В массовом сознании акулы и другие хрящевые рыбы традиционно воспринимаются как "живые ископаемые", примитивные реликтовые существа, сохранившие в своем строении черты давно вымерших предков. Находка отлично сохранившейся акулы каменноугольного периода переворачивает это представление, превращая современных акул из архаичных в сильно продвинутых рыб.

Древняя акула Главная проблема, связанная с изучением ископаемых акул, заключается в том, что их хрящевой скелет крайне плохо сохраняется. В лучшем случае от него остаются оплывшие и деформированные отпечатки, по которым практически невозможно судить о первоначальной форме костей. Поэтому почти целый череп каменноугольной акулы Ozarcus mapesae стал для палеонтологов приятным сюрпризом.

"Акулы считаются одними из самых примитивных челюстных позвоночных, живущих в наше время. По мнению школьных учебников, строение челюстных структур современных акул очень похоже на древних примитивных акулоподобных рыб. Но мы обнаружили, что на самом деле это не так. Современные акулы представляют собой очень специализированные формы, очень продвинутые, а вовсе не примитивные", – заявил ведущий автор описания озаркуса доктор Алан Прадель из американского Музея естественной истории.

Челюсти Ozarcus mapesae В скелет головы всех рыб – и хрящевых, и костных – входят жаберные арки, или дуги, поддерживающие жабры. Предполагается, что из передней пары этих дуг и произошли челюсти всех современных позвоночных. Окаменелости Ozarcus mapesae практически впервые в истории позволили палеонтологам взглянуть на то, как выглядели данные структуры у палеозойских рыб. Применив становящуюся традиционной для западных палеонтологов технологию трехмерной рентгеновской томографии, палеонтологи во всех подробностях рассмотрели объемное изображение акульего черепа возрастом 300 млн лет.

"Мы обнаружили, что расположение жаберных дуг, которое мы видим у современных акул, совсем не похоже на детали строения древних акул. Вместо него мы увидели дуги, принципиально устроенные точно так же, как у костистых рыб. Это не стало для нас совершенной неожиданностью, поскольку акулы, существующие уже примерно 420 миллионов лет, должны были за это время эволюционировать, и их жабры и челюсти обязаны эволюционировать вместе с ними", – отметил Прадель.

"Костистые рыбы могут рассказать нам о строении челюстей наших древних предков куда больше, чем современные акулы, – добавил соавтор исследования Джон Мейси. – А эта прекрасная окаменелость просто показывает нам, как выглядели жаберные дуги у древних акул. Известны и другие подобные окаменелости, но эта – самая старая, и на ней можно разглядеть все подробности".

Остатки озаркуса являются частью большой коллекции ископаемых из 540 тысяч образцов, которую университет Огайо передал в дар американскому Музею естественной истории. Обнаружили их профессора университета во время экспедиции в Арканзас, пишет Science Daily.

Источник: PaleoNews

Предками громоздких пермских синапсид, впервые в истории сухопутной фауны научившихся употреблять в пищу растения, были мелкие и юркие хищники. Одного из них описали в своей новой работе канадские палеонтологи.

Eocasea martini внутри следа жившего на 30 млн лет позже нее крупнейшего казеида Cotylorhynchus. Реконструкция: Danielle Dufault  Обитавшая почти 300 млн лет назад на территории современного Канзаса Eocasea martini весила меньше двух килограммов и при беглом осмотре больше всего напоминала обычную ящерицу. Молодой экземпляр, по которому был описан этот вид, достигал в длину всего 16 сантиметров, а его скелет был найден два десятилетия назад и все это время провалялся на полках в запаснике.

"Никто не обращал на него внимания, подумаешь, какой-то маленький зверек", – вспоминает руководитель исследовательской группы, профессор биологии университета Торонто Роберт Рейс. Когда, наконец, до этой окаменелости дошли руки палеонтологов, выяснилось, что речь идет об одном из самых первых и примитивных представителей казеид (Caseidae) – растительноядных синапсид, в пермском периоде превратившихся в монструозных гигантов весом больше тонны и размером с носорога.

"Именно в этой ветви эволюции позвоночных впервые появляются растительноядные животные, – отметил Рейс. – А Eocasea является первым животным, начавшим процесс эволюционных изменений, приведший к возникновению наземных экосистем с множеством растительноядных, поддерживающих убывающие количества хищников более высоких порядков".

"Eocasea – один из старейших родственников современных млекопитающих, она закрывает пробел в истории семейства продолжительностью около 20 млн лет. Таким образом, казеиды гораздо более древняя группа, чем это было ранее засвидетельствовано в летописи окаменелостей", – добавил соавтор исследования Йорг Фробиш, работающий в берлинском Музее естествознания.

В отличие от своих далеких потомков эоказея предпочитала питаться не растительностью, а более шустрой добычей, предположительно, насекомыми. На это указывают как строение зубов, так и отсутствие типичного для растительноядных бочкообразного туловища. Дело в том, что содержащаяся в растительной пище клетчатка требует длинного пищеварительного тракта, для которого необходимо объемистое брюхо. У стройной эоказеи на него нет и намека.

"Все остальные представители казеид являются растительноядными, а эта, самая старая – нет. Мы наблюдаем внутри группы трансформацию из насекомоядных животных в травоядных, – констатировал Рейс. – И что действительно интересно, это не единственная группа, в которой произошла такая трансформация. Тем же самым примерно в это же время были заняты и некоторые другие линии позвоночных".

Выгода, которую получили казеиды от перехода на новые источники пищи, очевидна, пишет Discovery. "Эволюция растительноядных была подлинной революцией в истории наземной жизни, потому что сухопутные позвоночные впервые смогли получить прямой доступ к огромным пищевым ресурсам, предоставляемым наземными растениями. А затем эти травоядные, в свою очередь, стали одним из основных пищевых ресурсов для крупных наземных хищников", – подчеркнул канадский профессор.

Отвечая на одни вопросы, открытие Eocasea тут же порождает другие, сообщил также Рейс. "Одна из самых больших загадок, на мой взгляд, заключается в том, почему растительноядные не появились раньше и почему это событие произошло независимо сразу в нескольких линиях позвоночных?" – сказал он.

Источник: PaleoNews

У растений, как известно, есть собственная транспортная система, которую можно до какой-то степени уподобить кровеносной системе животных. Вода и нужные вещества из земли распространяются от корней по всему телу растения с помощью ксилемы, сосуды которой сложены из мёртвых клеток. Сахара, получающиеся в результате фотосинтеза в листьях, транспортируются живыми сосудами флоэмы. 

«Живые электроды» помогли узнать о чувствах растений. (Фото Pam Morris / National Geographic My Shot.) В 1980-х учёные обнаружили, что одним лишь транспортом функция флоэмы не исчерпывается: её живые клетки выполняли ещё и роль нервной системы, передавая друг другу электрические импульсы. Как и у животных, эти электрические импульсы, разбегающиеся по всему телу, могут сообщать растениям о каких-то воздействиях внешней среды — к примеру, о том, что пришло некое травоядное и отъело у растения кусок. Правда, в случае растений импульсы не сбегаются в мозг, а отправляются в другую часть тела. И тогда растение может как-то отреагировать и защитить свои неповреждённые части от нападения травоядного (скажем, быстро выделить какое-нибудь едкое или резко пахнущее вещество).

Однако некоторые животные (например, гусеницы), «нападая» на растение, не причиняют ему сразу таких уж сильных повреждений. И может показаться, что в этом случае животное как бы обманывает растение: электрические импульсы ни о чём серьёзном не сигнализируют, и гусеница может продолжать спокойно питаться. Но, как показали исследования специалистов Лозаннского университета (Швейцария), даже при небольших повреждениях, наносимых гусеницами, растения всё равно их чувствуют и могут отреагировать. 

Однако куда более любопытно тут то, что биологи обнаружили это с помощью тлей.

