Теория симбиогенеза, предложенная 111 лет назад К.С. Мережковским, постулировала возникновение растений посредством интеграции фототрофных микроорганизмов в клетки гетеротрофных хозяев. К настоящему времени стало очевидным, что эта теория может быть использована для описания чрезвычайно широкого круга эволюционных процессов, происходящих в системах кооперативной адаптации. Нами предложено новое определение симбиогенеза как многоэтапного процесса преобразования надвидового комплекса в целостный организм (холобионт), основанного на формировании партнерами единой системы наследственности. Эта система возникает при переходе взаимодействующих организмов от факультативного к облигатному симбиозу и эволюционирует от состояния функциональной целостности, основанной на сигнальных взаимодействиях партнеров (симбиогеном), к структурной целостности, основанной на их обмене генами (хологеном). Связь предложенного подхода с исходной теорией К.С. Мережковского показана на материале статьи «Природа и происхождение хроматофоров в царстве растений» (C. Mereschkowsky. 1905. Über Natur und Ursprung der Chromatophoren im Pflanzenreiche. Biologisches Centralblatt. 25: 593-604). Нами проанализировано соотношение традиционной аргументации симбиогенеза (генетическая непрерывность органелл, основанная на их вертикальной передаче при размножении хозяев) с его современной аргументацией, которую использует предложенная Л. Маргулис теория серийных эндосимбиозов (ТСЭ): а) наличие в органеллах рудиментарных геномов; б) филогенетическое родство органелл со свободноживущими и симбиотическими микроорганизмами; в) идентификация переходных форм, связывающих свободноживущие бактерии и органеллы. Современные версии ТСЭ предполагают, что внедрение аэробных α-протеобактерий в анаэробные археи привело к возникновению эукариот, которые далее эволюционировали посредством рекрутирования в структуру клетки дополнительных эндосимбионтов, включая фототрофные цианобактерии и вирусы. Формами архей, близкими к общему предку эукариот, являются недавно открытые хемотрофные локиархеоты ( Lokiarchaeota ), клетки которых обладают рядом эукариотических черт, включая актиновый цитоскелет и способность к эндоцитозу. Убедительные доказательства в пользу ТСЭ получены при изучении цианелл (фототрофные симбионты простейших, совмещающие свойства свободноживущих цианобактерий и пластид), а также эндоцитобионтов насекомых с глубоко редуцированными геномами (менее 200 т.п.н.), которые, в отличие от митохондрий и пластид, сохранили способность самостоятельно осуществлять основные матричные процессы репликацию, транскрипцию, трансляцию. Одно из интригующих направлений развития ТСЭ анализ возникновения ядра и хромосом, которое может быть связано с внедрением сложно организованных «гигантских» ДНК-содержащих вирусов в анцестральные клеточные формы, обладавшие РНК-геномами (гипотеза вирусного эукариогенеза).

На основе изучения различных форм микробно-растительно-го взаимодействия сформулированы общие положения симбиогене-тики. Ее предметом являются надорганизменные генетические системы, возникающие в результате функциональной интеграции генов партнеров. Мы постулируем наличие у симбиозов не только генотипов,
но и фенотипов, формируемых в результате взаимодействия генов партнеров и представляющих норму реакции объединенной генной системы на условия внешней среды. Формирование симбиозов обычно не связано с рекомбинацией наследственного материала партнеров, однако обеспечивает направленное расширение их адаптивных возможностей за счет приобретения признаков, отсутствующих вне взаимодействия.
Ключевые слова: симбиоз, симбиогенетика, микробно-расти-тельные взаимодействия, клубеньковые бактерии, арбускулярная микориза, фитопатогены, коэволюция, надорганизменные генетические системы, симбиотическая азотфик-сация, бобовые растения.

«Головастики Пикассо» с искаженными чертами морды успешно перестраиваются в нормальных лягушек, демонстрируя гибкий тип «интеллекта» для решения проблем. Это в корне отличается от представления о жестком наборе инструкций, заложенных в ДНК. Но отчасти коррелирует с генетическим развитием когнитивных навыков.

Работа Майкла Левина в области клеточного интеллекта, биоэлектрической коммуникации и воплощенного разума «перевернет все».

В издании рассматриваются вопросы организации, происхождения и функционирования биологических систем вообще. Показана возможность возникновения функциональных биологических макромолекул из хаотической смеси малых молекул. Для студентов старших курсов естгеофака, учителей биологии и естествознания в качестве элективного курса, а также для широкого круга читателей, интересующихся современными проблемами общей биологии.

Живых существ нашли на глубинах до четырех с лишним километров, а по своему разнообразию они чуть ли не превосходят обитателей поверхности планеты.

Ученые обнаружили, что это происходит снова. Вид водорослей под названием Braarudosphaera bigelowii поглотил цианобактерию UCYN-A, которая позволяет им делать то, что водоросли и растения обычно делать не могут — фиксировать азот прямо из воздуха и комбинировать его с другими элементами для создания более полезных соединений.

Для детального изучения физиологии устойчивости растений к стрессовым условиям, вызванным абиотическими факторами, в круг исследования вовлекаются различные растительные объекты. Известно, что эндофитные бактерии способны улучшать ростовые процессы растений и облегчать перенесение различных неблагоприятных факторов среды. Объектом исследования является Lilium×hybrida ‘Trendy Savannah’ - декоративное многолетнее луковичное растение семейства Liliaceae Juss., азиатский гибрид. Материалы и методы. В исследовании использовали спектрофотометрические методы с целью анализа динамики содержания хлорофиллов а (Хл а ), b (Хл b ) и каротиноидов (Кар) под воздействием разных спектров света и инокуляции бактерией Bacillus subtilis (Bs) за вегетационный период. Результаты и выводы. За время изучения наибольшее содержание фотосинтетических пигментов в листьях наблюдали при белом спектре света, хотя в период цветения отмечали понижение значений Хл a /Хл b . Положительное влияние Bs на показатели Хл a +Хл b , Хл a /Хл b и Хл a +Хл b /Кар зафиксировали в фазу плодоношения в вариантах Bs+синий спектр света и Bs+красный спектр. В целом по совокупности полученных данных выявлено, что для получения высокодекоративного материала лилий в условиях закрытого помещения наиболее перспективно использовать красный + синий световой спектры в комбинации с Bs.

Группа ученых из Америки, Великобритании и Испании обнаружила новый механизм, который бактерии используют для общения между собой в биопленках. Оказалось, что бактерии общаются с помощью электрических сигналов, очень похожих на волны деполяризации, распространяющиеся в мозге человека и животных. Результаты своей работы исследователи опубликовали в Nature.

На сегодняшний день род Bacillus — один из наиболее известных и тщательно изученных представителей рода бацилл. Большинство бактерий рода Bacillus (включая B. subtilis) неопасны для человека и широко распространены в окружающей среде. Отсутствие патогенности у штаммов B. subtilis и их метаболитов позволяет считать
их наиболее перспективными в качестве основы пробиотиков нового поколения. Среди важных свойств, присущих B. subtilis, следует выделить способность закисления среды, а также продуцирования антибиотиков, благодаря чему происходит уменьшение воздействия различных условно-патогенных, а также патогенных микроорганизмов. Продуцирование антибактериальных факторов и различных энзимов B. subtilis стало основой нового
метабиотического продукта — Бактистатина. Он представляет собой биологически активную добавку к пище, состоящую из трех природных компонентов, которые дополняют действие друг друга. Это средство соединило в себе свойства активных метаболитов Bacillus subtilis и энтеросорбента. В статье приводятся результаты клинических исследований с использованием Бактистатина при различных патологиях ЖКТ у взрослых и детей. Полученные данные свидетельствуют о хорошей эффективности и безопасности Бактистатина.

Вопросы и ответы по биологии

Книга, написанная известным шведским ученым, рассказывает о молекулярной организации хромосом, об их строении и свойствах, а также о проблемах эволюции. Хорошо проясняют предмет тщательно подобранные красочные иллюстрации. Книга вносит значительный вклад в общую дискуссию о строении, свойствах хромосом и об эволюции живых организмов. Для специалистов-генетиков, эволюционистов, молекулярных биологов, биотехнологов и цитологов, а также для аспирантов, студентов и интересующихся проблемами клеточного генома.

Публикуются выжимки из четвертой главы книги Л.С. Берга «Теории эволюции» (1922). Сама эта глава является авторским обобщением книги «Номогенез, или Эволюция на основе закономерностей» (1922). Берг предвосхищает многие достижения современного синтеза и даже расширенного синтеза. Немало идей Берга сохраняют актуальность и могут быть развиты нынешними исследователями эволюции.

Том 11 (2006)

Используя модернизированное устройство для мониторинга воздуха, ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета заглянули в этот шлейф и обнаружили шведский стол из биологических и химических мелочей внутри нас, на нас и вокруг нас. Их результаты показывают в беспрецедентных деталях разнообразие бактерий, вирусов, химических веществ, частиц растений, грибов и даже крошечных микроскопических животных, которые проникают в наше личное пространство — бомбардировка, известная как человеческий «экспосом».

Со времени появления современной физической науки ученые многое узнали о том, как работает Вселенная в малом и большом масштабе. Однако объяснить жизнь пока не получается. Ученые до сих пор не в состоянии объяснить, в чем разница между живой и мертвой материей. Группа биофизиков предлагает свою гипотезу, которая может привести к решению этой проблемы. Они назвали ее «теорией сборки» и получили первые подтверждения ее работоспособности.

Дискуссия между сторонниками основных теорий биологической эволюции – селектогенеза (дарвинизма) и номогенеза – происходит, в основном, в русле противопоставления их одна другой, хотя высказываются и мнения, что эти концепции не
взаимоисключающи, а дополнительны. В поддержку последней позиции предлагается использовать выдвинутый ранее И.И.Шмальгаузеном междисциплинарный
кибернетический подход. Согласно его современному виду, живая природа представляет собой кибернетическую систему, имманентно включающую механизм иерархической адаптивной поисковой оптимизации её энергетики. Поведение одной
части элементов и связей такой модели живого интерпретируется в терминах дарвинистских версий теории эволюции, а другой части – номогенетических.

В середине прошлого века математик Джон фон Нейман описал роботов, которые могут воспроизводить себя из материалов, взятых из окружающей среды. Пока их никто не построил, но биологические системы обладают поразительным потенциалом, когда речь заходит о самовоспроизводстве. Знаменитый генетик из Гарварда Джордж Чёрч, руководивший проектом расшифровки генома человека, опубликовал статью о возможностях бактерий исследовать далекий космос практически бесплатно.

На филогенетическом древе появилась новая ветвь, которая существенным образом отличается от всех других форм жизни на Земле. Она такая же разнообразная, как царства животных и грибов вместе взятые и до сих пор о ней ничего не было известно. В эту супергруппу эукариот входят организмы, которых окрестили «львами мира микробов». Эти хищники образуют две группы: представители одной откусывают у жертв кусочек за кусочком, а вторые съедают их целиком.

MicrobeWiki — это бесплатный вики-ресурс по микробам и микробиологии, созданный студентами многих колледжей и университетов.

Американские химики установили, что пептидные связи — основа белков — не могут образовываться в водной среде. Легче всего сложные органические соединения формируются на границе между водой и воздухом — например, в морских брызгах. То есть для зарождения жизни необходимы и океан, и атмосфера.