Биологам впервые стало известно о птицах, которые маскируются под насекомых. Притворяясь ядовитыми гусеницами, птенцы серых аулий отпугивают хищников.
опубликованной в журнале American Naturalist.
Об этом говорится в статье американских специалистов из Калифорнийского университета,Серые аулии (Laniocera hypopyrra) – это небольшие птицы из отряда воробьинообразных, живущие в тропических лесах бассейна Амазонки. Во взрослом возрасте аулии имеют серую непримечательную окраску, однако их птенцы покрыты ярким оранжевым пухом. Считалось, что это помогает им теряться на фоне каких-то опушенных плодов.
Однако авторы статьи выяснили, что в реальности птенцы аулий подражают ядовитым гусеницам Megalopyge и Podalia (семейство Megalopygidae). Эти гусеницы несут на себе густой длинный «мех», состоящий из оранжевых волосков с белым утолщением на вершине. Похожими белыми «головками» заканчиваются и бородки пуховых перьев птенцов аулий.
Исследователи засняли на видео, как потревоженные птенцы прижимают голову к гнезду и начинают водить ей из стороны в сторону, в точности как ядовитые гусеницы. В двухнедельном возрасте длина птенцов составляет 14 сантиметров. Максимальная длина гусениц практически такая же – около 12 сантиметров.
Когда потомство аулий начинает летать, оно теряет свой оранжевый пух. Это доказывает, что мимикрирующая окраска нужна птенцам, чтобы пережить период неподвижности. По подсчетам специалистов, в бассейне Амазонки из-за хищников погибает до 80% птенцов, так что притворяясь ядовитыми гусеницами, птенцы значительно увеличивают свои шансы на выживание.
Источник: infox.ru
Ученые представили новую версию родословного древа насекомых. Оказалось, что они появились одновременно с первыми наземными растениями.
опубликованы в свежем выпуске журнала Science.
Результаты исследования, проведенного китайскими, немецкими и американскими генетиками,Насекомые - это самый разнообразный класс организмов на нашей планете, однако их эволюция до сих пор изучена недостаточно. Особенно это касается ранних ее этапов, поскольку находки ископаемых насекомых, живших до второй половины каменноугольного периода, очень редки. Авторы статьи решили восполнить этот пробел на основе генетических данных.
Ученые сравнили 103 вида насекомых, представляющих все ныне существующие отряды, по 1478 генам, кодирующим белки. В результате они построили родословную этого класса и наметили хронологию основных этапов его эволюции. Оказалось, что общий предок всех насекомых жил в начале ордовика, около 479 млн лет назад, а первые эктогнатные насекомые (с наружным расположением ротового аппарата) возникли в начале силура (441 млн лет назад). Это значит, что насекомые осваивали сушу одновременно с растениями.
Первые крылатые насекомые, согласно авторам статьи, возникли в первой половине девона, около 400 млн лет назад. Интересно, что первые находки ископаемых насекомые гораздо моложе и относятся ко второй половине каменноугольного периода (325 млн лет назад). Впрочем, постепенно пробелы в палеонтологической летописи начинают заполняться - так, в 2012 году в Бельгии было найдено насекомое Strudiella , похожее на более молодых крылатых сородичей, возрастом 370 млн лет (верхний девон).
Анализ показал, что единый предок был у самых примитивных крылатых насекомых - стрекоз и поденок. Также от одного предка произошли все члены группы Polyneoptera, к которым относятся сверчки, тараканы, богомолы кузнечики и другие. Судя по ДНК, разнообразие бабочек, мух и перепончатокрылых сильно возросло в первой половине мелового периода, когда появились цветковые растения. А вот массовые вымирания в конце перми и в конце мела на разнообразии насекомых почти не отразились.
Источник: infox.ru
В Китае обнаружено самое крупное водное насекомое из тех, что существуют в наши дни. Длина крыльев насекомого такова, что они могут закрыть лицо человека, а челюсти по размерам сопоставимы с человеческим мизинцем.
Об открытии китайских энтомологов сообщило агентство CNN.
Насекомое было поймано в начале июля на территории китайской провинции Сычуань. Изначально оно попало в руки крестьян, живущих в окрестностях города Чэнду. По словам местных жителей, насекомое «напоминает гигантскую стрекозу с длинными зубами».
Когда крестьяне передали экземпляр специалистам из Энтомологического музея Западного Китая, те идентифицировали насекомое как аномально крупного представителя подсемейства Corydalinae (отряд вислокрылки). На личиночной стадии вислокрылки годами живут в водоемах. Взрослые же насекомые существуют недолго, летая в поисках партнера.
В размахе крыльев китайская вислокрылка достигает 21 сантиметра. Это делает ее самым крупным насекомым с водной личинкой. Ранее на роль рекордсмена претендовала южноамериканская стрекоза-вертолет Megaloprepus - однако размах ее крыльев составляет всего 19,1 сантиметра.
Гигантские мандибулы (челюсти) вислокрылки не представляют опасности для человека - они нужны насекомому, чтобы удерживать самку во время спаривания. По словам ученых, представители этого же вида, только меньших размеров, ранее отмечались в северном Вьетнаме, индийском штате Ассам и других китайских провинциях. На территории провинции Сычуань такая вислокрылка поймана впервые.
Источник: infox.ru
Энтомологи впервые выявили прямую связь между климатическими изменениями и окраской насекомых. Выяснилось, что за последние 20 лет в Европе стало меньше темноокрашенных бабочек и стрекоз.
опубликованной в журнале Nature Communications.
Об этом говорится в статье британских специалистов из Имперского колледжа Лондона,Для организмов, температура тела которых меняется в зависимости от окружающей среды, окраска особенно важна. Преобладание темных тонов в окраске позволяет быстрее нагреваться на солнце, светлая окраска, напротив, спасает от перегрева. Основываясь на этом, авторы статьи решили выяснить, как потепление климата сказывается на европейских насекомых.
Ученые составили список из 366 видов бабочек и 107 видов стрекоз, поделив их на светлых и темных. Затем они сравнили распространение этих видов в 1988-м и 2006-м годах. Выяснилось, что за прошедшие 18 лет границы ареалов светлых видов значительно сместились к северу, а темные виды «откочевали» с юга Европы в более прохладные регионы - в Скандинавию, Альпы и Балканы.
Так, например, голубоватая стрекоза-стрелка Coenagrion scitulum в 2010 году впервые была отмечена в Англии, где ее не видели более 50 лет. Расчеты показали, что сдвиги в соотношении светлых и темных видов в том или иной области хорошо коррелируют с изменениями среднегодовой температуры: чем жарче там становилось, тем больше там появлялось светлоокрашенных бабочек и стрекоз.
Авторы статьи надеются, что их исследование поможет лучше оценить влияние глобального потепления на биоразнообразие. Напомним, недавно другая группа энтомологов выяснила, что английская бабочка-голубянка выиграла от потепления климата. Благодаря тому, что гусеницы бабочки смогли перейти на питание более распространенным видом растений, насекомое существенно расширило свой ареал.
Источник: infox.ru
В 2010 году в пещерах Бразилии были открыты насекомые рода Neotrogla, относящиеся к одному из семейств сеноедов. Появление нового вида или рода насекомых не такое уж большое событие в биологии, однако Neotrogla привлекли к себе внимание необычным строением половых органов: у их самок есть пенис, называемый в этом случае гиносомой, а у самцов — специальная выемка для него.
Довольно скоро учёные заметили, что во время спаривания самец и самка как будто меняются местами: самка забирается на самца, а не наоборот.
В статье, вышедшей в журнале Current Biology, первооткрыватель этих насекомых Родриго Феррейра (Rodrigo Ferreira) из Федерального университета в Лаврасе (Бразилия) вместе с коллегами из Японии и Европы описывает в деталях особенности брачного поведения и брачной физиологии Neotrogla. Взгромоздившись на самца, сеноедка вводит свой половой орган в генитальное отверстие мужской особи. Это отверстие ведёт в специальную камеру, которую можно сравнить с влагалищем. У трёх из четырёх видов Neotrogla «пенис» самок снабжён выростами, и когда после введения в самца он набухает (эрегирует), его выросты попадают в специальные карманы на стенках самцового «влагалища». Теперь его уже так просто не вытащишь, и самка прочно закрепляется на спине кавалера. (У четвёртого вида Neotrogla гиносома имеет что-то вроде щетинок, что опять же помогает удержать «пенис» во «влагалище».)
Самки закрепляются на самцах настолько прочно, что попытка оторвать их друг от друга приводит к тому, что самец просто разрывается надвое. Стоит также заметить, что «пенис» у самок весьма велик: при общем размере этих насекомых от 4,7 до 3,7 мм гиносома составляет 0,4–0,5 мм — как если бы мужчина ростом 1,75 м имел половой орган длиной 24,9 см. Само же спаривание у Neotrogla может длиться 40–70 часов без перерыва.
Но зачем, спрашивается, их самкам понадобился столь внушительный (псевдо-)мужской орган? И зачем вообще Neotrogla столь странные игры в «женское доминирование»?
В главном самец Neotrogla остаётся самцом: он производит мужские половые клетки, которые потом поступают в половые пути самки. «Пенис» же самки служит вакуумным насосом, с помощью которого она засасывает в себя сперму. Однако дело тут не только в оплодотворении. Известно, что у некоторых насекомых самцы приходят к самкам с брачным подарком в виде питательной семенной капсулы, которой они угощают своих избранниц. Смысл угощения в том, чтобы обеспечить самку ресурсами, необходимыми для производства яиц. Что же до Neotrogla, то у них самки седлают самцов и высасывают их семенные выделения, даже будучи в юном возрасте, то есть до половой зрелости. Иначе говоря, интерес самок к семени самцов имеет не только репродуктивный характер.
Зоологи видят причину такого поведения в том, что в пещерах, где живут Neotrogla, еды не слишком много, а потому сперма самцов оказывается важной дополнительной подкормкой. Возможно, когда-то самцы сами давали свои подарки самкам, но потом последние решили взять всё в свои руки. Однако ведь и самцам приходится тратить ресурсы, чтобы наработать семя, и не факт, что они готовы делиться им с первой попавшейся самкой. Самцы должны быть в этом случае весьма и весьма разборчивы. И вот, чтобы как-то преодолеть эту разборчивость самцов, у самок развился аналог пениса, с помощью которого они могут удержаться на самце и забирать его питательное семя, что бы тот ни думал по этому поводу.
Вообще, примеры «удерживающих пенисов» в природе нередки; не только среди насекомых есть виды, самцы которых «крепят к себе» самку с помощью сложно устроенного полового органа, но и, скажем, среди рыб. Однако никто не ожидал, что эту чисто самцовую уловку возьмут на вооружение самки. Тут можно сказать что-то вроде «Посмотрите, до чего голод может довести слабый пол».
Впрочем, учёным ещё предстоит выяснить, как именно самки «додумались» до такого и почему самцы пошли у них на поводу. Речь в данном случае идёт об эволюции молекулярно-клеточных механизмов, которая привела к столь диковинному результату.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
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.
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.
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.
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 (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
Палеонтологи, изучая насекомых в кусках ископаемой смолы, выяснили, что ДНК в них не содержится. Это значит, что в составе янтаря генетический материал сохраняется еще хуже, чем в костях. Поэтому не стоит рассчитывать на «воскрешение» динозавров.
опубликованы в журнале PLOS ONE.
Результаты исследования, проведенного британскими учеными из Манчестерского университета,Фильм «Парк юрского периода» вышел на экраны в 1993 году. В фильме ученые используют для «воскрешения» динозавров комаров из янтаря. Насосавшись крови динозавров, комары «залипли» в растительную смолу, так что в их кишечнике сохранились образцы ДНК тираннозавров и других давно вымерших гигантов.
Одновременно с выходом фильма в престижных научных журналах появилось несколько публикаций, которые заставили многих поверить - «Парк юрского периода» может когда-то стать реальностью. Например, ученые заявили, что им удалось прочитать ДНК жука-долгоносика из древнего нижнемелового ливанского янтаря возрастом 120-135 миллионов лет.
Авторы статьи поставили под сомнение эти результаты, работая с куда менее древней ископаемой смолой, называемой копалом. В отличие от янтаря, где обычно содержатся уже вымершие насекомые, в копале, как правило, можно найти современные виды. Исследователи попытались извлечь ДНК из двух пчел вида Trigonisca ameliae, одна из которых была обнаружена в куске копала возрастом 10 тысяч лет, а другая - в копале, образовавшемся всего около 60 лет назад.
Несмотря на все усилия, ученые так и не смогли выявить в пчелах из копала хоть какие-нибудь фрагменты пчелиной ДНК. В более молодом образце копала они нашли лишь обрывки ДНК бактерий. Исследователи подчеркивают, что даже анализ костных остатков дает лучшие результаты. Следовательно, если ДНК не сохраняется даже в копале, то в древнем янтаре ее тем более быть не может. Поэтому сообщения о выделении ДНК из янтарных насекомых не заслуживают доверия: пробы просто были загрязнены современным генетическим материалом.
«Может казаться, что быстрое погружение в смолу способствует сохранению ДНК в насекомых, но это не так. К сожалению, сюжет «Парка юрского периода» так и останется всего лишь фантазией», -- рассказал Дэвид Пэнни, один из авторов статьи.
Источник: infox.ru
Насекомым, у которых огромные прыжки — один из главных способов перемещения, приходится решать серьёзную механическую задачу. Кузнечики, блохи и прочие прыгуны преодолевают в прыжке расстояние, во много раз превышающее длину их тела, а это значит, что их ноги обладают соответствующей силой. И тут чрезвычайно важно, чтобы обе конечности срабатывали абсолютно в унисон. Малейшая рассинхронизация начнёт вращать прыгуна вокруг собственной оси и снесёт в сторону.
свинушек, родственников цикад.
Одними лишь нервными импульсами тут не обойдёшься, а потому кузнечики и блохи, скажем, полагаются также на особое крепление ног к телу, которое обеспечивает стабилизацию и позволяет прыгать даже с помощью одной ноги. Но кузнечиками и блохами число прыгучих насекомых не исчерпывается, и одно из самых удивительных приспособлений в этой области демонстрируют личинкиОни прыгают со скоростью почти 4 м/с, которую развивают за 2 мс. Малкольм Берроуз и Грегори Саттон из Кембриджского университета (Великобритания) обнаружили, что для синхронизации работы ног личинки свинушки Issus coleoptratus пользуются... зубчатым сочленением между ногами!
В журнале Science учёные описывают, как устроена эта удивительная зубчатая передача: ноги на конце завершаются утолщениями, которые несут на себе 10–12 зубчиков, каждый размером 15–30 мкм. Зубцы одной ноги входят в пазы между зубцами другой — и получается всем известная передача.
Движение ног длится всего 30 мс. Работу этого механизма удалось зафиксировать видеокамерой на скорости 5 000 кадров в секунду. По мнению исследователей, такая механическая уловка лучше синхронизирует работу конечностей, чем если бы этим занимались одни только нейроны.
Issus coleoptratus: исследователи проверили на предмет зубчатой передачи несколько видов свинушек, и у всех нашли зубчики. То есть, возможно, этим видом механической передачи пользуются все виды семейства.
К слову сказать, впервые эти зубчики были обнаружены в 1957 году, но тогда энтомологи просто описали их как факт, сам механизм в действии удалось увидеть только сейчас. Подобное устройство есть не только у видаНо вот что любопытно: у взрослых насекомых такого механизма нет, он утрачивается во время последней линьки, которая отделяет личинку-нимфу от имаго. Взрослые свинушки тоже прыгают, но синхронизация у них достигается простым трением между концами ног. Исследователи связывают это с тем, что, сломайся зубчатая передача у взрослого насекомого, её невозможно будет отремонтировать, а у личинки она может восстановиться после очередной линьки.
И последнее. Насекомые не в первый раз демонстрируют в своей анатомии «человеческие» механические приспособления. Тут нельзя не вспомнить о жуках-долгоносиках, у которых ноги, снабжённые полноценной винтовой резьбой, буквально ввинчиваются в тело. Такое крепление, предположительно, допускает бóльшую свободу движений их конечностей.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Летающие насекомые машут крыльями с чудовищной частотой: например, у комара она может достигать 500 взмахов в секунду. И довольно долго учёные пытались выяснить, как насекомым это удаётся. Можно было бы предположить, что они машут крыльями как-то иначе, чем мы, то есть позвоночные, двигаем крыльями, лапами, ногами и руками, что у насекомых работает какой-то свой механизм. Но нет. Молекулярные исследования, проведённые в научно-исследовательском институте JASRI (Япония), привели к неожиданному результату: оказалось, никакого особенного «насекомого» механизма для махания крыльями нет, механика тут та же, что и в наших с вами мышцах.
тропонином, который находится в связке с нитевидным полимерным белком актином. Ионы заставляют тропонин изменить своё положение на актине так, что с ним теперь может провзаимодействовать другой белок — миозин. Длинная молекула миозина начинает изгибаться и как бы идти по нити актина; это смещение актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга и приводит к сокращению мышцы.
Любое мышечное сокращение начинается с того, что на мышечную клетку приходит нервный импульс, который открывает в мембране мышечной клетки каналы для ионов кальция. Кальций связывается с белкомНо если речь идёт о сверхчастых сокращениях, как в случае крыльев насекомых, такой механизм не работает: кальциевые насосы просто не успевали бы включать и выключать потоки ионов в ответ на нейронный импульс. И у насекомых никаких сверхчастых потоков кальциевых ионов действительно нет. После того как к мышце приходит импульс, она начинает осциллировать, то есть в ответ на один импульс производится множество сокращений. Это можно сравнить с тем, как маятник какое-то время качается по инерции от одного-единственного толчка. При этом сокращения мышц поддерживаются сами собой: чем сильнее мышца-антагонист сократится и тем самым растянет мышцу напарника, тем сильнее потом сократится вторая мышца. То есть растяжение тут стимулирует последующее сокращение.
Этот феномен известен давно, и свойствен он тем мышцам, от которых требуются ритмичные сокращения, — например, сердцу. Но и у сердца в ритмичных сокращениях задействованы кальциевые каналы. У насекомых же они во время работы крыльев молчат. Такую особенность пытались объяснить тем, что растяжение мышцы даёт больше возможностей миозину связаться с актином. Но это одновременно предполагало и то, что тропонину не нужна кальциевая стимуляция, чтобы освободить от себя актин, а отсюда, в свою очередь, вытекало, что сократительные белки насекомых принципиально отличаются от белков позвоночных.
Хироюки Ивамото и Наото Яги проанализировали структурные изменения в мышечных белках насекомых, происходившие во время полёта. Объектом исследования послужил шмель, которого просвечивали рентгеновскими лучами, пока он махал крыльями, и всё это снимали на камеру с частотой 5 000 кадров в секунду. Учёные убедились, что у насекомых (у шмелей по крайней мере) нет никаких принципиальных модификаций молекулярного механизма мышц. Первичный нейронный импульс запускает серию сокращений, которые поддерживаются вышеописанной «активацией на растяжение»: чем сильнее растягивается мышца, тем сильнее она потом сократится.
Единственная особенность была в том, что растяжение провоцировало структурные деформации в миозине, из-за которых он прочнее связывался с актином, что и повышало силу сокращения. В остальном же всё было так, как обычно: и кальций-зависимое поведение тропонина, и скольжение миозина и актина друг относительно друга. Иными словами, насекомые просто реализовали скрытые возможности того же самого молекулярного механизма, с помощью которого, например, птицы машут крыльями.
Надо сказать, что попытки сделать рентгеноструктурный «портрет» летящего насекомого предпринимались неоднократно, однако получить полную информацию о работе крыльев мешало несовершенство техники. И надо было дождаться наших дней, когда появились камеры, способные делать 40 кадров на один взмах шмелиного крыла, чтобы понять, как всё-таки насекомые летают.
Результаты исследования опубликованы в журнале Science.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Китайские палеонтологи описали самых древних насекомых, щеголявших перед самками гипертрофированными мужскими половыми органами. Как оказалось, увеличивать гениталии в ущерб мобильности некоторые группы начали еще в юрском периоде.
У самцов многих современных животных отдельные увеличенные органы выполняют демонстративную, а зачастую и оборонительную функции. Так, например, олени и лоси носят развесистые рога, а самцы райских птиц отращивают яркое и длинное оперение. Среди насекомых это явление известно у жуков-оленей и жуков-носорогов, использующих выросты на голове для привлечения самок и борьбы с другими самцами.
До сих пор самым древним свидетельством такого рода приспособлений были два окаменевших самца скорпионниц семейства Holcorpidae из эоценовой эпохи. Значительно продлить в прошлое историю гипертрофии гениталий позволило новое открытие китайских палеонтологов Столичного университета в Пекине. В среднеюрских отложениях северо-восточного Китая они обнаружили остатки двух новых родов скорпионниц, у самцов которых половые органы выглядели уже весьма внушительно.
Насекомые отлично сохранились, на их крыльях можно, например, пересчитать все жилки и различить их общий рисунок. Но куда больше, чем крылья, внимание ученых привлек конец брюшка животных, загнутый вверх и вперед наподобие хвоста скорпиона. (Именно за эту особенность строения группа и получила свое русское название.) На последних сегментах брюшка размещались очень крупные гениталии, по размерам даже превосходившие соответствующие органы современных представителей скорпионниц.
По всей вероятности, носители столь выдающихся гениталий получали преимущества при половом отборе перед обладателями более скромного хозяйства. Причем эволюцию данного признака не смогло остановить даже очевидное неудобство чрезмерно развитых органов для жизни конкретной особи – они должны были уступать своим менее мужественным собратьям в маневренности и мобильности, что довольно критично для выживания. Однако преимущества, получаемые при размножении, очевидно, компенсировали все неудобства.
Два новых вида, описанных из юры Китая, получили названия Fortiholcorpa paradoxa и Miriholcorpa forcipata. Благодаря им время появления гипертрофированных гениталий у скорпионниц отодвинулось в прошлое как минимум на полтора геологических периода.
Статья «The Earliest Case of Extreme Sexual Display with Exaggerated Male Organs by Two Middle Jurassic Mecopterans» доступна на портале PLOS ONE
Источник: PaleoNews
Давно известно, что некоторые движения насекомые могут выполнять без мышц — благодаря пружинящим свойствам конечностей. Так, кузнечики и блохи во время прыжка используют потенциальную энергию, запасённую в связках и сухожилиях, и она позволяет им прыгнуть дальше, чем они могли бы за счёт одних лишь мышечных сокращений.
Current Biology пишут исследователи из Лестерского университета (Великобритания).
Но, как оказалось, безмышечные движения случаются у насекомых не только по особым случаям, когда нужно прыгнуть высоко и далеко, а гораздо чаще. Можно сказать, что любое движение у них происходит в результате совмещения мышечных и немышечных усилий. Об этом на страницахЯн Эйк и Томас Матисон экспериментировали с саранчой — точнее, с задними ногами саранчи, которыми эти насекомые отталкиваются в прыжке. Мышца-разгибатель, прикреплённая к бедру задней конечности, у саранчи намного больше мышцы-сгибателя — ведь при прыжке ногу нужно именно разогнуть, и чем мощнее будет соответствующая мышца, тем дальше удастся прыгнуть. Кроме того, в связках и экзоскелете согнутой ноги запасается много энергии, которая высвобождается при прыжке.
Когда биологи удалили мышцы ноги, то обнаружили, что она по-прежнему могла сгибаться, хотя и не до такой степени, как с мышцей-сгибателем. После чего было сделано такое предположение: способность к «самосгибанию» нужна для того, чтобы сбалансировать разгибательные силы мышц и сухожилий, работающих на прыжок. Иными словами, чтобы пружина распрямилась, её нужно сжать, и здесь на помощь сгибающей мышце приходит собственная конструкция сустава, обеспечивающая пассивную сгибающую силу.
Исследователи предположили, что таким свойством обладают все конечности с заметным перевесом одной мышцы над другой, то есть те, от которых требуется либо мощное сгибание, либо мощное разгибание. И предположение подтвердилось: у разных насекомых пассивные силы были как бы встроены в структуру конечностей, в которых одна из мышц-антагонистов была сильнее другой. И это касалось не только специализированных конечностей, но и самых обычных, предназначенных для ползания «пешим шагом».
Ещё раз уточним, что речь не о полностью безмышечном движении, однако в любом движении у насекомых есть, скажем так, мышечная и безмышечная составляющие: даже при обычном перемещении ползком в дело вступают силы, обусловленные конструкцией ног и помогающие сбалансировать разные по силе мышцы. Это позволяет точнее рассчитывать движения и при этом экономить энергию, и исследователи надеются, что это ноу-хау насекомых — как и многие другие их изобретения — будут использованы в робототехнике.
Истчоник: КОМПЬЮЛЕНТА
Попавшее в паутину насекомое удерживает в ней специальный клей, которым пауки смазывают свои сети. И чем активнее добыча бьётся, тем сильнее влипает. Но клей это ещё не всё. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли (США) обнаружили, что паутина помогает ловить положительно заряженных насекомых — благодаря заряду, который они на себе несут
По словам Виктора Мануэля Ортеги-Хименеса, предположение о притягивающейся к добыче паутине пришло ему в голову, когда он увидел, как его дочь играет с игрушечной волшебной палочкой: игрушка специально была заряжена положительно и притягивала паучью сеть. После этого оставалось лишь проверить, нет ли электростатического взаимодействия между паутиной и насекомыми.
Летающие насекомые приобретают электрический заряд из-за трения крыльев о воздух. Заряд, конечно, копеечный, но его вполне достаточно, чтобы удержать на теле насекомого, к примеру, частицы пыльцы. (Вообще, из электростатических взаимодействий между собой и растениями некоторые насекомые, скажем, пчёлы и шмели, научились извлекать немалую пользу.)
Эксперимент г-на Ортеги-Хименеса и его коллеги Роберта Дадли состоял в следующем: сеть обыкновенного крестовика Araneus diadematus приносили в лабораторию, где бросали на неё мёртвых насекомых, предварительно заряженных, снимая процесс на видео. Паучья сеть обычно либо нейтральна, либо заряжена слегка отрицательно, и в результате зоологи видели, как паутина выгибается навстречу положительно заряженному насекомому.
В эксперименте сеть была именно нейтральной, так что можно предположить, что при отрицательном заряде на паутине притяжение было бы ещё сильнее. Авторы полагают, что благодаря такому взаимодействию сеть дополнительно связывает добычу, хотя, чтобы окончательно это подтвердить, нужно провести подобные опыты в естественных условиях, с живыми пауками и живыми мухами или пчёлами.
Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Энтомологи установили, что земляные вши размножаются иначе, чем все остальные насекомые. Самец «одаривает» самку одним-единственным гигантским сперматозоидом, однако полового акта при этом не происходит.
Результаты исследования, проведенного итальянскими биологами из университета Сиены, опубликованы в журнале Naturwissenschaften.
Земляные вши (Zoraptera) – это реликтовый отряд тропических насекомых, небольших и невзрачных на вид. Несмотря на то, что большая часть из них лишена крыльев, земляные вши относятся к подклассу Pterygota, большой группе, объединяющей как крылатых насекомых (таких как, бабочки и стрекозы), так и тех, кто когда-то имел крылья, но затем их утратил (подобно блохам и обычным вшам).
Практически для всех Pterygota характерно внутреннее оплодотворение – самцы при помощи своих генитальных придатков заталкивают сперму в половые пути самок. Однакоавторыработы выяснили, что Zoraptera являются исключением из этого правила. Вместо того чтобы вводить сперматофор (капсулу со спермой) внутрь самки, самцы вида Zorotypus impolitus оставляют его на брюшке партнерши.
Как показали лабораторные наблюдения за этим видом земляных вшей, самки первыми инициируют спаривание, приближаясь к самцам и дотрагиваясь до них антеннами. После того, как самцы откладывают свой сперматофор, самки самостоятельно вводят его в свои половые пути. Подобное поведение наблюдается у пауков и у бескрылых насекомых Apterygota, таких, как ногохвостки (они вообще помещают сперматофор на грунт), но не типично для Pterygota.
Вскрыв сперматофор, ученые обнаружили, что в нем содержится один-единственный сперматозоид, длина которого достигает 3 мм. Следовательно, его длина практически равна длине тела самки (2-4 мм). По мнению энтомологов, благодаря своему гигантскому размеру сперматозоид полностью затыкает половое отверстие самки, чтобы другие самцы не могли ее оплодотворить.
Впрочем, как отмечают авторы работы, у другого изученного вида, Zorotypus magnicaudelli, спаривание проходит более традиционно. Возможно, необычное половое поведение Z. impolitus помогает этим насекомым избегать скрещиваний с близкими видами.
Источник: infox.ru
Науку всегда волновало, как летучие живые существа запасают нужное количество энергии. Ведь для многих из них КПД полёта не превышает 10% (особенно это касается насекомых). И главное: в моменты резкого ускорения (включая взлёт) потребность в энергии для взмахов крыльями резко возрастает и начинает превышать ту, что, согласно общему анализу энергобаланса насекомых, есть в их распоряжении.
Где они берут ту прорву энергии, которая необходима для полёта в моменты резкого набора скорости?!
Том Дэниэл (Tom Daniel) и его коллеги по Вашингтонскому университету (США) полагают, что подобралась к ответу на этот вопрос.
Применив в качестве модельного организма бражника табачного (Manduca sexta), его подвергли рентгеновскому облучению под малым углом к поверхности движущихся крыльев. Температурная разница между спинной и брюшной сторонами крыла оказалась достаточно значимой, чтобы запасать в крыле энергию упругих деформаций, оставляя её в более холодных частях мускула и затем высвобождая при переходах между сокращением и расслаблением.
Это позволяет снизить нагрузку на крыло при резком разгоне и торможении: упругая деформация как бы растягивает во времени процесс резкого ускорения, что снижает общие энергозатраты на него. Между тем именно периоды самого быстрого изменения скорости считаются наиболее энергоёмкими при любых перемещениях.
Описанные результаты следовали из снимков, сделанных и при 25, и при 35 °C на протяжении 100 циклов (по 8 мс) подряд. По мере того как белок актин скользит по миозину (вы не поверите — тоже белок) в мышцах, их взаимодействие рождает силу, и чем выше температура этих межмолекулярных взаимодействий, тем больше эта сила. Замеры показали, что разница температур брюшной и спинной сторон крыла в полёте может достигать 6,9 °C!
Рассеивание рентгеновских лучей на мышцах крыла бражника позволило буквально увидеть, что происходит внутри насекомого во всём диапазоне рабочих для него температур, то есть от 25 до 35 °C. Оказалось, что циклы скольжения актина по миозину в самом деле меняются по скорости в строгом соответствии с ожиданиями — прямо пропорционально росту температуры.
Таким образом, на нижней по отношению к набегающему потоку части крыла мускулы теплее, а потому работают активнее, в то время как верхняя остаётся более прохладной. Разница между этими частями несущей плоскости порождает упругую деформацию, которая помогает мышце крыла начать следующий цикл сокращения или сжатия.
Как отмечают исследователи, выявление этого механизма может оказаться важным для понимания не одного только полёта насекомых, но и вообще локомоции живых существ.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Science.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Чтобы увидеть объект в электронный микроскоп, нужно поместить его (объект, не микроскоп) в вакуум. Молекулы газов, составляющие воздух, поглощают поток электронов, направленный на объект, — примерно так же, как грязь на окуляре обычного, светового микроскопа поглощает свет и не даёт нам разглядеть, что же лежит на предметном стекле. Понятно, что вакуум — это сверхэкстремальное условие, и необходимо делать на него поправку во всём, что мы видим.
Но, как оказалось, от иссушающего действия вакуума можно защититься. Исследователи из
Однако личинкам дрозофил, можно сказать, повезло: на их теле есть такие вещества, которые могут полимеризоваться и образовать «скафандр». А можно ли сделать нечто подобное из искусственных материалов? Учёные под руководством Такахико Хариями поставили следующий опыт: взяли личинку комара, у которой не может быть своего «скафандра», окунули в раствор
Как пишут исследователи в журнале
Если оторваться от микроскопа и, образно говоря, поднять глаза к небу, то можно представить, как мельчайшие насекомые плывут в космическом пространстве, будучи защищены такими вот полимерными скафандрами. Иными словами, насекомые могут, подобно своим фантастическим потомкам
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Летающие насекомые благодаря трению о воздух создают на себе небольшой положительный заряд. Из-за восковой кутикулы, которая покрывает тело, этот заряд сохраняется довольно долго, не исчезая даже после контакта с крупным объектом: изолирующие слои воска препятствуют заземлению.
Группа учёных из
Дальнейшие исследования показали, что такое отклонение вызывает реакцию у группы клеток, называемых
В статье, опубликованной в журнале
Однако исследователям удалось показать, что отклонение антенн под действием электрического поля в 10 раз превышает отклонение, которое производит вибрация воздуха от дрожащих крыльев, располагающихся на том же расстоянии, что и электрический заряд. То есть, возможно, когда пчела танцует, она своим электрическим зарядом отклоняет антенны пчёл-«зрителей», и те получают информацию, куда им лететь. Хотя, разумеется, эта пока лишь гипотеза, требующая прямого подтверждения.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Мы привыкли смотреть на медоносных пчёл как на самых эффективных опылителей. Многие фермеры уверены в том, что бóльшую часть других насекомых, которые тоже занимаются опылением, можно заменить на домашних пчёл, и вреда от этого не будет, а только польза. По крайней мере для сельскохозяйственных культур. Дикорастущим растениям, как считается, достаточно и обычных опылителей.
Оказалось, что «дикие» опылители выполняют эту работу ничуть не хуже (если не лучше) медоносных пчёл, и присутствие пчёл на эффективность других видов насекомых не влияет.
Иными словами, не следует сбрасывать со счетов насекомых-опылителей: вместе с пчёлами они и впрямь могут обеспечить фермерские хозяйства бóльшими урожаями. Однако не совсем понятно, от чего именно зависит эффективность самих «диких» опылителей, поскольку, по словам учёных, разнообразие видов почти не влияло на качество опыления.
С другой стороны, полезные «дикие» опылители — это прекрасно, но можно ли как-то контролировать их полезность? Нет, вряд ли. Поэтому скорее их стоит рассматривать как важное подспорье: о них нужно заботиться, чтобы они не исчезли из экосистемы, но для страховки всё равно стоит держать медоносных пчёл. Пчёлы-каменщики и пчёлы-плотники прекрасно опыляют сады и поля, если же вдруг их численность в какой-то год сильно упадёт по обычным, рутинным экологическим причинам, то, кроме ручной медоносной пчелы, выручить хозяйство будет некому.
Надо сказать, это не первая работа, посвящённая взаимодействию насекомых-опылителей, домашних пчёл и сельхозрастений. Так, совсем недавно исследователи из
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
Насекомые могут быть практически столь же умны, как крупные животные. Об этом говорит исследование, проведённое специалистами из Лондонского университета королевы Марии (Queen Mary, University of London) и Кембриджа (University of Cambridge).
Один миллиграмм веса и менее миллиона нервных клеток — таков мозг пчелы. Сложно представить, что на этой базе можно "выстроить" сколь-нибудь развитый ум. Для сравнения: у взрослого человека мозг весит примерно 1,3 килограмма и содержит 85 миллиардов нейронов.
Однако британцы полагают — размеры решают далеко не всё. Они составили компьютерные модели на основе информации об анатомии и физиологии нервных систем насекомых с главным упором на пчёл, а также учли в своей работе сведения о нескольких десятках умений данных созданий, их сложном поведении и обучении.
Смоделировав работу не йронных цепей, авторы работы высчитали, что для способности к простому счёту животному достаточно нескольких сотен нервных клеток. А для того чтобы обладать сознанием, нужно несколько тысяч клеток, добавляет Mail Online. Тут, правда, следует сделать оговорку, что сам термин "сознание" — довольно широкий и нечёткий, особенно если говорить о его философском аспекте. Но будем считать, что речь идёт в первую очередь о познавательной деятельности.
Также авторы исследования провели параллели между насекомыми (на примере всё тех же пчёл) и крупными позвоночными. Сформировалась следующая картина: способности к обучению, категоризации, ассоциативным воспоминаниям присущи и пчёлам, и большим животным, хотя и в разной степени.
Когда эту разницу биологи попробовали определить численно, получилось, что перечень выполняемых сложных последовательностей действий у млекопитающих лишь втрое длиннее, чем у пчёл. При том что разница в числе нейронов — в десятки тысяч раз. Такую избыточность и "переразмеренный" мозг у крупных животных авторы объясняют не столько большим интеллектом (хотя и этот фактор присутствует), сколько более развитой сенсорной системой и рядом физиологических ограничений.
Например, большее число светорецепторов в зрительной системе приводит к существенному росту числа нейронов в зрительной коре, что просто необходимо для обработки информации. Получается большее разрешение зрения, большая чёткость, большая способность идентифицировать объекты и движение, лучшее различение оттенков и тому подобные усовершенствования.
Или, к примеру, моторные отделы мозга. Существенно большее число нейронов в них необходимо для тонкого управления большим числом мышц (а также — для управления большей массой мышц, что требует определённой энергетики).
Есть и другие примеры, когда увеличенный по массе и сложности строения мозг даёт живому существу преимущества, напрямую с интеллектом не связанные (число распознаваемых запахов, скажем). Потому-то, рассуждают британцы, на несколько порядков большее количество нервных клеток у крупных животных по сравнению с насекомыми вовсе не приводит к такому же по масштабу росту ума, способности к хранению воспоминаний и так далее.
"Животные с большим мозгом не обязательно умнее, — говорит Ларс Читтка (Lars Chittka) из университета королевы Марии, опубликовавший в Current Biology совместно с Джереми Нивеном (Jeremy Niven) из Кембриджа результаты данного исследования.
В большом мозге мы часто находим не большую сложность, но просто бесконечное повторение одних и тех же нейронных цепей. Это может добавить подробности воспоминаниям, изображениям или звукам, но не добавляет степени сложности. Если использовать аналогию с компьютером, большие мозги могут во многих случаях означать больше жёстких дисков, но не обязательно лучшие процессоры".
Далее исследователи поясняют, что для уровня интеллекта, по всей видимости, куда большее значение имеет не число нейронов в мозге, а их "продуманные" взаимосвязи, модульность мозга.
Грубо говоря, пчёлы выжимают всё возможное из тех крох нейронов, что у них есть, в то время как большие животные могут позволить себе роскошь избыточности. А отсюда становятся понятными удивительные данные об интеллекте пчёл.
Источник: MEMBRANA
Все наблюдали, как насекомые, например мухи, чистят лапками свою мордочку. Оказывается, данную гигиеническую процедуру они проводят для того, чтобы лучше ощущать запахи. Если они перестанут таким образом чиститься, то потеряют способность их ощущать.
Очень многие животные занимаются
Процесс очистки
Разнообразные вещества налипают на тараканьи антенны, перекрывая доступ запаховым молекулам к обонятельным рецепторам. Но, как оказалось, главным загрязнителем антенн служит не внешний мусор, а собственные воскоподобные выделения таракана, которые защищают тело насекомого от потери влаги. Здесь можно усмотреть некоторую аналогию с человеком: мы ведь тоже чистим, пардон, нос, чтобы лучше дышать и чувствовать запахи, и то, что мы из носа достаём, во многом состоит из наших же выделений. Правда, по сравнению с тараканом наша личная жизнь не так сильно зависит от обоняния.
Исследователи поставили такие же опыты на муравьях и мухах, и хотя эти насекомые чистятся иначе, чем таракан, результаты экспериментов говорили о том же: груминг необходим насекомым, чтобы лучше ориентироваться по запахам. Может быть, эти данные помогут создать инсектициды нового поколения, которые намертво прилеплялись бы к усикам и лишали насекомых возможности чувствовать запахи? Такие вещества могут быть более безвредными для окружающей среды, чем те, которыми мы пользуемся сейчас.
Источник: КОМПЬЮЛЕНТА
05-02-2014 Просмотров:7923 Новости Эволюции Антоненко Андрей
Если массовое вымирание крупных млекопитающих на Земле продолжится прежними темпами, то их освобождающиеся в экосистемах ниши займут крысы. При этом они вполне могут подрасти до размеров овец, уверен геолог британского...
20-10-2016 Просмотров:5698 Новости Геологии Антоненко Андрей
Палеомагитолог Анна Чернова и ее коллеги из лаборатории геодинамики и палеомагнетизма Центральной и Восточной Азии Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (Новосибирск) вернулись из экспедиции на Новосибирские острова в...
11-09-2012 Просмотров:9022 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Отпечатки древней амфибии являются самыми маленькими из когда-либо найденных ископаемых следов, принадлежащих наземным позвоночным. источник: Matt Stimson, Spencer G. Lucas & Gloria MelansonПалеонтологи обнаружили в канадской провинции Новая Шотландия следовую дорожку...
07-12-2015 Просмотров:6624 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Впервые на территории России, в Оренбургской области, ученые обнаружили вид птиц верхнемелового периода (70 млн лет назад) - эпиорниса. Ранее таких птиц находили только в Америке, сообщил ТАСС председатель Ульяновского...
15-10-2011 Просмотров:8911 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
В Европе обнаружен блистательно сохранившийся скелет теропода, сообщают исследователи из Баварского палеонтологического и геологического музея. Говорят, ничего подобного прежде в Старом Свете не находили. Динозавр скончался около 135 млн лет назад...
Красивы, зловещи, удивительны победители Международного конкурса научно-технической визуализации! Национальный научный фонд США и журнал Science проводят его уже десять лет, и за это время данная сугубо прикладная область превратилась в…
Кратко о "Алтайском государственном заповеднике" Растительный мир “Алтайского государственного заповедника” Животный мир “Алтайского государственного заповедника” География “Алтайского государственного заповедника” Климат “Алтайского государственного заповедника” Геология “Алтайского государственного заповедника” Рельеф “Алтайского государственного заповедника” Гидрология “Алтайского государственного заповедника” Почвы “Алтайского государственного…
В штате Массачусетс ученые нашли отпечаток насекомого подкласса крылатых насекомых. Возраст находки составил 312 млн. лет. Это древнейшее известное на настоящий момент насекомое, способное летать. Доктору Ричарду Кнехту (Richard J. Knecht)…
Помидоры и некоторые другие растения выработали оригинальную тактику борьбы с гусеницами – их листья содержат столько "несъедобных" молекул и частиц, что насекомые становятся каннибалами и начинают поедать своих сородичей, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature…
Группа палеонтологов обнаружила на территории канадской провинции Британская Колумбия ископаемые останки самого маленького из когда-либо живших на Земле ежей. По словам ученых, животное, получившее название Silvacola acares ("крошечный лесной житель"),…
Палеонтологи обнаружили в Австралии останки необычно маленького сумчатого льва, который был назван в честь известного телеведущего и натуралиста Дэвида Аттенборо, британского "кузена" и друга Николая Дроздова, говорится в статье, опубликованной в журнале Palaeontologia Electronica. Microleo attenboroughi"Microleo attenboroughi…
Согласно гипотезе российских ученых, бактерия чумы появилась из псевдотуберкулеза в позднем плейстоцене в Ценнтральной Азии. Видообразованию помогло похолодание. И оригинальный способ, которым грызуны защищались от холода. Тарбаган (монгольский сурок) В…
Исследователи климата из Университета Эксетера (Англия) определили первые тревожные сигналы, свидетельствующие об изменениях в циркуляции Атлантического океана, которые могут иметь катастрофические последствия для мирового климата. Их модель, считают ученые, позволяет…
Наращивание мышечной массы перед длительными перелётами у птиц происходит не за счёт упражнений, а, вероятно, благодаря гормональной обработке мускулатуры. Белощёкие казаркиТренируются ли перелётные птицы, прежде чем отправиться куда-нибудь? На этот странно…