Тли питаются растительным соком, вводя свои хоботки во флоэму, при этом целостность флоэмы они не нарушают. То есть они подключаются к сосудистой системе, становясь как бы её частью. И вот Эдварду Фармеру (Edward E. Farmer) и его коллегам пришло в голову, что тлей можно использовать подобно... электродам, вводимым в нервные клетки: как электроды чувствуют электрический импульс, бегущий по нервной цепочке, так и тля может быть естественным датчиком, демонстрирующим движения электрических сигналов по флоэме растения. 

Оставалось лишь посадить на растение с тлями гусениц и наблюдать, какие электрические сигналы приходят к тлям.

В журнале New Phytologist исследователи сообщают, что, несмотря на ничтожность повреждений, растения реагировали на «пощипывания» гусеницы, и реакция эта была подобна той, которая возникает в ответ на более серьёзный вред (только в случае гусеницы ответ был заметно слабее). Электрические сигналы распространялись по растению волнами, и быстрее всего они приходили к листьям, находившимся рядом с тем участком, на котором кормилась гусеница. При этом сам лист с гусеницей сигналов тревоги не чувствовал. 

Что же до молекулярного механизма, лежащего в основе этих сигналов, то, по словам исследователей, тут у животных и растений дело опять-таки обстоит похожим образом: у клеток есть ионные каналы, благодаря которым в нужный момент случается перераспределение ионов по обе стороны мембраны, и за счёт этого рождается электрохимический импульс. Когда во флоэме отключали канал для ионов кальция, никакой реакции на гусеницу не было, растение не чувствовало повреждений. (Стоит подчеркнуть, что, хотя система передачи электрического импульса у растений в чём-то сильно похожа на то, как это происходит у животных, совсем уж уподоблять это специализированной нервной системе животных нельзя.) 

Учёные надеются, что с помощью этой необычной уловки — использования тлей для того, чтобы подслушивать внутренние сигналы растений, — можно будет ещё многое узнать о том, как растения реагируют на внешнюю среду. Возможно, у растений есть и некие сенсорные системы, предназначенные специально для тлей: всё-таки эти насекомые достаточно долго живут вместе с растениями, чтобы те научились их чувствовать.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Очередную попытку раскрыть тайны тираннозавров предпринял профессор Эрик Снивели из университета Висконсина. Он смог объяснить, почему у тираннозавра были такие маленькие передние лапы.

Птицеподобный Tyrannosaurus rex. Реконструкция: Joe Harris (Byombu)  Вместе с коллегами по университету Снивели изучал особенности строения и функционирования шеи гигантских мезозойских ящеров. Команда пришла к выводу, что шея тираннозавра была довольно похожа на шеи современных птиц, которые вообще не пользуются передними конечностями во время еды. По мнению профессора, такая же ситуация имела место и в меловом периоде, когда гигантские Tyrannosaurus rex охотились на свою добычу.

"Мы внимательно изучили ряд хищных птиц и тщательно задокументировали их пищевое поведение, – рассказал Снивели. – Имеется большая вероятность, что тираннозавры вели себя точно также, как птицы".

Для своей работы исследователи отобрали представителей десяти разных видов птиц – от курицы до белоголового орлана. На кожу подопытным в районе шеи крепились электроды, фиксирующие мышечную активность. Спустя некоторое время в распоряжении ученых оказалась своеобразная карта сокращений мускулатуры на каждом из этапов кормления птиц.

Как оказалось, во время еды птицы приподнимают голову и фиксируют взгляд на пище, после чего клюют ее, резко опуская голову вниз. Поскольку мышцы шеи тираннозавров были такими же, как у птиц, висконсинские палеонтологи решили, что и тирексы должны вести себя аналогичным образом – задирая голову, а потом кусая добычу и, опираясь на задние лапы, вновь вытягивая голову вверх.

Ученые заметили также, что во время еды некоторые птицы делают головой своеобразные встряхивающие движения, обеспечивающиеся сильной мускулатурой шеи. "Это движение такое же, как у собаки, когда она отряхивается от воды, – пояснил Снивели. – Мы считаем, что динозавры использовали именно это движение, чтобы оторвать от туши куски мяса".

Мощные, хорошо развитые шейные мышцы объясняют отсутствие у тираннозаврид сильных передних лап, считают исследователи. "Тираннозаврам вообще не нужны были большие лапы, – заявил профессор Снивели. – Их мощные челюсти и гипербульдожьи шеи делали всю необходимую работу. От плечей и дальше вперед Tyrannosaurus rex напоминал косатку – он просто кусал, тряс и откручивал".

Кроме того, шея тирекса напоминала крокодилью, продолжает палеонтолог. "Мы можем считать этих ящеров атакующими, словно птицы, и трясущими пойманную добычу, как крокодилы", – добавил он.

Новые данные очень интересны, но не стоит воспринимать их как прямую аналогию, предупредил не принимавший участия в исследовании Дэйв Хон, известный специалист по динозаврам из Лондонского университета. "Нам следует быть осторожными, хотя  в определенной степени, действительно, некоторые довольно далекие от птиц животные типа тираннозавров очень их напоминают", – приводит слова Хона New Scientist.

Источник: PaleoNews

В последние годы специалисты только и делают что составляют генные карты неандертальцев, вымерших приблизительно 30 тыс. лет назад. Выяснилось, что многие из современных людей в некотором роде восходят к неандертальцам и унаследовали от них небольшое количество генов. 

Спаривание с неандертальцами в древние времена привело к тому, что теперь евразийцы обязаны им двумя процентами своих генов. (Фото Joe McNally, National Geographic.) Поскольку вопрос с родословной можно считать решённым, исследователи приступили к сравнению геномов неандертальцев и современных людей в поисках генов, которые делают нас уникальными представителями рода Homo и указывают на происхождение генетических заболеваний.

По сравнению с неандертальцами человечество, кажется, особенно активно развивало гены, связанные с поведением, утверждает группа, возглавляемая Сванте Пээбо, пионером древней генетики из Института эволюционной антропологии Общества им. Макса Планка (ФРГ). Бросается в глаза отсутствие у неандертальцев генов, связанных с гиперактивностью и агрессивным поведением у современных людей. Не было у них и участков ДНК, имеющих отношение к аутизму. Неясно лишь, что тут «произошло»: усилили наши гены агрессивность по сравнению с неандертальцами или, напротив, снизили её. 

Кроме того, где-то 1–0,5 млн лет назад количество неандертальцев снизилось, и с тех пор популяция так и оставалась малочисленной. Ничего хорошего это не принесло: у естественного отбора стало меньше возможностей избавиться от плохих мутаций. 

Г-н Пээбо и его коллеги рассмотрели гены двух неандертальцев — из Испании и Хорватии. Результаты сравнили с данными о ДНК третьего неандертальца, который жил в Сибири и геном которого изучался ранее, а также о ДНК нескольких современных людей. Выяснилось, что генетическое разнообразие среди неандертальцев в четыре раза уступало таковому у современных африканцев и втрое — у европейцев и азиатов. 

Сравнение также показало, что современные люди обладают уникальными генами, связанными с сердечным здоровьем и обменом веществ. Кроме того, у нас есть гены цвета кожи и волос, отсутствовавшие у неандертальцев. Правда, не будем забывать, что со времён неолитической революции мы живём и развиваемся совсем не так, как неандертальцы. Если мы хотим понять, что в действительности отличает нас от них, надо сравнивать гены не современных людей, а пещерных охотников-собирателей. 

Сотрудники г-на Пээбо сравнили также ДНК неандертальцев и современных людей с генами денисовцев — ещё одних наших кузенов, которые обитали в Сибири по крайней мере 40 тыс. лет назад и о которых известно только по генетическим картам и нескольким костям. Основное различие связано с изгибом нижней части спины: у неандертальцев была чуть менее круглая спина, чем у денисовцев и современных людей.

У неандертальцев, денисовцев и людей есть общий предок, живший более полумиллиона лет назад. Правда, разобраться с ним трудновато, поскольку мы скрещивались с неандертальцами, выйдя из Африки около 60 тыс. лет назад. В результате современные люди европейского происхождения примерно двумя процентами своего генома обязаны неандертальцам, а у обитателей Меланезии этот показатель доходит до 3–5%, но только тут уже речь о денисовцах. 

Эксперты предупреждают, что ни в коем случае не надо делать выводы о неразвитости неандертальцев, исходя из отсутствия у них тех генов, которые есть у нас. У каждого вида свой эволюционный путь.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

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.

Пенис самки Neotrogla aurora (здесь и ниже иллюстрации авторов работы).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».) 

Пещерные Neotrogla во время спаривания: «девочки сверху».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

Кулик-сорока (лат. Haematopus ostralegus)

Кулик-сорока (лат. Haematopus ostralegus), фото википедия

Голос  Кулика-сороки

Кукушка глухая (лат. Cuculus saturatus)

Кукушка глухая (лат. Cuculus saturatus), фото википедия

Голос  Кукушки глухой

В современной науке популярна гипотеза о том, что значительная часть реакций на зрительные, слуховые и прочие раздражители унаследована нами у далёких предков, которые приобрели их в процессе эволюции. Иными словами, мы до сих пор храним тот набор трюков, который помогал выживать чуть ли не общему предку людей и шимпанзе. 

Назвать бесспорной эту мысль нельзя: подобные построения базируются на том, что поведенческие реакции людей и различных животных (не обязательно приматов) порой схожи. В то же время никакого логического, человеческого объяснения некоторым особенностям нашего поведения найти не удаётся, поэтому идея о врождённой, биологической природе определённых наших реакций на окружающую среду кажется по крайней мере любопытной.

Новейшую книгу на эту тему написал... орнитолог Гордон Ориэнс из Вашингтонского университета (США), прославившийся прежде всего изучением красноплечего чёрного трупиала (Agelaius phoeniceus). Называется работа «Змеи, рассветы и Шекспир» (Snakes, Sunrises, and Shakespeare). 

Впервые г-н Ориэнс задумался о связи между поведением и окружающей средой в середине 1970-х. И он не единственный обратил на это внимание. Тогда-то и зародилась эволюционная психология. Вы, конечно, читали «Эволюционный ген» (1976) Ричарда Докинза, «Голую обезьяну» (1967) Десмонда Морриса и «Социобиологию» (1975) Эдварда Осборна Уилсона. А если нет, то вполне можете начать со змей и рассветов. 

Качели тоже надо попробовать! (Фото Michelle Gibson / Plainpicture.) Основной тезис книги таков: «Наши предки завещали нам... реакции на жизненные трудности (непредсказуемые источники пропитания, вездесущих хищников, крайности погоды), которые определяют нашу эмоциональную жизнь». От правильного решения в трудный момент зависело выживание, и эволюция мозга подстраивалась под эти реакции. Хотя обстоятельства жизни у нас сейчас совсем другие, мозг во многом остался прежним. 

Какие же странности в нашем поведении г-н Ориэнс считает возможным объяснить с помощью этого смелого тезиса? Например, нам больше всего нравятся деревья, на которые легко залезть, которые выглядят здоровыми и которые не очень-то доступны хищникам. Короче говоря, мы предпочитаем деревья, напоминающие по форме деревья саванны. Г-н Ориэнс подчёркивает, что лазать по деревьям больше всего нравится девочкам, а не мальчикам. И именно девочки больше времени проводят на лесенках и рукоходах детских площадок. И именно женская ступня обладает более широким диапазоном движений по сравнению с мужской. Может быть, в то время, когда наши предки мужеского пола уже спустились с ветвей и ночевали на земле, самки всё ещё хранили верность деревьям? 

А вот ещё один интересный момент. Маленькие дети, как известно, всё тянут в рот, но только в то время, когда они получают антитела с материнским молоком. Как только младенца отнимают от груди, эта привычка постепенно сходит на нет. Г-н Ориэнс приводит этот пример, чтобы подчеркнуть связь поведения с обстоятельствами. 

Но при чём тут змеи, рассветы и тем более Шекспир? Обратите внимание: мы до сих пор боимся змей больше, чем ядерных боеголовок и климатических изменений. Когда мы видим змею или слышим о ней, то первым делом приходит страх, а уж потом мы вспоминаем всё, что нам известно о пресмыкающихся. 

Что касается рассветов, то это символ безопасности. Он означает, что мы пережили ночь, тогда как закат сигнализирует о том, что наступает царство неопределённости: неизвестно, проснёмся ли мы вновь. 

А Шекспир? Г-н Ориэнс вспоминает ведьм и призраков «Макбета», а также монологи Гамлета, говорящие о том, какой силой воображения мы обладаем, рисуя перед собой несуществующих собеседников. Не только люди верят в привидения: арктические бабочки не встречались с летучими мышами и змеями уже сотни поколений, однако защитная реакция на них сохранилась. 

К сожалению, чаще всего подобные параллели спекулятивны. Но всё равно мысль о том, что люди ведут себя так, как их этому научила эволюция, делает нас чуточку терпимее к ближнему, правда?

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Взаимовыгодное сосуществование пчелиных волков с почвенными бактериями продолжается по меньшей мере с мелового периода. Из поколения в поколение осы передают микроорганизмов своему потомству, но как именно осуществляется этот процесс, до сих пор остается загадкой.

Окаменелость осыСимбиотические взаимоотношения широко распространены в живой природе и играют ключевую роль в экологии и эволюции большинства организмов. Например, микориза грибов является важнейшим пищевым партнером 90% всех наземных растений. Многие сложившиеся симбиозы способны длиться сотни миллионов лет, но механизм устойчивости таких связей до конца современной науке не ясен, ведь для этого участники симбиоза должны уметь различать своих и чужих.

Показателен в этом отношении "оборонительный союз", заключенный между осами-филантами, часто называемыми "пчелиными волками", и несколькими линиями почвенных бактерий. Филанты охотятся на пчел, которых закапывают затем в подземных гнездах в качестве пищи для подрастающих личинок. Бактериальные симбионты рода Streptomyces, живущие в полостях антенн "пчелиных волков" и на коконах их личинок, вырабатывают коктейль из девяти различных антибиотиков, защищающий личинок от вредных почвенных грибков и бактерий. Во многом эта стратегия напоминает комплексную профилактику, применяемую в человеческой медицине.

Реконструировав филогению нескольких видов филантов и их симбионтов, ученые немецкие палеонтологи из университета Регенсбурга и института химической экологии Макса Планка обнаружили, что симбиоз ос со Streptomyces возник не позже конца мелового периода, то есть около 68 млн лет назад. К настоящему времени уже около 170 видов ос живут в симбиозе с бактериями-"антибиотиками". Как выяснилось, осы разных видов способны обмениваться штаммами бактерий-симбионтов, но происходит ли это в результате хищничества или при повторном использовании гнезд друг друга, пока не ясно.

Кроме того, палеонтологи обнаружили, что осы-филанты способны передавать потомству только определенные штаммы бактерий, связанные с ними длительной симбиотической историей. Для этого осам подсаживали стрептомицесов, принадлежащих посторонним линиям. Как показали наблюдения, чужие бактерии прижились на антеннах филантов, но передача их на коконы личинок не состоялась. Со временем ученые надеются раскрыть молекулярные основы того, как "пчелиным волкам" удается избирательно предотвращать передачу посторонних бактерий.

"Установлено, что "пчелиные волки" иногда заменяют свои бактерии, но при этом они всегда меняют их на симбионта другого вида "волков", – рассказал ведущий автор исследования Мартин Кальтенпрот. – Несмотря на то, что свободно живущие родственники симбиотических бактерий очень распространены в среде обитания этих ос, они, видимо, не в состоянии стабильно поселяться на "пчелиных волках" и заменять собой "родных" симбионтов".

"Недопущение других – потенциально вредных – линий бактерий позволяет избежать заражения личинок. Одновременно осы гарантируют, что их потомство унаследует полезный защитный штамм", – пояснил, в свою очередь, соавтор Кальтенпрота Эрхард Стром. Стратегия передачи полезных симбионтов по наследству представляет собой уникальный пример симбиоза, остающегося стабильным на протяжении миллионов лет, и помогает объяснить изобилие и сохранение симбиотических ассоциаций в мире насекомых, отмечает EurekAlert!

Источник: PaleoNews