Цветковые растения в ходе эволюции многократно переходили от перекрестного опыления к самоопылению. Обычно происходит путем утраты механизмов, препятствующих самоопылению. Испанские биологи обнаружили уникальную адаптацию к самоопылению у растения Erysimum incanum (желтушник седой): во время раскрывания цветов этого растения тычинки двигаются так, что пыльники трутся друг об друга и о рыльце пестика.

До сих пор мало известно о том, как происходит формирование зависимостей на клеточном уровне. Нейробиологи из Женевского университета провели серию экспериментов с применением оптогенетической стимуляции нейронов мозга мышей. Животные могли сами стимулировать свой мозг — так у них формировалась зависимость, которую затем пытались снять. Отслеживание происходящих при этом изменений в мозге показало, что при устойчивой аддикции усиливаются связи между нейронами орбитофронтальной коры и дорсальной части полосатого тела.

Открытие нового представителя малоизвестной и сильно обособленной группы жгутиконосцев, которая называется Hemimastigophora, привело к очередному пересмотру мегасистемы эукариот. Оказалось, что группа Hemimastigophora, вероятнее всего, является сестринской по отношению к огромной группе Diaphoretickes, в состав которой входят почти все фотосинтезирующие эукариоты. Полученные новые данные могут помочь в поисках корня эволюционного древа эукариот.

Секрет успеха некоторых патогенных грибов — половое размножение, которое приводит к генетической рекомбинации и позволяет организмам развивать высокую лекарственную устойчивость. Таким свойством обладает Cryptococcus neoformans, возбудитель инфекционного менингоэнцефалита у человека, уносящего ежегодно более 600 тысяч жизней по всему миру. Ученые выявили два гена, координирующих важные этапы спорообразования у криптокока. Отключение этих генов полностью останавливает этот процесс.

Международному исследовательскому коллективу удалось уточнить датировки находок из Денисовой пещеры при помощи оптико-люминесцентного и радиоуглеродного датирования многочисленных проб грунта, костных фрагментов, костяных изделий и частиц угля. Исследование показало, что пещера была обитаема уже около 300 тысяч лет назад. Следы денисовцев охватывают диапазон от 200 до 50 тыс. лет назад, неандертальцев — от 190 до 100 тыс. лет назад. Следов присутствия в пещере палеолитических сапиенсов пока не найдено.

Столкновения с астероидами и крупными метеоритами в истории Земли случались неоднократно, однако довольно сложно понять, с какой частотой это происходило в разные геологические эпохи. Ответ, как ни странно, дает Луна: использование данных зонда Lunar Reconnaissance Orbiter позволило ученым впервые определить возраст всех крупных лунных кратеров и сравнить полученные результаты с имеющимися данными для нашей планеты. Выяснилось, что 290 млн лет назад интенсивность метеоритного потока возросла примерно в 2,6 раза.

Самцы горбатых китов поют одну и ту же песню, постепенно усложняя ее и перенимая нововведения друг у друга — это так называемая культурная эволюция. Но у горбачей, обитающих в водах восточной Австралии, раз в несколько лет происходят «культурные революции»: песня резко и практически синхронно у всех меняется на другую. Ученые выяснили, что если песни эволюционировали, то их сложность постепенно возрастала. А вот если песни резко сменялись на новые, то их структура всегда упрощалась.

Фенотип определяется не только генами и средой, но и «случайным шумом», который неизбежно присутствует на всех уровнях организации живых систем, в том числе на уровне экспрессии генов. Сравнение транскриптомов 168 проростков Arabidopsis thaliana, генетически почти идентичных и развивавшихся в одинаковых условиях, выявило закономерности в случайной изменчивости генной экспрессии, а также существенные различия между генами по размаху такой изменчивости.

Сравнение данных полногеномного секвенирования нескольких человекообразных обезьян и нескольких тысяч людей в тройках «мама, папа, ребенок» показало, что число новых мутаций у людей в 1,5 раза меньше, чем у обезьян, что большинство мутаций возникают в ассоциации с сайтами рекомбинации при кроссинговере из-за ошибок репарации и что горячие сайты рекомбинации располагаются преимущественно в некодирующих участках и регулируются эпигенетически.

Судя по ископаемым остаткам, примерно 541 млн лет назад — в начале кембрия — случился переломный момент для всей жизни на Земле: с этого момента пошел быстрый рост биоразнообразия. Почти все геологи и палеонтологи сходятся в том, что докембрийские организмы жили только в морской среде. Однако австралийский палеонтолог Грегори Реталляк уже много лет доказывает, что часть из них жила на суше. Недавно вышла его статья с новыми аргументами.

Американские химики получили аммиак из азота и воды, не используя ни жестких условий реакций, ни катализаторов. Для активации азота они использовали плазменный электрод. Новый способ, если его получится масштабировать и внедрить в промышленность, существенно снизит затраты энергии на производство аммиака — сейчас на этот уходит около 1% всей вырабатываемой энергии.

За последние 10–15 тысяч лет отдельные популяции трехиглых колюшек независимо переселялись из моря в пресные водоемы. При этом у них каждый раз происходила утрата пары брюшных плавников, связанная с выпадением одного и того же регуляторного фрагмента ДНК. Выяснилось, что находящиеся в данном участке нуклеотидные повторы повышают частоту возникновения двухцепочечных разрывов ДНК и потерь участков хромосом, которые поддерживаются отбором.

Два независимых исследования показали, что из-за жизнедеятельности американских муравьев-листорезов из рода Atta в атмосферу попадает значительный объем углекислого газа и оксида азота. В одной из работ установлено, что гнезда муравьев-листорезов могут на 60% усиливать выведение CO₂ из почвы. В другой — что по интенсивности выделения N₂O мусорные кучи муравьев-листорезов сопоставимы с рукотворными очистными сооружениями.

Поведенческие и генетические исследования на мышах показали, что существует связь между ожирением, эмоциональным состоянием и клеточным старением (сенесцентностью). У растолстевших мышей повысилась тревожность, в мозге скопились сенесцентные клетки с жировыми каплями, а нейрогенез замедлился. Терапия препаратами-сенолитиками снизила тревожность мышей и усилила нейрогенез, подтвердив, что всему виной — именно сенесцентные клетки.

Крупные хищные птицы во время дальних перелетов стараются не лететь через море, делая большой крюк в обход, поскольку над водой птицы не могут парить. Единственное исключение — рыбоядный хищник скопа, способный пролетать над морем сотни километров без остановки. Оказалось, что скопы далеко не всё время машут крыльями, а используют термические потоки, хотя и не так часто, как при полете над землей.

Примерно 252 миллиона лет назад, на рубеже пермского и триасового периодов, случилась крупнейшая биосферная катастрофа в истории Земли. Американские ученые построили модель, чтобы оценить, как морские животные могли справляться с изменениями условий обитания в то время. Их результаты говорят о том, что для морских экосистем главными факторами нарушения экологического равновесия были рост температур и снижение содержания кислорода в воде.

Крысы помогают не только близким родственникам, но и другим крысам, которые уже приносили им пользу. Неожиданно, что такой сложный вариант социального поведения присущ грызунам. Новое исследование показало, что крысы готовы прийти на помощь даже роботам, которые лишь отдаленно похожи на крыс.

Теоретически, ускоренное старение организма может быть поддержано родственным отбором при соблюдении ряда специфических условий, таких как «наследование ресурсов» и очень быстрое снижение плодовитости с возрастом: тогда гены распространяются лучше, если особь умирает молодой. Британские геронтологи показали, что у нематоды C. elegans соблюдаются эти условия, а старение и смерть имеют характерные черты «запрограммированных» онтогенетических процессов.

В ходе двухлетнего эксперимента на острове Борнео ученые проверили гипотезу о влиянии термитов на стрессоустойчивость тропического леса. Убрав большую часть термитов на нескольких участках леса, ученые показали, что эти насекомые способствуют сохранению влаги в почве, увеличению циркуляции необходимых растениям элементов и выживаемости проростков. Эта работа демонстрирует, насколько тесно связаны в экосистеме тропического леса самые разные компоненты и насколько важно их сохранять.

Несмотря на то, что в 2018 году в физике элементарных частиц совсем ярких сенсаций не произошло, работа теоретиков и экспериментаторов была очень продуктивной. Во второй части обзора основных результатов этого раздела физики обсуждаются главные достижения в физике нейтрино и результаты астрофизических наблюдений, полученные в прошедшем году.