Пуночка, или снежный подорожник (лат. Plectrophenax nivalis)

Пуночка, или снежный подорожник (лат. Plectrophenax nivalis)

Голос  Пуночки, Снежного подорожника

Ученые нашли в Шотландии сразу пять новых родов четвероногих животных (тетрапод), относящихся к началу каменноугольного периода. Открытие заполняет важный пробел в палеонтологической летописи.

Об этом говорится в статье британских палеонтологов, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution.

Ученым известно немало примитивных тетрапод, относящихся к концу девона. Многие из них, включая знаменитую ихтиостегу, несли до 7 пальцев на ногах и еще толком не вышли из воды. Однако затем тетраподы примерно на 15-25 млн лет таинственным образом исчезают из осадочных пород, чтобы в середине каменноугольного периода появиться в палеонтологической летописи уже в виде полностью сформировавшихся наземных животных.

Этот перерыв, приходящийся на начало каменноугольного периода, был назван «промежутком Ромера» в честь американского ученого Альфреда Ромера, который на него впервые указал. Считалось, что он связан не просто с недостатком находок, а с какими-то реальными явлениями, например, с пониженным уровнем кислорода, который мешал тетраподам полноценно выбраться на сушу.

Авторам статьи посчастливилось найти останки четвероногих, которые обитали как раз во время промежутка Ромера. Они происходят из двух точек, в которых на поверхность выходят отложения каменноугольной формации Бэлеген (Ballagan Formation) возрастом 360-345 млн лет. Одно из местонахождений располагается прямо на дне реки Уайтаддер Уотер. На время работ с помощью мощных помп из нее частично пришлось откачать воду.

Всего в руки специалистов попало пять новых видов и родов. Все они резко отличаются друг от друга, что доказывает, что уже в начале каменноугольного периода тетраподы были весьма разнообразны и успели разделиться на первых амфибий и амниот (от них затем произошли птицы, рептилии и млекопитающие).

«Мы приоткрыли завесу над ключевым событием в истории сухопутной эволюции. Если бы оно не случилось, здесь не было бы ни нас, ни животных, которые нас окружают», -- пояснила Дженнифер Клэк, соавтор статьи.

Судя по кусочкам угля в отложениях, откуда происходят кости, в эту эпоху были нередки пожары и, следовательно, содержание кислорода в атмосфере никогда не опускалось ниже 16%. Из этого ученые заключили, что промежуток Ромера является просто следствием недостаточной изученности ископаемого материала. Возможно, дальнейшие поиски помогут его окончательно ликвидировать.

Источник: infox.ru

Климатологи из Техасского университета A&M и Йельского университета (США), под руководством ассоциированного профессора Роберта Корти (Robert Korty) пытаются понять, почему Сахара, еще 6000 лет назад покрытая густыми тропическими лесами, сейчас полностью превратилась в пустыню. Статью о промежуточных результатах их исследования, опубликованную в журнале Nature Geoscience, пересказывает пресс-релиз Техасского университета A&M.

Пустыня СахараУченые проанализировали (по геологическим данным) динамику изменения количества осадков в этом регионе в эпоху голоцена и сравнили ее с современными движениями внутритропической зоны конвергенции — широкого пояса интенсивных осадков, который простирается вдоль экватора.

Используя компьютерное моделирование и другие данные, ученые связали эти процессы, происходившие в прошлом, с колебаниями очертаний ячейки Хэдли — элемента атмосферной циркуляции, наблюдаемом в тропических широтах. Большая часть пустынь на Земле находится как раз под восходящими участками ячейки Хэдли.

Оказалось, что как раз около 6000 лет назад колебания орбиты Земли сместили участок внутритропической зоны конвергенции к северу, как раз в район нынешней Сахары. В результате здесь стало выпадать много осадков, что и привело к появлению тропических лесов. Однако затем зона конвергенции сместилась обратно к югу, и Сахара «высохла».

«Модель, которую мы построили, помогает понять, почему пояс тропических дождей оказался там, где он находится сейчас, — объяснил Корти. — Пояс тропических дождей связан с климатом остальной Земли через ячейку Хэдли, но это не определяет климат везде напрямую, поскольку цепочка событий очень сложная. Но это шаг вперед к полному понимаю этого механизма».

В частности, модель американских ученых поможет точнее предсказывать, что будет происходить в перспективе с современными тропическими лесами в разных уголках Земного шара — с учетом таких факторов, как течения Эль-Ниньо и Ла-Нинья.

Источник: Научная Россия

Биологи разобрались с эволюцией хвостов. Оказалось, что хвост современных рыб и хвост четвероногих животных возникли из двух разных половин одного и того же предкового хвоста.

На переднем плане, мордой вправо - рыба Aetheretmon с архаичным строением хвоста, у которого развита верхняя, мясистая часть. Сзади - современная лучеперая рыба, у которой от хвоста осталась только нижння часть из плавниковых лучей.К такому выводу пришла Лорен Сэлен из Университета штата Пенсильвания, чья статья опубликована в журнале Current Biology.

Как известно, у лучепёрых рыб, к которым относится большинство современных рыб, хвостовой плавник состоит из множества лучей, но лишен мясистой части. В то же время у их палеозойских предков хвост состоял из двух частей: нижней, образованной лучами, и верхней, которая являлась продолжением остального тела и куда заходил позвоночник. Верхняя мясистая часть хвоста есть и у личинок современных лучеперых, но с возрастом она прекращает свой рост, тогда как нижняя часть хвоста непропорционально разрастается.

На этом основании рыбий хвост считался типичным примером рекапитуляции, иначе говоря, биогенетического закона, который гласит, что индивидуальное развитие организма является повторением эволюции его вида. В полном соответствии с этим законом личинки современных рыб на ранних этапах развития демонстрируют наличие мясистой верхней части хвоста, которая была у их далеких предков.

Лорен Сэлен поставила биогенетический закон под сомнение, изучив начальные стадии развития древней рыбы Aetheretmon valentiacum, жившей около 348 млн лет и близкой к предкам современных лучеперых. Во взрослом возрасте эти рыбки достигают 8-сантиметровой длины, но ученая нашла в музейных коллекциях 3-сантиметровых малюток, собранных когда-то на территории Шотландии.

Выяснилось, что развитие хвоста у этой древней рыбы на первых этапах проходило точно так же, как и у современных. Сначала ее хвост состоял их двух равных частей, однако затем нижняя начинала отставать в росте, тогда как верхняя продолжала расти. Однако, если бы биогенетический закон был верен, то нижняя, лучистая половина хвостового плавника Aetheretmon оставалась бы непропорционально маленькой на всех стадиях индивидуального развития, в соответствии с первоначальным этапом эволюции этого признака у взрослых особей.

По словам автора статьи, предки современных рыб на каком-то этапе эволюции просто активировали гены, отвечающие за альтернативное направление развития хвоста, когда растет не верхняя, а нижняя его половина. Предки же четвероногих животных пошли по прямо противоположному пути – хвост ящерицы или кошки состоит из позвонков и представляет собой аналог верхней части хвоста предковой формы. Но и те, и другие исходили из одного и того же плана строения хвоста, меняя лишь эмбриональные настройки.

Источник: infox.ru

Следы жизни, существовавшей на Земле в архейском эоне, 2,5 млрд лет назад, раскопали палеонтологи на юге Африки. Окаменелости представляют собой микроскопические сферы, напомнившие ученым некоторых современных обитателей глубоких слоев океана.

Поскольку в те времена кислород в атмосфере нашей планеты отсутствовал, а вместе с окаменелостями бактерий были встречены сульфаты, команда исследователей диагностировала их как серобактерий. Поразительно, но сегодня эти существа обитают практически в тех же условиях, что и два с лишним миллиарда лет наза.

"Эти окаменелости представляют собой старейшие из известных организмов, которые жили в очень темной, глубоководной среде, – рассказал профессор университета Цинциннати Эндрю Зая. – Они существовали за 2 млрд лет до растений и деревьев, которые эволюционировали только около 450 млн лет назад".

 Ископаемые были обнаружены сразу в двух местонахождениях южноафриканской провинции Лимпопо, на территории древнейшего кратона Капвааль. Во всех случаях они приурочены к кремнистым породам возрастом 2,52 млрд лет. Под микроскопом остатки бактерий выглядят как округлые и сферические образования с гладкими стенками. Ближайшим современным аналогом этих архейских созданий являются современные серобактерии рода Thiomargarita – организмы, живущие в глубинах мирового океана, лишенных света и кислорода, зато богатых сернистыми соединениями.

 "Хотя я не могу утверждать, что эти ранние бактерии являются точно такими же, как современные нам, мы предполагаем, что они, возможно, жили так же, как некоторые из наших нынешних бактерий. Эти ранние бактерии, вероятно, потребляли молекулы, вымытые на суше из богатых серой минералов и смытые в море эррозионными потоками. Или из вулканических продуктов на дне океана, – полагает Зая. – И это открытие помогает нам прояснить разнообразие жизни и экосистем, которые существовали непосредственно перед Великим Кислородным Событием, крупнейшим изменением атмосферы".

 Напомним, что согласно современным научным воззрениям, первичная атмосфера Земли содержала довольно мало кислорода. Его просто не хватило бы на поддержание жизнедеятельности кислорододышащих существ, поэтому жизнь в те далекие времена была представлена исключительно анаэробными формами. Впоследствии активная фотосинтетическая деятельность размножившихся сине-зеленых водорослей (цианобионтов) насытила воздух Земли побочным продуктом этого процесса – кислородом. В результате этого Великого Кислородного События анаэробные сообщества вынужденно уступили первенство более энергетически эффективным аэробным, в которых мы живем до сих пор.

 Как отметил американский палеонтолог, в настоящее время продолжается дискуссия о том, когда возникли окисляющие серу бактерии и как они вписываются в эволюцию жизни на Земле. "Эти окаменелости говорят нам, что окисляющие серу бактерии уже существовали 2,52 млрд лет назад и они были заняты чем-то выдающимся", – отметил он.

Источник: PaleoNews

Просянка (лат. Miliaria calandra)

Просянка (лат. Miliaria calandra)

Голос  Просячнки

Происхождение китового уса интриговало биологов со времен Чарльза Дарвина – слишком уж необычно выглядит зубной аппарат усатых китов, и понять, как он появился, ученые довольно долго не могли. Ясность в этот вопрос внес череп палеогенового кита по кличке Альфред.

Кит Альфред У него еще были самые обычные конические зубы, но по следам износа на них палеонтологи выяснили, что Альфред предпочитал не кусать крупную добычу, а засасывать мелкую. Переход к такой стратегии питания и положил начало эволюционным преобразованиям, приведшим в конечном итоге к известным нам усатым китам.

 Современные усатые киты (Mysticeti) по праву носят звание самых больших животных в истории. Благодаря размерам, у некоторых представителей превышающим 30 метров, и весу до 160 тонн, они превосходят габаритами даже гигантских динозавров. Прокормить такую тушу помогает китовый ус – фильтруя содержащуюся в морской воде мелочь, взрослый синий кит может съесть за сутки более 3,5 тонны криля.

 Это довольно мудрая стратегия, говорят ученые – вместо того, чтобы конкурировать за более крупную добычу с многочисленными океанскими хищниками средних размеров и тратить кучу калорий на погони, усатые киты предпочли спуститься к началу пищевой цепочки, где еды много и она легко доступна для тех, кто сможет ее съесть.

 Однако вопрос о том, как появился китовый ус, долгое время вызывал у палеонтологов понятные затруднения. Господствующая гипотеза говорила о том, что ус впервые появился у Aetiocetidae – переходного семейства между древними и современными усатыми китами. При этом пластины китового уса росли у них во рту одновременно с обычными коническими зубами.

 Такая ситуация ставит много неудобных вопросов. Например, как зубы и усы могли расти в одном и том же месте и не мешать друг другу? И почему зубы не повреждали усы всякий раз, как кит закрывал свой рот? Сформулировать новую, более логичную гипотезу удалось Феликсу Марксу из австралийского университета Монаша и его коллегам.

 Группа Маркса изучала череп этиоцетиды, найденный охотниками за ископаемыми на пляже в штате Вашингтон и прозванный ими Альфредом. Поскольку описание нового вида пока не опубликовано, палеонтологи между собой продолжили называть кита именно так. Возраст находки составил 25 млн лет, а систематическое положение его владельца находится где-то посередине между родами Aetiocetus и Fucaia.

 Самым примечательным местом черепа оказались зубы – отдельно стоящие, конические, но исчерченные горизонтальными царапинами. По мнению палеонтологов, эти царапины были оставлены песком, панцирями и мелкими камушками во время движения китового языка в полости рта в направлении вперед-назад. А это говорит о том, что Альфред мог всасывать воду в полость рта, засасывая туда и мелких рыбешек или другую морскую фауну подходящего размера.

 Кроме современных усатых китов таким же образом сегодня питаются моржи, тюлени и дельфины, да и среди некоторых других ископаемых зверей известны подобные прецеденты. Некоторых ихтиозавров и черепах палеонтологи тоже подозревают во всасывающем способе кормежки.

 Однако у китов, по словам Маркса, следы всасывающего питания встречены впервые в геологической истории. Таким образом, схема эволюции усатых китов получила необходимые уточнения – этап с сочетанием усов и зубов в одной пасти больше не нужен даже теоретически, и достаточно было кому-то из этиоцетид сменить конические зубы на ус, чтобы получить решающее преимущество перед зубастыми родственниками.

Источник: PaleoNews

Ученые откопали останки жуков, которые обитали в Антарктиде до того, как она покрылась льдами. Ближайшие родичи этих насекомых продолжают жить на территориях, когда-то входивших в состав Гондваны, древнего южного суперконтинента.

Antarctotrechus balliОписание находки, подготовленное американскими специалистами, опубликовано в журнале ZooKeys.

Насекомые - это самая разнообразна группа живых существ на Земле. Антарктида - это единственный материк, где их почти нет. В настоящее время в этой безжизненной ледяной пустыне живут только три вида двукрылых, среди них - бескрылые комары Belgica antarctica, обладающие самым коротким геномом среди насекомых.

В ископаемом состоянии антарктические насекомые также практически неизвестны - до сих в мезозойских и палеозойских породах континента было найдено всего несколько экземпляров плохой сохранности. Поэтому можно понять радость авторов статьи, когда им удалось обнаружить в Антарктике два хорошо сохранившихся надкрылья жука.

Находка была сделана в районе ледника Бирдмора, в 550 километрах от Южного полюса. Ее возраст составляет около 14 млн лет (середина миоцена). Надкрылья принадлежали двум разным особям, но относятся к одному и тому же виду жуков-жужелиц. Он получил название Antarctotrechus balli. Фактически, это первый ископаемый жук из Антарктики, если не считать обломков надкрылий долгоносика такого же возраста, найденных несколько лет назад.

Ближайшие родичи антарктической жужелицы обитают сейчас на Тасмании и в Южной Америке. Возможно, все они произошли от одного предка, который жил когда-то на материке Гондвана. Затем, когда Гондвана раскололась на части, A. balli остался жить на куске суши, который стал Антарктидой. Постепенно там становилось всё холоднее, что и довело жука до вымирания. Судя по листьям карликовых нотофагусов, найденным вместе с надкрыльями, жук жил в условиях тундры.

Источник: infox.ru

Палеонтологи нашли новые свидетельства того, что знаменитая Люси, считающаяся сегодня "праматерью" нашего рода, проводила много времени на ветках деревьев, а не только путешествовала по равнинам, говорится в статье, опубликованной в журнале PLOS ONE.

"Для нас может показаться уникальным то, что ранние гоминины, такие как Люси, обладали способностью к прямохождению и при этом проводили много времени, лазая по деревьям. Конечно, сама Люси не знала о своей уникальности и просто жила на древней Земле, ходя по земле, лазая по деревьям, где она искала пищу и сплетала гнезда, до тех пор, пока ее жизнь не оборвалась после несчастного случая и падения на землю", — рассказывает Джон Каппельман (John Kappelman) из университета Техаса в Остине (США).

На сегодняшний день среди палеонтологов и антропологов нет единого мнения о том, где находится родина современного человека и когда появились первые представители нашего рода. На эту роль в одинаковой степени претендуют два уголка Африки – национальный парк Аваш в Эфиопии и "колыбель человечества" в Олдувайском ущелье в Южной Африке.

В пользу первого кандидата говорит то, что на территории этого региона еще в 1972 году были найдены останки "Люси" – молодой самки афарского австралопитека, жившей 3,18 миллиона лет назад в регионе Афар в Эфиопии. Ее конечности были приспособлены для прямохождения, а многие черты анатомии были похожи на то, как устроен человек, что заставляет многих ученых считать, что "Люси" является своеобразной "праматерью" рода Homo.

Сегодня у "Люси" появились сильные конкуренты – "Литтлфут" и "человек-звезда" Homo naledi из Южной Африки, поэтому ученые с новым интересом изучают их останки в попытке найти настоящего предка рода Homo.

В августе этого года Каппельман и его коллеги нашли свидетельства того, что Люси умерла, сорвавшись с дерева и ударившись о землю, что зародило сомнения в ее "первородстве" у некоторых ученых. Другие палеонтологи восприняли идею Капельмана в штыки, выразив сомнение в достоверности используемых ими данных и методик их анализа.

Отвечая на критику, авторы статьи повторно проанализировали более 35 тысяч "срезов" ее костей, полученных при помощи "просвечивания" компьютерным томографом всех известных ее останков, и сравнили их останками двух других видов приматов – человека и шимпанзе.

Как объясняют ученые, стиль жизни животного отражается на том, как устроен его скелет – в тех местах, которые испытывают максимальную нагрузку, кости утолщаются, а те кости, которые нагружены меньше всего, наоборот, становятся более тонкими. Соответственно, сравнение костей близкородственных видов позволяет понять, где жил и чем занимался один из их обладателей, зная экологические ниши его родичей.

"Игроки в теннис являются отличным примером этого феномена – костная ткань в их "ракеточной" руке гораздо плотнее, чем ее аналог во второй руке", — продолжает ученый.

Аналогичным образом, кости человека постепенно "утолщаются", если смотреть на них со стороны черепа в направлении ног, что указывает на то, что мы ведем преимущественно наземный образ жизни. Для шимпанзе характерна обратная картина – кости их рук и плеч заметно толще и крупнее сверху, что связано с их древесным образом жизни.

Для Люси, как оказалось, была характерна совершенно иная картина – толщина и прочность верхних и нижних частей ее костей была примерно одинаковой, что означает, что она занимала промежуточное положение между людьми и шимпанзе.

Как считают авторы статьи, подобный результат говорит о том, что афарские австралопитеки проводили примерно равное количество времени на земле и на ветвях деревьев. Как считают ученые, Люси и ее родичи строили гнезда на деревьях, защищавшие их от хищников во время сна или периодов покоя. Днем афарские австралопитеки, вероятно, спускались на землю и искали пищу в саваннах и на равнинах, не избегая при этом и лесов.

Все это, как считают Капельман и его коллеги, не опровергает, а говорит в пользу того, что Люси и ее родичи действительно были "переходным" видом между нашими предками из рода Homo и древними гоминидами.

Источник: Научная Россия

Ученые из ИБХ РАН, МГУ и Университета Юты (США) показали с использованием метода FRET-микроскопии способность нуклеосом обратимо раскручиваться под воздействием FAСT без затрат энергии. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

Белковый комплекс FACT способен раскручивать нуклеосому без затрат энергииМолекула ДНК компактно свернута в ядрах клеток, и правильность укладки обеспечивают специальные белки, которые вместе с ДНК формируют структуру под названием хроматин. Единицу компактизации хроматина — нуклеосому — часто сравнивают с катушкой ниток, в которой ДНК (нитка) намотана на бочонок из белков-гистонов (катушку). Плотная упаковка хроматина в ядре нарушается при транскрипции, когда идет активное считывание наследственной информации с ДНК. Облегчить транскрипцию хроматина помогает консервативный белок FACT, который и стал объектом пристального внимания ученых. Им удалось выяснить важные детали его работы при помощи метода spFRET-микроскопии.

В соседние витки нуклеосомной ДНК вводятся флуоресцентные метки, одна из которых служит донором энергии, а другая — акцептором. Донора можно возбудить с помощью лазера определенной длины волны. Если донор находится близко к акцептору, то происходит переброс энергии на акцептор. Чем ближе расположены метки, тем ярче сигнал от акцептора. Таким образом, можно следить за расстоянием между соседними витками ДНК и оценивать, насколько нуклеосома компактно свернута. Метод был разработан российскими учеными.

С его использованием ученые впервые показали способность нуклеосом обратимо раскручиваться под воздействием FACT in vitro (в пробирке) без затрат энергии, что достаточно необычно, так как  АТФ-зависимые комплексы ремоделирования для перестройки хроматина тратят  много энергии. При образовании комплекса «нуклеосома-FACT» нити ДНК практически полностью распрямляются, но остаются связанными с белками-гистонами. Если убрать FACT из комплекса, то все возвращается на круги своя: нуклеосомная ДНК снова наматывается на основание из гистонов. Таким образом, FACT – это редкий пример АТФ-независимого (без естественных источников энергии) комплекса ремоделирования хроматина.

Изучение этого белкового комплекса важно не только с научной, но и медицинской точки зрения: FACT в большом количестве содержится в опухолевых тканях.

Источник: Научная Россия