За время совместной эволюции птицы, которые часто подвергались гнездовому паразитизму кукушек, всё сильнее совершенствовали «системы детектирования» чужих яиц в своём гнезде. Но и кукушки не дремали: они научились имитировать окраску яиц хозяев даже в ультрафиолетовых областях спектра!

Классическая сцена: скальный конёк выкармливает птенца кукушки. (Фото mpgoodey) Кукушка — известный мастер обмана, чьё имя давно стало нарицательным из-за практикуемого ею гнездового паразитизма: самка кукушки откладывает яйца в гнёзда других птиц, а кукушонок, вылупившись, выбрасывает яйца и птенцов своих «приёмных родителей».

Как кукушке удаётся этот обман? Очевидно, её яйца должны быть похожи на яйца тех, кому она их подбрасывает. Но, несмотря на все старания кукушки, в ходе совместной эволюции её жертвы учились всё лучше распознавать «вражеские элементы» в собственных жилищах. Учёные из Кембриджского университета (Великобритания) обратили внимание на некоторые последствия этой эволюционной «гонки вооружений».

Птицы воспринимают цвет в бóльших подробностях, чем люди: в их сетчатке не три вида цветочувствительных колбочек, а четыре. Колбочки четвёртого вида предназначены для ультрафиолета. Чтобы получить более полную информацию о цветовом сходстве и различии между птичьими яйцами, исследователи использовали спектроскопическое оборудование, позволившее им оценивать скорлупу яиц «по-птичьи».

Непосредственным же поводом для исследования послужила следующая загадка. В гнездо горихвостки кукушка откладывает голубые яйца, почти идентичные по цвету яйцам хозяйки. Точно таких же незваных гостей получает и лесная завирушка, хотя у неё яйца белые в коричневую крапинку. При этом завирушка с лёгкостью принимает чужое, а горихвостка довольно часто избавляется от подкидышей.

Исследователи сравнили яйца горихвостки и кукушки и пришли к выводу, что между ними есть высочайшее цветовое перекрывание, даже на невидимых человеческому глазу волнах спектра. Эволюционная борьба между этими видами достигла редкого накала: горихвостки изощрялись в способности отличать своих от чужих, а кукушки добивались всё большего сходства яиц. Как видим, сейчас обе стороны находятся в состоянии хрупкого равновесия: лишь в ряде случае горихвостка может обнаружить чужака в своём семействе.

Завирушки же, очевидно, не сумели выработать симметричный ответ на гнездовой паразитизм, и кукушки даже не стараются подделать свои яйца под чужую кладку. Исследователи предполагают, что такие «наивные» виды, как завирушка, находятся лишь в начале эволюционной «гонки вооружений» и в будущем ещё смогут выработать «системы обнаружения и детектирования». Статья британских учёных опубликована в журнале Evolution.

С другой стороны, существует более тонкое объяснение поведения птиц с бдительным и халатным отношением к «творчеству» кукушек. Пернатые, которых «любят» кукушки, чаще других сталкиваются с гнездовым паразитизмом и несут от него больший ущерб, поэтому для них жизненно важно выработать способ борьбы с ним. А вот птицы, которые не входят в круг «любимцев», могут просто ошибиться и выкинуть своё яйцо вместо чужого. Тщательное рассматривание яиц в гнезде приведёт к чему-то вроде «паранойи», а если при этом кукушка ещё и редкий гость в этих краях и гнёздах, то вероятность расстаться со своим потомством оказывается выше. Поэтому для некоторых видов проще — и эволюционно выгоднее — «не наказывать одного виновного, чем уничтожить десяток безвинных».

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Не так часто палеонтологи обнаруживают новые виды животных, представителей которых можно было бы отнести к саблезубым. Но нынешняя находка выделяется не только этим. Учёные определили, что устрашающего вида зверь был растительноядным.

Животное назвали Tiarajudens eccentricus. Часть «имени» образована словами «необычный зуб» (иллюстрация Juan Cisneros, Science/AAAS) Древнее животное размером было не больше тапира и обитало на территории современной Бразилии около 260 миллионов лет назад.

Tiarajudens  eccentricus относится к аномодонтам, подотряду терапсид, родственников предка млекопитающих. Животное обладало короткой мордой с зубами-клыками длиной около 12 сантиметров.

Ещё пара интересных деталей: зубы у Tiarajudens eccentricus сменялись от задних к передним. Также палеонтологи отмечают, что обнаружили у Tiarajudens eccentricus прикус – соответствие верхних и нижних зубов, позволяющее пережёвывать пищу более эффективно.

Это самое древнее такое свидетельство у терапсид. И, возможно, именно прикус, почти как у современных жвачных, поспособствовал расцвету этой группы животных.

Источник: MEMBRANA

Генетическая невосприимчивость к боли приводит к жизни без запахов. Ученые установили, что обе аномалии вызывает одна и та же мутация.

Ученые обнаружили неожиданную связь между болевой чувствительностью и обонянием. Специалистам известна мутация гена SCN9A, которая вызывает у человека невосприимчивость к боли. Это вовсе не облегчает ему жизнь, как может показаться на первый взгляд, а наоборот. Ведь боль служит жизненно важным сигналом о том, что в организме что-то не в порядке, а также сигнализирует об опасности. Например, что человек коснулся раскаленной сковородки.

У людей встречается также врожденная невосприимчивость к запахам – аносмия, полная или частичная – на отдельные запахи. Ее генетические причины до сих пор не выяснены.

Специалистам известно, что в нервных путях проведения боли большую роль играет один из типов натриевых ионных каналов (Nav1.7). Именно его кодирует ген SCN9A. Люди с мутацией данного гена, выключающей работу Nav1.7 канала, от рождения не чувствуют боли.

Без боли нет запахов

Франк Цуфаль (Frank Zufall) и его коллеги из Университета земли Саар (Saarland University), в Хомбурге, Германия, исследовали трех таких пациентов. Молодые люди никогда не испытывали острую боль, а так как были практически здоровы, то и хроническую – тоже. Врачи всем трем поставили диагноз, связанный с указанной генной мутацией, которая выключала канал Nav1.7. Ученым было интересно посмотреть, как обстоит дело с другими органами чувств людей без боли.

Все сенсорные системы у испытуемых были в порядке, за исключением обоняния. Специалисты оценили его в специальном тесте, включающем множество разных запахов. Оказалось, что у всех трех человек наблюдается нечувствительность к тем или иным запахам – то есть аносмия, правда, не полная, а частичная. Ученые предположили, что это связано с выключенными натриевыми каналами в обонятельных нейронах.

Каналы работают на два фронта

Дальнейшие исследования биологи проводили на мышах и убедились, что каналы Nav1.7 действительно работают в синапсах обонятельных нейронов. Ученые применили метод переживающих срезов нервной ткани обонятельной луковицы, в которых сохраняются электрические взаимосвязи между нейронами. На «живых срезах» исследователи подтвердили, что каналы Nav1.7 участвуют в возникновении скачка электрического потенциала в ответ на запаховый стимул. Это доказывает, что присутствие данных каналов на аксонах обонятельных нейронов — необходимое условие для передачи информации от них на нейроны обонятельной коры мозга. Сами обонятельные нейроны работают, но при закрытом канале не могут передавать сигнал по цепи, поэтому запах не воспринимается на высшем уровне.

Затем, как и полагается в исследованиях, биологи вывели мутантных мышей с неработающим геном SCN9A. Такие животные не чувствовали боли, да и с обонянием у них оказалось неважно. В тесте мутанты, в отличие от нормальных мышей, не проявляли интереса к жизненно важным запахам: еды, полового партнера, хищника. А если у кормящей матери-мутанта извлечь из гнезда детенышей, она не делает попыток вернуть их обратно. Обоняние в мышиной жизни стоит на первом месте среди всех ощущений.

Так ученые доказали ключевую роль канала Nav1.7 в обонянии. А также показали, как один и тот же механизм связывает ощущения двух модальностей – обоняние и боль.

Результаты работы опубликованы в Nature.

Источник: Infox.ru

Палеогеологам удалось объяснить парадокс, который напрямую связан с гипотетическим периодом глобального обледенения Земли. Заодно они нашли подтверждение теории, известной как «Земля-снежок»

Бескрайняя ледяная пустыня (Википедия) В конце неопротерозойской эры (примерно 1000 млн лет назад — 542 млн лет назад) на нашей планете происходило множество важных и часто загадочных событий. В то время раскололся на части суперконтинент Родиния, а потом Землю полностью сковали льды (этот процесс описывает теория «Земля-снежок»). В то же время появились первые макроскопические животные – представители эдиакарской фауны, которые больше напоминали растения. Тогда же подскочил уровень кислорода в океане и в атмосфере и произошло событие, которое долгое время ученые не могли объяснить — почему-то в карбонатных породах того времени отмечается резкое сокращение количества изотопов С₁₃.

Выяснить причину этого скачка удалось профессору Кристиану Бьерраму (Christian Bjerrum) из Копенгагенского университета, и доктору Дону Кенфилду (Don E. Canfield) из Университета Южной Дании.

Откуда в океане оказалось столько углерода

«Датирование при помощи U-Pb-метода показывает, что эта аномалия случилась примерно 551 млн лет назад и длилась от одного до 10 млн лет. Концентрация изотопов С₁₃ упала до неожиданно низких уровней», — пишут авторы.

Чтобы раскрыть секрет аномалии и понять, что же послужило причиной этого падения, Бьерраму и Кенфилду необходимо было выяснить, откуда углерод поступал в океан. Таких источников могло быть два – активная вулканическая деятельность в районе срединно-океанических хребтов и осаждение на дно мертвой органики. Правда, в случае поступления углерода в результате вулканической деятельности в породах присутствовало бы большое количество серы. Но ее оказалось немного: «Наши исследования состава океанических пород показывают, что содержание сульфатов в океане было небольшим и значительно ниже, чем в современном океане», — говорит Бьеррам. Это означает лишь одно – вулканы тогда играли вовсе не основную роль в поставке углерода. Значит, основной его источник – мертвая органика.

Метан замерзает и оттаивает

В условиях недостатка кислорода и низких температур органические вещества в океане разлагались не полностью, в результате выделялся метан. В обычных условиях метан представляет собой газ. Но на большой глубине при большом давлении и при низких температурах он образует с водой устойчивые комплексные соединения – клатраты (клатраты такого состава называют газогидратами). Когда температура стала повышаться, запустился процесс распада этих соединений с выделением газообразного метана. В итоге определенное количество метана попало и в атмосферу. А это сильный парниковый газ, из-за которого температура повысилась еще больше и лед начал таять еще быстрее.

«Модель, которую мы построили, показывает, что падение изотопов С₁₃ связано с высвобождением метана из клатратов. Этот вывод имеет несколько следствий – аномалия длилась, скорее, два миллиона лет, а не десять. Температура должна была повыситься максимум на 10−15 градусов. Этот процесс также должен был сопровождаться повышенными концентрациями кислорода в атмосфере», — пишут ученые.

Подробное описание превращений углерода в неопротерозойскую эру можно прочитать в статье профессора Бьеррама и Канфилда «Towards a quantitative understanding of the late Neoproterozoic carbon cycle», которая опубликована в последнем номере журнала PNAS.

В прошлом году, мы уже рассказывали о полученных новых подтверждениях теории "Земли-снежка".

Источник: Infox.ru

Раньше учёные считали, что у амёб секса нет. Оказалось, что есть, просто его не замечали.

Амёбы в разгар «брачных игр» (фото авторов исследования) Как выглядит амёба, знают все: бесформенный организм с ложноножками, на которых она «ходит». Амёбы — древнейшие эукариоты; считается, что они ведут своё происхождение непосредственно от Адама — общего для всех эукариот предка. До сих пор считалось, что у амёб только бесполое размножение, то есть особь делает копию генома, а затем делится надвое, и каждой из получившихся амёб отходит по одинаковому экземпляру генома.

Как говорят исследователи из Массачусетского университета в Амхерсте (США), «секс» (или, точнее, половой процесс) у амёб просто не замечали, поскольку он не носит, так сказать, ярко выраженного характера. А если признаки полового процесса и наблюдались, то их считали за ошибку, отклонение, только подтверждающее правило. Именно такая точка зрения позволила считать, что все эукариоты произошли от «асексуального» предка, а половой процесс развился уже потом, за миллионы лет эволюции.

Вообще-то половой процесс — это не обязательно визуально захватывающе взаимодействие двух организмов с последующим появлением на свет третьей особи. Именно поэтому понятия «половой процесс» и «половое размножение» не тождественны. Суть и предназначение «секса» в перекомбинации генетического материала — в обновлении состава генов, в повышении генетического разнообразия за счёт новых комбинаций генов. Как это будет происходить у отдельно взятого вида — личное дело самого вида.

У амёб дело обстоит так (в общих чертах!): особь делит весь свой геном на две равные части, которые затем комбинируются в новом организме. Последний может получить части генома как от одной особи, так и от двух разных. При этом у «новичка» будет свой, сугубо индивидуальный набор генов, отличающий его от тех, кто предоставил свои половины генома. Новая особь сможет по-другому реагировать на окружающую среду — а значит, появляются новые пути развития.

Статья учёных, подсматривавших за амёбами, опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.

У амёб половой процесс идёт не всё время; в некоторых условиях более эффективным оказывается бесполое размножение делением. Однако, как полагают многие учёные, бесполому размножению суждено исчезнуть из живого мира, поскольку у тех, кто его практикует, в геноме накапливаются ошибки и мутации, бесконечно тиражирующиеся в миллионах копий и в итоге становящиеся несовместимыми с жизнью. При половом размножении дефекты в генах «уходят» за счёт перераспределения генетической информации — потомству плохие гены могут просто не достаться.

Новая информация об амёбах лишний раз удостоверяет тотальность и общеобязательность «секса». Который, вероятно, возник вместе с эукариотами. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследования экологов подтвердили ключевую роль рыб в распространении семян растений в южноамериканских пойменных лесах.

Трудолюбивый сеятель паку бурый (фото Cristiano Dalla Rosa) Среди животных, которые помогают растениям с распространением семян, самые старательные — это птицы-носороги и азиатские слоны. Поедая плоды, они «увозят» семена растений дальше, чем все остальные плодоядные звери и птицы. Американские экологи из Университета Дьюка в Северной Каролине добавили к этой паре третьего «чемпиона» — травоядного родственника пираний, рыбу по имени паку бурый (Colossoma macropomum).

То, что рыбы тоже могут выступать в роли распространителей семян, предполагалось давно, но никто не брал на себя труда подтвердить это достоверными наблюдениями, так что учёные из Северной Каролины оказались первыми. Была предпринята попытка оценить расстояние, которое может покрыть рыба с семенами в желудке. Ранее эта же команда экологов обнаружила в пищеварительном тракте паку (который, кстати, в дикой природе может достигать метра в длину) тысячи семян растений, растущих по поймам рек Амазонии. С помощью радиомаяков учёные наблюдали за 24 особями в течение трёх сезонов дождей и выяснили, что рыбы способны уплывать на расстояние до 5,9 км. С учётом того, с какой скоростью подопытные переваривают пищу и испражняются, конечная длина пути семян внутри паку оказалась равна 5,5 км.

Это сравнимо с расстоянием, которое преодолевают семена внутри уже упоминавшихся птицы-носорога и азиатского слона.

Не менее важным является и то, что паку бурый распространяет семена по территориям, на которых растениям удобно расти, то есть по долинам затопления в поймах рек, а не роняет их на дно посреди озера.

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

Роль рыб в «севообороте» долгое время недооценивали — во многом из-за того, что за ними трудно наблюдать и изучать поведение в естественных условиях (в отличие от птиц и зверей). При этом весьма вероятно, что рыбы вместе с наземными животными выполняют ключевую роль в распространении семян не только в бассейне Амазонки, но и в тропической Африке, Европе и Северной Америке.

Как утверждают авторы работы, наиболее эффективны в «перевозках» семян крупнейшие особи: они дальше уплывают и больше съедают. В то же время все особи паку, которые попадались учёным, оказывались в лучшем случае средних размеров. Чрезмерный рыболовецкий промысел, как говорят экологи, сократил численность некоторых популяций на 90%. С учётом роли, которую паку играет в рассадке деревьев, можно сказать, что исчезновение рыбы может «неожиданно» оставить людей без леса. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Наиболее крепкие и долгоживущие львиные прайды формируются в местах слияния рек — там, где вода доступна круглый год, а условия для охоты идеальны. Преимущества таких зон обитания требуют организованной защиты от посягательств со стороны чужаков, что и приводит к появлению социальных форм поведения.

Южная Африка, львиный прайд (фото WildImages)Из 36 видов диких кошек львы — единственные, кто живёт социальными группами, или прайдами. Объяснений этому выдвигалось множество: прайду проще охотиться, чем одиночному хищнику, легче вскормить и вырастить детёнышей, защитить молодняк от нападений чужаков и пр. Исследователи, работающие в проекте по изучению львов в Национальном парке Серенгети, что в Танзании, взглянули на проблему с другой стороны.

Учёные попытались соотнести особенности ландшафта и склонность львов к прайдообразованию.

Наблюдение за львами учёные начали ещё в 1978 году, но, как говорит профессор Крэйг Пэкер, никто не ожидал, что львы проявят столь выдающиеся способности к ничегонеделанию. Исследователи проводили часы в ожидании, когда эти ленивейшие звери хоть что-нибудь предпримут. В общей сложности наблюдение велось за 5 000 особей в 28 прайдах, при этом оценивался репродуктивный потенциал прайда, то есть поддерживается ли численность группы на определённом уровне и не грозит ли прайду распад и исчезновение.

Оказалось, что самыми стабильными и «воспроизводимыми» являются те группы животных, которые занимают территории вблизи слияния рек. В таких районах вода доступна круглый год, есть тень и множество удобных позиций для засадной охоты. Жизнь тут, конечно, даёт больше возможностей для оставления потомства, а потому эти преимущества очевидны всем. Чтобы защитить занятые земли, проще вступить в союз, чем в одиночку отбиваться от других претендентов.

Львиные прайды, живущие в иных местах, демонстрировали меньшие репродуктивные успехи, были не столь многочисленны и исчезали в течение десяти лет. Для подтверждения того, что особенности ландшафта могут стимулировать социальную жизнь, исследователи создали математическую модель, в которую были заложены территории, обеспечивающие больший репродуктивный успех. На таких землях, согласно модели, вероятность появления социальных форм поведения резко возрастала.

На выгодных охотничьих угодьях больше шансов столкнуться с конкурентом, и в этом случае именно структура прайда обеспечит должную защиту как взрослому животному, так и молодняку. Львы поступают подобно людям, когда приходится защищать выгодные территории от набегов «коллег по виду». Вероятно, географические особенности ареала подтолкнули львов эволюционировать в сторону большей социальности и создания семей-отрядов по типу прайда. И это объясняет, почему среди всех диких кошек именно львам приспичило коллективно защищать своё потомство. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Учёные из Великобритании разглядели останки органических веществ, законсервированные в теле древнего существа в течение 50 миллионов лет.

Заднюю часть неизвестной зверушки откопали в формации Грин-Ривер (Green River Formation) в штате Юта. Судя по всему, передняя её часть стала чьим-то обедом (фото N. P. Edwards)Герои исследования – аминогруппы, составлявшие когда-то белок кожи рептилии (скорее всего, бета-каротин). Визуализировать их распределение палеонтологам из университета Манчестера удалось при помощи необычного метода исследования – инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR).

Кристаллический «щуп» проходит по поверхности окаменелости, и компьютер считывает распределение отражённого инфракрасного сигнала. Органические вещества поглощают часть ИК-излучения и меняют отражённый сигнал, поясняют палеонтологи.

Распределение элементов в окаменелой коже подтвердили и другими методами исследований (иллюстрации Royal Society Proceedings B: Biology) В ходе исследования учёные, не разрушая образец, получили детальную карту кожи ископаемого существа, выяснили, что собой представляют органические останки 50-миллионолетнего белка.

"Органические" в данном случае означает, что вещества хоть и деградировали, но не разрушились полностью, сохранив часть своей истории для биологов.

Британцы предполагают, что за столь хорошую консервацию древней кожи стоит благодарить металлы, присутствующие в тканях в ничтожных количествах. В благоприятных условиях они могут образовывать связи с веществами в коже и с минералами из окружающей почвы. Этот процесс останавливает вымывание разлагающихся тканей и их дальнейшее разрушение.

Источник: MEMBRANA

Около 5 млн лет назад в Испании на острове Менорка жил гигантский кролик вес которого достигал 12 кг, что почти в 6 раз больше веса ныне живущего европейского кролика. 

Подробнее...

Останки крупного животного обнаружили на острове Менорка палеонтологи из Испании. Позже выяснилось, что принадлежат они вымершему примерно 3-5 миллионов лет назад кролику, вес которого достигал 12 килограммов.

Реконструкция гиганта: существо показано в сравнении с современным диким европейским кроликом (фото Society of Vertebrate Paleontology)Назвали гиганта соответственно – Nuralagus rex (а неофициально и вовсе «Меноркийский король кроликов»). Для сравнения: в те времена его собрат «с большой земли» (Alilepus) весил примерно в 10 раз меньше, а существующий ныне европейский кролик (Oryctolagus cuniculus) легче ископаемого существа в шесть раз.

«Мне было 19 лет, когда мы впервые наткнулись на косточки древнего животного. Тогда я предположил, что это останки гигантской черепахи Менорки», — рассказывает глава нынешнего исследования доктор Хосеп Кинтана (Josep Quintana).

Он и его коллеги из палеонтологического института Каталонии (Institut Català de Paleontologia) предполагают, что нашли самый древний пример «островного гигантизма» (island rule) у млекопитающих.

Считается, что большие животные, попадая на острова, становятся меньше, а мелкие – крупнее. Примеров тому находили немало. (Напомним, что на Майорке испанские учёные однажды обнаружили не менее удивительного доисторического козла.)

Причиной такого перераспределения размеров может быть нехватка пищевых ресурсов, а также отсутствие материковых хищников. Известно, что рядом с вымершим кроликом жили лишь черепахи, летучие мыши и крупные сони.

Отсутствие хищников также привело к тому, что кролик лишился острого зрения и слуха (глазницы животного и слуховой барабан были небольшими). Это, вероятно, означает, что уши зверя были меньшего по отношению к телу размера, если сравнивать с его собратьями.

Исследователи обнаружили ещё одну любопытную особенность животного: он лишился способности передвигаться прыжками. Вместо гибкого и пружинистого позвоночника, как у его материкового собрата, Nuralagus rex обладал лишь коротким жёстким хребтом. С таким «подарком природы» особенно не попрыгаешь.

Учёные считают, что передвигался «король кроликов» примерно как современный бобёр, вышедший из воды. Скорее всего, он просто копался в земле в поисках корений и клубней растений. (Статья авторов находки опубликована в Journal of Vertebrate Paleontology).

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА