Старинная рептилия

На территории североамериканского континента канадские палеонтологи из Университета Калгари обнаружили один из наиболее древних и вместе с тем один из наиболее хорошо сохранившихся скелетов доисторической водной рептилии, которая является ранее неизвестным подвидом динозавров отряда плезиозавров.

Строго говоря, плезиозавры не классифицированы как динозавры, так как не являлись ящерами, однако эти рептилии обитали в тот же геологический период - с начала Юрского до завершения Мелового периода (205-65 млн лет назад), поэтому с некоторой долей условности их также относят к динозаврам.

Новая ветвь плезиозавров получила название Nichollsia borealis и при жизни достигала 2,6 метров в длину. Свое название находка получила в память об Элизабет Ниxолс (Nicholls), которая в 1999 году руководила исследованием, в результате которого был обнаружен 23-метровый ихтиозавр - крупнейшая доисторическая морская рептилия, найденная до сих пор.

Что касается новой находки, то она была обнаружена еще в 1994 году во время стройки, когда земляными работами занимались работники компании Syncrude Canada в канадской провинции Алберта. Как пояснили специалисты, еще 14 лет потребовались на идентификацию древнего скелета - во время раскопок скелет фактически являлся частью большого камня.

Скелет был обнаружен на глубине 60 метров, что дает основания полагать, что Nichollsia borealis обитал именно в Меловой период. Как рассказали в Университете Калгари, обнаруженный скелет является целым за исключением лопатки и небольших фрагментов других костей.

"Этот образец был найден в песчанике, что несколько необычно, так как подавляющее большинство других археологических и палеонтологических находок обнаруживались в сланце. Однако эта среда не помешала по извлечении провести томографическое сканирование черепа для того, чтобы можно было судить о его внутренних структурах", - говорит палеонтолог Патрик Дракенмиллер.

По словам канадских ученых, данная находка лишний раз подтверждает гипотезу ученых о том, что в Северной и Южной Америке обитали совершенно разные особи динозавров и рептилий даже в те времена, когда климат и там и там был гораздо более мягким, чем сейчас.

Биопринтер

В технологии печати человеческих органов наметился прорыв. Первые образцы напечатанных живых тканей и построенных из них пространственных структур, пока довольно простых, биологи уже изучают в лабораториях. Впереди ещё много работы. Но, по словам учёных, первые "товарные" ткани из принтера появятся на рынке в самые ближайшие годы.

Несколько лет назад было показано, что печать биологических тканей — это не фантастика. Однако от ранних опытов до массового применения такой технологии в медицине пройдёт ещё не один год. Простой вроде принцип: наращивание клеточной ткани слой за слоем при помощи принтера, напоминающего по устройству обычный. Но тут главное — продумать все тонкости технологии, выявить её подводные камни.

Этим и занимаются профессор Габор Форгач (Gabor Forgacs) и его лаборатория Forgacslab в рамках проекта Organ Printing.

Форгач и его коллеги из университета Миссури (University of Missouri-Columbia) создали функциональные кровеносные сосуды и кусочки сердечной ткани при помощи своего перспективного способа печати органов, о чём и написали статью в журнале Tissue Engineering.

	Конёк Габора Форгача — биофизика (фото с сайта organprint.missouri.edu).

Кстати, о первых успешных опытах Форгача и разработанном им методе печати живых тканей мы вкратце рассказывали. Говоря упрощённо, в экспериментах университета Миссури используется трёхмерный биопринтер (построенный по заказу учёных компанией nScrypt), заправляемый живыми "чернилами". Он по командам компьютера и выстраивает нужную "конструкцию" слой за слоем.

Надо сказать, что существуют разные способы культивирования тканей для тех же целей (в качестве имплантата). В частности тканей сердца (вот только три примера таких исследований: 1, 2 и 3). Однако во всех них для выращивания даже простой сердечной заплатки необходимо сначала создать "монтажный каркас", который задавал бы форму будущего органа или трансплантата.

Преимущество нового метода в том, что такая основа вообще не требуется — форму сосуда, кусочка печени или сердечной мышцы задаёт сам принтер. А ведь любой "каркас" для клеток, попавший в организм в составе имплантата, это потенциальный инициатор воспаления, отмечает Габор.

