Спелеологи помогли зоологам изучить ногохвосток, обитающих в пещерах Маэстразго в Иберийских горах. Пещерный образ жизни спасает этих существ от сурового климата высокогорья.

pygmarrhopalites maestrazgoensis, новый вид ногохвосток, описанный испанскими ученымиРезультаты исследования, проведенного специалистами из Университета Наварры и и Каталонской ассоциации биоспелеологии, опубликованы в журнале Zootaxa.

Пещерный комплекс Маэстразго расположен недалеко от испанского города Теруэль на высоте 1500 метров над уровнем моря. Для этого региона Испании характерен засушливый континентальный климат с резкими перепадами температур -зимой они могут опускаться до 40 градусов Цельсия ниже нуля. Среднегодовое количество осадков здесь не превышает 500-600 мм.

Однако в пещерах, сложенных известняковыми породами мелового периода, климатические условия существенно отличаются. Круглый год там стоит одна и та же температура, варьирующая в зависимости от глубины пещер от 5 до 11 градусов выше нуля. При этом влажность в Маэстразго превышает более 90%, что и позволяет ногохвосткам там обитать .

Ногохвостки (Collembola) – это небольшие членистоногие, родственники насекомых. Они питаются гниющими растительными остатками и часто имеют прыгательную вилочку на конце брюшка. Всего в поисках ногохвосток спелеологи изучили 5 пещер, особое внимание уделяя ямам с водой, в которые периодически падают эти существа.

После того, как собранный материал определили зоологи, выяснилось, что в пещерах обитает 8 видов ногохвосток, причем 3 из них оказались неизвестными науке. Они получили название Pygmarrhopalites maestrazgoensis, Pygmarrhopalites  cantavetulae и Oncopodura fadriquei. Стоит отметить, что ни один из этих пещерных видов не обитает за пределами комплекса Маэстразго.

«Ногохвостки, собранные нами, жили в изоляции тысячи лет. Они являются своеобразными реликтами, которые смогли пережить в пещерах климатические изменения, сделавшие этот регион более холодным», -- пояснил Энрико Бакуэро,один из авторов работы.

Источник: infox.ru

В ответ на атаку гусениц растения выделяют летучие вещества, привлекающие насекомых-паразитоидов, которые заражают гусениц своими личинками. В роли таких паразитоидов обычно выступают осы-наездники. Личинки наездников питаются гусеницами и тем самым избавляют растение от хищника. С помощью химического сигнала растения как бы помогают насекомым найти свою добычу. Об этом сотрудничестве известно давно, и сейчас его начинают использовать в сельском хозяйстве для защиты от вредителей.

Наездник Cotesia glomerata (фото antoniocamacho)Однако и у самих наездников есть враги-паразитоиды — другие осы-наездники, откладывающие яйца в личинки своих сородичей. И перед ними стоит та же задача — как найти жертву. Оказалось, что и суперпаразитоиды тоже используют химические сигналы растений. Энтомологи из Вагенингенского университета (Нидерланды) экспериментировали с целой пищевой цепью, состоящей из капусты, гусениц репницы, наездников рода Cotesia, паразитирующих на гусеницах, и целой группы других наездников, паразитирующих на личинках Cotesia. Исследователи обнаружили, что растения, на которых кормятся гусеницы, заражённые наездниками, выделяют иные химические вещества, чем растения, привлекающие здоровых гусениц. На запах растений со здоровыми гусеницами прилетают обычные наездники. Но вот на запах растений с уже заражёнными гусеницами прилетают наездники второй группы, паразитирующие на первых.

Суперпаразитоидный наездник рода Mesochorus (фото spacemouses)Выделять химические вещества растения заставляет слюна гусениц. В статье, опубликованной на сайте PloS Biology, авторы пишут, что именно различия в составе слюны и заставляли растения менять состав химических сигналов. Если капусте вводили слюну здоровых гусениц, на неё слетались наездники Cotesia. Если же слюну брали от заражённых гусениц, то прилетали осы, которым были нужны уже сами Cotesia. То есть гусеницы заставляли растения звать на помощь ос, которые помогли бы им, гусеницам, но не растению.

По словам авторов работы, до сих пор почти никто не обращал внимания на то, что сигналы растения могут привлекать не только паразитоидов первого уровня, но и их врагов. И это, разумеется, следует учитывать при разработке методов защиты сельскохозяйственных культур, которые основаны привлечении естественных врагов гусениц.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Пчёлы, как известно, ориентируются по солнцу. А если облачно? Оказывается, они угадывают положение светила по поляризованному свету, подобно викингам!

Дети солнца (фото jon.noj)В отличие от последних, пчёлам не нужны никакие приборы. Глаза насекомых обладают специальными фоторецепторами, способными распознавать характерную картину поляризации, которая образуется при прохождении солнечного света через атмосферу.

Учёные подозревали об этом и раньше. Окончательное доказательство представил Мандьям Шринивасан из Квинслендского университета (Австралия).

Вместе с коллегами он построил простой лабиринт, состоящий из расположенных крест-накрест четырех туннелей. Около 40 пчёл научили входить в лабиринт через один коридор и выходить через другой — тот, что расположен справа. На выходе насекомых ждал кусочек сахара. Свет в обоих «правильных» туннелях был поляризован перпендикулярно длине коридора, в остальных — параллельно.

По окончании обучения сахар исчез. Тем не менее в 74% случаев пчёлы продолжали поворачивать направо. 15% летели прямо, 11% — налево, в «неправильные» коридоры.

Затем освещение изменилось: прямой путь был наполнен светом, поляризованным перпендикулярно, а правый коридор — параллельно. Большинство пчёл (56%) предпочло «неправильный» туннель из-за его «правильной» поляризации. Направо продолжали поворачивать 31%, налево — 13%.

Наконец, поляризацию переключили ещё раз: теперь «правильной» поляризацией стал обладать левый коридор. Туда устремились 51% пчёл, 14% летели прямо, а 34% остались верны правому повороту.

Результаты исследования опубликованы в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Сумасшедшие муравьи (Paratrechina longicornis) спариваются с братьями и сёстрами без инбридинга. Оказывается, такое тоже бывает...

Paratrechina longicornis не обращают внимания на дурацкие прозвища, данные людьми. (Фото nusaphoto.) Эта способность, вероятно, и помогла этим крошечным созданиям с длинными усиками стать одним из наиболее распространённых инвазивных видов в тропиках. У них настолько широкий ареал, что учёные до сих пор не отыскали их родину. Ну а сумасшедшими муравьёв прозвали за то, что они передвигаются безо всякого порядка, вместо того чтобы пользоваться тропинками, как все «нормальные» родственники.

В ходе лабораторных испытаний Морган Пирси из Свободного университета Брюсселя (Бельгия) и Майк Гудисман из Технологического института штата Джорджия (США) выяснили, что муравьиные королевы производят на свет дочерей, которые являются их клонами и тоже должны стать королевами. Ну а сыновья — и это очень-очень странно — оказываются клонами полового партнёра королевы. Таким образом, с генетической точки зрения они не являются братьями и сёстрами. Следовательно, они могут спариваться друг с другом без инбридинга, и следующее поколение не пострадает от потери генетического разнообразия.

Впрочем, у Paratrechina longicornis существует и «нормальная» генетическая перетасовка. Когда у королевы появляются дочери, которым предстоит стать рабочими муравьями, они несут гены и отца, и матери.

Подобное двойное производство клонов до сих пор было обнаружено только дважды, и в том числе у огненных муравьёв, которые тоже являются инвазивной группой. По всей видимости, эту практику можно считать эволюционным преимуществом.

Открытие сделано случайно: учёные занимались рутинной расшифровкой генома для совершенно другого проекта. Механизм клонирования остаётся непонятным. Когда аналогичная особенность была обнаружена в 2005 году у огненных муравьёв, исследователи предположили, что отцовская ДНК просто выбрасывает материнскую из яйцеклетки. Морган Пирси склоняется к тому, что самка производит ряд яйцеклеток, лишённых ДНК, поэтому они находятся в полном распоряжении сперматозоида.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Океанические сине-зелёные водоросли Synechococcus производят 20% кислорода на планете. Такой высочайшей производительностью они обязаны уникальному умению приспосабливаться к нужной длине световой волны. То есть водоросль настраивает свою фотосинтетическую систему в зависимости от того, какая длина волны сейчас более доступна. Соответственно, у водорослей меняются пигменты, отвечающие за ловлю фотонов, и сама клетка следом меняет цвет, подобно хамелеону. 

Цианобактерия Synechococcus крупным планом (фото Science VU / DOE)Учёным из Университета Индианы (США) удалось расшифровать механизм, позволяющий Synechococcus переключаться с одной пигментной системы на другую. Они нашли у цианобактерий ген MpeZ; его активность зависит от синего света. MpeZ кодирует фермент, который сносится с белком-антенной, связанным с пигментом фикоэритрином I. Этот пигмент обычно ловит зелёный свет, но фермент заменяет у пигмента «зелёные» хромофорные группировки на те, что позволяют улавливать синий: так фикоэритрин I превращается в фикоэритрин II. Эта модификация обратима, и если уровень синих волн падает, то пигмент возвращается к поглощению зелёных волн. 

Изменения в окраске цианобактерий Synechococcus в зависимости от режима освещённости (рисунок авторов работы)Соответствующим образом меняется и цвет водорослей. В прибрежных водах, где они поглощают зелёный свет, пигмент придаёт клеткам красный оттенок. Вдали от берега, в более глубоких водах усиливается доля синего и водоросли становятся оранжевыми. Эта молекулярно-генетическая уловка и позволяет Synechococcus жить и успешно вести фотосинтез в разном режиме освещённости, снабжая океан и всю планету кислородом. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Специалисты из Национального центра научных исследований (Франция) утверждают, что в коме мозг человека претерпевает заметные нейрофизиологические изменения, и характер последних может многое рассказать о феномене сознания. Вообще, состояние мозга во время комы давно интригует учёных. По одним данным, это больше похоже на общий наркоз, нежели на сон. Другие опыты демонстрировали явную разницу между полностью вегетативным состоянием и состоянием минимального сознания. Но в большинстве случаев видеть чёткую разницу между мозгом в сознании и без сознания не удавалось. 

Во время комы наше сознание прячется в разобранном виде в запасных информационных «отстойниках» мозга. (Фото Beau Lark.)Чтобы всё-таки поймать эту разницу, исследователи провели фМРТ-сканирование мозга у семнадцати пациентов, впавших в кому после остановки сердца. Некоторые из них, чей мозг оставался без кислорода 30–40 минут, впоследствии вернулись в сознание, но больше половины умерли, не выходя из комы. Одновременно для сравнения сканировался мозг двадцати здоровых людей. В результате удалось обнаружить 417 участков мозга, активность которых менялась при погружении в кому. Среди них было 40, которые у здоровых людей работали в содружестве со множеством других зон, то есть они исполняли роль этаких информационных хабов.

Но эти же участки, как пишут исследователи в журнале PNAS, у больных комой молчали, и вместо них начинали работать другие, периферические зоны, которые в обычном состоянии не отличаются большой активностью. Максимальные изменения касались предклинья, которое, как считается, играет важную роль в работе сознания, памяти и т. п. Иными словами, состояние комы сопровождается изменением информационных потоков мозга. Старые информационные диспетчерские перестают работать (очевидно, из-за недостатка кислорода), и импульсам приходится искать новые маршруты.

С одной стороны, есть большое искушение сказать, что наконец-то найдены центры сознания. Мол, если их активировать, то сознание вернётся и человек выйдет из комы. С другой — остаётся загадкой, что происходит в случае самопроизвольного выхода из комы. Конечно, можно предположить, что информационные потоки как-то возвращаются на привычные маршруты, но что их к этому подталкивает? Наконец, исследователи рассматривали только частный случай комы, когда она происходит от продолжительного кислородного голодания мозга. Чтобы описанные в статье зоны мозга действительно стали «центрами сознания», следует удостовериться, что во всех случаях комы изменения в активности касаются одних и те же участков мозга. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Как показало новое моделирование верхней атмосферы Плутона, она простирается так далеко от планеты, что отдельные бродячие молекулы могут долетать даже до Харона. Толщина атмосферы карликовой планеты оценена примерно в 10 390 км, то есть где-то в 4,5 диаметра Плутона, что покрывает расстояние до Харона более чем наполовину.

Поверхность Плутона в представлении художника (изображение ESO / L. Calçada)Год назад была предложена новая модель оценки размеров верхней атмосферы во время солнечного минимума. Джастин Эрвин из Виргинского университета (США) и его коллеги расширили её, включив солнечный максимум и средний показатель солнечного нагрева. Это привело к неожиданному результату. Скорость, с которой молекулы убегают от Плутона, оказалась чуть меньше, и это же дало совершенно иную картину атмосферы. 

Атмосфера Плутона состоит в основном из метана, азота и угарного газа, источником которых, по-видимому, служит лёд на поверхности планеты. Размер атмосферы претерпевает изменения в зависимости от положения Плутона относительно Солнца (напомним, этот объект обладает эллиптической орбитой): когда он подходит ближе, лёд испаряется и газы медленно уходят в космос. Затем лёд снова накапливается. Год на Плутоне продолжается 248 земных лет, и в последний раз в ближайшей к Солнцу точке планета оказывалась в 1989 году.

Сложности, сопутствующие изучению атмосферы Плутона, отчасти вызваны дебатами о том, каким образом её следует измерять. Чем ближе к планете, тем сильнее поглощается ультрафиолетовое излучение Солнца, и остаётся один только инфракрасный нагрев. Чем дальше — тем тоньше атмосфера, и ультрафиолет активнее воздействует на молекулы. Вот почему для разных слоёв применяются разные модели.

Не стоит забывать и о том, что сам размер Плутона до сих пор остаётся неизвестным (настолько далёк от нас этот объект). В данном случае учёные исходили из того, что его диаметр равен 2 300 км.

Сейчас Плутону уделяется особенно пристальное внимание, поскольку в 2015 году туда должен прибыть космический аппарат «Новые горизонты» и нужно заранее знать, какие опасности могут подстерегать путешественника и какие наблюдения следует выполнить в первую очередь.

Результаты исследования опубликованы на сайте arXiv и, возможно, появятся в журнале Icarus.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Сухие долины Мак-Мёрдо в Антарктиде могут показаться одним из наименее гостеприимных мест на Земле. Это холодная пустыня, где лишь ветер рыщет по каменистой земле, а вода существует только в виде льда, оставшегося в том числе от тех времён, когда долины покрывал океан. Короче говоря, это настолько унылый уголок планеты, что НАСА решило имитировать там марсианские условия.

Сухие долины Мак-Мёрдо и палатки отважных исследователей (фото Peter West / National Science Foundation)Теперь представьте себе удивление биологов, обнаруживших в этом месте множество различных экосистем. Не на поверхности, конечно, а подо льдом — в солёных озёрах, которые вот уже тысячи и миллионы лет изолированы от каких-либо внешних источников энергии и питательных веществ. В ходе нового исследования специалисты описали одно из самых молодых подлёдных озёр, которое оставалось изолированным всего несколько тысяч лет. Хотя теоретические оценки говорили о том, что местные бактериальные сообщества должны голодать, анализ проб воды показал, что организмы чувствуют себя прекрасно, питаясь продуктами химических реакций между водой и дном.

Пожалуй, наиболее яркая достопримечательность Сухих долин Мак-Мёрдо — Кровавый водопад, где железо окрашивает лёд в красный цвет и заодно подпитывает бактериальные сообщества, попавшие туда около 1,8 млн лет назад, когда морской залив оказался отрезан от океана и замёрз под ледником. Описываемое здесь озеро Вида располагается в другой долине и, по-видимому, было в изоляции не так долго. Оно очень солёное и не замерзает при температуре –12 ˚C. Толщина льда над водой достигает 16 м. Радиоуглеродное датирование показало, что озеро обменивалось углеродом с атмосферой по крайней мере несколько тысяч лет назад.

Учёные полагали, что организмы, если они там ещё есть, находятся на заключительных этапах разложения, то есть несколько микробов ещё питаются последними органическими соединениями, выделяя метан.

Озеро Вида (фото Bernd Wagner, University of Cologne)Выяснилось, однако, что бескислородное озеро богато органическими соединениями, в том числе углеводами, а метана там мало. Кроме того, в воде обнаружено значительное количество водорода. Соединения азота тоже часты, особенно закись азота и аммиак. Подобная смесь окисленных и восстановленных соединений говорит о том, что до финального разложения ещё очень далеко.

И кто же там живёт? Судя по последовательностям ДНК, 32 вида, представляющих восемь типов бактерий. Что движет их обменом веществ, в точности пока неясно. Очевидно лишь то, что метаногены в озере не доминируют. Кстати, следует отметить, что в пробах полностью отсутствуют археи, которые часто встречаются в экстремальных условиях.

Химический состав воды подсказывает, что бактериальные сообщества питаются молекулярным водородом, освобождаемым в результате реакций между водой и силикатами железа подстилающей породы. Затем водород может включаться в состав сложных органических соединений. Если это верно, то озеро Вида имеет совершенно иной источник энергии, чем Кровавый водопад.

Это довольно важный вывод, поскольку он предполагает, что разнообразие простых, естественно протекающих химических реакций способно предоставить энергию, необходимую для поддержания жизни, даже при отсутствии таких вещей, как солнечный свет или тектоника плит. Это, в свою очередь, должно повлиять на наше представление о перспективах поиска жизни в подлёдных океанах Европы или возможных приповерхностных солёных озёрах Марса.

Другая интригующая перспектива заключается в том, что чуть ли не все сухие долины могут оказаться домом экосистем с разной степенью изоляции, а также с разными источниками химической энергии, которые способны пережить любые катаклизмы вплоть до глобального оледенения.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ястреб-перепелятник, или малый ястреб (лат. Accipiter nisus)

Голос Ястреба-перепелятника (малого ястреба)

Золоти́стая щу́рка (лат. Merops apiaster)

Голос Золотистой щурки