Сотрудники биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили и сравнили древнейшие скелеты организмов докембрийского периода, найденные в Сибири, Китае и Намибии и выяснили, что их появление связано с химическими особенностями окружающей среды, а именно — уровнем минерализации докембрийских морей. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Фрагменты скелетных организмов (a-d) и их бесскелетных двойников (e-h)Ученые делают вывод, что пусковым механизмом образования и последующего усложнения скелетов у древнейших организмов стало изменение содержания кальция и магния в морях, или появление свободного  кислорода в атмосфере, а также возможное развитие проявлений хищничества. Однако четкого понимания, какой из факторов является наиболее важным, у ученых пока нет. В опубликованной работе отмечается, что скелеты Эдиакарского периода в основном сформированы из арагонита или из магниевого кальцита. Это соответствует химическому составу донных отложений, в которых они были обнаружены.

В ходе работы ученые изучили 4 разновидности древнейших организмов Cloudina, Sinotubulites, Suvorovella, Protolagena, которые, несмотря на значительное различие в конструкции, имеют сходную микроструктуру. Скелеты сформированы из микрогранул или микроволокон, размеры которых не превышают 4 микрометра. Кроме того, ученые обнаружили, что для всех исследованных организмов в тот же период существовали мягкотелые бесскелетные "двойники".

Гранулы формируют тонкие пластинки толщиной 40-60 микрометров, из которых и складывается скелет в трубчатой, вазоподобной или дискобразной формы. Химический состав воды того времени позволил микроорганизмам объединяться и создавать сложные конструкции, например, риф в Намибии шириной 10 метров и высотой 3 метра, отложения ракушек Suvorovella в километр длиной.

Ученые предположили, что если на первоначальном этапе развития формирование скелетов было обусловлено исключительно геохимическими особенностями среды, то в более поздние периоды усложнение строения скелета было связано с развитием самих организмов.

Источник: РИА Новости

Ученые нашли в Ульяновской области останки необычно крупной морской рептилии, похожей по своему облику на гигантского дельфина, что резко поменяло представления ученых о жизни и экологии этих гигантов, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Luskhan itilensis"Морда этой рептилии была необычно узкой и тонкой, и больше напоминала по своей анатомии челюсти дельфинов или крокодилов-гариалов, питающихся рыбой, чем рот других плиозавров. Это самая необычная черта этих животных, которая говорит о том, что плиозавры могли занимать более широкий набор экологических ниш, чем мы считали раньше", — рассказывает Валентин Фишер из университета Льежа (Бельгия).

Плиозавры — крупные морские хищники времен Мелового и Юрского периодов — были широко распространены в океанах и морях древней Земли. Длина их тела могла достигать 15 метров, масса — нескольких десятков тонн, а по форме они больше всего напоминали современных крокодилов.

Большая сила их челюстей позволяла им охотиться на любую добычу, в том числе и на мелких ихтиозавров, плезиозавров и гигантскую рыбу лидсихтис (Leedsichtys) длиной в 20-25 метров. Самые крупные плиозавры, так называемые "хищники икс", Pliosaurus funkei, способные проглотить человека целиком, могли достигать длины в 10-13 метров и массы в несколько десятков тонн.

Фишер и его коллеги проводили раскопки на берегах Волги, в окрестностях деревни Сланцевый Рудник, расположенной в 20 километров от Ульяновска. Здесь, как рассказывают ученые, залегают породы, сформировавшиеся около 130 миллионов лет назад в начале мелового периода.

В то время Европа распалась на набор из множества островов, отделенных друг от друга небольшими и мелководными проливами. Россия и Скандинавия в то время представляли собой достаточно крупный остров, на котором господствовал засушливый климат и связанные с ним степи и полупустыни. Источников пресной воды, по всей видимости, тогда было мало, и многие водоемы в особо жаркие периоды пересыхали, превращаясь в очень соленые и бескислородные лужи.

В отложениях, сформировавшихся в этих проливах и морях, ученым удалось найти останки необычного плиозавра размером с автобус и с черепом длиной в 1,5 метра, абсолютно не похожего на всех остальных представителей этого семейства морских рептилий. Ученые назвали его Luskhan itilensis, что означает "повелитель вод Итиля" (Волги) на татарском и прочих тюркских языках.

Главной необычной особенностью "Итиль-хана" была его морда и челюсти – они совершенно не были похожи на то, как обычно устроена голова других плиозавров. Череп и челюсти Luskhan itilensis, как рассказывают ученые, больше напоминают аналогичную часть тела у совсем других морских рептилий эры динозавров  — плезиозавров, а также современных речных дельфинов и гариалов.

Всех этих обитателей морей и рек объединяет одно – они питаются не мясом других крупных морских животных, а относительно мелкой рыбой, которую они захватывают своими "острыми" и тонкими челюстями. Соответственно, можно говорить о том, что плиозавры могли быть не только "топ-хищниками" своего времени, но и занимать другие экологические ниши. Это, как считают ученые, могло им помочь пережить массовое вымирание видов на границе юрского и мелового периодов и почти дожить до вымирания всех динозавров и прочих рептилий мезозоя 65,5 миллиона лет назад.

Источник: РИА Новости

Летучие мыши-вампиры заводят подружек для того, чтобы легче справляться с недостатком пищи, когда их мать или одна из сестер пропадают на долгое время, пишут ученые в статье, опубликованной в журнале Biology Letters.

Обыкновенный вампир - Desmodus rotundus"Летучие мыши-вампиры, кормящие добытой кровью других, не родственных им особей, получают от них кровь не чаще, чем их более прижимистые сородичи. Возникает вопрос: зачем им нужно поддерживать связи с не родственными им подружками? Мы выяснили, что это помогает им выживать в тех случаях, когда они теряют одного из главных "доноров" крови. Большое количество друзей укрепляет их социально-"пищевую" сеть", — рассказывает Джерри Картер (Gerry Carter) из Смитсоновского института изучения тропиков в Панаме.

Большинство летучих мышей питается сравнительно мягкой пищей, не требующей умения ее разгрызать, — насекомыми и фруктами. Подобный образ жизни хорошо укладывается в наши представления о том, что предкам летучих мышей пришлось пожертвовать многим, чтобы облегчить свое тело и научиться летать.

Но есть и исключения из этого правила — сегодня насчитывается шесть семейств рукокрылых, в том числе и одно семейство мышей-вампиров, которые питаются плотью или кровью позвоночных существ. Почти все они живут в тропиках Южной Америки и часто переходят с крови диких птиц и животных на кровь домашнего скота и даже людей из-за массовой вырубки лесов и других экологических проблем.

Как рассказывает Картер, обыкновенные вампиры (Desmodus rotundus) часто не могут добыть себе пропитание даже в идеальных условиях, когда охоте не мешает человек, и иногда неудачи преследуют их по несколько дней.

Если бы мыши-вампиры, как и их сказочные "кузены", были одиночками, тогда бы им грозила смерть — кровь птиц и млекопитающих является крайне скудным источником калорий. Desmodus rotundus практически каждый день живут на грани жизни и смерти, так как не обладают сколь-либо существенными запасами жира.

Им помогает особый "коллективный" образ жизни в тесно связанных социальных группах, членами которых являются как потомки одной самки, так и неродственные особи, показали наблюдения. Более удачливые вампиры, по словам ученых, нередко делятся добытой кровью с сородичами, помогая им спастись от голодной смерти.

Почему они поддерживают сестер, матерей и дочерей, вполне объяснимо с точки зрения эволюции, но причины существования подобной взаимопомощи среди не родственных друг другу особей оставались неясными, рассказывает Картер.

Наблюдая за поведением "коллектива" из трех десятков вампиров на протяжении четырех лет, он раскрыл корни "иррационального" поведения животных, периодически отлавливая некоторых особей и выпуская их назад в стаю лишь через сутки. Прежде чем сделать это, Картер убирал их сестер или матерей из стаи и смотрел, как голодные летучие мыши общались с сородичами.

Как оказалось, "подружки" по стае играют две важные роли — они не только помогают вернувшейся мыши найти еду, но и успокаивают ее, когда она обнаруживает, что мать или сестра куда-то пропала.

Подобные ситуации могут возникать в лесах Южной Америки, где вампиры часто вынуждены ночевать в чужих стаях после долгих безуспешных поисков пищи, полагает ученый.

В таких случаях большое число знакомых, готовых пожертвовать кровью ради спасения знакомой им особи, способствует выживанию отдельных индивидов и всей популяции в целом. Схожим образом, как считают ученые, устроены популяции других социальных существ, в том числе людей и приматов.

Источник: РИА Новости

Самые мощные и жаркие извержения вулканов происходили примерно 90 миллионов лет назад на территории современной Коста-Рики, лава которых была примерно такой же горячей, как первичная материя Земли 2,5 миллиарда лет назад, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Geoscience.

Вулканические извержения"Архейские коматиты представляют собой супер-горячие версии потоков лавы, которые сегодня можно увидеть рядом с вулканами на Гавайях. Они были очень похожи на них за одним большим исключением – из-за высокой температуры они были раскалены добела, а не докрасна, и текли по поверхности планеты, больше похожей на Венеру, чем на современную Землю", — рассказывает Эстебан Гейзел (Esteban Gazel) из Технологического колледжа Виргинии в Блэксбурге (США).

Земля до начала времен

В далеком прошлом, как рассказывают ученые, Земля была гораздо горячее, чем сегодня, благодаря остаточному теплу формирования Солнечной системы и распадам радиоактивных элементов в ее породах. Извержения вулканов и прочие проявления геологической активности происходили тогда гораздо чаще, и химический состав пород и лавы того времени был заметно иным, чем сегодня.

Как рассказывает Гейзел, геологи достаточно давно ищут следы этих первичных пород Земли, изучение которых помогает нам раскрывать тайны того, как выглядела планета в первые эпохи своей жизни, как она сформировалась и как возникли другие планеты Солнечной системы.

Залежи этих пород, так называемые коматиты, достаточно часто находят в недрах самых древнейших тектонических плит и континентов Земли. Как раньше считали геологи, они не встречаются в отложениях, сформировавшихся позже, чем 2,5 миллиарда лет назад, так как к тому времени мантия и кора Земли стали слишком "холодными" для формирования этих пород.

Оказалось, что это не так – Гейзел и его команда обнаружили в местечке Тортугаль на тихоокеанском берегу Коста-Рики залежи пород, являющихся коматитами или сформировавшиеся в похожих условиях не 2,5 миллиарда, а всего 90 миллионов лет назад, в эпоху динозавров.

В это время вся Центральная Америка и Карибский бассейн представляли собой зону геологической активности, в которой формировались современные острова Карибского моря и Мексиканского залива, а также остров Галапагос в Тихом океане. Эти же процессы, как заявляют ученые, привели к выходу на поверхность Земли необычно горячих лав, чья температура превышала 1700 градусов Цельсия.

Путешествие к ядру Земли

В пользу этого говорит необычный минеральный состав вулканических отложений в районе Тортугаль, в породах которых присутствует необычно много магния – элемента, чья доля в породах очень сильно зависит от температуры их формирования. Как правило, чем горячее была магма, тем больше магния будет содержаться в ее окаменевших следах, и больше всего магния содержится в архейских коматитах.

Аналогичная доля этого элемента, как рассказывают ученые, содержится в отложениях, которые они изучали на западе Коста-Рики. Вдобавок к этому, кристаллы оливина в этих выбросах древних вулканов сформировались при рекордно высоких температурах – 1600-1700 градусов Цельсия, что опять же говорит о том, что местные вулканические породы являются аналогами древних коматитов.

Как рассказывают ученые, есть два основных варианта интерпретации данной находки. Первый говорит о том, что породы мантии Земли могут быть гораздо горячее, чем мы считаем, и содержать в себе "карманы" необычно горячих пород, подобных тем, которые попадали на поверхность планеты 2,5 миллиарда лет назад. Их существование ставит под сомнение все выводы о прошлом Земли, полученные в ходе исследования коматитов, всегда считавшихся образцами первичной материи планеты.

Кроме того, возможно и то, что подобные сверхгорячие лавы возникают на самой границе между ядром Земли и ее мантией, и проникают на поверхность планеты через так называемые плюмы – вертикальные "течения" в магме, стремительно поднимающиеся из недр Земли к ее поверхности и нередко вызывающие катастрофические извержения вулканов.

В пользу этого говорит то, что многие следы подобных катастроф, к примеру, породы так называемых сибирских траппов в Восточной Сибири, содержат в себе почти столько же магния, как и коматиты из Коста-Рики. Эту идею, как отмечают ученые, можно будет проверить, попытавшись найти изотопные и химические следы материи ядра в образцах пород из Тортугаля.

Источник: РИА Новости

Длинноногая протоблоха Saurophthirus, паразитировавшая на птерозаврах - это одно из самых известных ископаемых насекомых. В частности, она фигурировала в четвертой серии научно-популярного сериала BBC «Прогулки с динозаврами». Сотрудники Лаборатории артропод Палеонтологического института РАН смогли уточнить представления о жизненном цикле этих паразитов, изучив новые экземпляры, найденные в отложениях раннего мела Забайкалья.

SaurophthirusС помощью оптического и сканирующего микроскопов было изучено шесть отпечатков заврофтируса. Возраст находки составляет 125-130 млн лет, она была сделана на берегах реки Витим (республика Бурятия). Выяснилось, что в отличие от современных блох у заврофтирусов было всего две пары дыхалец, соединенных расширенными трахеями. Подобным образом устроена дыхательная система водных личинок жуков, которые выныривают на поверхность, чтобы пополнить запас воздуха.

Поэтому ученые предположили, что заврофтирус, напившийся крови, отцеплялся от своего хозяина и падал в водоем, где откладывал яйца. Но в остальном это был типичный паразит. «Если бы мы попали во времена динозавров, мы бы не обрадовались встрече с этим существом. Укусы заврофтируса могли быть достаточно болезненны, ведь хоботок у него был в полтора-два раза длиннее, чем у современных блох, да и к тому же включал зазубренные колющие стилеты», - рассказывает Александр Расницын, первый автор статьи.

«Я понимаю, что приписать насекомому одновременно образ жизни вши, кровососущего комара и личинки жука-плавунца, и при этом назвать его древней блохой, это, мягко говоря, круто. Но я ведь просто следовал завету Шерлока Холмса, который говорил: отбрось все невозможные версии и принимай то, что осталось», - поясняет Расницын.

Ученые также не исключают, что водные адаптации могли понадобиться заврофтирусам, поскольку птерозавры, на которых те сидели, много времени проводили в воде. В последние годы появляется всё больше свидетельств, что рыбоядные птерозавры вели водный или околоводный образ жизни. Предполагается, что они плавали в озерах, загребая задними ногами, подобно уткам. В Китае в тех же отложениях, где находят заврофтирусов, были обнаружены птерозавры с зубами как у дельфинов. Утверждается, что они могли подныривать за добычей.

Следовательно, заврофтирусы, сидевшие на крыловой перепонке, оказывались под водой, пока их хозяин-птерозавр был занят ловлей рыбы - отсюда и необходимость делать запасы воздуха. «Заврофтирусу пришлось приспособить свою дыхательную систему к периодическим погружениям птерозавра в воду - это как если бы человеку выпало жить на спине кита, и он отрастил себе акваланг», - поясняет Дмитрий Щербаков, ведущий научный сотрудник Палеонтологического института РАН.

Источник: infox.ru

Группа исследователей из Университетского колледжа Лондона раскрыла механизм, с помощью которого возникли отдельные элементы РНК – рибонуклеотиды. Этот процесс был необходим для возникновения РНК – предшественницей жизни на Земле. Пресс-релиз исследования доступен на сайте Phys.org.

Нуклеотиды – это молекулы, делящиеся на два класса: пурины и пиримидины. Считалось, что они не могли образоваться вместе из-за того, что условия их синтеза несовместимы. Однако результаты нового исследования показали, что они могут формироваться вместе. Речь идет о являющихся пуринами молекулах 8-оксо-аденозин и 8-оксо-инозин. Ученые установили возможность их образования в той же среде, что и пиримидины.

Теперь исследователи намерены выяснить, могут ли цепочки из 8-оксо-пуринов кодировать последовательность белка, что подтвердит их возможное участие в формировании РНК-мира.

РНК-мир – гипотетический этап возникновения жизни, в ходе которого хранение генетической информации реализовывали ансамбли рибонуклеиновых кислот. В дальнейшем на основе РНК-мира появились ДНК и белки, а РНК стала нести посредническую функцию.

Источник: РИА Новости

Бабочки-геликонии обладают уникальной системы зрения, работающей совершенно по-разному в организме самцов и самок, причины чего пока не ясны, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Molecular Biology & Evolution.

Бабочека-геликония Heliconius erato"Мы только сейчас начинаем понимать, что самцы и самки геликоний могут видеть мир совершенно другими глазами. То, какие цвета предпочитают опылители, очень сильно влияет на эволюцию цветов —  насекомые просто не будут посещать те соцветия, чей цвет им не нравится. Поэтому их окраска может меняться вместе с предпочтениями насекомых. Теперь выясняется, что на них могут влиять и половые различия в зрении бабочек", — заявила Адриана Бриско (Adriana Briscoe) из университета Калифорнии в Ирвине (США).

В последние годы ученые активно изучают то, как "общаются " цветковые растения и их опылители – бабочки, пчелы и другие насекомые. Изучение принципов их "диалога", как сегодня считают биологи, поможет нам понять, как возникли современные растения  и найти способы спасения пчел и других критически важных насекомых от вымирания, которое им угрожает из-за изменения климата, а также распространения вирусов и паразитов клещами Varroa.

Эти исследования уже привели к нескольким необычным и интересным результатам. К примеру, в прошлом году ученые обнаружили, что пчелы умеют "видеть" электрические поля и пользуются этим для оценки качества нектара в цветах, а некоторые цветы научились обманывать насекомых, приманивая плотоядных мушек запахом умирающей пчелы.

Бриско и ее коллеги открыли еще одну необычную черту взаимоотношений насекомых и растений, изучая геномы бабочек-геликоний вида Heliconius erato. Эти насекомые, как рассказывают ученые, живут в тропиках Южной Америки и их можно легко заметить по яркой черно-красной окраске их крыльев, и необычным "шипастым" гусеницам. Их взрослые особи живут необычно долго, несколько месяцев, что делает их особенно ценными опылителями.

Эти бабочки, с точки зрения генетики, являются обладателями уникального "ноу-хау" для мира животных – в их глазах содержится  не один, а два типа светочувствительных рецепторов, при помощи которых они видят лучи ультрафиолета. Подобное умение, как считали эволюционисты, играет важную роль в жизни бабочек и их общении друг с другом, так как их крылья покрыты необычным пигментом, который можно увидеть только в ультрафиолете.

Как оказалось, не все так просто – пытаясь понять, как возникли эти гены, ученые обнаружили, что их работа различается в организме самок и самцов. У самцов, по пока не понятным причинам, ген UV1, отвечающий за распознавание "мягкого" ультрафиолета, не работает вообще, из-за чего их зрение должно кардинальным образом отличаться от того, как видят мир самки. Фактически, как отмечают ученые, это первый пример того, как различия между полами могут отражаться на зрении самцов и самок.

Почему это так, ученые пока не знают, но они предполагают, что причины этого кроются в особенностях полового поведения этих бабочек. Отсутствие гена UV1, "общего" для всех геликоний, может помогать самцам отличать самок своего вида от родственных им бабочек, часто маскирующихся под Heliconius erato, ориентируясь на ультрафиолетовое свечение пигмента их крыльев, "невидимое" для глаз других бабочек. 

Подобные различия, как считают ученые, могут быть характерны и для других бабочек и прочих опылителей. Их, по мнению Бриско и ее коллег, следует учитывать при реализации различных экологических мер по разведению опылителей и их спасению в дикой природе.

Источник: РИА Новости

Виктория Арбур (Victoria M. Arbour) и Дэвид Эванс (David C. Evans) из отдела палеонтологии Королевского музея Онтарио и Университета Торонто (оба — Канада), исследовали ископаемые останки Zuul crurivastator — «демоноподобного» динозавра, жившего в Монтане, США, около 75 миллионов лет назад. Этого красавца ученые описали в статье, опубликованной в журнале Royal Society Open Science.

Zuul crurivastatorИмя Зуул он получил от своего киношного тезки из блокбастера «Охотники за привидениями», выпущенного в 1984 году. Там Зуул был хранителем врат ада, вознамерившимся наслать на Нью-Йорк невообразимых монстров. Исследователи, не лишенные чувства юмора, так вновь найденного бронированного анкилозавра — по их словам, в основном потому, что его хорошо сохранившиеся окаменелости показывают, что и у динозавра и у демона были выдающиеся в своем роде черепа и внешнее сходство. Название вида — Zuul crurivastator — в свободном переводе звучит как «Зуул, разрушитель голеней».

Задняя часть существа заканчивалась мощной костью — толщиной около 8 сантиметров и формой напоминающей крышку от унитаза. Анкилозавр, который жил около 75 миллионов лет назад на севере штата Монтана, был травоядным. Вышеупомянутую кость он, по всей вероятности, использовал для самозащиты. А вообще Зуул — вероятно был около 6 метров в длину и весил около 2500 килограммов, примерно как современный белый носорог.

Источник: Научная Россия

Ученые биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили, как изменяются относительные размеры органов насекомых в процессе в процессе миниатюризации — уменьшения размеров тела насекомых в ходе эволюции. Проведенная работа показала, что минимальные достижимые размеры насекомых ограничиваются размерами системы размножения и нервной системы. Исследователи представили свою работу в журнале Scientific reports.

Внутренние органы насекомыхВ ходе эволюции под действием различных факторов размеры тел насекомых отдельных видов могут становиться меньше. Этот процесс, называемый миниатюризацией, приводит к тому, что насекомые могут достигнуть размера одноклеточного организма.  Пример мельчайших насекомых — жуки перокрылки и перепончатокрылые мимариды.  Их размер составляет доли миллиметра.

Идея работы, по словам автора статьи, доктора биологических наук Алексея Полилова, состояла в том, чтобы установить закономерности изменения относительных объемов различных органов и систем при уменьшении размеров тела насекомого. Биологи проанализировали большой объем данных и построили 30 полных и 26 частичных трехмерных компьютерных реконструкций для 22 видов насекомых из 11 семейств, принадлежащих к пяти отрядам (щетинохвостки, сеноеды, трипсы, жесткокрылые и перепончатокрылые). Ученые исследовали насекомых длиной от 2 см до 0,22 мм. Таким образом, самое крупное из исследованных насекомых было больше самого мелкого в 100 раз по размеру и в 100 000 раз по объему.

Выяснилось, что большинство систем органов насекомых могут быть уменьшены во много раз, при сохранении пропорций. "Системы органов сохраняют организацию, а некоторые — даже неизменный относительный объем, несмотря на многократные уменьшения размеров", — отмечает Алексей Полилов. Интересно, что даже у мельчайших насекомых с уменьшением размеров тела, становится меньше относительный объем метаболических систем, тканей внутренней среды и трахейной системы. При этом половая и нервная системы при уменьшении размеров тела наоборот, демонстрируют многократное увеличение относительного объема.

"Видимо, именно эти системы ограничивают минимальные размеры тела насекомых. При сравнении наших результатов с литературными данными по позвоночным животным удалось показать, что при тех же масштабах изменения размеров тела, большинство органов позвоночных меняются непропорционально. Таким образом, мы показали, что конструкция насекомых лучше переносит масштабирование, особенно уменьшение размеров тела", — пояснил ученый.

В дальнейшем исследователи планируют расширить круг изучаемых объектов за счет привлечения насекомых из разных отрядов: коллембол, клещей и других членистоногих.
Выявленные принципы и закономерности миниатюризации  могут найти применение при разработке устройств биотехнологий и робототехники.

Источник: РИА Новости