Мы уже говорили, что экспериментатор ведёт печать не отдельными клетками (как пробуют другие учёные, работающие на той же ниве), но конгломератами, насчитывающими десятки тысяч клеток. Как же получается, что они формируют нужную по составу и структуре ткань?

Вот подробности технологии.

Общая схема печати органа "по Форгачу". Пояснения — в тексте (иллюстрация Forgacs et al).

Сначала (смотрите рисунок) специальное устройство нарезает заранее культивированную ткань (не являющуюся, однако, органом) или, точнее, плотную клеточную суспензию на микроскопические цилиндрики с соотношением диаметра и длины 1 : 1 (a). Далее цилиндрики эти скругляют в питательной среде, формируя микросферы – "биочернила". Одна их капля показана на фото. Диаметр её составляет 500 микрометров. Оранжевый цвет ей придаёт специальный краситель, введённый в мембраны клеток (b).

Картридж (c) принтера содержит микропипетки, заполняемые такими микросферами одна за другой. Трёхмерный принтер (d) может по очереди выдавать эти шарики (учёные также называют их "сфероиды") с микронной точностью. Микропипетки и область работы печатающей головки исследователи могут наблюдать в реальном времени при помощи камер, встроенных в принтер (e).

Печатает прибор сразу тремя "цветами". Два из них — это сфероиды с целевыми клетками (в последних опытах Форгача это были клетки сердечной мышцы и эпителиальные клетки), а третий — скрепляющий гель, содержащий коллаген, фактор роста и ряд других веществ. Он нужен будущему органу, чтобы сохранить свою форму до того момента, когда целевые клетки срастутся между собой.

Важно, что печатается гель вместе с "запчастью", в виде последовательно наносимых двухмиллиметровых слоёв, в которые и оказываются погружены микросферы с клетками разного типа (f).

Нанесённые вперемешку с гелем сфероиды (с тысячами клеток каждый) постепенно объединяются в нужную ткань, гель же удаляется (иллюстрация organprint.missouri.edu).

"Мы никогда не сможем полностью напечатать печень, со всеми её деталями, — говорит Габор, — но этого и не требуется. Если вы сможете инициировать процесс, природа доделает всё за вас". Иными словами, метод Форгача предполагает не печать совершенно готовых органов, ничем не отличающихся от тех, что работают в теле человека, а создание живых заготовок, к органам очень близких. Заготовок, доводку которых до ума возьмут на себя законы биологии развития.

Авторы опытов говорят, что происходящее в отпечатанном куске ткани идентично процессам, идущим в эмбрионе на ранних стадиях развития органов. Специализированные клетки, следуя внутренним "инструкциям", объединяются именно в ту систему, которую от них ждут.

Как пишет Nature, при печати клетками эндотелия в смеси с клетками сердца группа Форгача получила кусочек работоспособной мышцы, в которой все клетки объединились в единую систему через 70 часов после печати и начали синхронно сокращаться через 90 часов. При этом клетки эндотелия собирались в некие трубочки, напоминающие капилляры.

Примеры напечатанных Габором тканей и биологических "запчастей": (a) расположенные кольцом частицы "биочернил" (флуоресцирующие благодаря красителю двумя цветами) сразу после печати и через 60 часов; (b) эволюция трубки, набранной из колец, показанных на картинке (a); (c, вверху) 12-слойная трубка, составленная из клеток гладких мышечных волокон пуповины; (c, внизу) разветвлённая трубка (прообраз сосудов для трансплантации); (d) построение сокращающейся сердечной ткани. Слева показана решётка (6 х 6) из сфероидов с клетками сердечной мышцы (без эндотелия), распечатанных на коллагеновой "биобумаге". Если в те же "чернила" добавляются клетки эндотелия (второй рисунок — красный цвет, кардиомиоциты же тут показаны зелёным), они заполняют сначала пространство между сфероидами, а через 70 часов (d, справа) вся ткань становится единым целым. Внизу: график сокращения клеток полученной ткани. Как видно, амплитуда (отмерена по вертикали) сокращений составляет примерно 2 микрона, а период — около двух секунд (время отмечено по горизонтали) (фото и иллюстрации Forgacs et al).

Аналогично учёные печатали и просто отдельные небольшие сосуды. В процессе "набора" их стенок коллагеновый гель (иначе — "биобумага") подавался не только на края, но и в середину сосуда. Уже после соединения клеток в ткань сердцевина легко удалялась, оставляя проход для кровотока. Таким способом команда Форгача уже может создавать ветвящиеся сосудики на заказ, любой желаемой формы.

Сейчас исследователи работают над способом наращивания мышц на таких трубках, чтобы сделать их (напечатанные сосуды) достаточно прочными для сшивания с настоящими сосудами в ходе операции.

При этом группа работает над особо трудными для изготовления сосудами, диаметром меньше 6 миллиметров. Дело в том, что для сосудов более крупных давно существуют удачные синтетические заменители, применяемые в качестве трансплантатов. А вот создать из голой синтетики хорошие мелкие сосуды, и тем более – капилляры, пока не удаётся. Потому их выращивание и было бы настоящим выходом.

Структура полученных учёными тканей сердца (фотографии Forgacs et al).

Форгач и его коллеги создали компанию Organovo, также базирующуюся в Миссури, которая и займётся развитием технологии и выводом её на рынок. Причём теперь они заявляют: в течение нескольких лет в продаже должен появиться первый продукт фирмы. Это будут простые фрагменты тканей, предназначенные для токсикологических тестов (например напечатанные кусочки человеческой печени). Такие образцы могли бы заменить лабораторных животных.

Чуть позже должны появиться и напечатанные трансплантаты. Сперва это будут кровеносные сосуды.

Ну а дальше можно будет понемногу подобраться и к печати более сложных органов на заказ. Например, говорят разработчики данной технологии, одними из первых таких "запчастей" они начнут печатать человеческие почки. Интересно, что внешне органы эти, вероятно, и не будут выглядеть как почки, сообщают экспериментаторы, но работать в организме должны ничуть не хуже.

И пусть очередь органов, устроенных куда сложнее и работающих не столь просто, наступит позже, первые предвестники этих рукотворных, но при этом живых трансплантатов уже созданы. Так что работоспособность метода, хотя бы в его основе, можно считать доказанной.

Космические консервы

Микки Остерлу (Mikki Osterloo) из Гавайского университета (University of Hawaii) и ряд его коллег из других вузов США нашли на Красной планете россыпь отложений солей — хлоридов, которые, по мнению учёных, могут содержать законсервированные останки былой марсианской жизни.

Открытие произошло благодаря спутнику Mars Odyssey, не один год изучающему планету из космоса. Остерлу со товарищи воспользовались данными с термальной камеры THEMIS, ведущей съёмку в высоком разрешении, и вычислили в южном полушарии Марса около 200 участков, покрытых хлоридами. Это могут быть разные соединения, сообщают авторы работы, к примеру, обычная поваренная соль (хлорид натрия), хлорид магния и так далее.

Поскольку участки эти представляют собой низины (с каналами, идущими к ним, — уточняет PhysOrg.com), исследователи предполагают, что данные отложения (или, по крайней мере, большая их часть) происходят от солёных озёр, некогда испарившихся, либо от участков местности, подвергшихся воздействию грунтовых вод. И пусть по размеру эти "пятна" не так уж велики, они широко разбросаны по всему полушарию.

Возраст найденных отложений авторы исследования оценивают в 3,5-3,9 миллиарда лет и говорят, что такие залежи являются прекрасными "консервами", в которых могли сохраниться останки былой жизни.

О существовавшей некогда на поверхности Марса солёной воде планетологи заговорили ещё в 2004-м (примеры 1 и 2), да и в прошлом году они находили целые солевые отложения. Правда, в основном тогда речь шла о сульфатах. А ещё о прошлой жидкой воде говорили огромные отложения гипса и глины, и конечно, целое замёрзшее море.

Но вот залежи, богатые хлоридами, определить в данных со спутника было куда сложнее, так что они "запоздали".

Некоторые учёные указывают, что открытие Остерлу и его коллег (в плане возможной жизни на Марсе) – вещь обоюдоострая. Ведь трудно представить организм, которому понравилась бы чрезвычайно солёная вода.

С другой стороны, и на Земле существуют бактерии, способные выжить на Красной планете в условиях сильного ультрафиолета и той же повышенной концентрации соли. О таких экстремофилах мы рассказывали здесь и тут.

