Группа ученых из Швейцарии сумела доказать, что волосы, чешуя и перья гомологичны и произошли от общего предка — рептилии. Теоретические предпосылки и результаты экспериментов были подробно освещены на страницах журнала Science Advances и кратко — в пресс-релизе, представленном от имени Университета Женевы. Сегодня мы расскажем о том, что послужило доказательством столь смелого утверждения и какой вывод для дальнейших исследований позволяет сделать проделанная работа. 

Большинство млекопитающих, птиц, рептилий легко распознать по волосам, перьям и чешуе, соответственно. Тем не менее, отсутствие у ископаемых переходных форм между чешуйками и волосками и существенные различия в их морфогенезе и белковой композиции стали причиной споров относительно их потенциальной общей родословной, ведущихся в течение многих десятилетий. 

Ученым давно известно, что волосы млекопитающих и перья птиц развиваются из первобытной структуры плакоды — своеобразного утолщения эпидермиса со столбчатыми ячейками, уменьшающие скорость их пролиферации и вырабатывающие специфические гены. Это наблюдение, опять таки, провело грань между сторонниками единого предка у птиц и млекопитающих и противников такого предположения, утверждающих что те и другие — это абсолютно разные виды с различной родословной. При этом сторонники последней версии как-то закрыли глаза на то, что она вынуждает принять тот факт, что два совершенно разных, по их утверждениям вида «изобрели» плакоду независимо друг от друга. 

В 2015 году ученые из Йельского университета (США) опубликовали статью, в которой продемонстрировали, что чешуя, волосы и перья на раннем этапе развития имеют общую молекулярную подпись. Опубликованные результаты вновь подлили масла в огонь давнего спора существующего между двумя школами эволюционистов. Приверженцы одной из которых продолжали отстаивать жизненность гипотезы о том, что идентичные молекулярные подписи свидетельствуют об общем эволюционном происхождении придатков кожи, а сторонники другой, что для развития разных придатков кожи в ходе эволюции на каком-то этапе одни и те же гены были использованы повторно.

Точки над «И»

Последняя работа биологов Николя Ди-Пой (Nicolas Di-Poï) и Мишель Милинкович (Michel C. Milinkovitch) из отдела генетики и эволюции Университета Женевы (UNIGE) и Швейцарского института биоинформатики (SIB) позволила положить конец этой многолетней дискуссии. Ученые доказали, что чешуя у рептилий развилась из плакоды с анатомическими и молекулярными подписями, аналогичными подписям плакод птиц и млекопитающих на ранних стадиях развития. 

В ходе исследований были проанализированы морфологические и молекулярные характеристики кожи в процессе эмбрионального развития крокодилов, змей и ящериц. «Наше исследование не только дает новые молекулярные данные, которые дополняют работу американской команды, но и выявляет ключевые микроанатомические факты», — объясняет Мишель Милинкович. — «Действительно, мы определили у рептилии новые молекулярные подписи, идентичные тем, которые наблюдаются при развитии волосков и перьев, а также наличие плакоды анатомической формы, схожей с формой плакоды млекопитающих и птиц. Это указывает на то, что три типа придатков кожи являются гомологичными: чешуя — у рептилий, перья — у птиц, и волосы — у млекопитающих, несмотря на их очень разные конечные формы, эволюционировали от их общего предка, рептилии».

Ключевой ген развития придатков кожи

На следующем этапе исследования авторы работы изучили бородатых драконов, представленных тремя формами. Первая форма — это обычный дикий вид, вторая форма характеризуется меньшими размерами, а третья, в свою очередь, мутировала по двум направлениям со множеством различных дефектов, включая полное отсутствие чешуи. Сравнивая геномы трех рассмотренных подвидов бородатых драконов, ученые сумели определить дефектный ген, который повлек за собой известное разнообразие форм. Это эктодисплазин-А (EDA), мутация которого в конечном счете повлекла за собой освобождение одной из форм бородатых драконов от чешуи. 

«Мы определили, что своеобразный внешний вид этих голых ящериц происходит из-за нарушения работы Ectodysplasin-A, гена, мутация которого в организме человека и мышей, как известно, генерирует значительные отклонения в развитии зубов, желез, ногтей и волос», — пояснил Мишель Милинкович. На основании данных исследований и сравнительного анализа швейцарские ученые показали, что у ящериц с мутированным геном EDA структура плакоды нарушается, точно так же, как у млекопитающих или птиц, пораженных подобными мутациями в том же гене не могу развиваться из плакод собственные волосы или перья. Эти данные все вместе когерентно указывают на общее происхождение чешуи, перьев и волос.

Получив столь убедительные свидетельства единства происхождения, ученые намерены продолжить исследования, определить и описать те механизмы, которые лежат в основе развития специфической формы кожных придатков. Это, в свою очередь, позволит дать ответ на другой важнейший вопрос: каким образом древнейший чешуйчатый кожный покров дал начало существующему морфологическому разнообразию чешуи, перьев и волос. «Эти исследования, как мы надеемся, дополнят наше понимание физических и молекулярных механизмов, порождающих сложность и многогранность жизни в ходе эволюции» — резюмировал Малинкович. 

Источник: GT

До сих пор перья животных мелового периода – от 66 до 145 млн лет назад – удавалось изучать лишь по самым скупым источникам. Как правило, свидетельства того времени – это почти плоские отпечатки в осадочных породах или отдельные фрагменты перьев, по которым невозможно было установить никаких деталей, включая видовую принадлежность их вымершего владельца.

Энанциорнис, попавший в смолу / ©Chung-tat CheungТем ценнее оказались образцы древнего янтаря, обнаруженные в знаменитых месторождениях на северо-западе Бирмы и датированные возрастом почти 100 млн лет. Впервые в распоряжении палеонтологов оказались два великолепно сохранившихся образца, содержащих и перья, и части костных останков – кости крыла, включая острые когти для того, чтобы цепляться за деревья. Первые результаты их изучения команда ученых из Китая и Канады публикует в журнале Nature Communications.

Крыло энанциорнисаУченые сообщают, что перья частично сохранили даже свою исходную окраску: светлую нижнюю сторону крыла, бледные пятна на темно-коричневом фоне остальной части. Структура пера и анатомия крыла уже в ту пору была в целом той же, какую птицы сохранили до нашего времени. Размеры же этих птиц не дотягивают и до колибри: скорее всего, это детеныши представителей энанциорнисов, обширной и доминировавшей в меловом периоде группы птиц, еще сохранявших зубы.

На фоне еще не развившихся в полной мере костей перья выглядят уже «взрослыми» и, по словам палеонтологов, не содержат следов прошлых линек. Один из образцов даже содержит полноценные маховые перья. Это показывает, что перьевой покров энанциорнисов формировался куда быстрее, чем это происходит у современных птиц. Возможно, они становились самостоятельными очень быстро после вылупления из яйца. Так получилось и с этими детенышами: уже вскоре после появления на свет они отправились исследовать мир, но погибли, завязнув в древней смоле.

Источник: Naked Science

Палеонтологи выяснили, что уже во времена динозавров насекомые активно использовали для маскировки растительный мусор и прочие посторонние предметы. Об этом свидетельствуют находки, сделанные в меловых янтарях.

Результаты исследования, проведенного китайскими учеными из Нанкинского института геологии и палеонтологии, опубликованы в журнале Science Advances.

В наши дни к камуфляжу прибегают многие беспозвоночные - моллюски, ракообразные, а также насекомые. Однако свидетельства использования камуфляжа насекомыми чрезвычайно редки в палеонтологической летописи. Одним из них является личинка сетчатокрылого насекомого, найденная в 2012 году в меловом испанском янтаре (возраст 110 млн лет). Она несла по бокам груди и брюшка длинные выросты, которые поддерживали на ее спине подушку из волосков папоротников.

Авторы статьи показали, что примеры подобного поведения гораздо чаще сохраняются в ископаемом состоянии, чем считалось ранее. Об этом свидетельствует изучение янтарей из Бирмы, Франции и Ливана. Возраст первых двух составляет около 100 млн лет, возраст второго - 129-125 млн лет, причем ливанский янтарь является древнейшей ископаемой смолой, в которой были найдены насекомые.

Оказалось, в мелу камуфлироваться научились личинки как минимум четырех групп ископаемых насекомых. Первые три относятся к отряду сетчатокрылых (Neuroptera): это семейства Chrysopidae (златоглазки), Ascalaphidae (булавоуски) и Nymphidae (нимфиды). Все они были найдены исследователями в бирманском янтаре (а булавоуски - также во французском). Представители трех данных групп прибегают к камуфлированию и в наши дни.

Волоски папоротников, пыль и шкурки насекомых - всё идет в дело

Личинки булавоусок и нимфиды, судя по находкам, наваливали себе на спину песчинки, растительный мусор и древесные волокна, а вот личинки златоглазок помимо растительного мусора также камуфлировали себя шкурками съеденной добычи, cреди которой были сеноеды и листоблошки.

Часть личинок златоглазок из бирманского янтаря оказались похожими на личинку, найденную ранее в янтаре из Испании. Другие, хотя и несколько отличаются от нее по строению выростов тела, также, как и она, наваливали на себя волоски глейхениевых папоротников.

Впрочем, из почти 100 изученных златоглазок из Бирмита, взрослых и личинок, только 12 демонстрируют признаки использования камуфляжа, прямые (мусор на спине) или косвенные (выросты по бокам тела). Кроме того, 4 личинки златоглазок с характерными выростами для несения камуфлирующего материала были найдены в ливанском янтаре - это древнейшее известное свидетельство применения камуфляжа насекомыми.

Помимо сетчатокрылых, в бирманском янтаре ученым попались 3 закамуфлированных нимфы (неполовозрелых стадии) клопов-хищнецов (Reduviidae). Их тело сверху было покрыто пылью и растительными остатками. В наши дни такой камуфляж также замечен среди хищнецов, но лишь среди немногих видов.

По словам ученых, камуфляж доставляет насекомым множество преимуществ. Он маскирует их от хищников и дает возможность самим незаметно прокрасться к добыче. Кроме того, подушка из растительного мусора на спине может служить механической защитой. Поэтому многие группы насекомых независимо друг от друга обзавелись подобным защитным механизмом.

Источник: infox.ru

Замедление круговорота течений в мировом океане и связанное с этим повышение его способности вбирать в себя углекислоту могло послужить одной из основных причин наступления последнего ледникового периода, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

"Во время этого периода огромные массы углерода попадали с поверхности океана на его дно в результате смерти планктона и других живых организмов, тонувших и растворявшихся в нижних слоях воды. Там этот углерод был заточен на протяжении многих тысяч лет из-за медленного круговорота течений", — заявила Эмма Фримэн (Emma Freeman) из Кембриджского университета   (Великобритания).

Фримэн и ее коллеги пришли к такому выводу,  изучая ископаемую "климатическую летопись" – залежи панцирей микроскопических водорослей-фораминифер, чьи останки накапливались на дне Атлантического океана на протяжении нескольких десятков тысяч лет.

Как объясняют ученые, скорость движения вод мирового океана отражается в том, как быстро останки планктона и других организмов накапливается на его дне, а также она влияет на доли различных изотопов в останках этих животных и в окружающей их воде и почве, к примеру, углерода и редкоземельного металла неодима.

Замеряя доли углерода на разных глубинах и в разных участках дна Аталантики, где залегают останки фораминифер времен ледникового периода, авторы статьи составили карту движения глубинных течений в океане 20-50 тысяч лет назад.

Эта карта показала, что в то время вода на большой глубине двигалась крайне медленно, в разы медленнее, чем сегодня. Схожая картина была получена другой группой климатологов, проводивших аналогичное исследование, но с использованием неодима.

Медленное движение воды в то время может объяснять то, почему на Земле наступил ледниковый период – низкая скорость движения "конвейера течений" говорит о том, что больше органики осаждалось на дне моря, что понижало уровень СО₂ в атмосфере и снижало силу парникового эффекта.

Пока ученые не понимают, почему произошло это замедление в круговороте течений и как скорость их движения впоследствии восстановилась. Сейчас Фримэн и ее коллеги пытаются понять это, изучая другие океанические отложения.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи обнаружили в Танзании окаменевшие гнезда термитов возрастом 25 млн лет, в которых те выращивали грибы. Следовательно, эти насекомые придумали сельское хозяйство еще в ту эпоху, когда людей не было и в помине.

Об этом говорится в статье австралийских специалистов из Университета Джеймса Кука, опубликованной в журнале PLOS ONE.

В настоящее симбиоз между термитами из группы Macrotermitinae и грибами Termitomyces играет очень важную роль в экосистемах Африки. Считается, что благодаря ему в африканских саваннах разлагается до 90% сухой древесины. Термиты разжевывают древесные остатки и засеивают их спорами гриба, которой превращает растительный материал в ферментированную массу, богатую питательными веществами.

Авторы статьи обнаружили в юго-западной Танзании фрагменты двух древних термитников, в которых когда-то происходил этот процесс. Они разглядели в них специальные камеры для выращивания грибных садов, а также окаменевшие милосферы - так называются специальные гранулы, которые формируют термиты из разжеванных растительных остатков. Именно милосферы и служат субстратом для грибов.

Возраст находки составляет 25 млн лет, она относится к позднему олигоцену. Это древнейшее свидетельство симбиоза между грибами и насекомыми. Кроме термитов, за выращиванием грибов замечены только две группы насекомых - муравьи-листорезы и амброзиевые жуки-долгоносики. Но ископаемые свидетельства такого поведения у муравьев известны лишь с позднего миоцена (5,7-10 млн лет), а для долгоносиков они вообще не найдены.

Интересно, что по своей архитектуре обнаруженные термитники практически не отличаются от современных. Это значит, что агрономические приемы термитов на протяжении всего прошедшего времени не менялись. Авторы статьи полагают, что термиты перешли к выращиванию грибов после того, как дождевые леса в Африке уступили место саваннам - грибоводство дало термитам возможность приспособиться к более засушливому климату.

Источник: infox.ru

Зоологи из Норвегии и Канады исследовали поведение бурых медведей и выяснили, что самки с новорожденными детенышами специально селятся вблизи человека — главного врага медведей — чтобы так защищать медвежат от агрессивных самцов. Статья о результатах исследования опубликована в журналеProceedings of the Royal Society B.

МедведиУченые в течение 7 лет с 2005 по 2012 год наблюдали за 30 медведицами при помощи GPS-маячков. 19 из них успешно вырастили потомство, все они жили в непосредственной близости от людей, около 780 метров. Еще 11 медведиц своих медвежат не уберегли, они в среднем жили на полтора километра дальше от человека.

Угрожают детенышам обезумевшие медведи самцы. Дело в том, что они специально убивают медвежат, чтобы побыстрее совокупиться с их матерью — без детенышей у самок скорее начинается течка. Начало лета — время спаривания, а самка, родившая в прошлом году и выкармливающая медвежонка, физически не готова к рождению еще одного, и течка у нее не начинается.

Ученые уверены, что самки целенаправленно выбирают места поближе к людям, прикрываясь ими как живым щитом. Опасность от человека они оценивают меньше, чем от собственных сородичей. При этом селиться они стараются в местах с густой растительностью, чтобы все-таки оставаться максимально незаметными для людей.

Источник: Научная Россия

Группа ученых из Технологического института Джорджии (США), Университетского колледжа Дублина (Ирландия) и института FEMTO-ST (Франция) проанализировала и объяснила природу аномальных волн — гигантских одиночных волн, появляющихся на глубокой воде будто бы из ниоткуда и представляющих для кораблей большую опасность. Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports. Об исследовании рассказывает пресс-релиз института.

Гигантская волнаАномальные волны или волны-убийцы достигают в высоту более 25 м и считаются одними из самых загадочных и смертоносных явлений в океане. В отличие от цунами, такие волны не поддаются прогнозированию — они внезапно возникают посреди океана и бесследно исчезают в течение 20 секунд, повреждая суда и морские сооружения. Ученые долгое время не могли выяснить природу возникновения аномальных волн и обезопасить корабли от их атак.

Профессор Франческо Фидель (Francesco Fedele) вместе с коллегами пронаблюдал за тем, как аномальные волны атакуют платформы Северного моря на протяжении последних десяти лет, и пришел к выводу, что они имеют единый механизм поведения. Причиной возникновения волн-убийц ученые считают так называемый резонансный эффект — ситуацию, когда небольшие волновые группы движутся под специфическим углом друг к другу через определенные фазовые промежутки и, сталкиваясь, образуют трехмерную структуру с острым выпуклым гребнем и пологим основанием.

В действие затем вступает эффект нелинейности, который фокусирует энергию столкнувшихся групп в одном направлении, задавая волне направление движения. Общая нелинейность океана и нарушенная симметрия в структуре аномальных волн добавляют к их высоте 15-20 %, которая еще больше усугубляются резонансным эффектом.

Специалисты разработали модель на основе направленного спектра волнения, который анализирует энергию потоков, чтобы понимать и прогнозировать появление таких волн. Полученная модель показала, каким образом разные комбинации волновых групп порождают волны-убийцы. Результаты смоделированных прогнозов сравнили с реальными происшествиями на нефтяных платформах в 1995, 2007 и 2015 годах — теоретические выводы совпали с тем, что произошло на самом деле.

Фидель объясняет, что волна-убийца — это всего лишь редкая комбинация столкнувшихся друг с другом волновых групп, к сожалению, порождающая ужасные последствия. «Это просто плохой день в океане», — сказал профессор.

В дальнейшем ученые планируют исследовать оптические волны, чья природа весьма схожа с природой волн-убийц. Специалисты надеются, что понимание нелинейно-резонансной природы аномальных волн впоследствии позволит им предсказывать их появление и предупреждать бороздящие океан корабли о надвигающейся опасности. 

Источник: Научная Россия

Палеоэнтомологи обнаружили в янтаре мелового периода сетчатокрылых насекомых, которые обладали самыми короткими хоботками среди всех опылителей той эпохи.

О своей открытии ученые из Китайского сельскохозяйственного университета рассказали в журнале Scientific Reports.

В последнее время исследователи находят все больше ископаемых насекомых, оснащенных хоботками, которые свидетельствуют об их участии в процессе опыления древних растений. Например, недавно в бирманском янтаре возрастом 100 млн лет были найдены длиннохоботковые мухи, облепленные пыльцой вымерших беннеттитовых, близких к современных саговникам.

На этот раз ученые обнаружили в бирманском янтаре представителей сетчатокрылых насекомых (Neuroptera), обладающих удлиненными ротовыми частями, хотя в наши дни такая особенность для этой группы не характерна. Два из них оказались представителями новых родов и получили название Fiaponeura penghiani и Burmopsychops limoae. Кроме того, на них похож ранее описанный род Cretanallachius. Пока неясно, к какому семейству принадлежат три данных рода.

На своей голове эти насекомые несут две пары щупиков и два парных придатка с желобом внутри - соединяясь вместе, придатки образуют хоботок. «Крыша» хоботка состоит из лигулы - непарного отростка нижней губы. В этом отношении данные существа отличаются от каллиграмматид - других опылителей мезозоя, относящихся к сетчатокрылым, поскольку у тех имелась только одна пара щупиков, а хоботок состоял из сросшихся и неподвижных элементов.

Интересно, что по длине хоботок найденных сетчатокрылых не превышал 0,4-1 мм. По этому показателю они уступают всем остальным мезозойским опылителям. По мнению авторов статьи, эти насекомые могли посещать мелкие цветки вымерших растений Pentoxylaceae, которые являются ближайшими родичами покрытосеменных, а также некоторых беннеттитовых.

Гипотезу о кровососущей роли хоботков исследователи считают менее вероятной. Тем не менее, в апреле нынешнего года в бирманском янтаре было обнаружено сетчатокрылое, которое, возможно, атаковало амфибий и сосало из них кровь. Оно также обладало коротким хоботком и впридачу к нему несло острый стилет.

Источник: infox.ru

Свыше 90% древних млекопитающих исчезло с лица Земли 65,5 миллиона лет назад, когда падение астероида на полуостров Юкатан или извержения вулканов в Индии уничтожили динозавров и других ящеров мезозойской эры, говорится в статье, опубликованной в Journal of Evolutionary Biology.

"Так как млекопитающие начали процветать сразу после вымирания, мы считали, что это событие повлияло на их жизнь относительно слабо. Мы выяснили, что млекопитающие пострадали от мел-палеогеновой катастрофы сильнее, чем другие группы животных, такие как ящерицы, черепахи или крокодилы, однако впоследствии они оказались более готовыми к приспособлению к новым условиям. Именно эта способность, а не большее число видов, помогло им завоевать Землю", — заявляет Николас Лонгрич (Nicholas Longrich) из университета Бата (Великобритания).

Лонгрич и его коллеги пришли к такому выводу, проведя своеобразную "перепись мертвых душ", изучая видовое богатство фауны Северной Америки незадолго до вымирания и после него. В общей сложности ученым удалось найти около 59 видов мелких и крупных млекопитающих, населявших Ларамидию и Аппалачию, "половинки" будущего континента во время мелового периода.

Как отмечает Лонгрич, нам крайне сложно оценить масштабы любых вымираний, кроме современного, по тем причинам, что чаще всего исчезают редкие и наиболее уязвимые виды, останки которых крайне редко сохраняются в породах, из-за чего их крайне сложно находить и оценивать всю глубину вымирания.

Авторы статьи попытались ликвидировать этот недочет, подсчитав число видов млекопитающих в мезозойской Северной Америке и сопоставить их число с тем, как сильно они были распространены до и после вымирания. Это сопоставление привело к крайне неожиданным выводам.

Оказалось, что всего четыре из 59 видов млекопитающих пережило падение астероида, что означает, что 93% древних родичей наших предков вымерло вместе с динозаврами. Это заметно выше, чем доля вымерших видов среди других групп животных.

Как млекопитающим тогда удалось покорить Землю? По словам Лонгрича, это произошло благодаря необычайно высокой способности млекопитающих к адаптации и завоеванию новых ниш – уже через 300 тысяч лет, мгновения по эволюционным меркам, число их видов удвоилось.

По мнению Лонгрича, быстрому восстановлению млекопитающих и их распространению помогло то, что вымирание затронуло разные виды животных в разных уголках будущей Северной Америки. Благодаря этому видовое разнообразие и "баланс сил" среди выживших млекопитающих заметно отличались для каждого региона континента, что способствовало дальнейшему росту разнообразия.

Источник: РИА Новости

Гигантские саблезубые кошки, гигантские ленивцы и прочая мегафауна Южной Америки исчезла с лица Земли примерно 12,3 тысячи лет назад не только из-за появления там человека, но и целого ряда климатических факторов, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

"Патагония оказалась палеонтологическим Розеттским камнем – она показала нам, что колонизация Америки людьми не привела к мгновенному вымиранию мегафауны. Вымирания происходили только тогда, когда вторжение двуногих хищников сопровождалось климатическими изменениями – животные и предки индейцев просуществовали бок о бок свыше тысячи лет, и только резкое потепление привело к исчезновению мегафауны", — заявил Алан Купер из университета Аделаиды (Австралия).

В последние годы ученые все активнее дискутируют о том, что привело к вымиранию мастодонтов, пещерных медведей, гигантских ленивцев, саблезубых кошек и других животных в Южной и Северной Америке, которые практически одновременно исчезли примерно 14-15 тысяч лет назад.

Многие палеонтологи, опираясь на новые датировки костей мастодонтов и недавно открытые следы разделки туш животных, полагают, что в этом вымирании ключевую роль сыграл человек – мегафауне редко удавалось прожить по соседству с людьми более тысячи лет.

Другие исследователи не согласны с этим и заявляют, что в вымирании мамонтов и прочих "визитных карточек" ледникового периода в Новом Свете были не менее виноваты падение метеорита, вызвавшего так называемое Дриасовое похолодание, а также резкие изменения климата.

Купер и его коллеги нашли новые аргументы в пользу климатической теории, вычислив возраст костей 89 представителей мегафауны, живших в Патагонии на территории современной Аргентины, и восстановив содержащуюся в них ДНК.

"Воскрешенные" геномы и новые радиоуглеродные датировки показали, что большинство представителей мегафауны вымерли на самом деле позже, чем считают ученые, – 12280 лет назад, что на 2-3 тысячи лет меньше ранее называвшихся оценок.

Подобная дата ставит под сомнение идею о том, что в вымирании были замешаны исключительно люди. Наоборот, она означает, что предки современных индейцев Южной Америки жили бок о бок с животными от тысячи до трех тысяч лет и при этом не вызывали заметных изменений в видовом составе мегафауны.

С другой стороны, эта дата имеет вполне определенный климатический смысл. Примерно в это же время, 12,6 тысячи лет назад, закончился так называемый Антарктический холодный реверс – короткий период похолодания и наступления ледников, который начался 14,5 тысяч лет назад, фактически одновременно с прибытием людей в Южную Америку в результате выброса талых вод в Антарктике и повышения уровня моря на несколько метров.

Конец этого периода похолодания сопровождался широкомасштабной перестройкой экосистем, вызванной серией засух и установлением засушливого климата, что привело, по мнению Купера и его коллег, к вымиранию гигантских ленивцев (Megatherium americanum), саблезубых кошек (Smilodon populator) и других животных, просто не приспособленных к жизни в таких условиях. Климат, что интересно, вернулся в норму буквально через 300 лет после вымирания всех крупных хищников и травоядных животных.

Только один представитель мегафауны – гуанако, предок лам и альпак, пережил этот период благодаря миграции на север, где был более влажный и благоприятный климат. Таким образом, можно говорить о том, что индейцы лишь частично виноваты в вымирании мегафауны в Южной Америке – климат здесь сыграл не менее важную роль, заключают ученые.

Источник: РИА Новости

Биологи открыли бактерий, которые подчистую уничтожают самцов златоглазок в выводке, из-за чего на свет появляются только самки. От полного исчезновения мужского пола этих насекомых может спасти только антибиотик.

ЗлатоглазкаК такому выводу пришли японские специалисты из Университета Тибы, чья статья опубликована в журнале PLOS ONE.

Златоглазки, чьи личинки помогают бороться с тлями и другими вредителями, относятся к отряду сетчатокрылых насекомых (Neuroptera). Ранее среди этой группы не отмечались бактериальные заболевания, избирательно убивающие самцов. Авторы статьи впервые зафиксировали такой случай на примере златоглазки Mallada desjardinsi.

Сначала ученые поймали 64 взрослых златоглазки, и затем в лабораторных условиях получили от них 35 кладок яиц. К их удивлению, 21 выводок содержал только самок, причем все эти выводки характеризовались высокой смертностью. Выяснилось, что все златоглазки, произведшие это потомство, содержали в своем организме бактерию Spiroplasma.

Ранее было показано, что бактерия Spiroplasma убивает самцов у божьих коровок и бабочек. По-видимому, тем же самым она занимается и у златоглазок. Поскольку микроорганизм передается только по материнской линии, то снижение доли самцов в популяции увеличивает его шансы на успех. Когда ученые обработали зараженных златоглазок антибиотиками, соотношение самцов и самок в их потомстве восстановилось.

Сравнение геномов показало, что тот вид Spiroplasma, который паразитирует на златоглазках, ближе всего к двум видам этого же рода, являющимся патогенами растений. Согласно предположению авторов статьи, инфекция могла непосредственно перекинуться с растений на златоглазок, когда те питались их нектаром.

Источник: infox.ru

Питер Хор (Peter Hore), химик и биофизик из Оксфордского университета (Великобритания), Илья Соловьев из Университета Южной Дании (и российского Физико-технического института им. Иоффе РАН) совместно с коллегами-учеными, исследовал гипотезу о способности птиц «видеть» магнитное поле Земли. Предположительно, эта способность связана с магнито- и светочувствительным белком криптохромом, присутствующим в сетчатке глаз птиц. Он реагирует на синий и ультрафиолетовый цвета. Оказалось, что быстрые химические реакции с участием криптохрома, проходящие в мозгу птиц и вступающие во взаимодействие с магнитным полем, обеспечивают их магнитной картой, необходимой для ориентации в пространстве. Исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics, кратко о деталях работы сообщает пресс-релиз IOP Publishing.

Известно, что фоточувствительный криптохром — это птичий компас, а химические реакции с его участием — механизм, который заставляет этот компас исправно работать.

Камнем преткновения для ученых стал вопрос, способно ли крайне слабое магнитное поле нашей планеты вовремя и достаточно продолжительно «отвечать» тому самому механизму, который представляет собой сверхбыстрые реакции пар радикалов — магниточувствительных частиц с неспаренными электронами, происходящие в мозгу птиц, и своевременно предоставить им необходимую компасную информацию.

Дело в том, что магнитное поле призвано воздействовать на спин электронов (то есть на момент импульса, определяющий ориентацию их движения) в ходе бирадикальных реакций у птиц, и переключать криптохром в сигнальное (или неактивное) состояние, тем самым подсказывая птицам, правильный они держат путь или нет.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, команда Хора смоделировала компьютерную модель, которая проиллюстрировала влияние магнитного взаимодействия на радикалы: каким образом и как быстро поле сдвигает спин электронов и меняет состояние радикалов.

В ходе эксперимента ученые пришли к выводу, что даже такое слабое магнитное воздействие, как у Земли, способно вовремя переключать криптохром в нужное для магниточувствительной ориентации состояние, и достаточно долго поддерживать связь с реакциями, тем самым позволяя глазному компасу считывать направление силовых линий Земли и ориентироваться по ним. 

Ученые утверждают, что дальнейшее изучение механизмов птичьего компаса, выраженного во взаимодействии криптохрома и земного магнитного поля, могут помочь созданию низкобюджетных и нетоксичных для окружающей среды электронных устройств.

Источник: Научная Россия

Ученые из Канзаского института биоразнообразия (США) показали, что способность к биолюминесценции у рыб распространена гораздо шире, чем считалось ранее. Генетический анализ показал, что она развивалась в ходе эволюции как минимум 27 раз в 14 основных группах предшественников современных рыб. Результаты исследования опубликованы в журналеPLOS ONE и представлены в пресс-релизе.

Авторы статьи описывают множество способов, как у рыб происходит биолюминесценция. Они могут использовать биолюминесцентные бактерии, направление света через системы подобные волоконно-оптическим, у рыб могут присутствовать и специализированные органы, производящие свет. Для рыб в глубинах океана свечение выступает как очень важный механизм приспособления к среде, о его важности говорит то, что в ходе эволюции механизм развился примерно у 80% видов.

Все рыбы, которые были изучены в ходе исследования, как выяснилось, развивали механизм биолюминесценции между ранним меловым периодом (около 150 миллионов лет назад) и Кайнозойской эрой. Кроме того оказалось, что как только какой-то вид вырабатывал способность производить свет, он, как правило, вскоре становился источником новых видов.

Источник: Научная Россия

Ученые из британского Оксфорда и австралийского Квинслендского университета представили исследование, показывающее, что тропические рыбы-брызгуны способны распознавать с большой точностью визуальные объекты, в том числе человеческие лица. Статья опубликована в журнале Scientific Reports, кратко об исследовании сообщается на сайте Оксфордского университета.

В ходе эксперимента рыбам, известным своим способом охотиться, — они буквально сбивают летящую добычу прицельной струей воды, — показывали два изображения человеческих лиц и обучали выбирать одно из них, с помощью этой самой струи. Далее рыбам предлагалось это знакомое лицо среди набора новых лиц. И они успешно снова выбирали именно его — в 81% случаев. Причем им удавалось выполнить эту задачу, даже когда наиболее выраженные особенности, такие как форма головы и цвет снимка, были изменены.

«Мозг рыб значительно проще, чем у людей, и в нем совершенно точно нет той зоны, которая работает на распознавание лиц у людей. Несмотря на это, многие рыбы демонстрируют впечатляющие результаты по распознаванию визуальных объектов. Что делает их идеальными объектами для изучения вопроса, как простой мозг справляется со столь сложными задачами», — говорит руководитель исследования Кейт Ньюпорт (Cait Newport).

Источник: Научная Россия

Обнаруженные учеными в Индонезии останки доказывают, что предком человека флоресского, прозванного "хоббитом" за свой маленький рост, является Homo erectus, сообщается в статье исследователей, опубликованной в выпуске журнала Nature.

Ученые описали фрагменты костей и зубов, возраст которых составляет около 700 тысяч лет. Останки были извлечены из древнего русла реки и, вероятно, принадлежат предкам вымершего вида "хоббитов".

Новые окаменелости дают серьезные основания полагать, что "хоббиты" эволюционировали из вида H.erectus, заявил палеоантрополог Юсуке Кайфу (Yousuke Kaifu) из Национального музея природы и науки в Токио.

Конкретно ученые нашли окаменелости зубов, фрагмент челюстной кости и фрагменты черепно-мозговой кости двух детей и двух взрослых, которые, возможно, погибли в результате извержения вулкана. Они были найдены во время раскопок примерно в 70 км к востоку от пещеры Лиан-Буа.

Ранее единственным источником знаний о том, кто заселил остров Флорес первым, оставались различные каменные орудия, которые использовали люди. Найденные в 100 километрах от пещеры Лиан-Буа каменные лезвия, скребки и рубила возрастом 800 тысяч лет давали основания полагать, что эволюционным предком "хоббитов" мог быть человек прямоходящий, H.erectus, до сих пор считавшийся самым первым видом людей, покинувшим пределы Африки.

Человек флоресский, Homo floresiensis, был впервые обнаружен учеными на острове Флорес в Индонезии в 2004 году. Долгое время ученые спорили, является ли обнаруженный гоминид самостоятельным видом или представляет собой человека современного типа, страдавшего специфическими болезнями и претерпевшего уменьшение роста из-за феномена так называемой "островной карликовости".

Источник: РИА Новости

Биолог из США неожиданно подтвердил натуралистическую байку 19 века о том, что электрические угри умеют выпрыгивать из воды и убивать сухопутных животных и крупных водных хищников электрошоком, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Прыжки угря из водыЗнаменитый немецкий натуралист Александр фон Гумбольдт в марте 1800 года путешествовал по Южной и Центральной Америке, изучая флору и фауну Нового Света. В ходе одной из таких поездок он нанял местных проводников-индейцев и купил несколько лошадей по их просьбе. Индейцы предложили прусскому ученому поймать нескольких электрических угрей, устройство чьего тела сильно интересовало его, используя крайне необычную методику ловли.

По словам Гумбольдта, проводники использовали для этого лошадей – они завели скакунов в воды болота, где водились угри, и после этого началось необычное шоу: рыба начала выпрыгивать из воды и пыталась прикрепиться к телу парнокопытных и ударить их током, чем пользовались индейцы для поимки угрей.

Как рассказывает Кеннет Катания (Kenneth Catania) из университета Вандербильта в Нэшвилле (США), никто, в том числе и он, верил в подобные байки – все ученые считали историю Гумбольта преувеличением или просто выдумкой. Недавно, совершенно неожиданно для себя и остальных, Катания подтвердил, что угри действительно умеют выпрыгивать из воды.

По словам ученого, он несколько недель работал с угрями, изучая устройство его органов, генерирующих электричество. Во время экспериментов он вылавливал рыб из аквариума, используя большой сачок с металлической сеткой и ручкой. Обычно рыбы пытаются уплыть от сачка, однако с угрями иногда происходило нечто странное – они разворачивались и в буквальном смысле прыгали на ручку сачка, вырабатывая при этом мощный электрический импульс, который к счастью, не причинил зоологу вреда, так как он работал в резиновых перчатках.

 Два года назад Катания выяснил, наблюдая за охотой угрей на рыб, что они "чуют" жертву не только при помощи обоняния, но и при помощи электрочувствительных клеток, считая любой проводник тока, небольшой по размерам, своей потенциальной жертвой. Эта идея натолкнула зоолога на мысль, что крупный проводник, такой как сачок или живая лошадь, может восприниматься угрем не как жертва, а как потенциальный агрессор-хищник.

Он проверил эту гипотезу, используя муляж головы крокодила, в которую он встроил электроды, вольтметр и амперметр, а также набор светодиодных лампочек. Погружая ее в аквариум с угрями, Катания замерял, с какой силой угри били током "крокодила", пытаясь понять, зачем они выпрыгивают из воды во время ведения подобной обороны.

Секрет подобных гумбольтовских "прыжков" оказался крайне прост – высовывание головы из воды позволяет рыбе заметно усилить силу удара током, так как электричество будет двигаться не через воду и тело хищника, а только через голову крокодила. Подобный простой трюк заметно усиливает болевые ощущения и спазмы в мускулах, что должно отпугнуть хищника или даже убить его. Такая система защиты, как считает Катания, может объяснять то, почему угрей боятся не только мелкие рыбы, но и аллигаторы, лягушки, ящерицы и другие крупные хищники, предпочитающие уступить место электрорыбе, а не пытаться съесть ее.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи обнаружили в отложениях каменноугольного периода насекомое с прицепившимся к нему клещом. Открытие доказывает, что клещи стали пользоваться другими организмами для расселения уже на первых этапах своей эволюции.

Насекомое с прицепившимся к нему клещомОписание находки, подготовленное учеными из Франции, России и Китая, опубликовано в журнале Current Biology.

В природе мелкие существа нередко прикрепляются к более крупным, чтобы проехаться на них. Если при этом они не наносят перевозчику вреда, то такой тип взаимодействия называется форезией.

Изредка свидетельства форезии попадаются в палеонтологической летописи. Например, в 2012 году ученые обнаружили в доминиканском янтаре поденку, которая переносила на своем крыле ногохвостку. Клещи, прикрепившиеся к другим членистоногим, также иногда попадаются в янтаре, но до настоящего времени их не находили в кусках осадочной породы.

Авторы статьи смогли восполнить этот пробел, изучая находки, сделанные в местечке Сяхэянь в Центральном Китае. Там были собраны одни из древнейших крылатых насекомых, жившие в середине каменноугольного периода, около 320 млн лет назад.

На верхней стороне груди одного из насекомых, которое близко к предкам сверчков и кузнечиков, ученые разглядели клеща длиной всего 0,8 мм. Он получил название Carbolohmannia. С помощью синхротрона SOLEIL ученым удалось создать трехмерную реконструкцию Carbolohmannia.

Выяснилось, что клещ относится к Mixonomata, группе панцирных клещей-орибатид. Если другие клещи нередко катаются на насекомых, то среди современных Mixonomata таких случаев не отмечено.

Тем не менее, исследователи уверены, что перед ними именно свидетельство форезии, а не сапрофагии, то есть питания одного существа трупом другого. Если бы клещ взобрался на насекомое уже после смерти последнего, то он бы начал трапезу не с груди, а с более мягкого участка тела, например, с брюшка.

Напомним, недавно палеонтологи обнаружили в крошечном кусочке древнейшего янтаря, чей возраст составляет 230 миллионов лет, сразу четырех клещей. Судя по всему, эти растительноядные организмы отличались оригинальным пищевым поведением, проникая прямо в устьица листьев.

Подрорбнее: infox.ru

Биологи выяснили, что палочники, к числу которых относятся самые длинные насекомые в мире, позаимствовали у бактерий гены, необходимые для питания растениями. Возможно, именно это предопределило их эволюционный успех.

ПалочникК такому выводу пришли немецкие и французские ученые, чья статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Многие растительноядные животные, например, термиты и коровы, нуждаются в кишечной микрофлоре для переваривания растительной биомассы. В частности, микроорганизмы помогают растительноядным организмам расщеплять клеточные стенки растений, поскольку у тех нет пригодных для этого ферментов-пектиназ.

Однако недавно было обнаружено, что насекомые-палочники обладают собственными генами пектиназ, что позволяет им в данном вопросе обходиться без помощи со стороны бактерий. Авторы статьи решили выяснить, откуда у палочников взялись эти гены. Для этого они проанализировали базу данных 1KITE, содержащую сведения о геномах более чем тысячи видов насекомых, включая 50 видов палочников.

Выяснилось, что гены пектиназ имеют в своем геноме все палочники, за исключением палочника Timema, самого примитивного из них. В то же время собственные пектиназы не умеют синтезировать все остальные Polyneoptera, к которым относятся кузнечики, богомолы, тараканы и прочие родичи палочников.

Исходя из этого, исследователи вычислили, что общий предок современных палочников обзавелся пектиназами не ранее чем 125-103 млн лет назад – именно тогда он отделился от линии палочника Timema. Судя по сходству ДНК, палочники позаимствовали ген пектиназы у гамма-протеобактерий – эти микроорганизмы живут у них в кишечниках, а также на поверхности листьев.

Подобный обмен генетической информацией между неродственными группами организмов называется горизонтальным переносом генов. Недавно ученые зафиксировали его, например, между мхами и папоротниками. Что касается пектиназ, то они имеются также у тлей, цикадок, а также жуков-листоедов и жуков-долгоносиков. Последние, как и палочники, также одолжили гены пектиназ у бактерий.

«Что-то должно было случиться, чтобы сделать крошечную Timema группой из 3000 видов, широко распространенных по планете и порой достигающих полуметра в длину», -- пояснил Мэтан Шеломи, соавтор статьи. По его словам, внезапное приобретение новых ферментов путем горизонтального переноса генов может влиять на эволюцию целых групп, заставляя их специализироваться на каком-то одном источнике пищи.

Источник: infox.ru