Пьеранджело Лупорини и его коллеги из Университета Камерино (Италия) впервые предоставили прямые доказательства того, что две географически разнесённые популяции микроорганизмов могут успешно спариваться и обладают общим генофондом.

Один из представителей рода Euplotes (фото Aaron Bell / Albert Einstein College of Medicine) Представители этого вида, вероятно, преодолевают разделяющее их пространство благодаря глубоководным течениям.

Учёные занимались анализом инфузории Euplotes nobilii, метко названной «хорошим пловцом» или «хорошим моряком» (с греческого). Специалисты выделили в арктической и антарктической популяциях по три штамма, которые могут размножаться путём конъюгации (то есть прямого обмена генами) между собой и производить жизнеспособное потомство. Штаммы также имеют структурно аналогичные феромоны — сигнальные гормоны, обладающие важным значением для распознавания клеток и спаривания.

Поскольку инфузории прекрасно приспособлены к холоду, а холодная вода омывает весь земной шар, они без труда находят себе половых партнёров.

Открытие сделано при соавторстве ядерной магнитно-резонансной спектроскопии и участии Курта Уатрича, обладателя Нобелевской премии по химии 2002 года за разработку этой технологии.

В прошлом исследователи, основываясь на морфологических и фенотипических наблюдениях, предполагали, что обитающие на разных полюсах планктон и другие микроорганизмы могут принадлежать одному виду.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

 Группа датских и американских биологов экспериментально подтвердила наличие слуха у кальмаров-лолиго Loligo pealeii.

Loligo pealeii (фото Benthichi) Многие животные, обитающие под водой, совершенно точно сохраняют чувство слуха, но в случае головоногих моллюсков учёные не могли прийти к единому мнению. Авторы постарались спланировать эксперимент так, чтобы сделать результаты максимально убедительными, и решили регистрировать электрическую реакцию нервной системы кальмаров — потенциалы, вызванные слуховым раздражением. Электроды при этом размещали у статоцистов, специализированных органов равновесия.

Под водой в бассейне с Loligo pealeii были установлены громкоговорители, аналогичные тем, что используются на соревнованиях по синхронному плаванию. Как выяснилось, кальмары реагируют на звук, но лишь в узком диапазоне частот — от 30 до 500 Гц; следовательно, область высоких частот, в которую попадают, к примеру, эхолокационные сигналы зубатых китов и дельфинов, охотящихся на Loligo pealeii, остаётся скрытой. При понижении температуры воды до 8 ˚C или смещении электродов всякая реакция пропадала.

Измеренные параметры свидетельствуют о том, что кальмары воспринимают звук примерно так же, как это делают многие рыбы. Наибольшее значение здесь имеют смещения частиц среды, вызванные прохождением волны: головоногие слышат, ориентируясь по изменению своего собственного положения. Руководитель исследования Аран Муни (Aran Mooney), сотрудник Вудсхоулского океанографического института, сравнивает кальмаров с кусочками фруктов в желе, которые движутся вместе со всей студенистой массой.

Зарегистрировать колебания «фруктам» помогает акселерометр, роль которого играют заполненные жидкостью статоцисты. Расположенные внутри них небольшие твёрдые частицы, статолиты, смещаются при изменении положения тела, раздражают ресничные чувствительные клетки, и полученный сигнал передаётся в центральную нервную систему.

Полная версия отчёта опубликована в издании Journal of Experimental Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Вопреки распространённому мнению, остатки хитин-белкового комплекса (строительного материала из белков и полисахаридов) в изобилии присутствуют в окаменелостях членистоногих эпохи палеозоя.

Модель ракоскорпиона (фото elrina753) Считалось, что старейшей из дошедших до нас молекулярных сигнатур хитин-белкового комплекса 25 млн лет (кайнозой), а остаткам структурного белка — 80 млн (мезозой). Но вот международная группа учёных во главе с Джорджем Коди из Института Карнеги (США) обнаружила реликты хитин-белкового комплекса в палеозойских окаменелостях членистоногих. Находка может иметь серьёзные последствия для понимания палеонтологической летописи.

Членистоногие, как вы помните, обладают кутикулой. Внешняя часть этого экзоскелета состоит из переплетения волокон хитина, которые встроены в белковую матрицу. Хорошо известно, что хитин и структурный белок легко разлагаются микроорганизмами, поэтому издавна считается, что в окаменелостях среднего возраста (не говоря уже об ископаемых раннего палеозоя и старше) не может быть хитина и структурных белков.

