Том 84, № 3 (2023)

Появление нервной системы является одним из важнейших событий в эволюции жизни на Земле. Детали этого события остаются малопонятными, в частности, объяснения требует большое разнообразие известных веществ-нейротрансмиттеров. Мы анализируем гомологи нейрональных рецепторов глутамата и гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) у Placozoa – животных без нервной системы, но обладающих подвижностью и поведением. Филогенетический анализ и сравнение аминокислотных остатков, ответственных за лигандную специфичность, показали, что эти рецепторы Placozoa неожиданно многочисленны, разнообразны и эволюционно динамичны и по всем этим признакам напоминают скорее обонятельные рецепторы высших животных. Наши результаты указывают, что хеморецепторная система была важным источником разнообразных рецепторов для возникающей нервной системы, а будущие аминокислоты-нейротрансмиттеры (глутамат, ГАМК, глицин) были релевантными внешними сигналами для первых животных, еще не имевших нервной системы.

Биопроспектинг (биоразведка или биопоиск), оформившееся с конца 90-х годов прошлого столетия направление исследований, стремительно развивается. В последние десятилетия число научных публикаций по этой теме возросло многократно. Морской биопроспектинг, как часть общего направления, характеризуется крайне широким спектром исследований, большая часть которых все еще находится в фазе накопления информации о генетическом и биохимическом разнообразии биологического материала. С целью оценки потенциала данного направления выполнен обзор результатов проведенных в мире исследований. В его рамках осуществлена периодизация направления, показан масштаб, основные факторы, проблемы и экономический фундамент развития биопроспектинга. Осуществлен анализ и классификация методологических концепций. Выявлена роль информации и рассмотрены последствия развития биопроспектинга. Существенное отставание российской науки в морском биопроспектинге требует принятия серьезных шагов в развитии этого важного и перспективного направления: создания соответствующей инфраструктуры и новых форм организации исследований, консолидации научного сообщества, включения в процесс бизнеса и государственных структур.

Целью исследований являлось установить характер (линейный или нелинейный) и форму (наличие экстремумов и трендов) зависимостей от времени скоростей апикального и радиального видов роста побегов двух типов (ветвления и формирования) у древесных растений на примере интродуцированного на Среднем Урале декоративного раннецветущего вида кустарников – форзиции овальной (Forsythia ovata Nakai). Проведено изучение сезонных динамик морфометрических показателей отличающихся по интенсивности роста и происхождению (вырастающих из верхушечных и спящих почек скелетной ветви) побегов, а также сделана оценка их связи с температурой воздуха и количеством осадков. Оба вида роста сопровождаются колебаниями величин приростов, продолжительность отдельных фаз которых составляет около 7 и более дней, что позволяет отнести данное явление к инфрадианным ритмам роста. Слабая связь характеристик наблюдаемых колебаний с погодными условиями указывает на преимущественно эндогенную природу определяющих их морфогенетических процессов. Рост побегов формирования начинается на 4 нед. позже, чем побегов ветвления, что связано, по-видимому, с временем активации роста спящей почки. Сезонные динамики величин скоростей и ускорений апикального и радиального роста побегов имеют вид не наблюдавшихся ранее, затухающих по амплитуде и изменяющихся по продолжительности фаз колебаний, завершающихся за 1–2 мес. до наступления неблагоприятных для роста условий среды. Вызывающие изменения скорости роста побегов процессы связаны, по-видимому, с действием двух или более разнонаправленных факторов, определяющих особенности и темпоральные обусловленности увеличения объема в различных сегментах побега (в том числе различный вклад деления и растяжения клеток в изменение геометрических размеров доменов апикальной меристемы). У обоих типов побегов существуют отличия сезонных динамик величин апикального и радиального приростов по продолжительности роста (6–8 и 4 нед. соответственно), количеству экстремумов, амплитуде и длительности отдельных фаз колебаний. Кривые динамик скоростей апикального роста имеют два максимума, а радиального – один. Каждый из видов роста, несмотря на задержку его начала у побегов формирования, имеет у разных типов побегов одинаковую общую продолжительность, а формы кривых сезонных изменений величин скоростей и ускорений у разных типов побегов аналогичны. Сходство форм кривых сезонных динамик отдельных видов роста у разных типов побегов указывает на наличие у побегов одинаковых, обусловленных в конечном счете генотипом, “программ” регуляции роста, проявляющихся в наблюдаемых колебаниях. Ритмичность роста побегов обоих типов в течение сезона позволяет предполагать существование взаимосвязи во времени скоростей деления и роста отдельных клеток, находящихся в функционально отличающихся группах клеток зоны апекса. Отличия динамик у разных типов побегов заключаются в том, что у побегов формирования амплитуды колебаний выше, чем у побегов ветвления. Эта особенность объясняет известный факт более высоких величин их суммарных приростов.