элементы по всему Космосу. Именно они дали возможность появиться светилам следующих поколений и всем остальным космическим телам. Но на этом эволюция материи не закончилась. Химические элементы, выкованные термоядерным синтезом первых звезд, продолжили свою ядерную эволюцию в других, более экзотических космических объектах и пополнили таблицу Менделеева. Или же стали вступать друг с другом в реакции, образовывая новые вещества. Воду. Углекислый газ. На Земле буквально бурлила химия – особенно в таких местах, как термальные источники, где концентрация элементов была наиболее высокой. В процессе реакций вещества становились все сложнее: так химическая эволюция перешла в эволюцию биохимии. Среди усложняющейся материи началась конкуренция: на сцену вышел его величество естественный отбор, который благоприятствовал появлению первых информационных молекул: РНК, а после - ДНК. Долго ли, коротко ли, эволюция биохимии произвела клетку. Первичная клетка была всего лишь липидным пузырьком, который мог распадаться надвое под воздействием поверхностного натяжения. Но при этом клетка явилась ни чем иным, как отдельным микромиром: системой в системе, которая позволила цепи биохимических реакций не прерываться и длиться бесконечно долго, передавая по эстафете в виде информации. Все живое, что существует сейчас – это те самые биохимические реакции, которые стартовали по меньшей мере 4 миллиарда лет назад и длятся по сей день, переходя от клетки к клетке. Каждый из нас - продолжение этого процесса. Мы удивительные существа. Рожденные Большим взрывом и гравитацией, созданные из звёздной пыли, обретшие способность осознавать себя и наблюдать Вселенную. Потомки космических тел. (На фото представители микропланктона Японского моря: одноклеточный организм акантария (увеличение в 200 раз), колония одноклеточных диатомовых водорослей рода Хетоцерос (увеличение в 200 раз), ветвистоусый рачок эвадне (увеличение в 100 раз)).
Притворись мертвым. Биологическая причина поведенческой депрессии
В процессе обсуждения основных механизмов поведенческой депрессии я расскажу истории о двух знаменитых физиках: Людвиге Больцмане и его ученике Пауле Эренфесте. Оба ученых, несомненно, были величайшими умами и гордостью нашей цивилизации, оба сделали огромный вклад в развитие науки. И оба они к концу жизни страдали депрессией и покончили с собой. Мы как-то привыкли, что депрессия (и тем более склонность к суициду) свойственны людям творческим, с тонкой душевной организацией. А тут вдруг: успешные физики, деятели науки...
Большое значение маленького человека
Мы привыкли к упорядоченности технических систем, которые создаём: они про устойчивость и предсказуемость. Но в природе в избытке совершенно иные системы, которые, хоть и подчиняются тем же фундаментальным законам физики, играют совсем по другим правилам. Это сложные динамические нелинейные системы. К ним относятся климатические явления, астрофизические явления, живые существа, экосистемы, популяции, цивилизация и т.д.
В системах такого рода детали и узлы со временем могут меняться местами, соединяться в новые функциональные ансамбли...
Про труд и роскошь на примере биологии. На днях обсуждали потерю уважения к рабочим профессиям и к труду в частности, и вспомнился шикарный пример от забугорных генетиков (от которого у меня в своё время немало подгорело). Предыстория: у каждой клетки многоклеточного организма есть набор генов, которые кодируют белки для личных потребностей клетки. Ну, для того, чтобы нормально клетке жить и функционировать: ей же периодически надо внутренние станки отремонтировать, насосы обновить, ремонт косметический сделать и т.д. Эти гены условно называются гены "домашнего хозяйства" (англ. housekeeping genes). Ну, всё логично.Помимо того, что каждая клетка организма производит белки для себя (они у всех клеток почти все стандартные), она также производит специализированные белки, которые зависят от типа клетки. Например, кератиноцит кожи производит прочный кератин, чтобы защитить организм бронированной защитой, эритроцит крови - гемоглобин, чтобы перевозить кислород и углекислый газ. Также клетки могут производить и выделять белки "на экспорт" для других клеток (например гормоны) или для постройки тканей организма (коллагены). Так вот. Знаете, как условно назвали гены, которые ответственны за сборку специализированных белков? Барабанная дробь: гены "роскоши" (luxury genes). Роскоши, Карл. Типа, сидит такая клетка, и думает: а дай-ка я шикану и насорю белками. У меня ж их дофига, девать некуда. Искупаюсь в роскоши и всех вокруг искупаю!Ага. Щаз. Клетка организма - это не сибарит. Это работник, у которого есть профессия. Этот работник (полностью обеспеченный обществом) трудится на благо этого самого общества, выполняет свои четко определённые обязанности. ТРУ-ДИТ-СЯ. И даже сгорает на работе порой от перенапряжения. Какая, блин, роскошь???"Гении", которые это придумали, в каком мире вообще живут? А, точно. В современном.
В разгаре праздничная неделя, и я, как порядочный Злой (Гринч) Биолог, попробую её немного подпортить Напишу-ка я пост об алкоголе (злорадное хихиканье). В нем не будет детских страшилок: по-взрослому сурьёзно разберём процесс обезвреживания этанола печенью. Этиловый спирт – это вещество, которое в небольших количествах вырабатывается процессе обмена веществ в нашем организме. Также этанол попадает к нам с продуктами, не относящимися к спиртным напиткам, например с кисломолочными. В небольших дозах этанол не опасен: у печени есть на него управа. Это пара ферментов, которые цепочкой реакций превращают этанол в достаточно безобидную уксусную кислоту. Первым в дело вступает фермент алкогольдегидрогеназа – она превращает алкоголь в ацетальдегид. Потом включается альдегиддегидрогеназа (язык не сломайте) и ацетальдегид становится уксусной кислотой. В идеале красиво, этанол не успевает никому и ничему навредить. Но так происходит, если вы не превысили лимит защитных сил своего организма – ведь ресурсы печени не безграничны. Количество вырабатываемых ферментов сильно зависит от генетики, общего состояния здоровья организма, возраста и "тренированности". Процесс детоксикации сильно усугубляется тем, что есть на пути обезвреживания этанола большой косяк. Ацетальдегид, который образуется на первой ступени обезвреживания – ВНИМАНИЕ! - токсичнее для организма, чем этанол. Так что, если ваша печень выделяет больше алкогольдегидрогеназы, чем альдегиддегидрогеназы (а так у большинства и бывает!), то в организме во время пьянки накапливается ацетальдегид – промежуточный продукт обезвреживания спирта. Ацетальдегид является мощным канцерогеном и окислителем: он способен повреждать ДНК, способствуя накоплению мутаций и приводит к гибели клеток (в частности к апоптозу гепатоцитов - клеток печени). При избытке ацетальдегида в организме запускается маленький апокалипсис: начиная от паталогического распределения воды, которое проявляется её острой нехваткой в кровеносной системе (сгущение крови) и увеличением её объёма в тканях (признак - похмельные отёки). И заканчивая окислительным стрессом и ацидозом – сдвигом кислотно-щелочного баланса организма в кислую сторону (признак – похмельная тошнота). Туда же вписываем скачки давления, тахикардию и т.д. Добавляют огня в апокалипсис жирная пища в огромных количествах и покурить. Всё, что традиционно приветствуется на праздники. Также усугубляют ситуацию высокое содержание сахара в алкогольных напитках (коктейли, сладкое шампанское), наличие в них сивушных масел ( домашнее или некачественное спиртное), а также полезные в другой ситуации танины (они придают тёмный цвет алкоголю). Потому, если уж вы собираетесь пить много, то выбирайте прозрачный светлый напиток без аромата и сахара. Безопасная доза алкоголя по расчетам ВОЗ: 30 мл водки, примерно 200—300 мл пива или 80-90 мл вина. С наступающими! Берегите себя. Ваш Злой Гринч
Взрослые не стареют
В биологии есть такое понятие, как неотения. Это когда организму не обязательно переходить во взрослую форму, чтобы спариться и оставить потомство. Всем знакомый симпатичный аксолотль - это не взрослое животное, а личинка земноводных рода Амбистом. Как головастик у лягушек. Аксолотль может стать взрослой особью. Но не хочить:) Ему и так норм. Неотения в природе - явление не такое уж и редкое: в стабильной и обильной среде становится невыгодно тратить время и ресурсы на трудоёмкое взросление. Эволюция,...
Соломинка в заднице, или голая правда про моду
Павлиний хвост долго не давал покоя Дарвину. Он противоречил теории естественного отбора: Дарвин топил за выживаемость особи, а тут откуда-то взялся павлин со своим гигантским веником. Ну явно же это странное приспособление мешает ему улепётывать от врагов. А оленьи рога? Сколько ценнейших ресурсов нужно потратить, чтобы отрастить эту замысловатую люстру на голове, которая предательски цепляется за ветки. Но если рассмотреть эти совершенно бесполезные (а часто даже вредные) атрибуты не со стороны...
Монстры Шпигельмана, или "Время, утолившее свою мечту"
Вирусы настолько просто устроены, что некоторые вообще сомневаются, причислять ли их к живым организмам. Вирус вроде как неживой, но только живой. А вообще: всё будет зависеть от того, какое определение жизни вы используете.
В 2007 году по результатам экспертных советов NASA было выдвинуто такое рабочее определение: «Жизнь – это химическая система, способная к дарвиновской эволюции.» А для эволюции по Дарвину необходимы и достаточны всего 4 условия.
- эволюционные единицы должны порождать собственные...
Проблемы цивилизации: цена стабильности и комфорта
«Ты знаешь, мужчина изобрел автомобили, чтобы мы могли ездить,
Мужчина построил поезда для перевозки тяжелых грузов,
Мужчина открыл электричество, чтобы вывести человечество из темноты,
Этот мир создан мужчиной»
(из песни «It's a man's man's man's world») Никто (кроме неадекватных) не поспорит, что этот стабильный, сытый и безопасный мир за окном построен преимущественно мужчинами. И, если социология может на эту тему широко разглагольствовать, то биология объясняется вполне однозначно: мужской пол был и есть основная движущая сила прогресса человеческой цивилизации...
Эти неопознанные летающие объекты - микроскопические личиночные стадии морских ежей и офиур (змеехвосток). Называются они плутеусы (от лат. pluteus — щит). Эхиноплутеус и офиоплутеус соответственно. Плутеусы имеют собственный известковый скелетик, ротовое отверстие, желудок, короткий кишечник и анус - то есть это детёныши, которые вполне самостоятельно питаются. Средством передвижения плутеусов являются многочисленные ресничные клетки. За счет биения ресничек неопознанный объект движется в толще воды и загоняет в ротяру разнообразных одноклеточных, например планктонных диатомей. Чумовые штуки, правда? А как думаете, какой стороной вперед они плавают? Ответ тут: dzen.ru/...c01
От науки к чупакабре и обратно
В восьмидесятые моя семья жила в многоэтажном доме. Высотка была новая, но у многих почтовых ящиков за первые пару-тройку лет сломались замочки. С их починкой никто не заморачивался (воровать почту в СССР было немодно), и потому почтовые ящики часто висели с отвалившейся челюстью, показывая содержимое всем входящим в подъезд. Я хорошо помню, как в разинутых ртах этих жестянок, среди обычных в то время газет, мелькали журналы «Наука и жизнь», «Химия и жизнь», «Юный Техник». В нашем ящике раз в месяц неизменно появлялся «Юный Натуралист»...
Как мы меняемся в процессе сна. Люди племени Пираха не любят спать. Они считают, что каждый раз во сне человек чуть-чуть умирает, а его замещает кто-то другой. Эти изменения накапливаются день за днём и в конце концов (примерно раз в 7-10 лет) каждый Пираха умирает и просыпается иным. Этот человек получает новое имя и живёт дальше, пока его место не займёт следующий незнакомец. Философия Пираха, несмотря на её кажущийся абсурд, как нельзя лучше отражает нашу биологию. Ведь мы и правда каждый день во сне немножко умираем и просыпаемся изменёнными. И физически, и ментально. Именно во время сна клетки организма активно делятся и замещают ослабших собратьев. Все структуры преобразуются в соответствии с запросами среды: если что-то днём напрягалось, то во сне укрепится и разовьётся, если что-то не использовалось – понемногу начнёт исчезать. В мозге самые существенные изменения совершаются также во сне. Происходит консолидация памяти: перенос полученной за день информации из кратковременной памяти в долговременную. А это даже ФИЗИЧЕСКИ меняет мозг на клеточном уровне: изменяется конфигурация нейронной сети за счет роста отростков нейронов и соединение их между собой при помощи синапсов. Наряду с образованием новых синаптических связей между клетками, происходит синаптический прунинг - те соединения клеток, которые давно не использовались, подлежат «обрезке». Примерно так происходит забывание и утеря навыков. Так что, Пираха всё верно подметили. Во сне мы активно меняемся. Каждое утро каждый из нас просыпается немного другим человеком, хочет он этого или нет. Изменения происходят незаметно, как медленная жизнь растений, но они накапливаются годами, набирают критическую массу. И в конце концов, проснувшись одним прекрасным утром, ты обнаруживаешь, что решения десятилетней давности настолько чужды, будто были приняты кем-то, но точно не тобой. И от прежних вкусов ничего не осталось. И философия жизни твоя уже переписана от А до Я, предыдущую редакцию можно без сожалений выкинуть в урну. А в зеркало глядит другой человек. Это вовсе не значит, что нужно от прошлых решений отказаться или перестать нести за них ответственность. Но вот что точно стоит сделать - так это оставить тщетные попытки примирить себя нового с тем, кого, по сути, уже больше нет. Перестать тащить на себе чувство вины за его ошибки и упущенные возможности. Выдохнуть с облегчением, взять с собой лишь небольшую сумку с опытом и переехать в будущее, пахнущее свежими обоями. Ведь именно там нас ждёт много работы, а не в прошлом. Жаль, что мы не меняем имена, проснувшись другими. Я бы сменила уже пятое. А вы?