В Северной Америке нашли новый вид жаб. И он уже под угрозой
В одном из самых засушливых мест Северной Америки ученые обнаружили и описали новый вид жаб. Новый вид обитает на ограниченной территории площадью около шести квадратных километров и ему, по мнению ученых, уже угрожает исчезновение из-за планирующейся стройки электростанций. Статья опубликована в журнале Zootaxa.
Пустынное нагорье Большой Бассейн расположено на западе Северной Америки в штате Невада и считается одним из самых засушливых мест на всем материке. В плейстоцене оно было покрыто озерами, которые сейчас высохли, и лишь один процент от всей территории занят небольшими ручьями и протоками. Из-за засушливого климата существование обитателей Большого Бассейна сильно зависит от воды, и в местах, где она присутствует, обнаруживаются «горячие точки» биоразнообразия. Именно в одной из таких «точек» ученые обнаружили новый вид жаб. Подобные открытия – редкость. В США не часто находят новые виды амфибий и с 1985 года были открыты только 3 новых вида лягушек. Находки новых видов жаб еще более редки и последняя была лишь в 1968 году.
Авторы данной работы собрали по всей территории Большого Бассейна выборку из 380 жаб, принадлежащих к 17 разным популяциям. В том числе в выборке оказались 76 представителей ранее неизвестного вида. У всех жаб, включая неизвестных, ученые измерили различные морфологические признаки, например, размер тела, длину и ширину головы, диаметр глаз. Новый вид отличался от других представителей рода, обитающих в том же регионе, небольшим размером тела и цветом. Ученые провели генетический анализ, чтобы посмотреть насколько связан новый вид с распространенной по всей западной Америке западной жабой. Они изучили контрольный регион – быстро эволюционирующий участок мтДНК, по которому можно определять принадлежность особей к различным видам. Результаты генетического исследования подтвердили, что эти жабы – отдельный вид. Авторы данной работы предложили назвать их Bufo (Anaxyrus) williamsi.
Новый вид жаб обитает на территории площадью не больше шести квадратных километров и со всех сторон этот небольшой участок биоразнообразия окружен засушливой местностью. По подсчетам авторов статьи, обнаруженный вид был отделен от других популяций на протяжении 650 000 лет. Точная численность жаб неизвестна и скорее всего она немногочисленна.
Новый вид жаб только открыли, но их существование уже под угрозой – совсем неподалеку от их местообитания планируется построить две геотермальные электростанции. Их хотят сделать максимально экологичными и безвредными для живых организмов, обитающих неподалеку. Но авторы статьи считают, что в процессе постройки и эксплуатации электростанций жабы все равно окажутся под угрозой исчезновения, потому что для различных целей будет использоваться вода из их местообитания. Они призывают обратить на это внимание и пересмотреть план постройки электростанций.
Несмотря на то, что большинство видов более-менее крупных позвоночных описано, исследователи продолжают открывать новые. Например, недавно российско-вьетнамским коллективом ученых был открыт новый вид жаб-эльфов в горах Вьетнама.
Впрочем, лишь на 4-6 дней
Европейские микробиологи обнаружили у почвенной бактерии Bacillus subtilis способность к хранению информации о смене дня и ночи. Если содержать бактерий в условиях 24-часовых суток, то у них устанавливался суточный цикл экспрессии ytvA — белка, чувствительного к синему свету. После смены режима освещения перестройка экспрессии ytvA происходила не мгновенно: признаки предыдущего цикла «день-ночь» сохранялись еще 4-6 дней. Чем ярче был свет днем, тем короче становился период колебаний экспрессии ytvA после перехода с режима «день-ночь» на полную темноту — так же ведут себя и некоторые циркадные ритмы человека. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Наиболее хорошо изучены циркадные ритмы, регулирующие поведение, рост и развитие эукариот. Но похожие внутриклеточные сигнальные пути описаны и у фотосинтетических прокариот, для метаболизма которых освещенность критически важна. Более того — в последние годы следы похожих систем находят в геномах и протеомах архей и бактерий, неспособных к фотосинтезу. Пока неизвестно, как устроены и для чего нужны такие системы прокариотам, неспособным к фотосинтезу. Марта Мерров (Martha Merrow) с коллегами-микробиологами из университетов Дании, Нидерландов, Великобритании и Германии описали циркадный ритм, связанный с регуляцией ответа на стресс у сапрофитной почвенной бактерии Bacillus subtilis. У бактерии есть несколько разновидностей фоточувствительных пигментов, от которых сигнал через цепочку посредников сходится на белках семейства Rsb. Они влияют на экспрессию более 200 генов, опосредующих ответ на осмотический, температурный, окислительный стресс и на действие антибиотиков. Основной пигмент, отвечающий за детекцию синего света у B. subtilis — белок ytvA. Ученые получили два штамма «дикого типа» B. subtilis и модифицировали их таким образом, чтобы бактерии синтезировали люциферазу вместе с белком ytvA (таким образом, клетки флуоресцируют прямо пропорционально уровню экспрессии ytvA). На первом этапе микробиологи в течение пяти суток растили культуры бактерий в условиях двенадцатичасового дня (монохроматический синий свет с длиной волны 450 нанометров) и двенадцатичасовой ночи (полная темнота). После того, как бактерии «привыкали» к такому режиму, их на неделю оставляли в темноте. Как и ожидали ученые, в первой фазе эксперимента активность ytvA падала спустя полчаса после включения синего света и плавно нарастала в темное время суток. Но во второй фазе колебания не исчезли, а их период растянулся до 29,4-30,2 часов, в зависимости от штамма. У культур B. subtilis, выросших без света, тоже были обнаружены колебания экспрессии ytvA с периодом 26-31 дня. Затем ученые решили посмотреть, как меняется активность ytvA при изменении продолжительности цикла «день-ночь». Как и в первой части экспериментов, сначала бактерии росли в условиях двенадцатичасовых периодов света и темноты. Но через пять дней ученые сокращали цикл в два или три раза. Поначалу после смены режима у бактерий сохранялся 24-часовой паттерн экспрессии ytvA, а рост активности гена в ответ на дополнительные периоды тьмы был менее выраженным. Но уже спустя пять дней бактерии «переучивались» на новый режим света и тьмы. Во время эксперимента ученые обнаружили у бактерий эффект, описанный в хронобиологии как «правило Ашоффа»: чем больше интенсивность освещения днем, тем короче становятся циркадные циклы в темноте у дневных организмов. При росте освещенности с 0,1 до 60 микроэйнштейнов на квадратный метр в секунду период колебаний падал в среднем с 27,5 ± 1,9 до 24,1 ± 0,7 часа. Ранее правило Ашоффа было описано в экспериментах на птицах и арабидопсисе, но не у прокариот. Открытие микробиологов показывает: сложно устроенные и зарегулированные циркадные ритмы распространены шире, чем считалось ранее. Впрочем, пока неизвестны белки, управляющие экспрессией фоточувствительного ytvA, и неясно, какие эволюционные преимущества дает бактериям такая регуляция. Авторы предполагают, что фоторецепторы, активирующие ответ на стресс, могут быть нужны почвенным организмам для регуляции для снижения интенсивности метаболизма на большой глубине. Подробнее о циркадных ритмах у представителей разных царств живой природы читайте в нашем материале «Ход часов лишь однозвучный», а о роли синего света в их регуляции — в материале «Только синь сосет глаза».