Приспосабливаясь к жизни на глубоководье, некоторые акулы «потеряли» многие обонятельные рецепторы, а также большинство светочувствительных рецепторов, и полностью или почти полностью утратили способность к цветному зрению, сообщается в Nature Ecology&Evolution. К такому выводу пришли японские ученые, которые отсеквенировали геномыкоричневополосой кошачьей (Chiloscyllium punctatum) и японской кошачьей акул (Scyliorhinustorazame), и заново собрали геном китовой акулы (Rhincodon typus). Кроме того, оказалось, что гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродукцию у млекопитающих, есть у акул и, повидимому, они появились еще у предка челюстноротых животных.

Молодая коричневополосая кошачья акула (Chiloscyllium punctatum). Steve ChildsУ хрящевых рыб, к которым относятся акулы, как следует из названия скелет состоит из хрящей. У них нет плавательного пузыря и поэтому, чтобы не утонуть, хрящевые рыбы должны постоянно находиться в движении. Для многих из них характерно живорождение, но при этом эмбрионы в утробе матери развиваются в яйце. Но у некоторых хрящевых рыб, в том числе у акул, образуется плацента, похожая на плаценту млекопитающих.

Хрящевые рыбы появились как минимум 395 миллионов лет назад, в девонский период. Позднее они разделились на пластиножаберных, к которым относятся акулы и скаты, и цельноголовых. В этот подкласс входят химерообразные. Несколько лет назад генетики отсеквенировали геном одной из химер — австралийского каллоринха — и в дальнейшем использовали его для молекулярных исследований, как репрезентацию генома хрящевых рыб. Попытки собрать геном кого-то из пластиножаберных тоже были, но пока не слишком удачные.

Поэтому японские генетики под руководством Шигехиро Кураку (Shigehiro Kuraku) из японского Института физико-химических исследований отсеквенировали геномы двух видов акул, коричневополосой кошачьей (Chiloscyllium punctatum) и японской кошачьей (Scyliorhinustorazame) с 45- и 68-кратным покрытием, соответственно, и заново собрали геном китовой акулы (Rhincodon typus) с 44-кратным покрытием.

У всех акул оказались довольно большие геномы — 4,7 и 6,7 миллиардов пар нуклеотидов у коричневополосой кошачьей и японской кошачьей акул, соответственно, и 3,8 миллиарда пар оснований у китовой акулы. Исследователи обнаружили в геномах довольно большое количество «мусорной» ДНК (участков генома, функции которых еще неизвестны) и, по сравнению с другими позвоночными, более «разреженное» распределение генов и регуляторных элементов. Также исследователи обнаружили, что молекулярная эволюция акул шла медленнее, чем у лучеперых рыб.

Сравнивая геномы акул и других позвоночных, авторы статьи выяснили, что у акул уже присутствуют гены гормонов, регулирующих гомеостаз и репродуктивные функции у млекопитающих. По мнению исследователей, это свидетельствует о том, что эти гены были еще у предка челюстноротых животных. Также оказалось, что у японской кошачьей акулы из светочувствительных рецепторов остались только родопсины, позволяющие видеть в темноте. Эти рыбы могут жить на глубине до 300 метров, и, по-видимому, так они приспособились к плохой видимости на глубоководье. У китовых и коричневополосых кошачьих акул сохранились еще опсины, чувствительные в красном диапазоне спектра. Кроме того, все три вида потеряли большую часть обонятельных рецепторов. Возможно, это говорит о том, что акулы чувствуют запахи, задействуя еще неизвестный механизм.

Источник: PaleoNews

Круглые черви, дрозофилы, бабочки, рыбы, голуби, летучие мыши используют для навигации магнитное поле Земли. Человек лишен таких способностей и без специальных приборов сбивается с пути. О том, как работает природный биокомпас, — в материале РИА Новости.

Мелкие хищные динозавры из семейства Dromaeosauridae предпочитали охотиться стаями и могли при случае одолеть достаточно крупного противника. А выслеживать добычу им помогало прекрасное чутье, выяснил Стивен Ясински, работающий палеонтологом в Государственном музее Пенсильвании.

Saurornitholestes sullivani нападают на подростка Parasaurolophus tubicen. Реконструкция: Mary P. Williams Недавно Ясински описал новый вид дромеозаврид, получивший название Saurornitholestes sullivani. Взрослый динозавр достигал примерно метра в длину и был покрыт перьями наподобие современных птиц. Жил он около 74 млн лет назад в южной Ларамидии – субконтиненте, в меловом периоде занимавшем западную часть современной Северной Америки. Saurornitholestes sullivani был одним из самых поздних динозавров в истории и вымер буквально за несколько миллионов лет до глобальной катастрофы, ознаменовавшей границу мелового и палеогенового периодов.

Самой примечательной деталью строения нового ящера стали крупные обонятельные луковицы, расположенные внутри черепа животного. Они оказались примерно в полтора раза толще и в два раза длиннее аналогичных органов, имеющихся у других видов дромеозаврид. Обнаружил их Ясински во время препарирования ископаемого материала. "Это означало сразу две новости, – рассказывает ученый. – Во-первых, я явно работал с новым видом динозавров, а во-вторых, у него был чертовски хороший нюх".

Скорее всего, продолжает американский палеонтолог, острое обоняние было нужно этим хищным крошкам, чтобы эффективнее охотиться. Хотя при случае стая дромеозаврид могла справиться и с достаточно крупными животными, но все же они явно предпочитали добычу себе по размеру. Кроме того, заврорнитолестесы могли быть и падальщиками, и тогда значение острого нюха для них вообще трудно переоценить.

Ископаемые остатки нового динозавра еще в 1999 году нашел в штате Нью-Мексико Роберт Салливан – бывший руководитель Ясински и один из ведущих специалистов по этой группе динозавров в США. В его честь Saurornitholestes sullivani и получил свое видовое имя.

Многие люди думают, что ученые называют открытые ими виды только в честь самих себя, но на самом деле такая ситуация встречается довольно редко, отметил Ясински. "Это на самом деле не против правил, но все же большинство настоящих ученых пользуется возможностью, чтобы почтить кого-то еще", – рассказал он. Самому Ясински пока 30 лет, и у него есть еще время, чтобы найти собственного ученика, достаточно удачливого для того, чтобы увековечить фамилию учителя в название нового вида динозавров.

Источник: PaleoNews

Неуклюжие травоядные ринхозавры, весьма многочисленные во времена триасового периода, могли похвастаться отличным обонянием. К такому выводу пришли бразильские палеонтологи, изучавшие строение черепа южноамериканского представителя этой группы Teyumbaita sulcognathus.

Teyumbaita sulcognathus. Реконструкция: Felipe A. Elias Ринхозавры представляют собой одну из ветвей рептилий-архозавроморфов. Их расцвет приходится на триасовый период, хотя некоторые представители отряда дожили до юрского, а возможно, что и до мелового периода. Эти четвероногие растительноядные животные с бочкообразным телом и треугольной головой, украшенной характерным клювом, были обычным компонентом раннемезозойских наземных экосистем.

Профессор Цезарь Шульц и его коллега Маркос Сейлз из Федерального университета бразильского штата Рио-Гранде ду Сул исследовали череп ринхозавра Teyumbaita sulcognathus. Хотя оказавшийся в их распоряжении образец представлял собой остатки главным образом задней части черепной коробки, им удалось обнаружить следы крупных обонятельных луковиц, отпечатавшихся на внутренней поверхности лобных костей.

Кроме того, сообщают палеонтологи, имеются указания на то, что у теюмбайты была также хорошо развитая носовая полость, обширную поверхность которой выстилал обонятельный эпителий. Оба эти факта указывают на отличную остроту обоняния этих ринхозавров, а также на то, что способность улавливать и различать запахи играла в их жизни очень важную роль.

Не слишком крупные и не очень подвижные, Teyumbaita и ее родственники питались низкорослой растительностью. Их зубы были приспособлены для срезания побегов папоротника и других триасовых растений, а челюсти завершались костяным клювом. У некоторых видов на задних лапах имелись крупные когти, предположительно, использовавшиеся при рытье нор.

Открытие развитого обоняния позволяет предположить, что ринхозавры использовали его при поиске пищи или для того, чтобы вовремя учуять подкрадывающегося хищника. Менее возможно, хотя и не исключено полностью, что чувствительный нос служил им при рытье нор, помогая обнаружить годящиеся в пищу корневища. Например, у современных кротов, ведущих полностью подземный образ жизни, роль обоняния в поиске еды очень высока.

Напомним, что Teyumbaita sulcognathus является своеобразным эндемичным бразильским ринхозавром. Его название происходит от слов языка индейцев тупи-гуарани, обозначающих ящерицу и попугая. В настоящее время известны два почти целых и один частично сохранившийся черепа, а также фрагменты костей конечностей и позвоночника теюмбайты.

Статья Paleoneurology of Teyumbaita sulcognathus (Diapsida: Archosauromorpha) and the sense of smell in rhynchosaurs опубликована журналом Palaeontologia Electronica.

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.

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

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

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

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

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

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

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Конечно, вы много раз слышали о том, что у людей по сравнению с животными, особенно собаками, очень плохой нюх. Снова и снова нам говорили, что мы способны различить лишь примерно 10 тыс. запахов — число, которое может казаться большим только до тех пор, пока мы не вспомним, что собачье обоняние превосходит наше в тысячу, а то и в десять тысяч раз. 

Что ж, может быть, собаки и впрямь лучше нас на этом фронте, но всё-таки и люди не так уж плохи, если верить новому исследованию. А «примерно 10 тыс. запахов» — это, оказывается, голословная оценка, сделанная ещё в 1920-х.

Сотрудники Рокфеллеровского университета (США) на основании экспериментов с 26 добровольцами выяснили, что на самом деле наш нос различает где-то триллион запахов. «Просто мы не обращаем на них внимания и не пользуемся ими, занимаясь повседневными делами», — поясняет ведущий автор Андреас Келлер. 

Почему мы ждали так долго? Потому что провести такое исследование намного сложнее, чем выявить, скажем, какую часть спектра способен воспринять человеческий глаз и какой диапазон звуковых волн доступен нашему уху. Но и раньше было ясно, что 10 тыс. запахов — неверная оценка. У некоторых из нас насчитывается до 400 согласованно действующих обонятельных рецепторов. А трёх световых рецепторов человеческого глаза хватает на то, чтобы воспринять примерно 10 млн цветов. 

Исследователи исходили из того, что подавляющее большинство естественных запахов — результат сочетания огромного количества молекул (например, аромат розы возникает благодаря комбинации 275 различных молекул). Учёные подобрали 128 молекул-одорантов и принялись смешивать их в разных сочетаниях. В результате возникали не только привычные запахи (апельсина, аниса, мяты), но и, что самое главное, совершенно незнакомые (обычно не только странные, но и противные). 

Теоретически таким образом можно было бы создать триллионы запахов, но, согласитесь, непрактично заставлять каждого испытуемого прикладываться к триллиону пробирок. Поэтому исследователи прибегли к той же хитрости, с помощью которой проводятся экзит-поллы, то есть выясняют, кто за кого голосовал на выборах. Учёные предположили, насколько газы должны отличаться друг от друга (относительно содержания тех или иных молекул), чтобы их можно было различить с вероятностью, превышающей простой случай.

Подопытные защищали честь всего человечества следующим образом: каждый раз им давали по три пузырька, в двух из которых был один и тот же газ. В общей сложности участникам пришлось пройти через 500 комбинаций одорантов, то есть всего в ходе эксперимента было протестировано несколько тысяч запахов. 

Выяснилось, что в среднем человеческий нос различает запахи, которые схожи на 49%, и может разобраться даже в ароматах, идентичных на 51%. Делаем экстраполяцию этого результата на комбинации, которые можно было бы составить из 128 молекул, и получаем приблизительно триллион вариантов, доступных нашему носу. В природе одорантов намного больше, поэтому триллион для нас, скорее всего, далеко не предел. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Science. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Войну с малярией современные исследователи ведут сразу на двух фронтах: с одной стороны, они неустанно ищут средства против самих малярийных плазмодиев, с другой — пытаются найти управу на малярийных комаров, чтобы те оставили людей в покое. 

A. gambiae на пальце (фото Centers for Disease Control). У комаров учёные обращают внимание в первую очередь на обоняние: ведь эти кровососы находят жертв по запаху пота и следам выдыхаемого углекислого газа. Однако комариное обоняние всё ещё не раскрыло все свои секреты, коль скоро учёные продолжают делать на нём новые открытия. Так, исследовательская группа из Университета Нотр-Дам (США) обнаружила, что обоняние малярийных комаров Anopheles gambiae обостряется ночью, то есть подчинено суточному ритму. 

Всё выглядит вполне логично: днём комары спят, а жертв вынюхивают по ночам. Хотя, с другой стороны, удивительно, что обонятельная система приняла к сведению такой образ жизни комаров. Ранее Сэмюэл Ранд и его коллеги сообщали, что некоторые гены малярийных комаров, возможно, имеющие отношение к обонянию, подвержены суточной регуляции. В новой статье в Scientific Reports авторы описывают, как они проследили за меняющимся в течение суток содержанием белков в обонятельных органах комара A. gambiae. 

Важную роль в обонятельной системе комара играют белки семейства OBP (белки, связывающие пахучие вещества). Их задача — собрать, сконцентрировать запаховые молекулы и сопроводить их к обонятельным рецепторам. Вот именно уровень этих OBP, как оказалось, и меняется в течение суток, возрастая ночью и уменьшаясь днём. 

Исследователям удалось не просто оценить содержание обонятельных белков, но и сопоставить их уровень с реакцией чувствительных нейронов и поведением насекомых: когда белков становилось больше, нейроны возбуждались на запах чаще и комары активнее демонстрировали готовность кого-нибудь укусить. Так было ночью, днём же комары спали спокойно. Даже если рядом витал заманчивый запах жертвы, насекомым просто нечем было его чуять: нужных белковых молекул для этого не было. 

Опыты ставили, как уже сказано, на A. gambiae, который известен как один из основных переносчиков малярийной инфекции. Однако какие-либо практические и технологические рекомендации из проделанной работы извлечь пока сложно — разве что учёные найдут способ, как испортить у комара суточный генетический механизм, управляющий активностью обонятельных белков. С другой стороны, малярия до сих пор уносит около 1 млн жизней в год, так что тут пригодится всякая информация как о самой болезни, так и о её переносчиках.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Спустя несколько лет, проведённых в море, лососи возвращаются в реки, причём рыбы точно находят именно ту реку, из которой вышли. Такая удивительная привязка к дому есть не только у рыб — точно так же возвращаются на старые места черепахи, тюлени, киты и дельфины. Вопрос в том, как им удаётся так точно найти дорогу домой.

Место впадения реки Фрейзер в Тихий океан и остров Ванкувер, который лососям приходится огибать, чтобы войти в реку (рисунок Oregon State University).По мнению исследователей из Университета штата Орегон (США), при возвращении домой лососи используют магнитную карту местности. То есть рыбы запоминают изменения магнитного поля Земли. Проверить это предположение учёным удалось благодаря счастливому случаю. На западном побережье Канады есть река Фрейзер, которая берёт начало в Скалистых горах и впадает в Тихий океан. Но в месте выхода в океан находится довольно крупный остров Ванкувер, так что лососям, собирающимся подняться по реке, приходится выбирать, с какой стороны обойти этот кусок суши — с севера или с юга.

Исследователи проанализировали данные о миграциях лососей в этом регионе, собранные за 56 лет, и сопоставили их с наблюдениями за магнитным полем. Напряжённость и направление силовых линий колеблются с течением времени. И, как оказалось, рыбы предпочитали идти тем путём, где характеристики поля были похожи на знакомые им по прежним временам, когда лосось только выходил из реки. То есть, направляясь в море, рыбы запоминали, как выглядит магнитное поле, а потом, возвращаясь, вспоминали это и сравнивали с текущей картой. И выбирали знакомый «магнитный путь», даже если он не совпадал с прежним географическим.

Впрочем, рыбы находят родную реку ещё и по запаху. Но обоняние срабатывает у них тогда, когда они уже довольно близко подплыли к цели. А вдали от дома лососям, по-видимому, приходится полагаться только на магнитное чувство, по крайней мере до тех пор, пока обоняние не сумеет распознать реку. Если учесть, что в прошлом году у форелей удалось найти клетки, реагирующие на магнитное поле, гипотеза о способности лососей к геомагнитной ориентации не кажется такой уж невероятной.

В дальнейшем исследователи собираются проверить полученные данные с помощью прямого эксперимента. Однако в любом случае вряд ли рыбы полагаются только на одно чувство. Известно, что и в океане, и между океаном и рекой есть температурные различия, которые рыбы тоже могут чувствовать. Так что, скорее всего, ориентироваться в пространстве и находить дорогу домой лососям помогает комплекс чувствительных органов, среди которых и терморецепторы, и обонятельные рецепторы, и магниточувствительные органы. И список этот может быть неполон.

Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

У всех млекопитающих зрение и слух трёхмерны. Но есть некоторые животные, у которых трёхмерным оказывается ещё и обоняние. Что для этого нужно? — Чтобы сигналы от каждой ноздри поступали в мозг независимо друг от друга, а мозг уже как-то скомбинирует их в стереокартину.

Крот чувствует трёхмерные запахи. (Фото Ken Catania.)Именно так, полагает Кеннет Катания из Университета Вандербильта (США), работает нос восточноамериканского крота. Опыт состоял в том, что перед кротом раскладывали полукругом контейнеры, в которые клали дождевых червей. Но не все контейнеры были с угощением. Когда животное заползало на экспериментальную площадку, ему хватало пяти секунд, чтобы «запеленговать» дождевого червя и направиться прямо к добыче.

Тогда кроту попробовали закрыть одну ноздрю. В этом случае его начинало вести влево или вправо, в зависимости от того, какую ноздрю ему «выключали»: если левую — крота заносило вправо, и наоборот. (Кстати, точно так же ведут себя совы, если им закрыть одно ухо: птицы не могут точно определить источник звука и в полёте отклоняются влево или вправо.) В третьем эксперименте кроту делали перемычку между ноздрями — так, чтобы в левую ноздрю попадал воздух из правой, а воздух из левой — в правую. В этом случае крот окончательно путался в пространстве, полз в противоположную от угощения сторону и не мог выбрать между правым и левым направлением.

Результаты экспериментов опубликованы в журнале Nature Communications.

Не стоит, однако, думать, что крот оставался вообще без угощения: одной ноздри животному хватало, чтобы в общих чертах понять, куда нужно двигаться. Однако в этом случае поиск пищи занимал больше времени и усилий. Иными словами, стереоскопическое обоняние повышало точность наведения на цель. Стоит также заметить, что это первая работа, где животное демонстрирует стереоскопическое обоняние в более или менее естественной обстановке и в рамках своего обычного поведения.

В прошлом исследователи показывали, что и крысы способны к объёмному восприятию запахов, но то были специально обученные крысы. Впрочем, по мнению самых разных специалистов, такая способность есть у всех млекопитающих, и даже человеческий нос, согласно некоторым данным, даёт нам объёмную запаховую «картинку».

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

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.

Подробнее...

Очень многие животные занимаются грумингом — гигиеническими процедурами, направленными на очистку поверхности тела. Смысл груминга понятен: нужно избавляться от паразитов, сохранять шерсть и кожу здоровыми, а у некоторых видов груминг служит ещё и для укрепления социальных связей. Насекомые тут не исключение, можно вспомнить хотя бы «умывающихся» мух.

Поверхность антенн таракана: слева — грязная, в центре — после очистки самим тараканом, справа — после очистки химическим реагентом (фото авторов работы)Но, как пишут исследователи из Университета штата Северная Каролина (США) в журнале PNAS, насекомым гигиенические процедуры нужны ещё и для того, чтобы поддерживать в рабочем состоянии органы чувств. Например, американский таракан, если не почистит вовремя свои антенны, перестанет чувствовать запахи.

Процесс очистки происходит так: таракан зажимает антенны во рту, а затем счищает с них то, что налипло, начиная с основания и заканчивая вершиной. Если таракан не сможет вычистить антенны, он перестанет, к примеру, чувствовать половые феромоны — а значит, может упустить шанс оставить потомство.

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

Нет двух одинаковых человек (кроме близнецов) которые воспринимали бы запахи одинаково. Одно из наиболее «противоречивых» соединений — это андростенон: 50% его не чувствуют вовсе, для 35% оно пахнет мочой, а для 15% имеет приятную цветочную, мускусную или древесную ноту.

Подробнее...

В общих чертах ответ на этот вопрос ещё в начале 1990-х годов дали американские учёные Линда Бак и Ричард Эксел, которые получили в 2004 году Нобелевскую премию за открытие генов, отвечающих за обоняние.

Роза пахнет малиной, не правда ли? (Фото mavieenpolaroid.) Человеческий нос содержит около 400 рецепторов, каждый из которых, закодированный отдельным геном, воспринимает несколько запахов. По словам биохимика Бориса Шиллинга из швейцарской компании Givaudan (крупнейший в мире производитель ароматов), в мире нет двух людей (за исключением близнецов), которые обладали бы одинаковым набором обонятельных рецепторов.

Дорон Лансет из Вейцмановского института (Израиль) считает, что это результат мутаций, накопленных гоминидами за миллионы лет эволюции. Одно из возможных объяснений феномена связано с тем, что в какой-то момент способность чувствовать запахи перестала быть важным фактором выживания, а на первый план вышло распознавание цветов, которое позволяло отличить, к примеру, спелый плод от начавшего гнить. Поэтому каждый из нас имеет выключенные обонятельные гены и «слепое пятно», то есть запахи, которые мы не способны уловить, какими бы сильными они ни казались другому человеку. Например, 1–3% людей ничего не знают о запахе ванили.

Андреас Келлер и Лесли Воссхолл из Университета Рокфеллера (США) недавно продемонстрировали масштаб генетического разнообразия применительно к обонянию. Они предложили 500 добровольцам оценить 66 ароматов по степени интенсивности и приятности. Ответы были самыми разными, а в результате получилась классическая кривая нормального распределения.

Затем учёные протестировали бессознательную реакцию на запахи (повышение проводимости кожи, испарина и др.): испытуемый не мог ощутить аромат, а рецепторы его прекрасно чувствовали. Вариативность и здесь оказалась очень широкой.

Одно из наиболее «противоречивых» соединений — это андростенон: 50% его не чувствуют вовсе, для 35% оно пахнет мочой, а для 15% имеет приятную цветочную, мускусную или древесную ноту. В 2007 году Келлер, Воссхолл и их коллеги связали эту разновидность аносмии с геном OR7D4.

Сейчас в Дрезденском университете (ФРГ) Томас Хуммель и его коллеги пытаются составить полную карту связи между запахами и генами. Работа далека от завершения, но кое-какие выводы сделать уже можно. Г-н Хуммель отмечает, что аносмии тесно связаны с молекулярной массой аромата. Чем она выше, тем чаше встречается потеря обоняния применительно к данному веществу. Учёный подозревает, что рецепторам легче улавливать маленькие молекулы. По его словам, даже если какой-то рецептор более простых молекул отключается, его могут заменить другие, тогда как связь между рецепторами и большими молекулами намного жёстче.

Парфюмеры с нетерпением ожидают результатов исследования.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Генетическая невосприимчивость к боли приводит к жизни без запахов. Ученые установили, что обе аномалии вызывает одна и та же мутация.

Ученые обнаружили неожиданную связь между болевой чувствительностью и обонянием. Специалистам известна мутация гена SCN9A, которая вызывает у человека невосприимчивость к боли. Это вовсе не облегчает ему жизнь, как может показаться на первый взгляд, а наоборот. Ведь боль служит жизненно важным сигналом о том, что в организме что-то не в порядке, а также сигнализирует об опасности. Например, что человек коснулся раскаленной сковородки.

У людей встречается также врожденная невосприимчивость к запахам – аносмия, полная или частичная – на отдельные запахи. Ее генетические причины до сих пор не выяснены.

Специалистам известно, что в нервных путях проведения боли большую роль играет один из типов натриевых ионных каналов (Nav1.7). Именно его кодирует ген SCN9A. Люди с мутацией данного гена, выключающей работу Nav1.7 канала, от рождения не чувствуют боли.

Без боли нет запахов

Франк Цуфаль (Frank Zufall) и его коллеги из Университета земли Саар (Saarland University), в Хомбурге, Германия, исследовали трех таких пациентов. Молодые люди никогда не испытывали острую боль, а так как были практически здоровы, то и хроническую – тоже. Врачи всем трем поставили диагноз, связанный с указанной генной мутацией, которая выключала канал Nav1.7. Ученым было интересно посмотреть, как обстоит дело с другими органами чувств людей без боли.

Все сенсорные системы у испытуемых были в порядке, за исключением обоняния. Специалисты оценили его в специальном тесте, включающем множество разных запахов. Оказалось, что у всех трех человек наблюдается нечувствительность к тем или иным запахам – то есть аносмия, правда, не полная, а частичная. Ученые предположили, что это связано с выключенными натриевыми каналами в обонятельных нейронах.

Каналы работают на два фронта

Дальнейшие исследования биологи проводили на мышах и убедились, что каналы Nav1.7 действительно работают в синапсах обонятельных нейронов. Ученые применили метод переживающих срезов нервной ткани обонятельной луковицы, в которых сохраняются электрические взаимосвязи между нейронами. На «живых срезах» исследователи подтвердили, что каналы Nav1.7 участвуют в возникновении скачка электрического потенциала в ответ на запаховый стимул. Это доказывает, что присутствие данных каналов на аксонах обонятельных нейронов — необходимое условие для передачи информации от них на нейроны обонятельной коры мозга. Сами обонятельные нейроны работают, но при закрытом канале не могут передавать сигнал по цепи, поэтому запах не воспринимается на высшем уровне.

Затем, как и полагается в исследованиях, биологи вывели мутантных мышей с неработающим геном SCN9A. Такие животные не чувствовали боли, да и с обонянием у них оказалось неважно. В тесте мутанты, в отличие от нормальных мышей, не проявляли интереса к жизненно важным запахам: еды, полового партнера, хищника. А если у кормящей матери-мутанта извлечь из гнезда детенышей, она не делает попыток вернуть их обратно. Обоняние в мышиной жизни стоит на первом месте среди всех ощущений.

Так ученые доказали ключевую роль канала Nav1.7 в обонянии. А также показали, как один и тот же механизм связывает ощущения двух модальностей – обоняние и боль.

Результаты работы опубликованы в Nature.

Источник: Infox.ru

Находясь в толпе, мы легко можем сфокусироваться на знакомом лице или на характерной одежде и уже не упускать этого человека из виду. Примерно также поступают животные, только в их случае следует говорить о «толпе» запахов. Благодаря своему намного более острому, чем у человека, обонянию, животные могут чувствовать великое множество ароматов. И среди них нужно как-то ориентироваться, нужно уметь сконцентрироваться на запахе пищи или угрожающем запахе хищника — если они затеряются в гуще других, зверь или не сможет добыть себе пропитание, или сам попадёт кому-нибудь на обед.

Способность сосредоточиться на нужном запахе зависит от того, насколько хорошо ты можешь управлять своим дыханием. (Фото Pulp Photography / Corbis.)Гипотезы о том, как млекопитающие фокусируют своё обоняние, существуют давно, но получить экспериментальные данные, которые позволяют представить этот процесс более-менее полно, удалось только сейчас. Исследователи из Чикагского университета (США) выяснили, что слизистая обонятельного эпителия крыс с разной скоростью впитывает запахи: одни довольно быстро достигают нужной концентрации и возбуждают рецепторы, другие, наоборот, медленно. 

С другой стороны, принюхиваясь, крысы меняют скорость потока воздуха через обонятельные пути и тем самым заставляют более интенсивно работать только определённый вид рецепторов, настроенных на конкретные запахи. 

Исследователи обучали крысу реагировать только на определённый запах, и если крыса правильно его угадывала, то получала сладкое угощение. Во время тестов на брюхо животного в районе диафрагмы крепились датчики, которые регистрировали изменение ритма дыхания. Оказалось, если крысе нужно было распознать запах, который легко впитывался в слизистую, дыхание было поверхностным и частым. Если запах впитывался плохо, крыса дышала глубоко и редко. При этом, как легко понять, были задействованы разные рецепторы: одни располагались недалеко от входа в дыхательные пути и не требовали больших концентраций запаха, другие, наоборот, находились глубоко внутри и были настроены на запаховые вещества, которые с трудом проникали в слизистую.

Главный вывод, который делают исследователи, в том, что фокус на определённом запахе зависит не только и не столько от типов и комбинаций рецепторов, но от обонятельного поведения животного, от того, как зверь дышит, принюхивается и т. д. — словом, регулирует поток воздуха через обонятельные пути. Это полная аналогия с тем, как мы выискиваем в толпе знакомое лицо: ведь наша способность заметить определённого человека и не выпускать его из виду тоже мало зависит от того, какие фоторецепторы у нас в данный момент работают, и определяется тем, как и куда мы смотрим.

Статья с результатами экспериментов готовится к выходу в Journal of Neuroscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА