Соцсеть внутри тела, тайный язык слонов и романы с неандертальцами: новости науки

Как тебя зовут, слон?

Выяснилось, что слоны обращаются друг к другу с помощью неизменных индивидуальных звуков. Это еще одно из серии открытий, которые помог сделать искусственный интеллект. Нейросети анализировали 469 криков в двух стадах африканских слонов в саваннах Кении (всего кричали и слушали более сотни слонов). 

Слоны издают очень широкий спектр звуков, от громового трубного зова до неслышимых человеческому уху. «Имена» — это обычно гармонически насыщенные низкочастотные звуки. Оказалось, слоны их используют не всегда, а «выкрикивают», будучи на большом расстоянии друг от друга. Чаще всего так взрослые обращались к молодым слонам (исследователи предположили, что на освоение этого умения могут уходить годы).

Изучались также реакции: чужие имена игнорировались, а когда слонам проигрывали записи их имен, они реагировали положительно и энергично.

Еще исследователи доказывают, что в то время, как дельфины и попугаи обращаются к друзьям, подражая их типичным звукам, «имена» слонов не связаны со звукоподражанием — то есть слоны придумывают их друг другу произвольно. Такая произвольность знаков по отношению к обозначаемому до сих пор считалась исключительной особенностью человеческого языка, чуть ли не самым фундаментальным различием между человеком и животным.

Соцсеть внутри организма

«Все больше уверенности появляется в том, что одна из главных причин старения — нарушение коммуникации внутри организма», — пишет журнал Science. Возникло целое направление исследований, посвященное тому, как общение органов и тканей может предотвратить разрушительное воздействие возраста. С этой точки зрения, чтобы понять процесс старения, нужно изучить язык, на котором общаются наши органы. 

За последние пару десятилетий обнаружилось, что передача сигналов по телу — функция не только классических эндокринных желез типа яичников или щитовидной железы. Похоже, большинство органов и тканей бомбардируют друг друга огромным разнообразием молекулярных сообщений. Один жир посылает больше сотни разных молекул-сообщений, а мышцы — более 600. Даже кости, и те обмениваются сообщениями с мышцами, мозгом и другими органами.

Эта соцсеть внутри организма может оказывать мощное воздействие на здоровье. Например, когда воспаляется поджелудочная, существует высокая вероятность того, что воспалительная реакция распространится и на легкие, по вине сигнальных молекул, которые поджелудочная выделяет в кровь. 

В недавнем исследовании из этой серии мышам продлили молодость и жизнь (на 7%), модифицировав ген, который усиливает определенный сигнал от мозга к телу. Благодаря этой модификации у мышей в старости оставалась активной особая группа нейронов в гипоталамусе (с его помощью мозг управляет гормональной системой, а через нее — базовыми настройками физиологии, — Forbes Life). Исследователи обнаружили, что эти нейроны посылают по нервам сигналы к жировым запасам мыши. В ответ жировая ткань идет на растопку, добавляя мыши энергии, и еще своими средствами распространяет сигнальные молекулы, предотвращающие повреждения, связанные со старением, в самых разных частях тела.

Оказалось, что нейроны гипоталамуса с возрастом меньше генерируют этот стимулирующий организм сигнал, а нерв симпатической нервной системы, по которому сигнал распространяется, уже не так плотно примыкает к жировой ткани. Исследователи предполагают, что именно из-за этого с возрастом у мышей снижается активность, они ведут все более малоподвижный образ жизни, накапливают жир, начинают болеть. А усиление сигнала путем модификации гена делало мышей гораздо более бодрыми.

Неужели и мы стареем в том числе потому, что ослабевает подобный сигнал? И вообще из-за того, что нарушается коммуникация между нашими органами. «Каталогизация какофонии организма только началась, — пишут в Science. — Мы пересматриваем анатомию».

Самые длинные гены

У маленького, ничем доселе не примечательного новокаледонского папоротника (Tmesipteris oblanceolata), который растет только на отдаленном тихоокеанском острове, оказался самый большой геном из всех живых существ на планете (пока, впрочем, размеры генома известны лишь примерно для 20 000 видов). Его ДНК в 50 с лишним раз больше человеческой. 

Если бы ДНК из клетки папоротника, ширина которой составляет всего долю миллиметра, была распутана, она растянулась бы на 106 метров (наша — на два метра). Это на 7% длиннее, чем у предыдущего рекордсмена, японского цветка Paris japonica.

Но зачем? В этом, конечно, весь вопрос, только ответа на него нет. 

Возможно, это просто такой недостаток конструкции, устаревший громоздкий биокомпьютер, занимающий слишком много места. Ведь чем большего размера ДНК, тем крупнее должны быть клетки, чтобы вместить все это. И новые копии ДНК создавать сложнее, и ошибок будет больше, — это ограничивает репродуктивные способности, то есть, по идее, должно бы отсеяться в ходе естественного отбора. Возможно, поэтому самые большие геномы у медленно растущих многолетних растений. При этом у растений есть и крошечные геномы — в тысячи раз меньшие.

Ученые не знают, что делает большая часть ДНК в таких огромных геномах, как впрочем, и в нашем геноме. Некоторые считают, что это просто «мусорная ДНК» — там слишком много повторов. Другие ученые полагают, что мы пока просто не понимаем функций этих частей генома.

Знакомство с неандертальцами

Вышло важнейшее исследование роли неандертальцев в нашем происхождении. Проведенный с недоступной ранее точностью поиск неандертальских генов в сотнях геномов современных людей со всего мира и в 59 геномах древних сапиенсов из Европы и Сибири показал, что мы получили ДНК неандертальцев в результате одного длительного периода «перемешивания» сапиенсов с неандертальцами, который начался около 47 000 лет назад и длился 6000–7000 лет, — то есть примерно с момента начала успешной колонизации сапиенсами Европы и до вымирания неандертальцев.

Это, конечно, не исключает более ранних контактов, ведь еще 70 000 лет назад сапиенсы стали заселять Ближний Восток, где неандертальцы давно жили. Просто потомки тех браков не дожили до нашего времени. На самом деле, контакты были и еще раньше — данные неандертальца из Сибири, жившего 120 000 лет назад, показали, что даже у него были гены сапиенсов. Вероятно, разные группы сапиенсов совершали далекие путешествия из Африки задолго до «большого и окончательного выхода из Африки», просто в наших генах не осталось следов их спорадических романов с неандертальцами. Ведь большинство живших тогда групп людей не оставили потомков.

Но примерно 47 000 лет назад контакты сапиенсов с неандертальцами перестали быть спорадическими. Вероятно, прежде всего в Европе, где понаехавшие туда сапиенсы и старожилы-неандертальцы начали жить бок о бок с сильным взаимовлиянием культур, — по археологическим данным, это произошло около 45 000 лет назад.

Генетики считают, что пары сапиенсов и неандертальцев были совсем не редкостью — первоначально около 5% генов скрещивающейся популяции сапиенсов были унаследованы от неандертальцев, что означает, что каждый 20-й человек в популяции сапиенсов того времени был неандертальцем. Самые древние геномы сапиенсов содержали самые длинные участки ДНК неандертальцев. Но уже через несколько тысяч лет сегменты из ДНК неандертальцев в геноме сапиенсов стали намного короче, видимо, какие-то части были плохо совместимы с нашим геномом и от них избавились.

Другая часть генов неандертальцев пригодилась — исследование подтвердило, что современные люди приобрели полезные неандертальские гены, участвующие в пигментации кожи, иммунном ответе и обмене веществ.