Превращение начинается...

С. Анофелес
(«ХиЖ», 2014, №6)

Палеонтологи не то чтобы часто, однако находят окаменевшие мягкие ткани животных. Как же они превращаются в камень? Ведь из общих соображений следует, что полностью органические ткани должны разложиться и исчезнуть практически без следа, в отличие, например, от костей, состоящих главным образом из минерального вещества. Причин тут несколько. Во-первых, после гибели организма в клетках включаются процессы автолиза — ферментативного разрушения биомолекул. Во-вторых, в этом процессе активно участвует кислород, окисляя все, что не разрушат ферменты. В-третьих, имеется немало желающих употребить органику в пищу.

Первые два процесса могут быть подавлены, если доступ кислорода к останкам затруднен: тогда не будет ни лизиса, ни окисления. А третий фактор, как ни удивительно, может стать помощником палеонтологов. Во всяком случае, это следует из опытов, которые провела международная группа исследователей во главе с Джеймсом Валентайном из Калифорнийского университета в Беркли («Proceedings of the National Academy of Science», 2008, 105, 49, 19360—19365; doi: 10.1073/pnas.0810106105). Они работали с зародышами австралийских морских ежей Heliocidaris erythrogramma: во-первых, те бывают весьма крупными, диаметром около миллиметра даже на этапе двух клеток, а во-вторых, окаменевшие зародыши древних ежей встречаются довольно часто.

Для начала иссоедователи обработали зародыши средством против лизиса — бета-меркаптоэтанолом, который создавал восстановительную среду, и антибиотиком. Образцы, помещенные после этого в морскую воду, никак не менялись (фото 1; надписи на фото: fe – оболочка яйца, сс – плотная цитоплазма оболочки, iс –внутренняя цитоплазма с липидными пузырьками). Таким образом было доказано, что без бактерий минерализация не пойдет. В следующей серии опытов лизису не стали мешать, и клетки за несколько часов предсказуемо утратили все свои структуры (фото 2). В третьем же опыте защищенные от лизиса зародыши поместили в морскую воду. Практически сразу на них стали селиться бактерии, видовой состав которых зависел от того, был кислород в воде или нет. Результат же от вида бактерий не зависел: все они создавали бактериальные маты, которые замещали съеденную органику. Эти маты состоят из клеток бактерий и полисахаридной ваты, соединяющей их вместе. Маты сначала покрывали поверхность яйца, затем бактерии проникали внутрь клеток и заполняли их тем же полисахаридным «войлоком» (фото 3). При этом морфология клеток сохранялась в мельчайших деталях, даже липидные пузырьки, содержавшиеся в исходной цитоплазме (фото 4), можно было различить (фото 5). А дальше начиналась собственно минерализация: маты замещал карбонат или фосфат кальция, в зависимости от кислотности воды. Причиной образования минерального вещества на месте органического считается выделение ионов из межклеточных биополимеров при их разложении. Во всяком случае, через несколько дней после начала процесса у некоторых бактерий в составе матов появлялись различимые в микроскоп панцири из белых кристаллов нанометрового размера. Поскольку получившиеся структуры весьма напоминают те, что видят палеонтологи в окаменевших зародышах морских ежей, исследователи сделали вывод: найденный ими механизм действительно работает и позволяет сохранить в веках точный отпечаток древних клеток.

pic_2014_06_22.jpg

Разные разности
Ab ovo…
В последние годы стали появляться исследования, реабилитирующие куриные яйца, которые мы так любим есть на завтрак. Очередные новые результаты получили специалисты из США, которые проверили, как потребление яиц со временем сказывается на интеллектуал...
Иммунитет и грязный воздух
Без всякой науки мы понимаем, что воздух должен быть чистым и свежим. Но где взять такой воздух в городах, особенно в крупных, в той же самой Москве, например?
Парадокс золотых самородков
Недавно австралийские ученые решили повнимательнее присмотреться к кварцу, в котором зарождаются золотые слитки. Какие у него есть необычные свойства? Одно такое свойство мы знаем — способность под давлением порождать пьезоэлектричество. Так, мо...
Пишут, что...
…за четыре года, прошедших с момента возвращения «Чанъэ-5» на Землю, ученые проанализировали доставленный лунный грунт и нашли в нем минерал (NH4)MgCl3·6H2O, который содержит более 40% воды… …у людей с успешным фенотипом старения, то есть у до...