Питер Хор (Peter Hore), химик и биофизик из Оксфордского университета (Великобритания), Илья Соловьев из Университета Южной Дании (и российского Физико-технического института им. Иоффе РАН) совместно с коллегами-учеными, исследовал гипотезу о способности птиц «видеть» магнитное поле Земли. Предположительно, эта способность связана с магнито- и светочувствительным белком криптохромом, присутствующим в сетчатке глаз птиц. Он реагирует на синий и ультрафиолетовый цвета. Оказалось, что быстрые химические реакции с участием криптохрома, проходящие в мозгу птиц и вступающие во взаимодействие с магнитным полем, обеспечивают их магнитной картой, необходимой для ориентации в пространстве. Исследование было опубликовано в журнале New Journal of Physics, кратко о деталях работы сообщает пресс-релиз IOP Publishing.

Известно, что фоточувствительный криптохром — это птичий компас, а химические реакции с его участием — механизм, который заставляет этот компас исправно работать.

Камнем преткновения для ученых стал вопрос, способно ли крайне слабое магнитное поле нашей планеты вовремя и достаточно продолжительно «отвечать» тому самому механизму, который представляет собой сверхбыстрые реакции пар радикалов — магниточувствительных частиц с неспаренными электронами, происходящие в мозгу птиц, и своевременно предоставить им необходимую компасную информацию.

Дело в том, что магнитное поле призвано воздействовать на спин электронов (то есть на момент импульса, определяющий ориентацию их движения) в ходе бирадикальных реакций у птиц, и переключать криптохром в сигнальное (или неактивное) состояние, тем самым подсказывая птицам, правильный они держат путь или нет.

Чтобы ответить на поставленный вопрос, команда Хора смоделировала компьютерную модель, которая проиллюстрировала влияние магнитного взаимодействия на радикалы: каким образом и как быстро поле сдвигает спин электронов и меняет состояние радикалов.

В ходе эксперимента ученые пришли к выводу, что даже такое слабое магнитное воздействие, как у Земли, способно вовремя переключать криптохром в нужное для магниточувствительной ориентации состояние, и достаточно долго поддерживать связь с реакциями, тем самым позволяя глазному компасу считывать направление силовых линий Земли и ориентироваться по ним. 

Ученые утверждают, что дальнейшее изучение механизмов птичьего компаса, выраженного во взаимодействии криптохрома и земного магнитного поля, могут помочь созданию низкобюджетных и нетоксичных для окружающей среды электронных устройств.

Источник: Научная Россия

Ученые из Канзаского института биоразнообразия (США) показали, что способность к биолюминесценции у рыб распространена гораздо шире, чем считалось ранее. Генетический анализ показал, что она развивалась в ходе эволюции как минимум 27 раз в 14 основных группах предшественников современных рыб. Результаты исследования опубликованы в журналеPLOS ONE и представлены в пресс-релизе.

Авторы статьи описывают множество способов, как у рыб происходит биолюминесценция. Они могут использовать биолюминесцентные бактерии, направление света через системы подобные волоконно-оптическим, у рыб могут присутствовать и специализированные органы, производящие свет. Для рыб в глубинах океана свечение выступает как очень важный механизм приспособления к среде, о его важности говорит то, что в ходе эволюции механизм развился примерно у 80% видов.

Все рыбы, которые были изучены в ходе исследования, как выяснилось, развивали механизм биолюминесценции между ранним меловым периодом (около 150 миллионов лет назад) и Кайнозойской эрой. Кроме того оказалось, что как только какой-то вид вырабатывал способность производить свет, он, как правило, вскоре становился источником новых видов.

Источник: Научная Россия

Ученые из британского Оксфорда и австралийского Квинслендского университета представили исследование, показывающее, что тропические рыбы-брызгуны способны распознавать с большой точностью визуальные объекты, в том числе человеческие лица. Статья опубликована в журнале Scientific Reports, кратко об исследовании сообщается на сайте Оксфордского университета.

В ходе эксперимента рыбам, известным своим способом охотиться, — они буквально сбивают летящую добычу прицельной струей воды, — показывали два изображения человеческих лиц и обучали выбирать одно из них, с помощью этой самой струи. Далее рыбам предлагалось это знакомое лицо среди набора новых лиц. И они успешно снова выбирали именно его — в 81% случаев. Причем им удавалось выполнить эту задачу, даже когда наиболее выраженные особенности, такие как форма головы и цвет снимка, были изменены.

«Мозг рыб значительно проще, чем у людей, и в нем совершенно точно нет той зоны, которая работает на распознавание лиц у людей. Несмотря на это, многие рыбы демонстрируют впечатляющие результаты по распознаванию визуальных объектов. Что делает их идеальными объектами для изучения вопроса, как простой мозг справляется со столь сложными задачами», — говорит руководитель исследования Кейт Ньюпорт (Cait Newport).

Источник: Научная Россия

Обнаруженные учеными в Индонезии останки доказывают, что предком человека флоресского, прозванного "хоббитом" за свой маленький рост, является Homo erectus, сообщается в статье исследователей, опубликованной в выпуске журнала Nature.

Ученые описали фрагменты костей и зубов, возраст которых составляет около 700 тысяч лет. Останки были извлечены из древнего русла реки и, вероятно, принадлежат предкам вымершего вида "хоббитов".

Новые окаменелости дают серьезные основания полагать, что "хоббиты" эволюционировали из вида H.erectus, заявил палеоантрополог Юсуке Кайфу (Yousuke Kaifu) из Национального музея природы и науки в Токио.

Конкретно ученые нашли окаменелости зубов, фрагмент челюстной кости и фрагменты черепно-мозговой кости двух детей и двух взрослых, которые, возможно, погибли в результате извержения вулкана. Они были найдены во время раскопок примерно в 70 км к востоку от пещеры Лиан-Буа.

Ранее единственным источником знаний о том, кто заселил остров Флорес первым, оставались различные каменные орудия, которые использовали люди. Найденные в 100 километрах от пещеры Лиан-Буа каменные лезвия, скребки и рубила возрастом 800 тысяч лет давали основания полагать, что эволюционным предком "хоббитов" мог быть человек прямоходящий, H.erectus, до сих пор считавшийся самым первым видом людей, покинувшим пределы Африки.

Человек флоресский, Homo floresiensis, был впервые обнаружен учеными на острове Флорес в Индонезии в 2004 году. Долгое время ученые спорили, является ли обнаруженный гоминид самостоятельным видом или представляет собой человека современного типа, страдавшего специфическими болезнями и претерпевшего уменьшение роста из-за феномена так называемой "островной карликовости".

Источник: РИА Новости

Биолог из США неожиданно подтвердил натуралистическую байку 19 века о том, что электрические угри умеют выпрыгивать из воды и убивать сухопутных животных и крупных водных хищников электрошоком, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Прыжки угря из водыЗнаменитый немецкий натуралист Александр фон Гумбольдт в марте 1800 года путешествовал по Южной и Центральной Америке, изучая флору и фауну Нового Света. В ходе одной из таких поездок он нанял местных проводников-индейцев и купил несколько лошадей по их просьбе. Индейцы предложили прусскому ученому поймать нескольких электрических угрей, устройство чьего тела сильно интересовало его, используя крайне необычную методику ловли.

По словам Гумбольдта, проводники использовали для этого лошадей – они завели скакунов в воды болота, где водились угри, и после этого началось необычное шоу: рыба начала выпрыгивать из воды и пыталась прикрепиться к телу парнокопытных и ударить их током, чем пользовались индейцы для поимки угрей.

Как рассказывает Кеннет Катания (Kenneth Catania) из университета Вандербильта в Нэшвилле (США), никто, в том числе и он, верил в подобные байки – все ученые считали историю Гумбольта преувеличением или просто выдумкой. Недавно, совершенно неожиданно для себя и остальных, Катания подтвердил, что угри действительно умеют выпрыгивать из воды.

По словам ученого, он несколько недель работал с угрями, изучая устройство его органов, генерирующих электричество. Во время экспериментов он вылавливал рыб из аквариума, используя большой сачок с металлической сеткой и ручкой. Обычно рыбы пытаются уплыть от сачка, однако с угрями иногда происходило нечто странное – они разворачивались и в буквальном смысле прыгали на ручку сачка, вырабатывая при этом мощный электрический импульс, который к счастью, не причинил зоологу вреда, так как он работал в резиновых перчатках.

 Два года назад Катания выяснил, наблюдая за охотой угрей на рыб, что они "чуют" жертву не только при помощи обоняния, но и при помощи электрочувствительных клеток, считая любой проводник тока, небольшой по размерам, своей потенциальной жертвой. Эта идея натолкнула зоолога на мысль, что крупный проводник, такой как сачок или живая лошадь, может восприниматься угрем не как жертва, а как потенциальный агрессор-хищник.

Он проверил эту гипотезу, используя муляж головы крокодила, в которую он встроил электроды, вольтметр и амперметр, а также набор светодиодных лампочек. Погружая ее в аквариум с угрями, Катания замерял, с какой силой угри били током "крокодила", пытаясь понять, зачем они выпрыгивают из воды во время ведения подобной обороны.

Секрет подобных гумбольтовских "прыжков" оказался крайне прост – высовывание головы из воды позволяет рыбе заметно усилить силу удара током, так как электричество будет двигаться не через воду и тело хищника, а только через голову крокодила. Подобный простой трюк заметно усиливает болевые ощущения и спазмы в мускулах, что должно отпугнуть хищника или даже убить его. Такая система защиты, как считает Катания, может объяснять то, почему угрей боятся не только мелкие рыбы, но и аллигаторы, лягушки, ящерицы и другие крупные хищники, предпочитающие уступить место электрорыбе, а не пытаться съесть ее.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи обнаружили в отложениях каменноугольного периода насекомое с прицепившимся к нему клещом. Открытие доказывает, что клещи стали пользоваться другими организмами для расселения уже на первых этапах своей эволюции.

Насекомое с прицепившимся к нему клещомОписание находки, подготовленное учеными из Франции, России и Китая, опубликовано в журнале Current Biology.

В природе мелкие существа нередко прикрепляются к более крупным, чтобы проехаться на них. Если при этом они не наносят перевозчику вреда, то такой тип взаимодействия называется форезией.

Изредка свидетельства форезии попадаются в палеонтологической летописи. Например, в 2012 году ученые обнаружили в доминиканском янтаре поденку, которая переносила на своем крыле ногохвостку. Клещи, прикрепившиеся к другим членистоногим, также иногда попадаются в янтаре, но до настоящего времени их не находили в кусках осадочной породы.

Авторы статьи смогли восполнить этот пробел, изучая находки, сделанные в местечке Сяхэянь в Центральном Китае. Там были собраны одни из древнейших крылатых насекомых, жившие в середине каменноугольного периода, около 320 млн лет назад.

На верхней стороне груди одного из насекомых, которое близко к предкам сверчков и кузнечиков, ученые разглядели клеща длиной всего 0,8 мм. Он получил название Carbolohmannia. С помощью синхротрона SOLEIL ученым удалось создать трехмерную реконструкцию Carbolohmannia.

Выяснилось, что клещ относится к Mixonomata, группе панцирных клещей-орибатид. Если другие клещи нередко катаются на насекомых, то среди современных Mixonomata таких случаев не отмечено.

Тем не менее, исследователи уверены, что перед ними именно свидетельство форезии, а не сапрофагии, то есть питания одного существа трупом другого. Если бы клещ взобрался на насекомое уже после смерти последнего, то он бы начал трапезу не с груди, а с более мягкого участка тела, например, с брюшка.

Напомним, недавно палеонтологи обнаружили в крошечном кусочке древнейшего янтаря, чей возраст составляет 230 миллионов лет, сразу четырех клещей. Судя по всему, эти растительноядные организмы отличались оригинальным пищевым поведением, проникая прямо в устьица листьев.

Подрорбнее: infox.ru

Биологи выяснили, что палочники, к числу которых относятся самые длинные насекомые в мире, позаимствовали у бактерий гены, необходимые для питания растениями. Возможно, именно это предопределило их эволюционный успех.

ПалочникК такому выводу пришли немецкие и французские ученые, чья статья опубликована в журнале Scientific Reports.

Многие растительноядные животные, например, термиты и коровы, нуждаются в кишечной микрофлоре для переваривания растительной биомассы. В частности, микроорганизмы помогают растительноядным организмам расщеплять клеточные стенки растений, поскольку у тех нет пригодных для этого ферментов-пектиназ.

Однако недавно было обнаружено, что насекомые-палочники обладают собственными генами пектиназ, что позволяет им в данном вопросе обходиться без помощи со стороны бактерий. Авторы статьи решили выяснить, откуда у палочников взялись эти гены. Для этого они проанализировали базу данных 1KITE, содержащую сведения о геномах более чем тысячи видов насекомых, включая 50 видов палочников.

Выяснилось, что гены пектиназ имеют в своем геноме все палочники, за исключением палочника Timema, самого примитивного из них. В то же время собственные пектиназы не умеют синтезировать все остальные Polyneoptera, к которым относятся кузнечики, богомолы, тараканы и прочие родичи палочников.

Исходя из этого, исследователи вычислили, что общий предок современных палочников обзавелся пектиназами не ранее чем 125-103 млн лет назад – именно тогда он отделился от линии палочника Timema. Судя по сходству ДНК, палочники позаимствовали ген пектиназы у гамма-протеобактерий – эти микроорганизмы живут у них в кишечниках, а также на поверхности листьев.

Подобный обмен генетической информацией между неродственными группами организмов называется горизонтальным переносом генов. Недавно ученые зафиксировали его, например, между мхами и папоротниками. Что касается пектиназ, то они имеются также у тлей, цикадок, а также жуков-листоедов и жуков-долгоносиков. Последние, как и палочники, также одолжили гены пектиназ у бактерий.

«Что-то должно было случиться, чтобы сделать крошечную Timema группой из 3000 видов, широко распространенных по планете и порой достигающих полуметра в длину», -- пояснил Мэтан Шеломи, соавтор статьи. По его словам, внезапное приобретение новых ферментов путем горизонтального переноса генов может влиять на эволюцию целых групп, заставляя их специализироваться на каком-то одном источнике пищи.

Источник: infox.ru

Ученые обнаружили в янтаре мелового периода муравья с необычным строением головы. На лбу муравей нес длинный рог, который помогал ему в охоте на крупную добычу.

Ceratomyrmex ellenbergeriОписание находки, подготовленное учеными из Франции, Китая и США, опубликовано в журнале Current Biology.

Бирманский янтарь, чей возраст оценивается в 99 млн лет, является уникальным источником информации о первых этапах эволюции муравьев. Например, недавно в нем были найдены дерущиеся муравьи - такие поединки неизвестны среди современных перепончатокрылых, живущих по одиночке, однако они типичны для социальных насекомых.

Тем не менее, облик большинства муравьев, происходящих из бирманского янтаря, достаточно стандартен. Но авторам статьи посчастливилось отыскать в нем муравья с очень длинным рогом, имеющим расширение на конце. Рог является выростом клипеуса – так называется передняя часть головы насекомых. Ничего похожего на этот рог среди современных муравьев неизвестно.

Муравей получил название Ceratomyrmex ellenbergeri. Пока неясно, вел ли он одиночный или социальный образ жизни. Однако авторы статьи уверены, что рог понадобился муравью для охоты - он схватывал добычу двумя саблевидными челюстями, загнутыми вверх, а рог надежно фиксировал жертву сверху.

Специальные чувствительные щетинки на голове муравья указывают, что он мог мгновенно реагировать на любое шевеление потенциальной добычи. В случае, если бы рог предназначался, например, исключительно для переноса личинок внутри гнезда, такие щетинки муравью не понадобились бы.

Ранее в бирманском янтаре уже находили муравья с рогом (он известен под именем Haidomyrmex). Однако у нового вида рог значительно длиннее. Вместе с Haidomyrmex муравей-единорог относится к группе Haidomyrmecini – они считаются самыми примитивными среди муравьев. Тем не менее, находка доказывает, что уже среди них наблюдалось большое морфологическое разнообразие.

Источник: infox.ru

Самая большая губка была найдена в Тихом океане около Гавайских островов на глубине более 2000м. Её длина 3,5м, ширина 1,5-2м, а возраст может достигать нескольких тысяч лет.

Подробнее...

Ученые обнаружили в Тихом океане самую крупную губку из тех, что существуют на Земле. По размерам она приближается к габаритам небольшого автомобиля.

Об этом говорится в статье американских специалистов, опубликованной в журнале Marine Biodiversity.

Открытие было сделано в ходе обследования океанского дна в районе Гавайских островов. На глубине более 2000 метров беспилотный батискаф обнаружил губку длиной 3,5 метра и шириной 1,5-2 метра. Для сравнения, примерно такими же габаритами обладает автомобиль «Запорожец».

Судя по спикулам, игольчатым элементам скелета, организм относится к шестилучевым губкам из семейства Rossellidae. Предыдущий рекордсмен среди губок был найден в мелководной зоне у канадского побережья в 2007 году, его длина составляла 3,4 метра, а ширина - 0,5-1,1 метров.

По словам ученых, возраст губки-гиганта может исчисляться тысячами лет. Например, среди мелководных губок попадаются экземпляры возрастом 2300 лет, а в глубинах океана эти существа растут еще медленнее.

Напомним, недавно палеонтологи обнаружили на территории китайской провинции Гуйчжоу ископаемую губку возрастом 600 млн лет. Несмотря на ее солидный возраст и крошечные размеры (1,2х1,1 мм), на окаменелости можно разглядеть мельчайшие детали клеточного строения.

Источник: infox.ru