Увы, ни один из районов с хлоридами не выбран в качестве возможной посадочной площадки для большого марсохода Mars Science Laboratory, который стартует к Марсу в 2009-м. Для него уже определены иные приоритетные цели – участки, богатые глинами. Они тоже способны поведать о прошлом воды на Марсе и, возможно, жизни. Но районы с солью в этом плане были бы более перспективными, чем "глиняные". Так утверждает Виктория Гамильтон (Victoria Hamilton) из Гавайского университета, один из членов команды Остерлу.

Ученые советуют: жениться надо на младших

Согласно отчетам шведских ученых, наиболее продуктивными являются браки, в которых мужчина старше женщины. На этот раз ученые пытались выяснить, какая же разница в возрасте является оптимальной, и пришли к очень интересным выводам.

В прошлом году исследования показали, что оптимальной разницей являются 4-6 лет, но недавно были учтены дополнительные исследования, и оказалось, что оптимальная разница в возрасте супругов может составлять… 15 лет!

Как такое может быть? Очень просто. Давайте взглянем на исследования поближе.

В прошлом году исследователи из двух университетов Вены, Мартин Фидер и Сюзанна Хьюбер, внимательно изучая шведскую статистику, вывели довольно простое уравнение, отражающее зависимость между разницей в возрасте родителей и количеством их детей. Для семей, проживших без разводов, оптимальной оказалась разница 4,0-5,9 лет. Причем старше должен быть мужчина.

Объяснение такого положения дел было вполне будничным: «Мужчины предпочитают женщин, которые младше их, из-за физической привлекательности, а женщины предпочитают мужчин, которые старше их, из-за чувства стабильности и защищенности, которое те могут предоставить».

Впрочем, исследования Фидера и Хьюбер вскоре были подвергнуты критике. Например, Эрик Линдквист из стокгольмского исследовательского университета промышленной экономики указал на то, что в расчетах не учтена особая важность возраста женщины. Ведь какова бы ни была разница в возрасте, женщина ставшая матерью в 35 лет имеет гораздо меньше шансов быть более многодетной, чем родившая в 20.

Однако, даже после добавления в вычисления подобных факторов и учета критики, результат не изменился. Похоже, разница в 4-6 лет была идеальной. И вот в этом году ученый из финляндского университета Turku Самули Хелль доказал, что оптимальной может быть разница в 15 лет. Все зависит от культуры исследуемого народа.

В 2001 году Хелль изучал демографию народа саамов, проживающих в северных частях Норвегии, Швеции, Финляндии, а также на Кольском полуострове. Результаты своих исследований ученый так и не опубликовал, но после публикации теории Фидера и Хьюбер он поднял старые записи и произвел вычисления. Опираясь на демографическую статистику с XVII по XIX век и используя методику венских ученых, Хелль получил поразительный результат. Оказалось, что для саамов оптимальная разница родителей в возрасте составляет 15 лет.

Объяснить этот результат исследователь пока не может. Видимо, это как-то связано с культурой этого северного народа.

New Scientist

Океан на спутнике Сатурна

Американские астрономы считают, что на одном из спутников Сатурна когда-то был "подземный" океан, глубина которого достигала 100 км. Данное открытие было представлено на 39-ой научной космической конференции, проходившей в американском городе Хьюстоне, сообщает Би-би-си.

Ученые давно задавались вопросом, в результате чего на ледяном спутнике Тефия возник гигантский разлом Итака (Ithaca Chasma). Расчеты, сделанные Эринной Чен и Фрэнсис Ниммо из университета Калифорнии, показали, что, скорее всего, каньон был сформирован в результате резкого потепления и последующего похолодания.

Ученые полагают, что когда-то под действием гравитации другого спутника Сатурна, Диона, орбита Тефии стала эксцентрической, что привело к резкому потеплению, в результате которого во внутренних слоях спутника был сформирован океан. После того как взаимодействие между спутниками прекратилось, наступило резкое похолодание.

Последовавшее за этим замерзание океана вызвало деформацию внутренних слоев спутника, в результате чего возник разлом, протянувшийся с севера на юг на расстояние около 2 тыс. км. Его глубина в разных местах составляет от 3 до 5 км.

Спутник Тефия был открыт итальянским астрономом Джованни Кассини 21 марта 1681г.

Столкновение черных дыр

Астрономы из университета Джона Хопкинса показали, что слияние двух сверхмассивных черных дыр может порождать длительное (до 100 тысяч лет) инфракрасное послесвечение, которое сравнительно легко обнаружить современными инструментами, сообщает журнал New Scientist.

Сверхмассивные черные дыры могут превосходить Солнце по массе в несколько миллиардов раз. В настоящее время предполагается, что в ядре большинства галактик, включая Млечный путь, находится сверхмассивная черная дыра.

Столкновение двух черных дыр, приводящее к их последующему слиянию, - явление, давно интересующее астрономов. Во время такого слияния должно высвобождаться огромное количество энергии, значительная часть - в виде гравитационных волн, которые давно ищут, но пока напрямую не зафиксировали.

Новые расчеты Джереми Шниттмана (Jeremy Schnittman) и Джулиана Кролика (Julian Krolik) из университета Джона Хопкинса показывают, что слияние сверхмассивных черных дыр должно также вызывать инфракрасное послесвечение продолжительностью около 100 тысяч лет. Источником излучения станут аккреционные диски - газопылевые диски, вращающиеся вокруг черных дыр и постепенно поглощающиеся ими. При слиянии дыр орбиты вещества в дисках нарушатся, и частицы будут сталкиваться друг с другом. Постепенно газ "успокоится", но до того из-за подобных внутренних столкновений значительная часть энергии перейдет в электромагнитные волны и будет в конце концов испущена диском в виде инфракрасного излучения.

Итоговое инфракрасное излучение может быть обнаружено, например, телескопом "Спитцер". Слившиеся черные дыры будут отличаться от других источников инфракрасного света отсутствием излучения на других волнах, в частности, ультрафиолетовых и рентгеновских. По расчетам Шниттмана и Кролика, в наблюдаемой Вселенной в настоящее время должно находиться 10⁴-10⁵ таких источников.

Работа Шниттмана и Кролика подана в журнал Astrophysical Journal.

Древнейший примат

Останки древнего примата, датированные возрастом 55,8 миллиона лет, найдены близ города Меридиан (Meridian) в штате Миссисипи. Они заставили учёных пересмотреть взгляды на пути расселения приматов по планете.

Поволноваться биологов заставил крохотный примат Teilhardina magnoliana, весивший менее 30 граммов, обитавший на деревьях и питавшийся насекомыми и фруктами. Жили эти пушистые создания на границе палеоцена и эоцена.

Ранее близкородственные виды Teilhardina были найдены в Китае, Бельгии, Франции и США. Причём различный возраст окаменелостей заставил палеонтологов выдвинуть теорию о расселении этих крошечных приматов с востока на запад: из Китая, через Европу — в Америку. Это происходило, вероятно, под влиянием древнего глобального потепления.

Обнаружение останков трёх Teilhardina в Миссисипи и, главное, их датировка заставили исследователей перевернуть вышеуказанную схему с ног на голову. Теперь получается, что эти создания, появившиеся в Азии, сначала попали в Америку по так называемому Беринговому мосту (полосе суши, соединявшей 55 миллионов лет назад участки планеты, ныне являющиеся Аляской и Сибирью), став, к слову, старейшими приматами в этой части света, а уже позже — в Европу.

Новая схема расселения Teilhardina. Красным показан путь их миграции из Азии в Америку. Позднее, когда уровень моря упал, они переправились из Америки через Гренландию в Европу (оранжевая стрелка), а ещё позднее, когда увеличение осадков в Скалистых горах сделало их более пригодными для жизни, Teilhardina попали в Вайоминг (жёлтая стрелка) из Миссисипи (иллюстрация Mark A. Klingler/CMNH).

Палеонтолог Кристофер Берд (Christopher Beard) из музея естествознания Карнеги (Carnegie Museum of Natural History) называет Teilhardina "маленькими акробатами".

О своей находке этот учёный отрапортовал в "Слушаниях национальной академии наук".

Берд говорит, что из-за сильного охлаждения климата планеты примерно 35 миллионов лет назад обезьян, скажем, в Северной Америке не осталось, так что дальнейшая судьба тех же Teilhardina, обитавших на месте нынешнего штата Миссисипи, была печальна.

Но до того момента различные приматы, в том числе – и наши далёкие предки, успели завоевать два ключевых региона – Центральную Африку и Юго-Восточную Азию, где и пережили температурный минимум.