Учёные вырастили человеческий зуб в лаборатории.

Они обнаружили вариант гена рецептора гормона роста, который современные люди унаследовали от неандертальцев. Этот генетический «привет» из прошлого влияет на телосложение: у носителей этого варианта в среднем больше мышечная масса, а также есть некоторые антропологические черты, характерные для древних предков.

Неандертальцы, чьи линии разошлись с предками современных людей около полумиллиона лет назад, действительно были более коренастыми и мускулистыми, о чём свидетельствуют их плотные кости и массивный скелет. Эволюционный антрополог Хуго Зеберг из Каролинского института обратил внимание на один из ключевых вариантов в пути синтеза гормона роста.

Этот вариант делает рецепторы клеток гиперчувствительными к сигналам гипофиза, заставляя мышцы и кости активнее разрастаться. Анализ древних и современных геномов показал, что этот вариант присутствует в 94% геномов неандертальцев, но менее чем у 10% современных людей.

Чаще всего он встречается у жителей Южной и Восточной Азии (в 20% и 15% случаев соответственно). Учёные предполагают, что ген попал в генофонд Homo Sapiens около 47 тысяч лет назад в результате смешения двух популяций.

Лабораторные эксперименты подтвердили гипотезу: клетки с неандертальской версией гена вырастали примерно на 40% крупнее, чем клетки со стандартной версией. Биометрические данные носителей этого гена показали, что они весят в среднем на 285 граммов больше за счёт увеличения мышечной, а не жировой ткани.

У таких людей также наблюдаются некоторые черты лица, сближающие их с неандертальцами, например, более короткие корни зубов и укороченная ветвь нижней челюсти.

В течение первого года жизни учёные наблюдали за 368 младенцами и выяснили, что собаки обогащают дом специфическими микроорганизмами, которые связаны с уменьшением заболеваемости у детей. Исследователи собирали образцы пыли с полов в гостиных, когда каждому ребёнку исполнилось два месяца.

Родители еженедельно в течение года фиксировали состояние здоровья малышей, заполнив более 15 тысяч отчётов. В домах с собаками было обнаружено 14 видов микробов, встречающихся значительно чаще.

Восемь из них объясняли от 10 до 23 процентов улучшения показателей здоровья. Лидером среди них стала бактерия Pasteurella, которая обитает во рту и на коже собак, но крайне редко встречается у людей — её присутствие в пыли коррелировало с уменьшением числа недель с лихорадкой у младенцев.

Другой микроорганизм, коллинзелла, оказался наиболее стабильным и был связан с общим снижением инфекций. Три родственные бактерии совместно объяснили примерно четверть сокращения случаев применения антибиотиков в семьях с собаками.

Положительный эффект сохранялся независимо от места проживания — будь то ферма, сельская местность или город, а также после учёта таких факторов, как размер семьи и наличие курения. Общее количество бактерий в пыли не играло роли: здоровье детей определяли именно конкретные виды, связанные с четвероногими питомцами.

Соавтор исследования Энн Карвонен подчеркнула, что снижение респираторных инфекций в раннем возрасте может в перспективе уменьшить риск развития астмы у ребёнка. По словам Мяки, «владение собакой уже сегодня способствует этому».

В обзоре зафиксирована критическая ситуация с мировыми запасами речного песка. Учёные пришли к выводу, что промышленная добыча этого ценного строительного материала значительно превышает естественные возможности природы по его восполнению.

Это может привести к серьёзным экологическим катастрофам по всему миру. Дельта реки Меконг во Вьетнаме — яркий пример разрушительных последствий.

Современные темпы добычи песка в этом регионе в 11,8 раз превышают естественное замещение наносов. С 2015 по 2022 год там было извлечено около 366 миллионов кубических метров песка, что привело к углублению речного русла почти на полметра.

Изменения спровоцировали масштабную эрозию берегов. Только за период с 2018 по 2020 год обрушилось более 1800 домов, а к 2023 году на вьетнамском участке реки насчитывалось уже 585 крупных очагов эрозии.

Эксперты прогнозируют, что при сохранении текущих темпов добычи песок в этом регионе может полностью иссякнуть уже к 2035 году. Аналогичная ситуация наблюдается в Китае, где озеро Поянху претерпело значительные изменения, которые можно увидеть из космоса.

Проблемы с добычей песка есть и в Индии и Бразилии, где добыча песка постепенно меняет русла крупнейших водных артерий, включая реки бассейна Амазонки. Речной песок особенно ценится в строительстве из-за своей структуры: его угловатые зёрна обеспечивают необходимое трение в бетоне, а в отличие от морского аналога, он не содержит соли, что делает его незаменимым для урбанизации и инфраструктурных проектов.

На сегодняшний день песок и гравий — самые интенсивно добываемые твёрдые материалы в мире, составляя более 70 процентов объёма бетона. Однако большинство стран не располагают даже базовыми данными для балансировки экономических потребностей и экологических последствий.

Авторы обзора призывают к внедрению строгих мер, включая улучшенный мониторинг, борьбу с нелегальной добычей, сезонные ограничения и создание устойчивых зон разработки. Соавтор исследования Эдвард Парк отмечает, что значительное снижение ущерба достижимо только при скоординированных технологических и регуляторных действиях.

Хотя строительный бум приносит краткосрочную выгоду, местные сообщества, зависящие от рек, уже сейчас расплачиваются за этот дисбаланс своей безопасностью и благополучием.

Учёные выяснили, что ключевой эволюционный порог, превративший неживую материю в живые организмы, мог быть преодолён не один, а два раза независимо друг от друга. Учёные сосредоточились на базовом метаболизме — совокупности химических реакций, необходимых для поддержания жизни.

Они разработали алгоритм для упорядочивания ферментов в геномах бактерий и архей по сложности и восстановили приблизительную хронологию эволюции. Выяснилось, что последний универсальный общий предок всех клеток (LUCA) обладал ферментами лишь для половины метаболических реакций, а остальные процессы катализировались металлами из окружающей среды, характерной для гидротермальных источников.

Ключевым открытием стало то, что переход к состоянию «свободноживущей клетки», способной полностью обеспечивать свой метаболизм без внешних катализаторов, произошёл уже после разделения эволюционных линий на бактерии и археи. Каждая из этих ветвей независимо нашла собственные структурные решения для одних и тех же биохимических задач, разработав различные ферменты для катализа важнейших реакций.

«Новые данные позволяют сделать лишь один вывод: бактериальные и археальные линии независимо друг от друга перешли в свободноживущее состояние. Мы рассматриваем одно происхождение генетического кода, но два происхождения жизни», — заявил Мартин.

Дополнительным аргументом в пользу этой теории стало открытие альтернативных путей раннего метаболизма. Исследователи обнаружили, что фосфит — форма фосфора, естественно встречающаяся в гидротермальных источниках, — в сочетании с палладием способен заменять современные АТФ и ферменты в реакциях фосфорилирования, проходящих в воде всего за одну ночь.

Это упрощает понимание того, как ранние протоклетки могли обходиться без сложных органических катализаторов. Если выводы исследования подтвердятся, научному сообществу придётся пересмотреть классическую модель древа жизни.

Возможно, существовало два отдельных основания, разошедшихся у самых корней — ещё до того, как их обладатели технически стали живыми организмами. Это открытие не только заполняет важные пробелы в понимании абиогенеза, но и ставит перед биологами новый фундаментальный вопрос о природе и множественности путей возникновения жизни во Вселенной.