Теория дальнего и ближнего привлечения

[HOM26]

В продолжении темы дальнего/ближнего привлечения.

Выдержка из статьи: "На примере наивной молоди русского осетра определены пороги ощущения (обнаружения) аминокислот и их производных у рыб. Существует связь порогов ощущения аминокислот с их физико-химическими свойствами. Из девяти тестовых аминокислот минимальные пороги ощущения у рыб установлены для гистидина, метионина и тирозина.

При этом, как правило, более сложные по структуре и имеющие больший молекулярный вес аминокислоты являются минорными компонентами пула свободных аминокислот природной воды, а самые простые и легкие аминокислоты — мажорными компонентами.

У рыб порог ощущения (обнаружения) аминокислот, определяемый по неспецифической поведенческой (ориентировочно-исследовательской) реакции, главным образом зависит от физико-химических свойств отдельных аминокислот. В отличие от порога узнавания аминокислот, определяемого по специфической поведенческой реакции (ориентированному перемещению относительно источника запаха), порог ощущения аминокислот слабо связан с их концентрацией в природном фоне.

Наименьший порог ощущения, т. е. наибольшая дифференциальная чувствительность отмечена у рыб к трем аминокислотам: гистидину, метионину и тирозину, которые из девяти тестовых аминокислот имеют больший молекулярный вес, более сложную структуру молекулы, большее время удерживания на ионообменной смоле (и — по аналогии — на рецепторах обонятельной выстилки), а также меньшую концентрацию в фоновой природной воде.

Полученные результаты позволяют предполагать, что в процессе хоминга на подходе к устью реки, впадающей в море, низкая концентрация ключевого стимула вызывает у рыб ориентировочно-исследовательскую реакцию, которая, в свою очередь, выводит их на поток с градиентом ключевого стимула. Высокая дифференциальная чувствительность к некоторым аминокислотам при низких концентрациях стимула дает рыбам вектор движения в направлении источника стимула, а по мере приближения к нему рыбы начинают распознавать аминокислоты, их движение вверх по течению становится целенаправленным и они успешно достигают родных мест. Аналогичным образом в проточном водоеме рыбы могут перемещаться навстречу любому удаленному источнику аминокислот, например, пищевому объекту.

Таким образом, высокая дифференциальная чувствительность к некоторым аминокислотам в диапазоне низких концентраций и экологическая обусловленность чувствительности рыб к аминокислотам при их распознавании в диапазоне природных концентраций создают континуум поведенческих ответов рыб на всем диапазоне концентраций аминокислот и способствуют обнаружению градиента и продвижению рыб к источнику аминокислот даже при значительном удалении от него и пологом градиенте".

Сергей (smoser) нашел эту статью и сделал свое интересное предположение. Если он захочет, то наверняка скажет свое слово.

ПОРОГ ОЩУЩЕНИЯ ПРИРОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ У РЫБ
СЕЛИВАНОВА Л.А. 2019г.

[vlad128]

В продолжении темы дальнего/ближнего привлечения.
ПОРОГ ОЩУЩЕНИЯ ПРИРОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ У РЫБ
СЕЛИВАНОВА Л.А.[/U][/B] 2019г.

Вячеслав, как контекст, для тебя это может быть просто информацией, а по идее, она должна вписаться в общую цепочку понимания взаимосвязи с другими факторами. Я как то отмечал новый момент по хеморецепции, но ты понял как про синтетику. Думаю выдержки не покажутся скучными, скорее наведут к мысли:
"ОБОНЯНИЕ И ВКУС: ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ХЕМОСЕНСОРИКИ. Издавна считалось, что обоняние, как и зрение со слухом, работает на расстоянии. В то время как вкус считался чувством, требующим непосредственного контакта, как осязание. Данные молекулярной биологии, анатомии и нейробиологии подтверждают эту разницу между вкусом и запахом. Тем не менее существует множество данных, ставящих под сомнение чёткое разделение этих двух чувств, особенно у животных, отличных от человека. К сожалению, эта информация часто интерпретируется в поддержку традиционного разделения. Такое предвзятое отношение влияет на исследования хемосенсорных систем и затрудняет создание модели эволюции химической коммуникации. С этой точки зрения различие между хемосенсорными ощущениями теряет смысл. Я предлагаю рассматривать все хемосенсорные ощущения как единое целое, чтобы комплексно изучить, как различные химические вещества стали сигналами, важными для связи между клетками, органами и организмами. Для ясности рассмотрим критерии, которые обычно используются для различения вкуса и запаха: • Пространство: запах — это чувство, действующее на расстоянии и позволяющее определять местоположение химических сигналов в окружающей среде, в то время как вкус — это чувство, требующее контакта и позволяющее распознавать химические вещества, находящиеся во рту. • Молекулы: эти два чувства по-разному распознают молекулы, которые взаимодействуют со специфическими хемосенсорными белками. • Нейробиология/анатомия: обоняние задействует определённые органы и нейронные системы, отличающиеся от тех, что связаны со вкусом. Далее я покажу, что эти характеристики противоречивы и проблематичны, поскольку основаны на ошибочных критериях. Это приводит к искусственному разделению хемосенсорных процессов и препятствует созданию адекватной теории эволюции химической коммуникации. Изучив современную литературу, я пришёл к выводу, что разделение вкуса и запаха мешает изучению хеморецепции. Это вносит предвзятость в планирование и анализ экспериментов, что приводит к искажению полезной информации. Например, наземные животные могут чувствовать запахи на расстоянии, но те же животные распознают вкус, только когда язык касается источника. Хотя это относится к наземным животным, был сделан вывод о том, что обоняние всегда работает на расстоянии. Однако такое наблюдение не может быть универсальным. В воде, где химические вещества переносятся водой, а не воздухом, возникают противоречия. В воде запахи не всегда распространяются на расстояние, и некоторые рыбы и ракообразные испытывают «тактильную» форму обоняния. Значит, запахи всегда обнаруживаются на расстоянии только на суше. Точно так же утверждение, что вкус – это контактное чувство, является обобщением. Наземные животные обнаруживают только α-аминокислоты и простые сахара при контакте с вкусовыми рецепторами. Но морские животные, такие как акулы, могут распознавать эти вещества на расстоянии, потому что они хорошо растворяются в воде. Хотя обнаружение хемосенсорных молекул всегда подразумевает физическое взаимодействие с рецепторами, растворимые молекулы вкуса могут преодолевать большие расстояния в воде, прежде чем достигнут рецепторов акулы. Этот факт противоречит предположению о том, что все вкусовые вещества обнаруживаются при контакте.
ПРЕДВЗЯТОСТЬ В РАССУЖДЕНИЯХ: «ВОДНЫЕ ЗАПАХИ»
Означают ли эти аргументы полный отказ от традиционного взгляда на вкус и обоняние, или же его можно свести к условным утверждениям, сохраняющим пространственную дистанцию чувств? Можно предположить, что нерастворимые в воде соединения могут быть «наземными запахами» и «водными вкусами», а растворимые в воде соединения могут быть «наземными вкусами» и «водными запахами». Это привело к предположению, что водные и наземные животные воспринимают разные букеты запахов, а также к идее водного обоняния. Но даже с учётом этого несоответствия, пространственное разделение химических чувств становится непрактичным."
Есть и продолжение , если интересно.
"Соединения, нерастворимые в воде (рис. 1A), могут восприниматься как запахи на суше и как вкусы в воде. В то же время нелетучие, но растворимые в воде вещества (рис. 1B) воспринимаются как вкусы на суше и как запахи в воде. Отсюда возникло предположение, что водные и наземные позвоночные чувствуют противоположные наборы запахов, а также появилось понятие «водное обоняние». Даже с учётом этой разницы для некоторых групп химических веществ сложно разделить химические чувства на основе сочетания распространения химических сигналов в природе. Только в случаях, показанных на рисунках 1A и 1B, вещества с противоположными физико-химическими свойствами могут быть обнаружены наземными и водными организмами в разных местах. Для соединений, которые являются летучими и растворимыми (рис. 1C) или нелетучими и нерастворимыми (рис. 1D), хемосенсорные молекулы обнаруживаются в схожих местах. Следовательно, пространственное разделение химических чувств не может охватывать все четыре ситуации (A–D) одновременно и поэтому маловероятно. Ситуация усложняется, если учесть, что химические сигналы не распространяются ни по воздуху, ни по воде, а перемещаются по поверхности моря в двух измерениях. Это амфифильные молекулы, которые могут перемещаться в воде на большие расстояния в виде коллоидных суспензий (мицелл), а также нелетучие вещества, переносимые в атмосфере в виде аэрозольных частиц. Информация о реальном распространении хемосенсорных сигналов в различных средах поможет лучше понять, как виды распределяются в разных местах обитания (рисунок 2). Как показано на рисунке 1, наземные и водные виды по-разному реагируют на хемосенсорные молекулы в зависимости от их свойств. Тем не менее в морских исследованиях бытует мнение, что все химические вещества, с которыми сталкиваются рыбы и ракообразные, переносятся водой (Hara 1994; Caprio and Derby 2008; Scott 2008). Такой подход не учитывает, что многие гидрофобные соединения попадают в воду при прямом контакте (Mollo et al. 2014, 2017; Giordano et al. 2017). Как уже упоминалось ранее, многие из этих нерастворимых веществ являются летучими, поэтому их можно обнаружить на суше на некотором расстоянии от источника. Хемосенсорные особенности земноводных и вторичноводных позвоночных, таких как киты и морские змеи, представляют большой интерес для эволюционных биологов. Они позволяют учитывать не только перемещение этих животных, но и химические сигналы, с которыми они сталкиваются чаще всего, а также их свойства. Однако, с этой точки зрения, разделение обоняния и так называемого водного обоняния, которое требует взаимодействия с водными сигналами, связываемыми с вкусом, создаёт эволюционную путаницу. Воздуходышащие животные могут чувствовать гидрофобные запахи на поверхности погружённых в воду объектов и на суше (рис. 1A). Звездонос (Condylura cristata) и водяная кутора (Sorex palustris) могут «нюхать» под водой, выдувая пузыри на поверхность и быстро их вдыхая, что позволяет млекопитающим чувствовать запахи под водой. Однако водным животным не всегда нужна вода для обнаружения гидрофобных соединений. Они могут обнаруживать нерастворимые вещества, встречающиеся в природе (как показано на рисунках 1A и 1D), при прямом контакте с хемосенсорными органами. Но это выходит за рамки разделения хемосенсорных ощущений на основе местоположения."
Пока хватит..
Решил закончить для полноты. Обсуждать пока не планирую.
"Живые организмы улавливают широкий спектр химических сигналов, собирая данные об окружающей среде. Распределение этих молекул неоднородно, что приводит к формированию градиентов концентраций в двух- и трёхмерном пространстве, определяемых их физико-химическими свойствами. Такие градиенты позволяют организмам определять и находить источник сигнала, а также характеристики среды и хемосенсорного пространства, что, в свою очередь, способствует адаптации к восприятию, обработке и интеграции химической информации. Из-за этой сложности трудно провести чёткую границу между двумя (вкус и обоняние) или четырьмя (с учётом хемостезии и вомерольфакции) типами химического восприятия, основываясь только на пространственном диапазоне, задействованных молекулах или анатомических и нейрофизиологических аспектах, поскольку это может исказить естественные условия. Любые классификации хемосенсорного восприятия основаны на субъективных данных и не являются универсальными. В частности, растущее количество данных о сложных взаимодействиях рецепторов и лигандов, участвующих в распознавании химических и физических стимулов, требует более комплексного подхода к изучению чувств. Анализ работ показывает, что разделение вкуса и запаха ошибочно и неприменимо ко всем организмам, особенно водным. Утверждается, что антропоцентризм приводит к игнорированию важных процессов в экологических и эволюционных сценариях, что затрудняет понимание эволюции хеморецепции, особенно при переходе от водной среды к наземной и от одноклеточных к многоклеточным организмам. Это приводит к необходимости объединения всех хемосенсорных модальностей в рамках единой теории, которая опровергает существующую классификацию.

Предлагается, что в природе существует только хемосенсорика — широкий спектр способов химической коммуникации. Она начинается с взаимодействия лигандов и рецепторов, представленных в природе в большом структурном разнообразии. Возможно, не стоит пересматривать представления о химических ощущениях обычным людям, поварам, дегустаторам вин, парфюмерам и поэтам, так как разделение вкуса и запаха соответствует человеческому восприятию. Однако биологам важно учитывать данные, полученные при изучении организмов и их взаимодействиях со средой, при рассмотрении эволюции химической коммуникации и разработке экспериментов.

Всеобъемлющий подход затрудняет «эпистемологическое препятствие» — убеждение, что вкус и запах — это два различных чувства. Соответствующая информация была неверно истолкована в соответствии с антропоморфной предвзятостью. Как писал Башляр, «Интеллектуальные привычки, которые когда-то были полезными и здоровыми, в долгосрочной перспективе могут затруднить исследования». (Башляр, 2002). Поэтому необходимо отказаться от разделения химических чувств и начать задавать более точные вопросы о сложных способах, с помощью которых химические вещества стали сигналами, важными для выживания.".
На этом всё.

[makh67]

"ОБОНЯНИЕ И ВКУС: ЕДИНАЯ ТЕОРИЯ ХЕМОСЕНСОРИКИ.

Тоже про это читаю...
Обычно обоняние и вкус определяются как дистанционная и контактная формы хеморецепции соответственно, что привело к убеждению, что во время перехода от водного к наземному образу жизни обонятельные рецепторы (ОР) были отобраны главным образом для распознавания переносимых по воздуху гидрофобных лигандов, а не гидрофильных молекул, участвующих в морском дистанционном зондировании. Однако этот постадаптивный эволюционный сценарий игнорирует тот факт, что морские организмы 1) производят и обнаруживают широкий спектр малых гидрофобных и летучих молекул, особенно терпеноидов, и 2) содержат гены, кодирующие ОР, способные связывать эти соединения. Эти кажущиеся аномалии можно разрешить, приняв альтернативный, преадаптивный сценарий. Прежде чем стать переносимыми по воздуху на суше, малые молекулы, почти нерастворимые в воде, уже играли ключевую роль в водной коммуникации, но действовали в «контактных» формах обоняния, которые не требовали существенных молекулярных инноваций для того, чтобы стать эффективными на расстоянии в воздухе. Скорее, когда воздух «наполнялся» летучими морскими терпеноидами, расширение пространственного диапазона обоняния было скорее случайным следствием, чем адаптацией.....
Однако существуют и другие аргументы против традиционного определения химических чувств. Растворимость и летучесть зависят от локальных физико-химических параметров. Таким образом, изменения локальных условий могут переключать восприятие одного и того же химического сигнала с «вкусового» на «обонятельное» и наоборот. Кроме того, липофильные соединения могут перемещаться на большие расстояния в воде в виде мицелл, подобно тому как нелетучие соединения могут переноситься в атмосфере в виде аэрозольных частиц.

[vlad128]

Красавчик! Меня вот этот момент расстроил " Тем не менее в морских исследованиях бытует мнение, что все химические вещества, с которыми сталкиваются рыбы и ракообразные, переносятся водой (Hara 1994; Caprio and Derby 2008; Scott 2008). Такой подход не учитывает, что многие гидрофобные соединения попадают в воду при прямом контакте (Mollo et al. 2014, 2017; Giordano et al. 2017). Как уже упоминалось ранее, многие из этих нерастворимых веществ являются летучими, поэтому их можно обнаружить на суше на некотором расстоянии от источника. "..А я так поверил Hara 1994
Но в целом тему эту трудно отнести к общего интереса, а потому лучше уж самому разбираться со своими мухами в голове.. Бойлы и жижи проще, не понял, так купил и нет вопроса