какие могут быть тучи

Шесть типов облаков, которые нужно знать – и что они рассказывают о погоде

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Современные прогнозы погоды основаны на сложных компьютерных симуляциях. Эти симуляции используют физические уравнения, описывающие атмосферу, включая движение воздуха, солнечное тепло, формирование облаков и дождя. Постепенное улучшение прогнозов со временем означает, что сегодняшние пятидневные прогнозы настолько же точны, насколько 20 лет назад были точны трёхдневные.

Но вам не нужен суперкомпьютер для предсказания того, как изменится погода у вас над головой в ближайшие несколько часов – подобные приметы известны в разных культурах уже много тысяч лет. Следя за небом и обладая некоторыми знаниями по формированию облаков, можно предсказать, будет ли дождь.

Более того, небольшое понимание физики формирования облаков подчёркивает сложность атмосферы и проливает свет на причины того, почему предсказание погоды на срок, больший, чем несколько дней, оказывается такой сложной задачей.

Вот шесть видов облаков, которые можно увидеть, и то, как они могут помочь вам понять погоду.

1) Кучевые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи
Небольшие белые пушистые облака

Облака появляются, когда воздух охлаждается до точки росы, температуры, при которой воздух уже не справляется с содержащимся в нём водяным паром. При этой температуре водяной пар конденсируется и формирует капельки жидкой воды, которые мы видим, как облако. Чтобы это произошло, воздух необходимо заставить подняться в атмосфере, или же влажный воздух должен войти в контакт с холодной поверхностью.

В солнечный день лучи греют землю, которая греет воздух, расположенный прямо над ней. Нагретый воздух благодаря конвекции поднимается вверх и формирует кучевые облака. Эти облака «хорошей погоды» похожи на вату. Если посмотреть на небо, заполненное кучевыми облаками, можно увидеть, что у них плоское дно, расположенное на одном уровне для всех облаков. На этой высоте воздух, поднявшийся с уровня земли, охлаждается до точки росы. Из кучевых облаков дождь обычно не идёт – а значит, погода будет хорошей.

2) Кучево-дождевые облака

Небольшие кучевые облака дождём не проливаются, но если они увеличиваются и растут по высоте, это признак того, что скоро будет сильный дождь. Это часто случается летом, когда утренние кучевые облака днём превращаются в кучево-дождевые.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Недалеко от земли кучево-дождевые облака чётко оформлены, но с высотой они начинают становиться более дымчатыми по краям. Такой переход указывает на то, что облако состоит уже не из капель воды, а из кристаллов льда. Когда порывы ветра выдувают капли воды за пределы облака, те быстро испаряются в более сухом окружении, из-за чего у водяных облаков очень резко очерчены края. Ледяные кристаллы, выносимые за пределы облака, не испаряются так быстро, из-за чего края такого облака выглядят более дымчатыми.

Кучево-дождевые облака часто имеют плоскую верхушку. Внутри такого облака происходит конвекция воздуха, и он постепенно охлаждается, пока не достигнет температуры окружающей атмосферы. В этот момент он теряет плавучесть и уже не может подниматься выше. Вместо этого он распространяется в стороны, образуя характерную форму наковальни.

3) Перистые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи
Перистые облака могут знаменовать приближение тёплого фронта и дождя

Перистые облака формируются в очень высоких слоях атмосферы. Они дымчатые, поскольку полностью состоят из кристаллов льда, падающих в атмосфере. Если перистые облака переносят ветра, движущиеся с разными скоростями, они приобретают характерную загнутую форму. И только на очень больших высотах или на высоких широтах перистые облака выдают дождь, достигающий земли.

Но если вы заметили, что перистые облака начинают покрывать большую площадь неба, становятся ниже и толще, то это верный признак приближения тёплого фронта. В тёплом фронте встречаются тёплые и холодные воздушные массы. Более лёгкий тёплый воздух поднимается над холодным, что приводит к формированию облаков. Опускание облаков говорит о приближении фронта, и о том, что в следующие 12 часов пойдёт дождь.

4) Слоистые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи
Слоистые облака: мрачно

Слоистые облака – низко расположенная, непрерывная облачная простыня, покрывающая небо. Слоистые облака формируются медленно восходящим воздухом или несильным ветром, покрывающим влажным воздухом холодную землю или поверхность моря. Слоистые облака тонкие, поэтому, несмотря на мрачную картину, дождь из них вряд ли пойдёт, максимум небольшая морось. Слоистые облака идентичны туману, поэтому, если вы когда-нибудь шли по горной местности в туманный день, вы находились внутри облака.

5) Лентикулярные облака

Два последних типа облаков не помогут вам предсказывать погоду, но дадут первичное представление о чрезвычайно сложных движениях атмосферы. Гладкие и линзообразные лентикулярные облака формируются, когда воздух выдувается вверх и через горную гряду.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Перевалив через гору, воздух спускается до прежнего уровня. В это время он разогревается и облако испаряется. Но он может проскочить и дальше, в результате чего воздух вновь поднимется вверх и сформирует ещё одно лентикулярное облако. Это может привести к появлению цепочки облаков, простирающихся далеко за границы горной гряды. Взаимодействие ветра с горами и другими особенностями поверхности – одна из множества деталей, которые необходимо учитывать в компьютерных симуляциях для получения точных предсказаний погоды.

6) Кельвина — Гельмгольца

И, наконец, мои любимые. Облака Кельвина – Гельмгольца напоминают ломающуюся океанскую волну. Когда воздушные массы на разных высотах двигаются по горизонтали с разными скоростями, их состояние становится нестабильным. Граница между воздушными массами начинает покрываться рябью и формирует крупные волны.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Такие облака встречаются довольно редко – лично я видела их единственный раз над Ютландией, западной Данией – поскольку мы можем наблюдать этот процесс в атмосфере, только если в нижней воздушной массе есть облако. Тогда оно может обрисовать ломающиеся волны и обнаружить запутанные движения, происходящие у нас над головой, которые обычно не видны.

Источник

10 основных типов облаков в зависимости от их высоты

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Всемирная Метеорологическая Организация признает более ста различных типов облаков. Они, однако, могут быть отсортированы в один из 10 родов (базовые типы) на основе их общей формы и высоты, где они появляются.

Стандартная основа, на которой различные облака классифицированы и названы, называется номенклатурой Люка Говарда, которая была первоначально предложена Люком Говардом, британским химиком, еще в 1802 году. Метод, основанный на их конвективной активности, сортирует облака на пять групп и перекрестно классифицирует их с тремя высотными уровнями.

Вы также должны знать, что каждый род можно подразделить на виды, а затем далее на разновидности.

Облака низкого уровня

10. Слоистые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Слоистые облака в основном плоские, безликие и сероватого вида. Эти облака образуются немного над землей на более низкой высоте либо из-за стихания более холодного воздуха, либо из-за подъема утреннего тумана над регионом. Они также известны как облака «высокого тумана».

Что они могут сказать вам

Образование слоистых облаков обычно указывает на длительный облачный покров со слабым дождем и небольшим количеством снегопада. Эти облака гораздо более устойчивы в антициклонических условиях. Хотя может выпасть небольшой дождь, это облако не указывает на большую метеорологическую активность.

9. Кучевые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Мы все были знакомы с кучевыми облаками в раннем детстве. Пухлый или пушистый вид кучевых облаков был тем, что представляло собой слово «облако», не так ли?

Кучевые облака обычно образуются в ясные дни ниже 2000 метров над уровнем моря. Они имеют четко определенные ребра и появляются либо в кластерах, либо в сетках.

Что они могут сказать вам

Хотя кучевые облака не сильно связаны с осадками, погодные факторы, такие как влажность и градиент температуры, могут привести к их быстрому превращению в кучево-дождевые облака, что приведет к сильному дождю и грозам.

8. Слоисто-кучевые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Слоисто-кучевые облака в основном представляют собой более крупную и менее гладкую версию кучевых облаков. Они обычно встречаются в больших участках ниже 2000 м над уровнем моря. Слоисто-кучевые облака довольно распространены в субтропических и полярных регионах.

Что они могут сказать вам

Слоисто-кучевые облака часто приводят только к небольшому дождю или снегопаду. Интересно, однако, что они почти всегда появляются до или после экстремальных погодных условий, таких как грозы и порывы ветра.

Кроме того, эти облака несут ответственность за сумеречные лучи, солнечные лучи или расщепленный свет, который светит сквозь облака в дневное время. Они также могут вызвать эффект короны, который мы иногда наблюдаем ночью вокруг Луны.

7. Кучево-дождевые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Кучево-дождевые облака, также известные как возвышающиеся вертикальные кучево-дождевые облака, представляют собой большие и плотные облака, образованные мощными восходящими воздушными потоками. Кучево-дождевые облака очень похожи на кучевые облака, из которых они на самом деле происходят, за исключением того, что они образуют высокую фигуру.

Что они могут сказать вам

Облака среднего уровня

6. Слоисто-дождевые облака (лат. Nimbostratus)

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Nimbostratus представляет собой темное и в основном бесформенное облако, которое зарождается на средних высотах и ​​простирается вертикально до низких и высоких уровней. Их можно найти где-нибудь ниже 3000 метров над уровнем моря.

Что они могут сказать вам

5. Высокослоистые облака (лат. Altostratus)

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Altostratus характеризуется как облако с однородными сероватыми слоями, состоящими в основном из кристаллов льда. Кроме этого, они безликие. Облака Altostratus имеют гораздо более светлый оттенок, чем у облаков nimbostratus.

Конденсация водяного пара из большой устойчивой воздушной массы, когда они достигают средних высот, приводит к образованию этих облаков. Они часто распространяются по большой части неба, и их толщина может варьироваться.

Что они могут сказать вам

Облака Altostratus могут вызвать дождь, как правило, когда он сгущается. В большинстве случаев он начинается как легкий ливень, а затем постепенно перерастает в умеренный дождь. Они переклассифицированы как nimbostratus как только дождь стал более последовательным.

4. Высококучевые облака (лат. Altocumulus)

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Высококучевые облака, пожалуй, самый распространенный тип облаков в средних широтах. Их отличают близко расположенные серые или белые пятна.

Часто трудно выделить высококучевые облака из слоисто-кучевых облаков, поскольку они почти идентичны (у высококучевых облаков гораздо меньшая индивидуальная насыпь, чем у слоисто-кучевых облаков).

Что они могут сказать вам

Высококучевые облака обычно сопровождаются грозами, хотя они не связаны с дождем. Из-за их нестабильности высококучевые облака признаны одними из самых потенциально опасных облаков для авиации.

Облака высокого уровня

3. Перистые облака

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Вместо водяных паров перистые облака состоят из тонкого льда (выше 5500 м, водяной пар подвергается осаждению).

Они вносят значительный вклад в парниковый эффект на Земле. В то время как перистые облака отражают лишь небольшую часть поступающего солнечного излучения, они блокируют около половины выходящего инфракрасного излучения из атмосферы планеты.

Что они могут сказать вам

Достаточно обширного покрытия перистых облаков, чтобы указать на турбулентность в верхних слоях атмосферы и возможное образование циклонов в регионе.

Еще в конце 1800-х метеорологи использовали для наблюдения за этими облаками, чтобы предсказать ураганы. Аналогичная система прогнозирования ураганов была разработана Бенито Виньесом, президентом колледжа Белен в Гаване, Куба, в 1870 году.

2. Перисто-слоистые облака (лат. Cirrostratus)

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Что они могут сказать вам

Обычно перистые облака сигнализируют о приближении теплого фронта к региону и вместе с ним приносят осадки. Эти облака при формировании над полярными областями могут нести азотную кислоту.

1. Перисто-кучевые облака (лат. Cirrocumulus)

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

В отличие от двух других основных высокогорных типов облаков, а именно Cirrostratus и Cirrus, в облаках Cirrocumulus содержится небольшое количество переохлажденной жидкой воды, а не льда.

Что они могут сказать вам

Нечасто перисто-кучевые облака приводят к осадкам. Но в некоторых случаях, когда они появляются с перистыми или перистыми облаками, возможен дождь.

Источник

Топ-10 самых редких видов облаков

А вы часто смотрите на небо?

Природа создала множество видов облаков разных форм, размеров и цветов. При этом некоторые встречаются настолько редко, что возможно, единственный случай увидеть их это познакомиться с ними в ниже представленном списке без особого порядка.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Утренняя глория — редкое метеорологическое явление, состоящее из низко расположенных атмосферных волн. Иногда наблюдается в различных местах по всему миру, однако в южной части залива Карпентария в Северной Австралии его можно увидеть более или менее регулярно. Эти облака могут составлять до 1 тыс. км в длину, возникают они на высотах от 100 до 200 метров, часто движутся со скоростью 10–20 метров в секунду. Существуют различные гипотезы об их формировании, но точного объяснения этому явлению пока не существует.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Грозовой воротник или выступающие облака (Cumulonimbus arcus) — общее название разновидностей кучево-дождевых облаков, которые выглядят как длинный вал. Этот тип облаков образуется чаще всего на границе атмосферных фронтов, всегда на переднем крае грозы. В области их возникновения, как правило, появляются сильный дождь и порывистый ветер, шквал.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

В список самых редких видов облаков входит Эффект Fallstreak. Это редкое метеорологическое явление, представляющее собой большой круглый либо эллиптический разрыв, который может появиться в перисто-кучевых или в высококучевых облаках.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Лентикулярные или линзовидные облака образовываются на высоте от 2 до 15 км близь горных хребтов на гребнях подветренных волн, возникающих в результате преодоления ветром препятствий. Они часто связаны с приближением атмосферного фронта.

Облака Кэльвина Хельмхольца

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Облака Кэльвина Хельмхольца или волнистые облака — особый вид облаков, которые выглядят как морские волны. Они образуются, когда два слоя воздуха перемещаются с разной скоростью в атмосфере. Причём верхние слои движутся на большей скорости, чем нижние и в результате неустойчивости Кельвина — Гельмгольца образуются эти красивые волнообразные структуры. Их можно наблюдать в верхнем слое тропосферы, как правило, в ветряные дни, когда есть разница в плотности воздуха, например, при инверсии температуры.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Серебристые облака — редкое атмосферное явления, которое можно увидеть лишь в глубоком сумраке, обычно в летние месяцы. Это самые высокие облака на Земле. Движутся они в мезосфере на высоте 76–85 км со средней скоростью около 27,8 метров в секунду.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Altocumulus Castelanus также известны как облака-медузы — редкие облака, образовывающиеся на высоте около 5 тыс. м. Могут быть предвестниками сильных ливней и гроз.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Вымеобразные или трубчатые облака — редкие облака (за десятки лет могут наблюдаться 1–2 раза), которые имеют специфическую ячейковую или сумчатую структуру размером около 0,5 км. Встречаются они в тропических широтах и связаны с образованием тропических циклонов.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Перламутровые облака — облака, образующиеся в стратосфере на высоте около 20–30 км. Наблюдаются сравнительно редко. Их можно увидеть лишь в зимне-весенний период, преимущественно в полярных широтах при аномально низких температурах после захода или перед восходом Солнца, когда оно находится от 1 до 6 градусов ниже горизонта. Днём на фоне яркого рассеянного света перламутровые облака становятся невидимыми.

бм ругался на 2 фото, но описания данного облака там не было.

А у нас в Калуге в этом году были 21 июня

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

А я в Новосибирске видел вымеобразные облака. Хотя тропиками и не пахло.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Видео тайм лапс с серебряными облаками. Рекомендую

Вымеобразные облака в Новосибирске время от времени наблюдаем.

В моеё коллекции есть что-то похожее на вымеобразные облака и серебристые

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

В прошлом году в Аризоне.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

По моему «перламутровые облака» получились просто из-за хренового качества фото

Грозовой воротник. Наконец-то я знаю название той хрени, что чуть не сорвала створку окна дома. Я ещё как дебил стоял у окна и любовался на странной формы облачный фронт.

как то лет 8 назад видел грозовой воротник в форме кольца, и он был прямо над нами.

красотища-жуууть, дождя почти нет, и молнии штук 20 в минуту

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Туман. Начало

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Обитель осени

Тихий уголок в Великобритании

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Великобритания, графство Камбрия.

На снимке запечатлен озерный остров Дервент. Поместье на острове было построено в XVIII веке и сейчас находится в распоряжении Национального фонда Великобритании. Здание открыто для посещения пять дней в году.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Предки митохондрий были паразитами?

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Конечно кто-то может возразить, что это всего лишь гипотеза, однако эта гипотеза уже давно переросла в эндосимбиотическую теорию и является общепринятой в кругах учёных. Так уже давно считается, что митохондрии произошли когда-то от альфа-протеобактерий, вероятно, два миллиарда лет назад. Но, остается неясным, что составляло начальный эндосимбиоз между альфа-протеобактерией и ее хозяином. В частности, какую роль сыграл митохондриальный предок, инициировавший эндосимбиоз? В связи с этим вопросом возникают и другие. Например:

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Для объяснения всех обстоятельств и ответов на все вопросы, связанные с основными эндосимбиотическими событиями, выдвигались разные гипотезы зачастую противоречащие друг другу. Так, например, «Водородная гипотеза» предполагала метаболическую синтрофию между водорода-продуцирующими альфа-протеобактериями и водорода-зависимыми археонами, как движущую силу эндосимбиоза.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

В связи с этим в последнее время стала набирать ещё одна гипотеза возникновения митохондрий, которая рассказывает нам о паразитических предках митохондриях. Эта гипотеза на данный момент кажется является более достоверной, так как подкрепляется большим количеством данных. Так в 2020 году вышло огромное филогенетическое исследование показывающее близкое родство митохондрий с паразитическими бактериями. [1]

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Но не менее интересное исследование, с которого всё и началось, произошло в 2014 году [2].

Хотя мне следует чуть-чуть поправить себя, так как предположения о митохондриях-паразитах высказывались не однократно и ранее, но именно это исследование можно назвать самым крутым и начальной «точкой отсчёта» к последующим событиям в научной среде. Поэтому сегодня именно его я и буду рассматривать.

А всё началось как раз с реконструкции митохондриального предка, который имеет большое влияние на наше понимание происхождения митохондрий. Так все выше описанные мной гипотезы объяснялись исследованиями, которые в основном были сосредоточены на реконструкции последнего общего предка всех современных митохондрий, так называемых прото-митохондрий, но не основывались на более информативных премитохондриях, которые по сути были ещё древнее прото-митохондрии, так как они включали последнего общего предка как митохондрий, так и их сестринской клады альфа-протеобактерий.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Самые известные из них это вольбахии и риккетсиалы (отряд в который входят риккетсии). Последние нас интересуют больше всего, так как именно они успели поучаствовать в реконструкции предка митохондрий, а точнее их метаболизма в 2014-м году.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Так, чтобы получить представление об обстоятельствах, которые окружали начальное событие эндосимбиоза, учёные старательно реконструировали метаболизм прото-митохондрий и премитохондрий. Для этого они сначала восстанавливали прото-митохондриальные гены, которые в процессе эволюции были потеряны для ядра. Учёные назвали эти гены ядерными генами митохондрий. Восстановление этих генов являлось предпосылкой для реконструкции митохондриальных предков. Предыдущие попытки найти прото-митохондриальные гены были безуспешны так как основывались на довольно ограниченной доступности бактериальных и эукариотических геномов на момент их изучения [3;4].

Используя значительно увеличившееся представление геномов эукариот и альфа-протеобактерий, исследователи провели филогеномный анализ для систематической идентификации ядерных генов, происходящих из митохондрий. Гены эукариот с наибольшим попаданием в BLAST митохондрий / альфа-протеобактерий сначала были объединены в группы генов. Филогенетическое дерево было реконструировано для каждого семейства, и ядерные гены, которые сгруппировались с альфа-протеобактериями на деревьях, были идентифицированы как происходящие из митохондрий.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Начав с 427186 генов из 30 эукариотических геномов, представляющих широкий диапазон филогенетического разнообразия, они идентифицировали 4459 генов, принадлежащих к 394 семействам, как ядерные гены митохондрий. Чтобы исключить недавний перенос генов, специфичных для клонов, между альфа-протеобактериями и эукариотами, генные семейства должны были присутствовать по крайней мере в двух альфа-протеобактериальных и двух эукариотических линиях. Собственно, так и произошло. Таким образом учёные смогли идентифицировать, что ядерные гены из 394 семейств присутствуют в прото-митохондриях.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Всё это есть и в современных митохондриях. Однако учёные обнаружили и то, чего в прото-митохондриях не было. Так в них отсутствовали функциональные категории, такие как репликация ДНК и транскрипция, также в значительной степени отсутствовали в реконструированном метаболизме и гетеротрофные углеводные обмены, такие как гликолиз и пентозофосфатный путь. Таким образом реконструкция прото-митохондрии показала упрощённого предка митохондрии более похожего на современную митохондрию, что опровергло предыдущие гипотезы о ближайших предках митохондрий, которые имели огромное множество разнообразных функций.

При дальнейшем изучении уже самих митохондрий учёные по-новому взглянули на метаболизм эукариот, происходящий главным образом благодаря этим органеллам. Особый интерес представлял ряд генов, участвующих в метаболизме липидов эукариот. Были идентифицированы несколько генов, участвующих в биосинтезе нуклеотидов de novo, как происходящих из митохондрий. Обнаружены были и ферменты, участвующие в биосинтезе стероидов предполагающие, что митохондриальный предок внес свой вклад в биосинтез оных. Вишенкой на торте можно назвать идентификацию церамидгликозилтрансферазы (COG1215).

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

А интересно то, что этот фермент расположенный на «ассоциированной с митохондриями мембране», специфическом субдомене ER, который связывает этот самый ER и митохондрии, обнаружился и в риккетсиях. Для понимания замечу, что все эти самые гликосфинголипидные, и церамидные структуры, повсеместно присутствуют в качестве важных мембранных компонентов почти во всех эукариотических клетках и митохондриях, а это в свою очередь говорит нам о том, что присутствие этих структур в бактериях являются крайне редкими. При этом, что интересно, ген отвечающий за все эти субстраты и гликолипидные продукты, присутствующий в бактериальных клетках всё же различается от эукариотических гликозилтрансфераз. Следовательно, данный факт указывает на бактериальное происхождение этого гена, который был приобретён эукариотами для новой функции по синтезу собственных эндомембран, а также по перекрестному взаимодействию и перемещению липидов между митохондриями и субодменом ER. Интересные результаты не так ли?

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

В результате получилось, что митохондрии поместились в отряд к риккетсиалам в качестве сестринской клады по отношению к семействам Rickettsiaceae, Anaplasmataceae и Candidatus Midichloriaceae, которую в свою очередь были подчинены семейству Holosporaceae.

Стоит отметить, что представители этих семейств являются паразитами. Так, учёные в этой работе показали, что все пять линий секвенированных риккетсиалов тесно связаны с митохондриями. Далее основываясь на приблизительной линейной зависимости между числом семейств генов, средним числом генов и размером генома учёные заметили, что геном премитохондрий сокращался. Это типично для облигатной внутриклеточной бактерии и предполагает, что сокращение генома шло полным ходом до того, как митохондрии отделились от альфа-протеобактерий, т. е. стали настоящими митохондриями.

Продолжив генетические исследования, учёные стали сравнивать реконструированные прото-митохондрии и премитохондрии. Оказалось, что в отличии узкоспециализированных прото-митохондрий, премитохондрии были способны к гораздо более разнообразному метаболизму. Помимо основных путей, премитохондрии участвовали в трансляции, в клеточной стенке, LPS и биогенезе мембран, в производстве энергии, репликации, рекомбинации и репарации ДНК, они обладали множеством ключевых метаболических путей, включая гликолиз, цикл TCA, пентозофосфатный путь и путь биосинтеза жирных кислот. Кроме того, премитохондрии обладали большим количеством генов, участвующих в синтезе различных кофакторов, таких как рибофлавин, фолат, биотин и убихинон.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Дальнейшие исследования премитохондрий показали, что они кодируют пластидно-паразитарный тип транслоказы АТФ / АДФ, которая импортирует АТФ от хозяина, что делает премитохондрию энергетическим паразитом. Последующие сравнения генов риккетсиалов с премитохондриями, а также построения филогенетических деревьев показало, что премитохондрии вероятно обладали способностью дышать в условиях низкого содержания кислорода и имели жгутики, которые наследовались вертикально, а не через горизонтальный перенос. Электронная микроскопия части эндосимбиотических бактерий также показала наличие рудиментарных жгутиков. Т.е. данное исследование показывает нам предка митохондрии, который мог жить в условиях с низким содержанием кислорода, обладающим жгутиком и являющимся паразитом, что, казалось бы, прямо контрастирует с нынешней ролью митохондрий как производителя энергии клетки.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Однако, систематический обзор от 2011 года бактериального симбиоза показал, что мутуализмы вполне себе могут происходить либо непосредственно от свободноживущих бактерий в окружающей среде, либо от внутриклеточных паразитов [5]. Ключевое различие между этими двумя эволюционными путями состоит в том, что для инициации симбиоза свободноживущие бактерии должны приносить немедленную пользу хозяину, в то время как внутриклеточные паразитические бактерии этого не делают.

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Вместо опровержения прошлых предположений данная гипотеза предлагает применять их для объяснения перехода митохондрий от паразита к мутуалистической органелле на более поздней стадии. Это всё очень интересно, а потому есть большая вероятность, что гипотеза о предках митохондриях как паразитах возможно скоро станет научной теорией. Поэтому если, кто-то назовёт Вас паразитом, не обижайтесь, ведь можно парировать, что паразитизм у нас в крови, а точнее в клетках. Такие дела!

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

Автор: биолог, вдохновитель научного сообщества Фанерозой, Ефимов Самир

Оригиналы: Публикация фанерозойских материалов на платформе «Вконтакте», «Хабр» и «Пикабу».

какие могут быть тучи. Смотреть фото какие могут быть тучи. Смотреть картинку какие могут быть тучи. Картинка про какие могут быть тучи. Фото какие могут быть тучи

1. «Phylogenetic analyses with systematic taxon sampling show that mitochondria branch within Alphaproteobacteria» Lu Fan, Dingfeng Wu, Vadim Goremykin, Jing Xiao, Yanbing Xu, Sriram Garg, Chuanlun Zhang, William F. Martin and Ruixin Zhu; Nature Ecology & Evolution, 2020

2. Phylogenomic Reconstruction Indicates Mitochondrial Ancestor Was an Energy Parasite Zhang Wang, Martin Wu Published: October 15, 2014Gabaldon T, Huynen MA (2003) Reconstruction of the proto-mitochondrial metabolism. Science 301: 609.

3. Gabaldon T, Huynen MA (2007) From endosymbiont to host-controlled organelle: the hijacking of mitochondrial protein synthesis and metabolism. PLoS Comput Biol 3: e219.

4. Gabaldon T, Huynen MA (2007) From endosymbiont to host-controlled organelle: the hijacking of mitochondrial protein synthesis and metabolism. PLoS Comput Biol 3: e219.

5. Sachs JL, Skophammer RG, Regus JU (2011) Evolutionary transitions in bacterial symbiosis. Proc Natl Acad Sci U S A 108 Suppl 210800–10807.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *