Электрические угри и скаты получили способность генерировать ток благодаря изменениям на коротком участке одного из генов, выяснили американские ученые. Исследование опубликовано в Science Advances. Существует более 300 видов электрических рыб. Ток используется ими в самых разных целях: для охоты, защиты от хищников, обмена сигналами. Способностью генерировать электричество обладают и морские, и пресноводные рыбы. Причем разряды вторых мощнее, так как пресная вода хуже проводит электричество, а значит, и энергии требуется больше. Например, угри, живущие в Амазонке, могу генерировать разряд напряжением более 500 вольт. Чтобы создать электрические органы, эволюция воспользовалась особенностью генетики водных обитателей. У всех рыб есть дублированные версии одного и того же гена, который производит натриевые каналы – специальные белки, заставляющие мышцы сокращаться. У электрических рыб один дубликат такого гена отключается в мышцах и включается в других клетках. Таким образом, крошечные "двигатели" перепрофилируются для производства электрических сигналов, в результате чего возникает новый орган. В ходе нового исследования ученые из Университета Техаса в Остине и Мичиганского государственного университета нашли короткий участок этого гена длиной около 20 букв, который контролирует, в какой клетке экспрессируется ген. Как выяснилось, у электрических рыб эта контрольная область либо изменена, либо полностью отсутствует.

Электрические рыбы живут в Африке и Южной Америке. Ученые обнаружили, что у африканской группы в контрольной области произошли мутации, в то время как у южноамериканской она была полностью утрачена. В результате электрические органы появились у рыб с разных континентов за счет потери экспрессии гена натриевого канала в мышцах — хотя и двумя разными путями.

По словам исследователей, значение их открытия выходит далеко за рамки эволюции электрических рыб. Ведь описанная контрольная область есть у большинства позвоночных, включая человека. Теперь предстоит выяснить, насколько велика вариация этого участка гена у здоровых людей и могут ли какие-то мутации в нем привести к заболеваниям.

Американские и испанские палеонтологи впервые обнаружили ископаемые биохимические свидетельства того, что тираннозавры были теплокровными рептилиями, тогда как многие современные им травоядные динозавры не обладали подобной чертой метаболизма. Об этом сообщила в среду пресс-служба Филдсовского музея.

"Разработанная нашими коллегами методика впервые позволила нам напрямую измерить скорость метаболизма вымерших животных, о чем мы раньше могли только мечтать. Эти замеры подтвердили теплокровность большого числа динозавров и раскрыли серьезные различия в скорости метаболизма в разных группах древней фауны", - заявил научный сотрудник Филдсовского музея в Чикаго (США) Маттео Фаббри, чьи слова приводит пресс-служба организации.

За последние годы представления об облике тираннозавров и многих других хищных динозавров пережили радикальные изменения. В частности, сейчас палеонтологи предполагают, что эти рептилии были быстро бегающими пернатыми и теплокровными существами, а не неповоротливыми чешуйчатыми и холоднокровными ящерами, какими их изображают фильмы конца прошлого века.

В пользу этого существует масса косвенных свидетельств, в том числе большая скорость роста динозавров, а также то, что многие пернатые ящеры высиживали яйца и использовали перья для терморегуляции. С другой стороны, прямых однозначных доказательств теплокровности хищных динозавров у палеонтологов до настоящего момента не было.

Теплокровные гиганты мезозоя

Фаббри и его коллеги получили первые прямые свидетельства теплокровности тираннозавров и большинства хищных динозавров благодаря простому наблюдению, которое сделала их коллега Джасмина Виманн. Она заметила, что скорость метаболизма того или иного живого существа напрямую влияет на то, как много продуктов окисления жиров присутствует в их костях.

Эти соединения почти не растворяются в воде и плохо разлагаются микробами, благодаря чему существенные запасы этих поврежденных жиров должны сохраняться и внутри окаменелых останков животных. Руководствуясь этими соображениями, ученые проанализировали химический состав костей нескольких десятков видов динозавров, морских и летающих рептилий, а также вымерших и ныне существующих птиц и крокодилов.

Как оказалось, подавляющее большинство хищных динозавров и значительная часть травоядных ящеров, а также почти все летающие и водоплавающие рептилии были теплокровными. Скорость обмена веществ в их организме, как отмечают ученые, была несколько ниже этого показателя для современных птиц, но при этом она была сопоставима с темпами метаболизма у млекопитающих.

В противоположность этому, многие травоядные динозавры, такие как стегозавры, гадрозавры и трицератопсы, были холоднокровными рептилиями. Интересным исключением из этого правила были самые крупные травоядные ящеры-зауроподы, в том числе диплодоки и брахиозавры. С чем это связано, палеонтологи пока не могут сказать, однако они предполагают, что теплокровность данных ящеров отражает их размеры и ту среду обитания, в которой жили эти гиганты.

Источник: ТАСС

Ученые из Европы и России выяснили, что люди пришли в Арктику 40 тысяч лет назад. 

Палеонтологи обнаружили крупное местонахождение морских рыб, живших на территории Саратовской области около 80 млн лет назад. Это первое описание комплекса морских рыб из меловых отложений России, сообщил ТАСС в воскресенье палеонтолог, доцент кафедры "Теплогазоснабжение и нефтегазовое дело" Саратовского государственного технического университета им. Гагарина Максим Архангельский.

"Недавно коллектив палеонтологов из США и России изучил остатки ископаемых рыб из местонахождения Белое Озеро, расположенного в Лысогорском районе Саратовской области. Это исследование - первое описание комплекса морских рыб из меловых отложений России. В общей сложности были идентифицированы представители 20 таксонов, из них две химеры, 12 эласмобранхий (11 акул и один скат), шесть родов и видов костных рыб. Последние представляют наибольший интерес, так как полностью относятся к таксонам, ранее найденным лишь на территории Северной Америки", - сказал Архангельский.

Он добавил, что ихтиофауна примерно на 75% совпадает с той, которая описана с Североамериканского континента. Такая схожесть говорит о том, что в конце мелового периода морские организмы беспрепятственно перемещались между Европой и Северной Америкой. При этом формирование Атлантического океана, начавшееся примерно 130 млн лет назад, не создало естественного барьера для миграций морских животных между западным и восточным полушариями.

Однако палеонтологи исследовали в основном остатки крупных рыб, длина тела которых составляла от 1 до 5 м. Безусловно, рыбам такого размера было проще пересекать Атлантический океан. Палеонтологи рассчитывают собрать в дальнейшем остатки и мелких рыб, применяя новые способы поиска образцов. Это позволит точнее понимать миграционные пути расселения рыб и других позвоночных в Северном полушарии в конце мелового периода.

Источник: ТАСС

Специальный выпуск журнала Journal of Vertebrate Paleontology посвящен кетцалькоатлю — крупнейшему представителю отряда птерозавров, обитавшему на территории Северной Америки 70 миллионов лет назад. В пяти статьях ученые пытаются найти ответ на вопрос, как такое огромное животное, с размахом крыльев 12-15 метров, могло подниматься в воздух. Еще одна статья описывает два новых, меньших по размеру, вида кетцалькоатля.

Окаменелости гигантского птерозавра Quetzalcoatlus обнаружили в 1971 году в штате Техас в США. Его назвали в честь ацтекского бога Пернатого Змея Кетцалькоатля. Это самое крупное известное на сегодняшний день летающее существо в истории Земли.

С тех пор гигантский "техасский птерозавр" многократно попадал в фильмы и на страницы комиксов, но как он мог летать при своей огромной массе, до сих пор не было известно. Ученые высказывали предположение, что перед взлетом кетцалькоатль раскачивался на кончиках крыльев, как это делает летучая мышь-вампир, или набирал скорость, разбегаясь и размахивая крыльями, как альбатрос, или вообще не умел летать.

 Новое исследование приводит доказательство того, что он, вероятно, сначала подпрыгивал на высоту около двух с половиной метров, а потом начинал махать крыльями.

 "Несмотря на то что кецалькоатль известен уже 50 лет, он был мало изучен. Это первый раз, когда мы проводим такое всестороннее исследование", — приводятся в пресс-релизе Техасского университета слова одного из авторов, директора Школы наук о Земле Джексона в Остине Мэтью Брауна (Matthew Brown).

Изучив древние залежи материковых горных пород, найденные на территории современной Индии, геологи сделали вывод, что первые полноценные участки суши появились на Земле около 3,3 млрд лет назад. Результаты исследования опубликовал научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences. 

"До недавнего времени мы не могли сказать, когда появились первые континенты Земли и когда они начали возвышаться над поверхностью первичного океана. Изучение пород Сингбумского кратона показало, что этот участок суши начал контактировать с атмосферой около 3,3-3,2 млрд лет назад", - пишут исследователи. 

Недра Земли состоят из нескольких слоев - твердой земной коры, полужидкой мантии и расплавленного металлического ядра. Кора разделена на несколько огромных фрагментов - тектонических плит, которые медленно "плавают" по поверхности мантии и сталкиваются друг с другом. В результате подобных столкновений возникают и исчезают континенты, горные гряды и другие крупные неровности рельефа. 

В последние годы ученые начали активно дискутировать, когда запустилось движение этих плит и когда на Земле возникли первые континенты. Не меньше споров вызывает вопрос о том, когда на Земле появились первые полноценные участки суши. Их возникновение радикально изменило обмен газами между атмосферой и гидросферой, а также сыграло важную роль в эволюции жизни. 

Во время нового исследования у геологов под руководством Субама Мукерджи из Университета Дели появилась возможность найти ответ на этот вопрос. Они изучали породы так называемого Сингбумского кратона. Кратонами геологи называют стабильные участки древних тектонических плит, которые существуют на Земле уже несколько миллиардов лет.  

Сингбумский кратон богат как морскими, так и сухопутными горными породами. Ученые подозревают, что там могут быть и образцы древнейшей почвы планеты. Поэтому Мукерджи и его коллеги изучили образцы пород из этого кратона, измерили их возраст и попытались узнать историю формирования. 

Оказалось, что возраст последних слоев морских пород и самые древних "сухопутных" отложений составляет около 3,3-3,2 млрд лет. Это делает их древнейшими породами такого типа на Земле и указывает, что первые континенты начали подниматься из глубин первичного океана как минимум 3,3 млрд лет назад. 

Анализ состава пород, сформировавшихся 3,5-3,1 млрд лет назад, показывает, что причиной этого могло быть то, что в это время толщина будущей континентальной земной коры начала быстро увеличиваться. По словам ученых, ее быстрый рост был связан с резкими переменами в составе магмы, которую вырабатывали недра планеты в эту эпоху. Последующее изучение других образцов древнейших материковых пород, как надеются геологи, поможет подтвердить эту теорию.

При изучении янтаря возрастом 129 миллионов лет ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) сделали открытие, которое, по их словам, поможет уточнить хронологию эволюции жизни на Земле. Открытие удалось сделать благодаря прекрасной сохранности древних организмов внутри янтаря и новой методике его обработки. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.

 Небольшие организмы, насекомые или клещи, сохранившиеся в янтаре – один из ценнейших источников палеонтологических данных, рассказали исследователи ТюмГУ. По их словам, важное достоинство находок в древней смоле – высочайший уровень сохранности. Возраст различных янтарей заметно различается, покрывая диапазон от 20 до 230 миллионов лет.

 Нередко отпечаток в смоле по уровню деталей мало отличается от того, что можно увидеть под микроскопом, изучая живых родственников древнего организма. Для анализа ископаемых янтарь режут и полируют: чем меньше организм, тем тоньше нужно резать и более гладко полировать, объяснили ученые.

Ротовой аппарат расселительной стадии ископаемого клеща Levantoglyphus sidorchukae (вид сверху и сбоку). У всех современных расселительной стадий развитый ротовой аппарат отсутствует

© Фото : Павел Климов

 

 

Ископаемый клещ Levantoglyphus sidorchukae (расселительная стадия, общий вид снизу)

Клещей (подкласс Acari) в янтаре довольно много, но их очень трудно заметить сквозь толщу смолы. Чтобы разглядеть подробности их строения, нередко приходится вырезать и полировать кусочки размером меньше одного миллиметра, рассказали ученые.

 

 Специалисты ТюмГУ с помощью уникальной методики полировки янтаря смогли прояснить эволюционную летопись этой группы членистоногих. По словам ученых, эти данные помогут уточнить популярную гипотезу об эволюции – так называемые "молекулярные часы".

"Наше открытие состоялось благодаря куску ливанского янтаря, происходящего из Мелового периода, то есть времен динозавров, примерно 129 миллионов лет назад. Применив при обработке специальный держатель, мы смогли получить кусок янтаря с минимальной толщиной меньше 0,03 миллиметра, что позволило провести идеальную съемку через световой микроскоп", – рассказал ведущий научный сотрудник Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ и научный сотрудник Мичиганского университета Павел Климов.

Согласно гипотезе "молекулярных часов", мутации у всего живого накапливаются с одинаковыми скоростями, характерными для каждой определенной группы организмов. Обнаружив ранее неизвестный вид и сопоставив его положение в "семейном древе" с данными геологии, можно более однозначно привязать ход эволюции к хронологии планеты. Находки в янтаре дают для этого уникальные возможности, отметили ученые.

"Наше исследование прояснило одну из загадок эволюции интересной группы астигматических клещей (Astigmata). В нее входят как вредители, которые заражают хлеб и муку, так и паразиты животных, и клещи домашней пыли, вызывающие аллергию и астму примерно у полутора миллиардов человек на Земле", – отметил Павел Климов.

 

У астигматических клещей есть несколько жизненных стадий, одна из которых предназначена только для расселения. Сам по себе клещ не способен передвигаться далеко, поэтому он перемещается, прикрепляясь к насекомым, млекопитающим или птицам.

Такая "путешествующая" форма астигматического клеща отличается отсутствием ротового аппарата и большей части кишечника. Это существо, по словам ученых, не способно питаться, зато имеет гипертрофированные органы чувств и особые присоски, предназначенные для поиска хозяина-переносчика и надежного прикрепления к нему.

"Разделение задач между несколькими стадиями развития одного организма — распространенный путь эволюционного успеха. Другие примеры – гусеницы и бабочки, или плавающая расселительная личинка у прикрепленных ко дну морских организмов. До нашего открытия вопрос появления и эволюции расселительной стадии астигматических клещей оставался без ответа", – объяснил Павел Климов.

 

По словам ученых, не было понятно, возникла ли эта стадия из другой путем постепенного накопления изменений, либо же скачкообразно. При детальном изучении двух особей из ливанского янтаря выяснилось, что обе они относятся именно к расселительной стадии, но при этом имеют хорошо развитый ротовой аппарат.

"Такие клещи могли не только искать переносчика и путешествовать на нем, но и питаться, как взрослая форма. Это означает, что появление расселительной стадии происходило путем постепенного накопления изменений, а не скачкообразно, как предполагали ранее на основании строения современных клещей", – прокомментировал Павел Климов.

Ученые назвали ископаемого клеща Levantoglyphus sidorchukae в честь автора методики обработки янтаря, Екатерины Сидорчук, и отнесли обнаруженный вид к новому семейству Levantoglyphidae. По словам ученых, наиболее вероятно, что в процессе эволюции это семейство полностью вымерло. Специалистам ТюмГУ удалось частично реконструировать поведение и экологию этой группы древних членистоногих.

Исследование проводится при поддержке гранта РНФ №19-14-00004. В дальнейшем коллектив планирует закончить "калибровку" "молекулярных часов" на основе новых данных, а также продолжить изучение глобального видообразования клещей на основе данных ДНК-секвенирования.

 

---

Источник: РИА Новости

---