Как мозг следит за временем? Долго считалось, что для этого есть специальная структура (на эту роль предлагали базальные ганглии или мозжечок), по которой весь остальной мозг «подводит часы». Однако эксперименты нейрофизиологов из Университета Миннесоты (США) показали, что чувство времени в мозгу децентрализовано и что в разных временных процессах, очевидно, задействованы разные нейронные цепи.

Для каждой самостоятельной задачи в нашем мозгу создаются отдельные нейронные часы, которые и следят за ритмом и ходом времени. (Фото ERproductions / Corbis.)В ходе эксперимента исследователи тренировали макак-резусов раз в секунду переводить глаза с одной точки на экране монитора на другую. Никаких временных датчиков у обезьян не было, они могли полагаться только на своё чувство времени. Спустя три месяца макаки научились чётко выдерживать временной интервал, который колебался между 1,003 и 0,973 с.

После этого исследователи попробовали отследить активность сотни нейронов, лежащих в латеральной теменной коре, где находится центр управления движениями глаз. Как учёные пишут в веб-издании PLoS ONE, им удалось зафиксировать затухание активности нейронов в промежутке между движениями глаз. Причём скорость этого затухания соответствовала временному интервалу между движениями: если затухание длилось слишком долго, то обезьяна ждала дольше секунды; если активность нейронов спадала слишком быстро, обезьяна начинала торопиться.

Авторы делают вывод, что в данном случае чувство времени зашифровывается в нейронах, непосредственно отвечающих за слежение. Если учесть, что мы существуем сразу во многих временных шкалах, что мы одновременно выполняем несколько разнородных действий, у каждого из которых свой временной ритм, то можно предположить, что таких нервных цепей, которые следят «за часами», в нашем мозгу довольно много. Такое распределение «временных» обязанностей кажется более эффективным, чем сосредоточение всего времени в одной-единственной структуре. 

Однако остаётся загадкой, как всё-таки в этих нервных цепях создаётся нужный временной ритм, как нейроны понимают, в каком ритме им следует возбуждаться и успокаиваться? В ближайшем будущем исследователи собираются это выяснить, а заодно узнать, как на этот процесс влияют внешние факторы вроде стресса, который, как известно, сильнейшим образом сказывается на нашем ощущении времени.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Масштабное исследование зоологов из Техасского университета в Остине (США) способно окончательно подтвердить ту гипотезу, по которой все млекопитающие вышли из ночной тьмы — то бишь были ночными животными на заре своей эволюции. В мезозое, когда возникли первые звери, у них не было никакой возможности конкурировать с динозаврами, которые были активны днём. Чтобы их не съели прежде времени, млекопитающим пришлось уйти в тень, где они и пребывали до тех пор, пока динозавры не вымерли.

Лишь человекообразные приматы приобрели в ходе эволюции истинно «дневные» глаза. (Фото Jami Tarris / Corbis)Подтвердить эту гипотезу зоологи смогли, сравнив строение глаз у 266 современных видов млекопитающих. Среди них были как те, что активны и днём и ночью, так и предпочитающие строго дневное время суток. Глаза тех и других сравнивали по соотношению площади роговицы и длины глаза. Это важный параметр, от которого зависит светочувствительность органа зрения и способность чётко видеть окружающее. Оказалось, что разницы в этом параметре у разных видов млекопитающих нет, то есть глаз в этом смысле устроен одинаково и у дневных, и у полудневных видов. 

При этом, как пишут исследователи в журнале Proceedings of the Royal Society B, такое соотношение размера роговицы и длины глаза чрезвычайно напоминало аналогичную величину у ночных ящериц и ночных птиц. То есть все млекопитающие, независимо от своего нынешнего образа жизни, всё ещё несут в себе наследство далёких ночных предков. У рептилий и птиц такой проблемы — уворачиваться от дневных динозавров — не было, поэтому у них дневные и ночные виды по строению глаз различаются довольно сильно. 

65 млн лет назад, в конце мезозоя, динозавры исчезли, и млекопитающие вышли из тени, но жёсткой нужды переделать глаза так, чтобы они приобрели острое дневное зрение, у зверей не было. Лишь одна группа млекопитающих озаботилась дневной специализацией зрения — человекообразные приматы. Как и у дневных птиц и дневных рептилий, у человекообразных обезьян небольшая площадь роговицы относительно длины глаза. По мнению учёных, это связано с тем, что приматы при их дневном образе жизни сильнее зависят от зрения. Действительно, с плохим дневным зрением обезьяны и предки человека вряд ли смогли бы научиться совершать сложные движения, необходимые для овладения орудиями труда.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Марсоход Curiosity завершил первый детальный рентгеноструктурный анализ марсианского песка и определил, что тот напоминает вулканогенную почву, которую можно найти в таких местах, как, например, щитовой вулкан Мауна-Кеа на Гавайях.

