Недокормленный одноклеточный слизевик Dictyostelium discoideum может образовывать многоклеточные структуры, сходные с эпителием высших организмов.

Спороносная «ножка» Dictyostelium discoideum (фото Richard kessel & Gene Shih / Visuals Unlimited)Простой одноклеточный организм, амебоидный слизевик с латинским названием Dictyostelium discoideum, оказался в состоянии формировать тканеподобные структуры. Для этого несколько особей должны объединиться для образования спор.

Собственно, образование многоклеточного плодового тела у слизевика не совсем свежая новость, но до сего дня никто не вникал в детали процесса. Когда Dictyostelium discoideum не хватает еды, множество клеток объединяются, чтобы образовать споры и отправить их на поиски более пригодного места обитания. При этом теперь уже многоклеточный организм формирует вытянутую «ножку», или «стебелёк», которая и образует споры. Ну а сам «стебелёк» строится из особой группы клеток, якобы несущих ответственность за образование плодового тела. Молекулярная структура последних долгое время оставалась невыясненной.

Дэниэл Дикинсон из Стэнфордского университета (США) нашёл в этих верхушечных клетках плодового тела слизевика два белка, очень похожих на катенины — ключевые компоненты в поляризации клеток у животных. Тут необходимо подчеркнуть, что поляризация клеток (когда у них появляются молекулярно-морфологические «перед» и «зад», или «верх» и «низ») — это главный процесс в развитии организма и образовании всякой ткани и органа.

Так вот, г-н Дикинсон с коллегами обнаружил: у клеток верхушки плодового тела определённые органеллы собраны на одном краю, что напоминает строение эпителиальной ткани у животных. Исследователи выключали два белка — Ddα-катенин и белок Aardvark (второй из белков слизевика, сходных с катенинами). Такой диктиостелиум был не в состоянии формировать спороносное плодовое тело, а клетки «ножки» не обладали признаками поляризации. Как выяснилось, клетки с выключенными белками оказались неспособными выделять целлюлозу и прочие экспортные вещества, на которых и можно было «строить» спороносную ножку.

Подробно результаты исследования описаны в статье, которая вышла в журнале Science.

В целом работа добавляет данных новой гипотезе о возникновении многоклеточности, согласно которой весь генетический инструментарий для этого эволюционного скачка создавался заранее. И для образования многоклеточного тела организмам нужно было лишь применить имеющийся арсенал средств.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

При ухаживании самец дрозофилы по-особому вибрирует крыльями, что воспринимается самкой как любовная песнь.

Любовная серенада понравилась настолько, что! (Фото Gustavo (lu7frb).)Как выяснили австрийские исследователи из Института молекулярных патологий в Вене, самцы фруктовой мушки (Drosophila melanogaster) соблазняют самок любовными серенадами.

И серенады эти они «поют» крыльями.

Чтобы воссоздать церемонию ухаживания, учёные использовали генетически модифицированных мух. Обычные мухосамцы реагируют на некий запах, который испускает самка. Молекулы, несущие запах, проникают в особые канальцы на голове самца, которые открываются только при 30 ˚C и выше. Генетически модифицированные мухи, использованные в исследовании, впадали в любовную лихорадку при простом повышении температуры, безо всяких окрестных «дам».

Эти канальцы, которые ловят запах самки, соединены с двумя нервными центрами. Первый находится в головном мозгу и принимает одно-единственное решение — начинать ухаживание или нет. К нему ведут пути не только от чувствительных обонятельных канальцев, но и от других органов чувств и центров мозга. Второй располагается в груди, и его функция — регулировать работу мышц крыльев, частоту и ритм движений.

Как только вблизи самца дрозофилы появляется самка, его крылья переключаются в особый режим взмахов и вибраций. Шум, который самец производит крыльями, нам покажется монотонным скрипом и шуршанием. Тем не менее дрозофилы находят эти звуки очаровательными.

Результаты исследования опубликованы в февральском номере журнала Neuron. С точки зрения учёных, детали полового поведения дрозофилы — анализ данных, принятие решения и его практическое выполнение — позволят глубже понять принципы функционирования нервной системы всего класса насекомых.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Непрерывные сигналы делают некоторые виды этих млекопитающих более искусными охотниками на насекомых, чем их сородичи, испускающие прерывистый ультразвук.

Подковоносы охотятся более умело благодаря непрерывному сканированию окрестностей. (Фото Frank Greenaway.)О том, что часть летучих мышей лучше распознаёт трепет крылышек своих жертв-насекомых, исследователи догадывались. Брок Фентон и его помощник Луис Лазур из Университета Западного Онтарио (Канада) провели эксперимент, чтобы выяснить, как и почему это происходит.

Для этого они использовали «робота-мотылька» — механический флажок, издающий колебания, которые имитируют движение крыльев небольших ночных насекомых. С точки зрения акустики идентичность была практически абсолютной. Этот своеобразный манок использовался в экспериментах на Тайване и в Белизе.

Выяснилось, что большинство летучих мышей испускают пучки ультразвуковых сигналов, а затем слушают эхо, чтобы создать «картинку» окружающего пространства. Однако 20% видов (например, малый подковонос) способны издавать непрерывные сигналы. Благодаря более чувствительным органам слуха они могут выделять из общего потока отражённый сигнал. Если первые приближались к «роботу-мотыльку» только в 1,2% случаев, то вторые — в 18,6%.

Более того, летучие мыши, обладающие более тонким слухом, различают отражение от деревьев и других «стационарных» объектов (для них это звук в одной тональности) и сигнал, который отражён от крыльев насекомых (он «скачет» из тональности в тональность, подобно сирене).

Результаты работы опубликованы в издании Journal of Experimental Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Гренландия и Антарктика теряют лёд всё быстрее, трубят спутниковые данные.

Баланс массы ледников Гренландии (вверху), Антарктики (в середине) и их сумм (внизу) с 1992 по 2009 год (здесь и ниже иллюстрации авторов исследования)Самое продолжительное на сегодня исследование свидетельствует о том, что материковые ледники обогнали горные ледники и ледниковые шапки по вкладу в повышение уровня Мирового океана намного раньше, чем предсказывалось.А так год за годом ускорялось таяние Гренландии

Почти 20-летние изыскания (1992–2009) показали, что Гренландия и Антарктика вместе теряют в среднем 475 гт льда в год. Этого достаточно для +1,3 мм воды в копилку морей и океанов. Каждый год размах потерь увеличивается в среднем на 36,3 гт: Гренландия мельчает на 21,9 гт, а Антарктика — на 14,5 гт.

В 2006-м среднегодовые потери горных ледников и ледниковых шапок оценивались в 402 гт, а ускорялось таяние втрое медленнее, чем у материковых ледников.

«То, что в дальнейшем материковые ледники будут доминировать в процессе повышения уровня моря, удивления не вызывает, ведь в них гораздо больше льда, — рассуждает ведущий автор исследования Эрик Риньо из Лаборатории реактивного движения НАСА и Калифорнийского университета в Ирвайне. — Удивительно то, что это уже началось. Если нынешняя тенденция сохранится, уровень моря будет значительно выше, чем предсказала в 2007 году Межправительственная группы экспертов ООН по изменению климата».

Если точнее, то к середине века таяние материковых ледников повысит уровень моря на 15 см. При этом горные ледники дадут ещё 8 см, а 9 см — тепловое расширение океана. Всего — 32 см.

Исследование базируется на сравнении двух независимых методов измерений. Первый определяет разницу между данными интерферометрических радаров с синтетической апертурой европейских, канадских и японских спутников и радиотолщинометрии, а также региональных атмосферных данных климатической модели Утрехтского университета (Нидерланды), которая оценивает количество льда, добавляемого в ледники. Другая технология основана на информации за восемь лет, полученной спутниками Grace, которые отслеживают малейшие трансформации в гравитационном поле Земли, вызванные изменениями распределения массы планеты.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geophysical Research Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Когда бразильским капуцинам хочется полакомиться термитами, засевшими в своих гнёздах, находчивые и рукастые обезьяны используют «удочки» из веток деревьев.

Капуцин Cebus flavius (фото авторов исследования)«Обезьяна встала на задние лапы, взяла в руки палку и превратилась в человека». Это общепринятая точка зрения: человек вознёсся над другими приматами из-за свободных рук, которыми мог манипулировать. Бразильским капуцинам Cebus flavius удалось поколебать эту теорию.

Эти древесные обезьяны едят всё, на что упадёт их глаз: фрукты, пауки, мелкие позвоночные, насекомые... Меню самое разнообразное, и, казалось бы, зачем при таком «столе» сосредотачиваться на труднодоступных термитах, которые надёжно защищены своими гнёздами-термитниками? И тем не менее. Группа учёных из Федерального университета в Пернамбуко стала свидетелями причудливой техники, которую капуцины «разработали» специально для добычи термитов.

В статье, которая готовится к печати в журнале Royal Society Biology Letters, описывается, как обезьяны выуживают термитов из их гнёзд. Капуцин находит висящий на дереве термитник и плотно усаживается перед ним, используя свой гибкий хвост. Затем он в течение некоторого времени похлопывает лапами по стенке термитника, после чего отламывает небольшую веточку и начинает «бурить» ею гнездо — там, где похлопывал. Наконец, добившись успеха, обезьяна достаёт ветку, которая, разумеется, облеплена термитами.

Антонио Соуто, один из исследователей, считает, что похлопывание вносит беспокойство в ряды термитов-солдат — охранников гнезда, и те начинают собираться у того места, откуда идут вибрации. Таким образом, обезьяна, втыкая в термитник свою «удочку», вытаскивает оттуда куда больше насекомых.

Капуцины проявили смекалку и ещё в одном моменте. Если просто долбить термитник веткой, она быстрее сломается, чем вы пробьётесь сквозь твёрдую стенку. Поэтому обезьяны во время своей «рыбалки» вращают палку, используя её как дрель.

Учёные сожалеют, что не застали момент рождения технологии: в наблюдаемой группе обезьян такая охота на термитов уже широко использовалась. Скорее всего, описанное поведение было перенято прочими членами стаи от какого-нибудь «первооткрывателя». Исследователи связывают сообразительность капуцинов с их исключительно разнообразной диетой, которая побуждает обезьян к нестандартным решениям.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

В глазу личинок дрозофил ничтожно мало фоторецепторов — всего 24 штуки (у человека, напомним, их 125 миллионов). Однако такая зрительная ущербность вовсе не мешает личинкам получать сложную, комплексную «картинку» из окружающей среды. Имея в своём распоряжении самый минимум фоторецепторов, мушиные личинки научились последовательно сканировать пространство, чтобы потом их мозг собрал из разрозненных кусочков целостное изображение.

Несмотря на свой невзрачный вид, личинки дрозофил владеют довольно хитроумным методом, который позволяет им, полуслепым, видеть больше, чем воспринимают их глаза. (Фото Nigel Cattlin / Corbis.)Исследователи из Университета Виргинии (США) обнаружили, что если личинку дрозофилы насильно привязать к дну чашки Петри, то другие личинки устремятся к ней в ответ на её судорожные движения. Возможно, инстинкт диктует им попытаться освободить сородича. Главное тут, впрочем, не взаимовыручка личинок, а то, как эти полуслепые создания с 24 пикселами в глазу вообще понимают, что кто-то рядом с ними зовёт на помощь. Может быть, они чувствуют вибрации или запах?

Эксперименты показали, что дело всё-таки в зрении. Как пишут авторы работы в Nature Communications, перед тем как устремиться на зов, свободные личинки совершали покачивающие движения головой из стороны в сторону, как бы удостоверяясь в том, что кому-то рядом нужна поддержка. Такая же реакция имела место и тогда, когда вместо живого пленника другим личинкам показывали видео с корчащимся червячком. Очевидно, что в случае видео ни об обонянии, ни о вибрациях и речи быть не может. Любопытно, что, когда скорость видеозаписи ускоряли или замедляли, личинки-«освободители» теряли к происходящему интерес. Кроме того, их никак не привлекали мёртвые и личинки других видов.

Иными словами, имея в распоряжении совсем немного «входных устройств» для сбора визуальной информации, личинки дрозофилы могут тем не менее получить довольно подробную картину происходящего: отличить живое от мёртвого, понять, свой ли вид просит о помощи, и насколько естественны призывные движения. Можно сказать, что мозг личинок видит больше, чем их глаза. Впрочем, такое же поведение можно увидеть и у людей с дефектами зрения: когда они оказываются в ситуации, в которой нужно что-то разглядеть, а света не хватает, они начинают точно так же сканировать пространство, вертя головой.

Выполнять сложную работу по сборке целостной картинки личинкам помогает их большой мозг. Хотя, конечно, его большие размеры весьма относительны: всего у личинок 20 тысяч нейронов, и учёные рассчитывают, что им не составит большого труда узнать, как происходит сборка изображения на нейронном уровне.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Азиатский слон Кошик научился имитировать человеческую речь. Он произносит звуки, в которых носители корейского языка узнают пять слов: annyong («привет»), anja («присаживайся»), aniya («нет»), nuo («ляг»), choah («хорошо»). Животное делает это необычным образом — засовывая в рот хобот. Казус подтвердила международная комиссия во главе с сотрудниками  Венского университета (Австрия) Ангелой Стёгер и Текумсе Фичем.

Учёные записывают Кошика. (Фото Current Biology / Stoeger et al.)«У человеческой речи, в сущности, два основных аспекта — высота тона и тембр, — поясняет г-жа Стёгер. — Слон Кошик способен имитировать и то и другое: он в точности повторяет не только человеческие форманты, но и высоту голоса дрессировщика». Это поразительно, ведь у слона вместо губ хобот, у него очень длинный голосовой тракт, а гигантская гортань позволяет ему выдавать очень низкие звуки. Короче говоря, ничего человеческого. Однако структурный анализ «речи» Кошика показал, что его вокализация очень близка человеческой и сильно отличается от слоновьей.

Следует отметить, что вокальная мимикрия уже наблюдалась не только у азиатских, но и африканских слонов. Например, сообщалось о том, что африканские слоны способны имитировать звук работающего автомобильного двигателя, а один самец азиатского слона из казахстанского зоопарка вроде бы что-то бормотал по-русски и по-казахски (правда, научного подтверждения этого случая не последовало).

На этот раз сомнений нет: корейцы, которым ставили запись «высказываний» Кошика, в большинстве случаев слышали одни и те же слова. Разумеется, слон не пользуется ими осмысленно.

Непонятно, почему Кошик оказался способен на подобную адаптацию. Возможно, дело в том, что в юности на протяжении пяти лет он оставался единственным слоном южнокорейского зоопарка «Эверленд» и мог общаться исключительно с людьми. Наверное, таким образом животное попыталось укрепить социальную связь с человеком, что сплошь и рядом встречается среди видов, живущих с нами и обладающих соответствующими вокальными возможностями.

О своей работе учёные рассказали в издании  Current Biology .

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Через 2,8 млрд лет умирающее Солнце  набухнет и превратится в красного гиганта, который опалит нашу планету уничтожив на ней всю жизнь. Примерно за миллиард лет до этого на Земле останутся только одноклеточные  организмы, дрейфующие в изолированных соленых горячих водных источниках.

Последние жители нашей планеты (изображение Jjguisado/Flickr/Getty)Это конечно мрачная перспектива, ожидающая нашу планету, но она дает надежду для тех, кто ищет внеземную жизнь. Модель, предсказывающая эти карманы жизни в будущей Земле и намекающая, что обитающая жизнь вокруг других планет  может быть более разнообразной, чем считалось ранее,  дает новую надежду в поисках жизни в самых неожиданных местах.

Используя то, что мы знаем о Земле и Солнце, учитывая увеличение размеров нашего светила и превращение его в красного гиганта, исследователи из Великобритании рассчитали сроки для различных этапов жизни на нашей планете.

Ранее уже публиковалось исследование, моделирующее этот сценарий жизни на Земле, но Джек О’Мэлли-Джеймс из университета Сент-Эндрюс из Великобритании и его коллеги рассмотрели возможность того, что жизнь обитающая в различных экстремальных местах планеты способна просуществовать намного дольше, чем говорилось в предыдущих исследованиях.

Существует множество звезд находящихся на разных этапах эволюции подобных нашему Солнцу, поэтому ученые смотрели на то, как долго может процветать простая и сложная жизнь вокруг звезд различного размера.

О'Мэлли-Джеймс  говорит  - "Обитаемость это не столько набор атрибутов планеты, но еще что-то, что имеет срок своего существования".

Исследователи смоделировали повешение температуры на поверхности Земли на различных широтах, а так же учли долгосрочные изменения в параметрах орбиты планеты. Их модель показывает, что по мере старения Солнца происходит нагрев Земли, и как в связи с этим будут исчезать растения, животные, рыбы, беспозвоночные и остальные живые организмы. Испарятся океаны, и остановится тектоника литосферны плит. Последним пристанищем живых микроорганизмов останутся бассейны горячего рассола расположенные на высоких широтах, закрытых пещерах или глубоко под землей. Микробы, обитающие в этих бассейнах, могут править Землей еще в течение миллиардов лет, прежде чем иссякнут и эти источники.

Применяя эту модель обитаемости к различным звездным системам на разных этапах эволюции можно сказать, что жизнь на планете будет одноклеточной в течение первых 3х миллиардов лет и в конце жизни звезды. Это показывает, что наибольшей вероятностью найти жизнь на других планетах будет нахождение одноклеточных организмов.

“Тем не менее, любое доказательство жизни за пределами нашей планеты было бы большим достижением” говорит О'Мэлли-Джеймс. Сейчас он работает над тем, чтобы определить, какие химические признаки микробной жизни будут на Земле в далекой будущем и сможем ли мы обнаружить подобные знаки на других планетах, которые, в настоящее время считаются безжизненными. “Вместо того, чтобы планета была мертвой – она может находится ближе к концу своего обитаемого цикла”  говорит он.

Эван Монаган из Открытого университета в Милтон Кейнс, Великобритании, считает, что нам следует думать о жизни на планете, как цикл - от простых до сложных и, возможно, обратно к простым. Это поможет в охоте за внеземной жизнью, говорит он. "Если жизнь существует во многих местах, мы должны определить в каком диапазоне могут существовать многоклеточные”.

Источник: NewScientist

Керченский полуостров в недалеком прошлом славился своими бескрайними степями с ковыльными травами, гейзерными сопками, каменистыми бухтами. В наше время большая часть полуострова освоена людьми, но на севере еще остались первозданные Караларская и Осовинская степи, Булганакские сопки, соленые озера и скалистые бухты. Об особенностях автономок в этой местности в летний период, расскажет и покажет известный украинский автономщик Игорь Молодан.

Пятилетняя работа зоологов из университетов Шеффилда (Великобритания), Йеля (США), Тасмании (Австралия) и Саймона Фрезера (Канада) увенчалась успехом: учёным удалось создать «древо жизни» птиц, которое включает в себя все ныне живущие виды пернатых. Чтобы дать представление об объёме работы, достаточно сказать, что зоологам нужно было установить родственные связи между 9 993 видами, опираясь на анатомические, генетические и палеонтологические данные. Построение филогенетического дерева заняло годы, несмотря на то что анализ проводился с помощью современных компьютеров.

«Древо жизни» пернатых (рисунок авторов работы)На диаграмме, представляющей древо жизни птиц в виде спирали, в центр помещён общий предок пернатых, а концентрические круги, светло- и тёмно-серые, соответствуют 20 миллионам лет каждый. Ответвления от спирали — это группы видов, а цвет этих ответвлений показывает, с какой скоростью эволюционировала (диверсифицировалась) каждая группа. Дольше всего развивались и образовывали новые виды «синие» ветки, быстрее всех — красные. Например, довольно много видов и за короткое время сформировалось у дятлов, а вот у их ближайших родственников, птиц-носорогов, видообразование шло медленно. 

Древо жизни позволяет по-новому взглянуть на то, как эволюционировали птицы с момента их появления. В частности, как пишут исследователи в журнале Nature, наиболее интенсивно разнообразие видов пернатых увеличивалось в Западном полушарии и на островах. Если же смотреть по широтам, то особой разницы между географическими зонами не заметно. Это сильно расходится с привычной точкой зрения, согласно которой самыми разнообразными по составу видов являются тропики. А вот исследователи полагают, что видовое разнообразие в тропических экосистемах не отражает их динамику. Это лишь следствие того, что данные экосистемы существуют довольно долго; скорость же птичьей эволюции всегда была в них не слишком высокой, и новые виды появлялись там не часто. В целом же быстрее всего птицы развивались в последние 50 млн лет.

Кроме общетеоретической значимости результатов, авторы работы полагают, что их «древо птиц» поможет экологам: сравнив разнообразие в разных группах, можно понять, какие из них требуют повышенного внимания со стороны природоохранных организаций.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА