Разнообразие окраски насекомых впечатляло людей тысячелетиями, но разобрать её на молекулярном уровне удалось только в последние годы. Певчий кузнечик Tettigonia cantans маскируется в траве благодаря зелёной окраске покровов.
Учёные обнаружили белок, который удерживает два пигмента, — жёлтый ксантофилл и синий билин. Водный раствор этого белка выглядит зелёным, а в органическом растворителе распадается на синюю и жёлтую фракции.
Выберите верное объяснение этого явления:
- В воде синий пигмент денатурирует и теряет цвет, остаётся только жёлтый
- Жёлтый и синий пигменты химически реагируют между собой, образуя молекулу зелёного цвета
- Белок удерживает пигменты в пространственной близости, и их суммарный спектр поглощения воспринимается как зелёный
- Органический растворитель создаёт новые химические связи между пигментами, изменяя их цвет
- В воде раствор зелёный, значит, видны оба пигмента сразу: жёлтый и синий. Вариант
не подходит: если бы синий пигмент терял цвет, раствор был бы жёлтым. - Вариант
не подходит: при растворении в органике пигменты разделяются, а цвета возвращаются прежними. Значит, новое вещество между ними не образовалось. - Вариант
не подходит: растворитель разрушает слабые связи белка с пигментами и не создаёт новых. - Остаётся вариант
. Жёлтый пигмент поглощает синий свет, синий пигмент поглощает красный и жёлтый. Вместе они пропускают в основном зелёный, и белок, который держит пигменты рядом, выглядит зелёным. Когда белок разрушается, пигменты расходятся, и каждый показывает свой цвет.
Зелёный цвет получается от смешения спектров двух пигментов, связанных с белком нековалентно. Химической реакции между пигментами нет.
Если с помощью точечных лазерных импульсов простимулировать исключительно M-колбочки сетчатки, не затрагивая S- и L-колбочки, испытуемые видят цвет, которого нет ни в одной точке обычной цветовой шкалы. Цвет назвали «Olo»; наиболее близкое к нему ощущение, доступное обычному зрению, показано на картинке: (зелёный прямоугольник).
Какой вывод наиболее обоснован?
- Человеческий глаз воспринимает бесконечное число цветов при любой комбинации стимуляции
- Цвет зависит от активности разных типов колбочек, и их изолированная работа создаёт цвета, которые невозможно увидеть при естественном освещении
- Новый цвет является смесью красного и синего за счёт перекрёстной активации L- и S-колбочек
- Изолированная стимуляция M-колбочек принципиально невозможна
- Цвет определяется соотношением активности S-, M- и L-колбочек.
- Спектры поглощения M- и L-колбочек сильно перекрываются. Поэтому любой реальный свет, который возбуждает M-колбочки, возбуждает и L-колбочки. Изолированной активности M-колбочек в природе не бывает.
- Лазер возбуждает только M-колбочки, поэтому возникает ощущение, которого нет при обычном освещении.
- Вариант
неверен: число цветов ограничено тремя типами колбочек. Вариант неверен: S- и L-колбочки лазером не затрагивались. Вариант опровергается самим опытом. - Верен вариант
.
Колбочки реагируют на свет с перекрывающимися спектрами, поэтому в естественных условиях M-колбочки изолированно не возбуждаются. Лазер позволяет это сделать.
В недавнем исследовании бразильские зоологи собрали данные о 433 родах грызунов и проанализировали их эволюционное древо. У 86 % родов на первом пальце передних лап растёт ноготь, а не коготь. Ноготь на первом пальце характерен для общих предков всех трёх основных клад грызунов.
Какое эволюционное объяснение этого наиболее вероятно?
- Ноготь позволяет выполнять сложные манипуляции с твёрдыми семенами и тем самым осваивать нишу с низкой конкуренцией
- Ноготь появился независимо у всех грызунов как адаптация к подземному образу жизни и помогает рыть и раскапывать почву
- Ноготь является рудиментом без адаптивного значения
- Ноготь возник как защитная реакция от хищников — твёрдая пластина лучше защищает фалангу от механических факторов
- Ноготь есть у общих предков всех трёх клад и у
% родов. Значит, он возник один раз у предка и сохранился. Поэтому вариант («независимо у всех») не подходит. - Признак сохранился почти у всех родов, значит, он полезен. Вариант
(«рудимент без значения») не подходит. - Защита от хищников (вариант
) не объясняет, почему ноготь именно на первом пальце передних лап. Для защиты была бы нужна пластина на всех пальцах. - Первый палец противопоставляется остальным и участвует в удержании корма. Ноготь помогает ловко обращаться с мелкими и твёрдыми семенами. Верен вариант
.
Признак, унаследованный от общего предка и сохранённый у большинства потомков, скорее всего, адаптивен. Здесь он связан с манипуляцией кормом.
Исследователи университета в Массачусетсе изучали электрическую активность эпителиальных клеток. Учёные выращивали кератиноциты на подложке с электродами, затем наносили ожог лазером и регистрировали электрическую активность. При ожоге в кератиноцитах регистрировали электрические импульсы со скоростью ~10 мм/с (у нейронов — от 0.5 м/с).
Какая функция этих импульсов наиболее вероятна?
- Координация удаления повреждённых клеток и регенерации раны
- Генерация тепла для повышения температуры в зоне повреждения
- Передача болевого сигнала в мозг в обход нервной системы
- Регуляция сокращений гладкой мускулатуры под кожей
- Скорость импульсов в кератиноцитах около
мм/с, у нейронов от , м/с, то есть в десятки раз больше. Для передачи боли в мозг такая скорость слишком мала, и кератиноциты не связаны с мозгом напрямую. Вариант не подходит. - Импульсы слабые и тепла не дают. Вариант
не подходит. - Гладкие мышцы под кожей регулирует вегетативная нервная система. Вариант
не подходит. - Импульсы возникают в ответ на ожог и медленно распространяются по слою эпителия вокруг раны. Это подходит для координации соседних клеток: удаления погибших и заживления раны. Верен вариант
.
Медленные электрические сигналы в эпителии служат для местной координации клеток при заживлении, а не для быстрой передачи информации, как в нервной системе.
