Живые организмы сравнили с песчаными горками

Живые организмы сравнили с песчаными горками

Математики из Израиля и Индии сравнили пропорциональный рост биологических организмов с ростом песчаных горок, чья структура возникает и поддерживается самопроизвольно. Работа пока не принята к публикации, но еепрепринт доступен на сайте Корнельского университета. Кратко содержание работы пересказываетблог Technology Review

Размеры многоклеточных организмов могут за время жизни увеличиваться в десятки и даже сотни раз. При этом очень важна пропорциональность роста разных частей тела, поскольку от нее зависит работа органов. Например, непропорциональность роста сердца может вызвать сердечную недостаточность. С точки зрения биологии пропорциональность достигается с помощью сложного взаимодействия генов, факторов роста и гормонов, однако биологи пока не могут получить цельную картину этого процесса.

Авторы настоящей работы, математики, решили взглянуть на пропорциональный рост сам по себе, не вдаваясь в детали физиологии, которые его обеспечивают. По словам ученых, пропорциональный рост биологических систем очень напоминает рост песчаных горок, которые давно привлекают внимание математиков.

Модели песчаных горок характеризуются четкой структурой, которая самопроизвольно возникает в результате их роста. Такие структуры растут пропорционально размерам всей системы, хотя ничто внешнее не контролирует эту пропорциональность. Модель обычно состоит из виртуальных песчинок, расположенных в ячейках матрицы. При добавлении новых песчинок в матрицу старые "обсыпаются", то есть перераспределяются вокруг места добавления в соответствии с определенными правилами.

Ученые показали, что особенности возникающих структур определяются прежде всего правилами перераспределения, а не начальными условиями. Кроме того, структуры оказались достаточно устойчивы к шуму - случайное внесение некоторого количества лишних песчинок не меняло их общий вид.

Авторы считают, что поведение математических песчинок может в какой-то степени отражать рост биологических систем. Подобно математическому песку, рост животных прежде всего зависит от правил перераспределения (правил деления клеток) и достаточно устойчив к шуму и вариациям в начальных условиях. Деление клеток на ранних стадиях развития эмбриона дрозофилы, например, зависит от градиентов распределения гормонов. Именно они определяют правила деления - их направление и плоскость (впрочем, роста как такового в данном случае не происходит).

Работа может помочь биологам взглянуть по-новому на рост и развитие живых организмов. Для этого, однако, авторам придется предложить для проверки конкретные экспериментальные модели, имеющие отношение к живым организмам. В данной статье таковых пока нет.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Смертоносные вирусы назвали причиной появления человека
Биологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Сан-Франциско нашли доказательства того, что сложные живые организмы, включая человека, появились из-за вирусов. Ученые выяснили, что смертоносные для бактерий бактериофаги, попав внутрь микробов, создают структуры, аналогичные клеточному ядру в эукариотах. ..
2017-01-17 2786 0 Разное, интересное
0
Жизнь оказалась занесенной из космоса
Ученые Эдинбургского университета пришли к выводу, что жизнь на Земле возникла благодаря потокам космической пыли, которые занесли на планету биологические молекулы или даже примитивные формы жизни. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.По словам исследователей, микроскопические живые ..
2017-11-23 5140 0 Разное, интересное
0
Живые клетки мамонта обнаружили в Якутии
Группе ведущих специалистов международной палеонтологической экспедиции «Яна-2012» удалось обнаружить живые клетки мамонта.Уникальные образцы доисторического животного нашли во время провидения экспедиции в августе в Усть-Янском районе Якутии. На глубине около 100 м удалось найти богатый материал для изучения ..
2012-09-11 1671 0 Разное, интересное
0
На Земле формируется второе Мертвое море
Черное море может превратиться в Мертвое. По словам крымских экологов, море на глубине ниже 200 метров сейчас уже практически мертво. Органика, которая попадала в море миллионы лет, вытесняет кислород. Еще в 90-х годах правительство шести стран Причерноморья подписало ..
2012-11-7 1992 0 Разное, интересное
0
Ученые создают организмы для преобразования Марса
Агентство перспективных оборонно научно-исследовательских разработкок США DARPA занялалось созданием генетически модифицированных организмов, которые будут использоваться для терраформирования Марса. Организмы должны сделать Красную планету более пригодной для жизни и похожей на Землю, сообщаетCBS. По данным источника, в DARPA ..
2015-06-29 3293 0 Разное, интересное
0
Раскрыта тайна древнейшей формы жизни на Земле
Ученые МГУ изучили химический состав органических пленок, оставшихся в складчатых отпечатках древних организмов Beltanelliformis. Оказалось, что загадочные существа представляли собой колонии донных цианобактерий. Об этом сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».Beltanelliformis являются одной из древнейших форм ..
2018-01-24 8552 0 Разное, интересное
1
В США займутся созданием особых смертоносных вирусов
Правительство США сняло мораторий на финансирование исследований по усилению функций вирусов, в результате которых могут быть разработаны более смертоносные штаммы известных инфекционных агентов. Об этом сообщает издание Science Alert.По словам главы Национальных институтов здравоохранения (NIH) ..
2017-12-21 7492 0 Разное, интересное
0
В глубинах океана нашли десятки тысяч неизвестных форм жизни
Океанологи с научной шхуны «Тара» создали самый объемный каталог морского планктона (мелких организмов, дрейфующих в толще воды) — 11,5 терабайт данных и более 40 миллионов микробных генов. Они принадлежат 35 тысячам видов, большинство из которых не были известны науке. ..
2015-05-24 1556 0 Разное, интересное
1
Американцы придумали беспилотник из грибов и бактерий
Американские инженеры представили первый в мире «биологический дрон» — автономный летательный аппарат, корпус которого изготовлен из грибов (живые организмы по ходу роста приняли нужную форму). Дрон успешно прошел испытания, сообщает New Scientist. Главную ценность изобретение представляет ..
2014-11-13 1378 0 Разное, интересное
0
Антарктические грибы смогли выжить в марсианских условиях
Грибы, собранные в Антарктике, смогли выжить на МКС в условиях, приближенных к марсианским. Статья об этом опубликована в журнале Astrobiology.В рамках эксперимента ученые собрали в Антарктике два вида криптоэндолитов: грибы Cryomyces antarcticus и Cryomyces minteri. Криптоэндолиты — это организмы, приспособленные к жизни в сложных ..
2016-01-30 1500 0 Разное, интересное
0
Ученые из США: в озере Восток под толщей льда есть жизнь
В озере Восток, скрытом под ледяным панцирем Антарктики толщиной почти в 4 км, могут обитать относительно сложные живые организмы. К такому выводу пришли ученые из США, однако их российские коллеги подвергают сомнению открытие американцев. В пробах льда, взятых на глубине, ..
2013-07-9 1782 0 Разное, интересное
0
Ученые записали на камеру рождение минерала
Ученые записали на видео, в реальном времени, зарождение кристаллов из нескольких молекул карбоната кальция (CaCO3). Это химическое вещество является главным компонентом известняка, мрамора, мела, кораллов, раковин и жемчужин, а также крупнейшим источником углерода на планете. Новое исследование ..
2014-09-07 1262 0 Разное, интересное
0
Гигантские вирусы назвали четвертой ветвью жизни
Ученые из Марселя обнаружили у гигантских вирусов геномные кассеты CRISPR, связанные с защитной функцией и наблюдаемые ранее у прокариот. Это, по мнению специалистов, позволяет отнести вирусы с CRISPR к промежуточным формам жизни (между бактериями и вирусами). Исследование опубликовано в журнале ..
2016-03-01 1538 0 Разное, интересное
0
Потенциальной причиной уничтожения жизни во Вселенной объявили гамма-вспышки
Астрономы Цви Пиран (Tsvi Piran) из Еврейского университета (Израиль) и Рауль Хименес (Raul Jimenez) из Барселонского университета (Испания) установили, что всплески гамма-излучения могли значительно ограничить распространение жизни во Вселенной. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Journal ..
2014-12-14 1674 0 Разное, интересное
0
Ученые объяснили жизнь в подледных озерах Антарктиды
Американские ученые рассказали о новых открытиях, связанных с жизнью в водах подледного антарктического озера Уилланс, скважину к которому пробурили в 2013 году. Обитающие в темноте под огромным давлением организмы получают питательные вещества из останков древних лесных экосистем континента. ..
2015-04-11 2257 0 Разное, интересное
0