Череп и выход на сушу (i)

Хордовые животные появились в воде. Весь их организм, и особенно их уникальный двигательный аппарат (миохордальный комплекс), был приспособлен к плаванию в толще жидкости. В этом отношении хордовые резко отличаются от другой, еще более эволюционно успешной группы животных, а именно от членистоногих. Это ясно уже из названий: хордовые — те, у кого есть хорда, а членистоногие — те, у кого есть членистые ноги. У всех членистоногих с самого начала их эволюции были конечности, позволявшие ходить по морскому дну. Но такие конечности можно без особых проблем использовать на любой твердой поверхности, где бы она ни находилась, в том числе и вне воды. Это — одна из причин, почему выход из воды на сушу оказался для членистоногих относительно легким. Членистые ходильные ноги послужили им исключительно удачной преадаптацией.
Кроме того, членистоногие относятся к линяющим животным (экдизозоям). У них есть белково-хитиновая кутикула — плотная внеклеточная наружная оболочка, которая регулярно сбрасывается и которую можно, повысив содержание хитина, сделать твердой. Такая кутикула не только представляет собой готовый экзоскелет, но и отлично предотвращает потерю воды, особенно если добавить к ней эпикутикулу — тонкий водоотталкивающий поверхностный слой липидов. Это еще один фактор, облегчивший членистоногим выход на сушу.
У хордовых таких преадаптаций не было. Примитивные хордовые наподобие ланцетника стремительно плавали в воде, но на суше они были бы беспомощны. Парные конечности образовались у хордовых гораздо позже, чем у членистоногих, и другим путем. Поначалу они совершенно не годились для опоры на грунт, не говоря уж об активной ходьбе. Ранние позвоночные были чисто водными и плавающими существами. Ни о каком освоении суши им пока не приходилось и мечтать (рис. 1).


Начало эволюции членистоногих и начало эволюции позвоночных. Слева — Microdictyon, кембрийское животное, близкое к членистоногим (но не относящееся к ним: это представитель так называемых лобопод). Справа — Sacabambaspis, ордовикское бесчелюстное позвоночное. У микродиктиона прекрасно развиты парные ходильные конечности (они оканчиваются коготками). У сакабамбасписа, который жил гораздо позже, парных конечностей нет вообще, зато он хорошо приспособлен к плаванию. Источники иллюстраций: Bergstrom, Hou, 2001 и Zigaite, Blieck, 2013.

Естественно, членистоногие вышли на сушу первыми. Чтобы оценить этот факт по достоинству, вспомним, что нужная нам эпоха — ранний палеозой — состоит из трех периодов: кембрий, ордовик и силур. Кембрий — это период, когда и членистоногие, и позвоночные только появились. Самые ранние наземные следовые дорожки членистоногих, найденные палеонтологами, датируются рубежом кембрия и ордовика. В этот момент уже существовали какие-то членистоногие, регулярно выходившие из моря на берег. Полноценное освоение суши в ордовике маловероятно, но "вылазки" туда членистоногие уже совершали регулярно (есть и другие находки подобного рода). В силуре появляются многоножки и скорпионы. Последние, скорее всего, были тогда еще амфибиотическими, но тенденция к наземности у них уже проявлялась. Более того, в конце силура найдены первые хищные губоногие многоножки — наземные членистоногие, поедающие других наземных членистоногих. Это означает, что сообщество наземных членистоногих стало достаточно сложным и многочисленным, чтобы приобрести два трофическх этажа: "травоядных" (в самом широком смысле, включая поедателей мертвой органики) и хищников. Ну, а в начале девона появились наземные потомки ракообразных — насекомые, бурную эволюцию которых с тех пор было уже не остановить.
Все это время позвоночные продолжали жить в воде. Процесс их выхода на сушу начался только в девоне, длился долго и привел к успеху не с первой попытки: некоторые эволюционные ветви рыб, начавшие было приобретать "наземный" облик, оказались тупиковыми и вымерли либо прямо в девоне, либо в следующем периоде (карбоне). Полноценное освоение суши, предполагающее создание специфически наземных экологических ниш, оказалось для позвоночных очень трудным делом. Единственная группа, которой это в конце концов удалось, называется тетраподами.
homuncul

Психология власти

Занятная статья в журнале BRAIN (2009): «Синдром гордыни: приобретенное расстройство личности? Исследование президентов США и премьер-министров Великобритании за последние 100 лет».

Авторы, оба психиатры, один из которых поработал министром иностранных дел Великобритании, проводят мысль, что обладание властью вызывает изменения в мозге и психике, и предлагают считать такие изменения отдельной формой расстройства личности.

Синдром гордыни понимается как «образец поведения человека, который: (i) видит мир как место для самовосхваления посредством использования власти; (ii) имеет тенденцию действовать в первую очередь для улучшения личного имиджа; (iii) демонстрирует непропорционально большое внимание к образу и презентации; (iv) проявляет мессианское рвение и возвышение в речи; (v) объединяет себя с нацией или организацией; (vi) использует королевское «мы» в разговоре; (vii) проявляет чрезмерную уверенность в себе; (viii) явно презирает других; (ix) показывает подотчетность только высшему суду (истории или Бога); (x) демонстрирует непоколебимую веру в то, что будет оправдан в этом суде; (xi) теряет связь с реальностью; (xii) склонен к беспокойству, безрассудству и импульсивным действиям; (xiii) позволяет моральным устоям обойтись без соображений практичности, цены или последствий; (xiv) демонстрирует некомпетентность вкупе с пренебрежением к основным принципам разработки политики».

Да, психиатры склонны изобретать расстройства, и серьезного клинического исследования авторам провести не удалось, по понятным причинам. И да, они эту уязвимость признают, но считают, что идея стоит дальнейшего изучения: если всё правда, то миром управляют не вполне здоровые люди (впрочем, к такому выводу легко прийти и без исследований). Текст завершается известными словами: «Власть развращает, а абсолютная власть развращает абсолютно».

Статья вышла более 10 лет назад, призыв толком не был услышан. Опять же, по понятным причинам. Но отдельные исследования власти и статуса все же ведутся, о них пишет Atlantic:

«Дахер Келтнер, профессор психологии UC Berkeley, после многих лет лабораторных и полевых экспериментов признается: субъекты, находящиеся под влиянием своей власти, вели себя так, словно они получили черепно-мозговую травму, становясь более импульсивными, охотнее рискующими и, что особенно важно, менее искусными в умении видеть вещи с точки зрения других».

репост из t.me/dtulinov
homuncul

Свет, звук и Альцгеймер

Лет пять назад ученые из MIT запустили 'странный' проект: они искали способ лечить Альцгеймер без лекарств. Они создали ГМО мышей с амилоидными бляшками и каждый день на час включали грызунам мерцающий свет. Бляшки стали исчезать – похоже, мерцание вызывало в мозге гамма-ритм, который стимулировал нейроны и клетки микроглии.


Тогда я писал об этом в fb, см. подробности там.


В 2019 году та же команда добавила к свету звук. Возбуждение теперь запускалось и по зрительным, и по слуховым нервным путям (двойной удар по амилоиду). Бляшки исчезали в разных зонах мозга, а память мышей улучшилась. Я снова писал об этом в fb, почти ровно два года назад.


Никто толком не понимал, как это работает. Но восхищала простота и дешевизна решения – в сфере, где на исследования тратят $ миллиарды без особого успеха. Тут же цена вопроса лишь несколько светодиодов и динамик. Впрочем, успех на мышах ничего не гарантирует. Покажите на людях!


И вот на днях случилось продолжение истории.


Сейчас идет клиническое исследование на людях с легкой формой деменции при AD. Каждый день они включают у себя дома устройство GENUS, которое выдает мерцание и щелчки на частоте 40 Гц. Ученые из MIT выложили препринт, где подводят итоги первых трех месяцев. 


На фоне контрольной группы видны улучшения: замедлилась атрофия нервной ткани, повысилась функциональная связность, наладился сон и лучше результаты в тестах на ассоциативную память. И нет побочных эффектов. 


Авторы по-прежнему не имеют четкой объяснительной модели. Но, возможно, связь со сном не случайна: во время сна мозг очищается от мусора, и тогда разрушение структуры сна ведет к деградации клеток. И то, и другое характерно при AD. А гамма-волны возвращают сну правильную смену фаз.


Что ж, готов повторить, что говорил и 2019-м, и в 2016-м: до реального лечения Альцгеймера еще далеко. И выборка слишком мала, и времени мало прошло, и тесты бывают разные. 


Но все же мы стали чуть ближе к цели. Пять лет назад это многим казалось чепухой. Мне тогда не казалось и не кажется теперь. В наши дни часто говорят о подрывных технологиях, имея в виду нечто хай- и диптековое. Здесь же предельно простое решение (так не бывает) и предельно подрывное: в случае успеха оно подорвет фарм-индустрию.

40Hz sensory stimulation induces gamma entrainment and affects brain structure, sleep and cognition in patients with Alzheimer’s dementia [PDF]

homuncul

Какими могут быть машины будущего

В 2020-м году мировые сми писали про ксеноботов , причудливых созданий из живых клеток лягушки, их соорудили Джошуа Бонгард с Майклом Левиным. Однако не все знают, что Бонгард и Левин написали затем концептуальную статью о том, куда вообще движутся наши технологии создания машин и что из этого следует. А следствия там очень интересные. И это пока лучшая из всех статей, что я успел прочесть в этом году.

Авторы предлагают стереть границы между биологией, инженерией, информатикой и создать новую область науки. Ей предстоит изучать машины будущего, которых ещё нет и которые не похожи на всё, что люди конструировали до сих пор. Такими машинами нельзя управлять напрямую, их придётся убеждать. Статья меняет привычные представления о многих вещах, мне захотелось рассказать о ней, и я написал этот текст.

Бонгард (Josh Bongard), информатик из Университета Вермонта (The University of Vermont), много лет изучает и моделирует адаптивных роботов, умеющих видоизменять своё тело. В 2007 году он вошёл в топ-35 лучших молодых инноваторов мира, рейтинг, ежегодно составляемый MIT Technology Review, а в 2010-м на церемонии в Белом доме был награжден Президентской премией.

Левин (Michael Levin), директор Центра регенеративной биологии и биологии развития Университета Тафтса (The Allen Discovery Center at Tufts University), исследует механизмы регенерации и роста, экспериментируя с земноводными. Его нетривиальные идеи ценят в Агентстве перспективных исследований министерства обороны США: Левин вовлечён сразу в несколько проектов DARPA.

В марте 2021 года они опубликовали статью под заголовком: «Живые объекты не являются машинами (в понятиях ХХ века): обновляем метафоры механизмов в свете современной науки о поведении машин». По сути это манифест, где затронуты глубокие идеи о том, как устроена реальность. Бонгард и Левин полагают, что биология и информатика изучают одни и те же процессы, и пора совместить эти науки.

Технологии, развиваясь, говорят они, меняют смысл таких понятий как «машина», «робот» или «программа». Компьютеры — лишь малая часть пространства вычислительных систем, куда входит и живая природа, и нужно исследовать все их разнообразие, включая «машины, какими они могли бы быть».

Читать далее "Новые машины: скорее организмы, чем механизмы"

art is everywhere: 9 Lives: PUZZLE Socks

9 Lives: PUZZLE Socks с Заменяемой Скульптурной Пяткой 9 Lives / Sculpted Replacement Heel 9 Lives (новый метод!). Вы легко можете заменить пятку, если вам надоел её цвет (или если она проносилась), при этом у вас нет необходимости распускать весь носок. Так же легко вы можете заменить подошву носка. Вы можете использовать любую пряжу, любых цветовых сочетаний, используя остатки пряжи от других проектов.

 

Создайте своё маленькое произведение в стиле поп-арт!  Подробное пошаговое описание (с фото и схемами!) дано как для правшей, так и для левшей (отдельно!).   

9 Lives: PUZZLE Socks with the Sculpted Replacement Heel 9 Lives (new method!)   Create your own unique little piece of pop art!   The pattern (with photos!) for both right and left-handed people.