Исследователи из Венского университета (Австрия) вместе с норвежскими коллегами из Бергенского университета обнаружили, что голова у животных начала развиваться ещё до своего появления. Речь идёт, разумеется, о генетическом аппарате, который управляет формированием головы. И под головой тут следует понимать не мозг, а именно часть тела на переднем его конце, снабжённую органами чувств, ртом, мозгом, в конце концов.

Морской анемон Nematostella vectensis, у которого нашли «гены головы» (фото авторов работы).Учёные работали с морскими анемонами, или актиниями. У этих кишечнополостных есть передний конец тела и задний, а голова отсутствует. Личинки актиний плавают в океане в поисках места, где можно осесть. Найдя такое место, они прикрепляются к нему и превращаются в полип, который один концом тела сидит на субстрате, а другим концом, наделённым ртом и щупальцами, добывает пропитание. Учёным удалось определить гены, управляющие дифференцировкой переднего конца тела личинки — того, которым она движется вперёд и которым потом садится на субстрат. Среди этих генов оказался Six3/6, играющий роль управляющего всеми остальными генами. Причём вся эта цепочка, начинающаяся с Six3/6, есть и у других животных, включая насекомых, рыб и человека.

Когда личинка актинии плавает в поисках места, где можно обосноваться, она воспринимает какие-то сигналы из внешней среды, и делает это именно своим передним концом, так что его в каком-то смысле можно назвать «головой». Правда, эта «голова» потом превратится в «ногу», да и мозга, главного атрибута головы, ни у личинки, ни у взрослой актинии нет.

У высших животных и у морских анемонов около 600–700 млн лет назад был общий предок — тоже без головы, но вот предпосылки для её возникновения, судя по всему, уже были. Полученные данные подтверждают теорию о том, что эволюция предпочитает заранее готовить генетико-молекулярные механизмы, которые позволили бы сформировать ту или иную структуру. Когда для такой структуры приходит время, этим механизмам даётся карт-бланш (как это было, по-видимому, с мозгом).

Результаты работы опубликованы на сайте PLoS Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Динозавров, как и современных животных, доставали жившие в те времена паразиты. Единственно, в отличие от современных мелких блох, жившие на динозаврах паразиты имели тоже гигантские размеры, достигавшие более 1,5 сантиметров.

Подробнее...

Диин Хуан из Нанкинского института геологии и палеонтологии (КНР) и его коллеги некоторое время назад описали своего рода блох, которые жили на динозаврах и были примерно вдесятеро больше тех, что паразитируют на млекопитающих сегодня. Это пока не оспаривается.

Самец страшилиды (здесь и ниже фото Diying Huang).А вот страшилид совершенно напрасно записали в кровососущие, полагает тот же учёный.

Крошечные существа длиной всего несколько миллиметров обладали цепкими задними конечностями и тем, что после фоссилизации стало походить на сосательный хоботок. Этот момент и заставил некоторых учёных предварительно включить страшилид в число динопаразитов.

Спаривающиеся мушки

Но в руки г-на Хуана и его коллег попали 13 новых образцов, живших 165 млн лет назад во Внутренней Монголии. Экземпляры чрезвычайно хороши. Некоторые даже демонстрируют нам процесс спаривания самцов и самок.

Анализ показал, что цепкие задние конечности были только у самцов, а использовались они для того, чтобы хвататься за самку во время секса, а вовсе не за перья динозавров. Более того, у обоих полов отмечен остаточный ротовой аппарат, то есть взрослые особи жили очень мало и не питались вообще. Насекомые обладали также крупными перепончатыми крыльями.

Тщательная инспекция половых органов позволила отнести образцы к семейству Nymphomyiidae, которое существует по сей день. Эти мушки отличаются пушистыми крылышками и обитают на берегах быстрых ручьёв. Подобно собратьям из юрского периода, взрослые особи несут остатки ротового аппарата, которым они обладали, будучи личинками.

У древних мушек зачастую сохранялись брюшные жабры, что весьма необычно для насекомых. Возможно, в конце жизни эти существа сбрасывали крылья и возвращались в воду, чтобы спариться и умереть. И действительно, соединённые в акте любви образцы бескрылы.

Что касается подлинных динопаразитов, то их длина составляла 17 мм. Их относят к роду Pseudopulex. Несмотря на свои размеры, эти чудовища были не так страшны, как современные блохи, ибо не умели прыгать.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА

Многим, наверное, доводилось видеть листья растений, свёрнутые в трубочку. Так поступают гусеницы хараксиновых бабочек. Свёрнутый в сигару лист служит им защитой от пристального внимания хищников, а сам лист гусеницы скручивают с помощью шёлковых нитей. Как оказалось, такие домики дают приют не только гусеницам, но и множеству других видов членистоногих.

Гусеница и её дом — свёрнутый лист (фото edgehill).Экологи из Кампинасского государственного университета (Бразилия) сравнили население свёрнутых и несвёрнутых листьев на нескольких десятках растений кротона, кои особенно любимы гусеницами. Кроме того, исследователи сами свернули некоторые листья и оставили их на какое-то время, проверяя каждый 15 дней, не поселился ли кто-либо в них.

Оказалось, что трубочка из листа — желанный дом для очень многих существ. С июня по сентябрь в свёрнутых листьях было обнаружено в девять раз больше насекомых и прочих членистоногих, чем на обычных, плоских листьях. Результаты подсчётов биоэкологи опубликовали в журнале Ecology.

Насекомые заселяют пустые гусеничные дома, покинутые хозяевами, которые превратились в бабочек. Эта «жилплощадь» пользуется особенной популярностью в сухой и жаркий сезон, но, по словам зоологов, даже в сезон дождей, который длится с декабря по март, число видов в свёрнутых листьях в пять раз больше. В целом же статистика такова: было найдено 9 000 членистоногих из 433 видов, среди которых и пауки, и сверчки, и жуки, и другие гусеницы, которые не строят своих домов, а селятся в заброшенных.

Гости, по-видимому, в сухой сезон ищут защиту от солнца и находят её благодаря гусеницам хараксиновых бабочек. Хотя гусеницы и поедают растения, при этом они с помощью своих домиков поддерживают целые микроэкосистемы, и ещё неизвестно, не приносят ли они больше пользы, чем вреда.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследователям из Университета Уэйна (США) удалось увидеть формирование мозга у плода во время внутриутробного развития. Для этого с помощью фМРТ они сканировали мозг у 25 зародышей в промежутке между 24-й и 38-й неделями развития. Каждый сеанс длился 10 минут, и время для этого выбиралось так, чтобы плод был относительно спокоен.

Ультразвуковой портрет плода на первом триместре внутриутробного развития (фото Kittroid).Исследователей интересовали в первую очередь две вещи — место и время появления межнейронных связей. В статье, опубликованной в Science Translational Medicine, авторы пишут, что формирование соединений начиналось с середины мозга, то есть с регионов, расположенных ближе всего к границе полушарий, и затем распространялось по всему мозгу. Плотность и количество связей увеличивались примерно в половине из сорока двух исследованных зон, но в течение всего эксперимента в мозгах развивающихся плодов сохранялся градиент между серединой и краями. То есть интенсивность образования связей по мере отдаления от границы полушарий постепенно затухала.

Значение подобного рода исследований понятна: если мы будем знать, как развивается мозг зародыша, то поймём происхождение психоневрологических патологий, таких как аутизм и шизофрения. Возникает вопрос, почему это не изучали до сих пор. Но сканирование чувствительно к движениям, а заставить плод лежать спокойно нет никакой возможности. И на этот раз исследователи, похоже, нашли способ обойти эту проблему: они создали алгоритм, который позволяет устранить помехи, вызванные движением, и уменьшить число снимков, требуемых для воссоздания достоверной картины.

Сейчас авторы работы приступили к похожему, но более масштабному проекту. Они задались целью проанализировать развитие мозга у ста человеческих эмбрионов, находящихся на разных стадиях развития. Причём в планах учёных проследить судьбу мозга вплоть до рождения и далее, до зрелого возраста, ведь только так удастся точно понять, какие особенности в развитии приводят к формированию здорового мозга, а какие — к появлению патологий.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Тюленям, так же как и людям, необходимо спать, но в отличие от человека, у которого во время сна отдыхают оба полушария мозга, у тюленей весь мозг отдыхает только во время сна на суше, а в воде отдыхает только одно полушарие.

Подробнее...

Иногда можно услышать, что эволюция не очень любит искать новые пути — и если есть возможность использовать уже найденное решение, то она так и сделает. Очередное подтверждение этому продемонстрировали исследователи из Университета Британской Колумбии (Канада). Несколько лет назад они ставили эксперимент с эволюцией в пробирке: культуру бактерий Escherichia coli растили в среде, содержащей легко расщепляемую глюкозу и трудно расщепляемый ацетат. Кишечная палочка может работать как с тем, так и с другим субстратом, но, как выяснили учёные, в каждом образце колония бактерий разделялась на две части: одни поглощали только глюкозу, другие специализировались на ацетате.

Эволюция кишечной палочки выбирает надёжные, проверенные пути. (Фото Dr. Dennis Kunkel.)Такое разделение популяции на две части для биологов уже давно не новость. Похожие процессы наблюдали, например, у цихлидовых рыб, амадин и пальмовых деревьев: хотя популяция занимает одну территорию, в ней выделяются экологические подгруппы. В случае бактерий экологическое разделение было обусловлено разными питательными веществами. Но раскол в популяции обычно подкрепляется генетическими изменениями, мутациями. И учёные захотели проверить, какие мутации тут задействованы.

Эксперимент с бактериями ставили в трёх пробирках и из каждой брали по 17 образцов на разных стадиях опыта для генетического анализа. Оказалось, что у бактерий из разных пробирок возникали одни и те же мутации, которые помогали им приспособиться к особенностям среды. И второе: эти мутации возникали в определённой последовательности, то есть сначала у бактерий появлялись изменения, которые позволяли использовать им другой тип пищи, а потом возникал генетический переключатель, переводивший метаболизм с одного пути на другой.

То, что приспособления к среде возникают у организмов в определённом порядке, учёные тоже давно знают, но как это проявляется на генетическом уровне, на уровне мутаций? При этом мы считаем, что вариантов таких приспособлений может быть множество, ведь мутации, как известно, появляются случайно, и отбор может выбрать разные варианты, которые одинаково подходят к решению одной и той же проблемы. Но, по-видимому, хотя мутации и случайны, эволюция предпочитает решать проблему единственным проверенным способом. То есть можно сказать, что эволюцию можно до какой-то степени предсказать.

С другой стороны, как замечают скептики, такая предсказуемость эволюции может иметь место только у тех организмов, которые не знают полового размножения, — у тех же бактерий, например. Кроме того, стоит учитывать, что в своих экспериментах исследователи работали с относительно небольшой и гомогенной популяцией микроорганизмов, и вполне возможно, что в естественных популяциях, гигантских по численности и разнообразных по видовому составу, эволюционные пути не так уж и однообразны.

Результаты исследований опубликованы на сайте PLoS Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Зоологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха вместе с коллегами из Цюрихского университета наблюдали за поведением африканских сурикатов, живущих в пустыне Калахари. Там, где работали исследователи, через территорию сурикатов проходила автодорога. И в связи с этим обстоятельством учёные обнаружили следующее: к дороге группу животных подводила доминантная самка, но на саму дорогу первым выходил кто-нибудь из её подчинённых.

Сурикаты, переходящие дорогу (фото Simon Townsend / University of Zurich).Возникало ощущение, что низкоранговых особей использовали как морских свинок, чтобы определить уровень опасности.

В статье, опубликованной в интернет-журнале PLoS ONE, исследователи пишут, что животные в группе по-разному оценивают уровень угрозы. Доминантная особь, идущая впереди, сильнее боится того, что её ждёт, и отступает назад, где риск поменьше. Наоборот, те, кто идёт следом, недооценивают опасность, а потому смело движутся ей навстречу.

Свои наблюдения зоологи подтвердили с помощью компьютерной модели, симулирующей поведение группы сурикатов. При этом вовсе не стоит думать, что поведение доминантной самки — это верх эгоизма. В действительности от вожака зависит выживание всей группы, и если доминантная особь гибнет, то вслед за ней гибнет большинство подчинённых, лишившихся руководства. Так что вожак, спасая себе жизнь, действует в интересах коллектива.

Другой вопрос состоит в том, как сурикаты вдруг поняли, что автодорога опасна. (Многих животных, напомним, дорога ничуть не смущает, и они гибнут, пытаясь отразить «нападение» автомобиля.) Зоологи полагают, что зверьки расценивают проезжую часть как протяжённое открытое место, а открытые места, без холмов, кустов и прочих укрытий, для сурикатов весьма опасны: здесь они не могут вовремя скрыться от хищника.

Словом, в данном случае антропогенный объект, каковым является автодорога, удачно совпал с естественным, веками вырабатывавшимся чувством опасности.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Тюлени спят, как люди, но лишь тогда, когда они на суше. Если же тюленю захочется поспать в воде, у него засыпает только половина мозга, тогда как вторая остаётся бодрствующей. Зоологи из Торонтского университета (Канада) попробовали выяснить, как тюленям это удаётся.

Находясь на суше, тюлени спят обоими полушариями, но в воде одно полушарие у них остаётся бодрствующим. (Фото Thorsten Milse.)Правда, результаты исследований ещё сильнее запутали учёных и разгадки не дали. Поначалу зоологи сделали вывод, что всё дело в особенностях мозговой нейрохимии животных: тюлени как-то так перераспределяют нейромедиаторы, что одно полушарие погружается в сон, а другое — нет. Например, ацетилхолин концентрируется в бодрствующей половине, а на спящей его концентрация резко падает. (Содержание нейромедиатора исследователи сверяли с ритмами ЭЭГ, полученными от разных полушарий.) То есть ацетилхолин, кажется, и впрямь удерживает одно полушарие ото сна.

Но при этом другой нейромедиатор, серотонин, у тюленей распределяется равномерно по спящему и бодрствующему полушариям. Это оказалось в некотором роде сюрпризом, потому что серотонин считается активатором мозга, нейромедиатором, который поддерживает мозг в возбуждённом, бодрствующем состоянии. У тюленей же распределение серотонина от сна не зависело, но зато повышалось, например, когда животные ели или активно плыли. То есть серотонин всё же был связан с некоторыми видами активности и, по-видимому, отвечал за какие-то автономные процессы, не влияя на ритм сна-бодрствования.

Результаты этих экспериментов опубликованы в Journal of Neuroscience. В будущем, возможно, исследования тюленьего однополушарного сна помогут узнать кое-что новое о сне человека, однако пока что тюлений мозг больше задаёт загадок, чем даёт отгадок.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Хайнаньская биота — богатая фауна макроскопических бесскелетных животных, обнаруженная в 1986 году Сун Вэйго (Song Weiguo) в докембрийских отложениях Китая (остров Хайнань) с возрастом 840—740 млн. лет. Похожая фауна была найдена и М. Б. Гниловской в России, на Тиманском кряже; её возраст - около 1000 млн. лет.

Изучена она пока недостаточно. Известно лишь, что составляющие её организмы уступают по размеру эдиакарским и являются не лентовидными, а червеобразными, причем иногда кажутся членистыми. Многие из них строят из органики сегментированные трубки бокаловидной формы. Очень важно то, что среди этих организмов нет ни медузоподобных «дисков» (как в Эдиакаре), ни каких-либо форм, близких к губкам (примитивнейшим из современных групп животных); судя по всему, довендская хайнаньская биота не может считаться предковой ни для эдиакарской, ни тем более для современной (фанерозойской).

Источник: Википедия