Стадо зелёных тлей (фото Nigel Cattlin)Обнаружена зависимость между содержанием у тлей пигментов каротиноидов и уровнем энергетических молекул АТФ.

Исследователи из технопарка Софии Антиполис (Франция) впервые в мире обнаружили фотосинтезирующих насекомых. Ими оказались обыкновенные, всем привычные тли. Биология этих насекомых, несмотря на их внешнюю невзрачность, вообще довольно удивительна: например, их самки могут появляться на свет уже беременными, а самцы иногда с рождения лишены рта и прожить могут в лучшем случае до спаривания.

Тем не менее тли удивили учёных ещё раз. Начнём с того, что они, в отличие от других живых существ, могут сами синтезировать каротиноидные пигменты. Эти пигменты участвуют во многих процессах, от регулирования иммунной системы до синтеза некоторых витаминов, но обычно животные вынуждены получать их вместе с пищей. Тли же, хотя и могут их синтезировать, делают это неодинаково. Цвет насекомого (а значит, набор каротиноидов) зависит от того, какие хищники на них охотятся и в каких условиях им приходится жить. Исследователи выращивали зелёных тлей, держа их на холоде (примерно при 8 ˚С), и оранжевых, которым обеспечивали комфортную температуру (около 22 ˚С). Белых тлей можно было получить в условиях высокой концентрации популяции.

В статье, опубликованной в Scientific Reports, исследователи пишут, что у зелёных тлей, содержащих максимум каротиноидов, было больше всего АТФ — главной энергетической молекулы. Минимум АТФ замечен у белых тлей. При этом, когда «нормальных», оранжевых особей помещали на свет, уровень АТФ у них возрастал, а когда прятали в тень — падал. Учёные показали, что смесь каротиноидов, которая содержится в оранжевых тлях, вполне может поглощать свет и использовать его энергию в реакциях фотосинтетической цепи.

Кроме того, пигменты образуют слой на глубине 0–40 мкм, что является оптимальным для улавливания световых волн.

Сами авторы описывают результаты с большой долей осторожности, говоря скорее о том, что существование фотосинтеза у тлей вполне возможно, но требует дальнейших доказательств. Если это действительно так, то тли станут единственными многоклеточными животными, которые способны получать энергию таким растительным способом. По мнению учёных, это умение могло бы пригодиться тлям при неблагоприятных условиях или же при переселении с растения на растение.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В пещерах и лесах тихоокеанского побережья США нашли новое семейство пауков, представители которого достигают 4 см и несут на лапках исключительно огромные когти.

Паук Trogloraptor marchingtonИсследователям из Калифорнийской академии наук (США) повезло открыть целое новое семейство паукообразных. Обычно у пауков и насекомых обнаруживают новые виды, которые пополняют и без того весьма немаленькие классы членистоногих. Однако на сей раз особенности нового вида оказались столь необычны, что под него выделили не только отдельный род, но и собственное семейство. Такую находку можно с полным правом считать выдающейся....И его коготь (здесь и выше фото авторов открытия).

Паука, обитающего в лесах запада США, от Калифорнии до Британской Колумбии, назвали Trogloraptor marchington. Вообще эти территории известны весьма необычной флорой и фауной, достаточно вспомнить хвостатых лягушек и горных бобров. Криптозоологи утверждают, что в этих местах водится ещё и бигфут. Хотя существование этого таинственного примата находится под большим вопросом, новооткрытого паука вполне можно считать этаким бигфутом — только среди паукообразных.

Лапки T. marchington снабжены поистине гигантскими когтями, размер же паука в размахе ног составляет 4 сантиметра.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Определённый участок зубов некоторых видов лорикариевых сомов содержит много коллагена и очень мало фосфатов кальция и магния, в результате чего, эта слабоминерализованная часть зуба может сгибаться под углом 180 градусов.

Подробнее ...

Чтобы было удобней соскребать корм с твёрдых каменистых поверхностей, лорикариевые сомы в ходе эволюции приобрели гибкие зубы.

Животные выработали множество приспособлений, защищающих зубы от повреждений. У одних зубы растут всю жизнь, у других идёт постоянная смена зубных наборов. По второму варианту, например, эволюционировали акулы и зубатки; кроме того, у акул и скатов зубы закреплены не совсем жёстко, что опять же позволяет защитить их при столкновении со слишком твёрдым субстратом.

Но вот лорикариевые (кольчужные) сомы пошли ещё дальше: у них гибкие зубы. Звучит довольно странно, если учесть, что зубам вообще присуща исключительная твёрдость.

Зоологи из Гентского университета (Бельгия) изучили строение зубов пяти видов лорикариевых сомов. В статье, опубликованной в Physiological and Biochemical Zoology , исследователи сообщают, что определённый участок зуба у этих рыб содержит много коллагена и очень мало фосфатов кальция и магния. Эта слабоминерализованная часть может сгибаться под углом 180 градусов.

В данном случае, по словам учёных, это вполне оправданно. Сомы соскребают питательную органику с поверхности камней, и длинные гибкие зубы тут — то что надо: они и скрести позволяют, и не ломаются. Пока что несколько видов лорикариевых сомов — единственный пример такого рода. Но исследователи не исключают, что другие рыбы, кормящие похожим образом (к примеру, обитатели рифов), могли в ходе эволюции приобрести столь же удивительные гибкие зубы.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Муравьи относят семена растений к муравейникам, где у тех больше возможности прорасти. Кроме того, поскольку семена не удаляются слишком далеко от родительского дерева, эта муравьиная помощь способствует появлению генетически разнородных очагов в популяции и возникновению новых видов растений.

Муравьи тащат семя в муравейник. (Фото Alex Wild.)Распространением семян растений занимаются не только птицы и звери — огромную роль тут играют насекомые, в частности муравьи. Существует даже специальный термин — мирмекохория , обозначающий распространение семян растений муравьями. Исследователи из австралийского Университета Кёртина указывают на одно важное следствие такой семяраспространительной деятельности муравьёв. По их словам, там, где есть такие муравьи, сильно повышается разнообразие видов растений.

В семенах муравьёв привлекают мясистые питательные придатки и выросты вроде элайосом, ариллоидов и пр. Само семя насекомые не трогают, но тащат его за собой из-за питательного придатка. Рано или поздно муравьи отделяют то, что им нужно, от семени, которое остаётся лежать неподалёку от муравейника или же прямо внутри колонии. Так они помогают уменьшить конкуренцию между родительскими и дочерними растениями и укрывают семена от животных, непосредственно питающихся семенами.

При этом семена часто оказываются в более плодородном окружении, поскольку почва вокруг муравейника и внутри него удобрена продуктами жизнедеятельности колонии. Это особенно важно, если земли вокруг не слишком богаты; в этом случае семя в муравейнике имеет больше шансов прорасти и укорениться. Но, как пишут исследователи в South African Journal of Botany , тут нужно учитывать, что муравьи уносят семена не слишком далеко, хотя и в самых непредсказуемых направлениях. А это значит, что в популяции, обслуживаемой муравьями, не очень велик дрейф генов . То есть на такой территории будет много зон со вполне жизнеспособными растениями, несущими довольно индивидуальные наборы генов. То есть муравьи дают возможность проявиться самым разным геномным наборам.

Исследователи сравнили растительное разнообразие юго-запада Австралии и Капского полуострова в Африке. Эти районы, сходные по климатическим условиям, демонстрируют высокое разнообразие видов растений. Идея состояла в следующем: чем больше на территории муравьёв-мирмекохоров, тем разнообразнее будут представлены группы растений. Эти две зоны учёные сравнивали с другими, где обитали растительные представители тех же самых клад (то есть произошедшие от одного предка), но без муравьёв. Оказалось, что муравьи в два раза повышали биоразнообразие растений! То есть там, где они жили, образовывалось больше видов.

Можно сказать, что муравьи способствуют образованию новых видов и поддерживают биоразнообразие растений. Это заставляет по-новому взглянуть на их роль в экосистеме: если представить, например, что мирмекохоры исчезли с опекаемой ими территории, то вслед за этим произойдёт сужение биоразнообразия и, как следствие, уменьшение устойчивости экосистемы. Ранее учёным удалось установить, что взрыв видового разнообразия среди муравьёв совпал с эволюционной «разработкой» семян, так что, видимо, не одни насекомые-опылители эволюционировали рука об руку с растениями…

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Простейшие хоанофлагеллаты, которые, как полагают, стоят на грани между одноклеточностью и многоклеточностью, образуют зародышеобразные колонии только с помощью бактериального липида, который получают из съеденных бактерий.

Хоанофлагеллаты одиночные (слева) и образующие колонии после питания бактериями (справа) (фото авторов работы)Хоанофлагеллаты, группа одноклеточных эукариот со жгутиками, могут как жить поодиночке, так и образовывать колонии. Именно поэтому едва ли не с начала позапрошлого века они пользуются повышенным вниманием учёных: по мнению многих, эти простейшие должны помочь раскрыть тайну перехода от одноклеточных форм жизни к многоклеточным. Колонии хоанофлагеллат образуются подобно делящемуся зародышу: новые дочерние клетки не отрываются друг от друга и не уходят в свободное плавание, а остаются соединёнными. Кроме того, в последнее время в геноме у хоанофлагеллат нашли ряд генов, который сближает их с истинно многоклеточными организмами.

Однако до сих пор учёным с большим трудом удавалось вызвать образование колоний у этих простейших в лабораторных условиях. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) нашли неожиданный компонент, который помогает клеткам хоанофлагеллат оставаться вместе после деления. Оказалось, что становиться «многоклеточными» им помогают бактерии, которых хоанофлагеллаты едят. Учёные обратили внимание на то, что после обработки антимикробными реагентами хоанофлагеллаты вообще теряли способность формировать колонии.

Исследователи, предположившие, что бактерии как-то задействованы в образовании колоний, протестировали около 60 видов бактерий, чтобы выяснить, будут ли они помогать хоанофлагеллатам держаться вместе. В итоге был найден один вид —  Algoriphagus machipongonensis из группы Bacteroidetes. (Виды этой группы неоднократно замечались в сотрудничестве с разными эукариотами: некоторые из Bacteroidetes участвуют в развитии водорослей, другие помогают сформироваться иммунитету у млекопитающих, являясь компонентом кишечной микрофлоры.) Хоанофлагеллаты, питавшиеся A. machipongonensis, были весьма склонны к образованию характерных розеткообразных колоний. Ключевой молекулой тут оказался бактериальный сульфолипид, названный RIF-1 (Rosette-Inducing Factor 1).

Выяснилось также, что колонии хоанофлагеллатов эффективней поглощают бактерии, чем одиночные клетки. Это указывает на некоторое противоречие: зачем бактериям синтезировать вещество, которое в итоге помогает поедать их? Впрочем, не исключено, что у самих A. machipongonensis этот сульфолипид выполняет некие важные функции, отсюда и пренебрежение столь опасным побочным эффектом.

Статья с результатами исследования в скором времени выйдет в журнале eLife .

Хоанофлагеллат нельзя считать прямыми предками многоклеточных организмов. Однако не исключено, что когда-то первые эукариоты действительно пошли по такому пути: решив из одноклеточных стать многоклеточными, они могли воспользоваться бактериальным ресурсом, благо бактерий в те времена (как и сейчас) было видимо-невидимо. И всё же следует помнить, что это лишь одна из гипотез о происхождении многоклеточности, пусть и получившая сейчас чуть больше очков, чем остальные.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Недавно удалось провести одну из самых результативных съёмок спрайтов — уникальных молний, возникающих там, где их не должно быть, и демонстрирующих то, чего с молниями у поверхности быть не может.

Эти кадры, уверяют в НАСА, очень важны для выяснения природы спрайтов. Не в последнюю очередь потому, что снять такие события на видео исключительно сложно и удаётся это редко.

Спрайты — явление и впрямь загадочное, даже, пожалуй, загадочнее пресловутых беззвучных молний Кататумбо. Более или менее точно можно сказать только то, что это редкий вид грозовых разрядов, бьющих в мезосфере и термосфере. Пока их регистрировали на высотах от 50 до 130 км. А узнали об их существовании только в конце 80-х. Хотя в длину спрайты могут тянуться на 60 км, а в диаметре достигают 100 км, по форме напоминая воронки, длятся они обычно от 10 до 100 мс.

Ещё до 80-х (то есть до обнаружения спрайтов) спутники делали десятки снимков этого явления. Но специфика орбитальных сессий в том, что они дают очень много материала, который попросту некому разбирать со всем тщанием, оттого и открыть спрайты удалось лишь случайно — при помощи скоростной камеры.

По цвету они весьма необычны: до 70 км — красные, а ниже напоминают нормальные молнии — становятся синими. Объясняется это тем, что электрический разряд в азотной среде даёт именно красный цвет, а чем больше кислорода в атмосфере (выше 70 км давление низко, а кислорода мало), тем ближе цвет разряда к синему.

Физическая природа спрайтов загадочна. Выше 16 км нормальные молнии не возникают. А ниже 50 км не бывает спрайтов! Кроме того, по итогам наблюдений известно, что спрайты появляются над районами очень сильных гроз в тропосфере. То есть они явно связаны с более низкими слоями атмосферы. Но почему тогда в стратосфере, между нижними и верхними молниями, почти никогда ничего нет? Голубые джеты, «связывающие» обычные молнии и красные спрайты, возникают очень редко, намного реже самих красных спрайтов.

Основная гипотеза о природе этого необычного явления такова: в норме при ударе молнии электроны из нейтральной в целом тучи уходят вниз, унося отрицательный заряд. А вверху облака остаётся положительный. Иногда (один раз из десяти, при особо сильных разрядах) всё, по неясным причинам, происходит наоборот: положительный заряд движется к земле, а отрицательный, предположительно, устремляется вверх, образуя спрайт.

По словам специалистов НАСА, исследование спрайтов может серьёзно улучшить не только понимание явлений, происходящих в мезосфере в целом, но и прояснить некоторые неясности с механизмом образования молний, до сих пор затрудняющие адекватное прогнозирование интенсивности грозовых разрядов и потенциального ущерба от них.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Разные участки коры головного мозга активизируются у двух обезьян, выполняющих одно и то же задание, но имеющих разные характеры.

Американские ученые из Университета Вашингтона в Сент-Луисе проследили активность мозговой коры двух обезьян, игравших в несложную компьютерную игру. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Чтобы выяснить, как сознательные движения рук обезьян связаны с работой их мозга, ученые вживили в мозговую кору двух макак-резусов несколько сотен электродов и научили животных с помощью джойстика выполнять простое задание на экране компьютера. Суть задания заключалась в том, чтобы подвести курсор в форме шарика к другому шарику на экране. В случае успешного выполнения задания обезьянам давали кусочки сладостей.

Во время прохождения задания на экране последовательно появлялись препятствия в форме буквы «П», мимо которых обезьяны должны были обводить курсор. Ученые записали активность нейронов мозга обеих обезьян, однако,вопреки своим ожиданиям, не смогли свести ее к общему алгоритму. «Мы объединили результаты экспериментов и оказалось, что данные по двум обезьянам противоречат друг другу», -- пояснил Томас Пирс, один из авторов статьи.

Когда ученые внимательно проанализировали, как обезьяны выполняют задания, выяснилось, что они делают это в разной манере. Одна из обезьян сразу же начинала двигать курсором и обходила препятствия по мере их поступления. Другая же, более неторопливая обезьяна, дожидалась, пока все препятствия появятся на экране, и только потом начинала двигать курсор к цели. Такая тактика позволяла этой обезьяне рассчитывать оптимальный маршрут, что вдвое сокращало время выполнения задания.

По мнению авторов статьи, их открытие говорит о том, что различия в характере обезьян могут также сказываться и на активности их мозга.

Источник: infox.ru

Недавно ученые из Японии установили, что обман — это не всегда плохо. Особенно если речь идет о почвенных личинках жуков-носорогов. Им часто приходится обманывать своих непоседливых сородичей, имитируя вибрации, которые издают ползущие в земле кроты. Таким образом обманщики могут спокойно окуклиться и позже превратиться во взрослых насекомых.

Как мы знаем, животные достаточно часто обманывают как представителей других видов, так и своих сородичей. Причем в последнем случае обман не то, чтобы специально "поощряется" естественным отбором — в лучшем случае отношение к нему со стороны этого механизма эволюции нейтральное. Однако чаще "злостные обманщики" все-таки выбраковываются, поскольку их действия наносят урон прежде всего им самим.

Так, американские летучие мыши из семейства Desmodontinae, известные также как вампиры, которые делятся друг с другом добытой кровью, весьма негативно относятся к тем, кто выпрашивает пищу, но ничего не дает взамен. В конечном итоге обманщиков перестают кормить другие члены колонии и они умирают от голода (ибо эти зверьки не могут голодать более двух суток). Как видите, в этом случае отбор поддерживает "честное" поведение, причем достаточно жестко.

Куда более успешны особи различных насекомых, амфибий и птиц, которые выдают себя за доминантов, при этом не являясь таковыми. Некоторые мелкие самцы лягушек могут квакать "басом", создавая тем самым впечатление того, что они являются крупными и сильными, то есть "настоящими мачо". Иногда этот обман работает — самки, идущие на мощный зов, видят замухрышку, который его издает, но чаще всего решают, что от добра добра не ищут, и остаются. Но если обманщиком заинтересуется обитающий поблизости доминантный самец, то подражателю может не поздоровиться, и о соблазнении дам придется забыть на долгое время.

Итак, обманывать своих сородичей не особенно выгодно с эволюционной точки зрения. Тем не менее, иногда бывают случаи, когда сознательный обман ближнего своего может быть поддержан естественным отбором. Одну из таких ситуаций недавно описали японские биологи из Токийского университета и их коллеги из Института лесоведения в Цукубе. Они выяснили, что личинкам вильчатого жука-носорога Trypoxylus dichotomus (иначе Allomyrina dichotoma) именно сознательное введение в заблуждение своих сородичей позволяет сохранить жизнь.

Эти достаточно крупные (до семи сантиметров в длину) личинки живут в почве, образуя при этом достаточно крупные скопления (поскольку после вылупления из яиц они не расходятся далеко друг от друга). И хотя сами по себе они друг другу не особенно мешают, однако перед тем, как окуклиться, каждая личинка строит вокруг себя камеру из частиц почвы, склеивая их слизистым секретом особой железы.

Тем не менее, несмотря на кропотливую работу, стенки этой камеры все равно достаточно легко разрушаются. Причем разломать дом может соседняя личинка, которая еще не думает над тем, что ей пора превращаться во взрослое насекомое. Роя норку или добывая еду, она задевает стенку чужой камеры, и та рассыпается. Куколка в этом случае оказывается обречена на гибель — разрушение домика меняет температурный и влажностный режим, который при окукливании должен быть стабилен.

Очевидно, что в данном случае куколке нужно защищаться от непредумышленных, но смертельных действий своих сородичей. И вот жуки-носороги нашли весьма оригинальный, но действенный выход из подобной ситуации. Оказывается, окукливающиеся особи, спокойно лежа в своем убежище, ударяют переднеспинкой по стенке камеры. Как выяснили зоологи, эти вибрирующие сигналы напоминают сотрясения почвы, которое производят ползущие кроты — самые главные враги жуков-носорогов. Услышав серию таких "очень страшных" звуков, личинка-нарушитель замирает и на время вообще перестает двигаться — видимо, надеясь на то, что подслеповатый крот ее не заметит и не включит в меню своего ближайшего обеда.

Предыдущие исследования ученых из КНР и Японии показали, что данная реакция замирания является стандартной для личинок большинства видов жуков-носорогов. Получается, что куколки-обманщицы используют рефлекторный страх своих сородичей чтобы остановить их деструктивную деятельность и сохранить свою жизнь. Однако ученых на этот раз заинтересовало совсем другое — является ли эта реакция видоспецифичной? И они решили проверить это, поставив достаточно простой эксперимент.

Для опытов биологи использовали почвенных личинок трех видов жуков из других подсемейств того же семейства. Они проверяли их реакцию на обманную "кротовую" вибрацию куколки жука-носорога. Поскольку им проигрывался предварительно записанный сигнал, то можно было полностью исключить воздействие на поведение личинок каких-то посторонних факторов.

В результате выяснилось, что личинки всех трех видов жуков, принимавших участие в эксперименте, реагировали на данную вибрацию абсолютно так же, что и молодь жуков-носорогов. Услышав "страшные звуки", они замирали на 10-55 минут. Это может означать лишь то, что хитрые куколки жуков-носорогов в процессе эволюции приспособили под свои нужды знакомый всем почвенным обитателям сигнал, означающий опастность, и ответную на него реакцию. Следует заметить, что личинкам в дикой природе не следует продолжать движение, услышав подобную вибрацию, ибо кроты, хоть и плохо видят, но слышат перемещение любых почвенных насекомых очень хорошо. Поэтому если пренебрегать предупреждением, то до стадии куколки можно просто не дожить.

Как видите, в данном случае жукам-носорогам не пришлось изобретать ничего нового - они просто используют знакомый всем сигнал тревоги в нестандартной ситуации. Этот "обман" вполне мог появиться тогда, когда Trypoxylus dichotomus формировался как вид, поскольку он повышает выживаемость половозрелых особей и, следовательно, полезен для популяции. Не удивительно, что естественный отбор поддержал это новоприобретение, несмотря даже на то, что оно способствует сознательному вводу в заблуждение своих же сородичей.

Источник: pravda.ru

Исследователи впервые сравнили геномы сперматозоидов с геномами обычных, соматических клеток.

Специалисты из Стэнфордского университета (США) рассказывают в журнале Cell о том, что увидели, прочитав ДНК человеческого сперматозоида. Но даже далёкий от науки непременно заметит, что геном человека был секвенирован почти 10 лет назад. Чтобы понять, почему геном сперматозоида был удостоен статьи в Cell, вспомним следующее. У человека, как опять же всем хорошо известно, 23 пары хромосом. Но у наших половых клеток все хромосомы без пары, то есть у сперматозоида и яйцеклетки просто по 23 хромосомы.

При созревании половых клеток дочерним клеткам отходят гомологичные хромосомы, то есть хромосомы с одинаковыми генами, но разными аллелями этих генов. К примеру, обе хромосомы несут ген цвета глаз, но на одной из них будет аллель зелёного цвета, а на другой — карего. Однако, чтобы гомологичные хромосомы не оставались неизменными в веках, они претерпевают интенсивную рекомбинацию — обмен участками ДНК. Рекомбинация, расхождение хромосом по сперматозоидам и яйцеклеткам, и потом случайное соединение генетического материала в оплодотворённом яйце обеспечивают огромное разнообразие геномов и тем повышают шансы выживания вида в меняющихся условиях среды.

Из всего этого понятно, что сперматозоид должен весьма отличаться по геному от остальных клеток тела человека, поэтому тут возникает другой вопрос: почему ни у кого до сих пор не доходили руки сравнить их? В эксперименте участвовал 40-летний мужчина, у которого были здоровые дети и здоровые сперматозоиды. Исследователи секвенировали геном 91 сперматозоида и сравнили полученные последовательности с ДНК неполовых клеток подопытного. И обнаружили удивительное разнообразие в геномах сперматозоидов. В среднем, по словам учёных, рекомбинация ДНК для каждого сперматозоида происходила около 23 раз (тут надо учитывать, что места, где участки хромосом рекомбинантно обменивались, для каждой клетки могут быть свои, что они не жёстко прописаны). Но это, как подчёркивают авторы работы, в среднем. У некоторых же сперматозоидов уровень рекомбинации был намного выше.

Так же обстояло дело и с мутациями: например, два сперматозоида при созревании вообще потеряли по хромосоме. В среднем число замен единичных нуклеотидов было от 25 до 36 на клетку. Некоторые из этих мутаций были благоприятны, некоторые — наоборот. Причём настолько наоборот, что, добейся такой сперматозоид удачи с яйцеклеткой, эмбрион просто не выжил бы.

Всё это, заметим, на фоне отсутствия каких-то аномалий у детей и внешне вполне здоровой сперме. То есть уровень изменчивости при производстве половых клеток таков, что даже при идеально здоровой родословной у человека могут появиться дети с генетическими отклонениями. Полученные результаты заставляют по-новому отнестись к проблемам наследственных заболеваний, предрасположенности к раку, бесплодию и т. п.: столь высокий уровень изменчивости половых клеток придаёт этим неприятным вещам ещё больше непредсказуемости.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА