Модельные организмы, полученные в программе <i>EvoDevo</i>
Процессы самоорганизации в онтогенезе многоклеточных: опыт имитационного моделирования
Разработана компьютерная программа «EvoDevo», позволяющая моделировать процесс самосборки упорядоченных структур из множества делящихся клеток. В программу заложен основной принцип онтогенеза многоклеточных: сложный организм возникает в результате согласованного поведения индивидуальных модулей (клеток), изначально имеющих одну и ту же «программу поведения», закодированную в геноме. В развитии модельных «организмов» выявлены свойства, характерные для реальных онтогенезов: стохастичность, присущая онтогенезу «по умолчанию»; необходимость стабилизирующих адаптации, основанных на отрицательных обратных связях; определяемая наличием таких адаптации эквифинальность (помехоустойчивость) онтогенеза; способность онтогенеза при сильных нарушениях генерировать новые морфологические структуры; канализированность эволюционных преобразований онтогенеза; низкая пенетрантность многих вновь возникающих мутаций и др. По-видимому, эти свойства являются следствиями заложенного в программу базового принципа.

Рис. 1. Река Сок
Экология для статистики – целина или пустыня?
Многочисленные статистические методы более или менее успешно используются в экологических исследованиях при анализе изменений пространственной структуры сообществ. Эти методы позволяют сравнивать эмпирические данные с «нулевыми гипотезами», постулирующими отсутствие связи между изучаемыми переменными. Это необходимо для того, чтобы ответить на главный вопрос, мучающий любого исследователя: «А не случайность ли полученный результат?» Однако адекватность даже современных статистических заключений сильно зависит от массы факторов, которые необходимо учитывать при каждом исследовании. К этим факторам можно отнести степень детализации исходных данных, масштаб и уровень группировки блоков исследуемых экосистем. Предложенные методы позволяют в общем-то эффективно определять достоверность полученных результатов, т.е., в случае изучения экологических сообществ, статистические методы лишь сигнализируют о наличии взаимосвязи между видами. Однако само объяснение взаимосвязи: межвидовыми взаимодействиями, влиянием окружающей среды и т.д. – по-прежнему остается уделом специалистов-экологов. В целом, в статье решается вопрос о корректности применения ряда методик (например, анализа «вложенности- nestedness») нового, пока ещё для многих непривычного, уровня.

Карачаево-Черкесия, Домбай, гора Мусса-Ачитара
Когда дешевеют листья
Растения природных фитоценозов, существующих на богатых почвах, обычно имеют более высокую скорость роста и относительно тонкие крупные листья со слабо развитыми механическими тканями – по сравнению с растениями бедных почв. С точки зрения затрат на построение единичного кусочка листа такие листья можно назвать «дешевыми». Будут ли «удешевляться» листья растений относительно небогатых почв при искусственном внесении в почву минеральных элементов? Оказалось, что внутривидовая реакция растений на удобрения может быть различной, однако именно те виды, которые «удешевляют» свои листья при удобрении, лучше прочих прибавляют в биомассе и, вероятно, повышают свою конкурентоспособность.


Жизнь муравьев немыслима поодиночке. На фотографии группа рыжих лесных муравьев-рабочих (</i>Formica rufa</i>).
Объединившимся сопутствует удача
Характер взаимодействия социального начала и генетического, относящийся к числу фундаментальных вопросов естествознания, рассматривается в данной статье на примере алгоритма поведения муравьиного сообщества. Многолетние наблюдения за колониями муравьев показали наличие у них стратегии «концентрации населения» - привлечения извне недостающих для устойчивой жизнедеятельности социума демографических ресурсов. Стремление к объединению с соседями – будь они своего или чужого вида – прослеживается на всех этапах жизни муравейников и носит универсальный характер, именно оно позволяет муравьям преодолевать превратности судьбы. Таким образом, в кризисных ситуациях социальные ценности имеют приоритет перед генетической близостью и даже видовой спецификой.


Сибирский дрозд (<i>Zoothera sibirica</i>).
Как оценить выживаемость птиц при помощи кольцевания?
Чтобы определить уровень выживаемости в популяции птиц, их ловят, метят, а на следующий год снова ловят и сравнивают число помеченных в прошлом году с числом повторно пойманных. Но переловить всех птиц невозможно, поэтому полученные результаты на самом деле отражают не выживаемость, а произведение выживаемости на еще одну неизвестную величину – вероятность поимки. Чтобы отделить одно неизвестное от другого и вычислить искомую выживаемость, необходимы многолетние данные и вероятностное моделирование. Специальная компьютерная программа MARK [http://www.phidot.org/software/mark/docs/book/] помогает решить эту задачу.

Сосательный аппарат и присоски, с помощью которых рачок-карпоед <i>Argulus foliaceu</i>s прикрепляется к телу рыб.
Стратегии паразитов: убить нельзя помиловать
Примитивные паразиты зачастую могут управлять поведением своих более высокоорганизованных хозяев. Манипуляции хозяином принимают различные формы в зависимости от нужд паразита. Паразиту, жизненный цикл которого проходит последовательно на нескольких видах животных, бывает выгодно в нужный момент «скормить» своего нынешнего хозяина – будущему. Напротив, паразиту, проживающему только на одном виде, на руку оберегать своих хозяев: например, согнать рыб в плотную стаю для их же безопасности, получив с этого дополнительную выгоду – близость брачного партнера, путешествующего на соседней особи-хозяине.

Электрический сом <i>Clarias macrocephalus</i>.
Электрические отношения рыб
Электрические разряды, генерируемые некоторыми рыбами, могут использоваться в качестве электрошокового оружия или локационной системы, помогающей рыбам ориентироваться в мутной воде. Однако обе эти функции – слишком специализированные, чтобы считать их первичными. Исходно электрические органы рыб, по-видимому, были маломощны и служили для внутривидового общения. В статье В.М. Ольшанского с коллегами увлекательно рассказана история изучения электрических рыб и представлены результаты экспериментов с азиатскими слабоэлектрическими сомами. В экспериментах показано именно коммуникативное поведение особей одного вида: агрессивное применение электричества в момент атаки при борьбе за территорию и, по-видимому, вполне дружеские электрические разряды, адресованные самкой – самцу во время спаривания.

Средиземноморская фруктовая муха (<i>Ceratitis capitata</i>) – опасный сельскохозяйственный вредитель, с которым во многих районах мира успешно борются при помощи биоконтроля.
Генетически модифицированные насекомые победят вредителей и спасут человечество от болезней
В борьбе с насекомыми-вредителями и переносчиками заболеваний человечество долго полагалось на инсектициды, но эта стратегия себя исчерпала. По-видимому, будущее за новыми, гораздо менее опасными и вредными для окружающей среды технологиями биоконтроля, такими как метод стерилизации насекомых (SIT). Ключевую роль в развитии SIT и других методов биоконтроля будет играть создание генетически модифицированных насекомых. В частности, для борьбы с малярией планируется использовать трансгенных малярийных комаров, не способных переносить заболевание, которыми будут замещать природные популяции переносчиков.

1 ... 31 32 33 34 35 36 37 38 39 ... 52
Элементы

© 2005–2026 «Элементы»