Учёные продолжают искать и находить сходства между человеческой речью и звуками, издаваемыми обезьянами. Новое открытие сделал Тор Бергман из Мичиганского университета (США), изучавший повадки эфиопских гелад.

Самец и самка гелады (фото Anup Shah).Г-н Бергман исследует гелад довольно давно и, как и другие учёные, не раз обращал внимание на то, что голоса этих обезьян напоминают человеческие. В прошлом году ему на глаза попалась статья, в которой говорилось, что мимические движения обезьян могли дать начало человеческим речевым движениям. Это навело биолога на мысль о том, что звуки, издаваемые геладами, могут не просто казаться похожими на человеческую речь, но иметь с ней что-то общее.

Многие обезьяны при общении чмокают губами (именно это чмоканье, по мнению учёных, и могло потом превратиться в речевые движения). Однако гелады пошли дальше других: вместе с чмоканьем они издают волнообразный, колеблющийся звук. Об этом г-н Бергман и пишет в журнале Current Biology: волнообразные звуки, издаваемые геладами, ритмически напоминают человеческую речь. По сути, гелады почти научились комбинировать основные движения, из которых происходит речь: чмокая губами, они расчленяют звук подобно тому, как это делаем мы, смыкая и размыкая губы на некоторых согласных.

Чмоканье губами у большинства обезьян служит простым мимическим сигналом, гелады же первые, по-видимому, сумели совместить эту мимику со звуковым потоком, с вокализацией. Этот пример, возможно, показывает, как шла эволюция речи у наших предков, хотя стоит подчеркнуть, что речь не о смысловом содержании звуков, а лишь о подготовке звукового аппарата. Развитие знакового, смыслового содержания, синтаксиса и т. п., скорее всего, шло какими-то иными путями и со своей эволюционной логикой.

Стоит также ещё раз отметить, что о «человекообразной» речи гелад учёные знали давно, однако её механизм (и то, в чём этот механизм совпадает с человеческим звуковоспроизведением) разъяснили только сейчас.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Учёные давно изучают способность гекконов бегать по вертикальным поверхностям. И в общих чертах удалось понять, как им это удаётся. Однако в лабораторных экспериментах гекконы легко бегают по сухой поверхности, но падают с мокрой. Между тем в своей естественной среде, в тропическом лесу, они легко прилипают лапами к мокрым листьям, не испытывая с этим никаких трудностей.

Геккона тянут за постромки по мокрому и сухому стеклу. (Фото авторов работы).Чтобы узнать, в чём тут дело, исследователи из Акронского университета (США) поставили довольно забавный эксперимент. Они надевали на гекконов постромки, сажали рептилий на мокрую поверхность и тянули за эти постромки к себе (естественно, всё делалось так, чтобы не причинить вреда самим животным). Подопытных сажали на стекло, плексиглас, прозрачный пластик и тефлон. Легко заметить, что все эти поверхности по-разному смачивались водой. Из них лишь плексиглас и пластик были похожи по свойствам на листья, по которым гекконам приходится бегать в своих лесах (у тефлона, понятно, сильно несмачиваемая поверхность).

Лапа геккона (фото Thomas Kitchin & Victoria Hurst).Когда геккона тянули по сухому стеклу, его лапы оставались прилеплены к поверхности; если же стекло было мокрым, лапы рептилии скользили вместе с ней. Но на пластике и плексигласе эта разница исчезала: лапы прочно держались на поверхности, даже если до этого геккон наступил в воду.

Как пишут исследователи в журнале PNAS, если поверхность смачивалась плохо, это позволяло сохранять сухими некоторые участки между пальцами геккона и его опорой. Благодаря тому что тут не было водной плёнки, геккон мог крепко прилипнуть: именно так, по-видимому, эти рептилии передвигаются по мокрым листьям, которые из-за воскового налёта смачиваются тоже лишь частично. Если бы листья смачивались подобно стеклу, никакой геккон по ним в дождь не побегал бы.

Точно такой же механизм используют некоторые жуки, которые могут ходить под водой благодаря воздушной подушке между лапкой и поверхностью. Интерес исследователей такого рода природным биоинженерным находкам понятен: если удастся полностью раскрыть секрет того, как гекконы бегают по вертикальным поверхностям, это позволит создать новые материалы и сконструировать новых роботов, способных ползать по стенам.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Малый огненный муравей (он же Electric ant, он же Wasmannia auropunctata) — один из самых распространённых видов, некогда живший только в Центральной и Южной Америке, а сейчас находящийся в фазе быстрой экспансии по всему миру. Несмотря на свои размеры (1,5 мм в длину), он оправдывает название «электромуравей»: его укус непропорционален габаритам насекомого и по болезненности близок к ощущению после атаки пчелы. Вид чрезвычайно интересен: помимо систематических нападений на галапагосских черепах и порчи зрения домашних животных, он характерен сочетанием полового и бесполого размножения, нетипичного для других муравьёв (самки — итог партеногенеза, рабочие — итог обычного полового размножения, а у самцов вообще свой, едва ли не уникальный метод продолжения рода).

Кусающий человека малый огненный муравей-«израильтянин». Внизу: группа тех же насекомых, верных заветам Ферма. (Здесь и ниже иллюстрации Wikimedia Commons / J. Oettler et al.)Но на сей раз Wasmannia auropunctata заинтересовал заинтересовал учёных в ином смысле. Исследователи под руководством Яна Оттлера (Jan Oettler) из Регенсбургского университета (Германия) решили выяснить, выберут ли эти насекомые такой путь, который не будет кратчайшим по расстоянию, но станет кратчайшим по времени.

Муравьи, направляясь к тараканам, удлиняют свой путь, чтобы бóльшую его часть пройти по более гладкой поверхности.Для этого они взяли три обычные колонии этого вида (в Израиле, по нескольку тысяч особей) и поместили их в закрытые пластиковые коробки без еды, но соединённые ходами с площадкой для кормления (отдельной для каждой колонии), где размещался корм (тараканы). Еда находилась в противоположном входу углу кормовой площадки. Поверхность площадки наполовину была покрыта одним материалом, а всё остальное — другим. На некоторых покрытиях, таких как грубый полиэстеровый нетканый материал, скорость движения муравьев падала до 1,73 мм/с против 4,89 мм/с на полиэтилене.

При этом кратчайший путь пролегал через материалы, где скорость передвижения была минимальной. А самый длинный (по расстоянию) маршрут, напротив, был самым гладким и быстрым для перемещения, несмотря на превосходящую длину.

Всё это, вы правы, похоже на выбор светом пути своего распространения через материалы, известный как принцип Ферма (хотя его первая формулировка была дана ещё Героном Александрийским). Принцип наименьшего времени предписывает лучу света двигаться из начальной точки в конечную по пути, минимизирующему время прохождения. То есть если скорость света на близком маршруте будет меньше, а в более длинном, напротив, больше, свет «выберет» (как правило) более протяжённый, но быстрый путь. Хотя свет следует принципу без мыслительных усилий или возможности выбора, муравьям, известным своей склонностью к быстрому предпочтению коротких маршрутов, выбор между длиной пути и скоростью его прохождения делать всё же пришлось: их перемещение в пространстве не диктуется столь простыми закономерностями, как в случае электромагнитных волн.

В итоге выяснилось, что муравьи в целом «уважают» Ферма. Бывают, правда, и исключения: некоторые особи способны отклоняться от маршрута основной массы насекомых, что полезно на стадии поиска оптимального пути. По всей видимости, это свидетельствует о значительной гибкости поведения отдельных рабочих муравьёв.

Похожие черты свойственны и людям, выбирающим обычно более длинный маршрут, если его можно преодолеть за меньшее время (хотя и среди нас есть «отщепенцы»). На первый взгляд, это противоречит недавним выводам другой группы учёных, согласно которым муравьям не нужны когнитивные способности для выбора самого выгодного маршрута. Однако точку в этом вопросе ставить пока рано: симуляция с помощью микророботов для сценария с маршрутами разной проходимости ещё не отрабатывалась.

Отчёт об исследовании опубликован в веб-журнале PLoS ONE (доступен полный текст).

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Гавайский кальмар Euprymna scolopes (или, если угодно, каракатица; Euprymna scolopes занимают место между этими двумя отрядами головоногих) умеет светиться в темноте благодаря симбиотическим бактериям. Считается, что бактериальное освещение помогает моллюску маскироваться от хищников. Из-за подсветки животное сливается с фоном, если смотреть из тёмной глубины вверх, в более светлые воды, в которых кальмар и охотится. Однако роль светящихся симбионтов этим не ограничивается: как выяснили учёные из Университета штата Висконсин в Мэдисоне (США), светящиеся бактерии не только помогают кальмарам спрятаться от хищника: они в буквальном смысле настраивают моллюску его биологические часы.

Кальмары (или каракатицы) E. scolopes сверяют свои биологические часы с бактериальными. (Фото Jeff Milisen.)У всех животных есть специальные гены для сверки внутреннего суточного ритма с внешними условиями. Эти гены кодируют специальные белки, которые «понимают» визуальные данные о том, день или ночь сейчас снаружи, и в соответствии с этим настраивают молекулярные пружины внутренних часов. У Euprymna scolopes таких генов два, они кодируют белки криптохромы (CRY). Один из криптохромов работает в голове, поближе к мозгу и органам чувств (что не удивительно: обычно у животных регуляторные белки циркадного ритма синтезируются поближе к центральной нервной системе). Однако другой белок, как выяснили Маргарет Макфолл-Нгай и её коллеги, активнее всего синтезируется в светящихся органах кальмара, где живут биолюминесцентные бактерии. Причём активность второго гена, названного escry1, соответствовала не переменам в дневном освещении, а циклу биолюминесценции (светиться кальмар начинает с наступлением ночи, когда выходит на охоту).

Эксперименты показали, что бактерии важны для циклических изменений активности гена escry1: без них активность гена не менялась. Причём дело было именно в бактериях, а не в свете, потому что безбактериальная имитация свечения никак на ген не влияла. Однако, если в кальмаре поселялись дефектные бактерии, неспособные к свечению, то и суточный ритм у гена отказывал. Если же к этим «неправильным» бактериям добавляли искусственную люминесценцию, то ритмическая активность возвращалась к гену.

Исследователи предположили, что всё дело в каких-то поверхностных молекулах. И гипотеза отчасти подтвердилась: если в воду к моллюскам добавляли поверхностные бактериальные маркеры и снабжали кальмаров искусственной люминесценцией, то ритмическая активность у гена escry1 до какой-то степени восстанавливалась. Возможно, как полагают зоологи, если бактерии находятся прямо внутри светящихся органов, это даёт им более непосредственный контакт с кальмаром и позволяет чётче настраивать биологические часы хозяина.

Результаты экспериментов будут опубликованы в журнале mBio.

Учёные уже обращали внимание на то, что суточные ритмы Euprymna scolopes и их бактерий синхронизированы. Но никто не думал, что у бактерий тут может быть такая большая роль, что они способны указывать таким важным хозяйским генам, когда им активничать, а когда — отдыхать. По словам авторов работы, возможно, это не уникальный случай, а общая в живой природе практика. Скажем, наша кишечная микрофлора и так влияет на всё что можно, от иммунитета до беременности, так почему бы ей не воздействовать ещё и на наши биологические часы?

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА