Между кукушками и теми птицами, в чьи гнёзда они подкладывают свои яйца, идёт непрекращающаяся эволюционная война. Кукушки стараются, чтобы их яйца не отличались от яиц приёмных родителей, а те стремятся как можно лучше распознавать чужие яйца в своём доме. Однако некоторые птицы, вместо того чтобы вглядываться в кладку и сравнивать яйца, научились менять собственное поведение так, чтобы оставлять кукушек с носом.

Глядя на сорочье гнездо, понимаешь, почему посторонним и нежеланным гостям вроде кукушек трудно в него проникнуть. (Фото marion1967.)По словам Мерседес Молины-Моралес, зоолога из Университета Гранады (Испания), почти треть самок сорок из года в год ухитряются избегать атак кукушек. Оставшиеся самки, как правило, хотя бы раз, но становятся жертвой гнездовых паразитов. Как пишут исследователи в Journal of Animal Ecology, сороки, которым удаётся обмануть кукушек, отличаются от других размерами гнёзд и временем кладки.

В самом начале брачного периода они вьют большие гнёзда, которые хорошо защищены от проникновения: чем крупнее гнездо, тем больше прутьев и веточек в нём использовано и тем плотнее они сложены. Деревья в начале брачного периода ещё не покрыты листвой, и кукушки легко находят сорочьи жилища. Однако в крупные гнёзда им проникнуть труднее, а потому они предпочитают наведываться в мелкие, неказистые.

Но потом, когда деревья обзаводятся листвой, преимущество получают те сороки, которые делают небольшие гнёзда, так как их сложнее заметить. Кукушка в итоге пролетит мимо такого гнезда и потратит больше времени, стараясь проникнуть в крупное жилище. Тут нужно пояснить, почему трудность проникновения в гнездо столь важна: когда кукушка собирается подложить яйца сорокам, ей нужно как-то отвлечь своих жертв. Эту работу берёт на себя самец кукушки, летая вокруг и привлекая к себе внимание. И когда сорока наконец-то покидает гнездо, у кукушки есть всего несколько десятков секунд, чтобы проникнуть в него и отложить яйцо.

Вряд ли тут можно говорить об обмане. Сороки скорее просто играют на предпочтениях кукушек, на их нелюбви к трудностям. (С другой стороны, а кто их любит?) Как было сказано, лишь около трети сорок могут делать свои гнёзда или неудобными, или незаметными для кукушек, однако этого вполне достаточно, чтобы поддерживать паритет с гнездовыми паразитами.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Возраст каменных орудий, найденных в бразильском скальном убежище, оценён в 22 тыс. лет. Это вновь говорит о том, что древние люди достигли Америки задолго до знаменитых охотников североамериканской культуры Кловис, существовавшей около 13 тыс. лет назад.

Возможно, люди жили здесь за 10 тыс. лет до создателей наконечников Кловис из Северной Америки. (Фото C. Lahaye, IRAMAT-CRP2A, U. Bordeaux 3.)Геохронолог Кристель Лайе из Университета Бордо-3 и археолог Эрик Боэда из Парижского университета-10 (оба — Франция) утверждают, что вопрос о мнимом первенстве носителей культуры Кловис закрыт, но не все с этим согласны.

Самое спорное скальное убежище из всех, которые претендуют на опровержение гипотезы о первенстве культуры Кловис, — Педра-Фурада. Обгоревшее дерево и заострённые камни найдены там в слоях возрастом более 50 тыс. лет, но скептики считают, что это результат лесных пожаров и оползней.

На этот раз артефакты обнаружены на стоянке Тока-да-Тира-Пейя, расположенной в том же национальном парке. Казалось бы, со снарядом, дважды упавшим в одну воронку, не поспоришь, но нет, критики указывают на то, что в этом месте находится крутая скала, и камни с острыми краями могут быть результатом падения с большой высоты, а не делом рук человека. Так полагает, например, археолог Гэри Хейнс из Невадского университета (США). Его коллега Стюарт Фидел из экологической консалтинговой фирмы Louis Berger Group (США) не исключает, что эти «орудия» созданы или использовались капуцинами или другими обезьянами.

Датировка находок тоже вызывает сомнения. Обычно возраст определяется по количеству времени, которое объекты пролежали в земле. Но колебания влажности почвы и прочие факторы могут исказить оценку, напоминает г-н Хейнс.

Однако археолог Том Дилхей из Университета Вандербильта (США) видел некоторые находки из Тока-да-Тира-Пейя и счёл их антропогенными. По его словам, подобные орудия были раскопаны на стоянках в Чили и Перу. Ранее его группа подсчитала, что люди впервые поселились в Монте-Верде (Чили) как минимум 14 тыс. лет назад, а то и все 33 тыс.

Отсутствие в Тока-да-Тира-Пейя обгоревшей древесины и других объектов, пригодных для радиоуглеродного датирования, — это, конечно, проблема, потому что это стандартный метод оценки возраста стоянок младше 40 тыс. лет, отмечает г-н Дилхей. Но если бы человек и впрямь достиг Южной Америки 20 тыс. лет назад, следовало бы ожидать именно таких следов — малочисленного материала, разбросанного по нескольким убежищам в пределах одной географической области.

Лайе и Боэда проводили раскопки в Тока-да-Тира-Пейя с 2008 по 2011 год. Удалось найти 113 каменных артефактов, трактуемых ими как орудия труда и отходы производства. Они занимают пять слоёв почвы. С помощью метода, измеряющего естественный радиационный ущерб зёрен кварца, учёные предположили, что верхний слой в последний раз видел солнце 4 тыс. лет назад, а третий сверху — 22 тыс.

15 артефактов из двух нижних слоёв должны быть ещё старше, но их датирование пока не проведено.

Результаты исследования опубликованы в Journal of Archaeological Science.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда рибосома синтезирует белок, она делает это с разной скоростью: одни участки полипептидной цепи появляются из рибосомы быстрее, другие — медленнее. Считается, что причиной тому строение матричной РНК, по которой едет рибосома. В РНК могут попадаться так называемые элементы вторичной структуры, когда в РНК образуются двуцепочечные участки, которые рибосоме приходится расплетать и превращать в одноцепочечные.

Рибосомы, движущиеся по мРНК, с фрагментами полипептидных синтезируемых цепей (фото Visuals Unlimited / Corbis).Однако исследователи из Батского университета (Великобритания) предлагают иное объяснение тому, почему полипептидная цепь синтезируется с разной скоростью. Во время работы рибосомы растущая цепь белка покидает белоксинтезирующий агрегат через специальный канал. И этот туннель, и сама полипептидная цепь несут какой-то электрический заряд. Так вот, как пишут исследователи в PLoS Biology, трудности возникают тогда, когда в канале рибосомы появляется положительно заряженный участок растущего полипептида. Сам рибосомный канал заряжен отрицательно, а потому между ним и положительно заряженным пептидом будет возникать притяжение. Если зарядов со знаком «+» в каком-то участке синтезируемого белка окажется слишком много, он начнёт избыточно притягиваться к проводящему каналу, и скорость синтеза упадёт.

По словам Кэтрин Чарнески, взаимодействие белка с рибосомным каналом имеет большое значение для проверки качества синтезируемого белка и для его правильного сворачивания. У многих матричных РНК на конце есть специальный «хвост», который не должен транслироваться рибосомой. Если же рибосома ошибётся и вовремя не остановится, на этом «хвосте» будет синтезирован положительно заряженный участок, который замедлит ход рибосомы; это, вероятно, послужит сигналом того, что белок получился неправильный и его надо расщепить.

С другой стороны, замедления рибосомы при синтезе могут давать время уже синтезированным фрагментам белка на приобретение нужной пространственной конфигурации. Лишние свободные аминокислоты могут помешать этому процессу, поэтому их лучше попридержать в рибосомном канале. Так задержки в синтезе могут служить правильному сворачиванию белка и тем самым помогают настроить полипептидную молекулу на предназначенную ей функцию.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда пчела находит цветы, в которых много нектара, она возвращается в улей и сообщает товарищам, куда лететь. Примерно так же, по словам учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (США), поступают и иммунные Т-клетки, которые собираются вместе, чтобы поделиться друг с другом информацией о патогене. Т-клетки, разумеется, не танцуют, как пчёлы, но смысл у их общения такой же: насекомые «разговаривают», имея в виду сбор максимального количества пищи, а иммунные клетки координируют свои действия, чтобы как можно эффективнее отразить нападение бактерии или вируса.

Т-клетка на растянутой древовидной иммунной клетке (фото David Scharf).Чтобы иммунная реакция началась, Т-клетки должны опознать чужеродную молекулу или фрагмент патогена. Исследователи, работавшие под руководством Мэтью Круммеля, обнаружили, что Т-клетки в лимфатических узлах, столкнувшись с чужаком, собираются в группы и остаются вместе в течение часов, а то и дней. Это время исследователи назвали критическим периодом дифференцировки. Очевидно, разные клетки сталкиваются с разными чертами патогена: например, кто-то может встретить один бактериальный белок, а кто-то — другой, и даже одна и та же молекула способна по-разному соприкасаться с чувствительными рецепторами Т-клеток. В итоге иммунитету просто необходимо собрать из кусочков мозаики целую картину, чтобы понять, с чем придётся бороться.

Эксперименты показали, что такое общение Т-клеток необходимо для долговременной иммунной памяти. Без неё всякая вакцина теряет смысл — ведь, к примеру, прививка от кори нужна именно для того, чтобы даже спустя годы иммунная система смогла распознать возбудителя заболевания. В опытах с мышами исследователи давали животным вакцину против листерии, но при этом у одних мышей была искусственно нарушена способность Т-клеток «кучковаться». После прививки животных попробовали заразить настоящей листерией, и те мыши, у которых Т-клетки не общались, заболели так, как будто никакой вакцинации не было.

Результаты своих исследований учёные опубликовали в журнале Nature Immunology

Очевидно, эффективность любой вакцины можно повысить, если научиться стимулировать такое общение Т-клеток. С другой стороны, именно гиперобщительность иммунных клеток может стать причиной аутоиммунных болезней. Авторы работы полагают, что, например, диабет может возникать из-за того, что Т-клетки, среагировав на инсулин, после обмена информацией друг с другом начинают атаковать клетки поджелудочной железы. В этом случае, конечно, было бы выгоднее несколько снизить склонность иммунных клеток к общению.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Среди множества открытых экзопланет и кандидатов в них в самых-самых ходят тела относительно небольших размеров и со средней плотностью, превышающей (!) показатель чистого железа. Природа их, исходя из существующих теорий образования планет, не то что неясна, но и попросту загадочна. К примеру, плотность экзопланеты CoRoT-7 b оценивается в 10,4 ± 1,8 г/см³ — будто это чистое серебро (что, напомним, значительно тяжелее железа или меди).

Земля, CoRoT-7 b и Нептун с соблюдением масштаба. CoRoT-7 b в 8 раз тяжелее Земли и всего вдвое легче Нептуна, колоссально превосходящего экзопланету по объёму. (Иллюстрация Wikimedia Commons.)Как предположил Оливье Грассе (Olivier Grasset), геофизик из Нантского университета (Франция), единственной достоверной версией образования таких сверхплотных тел может быть теория ядра планеты-гиганта: в неразберихе становления той или иной планетной системы гигант начал мигрировать ближе к звезде и в конечном счете подошёл к ней так близко (ближе Меркурия), что потерял внешние слои, состоящие из газов, оставшись с одним сверхплотным ядром.

У этой концепции есть несколько проблем. В частности, симуляции процесса испарения газов с планет-гигантов показывают, что для полной потери лёгких веществ нужно колоссальное время, сопоставимое со сроками существования систем. Иными словами, многие «горячие Юпитеры» и прочие тела в том же роде просто не должны успеть потерять волатильные вещества внешних слоёв.

Газовый гигант, конечно, может потерять свою оболочку, подойдя слишком близко к светилу, но этот процесс вряд ли объясняет рождение сверхплотных «суперземель»: слишком уж он медленный. (Илл. NASA, ESA / C.Carreau.)Чтобы проверить гипотезу, исследователи создали компьютерную модель, анализирующую сценарий потери лёгких газов. Выяснилось, что длительная потеря массы никак не объясняет существования сверхплотных планет. Дело в том, что, хотя ядро того же Юпитера или Сатурна чрезвычайно плотное, таковым оно остаётся только тогда, когда на него «давят» 500 гигапаскалей массы основной части планеты, её колоссальной атмосферы и нижних слоёв. Если же на протяжении миллиардов лет это давление постепенно падает (как итог испарения газов), ядро перестаёт удерживаться колоссальным давлением и «расслабляется», увеличившись в объеме и снизив плотность.

А вот если срыв газов случится за очень короткое по геологическим меркам время, то от планеты-гиганта останется нечто вроде «суперземли», только чудовищно плотной. При этом в дальнейшем снижение плотности такого «огрызка» бывшего газового гиганта почти не происходит.

Как же быть с тем, что все модели, анализирующие испарение, показывают весьма умеренные темпы потери газовой оболочки? Здесь, разумеется, возможны варианты, ибо пока наука слишком мало знает о недрах планет-гигантов. Одним из сценариев сверхбыстрой потери газовый оболочки может быть, например, катастрофическое столкновение гиганта с другой экзопланетой сходных габаритов. В этом случае потеря атмосферы может быть чрезвычайно быстрой, а то, что такие события не исключены, подтверждает присутствие в нашем небе Луны, являющейся реликтом сходной коллизии между Землёй и неким планетарным телом из ранней Солнечной системы.

Итоги исследования были представлены на прошлой неделе на собрании Лондонского королевского общества.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

1799 карт. Масштаб 1:100 000

Топографические карты России. Диск №7. Масштаб 1:100 000 

Проследив древо позвоночных до самых его корней, вы найдёте немало интересных членов вроде этого кишечнодышащего (на фотографии вверху), которое роет норы в песке и грязи на дне водоёмов. Одинокое и чрезвычайно подвижное, оно, казалось бы, имеет мало общего со своими родственниками перистожаберными — более мелкими морскими червями, которые крепятся ко дну жёсткими трубками и живут стационарными колониями.

Фото C. B. Cameron.Учёные потратили десятилетия на поиск недостающего звена между этими двумя классами полухордовых и, кажется, что-то нашли. Знакомьтесь: Spartobranchus tenuis (на рисунках и фото внизу) из знаменитой канадской геологической формации Бёрджес-Шейл. Ему 505 млн лет.

Изображения Marianne Collins.С одной стороны, Spartobranchus tenuis был способен на самостоятельное передвижение по морскому дну, подобно современным кишечнодышащим, но в то же время возводил вокруг своего мягкого тельца волокнистую трубку, словно перистожаберные.

Если это и впрямь общий предок этих двух червей, то очень может быть, что он также является общим предком всех позвоночных. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В 1970-х психологи провели эксперимент, который демонстрировал, как человек может выбирать между сиюминутной выгодой и более значительными, но и более отдалёнными целями. Эксперимент ставили с детьми, которым давали маршмеллоу (опыт так потом и назвали — «экспериментом маршмеллоу») и говорили, что они могут съесть угощение сейчас или чуть позже. Если ребёнок соглашался подождать, то получал вторую порцию. Некоторые дети съедали маршмеллоу сразу, некоторые решали подождать, и, как говорят, те, кто дожидался второй порции, со временем весьма преуспели.

Какаду обменивает так-себе-орех на настоящую вкуснятину. (Фото авторов работы.)Так или иначе, способность пренебрегать сиюминутной выгодой ради более значительной, но и более отдалённой цели — важный элемент психики человека. Или не только человека? В последнее время мы всё чаще слышим о том, что какие-то когнитивно-психологические свойства, которые считались исключительно человеческими, вдруг обнаруживаются у животных. То же самое случилось и с умением откладывать выгоду: зоологи из Венского университета (Австрия) повторили тот же опыт, но с какаду Гоффина, и обнаружили, что и попугаи могут отказываться от быстрой доступной выгоды в пользу более заманчивых перспектив.

Эксперимент, поставленный группой Элис Ауэрсперг, выглядел так: какаду предлагали орех пекан и ставили птицу перед выбором — съесть орех сейчас или подождать и получить более вкусные кешью. Попугай брал угощение из руки человека, зная, что в другой руке, сжатой в кулак, есть нечто более приятное. Вообще говоря, как и любое другое животное, попугай должен был бы сразу съесть то, что ему дают. Но птицы поступали не «по-животному»: они выжидали необходимое время, а потом возвращали пекан обратно в руку, чтобы получить кешью. Эксперимент ставили с четырнадцатью попугаями, и все они решали обменять менее вкусный орех на более вкусный. Задержка во времени составляла 80 секунд, то есть какаду ждали обмена почти полторы минуты!

Способность хладнокровно идти к крупному успеху, пренебрегая мелкими выгодами, лежит в основе всякой экономической деятельности. В качестве простейшего примера можно привести биржевого игрока, который ждёт большего изменения курса ценных бумаг, прежде чем продать их или купить. Попугаям, как оказалось, такие экономические соображения тоже не чужды. Причём, как пишут исследователи в журнале Biology Letters, птицы не просто ждали, когда откроется другая рука: если во второй руке был зажат такой же орех, то они сразу съедали первое угощение. И действительно: зачем менять шило на мыло? Более того, какаду вообще могли довольно точно оценить ценность будущего угощения: если вкусных кешью было много, птицы совершали обмен куда охотней, чем когда их было мало. Играй попугаи на бирже, в минусе они бы не остались.

У шимпанзе тоже есть такая способность, но, как и человек, обезьяна может держать угощение в руке. Попугаям же приходится брать его в клюв, и соблазн съесть его сразу оказывается неизмеримо выше, чем у приматов. Так что в каком-то смысле какаду, возможно, лучше владеют собой, чем обезьяны.

Стоит также заметить, что это не первый случай, когда Венский университет радует нас новостями про какаду: не так давно Элис Ауэрсперг вместе с британскими коллегами описывала креативные способности одного из какаду Гоффина, который мог создавать и изменять орудия труда. Для зоологов и зоопсихологов эти птицы стали воистину золотой жилой — с научной точки зрения, разумеется.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

2.5. Животный мир девонского периода

    Девонский период (417 ± 2,8 - 354 ± 2,5 млн. лет назад)

Рис. 2.5.1. Животный мир девонского периода.Девонский период (рис. 2.5.1) был временем величайших катаклизмов на нашей планете. Европа, Северная Америка и Гренландия столкнулись между собой, образовав огромный северный сверхматерик Лавразию. При этом с океанского дна были вытолкнуты кверху огромные массивы осадочных пород, сформировавшие громадные горные системы на востоке Северной Америки и на западе Европы. Эрозия поднимающихся горных хребтов привела к образованию большого количества гальки и песка. Из них сформировались обширные отложения красного песчаника. Реки выносили в моря горы осадков. Образовывались широкие болотистые дельты, что создавало идеальные условия для животных, дерзнувших сделать первые, столь важные шаги из воды на сушу.

Рис. 2.5.2. Реконструкция морского дна девонского периода.    В начале девонского периода на Земле появилось великое множество самых разнообразных рыб (рис. 2.5.2). Среди них были рыбы в костном панцире, в чешуе: с челюстями, и без челюстей; с хрящевым скелетом, и с костным хребтом (рис. 2.5.3). Плавники у одних рыб состояли из жестких лучей, у других были мясистые и мускулистые.

Девонские бесчелюстные рыбы (агнаты) не имели настоящих челюстей и зубов. Их скелеты были не костные, а хрящевые, однако большинство из них покрывают костный панцирь. Называют этих существ остракодермами (рис. 2.3.12). Создается впечатление, что первоначально кости возникли в качестве защитного покрова и лишь затем трансформировались в опорный скелет. У многих остракодерм были сплошные костные головные щиты, но в девонский период развились и такие их виды, у которых панцирь состоял из ряда полос, перемежаемых более мелкими чешуйками. Это обеспечивало рыбам большую гибкость и подвижность в воде. Чешуйки образовывались примерно так же, как зубы современных позвоночных: полость, наполненную мягкой пульпой, окружало твердое вещество — дентин. У некоторых остракодерм были чешуйчатые плавники, а у иных даже непарный дорсальный плавник (на спине), анальный плавник (за хвостом) и парные грудные плавники (прямо за головой) — они играли роль стабилизаторов при плавании.

Рис. 2.5.3. Рыбы девонского периода.Донные отложения буквально кишели остракодермами с приплюснутыми телами. Они зарывались в ил при помощи своих головных щитов и высасывали оттуда детрит. Остракодермы, похожие на угрей, свободно плавали в воде, фильтруя ее или всасывая в себя мелкие организмы. У всех этих примитивных рыб не было челюстей, но многие имели вокруг ротовых отверстий костные пластины, приводимые в движение мышцами. Большинство остракодерм были невелики, однако нтераспиды, закованные в толстый панцирь, достигали в длину 1,5 м.

Рис. 2.5.4. Минога.Лишь немногие бесчелюстные рыбы дожили до наших дней. Таковы миноги (рис. 2.5.4) и миксины, длинные угреобразные рыбы. У них не сохранилось никаких следов костного панциря или хотя бы костных пластин. И те и другие — хищники. Миноги в основном паразитируют на других рыбах, а миксины поедают трупы морских животных, опускающиеся на океанское дно.

    В конце ордовикского периода у некоторых рыб развились челюсти, и они превратились в активных хищников. Ученые полагают, что некоторые из жестких дуг, поддерживавших жабры, постепенно превратились в челюсти, а из пластин, окружавших ротовое отверстие, образовались зубы. В одну из новых групп — так называемых плакодерм (пластинчатокожих рыб) — входили крупнейшие морские рыбы того периода, в том числе свирепые хищники дунклеостеи (рис. 2.5.5), длиной до 3,3 м. В верхней челюсти у них вместо зубов имелись ряды небольших пластинок. Постоянно соприкасаясь с нижней челюстью, эти пластинки так сильно заострили ее край, что рыбы смогли обеими челюстями кусать и раздавливать добычу. Массивные "бронированные" головы плакодерм гибко сочленялись с туловищем, и они, раскрывая пасть, могли закидывать голову назад. Плакодермы заполонили озера, реки и океаны, охотясь за добычей, которая прежде была не по зубам ни одному хищнику.

Рис. 2.5.5. Дунклеостея.Однако в это же время эволюция породила еще более высокоорганизованных хищников — акул. Древние акулы с широкими плавниками и обтекаемыми телами стремительно рассекали воды девонских морей. Их острые зубы постоянно замещались новыми рядами, выраставшими позади старых. Родственники акул, скаты, бесшумно скользили над морским дном, выслеживая ничего не подозревающих рыб и моллюсков.

    И тем не менее одновременно с акулами в морях начала распространяться еще более перспективная группа рыб — костные рыбы (остеихтии). К этой группе принадлежит большинство современных рыб. У этих рыб, пока они растут, хрящевые скелеты заменяются костными. Плавников у них две пары — грудные и тазовые, что помогает им легче двигаться: к примеру, они могут изгибаться, поворачивать или тормозить.

Кроме того, у костных рыб есть еще одно, крайне важное, преимущество: так называемый плавательный пузырь. Это своего рода мешочек, наполненный газом, позволяющий рыбе менять плотность своего тела в зависимости от уровня давления воды на разных глубинах. Регулируя содержание газа в пузыре, костные рыбы могут плавать на любой глубине.

Рис. 2.5.6. Живое ископаемое: кистеперая рыба -латимерия.С момента возникновения первые костные рыбы начали эволюционировать по двум основным направлениям и разделились на лучеперых (актинонтеригии) и кистеперых (саркоптсригии) рыб (рис. 2.5.6). От вторых сегодня остались лишь двоякодышащие рыбы и редкие целаканты. Большинство же современных костных рыб относится к лучеперым рыбам: их плавники "надеваются" на ряды жестких стержней, или лучей, состоящих из костного или хрящевого вещества. Такие плавники не имеют собственных мышц и приводятся в движение мышцами, расположенными в боках туловища. У кистеперых рыб плавники мясистые, опирающиеся па костную основу. Их парные плавники приводятся в движение мускулами, воздействующими непосредственно на скелетную ось.

В конце девонского периода многие группы рыб вымерли, как и многочисленные семейства кораллов, плечепогих и аммонитов. Их места заняли новые виды животных, появившиеся уже в следующем, каменноугольном периоде.

    В девонский период дотоле безжизненная суша постепенно покрывалась ковром зеленой растительности, наползавшей на нее со стороны моря. В начале девона суша являла собой совокупность голых бесплодных материков, окаймленных теплыми мелкими морями и болотами, а ближе к концу обширные области её уже поросли густыми девственными лесами.

Само собой разумеется, что столь богатые пищевые ресурсы не могли оставить равнодушными армию животных, и они устремились на покорение новой "земли обетованной". В глинистых сланцах близ Райни обнаружено множество останков артроподов (членистоногих беспозвоночных).

Крохотные клещи, длиной меньше 0,5 мм, жадно сосали сок растений. А на них, в свою очередь, охотились миниатюрные, почти 3-миллиметровые, паукообразные животные. Примитивные бескрылые насекомые, похожие на чешуйниц, поедали останки мертвых растений. В мелкой воде сновали креветки, охотясь за микроорганизмами, которых здесь было в изобилии из-за питательных веществ, содержавшихся в гниющих растительных останках, смываемых в водоемы.

Рис. 2.5.7. Охота птеригота на бронтоскорпио.Вскоре за всей этой мелочью последовали более грозные хищники - предшественники скорпионов (рис. 2.5.7). Вероятно, предками скорпионов были животные вроде эвриптерид, разбойничавших в морях и озерах еще со времен ордовика. Широкие щитообразные головы и сегментированные тела эвриптерид зачастую сужались к хвосту и заканчивались длинным и узким шипом. Палеонтологи считают, что жили они на морском дне, поэтому у многих из них были и ноги для ходьбы, и веслообразные конечности для плавания. Передние конечности некоторых эвриптерид заканчивались мощными клешнями, которые они держали перед собой подобно скорпионам. Для хищников чрезвычайно важно хорошее зрение, и эвриптериды обладали большими сложными глазами. К началу девона появились эвриптериды внушительных размеров - до 2 м в длину. Очевидно, они принадлежали к числу наиболее крупных морских хищников той эпохи. И уж во всяком случае, эвриптериды — крупнейшие из всех известных нам членистоногих. По одной из теорий, предпологается, что самые первые эвриптериды на спине несли спиралевидные раковины, которые играли роль увлажнителя для их жабр. Такое строение тела позволяло древним животным делать короткие набеги на сушу исследуя пляжи. [1] 

    Обширные болота, возникшие на Земле к концу девонского периода, доставляли своим обитателям немало хлопот. Ведь теплая вода содержит меньше кислорода, чем холодная, поэтому там, где в мелкой воде скапливается слишком много водных организмов, им очень скоро перестает хватать кислорода. Большинство примитивных костных рыб заглатывали воздух на поверхности воды. Тонкие кровеносные сосуды, обрамлявшие их горло, поглощали кислород непосредственнее из воздуха. Со временем у первых костных рыб развились легкие, которые могли наполняться воздухом, и появились ноздри, через которые они этот воздух вдыхали. В дальнейшем у большинства групп костных рыб легкие преобразовались в плавательный пузырь, однако для многих обитателей болот они оставались бесценными именно в качестве кислородного резервуара.

Рис. 2.5.8. Двоякодышащая рыба.
В наши дни двоякодышащие рыбы — живые ископаемые (рис. 2.5.8). К ним относятся кистеперыс рыбы, встречающиеся ныне в Африке, Австралии и Южной Америке, то есть на тех материках, которые в девонский период объединялись в громадный южный сверхматерик Гондвану. Эти рыбы живут в мелкой стоячей воде, периодически заглатывая воздух на ее поверхности.

У кистеперых рыб имелась одна пара плавников сразу за головой и еще одна пара перед хвостом. Если вы понаблюдаете, как передвигаются тритон или саламандра, то наверняка заметите, что при ходьбе они изгибаются всем телом из стороны в сторону, в точности как рыбы. Это вовсе не совпадение. Похоже плавали и кистеперые рыбы, используя свои плавники в качестве весел для создания дополнительной "тяги". Точно так же плавают и ныне живущие целаканты. Чтобы придать надежную опору плавникам, у кистеперых рыб со временем выработались специальные костные структуры. Они устроены по тому же принципу, что и кости конечностей современных наземных позвоночных.

     Итак, все было готово к появлению земноводных позвоночных животных, одну часть жизни проводящих в воде, а другую — на суше.

Считается, что земноводные произошли от одной из групп хищных кистеперых рыб, называемых рипидистиями. Чтобы перейти от жизни в воде к жизни на суше, земноводные должны были научиться приподнимать свои тела над землей, дабы они могли ходить. Для этого было необходимо, чтобы тазовый пояс, связывающий конечности с позвоночником, прочно с ним скреплялся. Кроме того, череп должен был отделиться от плеч, иначе он сильно сотрясался бы при ходьбе или тем более беге. При водном образе жизни хребет животного служил опорой мышцам, задействованным при плавании, однако при этом все его тело надежно опиралось на воду. На суше этой опоры не было, и вся структура тела должна была серьезно измениться, чтобы оно не оседало на землю между ног.

Рис. 2.5.9. Скелеты кистеперой рыбы и первого земноводного — ихтиостеги.Костям, которые образовывали каркас мясистых плавников кистеперых рыб, отныне предстояла куда более сложная работа. Новые конечности должны были поворачиваться книзу, то есть им надлежало быть гибко сочлененными в плече. Локтевые и кистевые суставы стали более развитыми, дабы конечности могли наклоняться, отталкиваться и сгибаться — словом, совершать все движения, необходимые при ходьбе. Костная структура кисти сделалась более "разлапистой" и увеличила ее опорную поверхность, что позволило равномернее распределять вес животного на суше (рис. 2.5.9).

Первые земноводные, по всей видимости, вели преимущественно водный образ жизни, питаясь рыбой и различными беспозвоночными. Благодаря способности дышать воздухом они, очевидно, прекрасно чувствовали себя в болотах. Однако бурное развитие насекомых открывало для их питания новые заманчивые перспективы, к тому же крупных хищников на суше еще не было. Современным земноводным по-прежнему приходится возвращаться в водную среду, чтобы отложить мягкие икринки, из которых затем вылупятся рыбоподобные головастики — живое свидетельство их "рыбьего" происхождения. [2]

Рис. 2.5.10. Рыба Panderichthys rhombolepis.     385 миллионов лет назад на доисторическую арену вышли необычные рыбы — пандерихты (рис. 2.5.10), сходные по некоторым признакам с амфибиями. Это метровые рыбы из группы рипидистий, которых ранее вместе с латимерией называли кистеперыми. Длинные, но с коротким хвостом, пандерихты обитали на неглубоких морских отмелях и в лагунах на восточной окраине континента Олдред — ныне это территория Прибалтики. Как многие древние рыбы, они умели дышать воздухом и ползать на крепких мускулистых плавниках. Во время отливов они вполне могли охотиться за оставшимися на берегу астеролеписами — тоже вымершими панцирными рыбами, которых из-за необычного строения поначалу принимали то за промежуточное звено между рыбами и черепахами, то за членистоногих. Дело в том, что все их туловище заковано в панцирь, а грудные плавники похожи на ноги краба, то есть не имеют внутреннего скелета. Эти жесткие длинные плавники не годятся для плавания, но благодаря острому кончику хороши для передвижения по дну или берегу.

Спустя 5 миллионов лет во внутренних водоемах другой части континента появился тиктаалик — еще более крупный хищник с усовершенствованным скелетом ластов. Об открытии останков этой рыбы на арктическом острове Элсмира, принадлежащем Канаде, стало известно в 2006 году.

Крупные хищники, пандерихт и тиктаалик, сильно отличались от современных рыб. У них было удлиненное туловище без спинного плавника, покрытое толстой ромбической чешуей, укороченный хвост и вытянутая морда с особо крепкими зубами. Глаза у этих хищников выступали на морде, как у крокодилов, и позволяли наблюдать обстановку выше линии воды. А главное — их грудные и брюшные плавники уже способны были служить опорами на суше, поскольку представляли собой мускулистые ласты. Они могли пригодиться и в мелких, заросших водорослями водоемах, где эти существа проводили основную часть времени. Вряд ли в таких условиях им приходилось свободно плавать, скорее, отталкиваться от дна и раздвигать растительность. Скелет грудных плавников у тиктаалика уже немножко больше, чем у пандерихта, похож на скелет лап древних амфибий — ихтиостег, акантостег и тулерпетонов, которые появились в водоемах Олдреда еще через 15 миллионов лет. Возможно, именно тиктаалики и были прямыми предками земноводных — ничто в строении этих древних рыб этому не противоречит.

Рис. 2.5.11. Рыба Tiktaalik roseae.    Тиктаалик обитал в медленно текущих реках на севере древнего материка Олдред (рис. 2.5.11). Он был очень похож на пандерихта, но имел улучшенные сухопутные качества. Жаберный насос был демонтирован благодаря утрате жаберной крышки. Зато ребра были расширены, очевидно, для повышения эффективности легочного дыхания. Крепкие ласты имели улучшенную конструкцию. Если бы они кончались не кожистой оторочкой, а настоящими пальцами, мы бы назвали тиктаалика уже не рыбой, а настоящей четвероногой амфибией. А пока ноги сделаны как бы наполовину, в связи с чем ученые в шутку прозвали тиктаалика "рыбоногом". Большую часть времени тиктаалик, как и пандерихт, проводил на мелководье, выставив на поверхность только глаза, как это делают современные крокодилы. Оттуда хищник высматривал добычу на берегу. Старые, двухметровые тиктаалики были уже слишком тяжелы, чтобы далеко отползать от реки. По-видимому, более далекие вылазки на берег совершались в молодости, тем более что в пищу маленькому тиктаалику годилась такая мелочь как многоножки, скорпионы и пауки, которые уже бегали по суше.

Рис. 2.5.12. Ихтиостег.Из первых амфибий лучше всего изучены акантостега и ихтиостега (рис. 2.5.12), найденные в Гренландии, и тулерпетон из Тульской области. Многое у них осталось от рыб — у акантостеги были развиты внутренние жабры и хвостовой плавник, а брюхо в том числе и продвинутого тулерпетона покрыто рыбьей чешуей (кстати, ее остатки спрятаны в коже на брюхе даже у современных крокодилов). Но что делает их полноправными четвероногими, так это настоящие пальцы на лапах, только число их больше обычного. У акантостеги — восемь, у ихтиостеги — семь, у тулерпетона — шесть. Задние лапы тулерпетона уже более развиты, чем передние, и имеют «кирпичную кладку» из мелких косточек в области голеностопа, что достаточно недвусмысленно указывает на их сухопутное применение. Однако многие ученые теперь трактуют само появление на лапах пальцев не как приспособление для наземного передвижения, а как средство эффективнее цепляться за дно или подводную растительность. Ведь и современные рыбы под названием саргассовые клоуны тоже имеют некое подобие пальцев на плавниках, как раз чтобы держаться ими за водоросли. Но нет сомнения, что пальцы у древних амфибий были доведены до совершенства уже в рамках сухопутного передвижения. Не зря же их число сократилось до пяти уже через несколько миллионов лет после появления первых земноводных. На суше нужны более крепкие и толстые пальцы, а каждый такой палец — это лишний вес.

Рис. 2.5.13. Первые земноводные.Плечевой и тазовый пояса ихтиостеги устроены как и у большинства наземных животных, однако у нее были хвост с хвостовым плавником и так называемая боковая линия (линия чувствительных клеток, с помощью которых рыбы улавливают колебания в воде). Ее ступни, похоже, всей своей поверхностью опирались на землю, однако из-за тяжелых ребер и черепа она передвигалась по суше очень медленно.
Размножались первые амфибии откладывая в водоемах икру.

    В общем, сегодня мы приблизительно понимаем, почему рыбы стали искать жизни на суше. В воде — нехватка кислорода и острая конкуренция, а вне воды — воздух и свобода. Огромный материк Олдред с его обилием мелких водоемов и заболоченных лесов создавал выгодные условия для поиска пищи пешим способом (рис. 2.5.13). И в этой пограничной среде обитания появились новые виды, подобные пандерихту и тиктаалику. Хотя они и продолжали проводить большую часть времени в воде, более ответственными с точки зрения выживания постепенно становились недолгие выходы на сушу, например, во время засухи. При этом строение древних рыб не требовало даже серьезных изменений. Важнейшие конструктивные узлы у них уже имелись — легкие и четыре крепких ласта. Весь же процесс превращения рыб в четвероногих растянулся примерно на 20 миллионов лет и охватил огромные территории материка. До нас дошли лишь отголоски этого могучего эволюционного взрыва, породившего новый класс позвоночных — амфибий. [3]

Животный мир девонского периода

<< Животный мир силура<<

|>> Животный мир карбона>>

А.С.Антоненко

В последнее время стало выясняться, что внутреннее ядро Земли устроено сложнее, чем считалось, но ни одна из новых моделей пока не смогла объяснить странное поведение проходящих через него сейсмических волн. Между тем понимание внутреннего ядра во всей его сложности необходимо для изучения эволюции и сегодняшнего состояния планеты. Рост внутреннего ядра косвенно влияет на движение ядра внешнего, которое производит магнитное поле Земли.

Строение Земли. Иллюстрация Thinkstock.Группа учёных из Великобритании и США полагает, что поведение сейсмических волн объясняется конвекцией, то есть тем же явлением, благодаря которому батарея, стоящая у окна, обогревает всю комнату. Воздух вблизи неё теплеет и становится менее плотным, из-за чего поднимается к потолку и меняется местами с более холодными слоями. Оказавшись рядом с батареей, холодный воздух тоже нагревается, начинает подниматься и т. д. То же самое происходит внутри ядра.

«Медленное остывание Земли заставляет жидкое внешнее ядро затвердевать снизу вверх, откладывая материал с более низкой температурой на границе внутреннего ядра, — поясняет Крис Дэвис из Лидсского университета (Великобритания). — Материал, расположенный в верхней части внутреннего ядра, плотнее того, что располагается ниже. Если плотный материал залегает выше лёгкого, последний хочет подняться, а плотный — опуститься, что делает всю систему неустойчивой». Именно эта нестабильность и приводит к конвекции.

Некоторые исследователи предполагали, что в центре внутреннего ядра жарче, чем по краям, и что изменение температуры от центра к краю тоже способно вызвать конвекцию, так как относительно прохладный материал на краю стремится затонуть.

Но г-н Дэвис и его коллеги утверждают, что конвекция возникает из-за более плотного, а не прохладного материала. Иными словами, дело не в разнице температур, а в разнице химических составов.

Предыдущие штудии показали, что внутреннее ядро может осуществлять перенос тепла с помощью другого уровня проводимости, когда тепло переносится, но материал — нет. Однако это означало бы, что для конвекции просто не оставалось бы тепла. Поэтому многие учёные сомневаются в том, что поведение сейсмических волн можно объяснить конвекцией.

Суть новой работы как раз и заключается в том, что она показывает принципиальную возможность конвекции во внутреннем ядре.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА