К количественной оценке предсказуемости эволюции путем анализа вариации скорости коалесценции

Несмотря на общий геном, мужские и женские особи заметно отличаются друг от друга в различных видах. Интралокусный сексуальный конфликт (ИСКС) возникает, когда отбор предпочитает различные значения черт у полов, но общая генетическая архитектура ограничивает их эволюционное расхождение. ИСКС обычно изучается на уровне отдельной черты, и геномные архитектуры могут скрывать конфликты, локализованные в определенных геномных областях. Мы исследовали ИСКС в многофакторной и локальной генетической архитектуре 17 метаболических черт человека и репродуктивного успеха на протяжении жизни, оценивая матрицу аддитивной генетической (ко)дисперсии, стратифицированной по полу (Gmf), и локальные перекрестные генетические корреляции между полами и чертами. Геномно, матрица ковариации между полами (B) показала лишь 1,15% асимметрии, и генетическая вариация, согласующаяся по половому признаку (СГ), превышала сексуально антагонистическую (СА) вариацию в 18,5 раз. Косвенный эволюционный ответ на выбор СГ оказался в 1,6 раз сильнее, чем прямые ответы на выбор СА. В то же время локальные анализы показали более неоднородную структуру - среди регионов с значительными локальными корреляциями 12% были последовательно СА, показывая противоположные эффекты на приспособленность у полов, с функциональным обогащением в сигнальных путях WNT, в то время как 20% продемонстрировали как СА, так и СГ эффекты. Наши результаты показывают, что в метаболических чертах человека геномная вариация СГ преобладает, тогда как вариация СА сосредоточена в определенных локальных областях, подчеркивая важность интеграции многофакторного и локального подходов для понимания конфликта.

Разработка эффективных бифункциональных электрокатализаторов для реакции восстановления кислорода (ORR) и реакции эволюции кислорода (OER) имеет решающее значение для металл-воздушных батарей и регенеративных топливных элементов. Среди самых многообещающих кандидатов катализаторы с одиночными атомами переходных металлов (SACs), поддерживаемые на азотсодержащем графене, предлагают высокую атомную полезность и настраиваемые координационные среды, однако их рациональное проектирование остается сложной задачей, поскольку их электронные состояния, похожие на молекулы, часто выходят за пределы традиционных дескрипторов, основанных на линейных масштабируемых соотношениях или концепциях проводимости. В этой работе мы показываем, что бифункциональная активность этих SACs управляется правилом учета электронов, определяемым общим количеством металлов и валентных электронов, Nds. Сочетая открытие подгрупп, расчеты первых принципов, анализ проекционной плотности состояний и COHP, мы выявляем механизм адсорбции в трех режимах, в котором промежуточная связь контролируется взаимодействием между гибридизацией металла-адсорбата, занятостью антирезонансного состояния и насыщением оболочки. С увеличением Nds сила адсорбции сначала увеличивается, затем уменьшается, а в конечном итоге частично восстанавливается, что приводит к нев monotонной периодической зависимости энергий связывания *OH, *O и *OOH, а следовательно, и к бифункциональной активности ORR/OER. Опираясь на этот механизм, мы разрабатываем модели предсказания, основанные на физике, которые позволяют высокопроизводительный отбор более чем 1000 кандидатов SACs и выявляют оптимальные бифункциональные системы. Экспериментальный синтез и электрохимическая характеристика систем Rh-SAC и Co-SAC подтверждают предсказанные тенденции и их уровень бенчмарка бифункциональной производительности. Эти результаты устанавливают учет электронов в качестве объединяющего физического принципа для кислородной электрокатализа на одиночных атомных катализаторах и предлагают общий путь к открытию катализаторов на основе механизма.

Кража нектара распространена у растений, опыляемых колибри, и часто считается фактором, снижающим репродуктивный успех растений путем истощения цветочных вознаграждений и нарушения опыления. Однако ее количественные эффекты на фитнес растений остаются плохо исследованными, особенно в системах, где сосуществуют коренные и инвазивные грабители нектара. Мы оценили кражу нектара коренным шмелем и инвазивным в кустарниках, опыляемых колибри, на юге Чили. Цветение и кража нектара сильно синхронизированы, причём частота кражи достигает пика во время максимальной доступности цветов. Первичная кража нектара значительно снижала цветочные вознаграждения: запасы нектара в цветах с поврежденными лепестками были примерно в девять раз ниже, чем в нетронутых цветах, в то время как концентрация сахара в нектарам показала лишь незначительные и статистически незначимые изменения. Маленькие муравьи и мухи были найдены внутри цветов, что предполагает, что эти насекомые могут действовать прежде всего как грабители нектара, а не как эффективные опылители. Их количество не было значительно связано с перфорацией корон. Интенсивность посещения цветов различалась среди видов посетителей и стратегий добычи, при этом шмели посещали больше цветов с одного растения во время кражи нектара, чем во время легитимного опыления. Однако эти наблюдения описывают режимы добычи, а не демонстрируют, что сама кража привела к изменению поведения. Колибри наблюдались исключительно как легитимные опылители. Экспериментальные манипуляции не показали отрицательных эффектов кражи нектара на производство семян при наличии опылителей. Цветы, открытые для опылителей, производили значительно больше семян, чем цветы, из которых были исключены опылители, что подтверждает высокую зависимость от опылителей. Напротив, как вероятность производства семян, так и количество семян, производимых на цветок, были схожи для цветов, открытых для опылителей с грабителями нектара и без них. Эти результаты указывают на то, что кража нектара может значительно уменьшить цветочные вознаграждения, не приводя к снижению репродуктивного выхода самок.

Целью данного исследования было оценить клиническую эффективность трансакустической стимуляции блуждающего нерва через ухо (taVNS), сочетанной с повторяющимися облегчительными упражнениями (RFE), для улучшения функции нижних конечностей у пациентов с внутричерепным кровоизлиянием. Протокол исследования был зарегистрирован на сайте Китайского реестра клинических испытаний (ChiCTR2500106064). Шестьдесят пациентов с внутричерепным кровоизлиянием были случайным образом распределены на экспериментальную группу (n=30) и контрольную группу (n=30). Экспериментальная группа получала реальную taVNS в сочетании с RFE, тогда как контрольная группа получала имитационную taVNS вместе с RFE. Перед началом и после 6 недель лечения были проведены функциональные оценки с использованием оценки Фугля-Мейера для нижних конечностей (FMA-LE), шкалы функциональной амбулаторной категории (FAC) и трехмерной системы анализа gait, чтобы получить кинематические параметры таза во время цикла ходьбы. Основные демографические и клинические характеристики не показали значительных различий между двумя группами (все P > 0.05). После 6 недель вмешательства обе группы продемонстрировали значительные улучшения в FMA-LE, FAC, длине шага, максимальном угле разгибания бедра и максимальных моментах в тазобедренном суставе (все P < 0.05). Тем не менее, экспериментальная группа показала лучшие результаты по сравнению с контрольной группой в FMA-LE (t=3.233, P=0.002), FAC (t=2.868, P=0.006), длине шага (t=3.077, P=0.003) и максимальном угле разгибания бедра (t=2.682, P=0.010). Значительных различий в максимальных моментах в тазобедренном суставе (t=-0.212, P=0.833) между двумя группами после лечения не наблюдалось. Никаких побочных эффектов или выбытия участников не было зафиксировано в ходе исследования. По сравнению с имитационной taVNS в сочетании с RFE, реальная taVNS в сочетании с RFE значительно улучшает функцию нижних конечностей у пациентов с постинсультным гемипарезом после внутричерепного кровоизлияния. Протокол исследования был зарегистрирован на сайте Китайского реестра клинических испытаний (ChiCTR2500106064).

Молодые люди часто сообщают о когнитивных проблемах, которые зачастую связывают только с потерей сна. Тем не менее, субъективная когнитивная функция формируется под влиянием более широких факторов образа жизни и аффективных факторов. Были проанализированы кросс-секционные данные 530 молодых людей (средний возраст 22.1 {+/-} 2.3 года) для изучения независимых, взаимодействующих и совокупных ассоциаций короткой продолжительности сна, низкой физической активности и психологического стресса с повседневными когнитивными сбоями. Когнитивные сбои были сильно связаны с продолжительностью сна, физической активностью, качеством сна и уровнем стресса в унивариантном анализе. Тем не менее, иерархическая регрессия показала, что психологический стресс, плохое качество сна и короткая продолжительность сна были доминирующими независимыми коррелятами когнитивных сбоев, совместно объясняющими значительную долю дисперсии в оценках по анкетам когнитивных сбоев (R2 = 0.585, p < 0.001). Напротив, очевидный защитный эффект физической активности не наблюдался после коррекции на сон и стресс (p = 0.976), и не было замечено значительного взаимодействия между сном и физической активностью. Кроме того, моделирование совокупного риска показало надежную зависимость, зависящую от дозы, при которой когнитивные сбои прогрессивно увеличивались по мере накопления поведенческих и психологических факторов риска (ptrend < 0.001). Лица, подвергшиеся воздействию всех трех факторов риска, демонстрировали более чем в два раза большую нагрузку когнитивных сбоев по сравнению с лицами без факторов риска. Эти результаты указывают на то, что когнитивная нагрузка у молодых людей может быть лучше описана аддитивным увеличением поведенческих и психологических факторов риска в зависимости от их сопутствия, а не наличием компенсаторных эффектов факторов риска образа жизни. Таким образом, интервенции, направленные на сохранение когнитивной функции, могут быть более эффективными при одновременном воздействии на здоровье сна и психологическое благополучие, а не только на физическую активность для снижения когнитивной нагрузки.

Изменение климата приводит к изменению времени сезонных событий в экосистемах, что влияет на временную синхронность взаимодействий между видами. Для трофических взаимодействий гипотеза соответствия-несоответствия предсказывает, что, когда хищники становятся фенологически асинхронными с ключевыми эфемерными ресурсами, их жизнеспособность снижается. Большинство исследований несоответствия сосредоточено на парах ресурсов и хищников и подразумевает трофическую специализацию. Однако многие хищники используют более одного вида ресурсов, что порождает несколько механизмов, позволяющих адекватно компенсировать негативные последствия несоответствия для отдельных особей и популяций. В данном исследовании мы экспериментально манипулируем фенологической асинхронностью в 48 взаимодействиях растений и гусениц в весенней лесной пищевой цепочке и оцениваем успеваемость гусениц. С увеличением асинхронности мы находим убедительные доказательства снижения выживаемости, что наблюдается в различных взаимодействиях хозяин-гусеница, в то время как рост и развитие гусениц остаются в значительной степени неизменными. Мы также показываем, что сосредоточенность в литературе на одном модельном взаимодействии (дуб-зимняя моль) вероятно переоценивает общий эффект асинхронности в данной системе. Сила эффекта несоответствия значительно варьируется среди хозяев-растений, гусениц и их взаимодействий, при этом небольшое количество взаимодействий демонстрирует незначительное или нулевое снижение результативности хищников, несмотря на значительную асинхронность. Наши результаты показывают, что последствия фенологического несоответствия имеют широкое распространение, но специфичны для взаимодействий, выявляя значительную неоднородность в том, как ожидается реакция трофических взаимодействий на климатические изменения в сезонном времени. Эта вариативность в ответах может позволить разнообразию ресурсов и переключению ресурсов смягчить влияние фенологического несоответствия на хищнические группы, стабилизируя численность гусениц для более высоких трофических уровней.