При изучении янтаря возрастом 129 миллионов лет ученые Тюменского государственного университета (ТюмГУ) сделали открытие, которое, по их словам, поможет уточнить хронологию эволюции жизни на Земле. Открытие удалось сделать благодаря прекрасной сохранности древних организмов внутри янтаря и новой методике его обработки. Результаты исследования опубликованы в Scientific Reports.
Небольшие организмы, насекомые или клещи, сохранившиеся в янтаре – один из ценнейших источников палеонтологических данных, рассказали исследователи ТюмГУ. По их словам, важное достоинство находок в древней смоле – высочайший уровень сохранности. Возраст различных янтарей заметно различается, покрывая диапазон от 20 до 230 миллионов лет.
Нередко отпечаток в смоле по уровню деталей мало отличается от того, что можно увидеть под микроскопом, изучая живых родственников древнего организма. Для анализа ископаемых янтарь режут и полируют: чем меньше организм, тем тоньше нужно резать и более гладко полировать, объяснили ученые.
Специалисты ТюмГУ с помощью уникальной методики полировки янтаря смогли прояснить эволюционную летопись этой группы членистоногих. По словам ученых, эти данные помогут уточнить популярную гипотезу об эволюции – так называемые "молекулярные часы".
"Наше открытие состоялось благодаря куску ливанского янтаря, происходящего из Мелового периода, то есть времен динозавров, примерно 129 миллионов лет назад. Применив при обработке специальный держатель, мы смогли получить кусок янтаря с минимальной толщиной меньше 0,03 миллиметра, что позволило провести идеальную съемку через световой микроскоп", – рассказал ведущий научный сотрудник Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) ТюмГУ и научный сотрудник Мичиганского университета Павел Климов.
Такая "путешествующая" форма астигматического клеща отличается отсутствием ротового аппарата и большей части кишечника. Это существо, по словам ученых, не способно питаться, зато имеет гипертрофированные органы чувств и особые присоски, предназначенные для поиска хозяина-переносчика и надежного прикрепления к нему.
Исследование проводится при поддержке гранта РНФ №19-14-00004. В дальнейшем коллектив планирует закончить "калибровку" "молекулярных часов" на основе новых данных, а также продолжить изучение глобального видообразования клещей на основе данных ДНК-секвенирования.
В крупнейшем исследовании, посвященном эволюции размера мозга млекопитающих за последние 150 миллионов лет, ученые сравнили массу мозга 1400 живых и вымерших видов, а также составили графики изменения размеров мозга и тела. Авторы опровергли долгое время считавшееся общепринятым положение о том, что уровень интеллекта животных зависит от отношения размера мозга к размеру тела, а также определили два поворотных момента в эволюции мозга млекопитающих. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Долгое время ученые считали относительный размер мозга отражением когнитивных способностей и на основе этого показателя строили основные теории эволюции жизни.
Исследователи из семи стран — биологи, эволюционные статистики и антропологи — сравнили в новом исследовании, как у млекопитающих менялся размер мозга по отношению к размеру тела на протяжении длительного периода эволюции. При этом вместо данных о массе мозга авторы использовали данные об эндокраниальном объеме черепов, полученные на основе анализа 107 окаменелостей, среди которых — черепа древних китов и самый старый из когда-либо найденных черепов обезьяны.
Авторы выяснили, что виды с самыми большими относительными размерами мозга — люди, дельфины и слоны — шли к этому разными эволюционными путями. Так, слоны со временем увеличивались в размерах, а мозг у них рос даже быстрее, чем тело. Дельфины, наоборот, становились все мельче, уменьшался и их мозг.
У человекообразных обезьян эволюция шла по пути наращивания разнообразия с общей тенденцией к увеличению размера мозга и тела. Интересно то, что ранние гоминины, представляющие человеческую линию, показали относительное уменьшение размера тела и увеличение размера мозга по сравнению с человекообразными обезьянами.
Исследователи отмечают, что выявленные ими сложные и неоднозначные паттерны совместной эволюции мозга и тела требуют переоценки глубоко укоренившейся парадигмы, согласно которой соотношение размеров мозга и тела используют как меру интеллекта любого вида.
"У многих млекопитающих с большим мозгом, таких как слоны, дельфины и человекообразные обезьяны, также наблюдается большой размер тела. Но так бывает не всегда. У калифорнийского морского льва, например, относительно небольшой размер мозга контрастирует с их выдающимся интеллектом", — приводятся в пресс-релизе австралийского Университета Флиндерса слова первого автора статьи Джерун Смаерс (Jeroen Smaers), биолога-эволюциониста из Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке.
Принимая во внимание историю эволюции, текущее исследование показывает, что калифорнийский морской лев достиг низкого соотношения между мозгом и телом из-за жесткого естественного отбора по размеру тела в нише полуводных видов. Другими словами, низкий относительный размер мозга у него связан с увеличением тела, а не с уменьшением мозга.
"Мы опровергли давнюю догму о том, что относительный размер мозга связан с интеллектом, — говорит руководитель исследования Камран Сафи (Kamran Safi), научный сотрудник Института поведения животных Макса Планка в Германии. — Иногда относительно большой мозг может быть результатом постепенного уменьшения размера тела в соответствии с новой средой обитания или способом передвижения — другими словами, это не имеет ничего общего с интеллектом".
Исследование также показало, что большинство изменений в размере мозга млекопитающих произошло после двух катастрофических событий в истории Земли: массового вымирания 66 миллионов лет назад и изменения климата 23-33 миллиона лет назад.
После массового вымирания в конце мелового периода исследователи отмечают резкий сдвиг в масштабировании мозга и тела у грызунов, летучих мышей и хищников, которые устремились в пустые ниши, оставленные вымершими динозаврами. Похолодание в позднем палеогене привело к глубоким изменениям в других группах млекопитающих: эволюционные сдвиги в размерах мозга и тела претерпели тюлени, медведи, киты и приматы.
Источник: РИАНовости
Образец янтаря с шерстью млекопитающего из АриньоВозраст находок — 105 и 110 миллионов лет, что соответствует раннему меловому периоду. Янтарь мелового возраста в провинции Теруэль находили и раньше, но открытия глобального значения палеонтологи здесь совершают впервые.
Химики в лабораторных условиях получили из небиологических веществ структуры, способные самостоятельно питаться и размножаться. А физики доказали: первые клетки, возникшие таким образом, скорее всего, появились в периодически пересыхающих водоемах. Таким образом, теория Чарльза Дарвина о самозарождении жизни в маленьком прудике подтвердилась.
Этапы возникновения первых клеточных структур из небиологических веществ в условиях ранней Земли: 1 - периодическая смена сухих и влажных условий в мелководном водоеме создала среду для полимеризации химических веществ; 2 - на каждом этапе пересыхания в субстрате формировались сгустки полимеров - компартменты; 3 - последующие самопроизвольное деление и самосборка компартментов привели к возникновению протоклетокВсе организмы на Земле состоят из клеток — элементарных ячеек жизни. Главные функции, отличающие живое от неживого — метаболизм, рост, реакции на раздражители, адаптация, воспроизводство и передача генетической информации, — реализуются благодаря протекающим в клетках физическим и химическим процессам.
В 2011 году биологи из Токийского университета создали в лаборатории из набора органических веществ синтетические аналоги протоклеток. В результате полимеразной цепной реакции (ПЦР) удалось добиться их полноценного самопроизвольного деления — аналогичного тому, что происходит в естественных условиях.
Возникавшие при делении новообразованные клеточные структуры были полностью идентичны первичным: вместе с оболочкой они наследовали от материнских "клеток" весь набор генов, определяющий их функции. Такие "организмы" еще нельзя назвать живыми, ведь у них нет эволюционной составляющей. Но они очень похожи на простейшие формы, появившиеся миллиарды лет назад.
Для приготовления первичного субстрата протоклеточных структур, или, по-научному, коацервата, авторы взяли десятки органических компонентов, соотношение которых предварительно рассчитали на компьютере. Соединившись, эти вещества сформировали в субстрате коацерватные пузырьки с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри.
Несмотря на прорывной характер исследования, его результаты не доказывают возможность абиогенеза — происхождения живого из неживого. Дело в том, что ферменты, пептиды и нуклеиновые кислоты, которые ученые использовали в качестве компонентов, были биологического происхождения — то есть образованы живыми организмами.
ДНК не способна к самовоспроизведению без участия определенных ферментов — специфических белков, которые катализируют все этапы ее репликации. Японским ученым удалось создать ее в лаборатории, но, опять же, с использованием биологических компонентов.
В новом исследовании ученые из Института наук о Земле и жизни при Токийском технологическом институте в сотрудничестве с коллегами из Малайзии, Чешской Республики, США и Индии решили найти потенциальные механизмы образования первых клеток "с нуля" — только в ходе химических процессов, без участия биологии.
Компартменты — самоорганизующиеся макромолекулярные агрегаты в высушенном полимере глицина и гликолевой кислотыОни изучили широкий спектр соединений, которые могли сформироваться в результате пребиотических реакций в условиях ранней Земли.
И обнаружили, что многие из этих веществ — эфиры, амины, азиды, имиды и другие — при определенных условиях полимеризуются легче, чем биологические соединения. А некоторые даже спонтанно создают клеточно-подобные структуры — компартменты. По мнению авторов, цепочки полимеров внутри таких компартментов, закручиваясь, могли образовать уникальные трехмерные формы — прообразы белков или РНК.
Как известно, белки, представляющие собой гибкие цепочки полимеризованных аминокислот, играют роль катализаторов химических реакций в клетках. В живых организмах они синтезируются с помощью заложенного в РНК универсального кода. Как и когда он появился, ученые пока не знают. Но результаты исследования указывают — многие полимеризованные молекулы могут образовывать похожие цепочки и аналогичные каталитические формы.
Для получения полимерных цепочек в лаборатории авторы использовали периодическую смену сухих и влажных условий. При испарении разбавленного раствора, как правило, начинался процесс полимеризации, но не все образовавшиеся полимеры выдерживали сушку. Некоторые распадались. А другие при добавлении воды продолжали самовоспроизводящийся цикл синтеза. В этом авторы видят самое раннее, еще на уровне молекул, проявление эволюционного отбора, который впоследствии стал неотъемлемым признаком всех живых организмов.
Просмотрев такие "эволюционно сильные" полимеры под микроскопом, исследователи с удивлением обнаружили: в некоторых образовались компартменты размером с клетку, содержащие от десяти до двадцати атомов. По мнению ученых, со временем эти клеточно-подобные агрегаты после долгих химических преобразований могли стать полноценными клетками — самоорганизующимися структурами, состоящими уже из миллионов атомов.
То, что циклическое чередование влажных и сухих периодов способствует появлению в химической системе сложных пребиотических соединений, подтверждают и физики.
Пример самовоспроизводящегося цикла полимеризации небиологических химических веществАмериканские ученые из Университета штата Пенсильвания вместе с коллегами из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета изучили на синхротроне APS Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, какие фазовые изменения претерпевают полимерные компартменты в циклах гидратации-дегидратации.
Авторы исследовали коацерваты полиэлектролитов в жидкой среде, имеющей такой же состав, как и вода в пруду. Они смоделировали условия, когда "пруд" то пересыхает, то снова наполняется дождевой водой. И выяснили: в первом случае концентрация нуклеиновых кислот и солей увеличивается, во втором — уменьшается. Внутри же полимерных компартментов она не меняется.
Это указывает на то, что в первичных клеточно-подобных структурах среда была постоянной, что способствовало поддержанию циклов химических реакций. По мнению исследователей, это стало ключевым фактором постепенного формирования внутри протоклеток сложных самовоспроизводящихся полимерных соединений, таких как РНК.
Сегодня химикам известно: в природе повторяющиеся циклы гидратации-дегидратации облегчают сборку молекулярных строительных блоков — аминокислот и нуклеотидов — в пептиды и белки за счет снижения термодинамического барьера, который в обычных условиях препятствует полимеризации. Примеры таких природных систем — неглубокие водоемы в регионах, где дожди периодически сменяются засухами, или эпизодически действующие термальные источники типа гейзеров.
Но удивительно, что первым идею о зарождении жизни в "мелком, прогретом солнцем пруду" высказал Чарльз Дарвин еще в середине XIX века.
Источник: РИА НОВОСТИ
Длительные эксперименты с разноцветными голубями и вшами помогли ученым доказать, что теория Дарвина правильно описывает то, как возникают новые виды, приспосабливаясь к разным экологическим нишам и условиям обитания. Их выводы были представлены в журнале Ecology Letters.
"Раскрашенные" вши, использованные в ходе проверки теорий Дарвина"Наши коллеги давно пытались связать микро- и макроэволюцию, изменения в облике и поведении одного вида и формирование новых систематических единиц. Нам впервые удалось это сделать. Просто посмотрите на столь разную окраску тела вшей, которых мы вырастили всего за четыре года! С точки зрения эволюции это даже не мгновение", — рассказывает Дэниел Клейтон (Daniel Clayton) из университета Юты в Солт-Лейк-Сити (США).
Одним из самых ярких примеров эволюции, которые можно найти в трудах Дарвина, традиционно считается история галапагосских вьюрков – небольших птиц из семейства воробьиных, обладающих крайне разнообразной диетой и средами обитания.
Эти птицы, как случайно обнаружил великий британский биолог, произошли от одного предка, однако впоследствии их облик и, в особенности, устройство и размеры клюва, поменялись при приспособлении к новым экологическим нишам.
К примеру, вьюрки, которые начали питаться кровью других животных, приобрели острый и тонкий клюв, а их "кузены", поедающие семена растений и мякоть кактусов, обзавелись очень толстым и прочным клювом.
Данный процесс, который сам Дарвин называл "дивергенцией", а современные эволюционисты называют "адаптивной радиацией", считается одним из главных механизмов образования новых видов животных в природе. В последние годы некоторые ученые начали сомневаться в этом, проследив за жизнью нескольких сотен родственных видов певчих птиц.
Клейтон и его коллеги проверили эти предположения на практике, создав своеобразный аналог Галапагосских островов в своей лаборатории и "заселив" их двумя представителями животного мира – голубями разных пород и вшами вида Columbicola columbae.
Колонии птиц были изолированы друг от друга и при этом они отличались лишь окраской, что вынуждало насекомых приспосабливаться к обитанию в оперении определенных цветов. Те вши, чей цвет не соответствовал окраске птиц, быстро становились их жертвами и погибали, не оставив потомства. Это должно было, если теория о дивергенции верна, привести к формированию множества новых подвидов, а потом и видов вшей с разной расцветкой.
Для ее проверки ученые создали еще несколько "островов", чьи пернатые обитатели были лишены возможности очищать свое оперение от непрошенных нахлебников при помощи специальных колец-"намордников". Вши, жившие в оперении таких голубей, не должны были менять свой цвет, так как птицы не могли играть роль "невидимой руки" естественного отбора.
Заселив этот "Дарвиновский архипелаг", ученые наблюдали за его жизнью на протяжении последующих четырех, за которые вши успели оставить 60 поколений потомства. Как оказалось, вши очень быстро приспособились к жизни в новых условиях и приобрели маскировочную окраску, соответствующую цвету перьев тех голубей, вместе с которыми они жили.
В результате этого они стали напоминать не Columbicola columbae, а вшей из других родов и видов, которые паразитируют на птицах нетипичных для диких голубей цветов, таких как черный и белый. Эти изменения были отражены и в их ДНК – темные насекомые, выращенные Клейтоном и его командой, оставляли темное потомство, а белые - белое.
Как отмечают биологи, они были удивлены тем, как быстро поменялся облик насекомых – в прошлом, мало кто был уверен в том, что макроэволюционные процессы можно изучать в принципе из-за их сверхнизкой скорости развития. Сейчас они проверяют, можно ли подобным образом поменять и размер вшей, выращивая их на необычно крупных и мелких голубях.
Источник: РИА Новости
Эволюция гигантских сухопутных черепах, вроде тех, что живут на Галапагосских островах, может не быть связана с феноменом островного гигантизма, как считалось ранее. Еще во времена Чарльза Дарвина гигантизм некоторых видов сухопутных черепах вызывал особый интерес у натуралистов, но его эволюция оставалась для исследователей загадкой.
Исследователи из Аргентины и Германии представили публике наиболее полное генеалогическое древо вымерших и живущих в наши дни сухопутных черепах. Ученые подвергли анализу генетические и остеологические данные различных видов. Это позволило пересмотреть эволюцию сухопутных черепах и их гигантизма. Оказалось, что в некоторых случаях черепахи переходили в крупный размерный класс на материке, а не островах. Результаты исследования будут опубликованы в следующем выпуске журнала Cladistics.
Тот факт, что все живущие гигантские черепахи являются островными, может быть свидетельством того, что их эволюция следовала островному правилу: тенденция к карликовости крупных животных и гигантизму мелких животных на островах.
Примером островной карликовости может послужить флоридский олень — миниатюрный подвид белохвостого оленя. Примером островного гигантизма можно назвать дронта — вымершего голубя-пешехода с острова Маврикий, который развил большие размеры из-за отсутствия давления хищников.
Предыдущие исследования черепах были частично неубедительными — гигантские размеры связывали с отсутствием хищных млекопитающих на островах, но исследователи также предположили, что черепахи уже были гигантами, когда достигли отдаленных архипелагов. Поскольку очень немногие гигантские черепахи дожили до настоящего времени, эти гипотезы невозможно было проверить без анализа вымерших видов.
Доктор Евангелос Влахос из Аргентины и доктор Мартон Раби из Германии собрали наиболее полную родословную сухопутных черепах. Это первое исследование такого масштаба, которое бы занималось изучением эволюции размеров тела у черепах. Гигантские размеры появлялись не единожды и независимо друг от друга на разных континентах: Азии, Африке, Европе, Северной и Южной Америках. Стоит отметить, что все это разнообразие не пережило вымирания плейстоценовой мегафауны.
«Окаменелости показали, что огромное количество гигантских сухопутных черепах обитали на материке, а не на островах», — рассказывает доктор Евангелос Влахос.
«Гигантские черепахи, возможно, были лучшими колонизаторами островов, потому что они могут переносить нехватку воды и продовольствия в течение более длительного периода, чем малые виды. Гигантские черепахи пережили 740 км плавания в океане», — говорит доктор Мартон Раби.
Что привело к исчезновению этих материковых гигантов — загадка. Возможно, что виды, которые не пережили плейстоценовое вымирание мегафауны, не выдержали прессинга хищников и человека.
Неожиданным результатом исследования стало то, что предки средиземноморских черепах, которые теперь часто становятся обитателями домашних террариумов, были гораздо больше своих потомков.
Источник: PaleoNews
Предки современных людей возникли в результате контактов нескольких изолированных групп древних людей, живших в разных уголках Африки. Это укрепляет позиции набирающей популярность теории африканских "садов Эдема", заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Trends in Ecology and Evolution.
"Эволюция человека одновременно протекала в разных уголках Африки, и мы являемся потомками сразу нескольких народов. И, соответственно, наша культура тоже происходит из множества источников. Для того чтобы понимать историю появления человечества, нам нужно изучать весь Африканский континент в целом", — рассказывает Элеанор Шерри (Eleanor Scerri) из Оксфорда (Великобритания).
До недавнего времени антропологи и палеонтологи считали, что современный человек, Homo sapiens, возник в Восточной Африке примерно 200 тысяч лет назад, через несколько сотен тысяч лет после разделения предков неандертальцев и кроманьонцев. Первые люди, как показывали раскопки, проникли на Ближний Восток примерно 70 тысяч лет назад, а в Европу — около 45 тысяч лет назад.
С другой стороны, находки последних лет и генетические исследования говорят о том, что люди могли покинуть Африку гораздо раньше, как минимум 130 тысяч лет назад, и контактировать с неандертальцами на протяжении долгого времени. В подтверждение этого ученые недавно нашли в Марокко останки Homo sapiens, живших в Африке примерно 300 тысяч лет назад.
Более того, на роль прародины человечества сегодня также претендует и Южная Африка, в пещерах которой ученые недавно нашли кроманьонские орудия труда возрастом в 150 тысяч лет и останки Homo naledi, потенциальных предков человека, живших в пещере Наледи около 330 тысяч лет назад. Все это заставляет многих ученых сегодня считать, что человечество возникло не в какой-то конкретной точке Африки, а в результате взаимодействия нескольких групп древних людей, живших в разных ее уголках.
Шерри и ее коллеги нашли новые подтверждения этой идеи, теории африканских "садов Эдема", изучая все следы древних людей, живших в разных уголках Африки в последние 300 тысяч лет, в том числе их орудия труда, останки, "ископаемую" ДНК и т. д.
Все эти факторы, как отмечает Шерри, говорят о том, что Африку в то время населяло сразу несколько изолированных популяций древних людей, претендовавших на роль возможных предков кроманьонцев и современных Homo sapiens. В пользу этого говорят различия в манере изготовления орудий труда, небольшие расхождения в их анатомии и облике, а также наборы мелких мутаций в их ДНК.
К примеру, Homo sapiens из Марокко обладали более вытянутым черепом, чем остальные древние люди, а их "кузены" из южноафриканской пещеры Флорисбад имели необычно крупное лицо и толстый затылок. И те и другие кроманьонцы изготовляли сложные, но совершенно разные орудия труда и предпочитали использовать разные пигменты и украшения, а их геномы совершенно не похожи друг на друга.
Как эти группы людей стали изолированными и как они встретились потом, ученые пока не знают. При этом они предполагают, что и то и другое связано с двумя факторами в их жизни — небольшими размерами популяций предков Homo sapiens и изменчивостью климата Африки, из-за которой Сахара и многие другие пустыни, неприступные для древних людей, периодически становились зелеными и плодородными равнинами.
Источник: РИА Новости
Миллиарды лет животные обходились без шеи. Но когда древним рыбам пришлось выбраться на сушу, строение их тела сильно изменилось. Удлинился позвоночник, голова приобрела подвижность, органы чувств могли воспринять больше информации. Все это привело к развитию большого, сложного мозга.
Летом 2014 года в Университете Макгилл (Канада) биологи под руководством Эмили Станден (Emily Standen) наблюдали за сенегальскими многоперами (Polypterus senegalus). Эти небольшие рыбы обитают в пресноводных водоемах Западной и Центральной Африки, но способны дышать воздухом и ходить по земле. Специально для опыта ученые вырастили многоперов на суше и наблюдали, как менялись их анатомия и поведение.
Оказалось, что "сухопутные" рыбы передвигались по земле быстрее и эффективнее, чем их рожденные в воде собратья. Они ставили свои плавники максимально близко к телу — в 3,5 раза ближе обычного, а головы поднимали в полтора раза выше, чем в воде.
Скелет их вытянулся, а связки в грудной клетке окрепли, усилив поддержку тела во время ходьбы. Связи туловища с головой, наоборот, ослабли, и шейный отдел позвоночника стал подвижнее.
Лопастеперая рыба тиктаалик (Tiktaalik roseae), чьи ископаемые останки обнаружили в 2004 году в канадской Арктике, использовала плавники не только для плавания, но и для хождения по земле. Череп у нее был укороченный и приплюснутый, а голова отделена от пояса передних конечностей.
"Открытое нами существо стирало грань между этими двумя группами животных (рыбами и наземными позвоночными. — Прим. ред.). Как рыба, оно было покрыто чешуей и имело перепончатые плавники. Но обладало плоской, как у позвоночных, головой, кроме того, у него была шея. Внутри передней пары его плавников находились кости, соответствующие плечевой, локтевой и лучевой и даже некоторым костям запястья. Эти кости были, к тому же, соединены суставами: перед нами была рыба с плечевым, локтевым и лучезапястным суставами!" — пишет в книге "Внутренняя рыба" американский палеонтолог Нил Шубин, один из первооткрывателей тиктаалика.
У животных, дышащих только жабрами, скелет плавника крепится к поясу конечности, который соединен со скелетом жаберной крышки. Рыбы дышат, синхронизируя движения жаберной крышки и грудных плавников, но это ограничивает движения головы.
У тиктаалика костей жаберной крышки почти не осталось, поэтому он мог относительно свободно двигать головой. Утратившее функциональность сочленение остатков жаберной крышки постепенно смещалось внутрь черепа, превращаясь понемногу в крошечные слуховые косточки — предшественники среднего уха человека.
Так могли выглядеть древние рыбы тиктаалики в представлении Нила ШубинаНовоприобретенная шея позволяла тиктаалику и первым амфибиям, например ихтиостегам (Ichthyostega), охотиться, отмечают российские палеонтологи Александр Марков и Елена Наймарк в книге "Эволюция. Классические идеи в свете новых открытий". Благодаря шее животные, выслеживая добычу, могли прижимать голову к земле. Сегодня так же делает обитатель мангровых зарослей илистый прыгун (Periophthalmus), умеющий дышать под водой и на земле.
У рептилий, птиц и млекопитающих шея заметно удлинилась. У млекопитающих насчитывалось до семи шейных позвонков, у динозавров — больше, например у эласмозавра Albertonectes — 76. Это привело к обособлению подъязычного нерва, плечевого и шейного нервных сплетений и, как следствие, — к большему разнообразию движений.
Кстати, благодаря развитым шейным позвонкам рептилии оказались эволюционно успешнее амфибий и потеснили их. В голове сосредоточились главные органы захватывания пищи — челюсти, нападения и защиты — зубы, восприятия внешних впечатлений — глаза, уши, нос.
Удлинение шеи повлияло и на расположение внутренних органов: сердце отдалилось от головы и опустилось в грудную клетку. Впоследствии у млекопитающих появилась диафрагма — мышца, значительно облегчающая процесс дыхания.
Авторы работы отмечают, что на суше лопастеперые рыбы и их потомки столкнулись с новыми вызовами: с одной стороны, приходилось преодолевать гравитацию (в водной среде сила тяготения компенсируется выталкивающей силой), с другой — перед ними открылась невиданная ранее свобода движений. Все это потребовало от мозга новых ресурсов и большего контроля.
"Шея позволила улучшить маневренность и ловкость в наземных и воздушных средах. Это нововведение в области биомеханики развивалось рука об руку с изменениями нервной системы, контролирующей наши конечности", — говорится в статье.
Кроме того, как полагает Малколм Макивер (Malcolm MacIver), невролог из Северо-Западного университета (США), новая среда обитания давала древним животным намного больше информации, что способствовало формированию более сложного сознания и возникновению комплексного планирования. Первые наземные позвоночные охотились спонтанно, но со временем те из них, кто смог выйти за рамки такого "реактивного" режима и научились мыслить стратегически, получили эволюционное преимущество.
Источник: РИА Новости
Самые ранние позвоночные Земли, которые могли передвигаться по суше на четырёх лапах, обитали не в пресноводных озерах или реках. Вместо этого эти существа, появившиеся около 375 миллионов лет назад, жили в солоноватых водах дельты реки или эстуария – однорукавного (в отличие от дельты) воронкообразного устья реки, расширяющегося в сторону моря, сообщают исследователи из Университета Лиона (Франция) в журнале Nature.
Ранние четвероногие, такие как ихтиостега (Ichthyostega) и акантостега (Acanthostega), были переходным звеном между лопастепёрыми рыбами и наземными позвоночными: у них были ноги, а также жабры и хвосты, что позволяло им передвигаться как по суше, так и в воде. Новое исследование, проведенное палеонтологом Жаном Гедертом (Jean Goedert) из Университета Лиона и его коллегами, предполагает, что эти животные также могли переносить резкие изменения солености воды, обнаруженные, например, в устье реки – в месте, где река впадает в море.
Исследователи проанализировали изотопы серы и кислорода – формы этих элементов с одинаковым количеством протонов, но разной массы – в окаменелых костях 51 древнего четвероногого, найденного в Гренландии и в Китае. По сравнению с пресной водой, морская вода имеет более высокое соотношение изотопа серы-34 относительно серы-32. В исследуемых образцах проявлялся повышенный уровень серы-34, сообщают исследователи, предполагая, что существа хотя бы некоторое время проводили в морской воде. Но изотопный анализ кислорода показал, что пресная вода также присутствовала в среде, в которой обитали древние амфибии.
Результаты ставят под сомнение устоявшуюся теорию о том, что самые ранние тетраподы вышли на земли из пресноводных вод, таких как реки или озера. В 1929 году первые ископаемые Ichthyostega были обнаружены в слоях красного песчаника в восточной Гренландии. Эта осадочная порода которая раньше считалась пресноводным отложением. Но позже были найдены окаменелости тетрапод, которые эволюционно были связаны с известными морскими видами – это дело основания полагать, что первые "ходоки", возможно, жили в более соленых водах, чем считалось ранее.
Исследователи говорят, что способность приспосабливаться к средам с равным уровнем солености помогла четвероногим - группе, которая включает в себя сегодняшних амфибий, рептилий и млекопитающих - выжить во время массового вымирания обитателей океана, которое произошло к концу девонского периода около 359 миллионов лет назад.
Источник: Научная Россия
Благодаря современным методам исследования и новым открытиям палеонтология многое прояснила в эволюции летающих живых существ. Птерозавры, ихтиорнисы, энанциорнисы, микрорапторы сотни миллионов лет царили в воздушном пространстве, но в итоге уступили место птицам. РИА Новости рассказывает о древней истории крылатых созданий и о том, кто мог быть предком птиц.
Мезозойский микрорапторПалеонтологи шутят: посмотрите на птицу — это же летающий динозавр. Действительно, между современными пернатыми и вымершими мезозойскими ящерами много общего: опора на задние лапы, сходство чешуи и перьев, освоение воздушной среды. Это дало основания ученым еще в конце XIX века предположить, что динозавры и есть предки птиц. Тем более что в те времена уже нашли переходную форму между двумя группами существ — археоптерикса.
Он обитал на территории современной Германии 150 миллионов лет назад. Длинные передние лапы, хвост, вытянутая морда, похожая на клюв, а главное — оперение, однозначно указывали на родство археоптерикса с птицами. Проблема в том, что первые веерохвостые, к которым принадлежат настоящие птицы, появились спустя почти 90 миллионов лет. Каким образом они "получились" из археоптерикса, оставалось загадкой.
К тому же, в отличие от птиц, древние пернатые не обладали машущим полетом — анатомия не позволяла. Максимум, на что они были способны, — планировать от ветки к ветке, о чем говорит устройство мозга, известное ученым по томографии костей черепа.
Чтобы летать как птицы, нужны облегченный скелет, крепкие кости, сильное крепление мышц, поднимающих крыло, специфические оперение и строение задних лап, веерообразный хвост. Археоптерикс всего этого был лишен, поскольку, в сущности, представлял собой разновидность динозавра.
Целое столетие палеонтологи полагали археоптерикса предком птиц, пока не обнаружили других кандидатов. В 1981 году в Аргентине нашли скелеты очень странных существ — пернатых, с крыльями, клювом, опорой на задние лапы. Их назвали энанциорнисами, от греческого "противоптицы". Внешне и образом жизни они напоминали крупных хищных птиц, летали с помощью маха крыла, но обладали многими сходными с динозаврами чертами. Поэтому, вероятно, и вымерли вместе с ящерами примерно 65 миллионов лет назад.
Настоящую революцию в палеонтологии произвели находки на территории китайской провинции Ляонин. Там в 1990-е наткнулись на целое кладбище летающих пернатых динозавров, погребенных слоем вулканического пепла вместе с лесом, где они обитали. Разнообразие было столь велико, что исследователи даже заговорили о динозаврах как птицах, утративших полет.
Среди ископаемых древнего леса обнаружили и примитивных веерохвостых. Это заставило взглянуть на эволюцию птиц по-новому. Например, Евгений Курочкин, один из крупнейших российских специалистов, полагал, что птицы и динозавры — разные эволюционные ветви, отделившиеся от общего пресмыкающегося предка примерно 220 миллионов лет назад.
Динозавры активно осваивали воздушную среду, о чем говорит разнообразие ископаемых форм из провинции Ляонин. Например, конфуциусорнис был беззубым, умел сидеть на ветке, а внешне напоминал фазана. Микрораптор гуи махал всеми четырьмя пернатыми лапами в полете, но, не имея бинокулярного зрения, вряд ли мог точно приземляться. На голове крошечного крылатого анхиорниса красовался хохолок.
Зачатки перьев и пуха обнаружили у синозавроптерикса — двухметрового сухопутного гиганта. Зачем ему понадобился столь необычный кожный покров? Предполагают, что на Земле в начале мезозоя произошло похолодание и эволюция отбирала особей, способных лучше обогреться. Согласно другой гипотезе, перья позволяли холоднокровным рептилиям вести ночной образ жизни.
Ключевым же отличием птиц от динозавров ученые считают миниатюризацию, которая привела к драматическим изменениям внутреннего строения. Передние лапы сильно удлинились, превратившись в крылья. Нижние позвонки срослись в пигостиль, чтобы удерживать хвост, служащий во время полета рулем. Увеличились глаза и мозг — по отношению к размерам тела. Ускорился обмен веществ, чтобы обеспечить энергией для полета. Значит, увеличились почки, выводящие продукты метаболизма.
Кстати, "ужасные ящеры" тоже двигались в сторону уменьшения размеров. Уже археоптерикс был размером с воробья и весом 800 граммов. Подсчитано, что за 50 миллионов лет тераподы, хищные динозавры, уменьшились в 12 раз. И если бы они пережили великое вымирание видов в конце мезозойского периода, то непременно составили бы конкуренцию птицам.
Источник: РИА Новости
21-06-2017 Просмотров:4577 Новости Микробиологии 
Антоненко Андрей
Заражение крови приводит к быстрой гибели организма и массовым нарушениям в его работе из-за того, что некоторые болезнетворные бактерии умеют "перепрограммировать" клетки иммунитета и заставляют их атаковать живые ткани, говорится в статье, опубликованной в журнале PLoS...
12-02-2016 Просмотров:6692 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Самка темноспинного альбатроса (Phoebastria immutabilis) по кличке Уиздом (Wisdom) также считается самой старой из числа ныне живущих окольцованных птиц. На острове Мидуэй ее окольцевали в 1956 году; тогда Уиздом было около 5 лет. Таким образом,...
28-08-2011 Просмотров:17058 Новости Зоологии Антоненко Андрей
Количество видов эукариотических организмов на нашей планете примерно равно 8,7 миллиона. Правда, на сегодня описано только 15%, а потому на открытие оставшихся видов у биологов может уйти около пятисот лет. Один...
23-03-2016 Просмотров:6874 Новости Палеонтологии Антоненко Андрей
Ученые из США и Германии нашли в янтаре из Мьянмы прекрасно сохранившиеся остатки древних ящериц, возрастом 99 млн лет. Это самые древние окаменелости ящериц из известных сегодня науке. Благодаря этим...
03-10-2014 Просмотров:7694 Новости Микробиологии Антоненко Андрей
Ученым стало известно место и время рождения ВИЧ. Коллектив исследователей под руководством Нуно Фарии (Nuno R. Faria) из Оксфордского университета получил эти результаты, исследовав образец вируса иммунодефицита человека, полученный из образцов крови, взятых в городе...
У трёхиглой колюшки половой диморфизм проявляется в размере мозга: у самцов он намного крупнее, из-за чего колюшки являются едва ли не единственным видом, у которого разница в поведении полов обусловливается…
Палеонтолог Джеймс Чаттерс вместе со своими коллегами смог наглядно доказать, что современные индейцы, проживающие практически на всей территории Северной Америки, происходят от представителей культуры кловис - первых переселенцев на американский…
Бушмены НамибииЛюди современного типа Нomo sapiens sapiens появились около двухсот тысяч лет назад на территории впадины Макгадикгади на северо-востоке Ботсваны. К такому выводу пришла международная группа ученых, проанализировав митохондриальные геномы…
Ерш обыкновенный - широко распространен в водоемах края, особенно многочислен в придаточной системе. Обитает в больших и малых реках, пойменных и материковых озерах, водохранилищах и прудах. Известен в тундровых речках,…
Нейрофизиологи впервые смогли в прямом смысле слова "заглянуть" в сновидения спящих крыс и выяснить, что мозг грызунов постоянно прокручивает приятные сны о поиске кусочков вкусной пищи и ее поедании, говорится в статье, опубликованной в журнале eLife. "Пока мы не знаем,…
Усоногие ракообразные морские уточки обладают, наверное, самым длинным половым органом в животном мире: их пенис может в восемь раз превышать длину тела. Считается, что столь большое «достоинство» они получили…
Ученые из Китая, Великобритании и Канады опубликовали описание яйца динозавра-теропода возраста 72-66 миллионов лет с прекрасно сохранившимся скелетом эмбриона внутри. Находку сделали на юге Китая. Больше всего ученых заинтересовала поза зародыша — точно такая же,…
Североамериканский Гранд-Каньон, одна из самых заметных достопримечательностей США, оказался относительно молодым геологическим образованием — его возраст не превышает 5-6 миллионов лет, что в 8-10 раз меньше, чем считалось ранее, заявляют геологи в статье, опубликованной в журнале…
Представители типа Губки традиционно считаются одной из самых архаичных и просто устроенных групп животных. Однако новые научные данные заставляют усомниться в верности этого подхода и предположить, что ранние губки были…
Вверх