Мир дикой природы на wwlife.ru
Вы находитесь здесь:Все добавления>>Мир дикой природы на wwlife.ru - Все добавления


Насекомые утратили чувствительность к «генетическим тормозам» и превратились в монстров: вместо крыльев у древесных жуков выросли рога и горбы.

Umbelligerus peruviensisUmbelligerus peruviensisЭнтомологи и генетики из научных центров США и Франции под руководством Бенжамина Прюдома (Benjamin Prud’homme) нашли генетические корни удивительных рогов и горбов, которыми насекомые отпугивают соперников и скрываются от навязчивого внимания хищников. Оказалось, что в ходе эволюции горбатки (Membracidae) — маленькие родственники цикад (Cicadidae) —променяли крылья на рога и горбы.

Насекомые-монстры

Необычные и чудовищные насекомые всегда привлекали внимание натуралистов. Горбатки (древесные жуки) — особый объект исследования: более трех тысяч видов этих удивительных насекомых обитают по всему земному шару, кроме Антарктики. Самые причудливые и замысловатые горбатки обитают в Южной Америке.

Заметить горбаток не так-то просто. Нужно хорошо присмотреться, чтобы понять, что, например, шипы кустарника — это вовсе не шипы, а насекомые-монстры. Защищаясь от врагов и лишнего внимания, горбатки отращивают гигантские рога: если уж хищник не испугается, то хотя бы поперхнется! Монстры имитируют муравьев: они-то ядовитые и кислые, кому хочется набивать себе оскомину после обеда? Некоторые горбатки напоминают экскременты животных: на таких жуков и вовсе никто не позарится, разве что «истинный гурман».

Одним словом, горбатки не поленились поработать над внешностью и сделать «косметическую операцию» на генетическом уровне. Чтобы выяснить, чем была та часть насекомого, которая за миллионы лет эволюции превратилась в устрашающие наросты, ученые сравнили насекомых-монстров с плодовой мушкой (Drosophila). Биологи исследовали тонкости развития самых «скромных» горбаток — Publilia modesta. «Выросты на дорсальной (спинной) поверхности сформировались у этих насекомых из-за слияния гомологов крыльев», — резюмируют ученые данные анатомического и морфологического исследований личинок и взрослых особей.

Биологи поименно знают гены, которые отвечают за отращивание конечностей и крыльев у насекомых. Поэтому в следующем эксперименте генетики и энтомологи поколдовали с «крыло-лапными» генами горбаток и плодовых мушек. Оказалось, что горбатки пытаются отрастить крылья в том месте, где и быть-то их не должно — на первом торакальном (грудном) сегменте.

«В результате тонкого, аккуратного и кропотливого морфологического и генетического исследования ученые показали, что Membracidae «включают» генетическую программу формирования крыльев в той анатомической структуре, на которой у современных крылатых насекомых не бывает крыльев», — пишет Армин Мозек (Armin P. Moczec), рецензент исследования.

Ученые объясняют, что у крылатых насекомых работает ген, который тормозит формирование крыльев в неположенном месте. У горбаток этот ген тоже есть, но «крылья» все равно растут: они плюют на «генетические тормоза» и превращаются в рога. «Мы полагаем, что горбатки утратили чувствительность к гену, ингибирующему развитие крыльев в торакальном сегменте», — резюмируют энтомологи результаты эксперимента, в котором они включали и отключали «генетические тормоза».

С генетическими подробностями эволюционной косметологии можно ознакомиться в статье Body plan innovation in treehoppers through the evolution of an extra wing-like appendage, опубликованной в Nature.


Источник: Infox.ru


Ученые из США и Канады выяснили, что появление в процессе эволюции эусоциальности у общественных насекомых, судя по всему, происходило разными путями. В качестве доказательства они представили модель изменения геномов у различных эусоциальных перепончатокрылых. Скорость накопления мутаций оказалась различной даже у близкородственных видов.

News11a1a1aМногие из нас с трудом отличат пчелу от осы, однако жалящих перепончатокрылых (Aculeata), тем не менее, насчитывается 20 тысяч (!) видов, и с этим нельзя не считаться. Шмели, пчелы-медоносы и осы-одиночки не имеют между собой ничего общего, кроме внешнего сходства. Их образ жизни различается так же, как у монарха, живущего в белокаменном дворце, и отшельнника, довольствующегося шалашом, построенным в чаще леса.

Исследование, проведенное американцами, было посвящено эволюции пчелиной эусоциальности. Этим термином обозначается наивысший уровень социальной организации представителей животного мира. У пчел все выстроено донельзя рационально: часть самок, отказавшись от "радости материнства", работает на благо сообщества и посвящает себя совершенно другим задачам — поискам пищи, защите гнезда и уходу за молодыми пчелами.

Эусоциальность у представителей фауны — это редкость, отмечает Джин Робинсон, профессор энтомологии Университета Иллинойса и глава Института геномной биологии. Муравьи, термиты, пчелы, осы и пара видов грызунов, голых и дамарских землекопов (подробнее о них читайте в статье "Если люди вымрут, их заменят землекопы"), — вот и весь перечень животных, разделяющих принципы эусоциальности.

Самые верные этим принципам представители пчелиного сообщества — медоносы и охранники. Пчеломатке проблемы ее гнезда по барабану — главное, чтобы вокруг нее было достаточно стерильных нянек, которые следят и за ней, и за потомством. Иногда встречаются особи с примитивной эусоциальностью — отдельные самки, которые с нуля обустраивают жилище, а затем, набрав достаточное количество работников, являющихся первыми дочерьми основательницы, провозглашают себя королевой.

Профессор Сидни Кэмерон не любит термин "примитивная эусоциальность": по его мнению, это означает, что пчела потенциально готова примерить на себя другую роль: "Пчелы не стремятся повысить свой уровень эусоциальности. Это все равно, если бы стерильные няньки сидели бы и кручинились — ах, мол, если бы только я могла стать фуражиром (добытчицей меда)!".

"Принято говорить об эволюции эусоциальности, — замечает Робинсон. — Однако мы хотим подчеркнуть, что у разных видов пчел это были независимые эволюционные события. И намерены проследить историю каждого из них".News11a1a2

Чтобы разобраться в заявленной теме, исследователи продиагностировали последовательность активных генов (то есть тех, которые участвуют в транскрипции белков) у девяти видов пчел — от пчелы-одиночки Megachile rotundata, питающейся листьями, до высоко эусоциализированного медоноса Apis florea. Образцом для сравнения ученые выбрали геном пчелы Apis mellifera, с которым и сопоставляли генетические изменения у других видов пчел.

Кэмерон задался вопросом — существуют ли гены, уникальные для пчел с высоким уровнем эусоциализации и не встречающиеся у "посредственностей". И действительно, различия были обнаружены. Более того, у каждой группы генетические изменения проходили абсолютно по разным сценариям. Частота и характер этих изменений натолкнули исследователей на мысль об "ускоренной эволюции", специфичной для каждого типа общественной жизни.

Пока американские ученые копаются в геноме, канадские бьют тревогу: североамериканские шмели отказываются опылять растения. Это могло бы показаться смешным, когда бы не было так серьезно: примерно треть того, что попадает на наш стол, плодоносит и размножается благодаря опылению. Так что перспективы такого безответственного поведения шмелей налицо.

Майкл Оттерстаттер и Джеймс Томсон из Университета Торонто заявили, что "коммерческие" шмели заражают диких, из-за чего последние начинают саботировать свои обязанности. "Нанятые" летуны часто страдают от критидиоза — заболевания, вызванного паразитами Crithidia bombi. Рядом с теплицами, где содержатся "прирученные" особи, число зараженных шмелей бьет все рекорды — до половины "дичков" оказываются носителями Crithidia bombi. Чем дальше от теплиц — тем меньше в кишечнике диких шмелей обнаруживается простейших жгутиковых паразитов.

Ученые предупреждают, что, хотя зараза распространяется довольно медленно, она не щадит никого, так что скоро можно будет говорить о масштабной эпидемии среди пчел, если не предпринимать никаких мер. Дело в том, что этот паразит в принципе достаточно легко переходит и на медоносных пчел, хотя последние, в общем-то, пока достаточно быстро справляются с данной инфекцией. Но, к сожалению, только пока…


Источник: Pravda.ru


Кактусы стали успешной и разнообразной группой растений по эволюционным меркам совсем недавно — 5−10 млн. лет назад. По мнению ученых, к процветанию их привело резкое падение уровня углекислого газа в атмосфере, сухой и прохладный климат.

КактусыКактусыГруппа ученых под руководством доктора Моники Аракаки (Monica Arakaki) из Университета Брауна (США) выяснила, что кактусы появились на нашей планете приблизительно 35 миллионов лет назад, а пика разнообразия достигли 5−10 млн.лет назад. Одновременно с кактусами появились другие виды суккулентов, например, алое, очитки, хавортия. Процветание этих растений исследователи связывают с изменением климата. В то время, по палеоклиматическим данным, произошло резкое похолодание, уменьшилось количество осадков и резко снизилось содержание углекислого газа в атмосфере. Многие растения не справились со стрессом. А как раз к этим условиям кактусы и другие суккуленты оказались прекрасно адаптированы. Ведь эти растения используют особый САМ-путь фотосинтеза, который позволяет им поглощать углекислый газ из атмосферы ночью.Таким способом растения экономят воду, поскольку ночью листья испаряют гораздо меньше влаги, чем днем.

Как менялся климат

Чтобы узнать, когда появились кактусы, ученые провели филогенетический анализ. Для этого они проанализировали хлоропластные ДНК нескольких видов кактусов и их ближайших родственников. Оказалось, что первые представители семейства кактусовых появились приблизительно 35 миллионов лет назад. Но потом, в течение нескольких десятков миллионов лет, они оставались практически незаметными и встречались очень редко. И только 5−10 млн. лет назад стали занимать доминирующие позиции. Их ареал практически совпадал с современным – это Северная Америка, южная Африка и Южная Америка.

«В конце миоцена примерно 7 млн. лет назад, после довольно теплого периода произошло похолодание. Об этом свидетельствует анализ изотопов кислорода древних фораминифер. Правда, почему климат стал вдруг меняться, так и остается загадкой. В это же самое время уменьшилось количество осадков, и климат стал засушливым – об этом также говорят палеоданные», — пишут авторы.

Но к этим изменениям прибавилось еще одно, и именно оно и сыграло, по-видимому, ключевую роль в дальнейшем процветании кактусов: по каким-то причинам резко снизилось содержание углекислого газа в атмосфере. По данным, которые приводит в своей работе Аракаки, снижение произошло с 425 ppm до 200 ppm (сейчас по последним данным концентрация углекислоты в атмосфере составляет 390 ppm).

Господство суккулентов

Это резкое уменьшение концентрации углекислого газа стало катастрофическим для многих растений. Особенно, как объясняет Аракаки, для обитателей сухого климата. Поскольку, по словам ученых, в таких условиях недостаток влаги растения испытывают еще сильнее. Многие растения не выдержали такого испытания, и их место заняли более успешные виды, которые смогли к этим условиям адаптироваться. Ими как раз и оказались кактусы и другие суккуленты с их особым способом фотосинтеза (САМ-путем, при котором эффективно экономится испарение влаги). «Мы считаем, что во время позднего миоцена появилось много новых местообитаний. Их освободили растения, которые не смогли приспособиться к новым условиям. Эти местообитания благополучно заняли кактусы и другие суккуленты», — считают авторы работы.

Их статью можно прочитать в последнем номере журнала PNAS.

 


 

Источник: Infox.ru


 

Британские ботаники из комплекса Королевских ботанических садов в Кью нашли в горах на востоке Бразилии необычное растение с тонкими серебристо-серыми листьями. Находка получила статус нового вида.

Энхолириум (Encholirium)Энхолириум (Encholirium)Новый вид растения из семейства бромелиевые (Bromeliaceae) рода Энхолириум (Encholirium) обнаружили на востоке Бразилии в штате Минас-Жерайс в районе горной гряды Серра-ду-Шино ученые из комплекса Королевских ботанических садов в Кью. Растение назвали Encholirium agavoides. Этот вид встречался исключительно на каменистых участках склонов на высоте более 1000 метров. Ботаники обнаружили всего несколько популяций вида на расстоянии 10−12 километров друг от друга. По словам ученых, энхолириум агавовидный имеет листья необычного серебристо-серого цвета, по своей форме напоминающие листья агавы.

По последним данным, на нашей планете растет примерно 350 тысяч видов растений. Но описаны далеко не все виды, а только 287 тысяч. Ботаники не перестают находить новые растения – ежегодно к списку уже известных видов прибавляется до 2000 новых. Больше всего находок в тропических и влажных экваториальных лесах. Недавно ученые из Королевских ботанических садов в Кью обнаружили на Мадагаскаре и на юге Африки множество интересных новых растений. Например, кофейное дерево с гигантскими зернами кофе, дерево из семейства бобовые с огромными стручками длиной больше 30см.


Источник: Infox.ru


Случайные статьи

  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
Предыдущая Следующая

Кузнечики оказались обладателями почти человеческих «ушей»

16-11-2012 Просмотров:14051 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Кузнечики оказались обладателями почти человеческих «ушей»

В нашем ухе — как, впрочем, в ухе любого млекопитающего — можно выделить три части: барабанную перепонку, систему слуховых косточек и улитку внутреннего уха с чувствительными клетками. Звуковые колебания передаются...

Самцы шалашников любят свои шалаши больше, чем самок

05-12-2012 Просмотров:11392 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Самцы шалашников любят свои шалаши больше, чем самок

Австралийские птицы-шалашники замечательны брачным ритуалом. Когда приходит пора размножения, самец строит из прутьев и палочек то-то вроде небольшого туннеля длиной чуть более полуметра, один конец которого выходит на этакую «эстраду»...

Обнаружена оса с гигантскими челюстями

29-08-2011 Просмотров:10642 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Обнаружена оса с гигантскими челюстями

Необычное насекомое, мужские особи которого обладают очень длинными челюстями, обнаружили на индонезийском острове Сулавеси энтомологи из США. За крупные выступы на голове существо тут же окрестили «комодским вараном» среди ос. Мужская...

Во́роны и воро́ны смотрят в будущее

11-03-2014 Просмотров:7395 Новости Зоологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Во́роны и воро́ны смотрят в будущее

Мы отличаемся от животных тем, что можем смотреть в будущее и пренебрегать сиюминутной небольшой выгодой, чтобы потом отхватить гораздо больше. Далеко не все люди так поступают, однако все мы можем...

Раскрыта тайна ориентации животных по геомагнитному полю

19-11-2015 Просмотров:7386 Новости Микробиологии Антоненко Андрей - avatar Антоненко Андрей

Раскрыта тайна ориентации животных по геомагнитному полю

Большой коллектив ученых из Китая обнаружил у плодовых мушек крошечные сенсоры магнитных полей, состоящие из особых белков. Они позволяют насекомым видам ориентироваться по сторонам света. Белковые сенсоры геомагнитного поля могут...

top-iconВверх

© 2009-2024 Мир дикой природы на wwlife.ru. При использование материала, рабочая ссылка на него обязательна.