Г-н Коди и коллеги изучали останки кутикул скорпиона, жившего 310 млн лет назад в северной части штата Иллинойс, и ракоскорпиона, обитавшего в канадской провинции Онтарио 417 млн лет назад. С помощью сложных аналитических инструментов, которые отыскались в Центре передовых источников света Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли, учёные смогли измерить спектры поглощения низкоэнергетических рентгеновских лучей углеродом, азотом и кислородом в окаменелостях с разрешением около 25 нм. Было показано, что большинство атомов углерода, азота и кислорода в останках получены из хитин-белкового комплекса.

Джордж Коди предполагает, что рудиментарные хитин-белковые комплексы могут играть важную роль в сохранении ископаемых путём предоставления подложки, защищённой от общей деградации покрытием из восковых веществ, которые при жизни предохраняют членистоногих от высыхания.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Группа биологов из Германии и Лаоса выяснила, что у гиббоновых рода Номаскусы (лат. Nomascus) есть своя система диалектов.

Гиббоны Nomascus concolor (слева) и Nomascus leucogenys (фото Погребного-Александрова) Представители Nomascus встречаются во Вьетнаме, Лаосе, Камбодже и на юге Китая. К этому роду относятся семь видов, но авторы собрали данные только по шести (Nomascus nasutus, Nomascus concolor, Nomascus leucogenys, Nomascus siki, Nomascus annamensis и Nomascus gabriellae).

«Песни» гиббонов заметно отличаются от тех звуков, которые издают все прочие приматы, и напоминают песни птиц тропического леса. Для того чтобы максимально точно охарактеризовать вокализации гиббонов, учёные записали более 400 «песен» в 24 популяциях.

Обработав собранную информацию и получив спектрограммы, биологи установили степень их сходства и выяснили, как она связана с географическим расположением популяций. Третьим параметром стала генетическая близость гиббонов, для оценки которой изучались мутации в гене, кодирующем цитохром b.

Как оказалось, популяции, которые находятся на небольшом расстоянии друг от друга, близки не только генетически, но и вокально. Сообщества приматов можно чётко разделить на «северные» и «южные», что даёт полную аналогию с диалектами у человека.

Полная версия отчёта будет опубликована в журнале BMC Evolutionary Biology. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Есть немало растений, производящих токсичные химические вещества, чтобы защитить себя от травоядных животных, а многие цветковые растения приобрели такие цветковые структуры, которые не позволяют опылителям забирать с собой слишком много пыльцы. Экологи из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе впервые привели экспериментальные доказательства того, что цветковые тоже пользуются средствами химической защиты для охраны пыльцы от некоторых пчёл.

Лютик Ranunculus glaberrimus (фото oldmantravels) В ходе элегантного эксперимента исследователи собрали пыльцу четырёх видов растений (лютика, синяка обыкновенного, горчицы полевой и пижмы) с помощью остроумного метода, то есть не самостоятельно, а из гнёзд пчёл, специализирующихся на одном виде растений.

Затем учёные скормили пыльцу различным выводкам личинок двух тесно связанных видов пчёл Osmia bicornis и Osmia cornuta, отличающихся разнообразным рационом питания. Личинки показали значительные различия в способности расти на диете из одного вида пыльцы.

Личинки Osmia cornuta прекрасно чувствовали себя на пыльце синяка обыкновенного, но почти все (свыше более 90%) умерли всего через несколько дней диеты на лютике. На примере Osmia bicornis ситуация повторилась с точностью до наоборот. Пыльца дикой горчицы понравилась обоим видам, а пижма оказалась не впрок.

Растения имеют все основания для защиты от пчёл. Насекомым необходимо огромное количество пыльцы для взращивания детёнышей, тогда как растения больше заинтересованы в опылении. Одной личинке нужно порой несколько сотен цветов, а пчела к тому же является прекрасным сборщиком: она способна забрать 70–90% пыльцы за один приём.

Результаты исследования будут опубликованы в журнале Functional Ecology.

 Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Если нынешнего Homo Sapiens переместить на нынешний Марс, несчастный погибнет по множеству причин. В первых рядах этих человекоубийц окажется радикальное — в сотню раз — падение атмосферного давления по сравнению с земным. Даже будь атмосфера Марса химическим двойником земной, её не хватило бы для вентиляции человеческих лёгких только из-за одного давления. Что интересно, такие же результаты характерны и для бактерий. По крайней мере так показывали опыты, имевшие целью исследовать потенциальную выживаемость земных микроорганизмов в атмосфере Красной планеты.

Экспериментальная установка заполнялась смесью газов, по составу и давлению сходных с марсианской атмосферой. Кишечные палочки, однако, упорно не хотели погибать вплоть до испарения всей воды. (Фото Chris Johnson / NASA.)Опыты те, правда, ещё в пору их проведения вызвали немалые сомнения — ведь есть же бактерии, что здравствуют и размножаются в земной стратосфере на высоте более 40 км, где давление равно марсианскому на поверхности.

Словом, Александр Анатольевич Павлов из насовского Центра космических полётов им. Годдарда попробовал провести сходный эксперимент даже не с вышеупомянутыми поклонниками безвоздушного пространства, а с тривиальнейшим микробом — кишечной палочкой. Правда, в отличие от некоторых предшествовавших опытов, он убавлял давление в контрольном куполе постепенно. Конечно, при достижении давления в одну сороковую от земного вода закипела, несмотря на то что внутренности купола были охлаждены до марсианских температур. Но даже после снижения давления сразу вся она не могла выкипеть на протяжении нескольких дней. Пока продолжалось её испарение, кишечная палочка успешно жила.

Что характерно, кишечная палочка, мягко говоря, не экстремофил. Судите сами: обитает в тепличных условиях вашего кишечника и, к счастью, способна лишь некоторое время выживать в окружающей среде — в противном случае воду из открытых водоёмов в принципе нельзя было бы пить.

Иными словами, вне организма носителя она умирает даже на Земле, так что коллапс колонии таких бактерий в имитированной сверхтонкой атмосфере не означает, что там им принципиально хуже, чем в земных условиях.

«Сразу зачислять планеты в необитаемые только потому, что у неё нет достаточно большой атмосферы, мы не должны», — комментирует результаты эксперимента г-н Павлов.

Впрочем, Bacillus stratosphericus и до этого опыта не только не беспокоились о своей способности к выживанию при низком давлении, но и успешно заселяли высоты до 41 км. (Фото ACS Journal of Environmental Science & Technology.)По его мнению, на Марсе в тёплые сезоны подповерхностный лёд может таять и обеспечивать нечто вроде оазиса для самых выносливых бактерий. Как отмечает учёный, даже 17 см почвы обеспечивают надёжную защиту от УФ-излучения. А предположительное наличие под почвой ещё и воды, как было показано в его опыте, означает возможность выживания даже для не самых спартанских организмов. Экстремофилы же, полагает он, и вовсе способны жить там без малейшего напряжения. «Кишечная палочка не экстремофил, и если даже этот микроорганизм может расти в условиях низкого давления, то экстремофилы и подавно».

Естественно, открытие затрагивает и анализ обитаемости экзопланет — хотя бы в отдалённом будущем, когда мы сможем эффективно изучать их атмосферу.

Сообщение об исследовании было сделано на собрании Американского геофизического союза 3 декабря 2012 года.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Считается, что юную Землю наполняла горячая вода, но два исследования, результаты которых были представлены на конференции Американского геофизического союза, показали, что в действительности на планете было даже холоднее, чем сейчас.

Сурикат на фоне отпечатков дождевых капель, образовавшихся 2,7 млрд лет назад (фото Wlady Altermann / University of Pretoria)Учёные занимались парадоксом слабого молодого Солнца. В то время, когда на Земле царил архей (4−2,5 млрд лет назад), наша звезда светила всего лишь на 70% от сегодняшнего уровня. Тем не менее Земля отчего-то не превратилась в гигантский снежок. Вместо этого на ней были обширные океаны жидкой воды, наполненные примитивными микроорганизмами — предками современных микробов, производящих метан и поглощающих серу.

В ходе одного из исследований специалисты проанализировали окаменевшие капли дождя, павшие с небес около 2,7 млрд лет назад, и пришли к выводу, что атмосфера, в которой они сформировались, не слишком отличалась от сегодняшней. Это говорит о том, что парникового эффекта, якобы необходимого для защиты планеты от глобального остывания, не случилось.

Другая группа предложила следующее решение парадокса: молодой планете вовсе не надо было оставаться тёплой, чтобы поддерживать воду в жидком состоянии. Если вы построите модель Земли в виде сферы, даже тусклого Солнца и атмосферы, напоминающей сегодняшнюю, будет достаточно, чтобы в районе экватора существовала вода, хотя и не самая горячая.

С 1960-х годов на основании геологической и палеонтологической летописи учёные полагают, что в архее температура океанов достигала 77 ˚C. В то же время компьютерные модели слабого Солнца и атмосферы, похожей на современную, рассматривали Землю как одномерную линию (а не более реалистичную сферу). У них получалось, что средняя температура планеты держалась ниже нуля.

Отпечатки неоархейского дождя (Фото Som et al, Nature, 2012)Дабы избавиться от этого противоречия, учёные предположили, что в те времена атмосферу наполняли парниковые газы (например, углекислый). Но вместе с ростом концентрации этих газов увеличивалось и атмосферное давление. Этим обстоятельством и воспользовались астробиолог Санджой Сом из Исследовательского центра НАСА им. Эймса и его коллеги. Во время короткого и лёгкого ливня с ураганом, пронёсшегося над современной Южной Африкой, капли упали в древнюю реку, покрытую одеялом из вулканического пепла. Следы сохранились, поскольку их покрыла тонкая вуаль следующей порции золы.

Для расчёта давления ранней атмосферы исследователи сбрасывали капли с высоты седьмого этажа и измеряли размер ямок, получавшихся в пепле исландского вулкана Эйяфьятлайокудль. Поскольку предельная скорость дождевой капли (равновесная скорость — скорость падения, когда сила сопротивления воздуха равна силе гравитации) зависит от плотности воздуха вокруг неё, учёные смогли посчитать давление воздуха, определив скорость, с которой капли врезались в пепел 2,7 млрд лет назад.

Они заключили, что древнее атмосферное давление превышало сегодняшнее максимум вдвое, то есть в те времена и близко не было того количества парниковых газов, о котором говорили другие исследователи.

Тем временем Эрик Вулф из Колорадского университета (США) и его коллеги на основании трёхмерной компьютерной модели обнаружили, что, даже если взять более реалистичный уровень атмосферного углекислого газа, Земля будет всего лишь такой же холодной, как во времена последнего ледникового периода. То есть даже в этом случае жидкая вода могла существовать.

Учёные также пересмотрели старые геологические свидетельства, которые использовались для расчёта температуры на ранней Земле (например, морские донные отложения), обнаружив, что гипотеза о почти кипящих океанах сомнительна.

Например, отсутствие льда в летописи окаменелостей воспринимается как доказательство того, что Земля была свободной ото льда, тогда как на самом деле это может означать, что мы просто ещё не нашли лёд, говорит г-н Вулф. К тому же геологические данные о высокой температуре в северных широтах добыты на большой глубине, и вполне возможно, что 2,8 млрд лет назад эти породы находились возле экватора.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Австралийские птицы-шалашники замечательны брачным ритуалом. Когда приходит пора размножения, самец строит из прутьев и палочек то-то вроде небольшого туннеля длиной чуть более полуметра, один конец которого выходит на этакую «эстраду» — площадку, украшенную камнями, ракушками, цветами. Здесь самец демонстрирует себя и свои, так сказать, «эстетические склонности», и если самке всё сооружение понравилось, то кавалер может рассчитывать на спаривание.

Брачный ритуал шалашников: самка внутри конструкции из прутьев и самец на площадке перед ней (фото Patricia Fogden)Не так давно исследователи из Университета Дикина (Австралия) обнаружили, что самцы-шалашники используют при постройке шалаша оптическую иллюзию. Ближе к тому месту, где должна стоять самка, они кладут более мелкие предметы, а более крупным находится место подальше, там, где должен стоять сам самец. Проще говоря, шалашники уничтожают перспективу, стараясь, чтобы дальние и ближние предметы выглядели одинаково. От того, насколько самцу удалось победить перспективу, зависит и его брачный успех: самки предпочитают наиболее искусных «иллюзионистов».

В новой статье, опубликованной в журнале PNAS, та же группа исследователей сообщает о странной приверженности самцов к своим постройкам, даже если они с точки зрения самок оказываются явно неудачными. Учёные следили за несколькими десятками шалашников в течение двух сезонов размножения. Как и ожидалось, некоторые были более искусными «иллюзионистами» и имели больший успех у самок.

Но когда исследователи попытались улучшить конструкцию шалаша, самцы не оценили стараний зоологов и за три дня вернули всё к прежнему (неудачному) виду. Причём зоологи не добавляли ничего нового, лишь перекладывали уже имеющиеся предметы так, чтобы нарушение перспективы выглядело более убедительным. Складывалось впечатление, что у самца в голове есть какой-то план всей постройки, ради которого он, как настоящий творец, готов пожертвовать даже личной жизнью.

Если же не выдвигать сомнительных гипотез об эстетических пристрастиях шалашников, то объяснение может быть таким. По-видимому, глаза и мозг самцов по-разному настроены на восприятие перспективы, и потому разные индивидуумы её и нарушают по-своему. Авторы не слишком удачных домиков, скорее всего, видят их верхом совершенства, и не понимают, почему самки их игнорируют.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В окрестностях заброшенной канадской деревни Боу-Сити в провинции Альберта обнаружен ударный кратер около 8 км в поперечнике и примерно в километр глубиной.

Топографическая карта местности с контурами возможного кратера (изображение W. Xie и T. Brown)Подозрения о том, что к западу от бывшего посёлка расположено нечто странное, появились ещё в 1930-х годах. Изрезанный рельеф наводил на мысль, что под ним что-то есть. Тем не менее ведущий автор исследования Вэй Се из Университета Альберты не скрывает удивления. На конференции Американского геофизического союза она объяснила это тем, что засыпанные кратеры найти нелегко и известно их мало.

Г-жа Се и её коллеги заглянули под землю с помощью данных нефтеразведки, которая проводилась посредством искусственно создаваемых сейсмических волн, которые отражаются от границы между слоями различных типов пород и дают представление об их расположении. Интерпретация данных позволила обнаружить не только большую «оспину», но даже центральный пик.

То, что кратер находится близ поверхности, говорит о том, что столкновение произошло менее 70 млн лет назад. С другой стороны, он достаточно стар, чтобы его полностью засыпало.

Хотя сейсмические данные выглядят убедительно, окончательным доказательством станет обнаружение «ударных» минералов возле места падения метеорита. Г-жа Се планирует провести бурение в начале 2013 года.

Некоторые виды птиц делают запасы корма, который прячут в тайниках. Вы наверняка слышали о таком поведении соек. Однако их тайники часто оказываются разграбленными воронами, галками, да и другими сойками. Причём птицы стараются шпионить друг за другом, следя, кто где прячет запасы. Естественно, в ответ предпринимаются все возможные меры предосторожности, чтобы не дать потенциальным грабителям ни одного шанса найти тайник.

Сойка в поисках тайника (фото Reiner Bernhardt)Сойка, которая решила сделать запас, постарается действовать незаметно: она проверит, нет ли рядом галок, ворон и других соек, а уж потом примется прятать корм. Однако, как выяснили орнитологи из Кембриджского университета (Великобритания), птицы стараются, чтобы их было не только не видно, но и не слышно. Был поставлен простой эксперимент: нескольким сойкам давали 30 орехов арахиса и предлагали два места, где можно было спрятать добычу, — мягкий песок и гравий. В обоих вариантах сойка была вынуждена действовать в присутствии конкурента, однако в одном случае птицы друг друга и видели, и слышали, а в другом — только слышали.

В статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B, авторы пишут, что сойки меняли поведение, если конкурент исчезал из виду. Если они видели и слышали друг друга, то в равной степени отдавали предпочтение песку и гравию. Если же потенциальный грабитель становился не виден, птицы переставали ковыряться в шумной гальке и начинали прятать орехи преимущественно в песке. На виду у другого им не было разницы, шуметь или не шуметь. А когда гипотетический вор исчезал из поля зрения, сойка старалась лишить его ещё и возможности подслушать, где она прячет корм.

Любопытно, что сойки, ищущие, чего бы украсть, вели себя абсолютно тихо, когда наблюдали за другими. Эти птицы известны шумным поведением и скверным голосом, однако, по-видимому, они вполне понимают, что голосом могут выдать себя и что шпионить следует по-тихому.

Способность соек из галечного шума сделать вывод, что кто-то делает там тайник, неудивительна. Сойки, как и многие врановые, обладают исключительными способностями к запоминанию и анализу звуков: они могут передразнивать не только других птиц, но и голоса иных животных. Так что «понять» шум перекатываемых камешков им не составляет труда. Удивительно же здесь то, что эти птицы, по-видимому, способны ставить себя на чужое место, смотреть на ситуацию чужими глазами — глазами потенциального вора. Считается, что эта способность есть следствие особого умения человеческого мозга, которое называется моделированием психического состояния человека.

Точнее, исключительным человеческим умением это считалось до недавнего времени, пока не оказалось, что собаки и обезьяны тоже умеют видеть и слышать чужими глазами и ушами. По-видимому, моделировать чужие намерения и мысли могут ещё и птицы — по крайней мере некоторые из них.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА