Как обычная вода внутри клетки становится оружием радиации

Когда речь заходит о губительном воздействии радиации, обычно представляют прямой удар по ДНК: невидимый луч проходит через тело, попадает в генетический код и что-то в нем ломает.

И хотя такой сценарий звучит упрощенно, по сути он действительно возможен. Однако в живой клетке радиация часто действует обходным путем: выбивает электроны из молекул воды, которой в клетке очень много, и запускает ее радиолиз. В результате образуются свободные радикалы — крайне активные частицы, которые легко вступают в химические реакции. Именно эти радикалы атакуют молекулы внутри клетки, включая ДНК.

Вода как источник повреждений

Среди таких частиц особенно важны гидроксильные радикалы — химически активные фрагменты, которые образуются при радиолизе воды. Они существуют очень недолго, но за это время способны повредить близлежащие молекулы. Если такой радикал возникает рядом с ДНК, он может изменить ее основания, нарушить структуру сахарофосфатного остова (каркаса) или привести к разрыву цепи.

Если происходит одинарный разрыв, клетка обычно способна справиться с этой проблемой за счет систем репарации — молекулярных механизмов, которые находят повреждение и восстанавливают структуру генетического материала.

А вот двойные разрывы опаснее: в этом случае повреждаются обе цепи ДНК, и клетке становится намного сложнее правильно восстановить исходную последовательность. Из-за этого ремонт может пройти с ошибками, которые способны привести к мутациям.

Кроме того, если повреждений слишком много, клетка может погибнуть или запустить программу самоуничтожения — апоптоз. Для организма это безопаснее, чем сохранять клетку с поврежденной ДНК. Объясняется это просто: если такая клетка выживет и продолжит делиться, ошибки могут закрепиться в дочерних клетках, что со временем повышает риск опухолевого роста.

Почему одни клетки страдают сильнее других

Радиация особенно сильно действует на быстро делящиеся ткани. Клетки костного мозга, слизистой кишечника, кожи и половой системы активно обновляются, часто проходят через деление и наиболее чувствительны к повреждениям ДНК. Если ошибка возникает перед делением или в процессе копирования генетического материала, она с большей вероятностью может быть передана дочерним клеткам и закрепиться в новой клеточной линии.

Медленнее делящиеся клетки, например нервные и мышечные, обычно менее чувствительны к радиации. Но это не значит, что они полностью защищены: при больших дозах повреждаются и они.

Системы репарации ДНК работают постоянно и исправляют огромное количество повреждений ежесекундно. Но если поломок становится слишком много или восстановление проходит неправильно, опасные для жизни последствия могут проявиться позже — от гибели отдельных клеток до повышенного риска мутаций и рака.

На первый взгляд гибель отдельных клеток может показаться чем-то безобидным: организм постоянно теряет и заменяет их. Однако проблема в масштабе. Радиация способна повреждать клетки в огромном количестве.

Если массово начинают гибнуть клетки костного мозга, нарушается кроветворение и падает защита от инфекций. Если страдают клетки слизистой кишечника, начинаются тяжелые нарушения пищеварения и резко возрастает риск воспаления.

Поэтому радиация опасна не только мутациями, но и прямым разрушением тканей, которые должны постоянно обновляться.

Роющая лягушка

Очень крупное создание. Эта лягушка может быть больше 24 см в длину и больше килограмма весом! Причём крупнее самцы, в отличие от большинства видов.

Живёт в Африке, в саваннах. Обладает мощными лапами (для копания земли) и такими же мощными челюстями (для кусания особо любопытных). На нижней челюсти есть три костных шипа, так что этой лягухе палец в рот не клади!

Питаться может насекомыми, рыбой, небольшими грызунами и птицами.

В период засухи впадает в анабиоз и может провести в таком состоянии до 10 месяцев. А в целом она очень долгоживущая и в неволе доживает до 45 лет!

Jesse Welles - Beavers

Чота ржу, представляя бобров, слушающих это в дамбе.

Оригинальный текст

Well, the beaver wakes up in the morning

Sore from all yesterday's chewing

But he gets back on the tree

'Cause believe you me, busy beaver's got work to be doing

He's a rolling engineer on the loose

Got paws up front and wet feet in the caboose

And everybody's just blown away

Must have that dam in his DNA

Beaver one, beaver all

Let's all do the beaver call, beaver

Now beaver's got a big fat tail

It's a bona fide beaver paddle

Slaps the water on the spot

And that's a warning shot

'Cause you don't want to go to beaver battle

People wonder why the beaver stacks

It's 'cause bears like a beaver snack

And if the big guy gives you a hassle

Sometimes the best thing to do is build a big damn castle

Beaver one, beaver all

Let's all do the beaver call, beaver

Making wetlands that no fire can touch

For the fishes and the frogs and the deers and the ducks

An oasis, protect them from drought

Helping the whole big forest out

Wham bam, build a dam

Beaver doing what he can

Now a beaver's got two big teeth

And an iron in 'em to make 'em orange

That's a beaver fact, you can put it in your pack

Full of fascinating beaver lore

And the beaver's as proud as can be

Comes from a regal beaver pedigree

There once was a prehistoric ancient seven-foot beaver

That's what made me into a beaver believer

Beaver one, beaver all

Let's all do the beaver call, beaver

Перевод

Бобёр просыпается с утра,

Весь разбитый после вчерашней грызни,

Но снова лезет на дерево,

Потому что, уж поверьте, у работящего бобра дел невпроворот.

Он — инженер из отряда грызунов на вольных хлебах,

Лапы спереди, мокрые ласты сзади,

И все вокруг просто в восхищении —

Видать, тяга к плотинам у него в ДНК.

Бобёр один, бобёр за всех,

Давайте все крикнем по-бобриному, давай, бобёр.

У бобра здоровенный толстый хвост —

Самое что ни на есть бобровое весло.

Лупит им по воде с размаху —

И это предупредительный выстрел,

Потому что лучше тебе не связываться с бобром.

Люди гадают, зачем бобёр городит свои запруды —

А это потому что медведи не прочь полакомиться бобром.

И если здоровяк к тебе пристаёт,

Иногда лучший выход — отстроить себе настоящий замок.

Бобёр один, бобёр за всех,

Давайте все крикнем по-бобриному, давай, бобёр.

Создаёт болота, до которых огню не добраться,

Для рыб и лягушек, оленей и уток.

Оазис, спасение от засухи,

Выручает весь огромный лес.

Бац-бац, строй плотину,

Бобёр делает что может.

У бобра два больших зуба,

А железо в них делает их оранжевыми —

Это бобровый факт, можешь добавить его в свой багаж

Увлекательных бобровых знаний.

И бобёр горд, как только может быть —

Он из благородного бобрового рода.

Когда-то жил доисторический древний бобёр ростом в семь футов —

Вот что обратило меня в бобровую веру.

Бобёр один, бобёр за всех,

Давайте все крикнем по-бобриному, давай, бобёр.

Немножко природы в понедельник

Игрушки сдала, Добби был практически свободен в эти выходные, выбрались к маме, делюсь с вами весной и зеленью)

Почему молния может ударить в одно место несколько раз

На первый взгляд кажется, что молния бьет куда попало: сегодня в дерево, завтра в поле, послезавтра — в какого-нибудь бедолагу, который после этого еще и дает интервью.

Но все не так хаотично. У молнии есть свои "любимые" точки — и объясняется это вовсе не мистикой, а физикой.

Молния всегда ищет самый легкий путь между облаком и землей. Она возникает там, где электрическому разряду проще пробить воздух и добраться до поверхности. Поэтому молния чаще бьет туда, где подходящие условия стабильно присутствуют или возникают снова и снова.

Высокие объекты — главные кандидаты. Небоскребы, радиовышки, одинокие деревья на возвышенности. Чем сильнее объект возвышается над окружающей поверхностью, тем проще молнии "дотянуться" до него.

Но дело не только в высоте. Важны также форма объекта и то, насколько хорошо он проводит электричество. Заостренные выступы, металлические конструкции, мокрая древесина и влажная почва могут становиться более удобными участками для разряда: электрическое поле рядом с ними усиливается, а путь к земле оказывается проще.

Кроме того, есть места, где молнии бьют особенно часто. Обычно это районы с высокой влажностью, сильными восходящими потоками теплого воздуха и подходящим рельефом. В таких условиях грозовые облака формируются регулярно, а разряды нередко "предпочитают" одни и те же удобные точки.

И еще интересный факт: разряд, прошедший через воздух, на доли секунды оставляет после себя "пробитый" (ионизированный) канал, фактически прокладывая путь следующему разряду. Поэтому повторные удары в одно и то же место — норма, а не аномальная редкость.

Так что молния — далеко не хаотичное проявление "гнева Зевса", а природное явление со своими закономерностями. В некоторых местах эти закономерности проявляются особенно ярко: молнии возвращаются туда снова и снова, превращая такие точки в настоящие "мишени" для грозы.

Титикакский свистун

Повезло с названием, да.

Называется она так из-за того, что обитает в озере Титикака в Южной Америке. В простонародье это несчастное создание ещё называют "лягушка-мошонка" из-за свисающей кожи.

Помимо складок на теле необычной можно назвать и морду: какой-то у неё хищно-милый кошачий вид.

Лягушка полностью водная и не показывается на поверхности (я бы с таким именем тоже не показывалась, а то эти людишки ещё что-нибудь обидное придумают).

В основном проводит время на дне озера, дышит через кожу, ест ракообразных и моллюсков. Метаболизм низкий, поэтому неплохо переживает недостаток кислорода.

Вид занесён в Красную книгу.

Всем чмоки, я вернулась!

Была на горнолыжном курорте, жила в палатке, прожарилась, промёрзла и промокла, за три дня - всё вместе ) Чутка порисовала. Позже подробности 🥰

Дэвиду Аттенборо исполнилось 100 лет

Друг-морской биолог сделал ему подарок - назвал новый вид кораллов в честь Дэвида.

Зелёная жаба

Та самая, которую я видела вживую ^_^

Просто жаба из семейства жаб и рода зелёных жаб.

Обитает в Европе, Азии и северной Африке. Максимально распространённый вид. На территории России можно встретить в основном в южных областях.

Предпочитает жить на открытой местности: луга, поля. Ведёт сумеречный образ жизни, а днём прячется. Питается в основном насекомыми, червями, слизнями. Охотится, как любая жаба из мультика: выстреливая языком в сторону жертвы.

Несмотря на название, зелёные у жабы только пятна, само тельце бледное. Жаба некрупная: самцы до 7 см, самки — до 14.

Для защиты она выделяет слизь, которая неопасна для человека, но ядовита для естественных врагов. В спокойном состоянии слизи обычно нет.

Ультра-черные хищники морских глубин

Глубины Мирового океана остаются одним из самых загадочных и малоизученных мест на Земле. Экстремальное давление, вечная темнота и в среднем близкие к нулю температуры создают среду обитания настолько суровую, что она кажется совершенно непригодной для жизни. Однако природа, как всегда, находит путь - и в этих негостеприимных условиях процветают удивительные создания с поразительными адаптационными механизмами.

Одно из самых удивительных приспособлений глубоководных обитателей, описанное международной командой океанологов лишь в 2020 году, представляет собой особую ультра-черную окраску, делающую ее обладателей практически невидимыми.

Чернее тьмы

В идеальных условиях солнечный свет проникает на глубину около одного километра, а полноценное освещение присутствует только в верхних 200 метрах – фотической зоне, где возможен фотосинтез. Обладатели ультра-черной окраски живут на большей глубине, где царит абсолютная темнота, поэтому такая адаптация на первый взгляд может показаться излишне странной.

Объяснение кроется в явлении под названием "биолюминесценция" – способности живых организмов производить свет в ходе естественных биохимических реакций. Многие глубоководные существа используют биолюминесценцию для охоты, общения, привлечения партнеров и защиты.

Крупные хищники часто прибегают к внезапным вспышкам света, чтобы обнаружить и/или временно ослепить жертву. Некоторые ядовитые создания предупреждают о своей токсичности яркими биолюминесцентными сигналами. А еще в морских глубинах есть целые сообщества, которые используют световые вспышки как своеобразный язык, предупреждая собратьев об опасности.

В такой среде, где каждая вспышка света может означать обнаружение (а значит риск стать чьим-то перекусом или же остаться без обеда), способность поглощать практически весь падающий свет стала эволюционным преимуществом колоссальной важности.

Мастера невидимой охоты

Наиболее ярким примером эффективного использования ультра-черной окраски стали удильщики – хищные рыбы, также известные как морские черти. Они охотятся с помощью светящейся "приманки" – модифицированного луча спинного плавника, на конце которого располагается биолюминесцентный орган.

Чтобы охота была плодотворной, сам удильщик должен оставаться не только неподвижным, но и невидимым, пока его потенциальная жертва приближается к привлекательному источнику света. Именно здесь на помощь приходит уникальная кожа, способная поглощать до 95% падающего света.

Секрет невидимости под микроскопом

Изучив кожу ультра-черных глубоководных существ под электронным микроскопом, ученые смогли раскрыть секрет их невидимости. Оказалось, что меланосомы – специализированные клеточные структуры, содержащие пигмент меланин – у этих животных имеют уникальную организацию.

В отличие от обычных темноокрашенных организмов, у глубоководных обитателей меланосомы упакованы с запредельной плотностью и образуют сложную трехмерную структуру. Такая архитектура создает своеобразную ловушку для света – фотоны, попадая на поверхность кожи, многократно отражаются внутри этого "лабиринта", практически не имея шансов вырваться наружу.

Исследователи обнаружили 16 видов морских обитателей, обладающих такой ультра-черной кожей. И учитывая, что человечество исследовало лишь малую часть глубоководной среды, можно смело предположить, что на самом деле этих "невидимок" гораздо больше.