Исследователи из Bell Labs, структурного подразделения Lucent
Technologies, обнаружили, что в глубоководных морских губках содержится
оптоволокно, по свойствам очень близкое к самым современным образцам
волокон, используемых в телекоммуникационных сетях. Более того, по
некоторым параметрам природное оптоволокно может оказаться лучше
искусственного.
Согласно общепринятой сегодня классификации, губки образуют
самостоятельный тип примитивных беспозвоночных животных. Они ведут
абсолютно неподвижный образ жизни. Губка рода Euplectella обитает в
тропических морях. Она в длину достигает размеров 15-20 см. Ее
внутренний каркас сетчатой формы образуют цилиндрические стержни из
прозрачного диоксида кремния. У основания губки находится пучок волокон,
который по форме похож на своеобразную корону. Длина этих волокон - от 5
до 18 см, толщина - как у человеческого волоса. В ходе исследований
этих волокон выяснилось, что они состоят из нескольких четко выделенных
концентрических слоев с различными оптическими свойствами. Центральная
часть цилиндра состоит из чистого диоксида кремния, а вокруг нее
расположены цилиндры, в составе которых заметное количество органики.
Ученые были поражены тем, насколько близкими оказались структуры
природных оптических волокон к тем образцам, что разрабатывались в
лабораториях в течение многих лет. Хотя прозрачность в центральной части
волокна несколько ниже, чем у лучших искусственных образцов, природные
волокна оказались более устойчивыми к механическим воздействиям,
особенно при разрыве и изгибе. Именно эти механические свойства делают
уязвимыми оптические сети передачи информации - при образовании трещин
или разрыве в оптоволокне его приходится заменять, а это очень
дорогостоящая операция. Ученые из Bell Labs приводят следующий факт,
демонстрирующий чрезвычайно высокую прочность и гибкость природных
оптоволокон, - их можно завязывать в узел, и при этом они не теряют
своих оптических свойств. Такие действия с искусственными оптоволокнами
неизбежно приведут к поломке или, по крайней мере, образованию
внутренних трещин, что в конечном итоге также означает потерю
функциональных свойств материала.
Ученые пока не знают, каким образом можно воспроизвести в
лаборатории подобное творение природы. Дело в том, что современное
оптоволокно получают в печах из расплавов при очень высокой температуре,
а морские губки, естественно, в ходе развития синтезируют его путем
химического осаждения при температуре морской воды. Если удастся
смоделировать этот процесс, он будет, помимо всего прочего, еще и
экономически выгодным.
Источник:www.cnews.ru
Ученые расшифровали геном морской губки
Ученые расшифровали геном морской губки Amphimedon queenslandica
– существа, появившегося на планете более 600 миллионов лет назад и не
являющегося полноценным многоклеточным животным. Руководила командой
биологов Манси Шривастава (Mansi Srivastava) из Массачусетского
технологического института (MIT). Статья с анализом генома губки появилась в журнале Nature. Коротко о работе пишет New Scientist.
Губки – это беспозвоночные животные, у которых нет четко
дифференцированных тканей и органов (это является отличительным
признаком многоклеточных организмов). Ученые давно дискутируют
относительно происхождения губок и их эволюционных отношений с истинно
многоклеточными животными, но до появления расшифрованной
последовательности генома губки сделать однозначные выводы было
невозможно.
Авторы новой работы получили черновой вариант генома Amphimedon queenslandica
и частично проанализировали его. Исследователи оценили, что в геноме
губки содержится от 18 до 30 тысяч генов (для сравнения, в геноме
человека около 30 тысяч генов). Ученые выделили 4670 семейств генов,
которые являются общими для всех животных. Четверть из них – а точнее,
1286 семейств – так или иначе необходимы для поддержания
многоклеточности.
В числе таких генов ученые нашли гены, которые отвечают за
взаимодействие между клетками различных тканей и органов, гены,
необходимые для работы иммунной системы (то есть для отнесения попавших в
организм объектов к категориям "свой" или "чужой"), а также гены,
которые требуются для осуществления контактов между нейронами. Все эти
гены отсутствуют у близких родственников многоклеточных животных –
одноклеточных существ хоанофлагеллят. Как отмечают ученые, новые данные
указывают, что губки уже сделали первый шаг на пути к истинной
многоклеточности, приобретя целый "сет" необходимых генов.
В прошлом году другой коллектив исследователей представил данные,
указывающие, что губки могли возникнуть на Земле раньше, чем было
принято считать до сих пор. Ученые обнаружили в древней породе следы,
аналогичные тем, которые оставляют после окаменения современные губки.
Подтверждение новых данных будет означать, что губки появились на
планете на 200 миллионов лет раньше, чем предполагают специалисты. Еще
одна группа ученых недавно сообщила, что им удалось обнаружить
останки многоклеточных существ возрастом 2,1 миллиарда лет, хотя
ценность этой находки признают далеко не все коллеги исследователей.
Морские губки не полнеют благодаря интенсивной линьке
Ученые установили, каким образом морские губки могут поглощать большое количество пищи, не меняя при этом практически своих размеров. Статья ученых появилась в журнале The Journal of Experimental Biology, а ее краткое изложение приводит Nature News.
Главным объектом исследования выступала губка Halisarca caerulea.
Биологам было известно, что этот вид способен поглощать до двух третей
собственной массы углерода ежедневно. При этом размеры губки не
меняются, хотя по расчетам получается, что ее масса должна удваиваться
каждые три дня.
Используя специальные маркеры, ученые помечали клетки различных
систем губки. В результате им удалось установить, что в фильтрующей
системе организма деление происходит с достаточно высокой скоростью:
примерно раз в пять часов. При этом признаков отмирания замечено не
было. Вскоре ученые выяснили, что клетки внутри губки интенсивно
отслаиваются от стенок.
Ученые считают, что данный механизм развился у губок в результате
приспособления к окружающей среде. Дело в том, что эти организмы
фильтруют колоссальное количество воды, поэтому оказываются подвержены
воздействию вирусов и токсинов. Интенсивная "линька" позволяет
предотвратить закрепление инфекций в теле губки.
Исследователи полагают, что изучение H. caerulea позволит пролить свет на многие человеческие болезни.
Источник: http://www.lenta.ru
Промысел морских губок
На Адриатическом побережье Югославии уже четыре века существует промысел
морских губок. Правда, в последние десятилетия из-за конкуренции со
стороны синтетики сбор естественных губок сильно сократился. Из когда-то
многочисленного флота сборщиков губок сейчас осталось лишь одно
суденышко с романтическим названием «Красный коралл» и командой из семи
ныряльщиков. За сезон, длящийся с конца мая по сентябрь, они выносят из
глубин около 300 килограммов губки. Природная губка используется главным
образом в качестве мочалки.