Вид на Рокнест в естественных цветах (слева) и с освещением, приближенным к земному (изображение NASA / JPL-Caltech / MSSS)На протяжении месяца ровер черпал и фильтровал образцы марсианского реголита в области Рокнест. И только сейчас он начинает оправдывать своё первоначальное название — Mars Science Laboratory, выполняя исследования, которые на Красной планете ещё никто не делал. Ни один из предыдущих посадочных модулей или марсоходов не был способен на дифракцию рентгеновского излучения, ибо необходимое для этого оборудование, как правило, имеет размер холодильника. Скажем спасибо инженерам, которые сумели уменьшить аппаратуру до габаритов коробки из-под обуви и сделать её менее энергоёмкой.Результаты анализа: наряду с кристаллическим обнаружен некристаллический материал. Цвет соответствует интенсивности рентгеновского излучения. (Изображение NASA / JPL-Caltech / Ames.)

Образец грунта объёмом с таблетку аспирина отправился в ячейку анализатора CheMin, которая способна вибрировать с частотой две тысячи раз в секунду. Песок как следует встряхнули, после чего «обработали» рентгеновским излучением. Оно проникло в мельчайшие крупинки, определив расстояния между атомами и однозначно ответив на вопрос о присутствующих минералах и их количестве.

CheMin показал наличие кристаллических полевого шпата, пироксенов и оливина, которые на Земле могут быть сформированы в результате вулканических процессов и разбиты на песок ветром, дождём или проточной водой. Ничего удивительного в этом нет: учёные и в прошлом находили все эти минералы на Марсе, просто впервые удалось обнаружить их напрямую.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Около 70 млн лет назад под ногами живших тогда динозавров сновало небольшое млекопитающее Barbatodon transylvanicus интересной особенностью которого были красные зубы.

Зубы Barbatodon transylvanicus (фото: Тьерри Смит)Barbatodon transylvanicus проживал на территории современной Трансильвании в Румынии примерно в 200 км от всеми известного замка кровожадного средневекового князя Влада Дракулы. Данное животное было размером примерно с крысу и принадлежало к малоизвестной группе млекопитающих Multituberculates переживших динозавров на 35 млн лет.

Тьерри Смит из Королевского бельгийского института Естественных наук в Брюсселе и Влад Серхио Рамос из Университета Babes-Bolyai в Румынии нашедший данное ископаемое, сказали, что красная окраска эмали его зубов обусловлена содержанием в себе 3% железа, вероятно, благодаря которому зубы млекопитающего были более устойчивые к истиранию. Во всем остальном зубы Barbatodon transylvanicus выглядели как у современных землероек. Это наводит на мысль, что основной пищей Barbatodon transylvanicus являлись насекомые с твердым панцирем.

Информация о находке и результаты исследований были представлены в прошлом месяце в  Обществе Палеонтологии Позвоночных  Рейли, Северная Каролина.

Источник: NewScientist

Находясь в толпе, мы легко можем сфокусироваться на знакомом лице или на характерной одежде и уже не упускать этого человека из виду. Примерно также поступают животные, только в их случае следует говорить о «толпе» запахов. Благодаря своему намного более острому, чем у человека, обонянию, животные могут чувствовать великое множество ароматов. И среди них нужно как-то ориентироваться, нужно уметь сконцентрироваться на запахе пищи или угрожающем запахе хищника — если они затеряются в гуще других, зверь или не сможет добыть себе пропитание, или сам попадёт кому-нибудь на обед.

Способность сосредоточиться на нужном запахе зависит от того, насколько хорошо ты можешь управлять своим дыханием. (Фото Pulp Photography / Corbis.)Гипотезы о том, как млекопитающие фокусируют своё обоняние, существуют давно, но получить экспериментальные данные, которые позволяют представить этот процесс более-менее полно, удалось только сейчас. Исследователи из Чикагского университета (США) выяснили, что слизистая обонятельного эпителия крыс с разной скоростью впитывает запахи: одни довольно быстро достигают нужной концентрации и возбуждают рецепторы, другие, наоборот, медленно. 

С другой стороны, принюхиваясь, крысы меняют скорость потока воздуха через обонятельные пути и тем самым заставляют более интенсивно работать только определённый вид рецепторов, настроенных на конкретные запахи. 

Исследователи обучали крысу реагировать только на определённый запах, и если крыса правильно его угадывала, то получала сладкое угощение. Во время тестов на брюхо животного в районе диафрагмы крепились датчики, которые регистрировали изменение ритма дыхания. Оказалось, если крысе нужно было распознать запах, который легко впитывался в слизистую, дыхание было поверхностным и частым. Если запах впитывался плохо, крыса дышала глубоко и редко. При этом, как легко понять, были задействованы разные рецепторы: одни располагались недалеко от входа в дыхательные пути и не требовали больших концентраций запаха, другие, наоборот, находились глубоко внутри и были настроены на запаховые вещества, которые с трудом проникали в слизистую.

Главный вывод, который делают исследователи, в том, что фокус на определённом запахе зависит не только и не столько от типов и комбинаций рецепторов, но от обонятельного поведения животного, от того, как зверь дышит, принюхивается и т. д. — словом, регулирует поток воздуха через обонятельные пути. Это полная аналогия с тем, как мы выискиваем в толпе знакомое лицо: ведь наша способность заметить определённого человека и не выпускать его из виду тоже мало зависит от того, какие фоторецепторы у нас в данный момент работают, и определяется тем, как и куда мы смотрим.

Статья с результатами экспериментов готовится к выходу в Journal of Neuroscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Первые летучие рыбы появились 247 млн лет назад в среднем триасе, таким образом они спасалис от господствовавших в те времена ихтиозавров.

Подробнее...

Останки ископаемой летучей рыбы Potanichthys xingyiensis, недавно обнаруженные в южной части Китая, свидетельствуют о том, что это крылатое чудо появилось на свет на миллионы лет раньше, чем считали палеонтологи-летописцы.

Potanichthys xingyiensis (реконструкция Fei-Xiang Wu)Морские хищники пытаются загнать добычу к поверхности океана, где пути к отступлению будут перерезаны. И тут происходит неожиданное: рыба внезапно выходит в «космос» и спасается. Великолепная адаптация!

Гуанхуэй Сю из Китайской Академии наук и его коллеги обнаружили окаменелости, относящиеся к среднему триасу (около 247 млн лет назад). Да этого наиболее ранними экземплярами были образцы позднего триаса (примерно 230 млн лет назад) из Австрии и Италии.Potanichthys xingyiensis

Создание обитало в так называемом море Янцзы в бассейне океана Палеотетис, который занимал место Индийского океана и Южной Азии.

Современные летучие рыбы снабжены двумя или четырьмя «крыльями» — жёсткими плавниками, которые позволяют им развивать в воздухе скорость до 72 км/ч, преодолевая 400 м за 30 с.

Китайская окаменелость (современные летучие рыбы не являются её потомками) имеет четыре крыла: пару очень больших грудных плавников и глубоко раздвоенный хвостовой, причём нижняя часть последнего сильнее верхней, а это означает, что рыба могла развить нужную скорость и выпрыгнуть из воды. По-видимому, она также была в состоянии относительно долго парить и совершать довольно сложные воздушные манёвры. Сам факт необходимости спасаться столь нетривиальным образом говорит о том, что морская жизнь на удивление быстро восстановилась после массового пермского вымирания (где-то 252 млн лет назад). Судя по наличию останков ихтиозавров в той же области, рыба убегала в том числе от этих рептилий.

Самая древняя летучая рыба из известных (изображение Guang-Hui Xu)Кроме того, современные летучие рыбы едва ли могут подняться в воздух при температуре ниже 20 ˚C. Скорее всего, это справедливо и для древних, что подтверждает гипотезу о том, что в среднем триасе на востоке океана Палеотетис было жарковато.

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

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Американские исследователи сумели наглядно продемонстрировать работу   естественного отбора на примере древних лошадей. Эволюция этих животных шла следом за перестройками в рационе, которые происходили во время климатических изменений.

Все мы немножечко лошади, фотограф... (Снимок !.Keesssss.!.)    В теории эволюции часто оказывается невозможным подтвердить гипотезу об эволюционном пути того или иного вида. Это случается, когда все ближайшие родственники изучаемой группы животных давно вымерли. Например, принято считать, что развитие современных лошадей есть классический пример действия естественного отбора. Лошади изменялись вслед за изменениями в питании, то есть переходя в еде с одного вида растительности на другой.

    Эта теория долгое время подтверждалась косвенными   палеонтологическими данными и умозрительными рассуждениями. И вот два исследователя из Нью-Йоркского технологического института, Мэтью   Милбахлер и Никос Солуниас, сумели достоверно показать, как шла эволюция лошадей   в соответствии с изменениями в их рационе.

    Г-да Милбахлер и Солуниас в прямом смысле посмотрели «коню в зубы»   — проанализировали зубы в 6 500 ископаемых останков более чем 70 вымерших видов   лошадей. При этом они исходили из того, что пища оставляет специфические следы  на зубах, которые можно увидеть спустя века. И хотя все лошади были и остаются травоядными, по степени и характеру изношенности зубов можно сказать, какую именно растительную пищу они ели.

    Рацион древних лошадей трансформировался вслед за климатическими   изменениями: с похолоданием животные перешли с плодов и мягкой листвы дождевых лесов на луговые травы. При этом учёные заметили, что поначалу лошади имели зубы, которыми можно было есть мягкие плоды и листву, затем на них стали   оставаться следы жёсткого воздействия нового травянистого рациона. Наконец,  через миллион и более лет зубы перестают сильно изнашиваться и адаптируются к   новому рациону. Важно отметить, что временной разрыв между изменением в рационе и перестройкой зубов соответствует эволюционным масштабам: в ходе естественного отбора появились виды, у которых зубы не изнашивались и были более приспособлены к новой еде.

    Работа опубликована в мартовском номере журнала Science. Один из глобальных принципов теории эволюции и биологии вообще — «Ты то, что ты ешь» — наконец-то получил наглядное доказательство.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА

Ввезённый в Северную Америку из Азии кустарник тамариск доставляет местной природе кучу проблем. Вторгаясь в экосистемы по берегам рек, он вызывает эрозию, заиление и обезвоживание почвы. Самым эффективным методом борьбы с «оккупантом»   оказалось расселение по захваченным районам азиатского же жучка, природного   пожирателя тамариска.

Тамариску тамарисково! (Фото Chinch Gryniewicz / Ecoscene / Corbis.)    Кустарник тамариск, чьей родиной являются Азия, Африка и юг   Европы, около сотни лет назад проник в Северную Америку и успел превратиться в   настоящее экологическое бедствие. Это растение, непривередливое по отношению к   почве и терпящее существенные перепады температуры, любит селиться вдоль рек,   энергично вытесняя местные виды. В итоге пойменные леса постепенно уменьшаются под давлением тамариска, усиливаются эрозия и заиление почв, а сам кустарник интенсивно   выкачивает из земли воду.

     Больше всего страдает американский юго-запад, в тёплом и засушливом климате   которого растения и животные особенно зависят от содержания влаги в почве.   Тамариск распространяет своё влияние не только на дикую природу, но и на   фермерские хозяйства, прилегающие к рекам. Чтобы предотвратить превращение   территории в столь привычную для тамариска полупустыню, необходимо тратить   огромное количество воды и денег на мелиорацию захваченных «азиатом» земель...

    ...Или использовать особого жучка под названием Diorhabda   carinulata, который с чрезвычайной энергией поедает листву   тамариска.

    Учёные из Университета   Калифорнии в Санта-Барбаре по достоинству оценили этот способ   борьбы с растением-захватчиком. Результаты их исследования опубликованы в   журнале Oecologia. Учёные приводят впечатляющие цифры: за   год «работы» жучка в бассейне реки Гумбольдт на севере Невады, который   безнадежно захвачен кустарником, в почве осталось 3 083 750 кубометров воды,   которая при здравствующем тамариске могла отправиться в атмосферу. Эту величину   проще представить в практическом приложении: именно столько нужно воды, чтобы   напоить 400 га сельхозугодий, а ещё это ежегодный расход от 5 до 10 тыс.   сельских домохозяйств. Один-единственный жук оказался в состоянии вернуть к жизни целые   гектары пойменных экосистем и фермерских полей!      Роберт Паттисон, один из авторов исследования, говорит, что между   крестьянами, которые трудились на захваченных тамариском землях, и учёными,   оценивавшими эффективность жучка, наблюдалось редкое взаимопонимание. Целые   тамарисковые «леса» через пару лет после прибытия жука стояли абсолютно без   единого листа.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА

Древние предпочитали селиться в местах, которые имеют нечто общее с современными Неаполем, Сан-Франциско и Стамбулом, кои располагаются в зонах активных тектонических разломов, где высок риск землетрясения, извержения вулканов или того и другого вместе.

Пещеры Стеркфонтейн    К такому неожиданному выводу пришла международная группа учёных, попытавшаяся установить связь между геоморфологией и местами обитания прародителей человека в Южной Африке.

    Ведущий автор исследования Салли Рейнольдс из Университета   Витватерсранда (ЮАР) признаётся, что специалисты были ошеломлены,   обнаружив доказательства того, что стойбища Макапансгат, Стеркфонтейн и Таунг, где обитали гоминины Australopithecus africanus, имеют общие черты, а   именно мозаику из деревьев, лугов, болот, скал, осадочных долин, речных ущелий и   сухих плато (всё это умещается на территории квадрата со стороной 10 км).

    Именно такую смешанную среду создают тектонические движения возле реки или озера: в результате поднятия одних пластов и опускания других водно-болотные угодья начинают соседствовать с сухими районами и областями эрозии.

    Наши предки, конечно, ничего не знали о геологии. Их привлекало   сочетание благоприятных факторов: наличие питьевой воды, источников пищи и   крутых скал, где можно укрыться от хищников.

     Связь между сейсмически активными районами и местами обитания   человека впервые была обнаружена около десяти лет назад на примере Греции. О   том, что наших самых ранних предков привлекало то же самое, узнали впервые.

    Результаты исследования опубликованы в издании Journal of   Human Evolution.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА