Одной из самых волнующих загадок современной палеонтологии является вопрос о том, почему некогда многочисленные и разнообразные морские беспозвоночные – брахиоподы – уступили первенство в донных экосистемах моллюскам. Как выяснили палеонтологи Стэнфордского университета, брахиоподы проиграли эволюционную гонку просто потому, что они – неудачники.

Брахиоподы Брахиоподы, или плеченогие – один из самых древних типов животных. Эти беспозвоночные организмы, живущие на дне морей и океанов в двустворчатых раковинах, появились в самом начале кембрийского периода и успешно дожили до наших дней. Расцвет брахиопод приходится на палеозойскую эру – в некоторых местах их окаменевшие раковины слагают горные породы, называемые брахиоподовыми ракушечниками или известняками. В палеозое брахиоподы достигали значительных для беспозвоночных размеров – порядка 30 см, и жили в очень разнообразных по форме раковинах. Главные конкуренты брахиопод, двустворчатые моллюски, в те времена выглядели куда скромнее. Они были мельче, малочисленнее и в экосистемах того времени явно играли подчиненное положение.

Все изменилось 250 млн лет назад, когда разразилось Великое вымирание. Брахиоподы, резко уменьшившись в количестве видов, так и не оправились от катастрофы, а моллюсков как подменили – они бросились эволюционировать, став на сегодняшний день одной из самых многочисленных и успешных групп донной фауны. Традиционно палеонтологи объясняли данную ситуацию тем, что более приспособленные моллюски попросту вытеснили архаичных и менее приспособленных брахиопод. Но, учитывая, что появились эти две группы практически одновременно, господство брахиопод на протяжении сотен миллионов лет палеозоя оставалось в рамках этой теории необъяснимым.

И вот, наконец, стэнфордский палеобиолог Джонатан Пэйн приблизился к пониманию причин и движущих сил событий, стоивших брахиоподам лидерства в донных биотах. Оказывается, секрет крылся в более эффективном управлении и использовании энергии. По данным Пэйна, брахиоподы и двустворчатые моллюски в палеозое делили пищевые ресурсы океана примерно поровну. Иными словами, редкие и малочисленные двустворчатые моллюски обладали большей долей метаболической активности в сравнении с брахиоподами и съедали столько же еды, сколько и брахиоподы. "С метаболической точки зрения, океаны всегда принадлежали моллюскам", – уверен Пэйн.

За прошедшие с тех пор 250 млн лет метаболическая активность двустворок выросла еще на два порядка, в то время как у брахиопод она упала на 50%. При этом моллюски не столько напрямую вытесняли брахиопод, сколько просто осваивали новые пищевые ресурсы.

Кроме того, отмечают исследователи, древние брахиоподы обладали сравнительно малым объемом мягких тканей по сравнению с древними моллюсками. По существу, констатирует Пэйн, внутри брахиоподы намного меньше мяса, чем внутри двустворки. "Это одна из причин того, что сегодня мы едим двустворчатых моллюсков, а не брахиопод. Вокруг нас не так уж много брахиопод, да еще некоторые из них ядовиты для человека", – добавил он.

Так что же нарушило длившееся весь палеозой равновесие между более эффективными, но менее многочисленными двустворками и архаичными, но разнообразными и повсеместно встречающимися брахиоподами? Оказывается, говорит Пэйн, брахиоподы просто оказались неудачниками, и те эволюционные стратегии, что позволяли им оставаться успешными на протяжении сотен миллионов лет, совершенно не годились в условиях Великого вымирания, едва не доведя плеченогих до полного вымирания.

"Мы считаем, что около 250 миллионов лет назад серия крупных извержений вулканов в Сибири выбросила на поверхность порядка 6 млн километров базальтовых пород. Этого объема достаточно, чтобы покрыть всю Западную Европу слоем базальта в четверть мили глубиной", – рассказал Пейн. Одним из последствий катастрофической вулканической активности стало изменение химической среды океана и увеличение его кислотности, негативно сказавшееся на брахиоподах.

"Двустворчатые имеют жабры и активную систему кровообращения, а брахиоподы – нет. Это означает, что в целом двустворчатые моллюски более эффективно регулируют свои химические взаимоотношения с окружающей средой", – цитирует палеобиолога портал Red Orbit. С трудом пережив Великое пермское вымирание, брахиоподы так и остались на подчиненных ролях, не в силах повысить метаболическую активность и эффективность управления энергетическими процессами. В середине мезозоя они начали было наращивать разнообразие и численность, но этот успех был недолгим, и сегодня большинство людей вообще ничего не знает об этих интереснейших древних животных.

Источник: PaleoNews

Рыбы астианаксы часто привлекают внимание исследователей: они живут в пещерных водоёмах, а потому стали слепыми, однако особенность их в том, что мальки астианаксов вполне зрячие. Есть и другие разновидности этих рыб, которые живут в открытых водоёмах и у которых вполне нормальное зрение. Так что они оказываются хорошим объектом для изучения эволюции и её механизмов, в том числе на самом тонком, молекулярно-клеточном уровне, и исследователи с помощью астианаксов получают порой весьма любопытные результаты: вспомним хотя бы работу о влиянии шаперонов на эволюцию.

Незрячие астианаксы и без глаз могут определить, где что находится. (Фото Visuals Unlimited / Corbis.) Однако сейчас мы хотим рассказать об исследовании, касающемся непосредственно астианаксов. Несмотря на то что эти рыбы слепы, они никогда не натыкаются на камни и прочие предметы, которые им могут встретиться в воде. В этом вообще-то нет ничего удивительного: все животные, утратившие зрение или не могущие видеть из-за особенностей среды обитания, со временем учатся компенсировать свой недостаток за счёт других сенсорных систем. И об астианаксах долго думали, что они чувствуют предметы под водой с помощью боковой линии, рецепторы которой отслеживают изменения в давлении воды при приближении к чему-то твёрдому.

Однако специалисты из Тель-Авивского университета (Израиль) обратили внимание на одну особенность в поведении астианаксов: рыбы часто засасывали в рот воду, выпуская её через жабры. Когда Рои Хольцман (Roi Holzman) и его коллеги попытались выяснить, от чего зависит такое поведение, оказалось, что после перестановки предметов в аквариуме астианаксы начинали «просасывать» воду в четыре раза чаще и плавать намного быстрее. 

Причём чем ближе рыба была к какому-нибудь большому объекту, тем активнее она пропускала воду через жабры: в 7 см астианакс качал воду в два раза чаще, чем обычно, а на расстоянии 2 см и ближе — уже в шесть раз чаще. 

В Journal of Experimental Biology зоологи приходят к выводу, что астианаксы прощупывают окружающее пространство, специально создавая волны в воде. Всасывая воду ртом и выпуская её через жабры, рыба формирует нечто вроде сонарного сигнала, который, отразившись от предмета в воде, сообщает рецепторам боковой линии информацию о том, что находится вокруг. 

Вообще говоря, все рыбы чувствуют движения волн с помощью боковой линии, и все рыбы могут пропускать воду через рот и жабры. Однако учёные до сих пор ни разу не наблюдали, чтобы рыбы могли вот так специально создавать волны. По словам исследователей, получаемый астианаксами сигнал оказывается в 60 раз сильнее, чем если бы они ловили отражения обычных волн, порождённых движениями тел.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

На формирование литосферных плит, возможно, ушёл целый миллиард лет. 

Разлом Сан-Андреас в Калифорнии отмечает встречу Тихоокеанской и Североамериканской литосферных плит. (Фото Kevin Schafer / Alamy.)По новой гипотезе, плиты — взаимосвязанные участки земной коры, плавающие на поверхности вязкой верхней мантии, — были созданы процессом наподобие субдукции, наблюдаемой сегодня, когда одна плита подныривает под другую. 

Всё началось примерно 4 млрд лет назад, когда более холодные части земной коры потянулись вниз в более тёплую верхнюю мантию, повреждая и ослабляя окружающие участки коры. Это повторялось вновь и вновь, утверждают авторы новой работы, пока ослабленные области не превратились в границы между плитами. И действительно, по оценкам, глобальная система литосферных плит появилась приблизительно 3 млрд лет назад. 

Надо сказать, что происхождение литосферных плит остаётся загадкой. Движение плит стёрло практически все следы, по которым можно было бы судить об этом. Попытки оценить возраст плит предпринимались неоднократно: исследователи исходили из свидетельств субдукции в минералах древних пород. Самыми старыми «уликами» считаются цирконы возрастом 4 млрд лет, найденные в австралийских горах Джек-Хиллс. Эти кристаллы, по-видимому, сформировались при температуре и давлении, характерных для субдукции. 

Оттолкнувшись от данных, полученных благодаря цирконам, авторы исследования создали компьютерную модель земной коры, существовавшей миллиарды лет назад. В основании коры, по их мнению, находилась область низкого давления, заставлявшая часть коры погружаться в верхнюю мантию. Повторяясь на протяжении длительного времени, этот процесс создал большую литосферную плиту с активной зоной субдукции. Возможно, в дальнейшем он привёл к образованию нескольких литосферных плит, полагает соавтор Дэвид Берковичи из Йельского университета (США): «У нас есть физический механизм для объяснения того, как это, возможно, произошло». 

Совершенно другие условия сложились на Венере, где подобная субдукция не произвела литосферных плит. Там намного теплее, поэтому кора эффективнее залечивает раны после того, как её часть опускается в мантию. Модель г-на Берковичи предполагает, что на заре существования Земли субдукция создала слабые участки в коре, которые составляют сегодня границы плит, а в основе теории тектоники плит лежит мысль о том, что сильные плиты разделены слабыми границами, и процессы, протекающие на этих границах, приводят к таким геологическим явлениям, как вулканы, горы и землетрясения. 

«Модель правдоподобно объясняет то, чтó мы видим», — признаёт петролог Майкл Браун из Мэрилендского университета в Колледж-Парке (США). По его словам, хорошо реконструировано начало субдукции и её прогресс до глобальной тектоники, причём временной промежуток между тем и другим — 1 млрд лет — согласуется с данными геологической летописи. 

В свою очередь, геолог Роберт Стерн из Техасского университета в Далласе (США) отрицает наличие убедительных доказательств тектоники плит старше миллиарда лет. Тем не менее предложенная гипотеза относительно механизма формирования плит показалась ему «первым интересным объяснением того, как это могло произойти». 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Об эволюции мы обычно говорим в прошедшем времени, тем самым как бы подразумевая, что всю свою работу она уже сделала и все нынешние живые организмы будут до конца времён пребывать в том состоянии, в котором мы их наблюдаем. Это, разумеется, не так, в чём нас ежегодно разубеждают вирус гриппа или лекарственно-устойчивые бактерии. Но что насчёт, скажем так, более крупных существ, птиц или зверей? Если говорить о нашем времени, как быстро они меняются в эволюционном смысле? 

Колибри-пчёлки — самые быстрые «эволюционисты» среди колибри. (Фото Jeff Higgott (Sequella.co.uk).)Джимми Макгвайр (Jimmy A. McGuire) и его коллеги из Калифорнийского университета в Беркли (США) сообщают в журнале Current Biology о невероятной скорости, с которой меняются современные колибри. Эти птицы живут только в Новом Свете, и бóльшая часть видов сконцентрирована в Южной Америке. Чтобы понять эволюцию группы, зоологи проанализировали ДНК 284 видов, что стало самым масштабным исследованием колибри за всё время их изучения. 

Оказалось, что те девять групп, по которым можно разделить современных колибри, образовались за последние 22 млн лет. Однако происхождение колибри самих по себе произошло гораздо раньше — 42 млн лет назад, причём откололись они от стрижей, и, что любопытно, произошло это на территории современной Евразии. Океан перелететь они не могли, так что, по-видимому, им пришлось перебираться в Америку через перешеек, который тогда существовал на месте современного Берингова пролива. 

Только достигнув Анд, колибри включили адаптивную радиацию на полную мощность. То есть родственные группы пытались по-разному приспособиться к среде, и в результате выбор разных стратегий выживания привёл к появлению новых видов. В Андах, хотя эти горы занимают всего 7% площади всех Америк, живут 40% видов колибри. Многие из них появились в течение последних 10 млн лет, как раз в то время, когда Анды активно формировались. Вообще, маршруты расселения колибри довольно запутанны: например, около 5 млн лет назад некоторые группы колибри неоднократно проникали на Карибы, причём колибри-пчёлки пришли туда из Северной Америки, а с Карибских островов эти пчёлки перелетели в Южную. 

Южноамериканские Анды, на первый взгляд, худшее место для колибри: у этих птиц высочайший уровень метаболизма, а кислорода в горах не так уж много; кроме того, разрежённость воздуха тут не способствует полёту. И тем не менее колибри успешно штурмовали Анды на протяжении всей свой истории. По-видимому, бурная эволюция этих птичек случилась оттого, что для горных растений не нашлось насекомых-опылителей, и эта ниша оказалась свободной для птиц. 

Однако самое интересное заключается в том, что эволюция колибри продолжается, хотя и не так активно, как 10 млн лет назад.

Анализируя ДНК, учёные пришли к выводу, что видообразование у колибри заметно превышает темпы вымирания и что пройдёт ещё несколько миллионов лет, прежде чем группа достигнет эволюционного равновесия со средой. Это значит, что, несмотря на колоссальную плотность видов (один географический район может вмещать более 25 видов колибри), ёмкость среды для этих птиц ещё не исчерпана. Притом что все они питаются нектаром и насекомыми, колибри ухитряются находить новые ниши. 

То есть это, конечно, не то, что ежегодное появление нового вирусного штамма, но для весьма и весьма сложного организма совсем неплохо: никто не думал, что на Земле есть такие места, где была бы возможной подобная эволюционная вольница.

По мнению авторов работы, тут всё дело в исключительном разнообразии экологических ниш, которые предоставляют колибри Андские горы. Однако скорости эволюции некоторых групп колибри довольно заметно разнятся: самые быстрые из них, упомянутые выше пчёлки, эволюционируют в 15 раз скорее, чем самые медленные. И, возможно, дело тут не только в «шведском столе» из экологических ниш, но и в половом отборе, понуждающем птиц искать новые варианты окраски, песен и брачных ритуалов, которые потом и ложатся в основу очередного вида. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

О том, что внутри Энцелада находится вода, учёные заговорили после 2005 года, когда тот же «Кассини» впервые запечатлел следы водяного пара и льда, выплёвываемого из отверстий близ южного полюса этой сатурнианской луны. Однако тогда многие заявляли, что сами по себе гейзеры не являются свидетельством существования океана: мол, вода могла расплавиться лишь вблизи поверхности — просто от столкновения ледяных плит «коры» Энцелада, и нагрев был местным и кратковременным.

Тигровые полосы близ южного полюса Энцелада могут быть как-то связаны с криосейсмической активностью его недр в районе подлёдного океана. (Здесь и ниже иллюстрации NASA / JPL-Caltech.)Как же точно убедиться, есть ли под внеземным льдом океан? «Чтобы выявить гравитационные вариации [на Энцеладе], мы использовали эффект Доплера — тот же, что применялся в радарных устройствах для определения скорости нарушителей ПДД, — поясняет Сами Асмар (Sami Asmar) из Лаборатории реактивного движения НАСА, один из авторов работы. — Когда космический аппарат пролетает близко от Энцелада, его скорость изменяется под влиянием небесного тела на величину, колеблющуюся в соответствии с вариациями гравитационного поля Энцелада, которое мы хотим измерить. Затем мы отслеживаем сдвиги в скорости [«Кассини»] по изменению частоты радиоволн, на которых поддерживаем с ним радиосвязь...»

Что дали измерения гравитационных вариаций? Они показали, что плотность Энцелада неоднородна, и под его поверхностью есть большой — возможно, «региональный» (то есть не глобальный) — подлёдный океан глубиной всего в 10 км, лежащий под ледяной толщей в 30–40 км. Точная его площадь пока может быть определена лишь с немалой погрешностью, но она по крайней мере не уступает 80 000 км², то есть не менее 10% от общей поверхности этой луны.

Океан у южного полюса спутника (показан синим) может поддерживать на его поверхности незамерзающие трещины метровых размеров.Океан ограничен южной приполярной областью этого небесного тела, и пока неясно, почему именно ею. Высказываются предположение, что это, вероятно, связано с особенностями приливного разогрева спутника гравитационным воздействием близкого Сатурна. Именно это тепло (в теории) позволяет существовать незамерзающему океану внутри Энцелада, даже несмотря на то, что он отстоит от Солнца на полтора миллиарда километров, отчего средняя температура тамошней поверхности равна —200 °С. 

Это открытие делает Энцелад одним из самых привлекательных для микробной жизни мест в Солнечной системе. Ранее теоретическое моделирование недр спутников планет-гигантов показывало неутешительную картину: предполагалось, что глубина их подлёдных океанов могла доходить до 100 и более километров. Это означало, что на их дне колоссальное давление и плотный слой разных видов экзотического льда, делающий обмен минералами между твёрдой частью спутника и водяным океаном нереальным. Ну а в бедной минералами и изолированной от атмосферы воде жизни существовать сложно: сноса микроэлементов с континента под ледовым панцирем не бывает.

Обнаружение на спутнике диаметром всего в 513 км океана, по глубине близкого к вполне обитаемой Марианской впадине, значительно снижает угрозу полной изоляции такого водного бассейна от внутренних силикатных областей спутника. Следовательно, в этом супе достаточно соли, чтобы поддержать популяцию микробов-гурманов.

19 пролётов около Энцелада в 2010–2012 годах дали непредставимую ранее точность определения изменений скорости «Кассини» — вплоть до вариаций в 90 мкм/с. Благодаря этому и удалось выявить под южной частью луны область повышенной плотности, соответствующую океану. Вообще говоря, южная часть Энцелада характеризуется впадиной, однако измерения показали, что колебания скорости «Кассини» были заметно меньше, чем можно было бы ожидать с учётом её глубины. На этом основании и удалось рассчитать район расположения крупного подлёдного океана.

Источник: КОМПУЛЕНТА

Когда ретровирус попадает в клетку, первым делом он производит ДНК-копию своего генома — потому что его наследственный материал хранится в молекуле РНК. Эта вирусная ДНК потом встраивается в ДНК клетки, так что теперь все манипуляции, которые клетка предпринимает со своей ДНК, она будет проделывать и с вирусной ДНК. Этот манёвр упрощает обман клеточной молекулярной машинерии. Из известных вирусов так поступает, например, ВИЧ. 

Наши эмбриональные стволовые клетки поддерживают собственное «всемогущество» за счёт древних вирусов. (Фото David Scharf.) Но самое интересное происходит тогда, когда вирус попадает в половую клетку, сперматозоид или яйцеклетку либо в их предшественников. Случается это довольно редко, однако приводит к серьёзным последствиям: гены вируса могут быть переданы следующему поколению. По некоторым оценкам, примерно 8% человеческого генома — это вирусные гены, доставшиеся нам от вирусных инфекций многомиллионолетней давности. Такие генетические фрагменты назвали эндогенными ретровирусами, и считается, что никакой особой роли в жизни наших клеток они не играют, что это так называемая мусорная ДНК.

Однако в свете последних данных роль «тайных» вирусов в нашем геноме, похоже, придётся пересмотреть. Исследователи из сингапурского Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR) сообщают, что эндогенные ретровирусы подсемейства Н, HERV-H, чрезвычайно активны в эмбриональных стволовых клетках человека. Ни в каких других клетках эти вирусные гены больше не работают, однако в эмбриональных клетках они выполняют весьма важную функцию — поддерживают плюрипотентность. 

Эмбриональные плюрипотентные стволовые клетки обладают замечательным свойством: они могут давать начало любому типу специализированных «взрослых» клеток; именно эта способность и называется плюрипотентностью. Когда Синьюй Лу (Xinyi Lu) вместе с коллегами из Сингапура и Канады обработал стволовые клетки специальной РНК, подавляющей активность генов HERV-H, клетки потеряли свои стволовые признаки и стали похожи на соединительнотканные фибробласты. Дальнейшие эксперименты показали, что при этом уменьшалась активность белков, отвечающих за плюрипотентность. 

В геноме человека около 1 000 копий ретровируса HERV-H; кроме нас, он есть только у человекообразных обезьян, а это значит, что в геном он пришёл не раньше 20 млн лет назад. У других животных его нет, то есть стволовое плюрипотентное состояние клеток поддерживается у них за счёт каких-то иных механизмов (хотя вполне возможно, тоже вирусного происхождения). Дальнейшие исследования должны прояснить, что именно делает HERV-H в стволовых клетках, а это должно помочь понять, что вообще происходило со стволовыми клетками в эволюции. До возникновения HERV-H у приматов могли существовать какие-то другие молекулярно-клеточные механизмы, способствующие контролю стволового состояния у эмбриональных клеток, но появление вирусного гостя могло эту процедуру сильно упростить, и клетки просто воспользовались подходящим инструментом. 

Ну а про потенциальные практические следствия из исследований HERV-H можно и не говорить: учёные давно пытаются найти простой и эффективный способ контролировать переход клеток из стволового состояния в дифференцированное и обратно, так что, возможно, HERV-H придётся тут весьма кстати. 

Это не первый случай, когда учёные указывают на вирусную помощь в эволюции животных и вообще многоклеточных. Так, совсем недавно писаолсь о важных белках, необходимых для формирования некоторых тканей в нашем организме и тоже, по-видимому, являющихся подарком от вирусов, а так же о вирусном происхождении иммунитета.

Результаты исследования опубликованы в Nature Structural & Molecular Biology. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Прямо сейчас, когда вы читаете эанную статью, в застенках Центра молекулярной терапии Северо-Западного университета (США) учёные щекочут крыс. Зачем? Чтобы создать таблетку счастья. В то же время, возможно, удастся доказать, что не только люди обладают чувством юмора. 

Изображение Fuse / iStockphoto, chrisbrignell / Natalie Matthews-Ramo. По современным научным представлениям, смех развился из пыхтения, которое наблюдается у играющих человекообразных обезьян. Оно сигнализирует о том, что участники игры получают удовольствие, что все угрозы шутейные и что никто не собирается всерьёз оторвать партнёру голову.

Психолог Марина Давила-Росс из Портсмутского университета (Великобритания) в своё время проанализировала звуки, издаваемые при щекотке шимпанзе, бонобо, гориллами и орангутангами, а также человеческий смех и пришла к выводу, что гипотеза верна. Шимпанзе и бонобо ближе к нам по эволюционной родословной, и их пыхтение больше напоминает смех, тогда как орангутанги, которые от нас далеки, пыхтят наиболее примитивным образом. Гориллы, как и положено, где-то посередине. 

Приматы не только смеются, но и по-своему балагурят. Горилла по имени Коко из Вудсайда (штат Калифорния), выучившая более двух тысяч слов и тысячу движений языка жестов, играет значениями. Например, когда её спрашивают, что бывает тяжёлым, она показывает знаки «камень» и «работа». Однажды она связала вместе шнурки на ботинках её дрессировщика и выдала жест «погоня». 

Как насчёт других представителей животного царства — есть в них комедийная жилка? Марк Бекофф из Колорадского университета (США), специалист по экологии и эволюционной биологии и автор книги «Эмоциональная жизнь животных», отвечает на этот вопрос утвердительно. Он не исключает того, что чувством юмора обладают все млекопитающие без исключения и наука вскоре это докажет. 

Если эта мысль кажется вам притянутой за уши, то, скорее всего, вы не в курсе новейших открытий в области поведения животных. Г-н Бекофф и другие специалисты показали, например, что собаки чувствуют несправедливость, пауки обладают разным темпераментом, а пчёл можно научить пессимизму. Г-н Бекофф напоминает мнение Дарвина о том, что разница между интеллектом человека и животного — в степени, а не в сути. И если у нас есть чувство юмора, то и животные должны им обладать. 

Аналогичное соображение побудило в 1997 году психолога Яака Панксеппа войти в лабораторию Университета штата Огайо в Боулинг-Грине и сказать студенту Джеффри Бёргдорфу: «Давайте щекотать крыс». К тому времени они уже выяснили, что крысы издают ультразвуковой писк на частоте 50 кГц, когда понарошку дерутся и бегают друг за другом. И учёным стало интересно, не зарегистрируют ли их приборы тот же звук во время щекотки. Грызунам почесали животики — и раздались те же самые 50 кГц. Крысам понравилось, они не отпускали пальцы исследователей и требовали продолжения. Вскоре СМИ раструбили, что крысы умеют смеяться, и по всему миру стали открываться клетки ради щекоточных войн. 

Однако г-н Бёргдорф, работающий ныне в Северо-Западном университете, осторожен в формулировках: «Я бы не спешил называть это смехом. Предпочитаю говорить о сигнале положительного аффекта». И его можно понять: среди специалистов идёт дискуссия, что же в действительности было обнаружено. 

Щекотка далеко не всегда приятна. Однако крысы почему-то издают только положительный писк — тот самый, который слышится лишь во время весёлой возни с особями аналогичного размера. Если в шутейной драке принимает участие крыса, которая намного больше других участников, вокализация приобретает иной характер, как будто игра закончилась и началась травля. Когда крысам дают выбор, они предпочитают проигрывать звук на частоте 50 кГц, из чего следует вывод, что он им приятнее других видов писка. 

Наконец, когда учёные с помощью электродов, опиатов и прочих средств воздействовали на центры удовольствия в мозге, крысы издавали опять же этот счастливый звук. 

Смех это или нет, очевидно, что данная вокализация свидетельствует о радостном переживании. Выше говорилось о «таблетке счастья»: г-н Бёргдорф и его коллеги тестируют на крысах новый антидепрессант, желая понять, вызовет ли он писк от счастья. Вы не против, если крысы сделают этот мир лучше?

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Костный мозг – загадочное и не до конца изученное приобретение высших животных. Детали его работы и этапы эволюции до сих пор вызывают у ученых множество вопросов. Ответить на некоторые из них, касающиеся первых этапов появления этого интереснейшего объекта, попыталась команда французских и шведских исследователей.

Eusthenopteron. Реконструкция Günter Bechly.  Палеонтологи университета Упсалы и Европейского центра синхротронных исследований обнаружили несомненные остатки костного мозга в плечевой кости Eusthenopteron – девонской кистеперой рыбы, обладавшей некоторыми чертами строения ранних тетрапод. Датируемый возрастом 370 млн лет образец может считаться первым костным мозгом в истории.

Стоит напомнить, что у млекопитающих и птиц костный мозг размещается в полостях длинных костей конечностей и играет важную роль в процессах кроветворения и обеспечения иммунной защиты организма. В теле здорового взрослого человека, например, костный мозг ежедневно производит от ста миллиардов до одного триллиона новых кровяных клеток. У рыб же некий аналог костного мозга присутствует в костях черепа некоторых таксонов, но его функции намного уже, а активность – слабее.

Изучив с помощью трехмерной микротомографии, не повреждающей образец, плечевую кость Eusthenopteron, исследователи обнаружили в ней уже вполне сформировавшийся костный мозг. В частности, мощный пучок синхротрона высветил внутренние полости кости, расположенные в ней каналы кровеносных сосудов и даже молодые клетки крови.

"Мы обнаружили, что костный мозг, безусловно, сыграл важную роль в удлинении плавниковых костей, воздействуя на них через сложное взаимодействие с губчатой тканью кости, – рассказала исследователь университета Упсалы Софи Санчес. – Эти внутренние взаимодействия, известные по молекулярным экспериментам над современными млекопитающими, оказывается, являются примитивными для всех четвероногих".

Открытие костного мозга у ранних предков тетрапод очень важно для понимания эволюционных шагов, которые привели к формированию тетраподной архитектуры костей конечностей и возникновению сложной и функционально важной ткани, которой является костный мозг. Оно стало также впечатляющей демонстрацией возможностей синхротронной микротомографии, пишет Science Daily.

"Без 3D-информации, предоставленной синхротроном, мы никогда не смогли бы понять внутреннюю организацию пространства мозга, – отметил Пер Альберг из университета Упсалы. – Если вырезать кусочек из кости, это непоправимо повредило бы образец и мы увидели бы лишь неинформативные шаблоны отверстий на поверхности разреза. С помощью синхротрона мы можем обозреть всю внутреннюю структуру кости и понять, как организовано развитие мозга, вообще не причиняя каких-либо повреждений кости".

Источник: PaleoNews

Насекомые отличаются исключительно чувствительным обонянием, благодаря которому они не только могут по нескольким запаховым молекулам узнать, где их ждёт угощение, но и общаться друг с другом с помощью изощрённых химических сигналов. И, учитывая роль запахов в их жизни, можно было бы предположить, что насекомые приобрели обонятельную систему, как только вышли из воды на сушу.

У L. y-signata нет никаких обонятельных белков. Вообще. (Фото naturgucker.de.) Однако, как утверждают исследователи из Института химической экологии Общества Макса Планка (Германия), полноценное обоняние у насекомых появилось неожиданно поздно — где-то одновременно со способностью к полётам.

За обоняние у насекомых (как, впрочем, у всех животных с этим чувством) отвечают специальные рецепторные белки: складываясь вместе, они образуют сложные комплексы, способные улавливать даже единичные молекулы летучих веществ. Однако, например, у ракообразных, которые произошли от общего с насекомыми предка, таких рецепторов нет. Это и заставило предположить, что насекомые «почуяли, чем пахнет», только выйдя на сушу. Кроме того, вне воды им действительно было важнее создать обонятельную систему взамен химического чувства, с помощью которого они ориентировались в воде и которое теперь стало бесполезным: отныне химические вещества надо было ловить в воздухе. 

...А у T. domestica есть, но не все. (Фото Sarah Gregg | Italy.) Обоняние у насекомых исследовали всегда либо на крылатых видах, либо на тех, кто утратил крылья впоследствии (те и другие, впрочем, составляют среди современных насекомых большинство). Однако Эвальд Гроссе-Вильде (Ewald Grosse-Wilde) и его коллеги решили заняться первичнобескрылыми, древнейшими из современных насекомых. Для исследований они выбрали щетинохвостку Thermobia domestica и представителя древнечелюстных Lepismachilis y-signata.

 Как пишут авторы работы в eLIFE, у щетинохвостки, которая на эволюционной лестнице стоит ближе к насекомым, какие-то компоненты обонятельной системы были: в её антеннах работали гены обонятельных корецепторов, хотя сами рецепторы отсутствовали. Но вот у более эволюционно старой L. y-signata никаких следов обонятельной системы обнаружить не удалось. 

Из этого можно сделать два вывода: во-первых, разные части обонятельной системы развивались независимо друг от друга, а во-вторых, само развитие этой системы началось сильно позже появления насекомых на суше.

Скорее всего, обоняние понадобилось насекомым, когда они начали учиться летать, а нужно оно было, например, для того чтобы ориентироваться в полёте. Однако не будем забывать, что у одного из древнейших насекомых (T. domestica) некие компоненты обонятельного аппарата всё же есть, так что отдельные части обонятельной системы, очевидно, развивались для каких-то насущных задач раньше умения летать.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Известные «рога» самцов жуков-оленей развились из челюстного аппарата насекомых. Строго говоря, это сильно увеличенные мандибулы, или верхние «челюсти» жуков. Однако рогатые самцы используют их не для того, чтобы есть, а для привлечения самок и для сражений с другими соплеменниками. 

Самец жука Cyclommatus metallifer (фото Radio Ga Ga Broadcasts Again).Но тут возникает вопрос, много ли практической пользы от их рогов в смысле нанесения ран противнику? Для того чтобы поранить противника, жук должен напрячь мышцы головы, и это мышечное движение должно дойти до концов его оружия. Однако с чисто механической точки зрения эффективность мышечного усилия тут невелика: слишком уж длинен рычаг, к которому это усилие прикладывается. 

Однако бои жуков-оленей отличаются большой брутальностью, то есть их оружие всё-таки вполне эффективно. А это значит, что у них есть какие-то анатомические уловки, позволяющие орудовать рогами.

К анатомии самцов жуков-оленей присмотрелись зоологи из Антверпенского университета (Бельгия), сравнивавшие силу челюстей и анатомию головы у самцов и самок Cyclommatus metallifer. В Journal of Experimental Biology исследователи сообщают, что самцы кусали в три раза сильнее самок, и силой укуса они, по-видимому, обязаны особенностям анатомии головы. 

Голова самцов жуков-оленей намного шире, чем у самок, а это, в свою очередь, обеспечивает больший мышечный рычаг для «рогов». Зоологи сравнивают работу гипертрофированных челюстей жуков с щипцами, у которых есть относительно большие мышечные «ручки», спрятанные в голове.

Вообще, по их словам, голова самцов устроена так, чтобы вместить в себя как можно больше мышц; решение, как видим, проще некуда. Но как раз благодаря столь «мускулистой» голове самцы и могут выполнять все те силовые приёмы, которые можно наблюдать на многочисленных видео с дерущимися жуками.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА