Овсянка горная (лат. Emberiza cia)

Овсянка горная (лат. Emberiza cia)

Голос  Горной овсянки

Относительно безобидная бактерия, вызывающая диарею и лихорадку, стала "бичом Божиим" средневековой Европы благодаря одной незначительной мутации и "воровству" короткого фрагмента ДНК у другого микроба, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Жертвы чумы"Полученные нами данные показывают, что вставка чужой ДНК и ее небольшая мутация впоследствии стала причиной появления нового, стремительно эволюционирующего штамма микробов, вызывающего болезнь. Это говорит о том, что опасные патогены, вызывающие эпидемии острых респираторных инфекций, могут возникать даже после малейших генетических изменений", — рассказывает Уиндхэм Латем (Wyndham Lathem) из Северо-Западного университета в Чикаго (США).

Латем и его коллеги выяснили, как возникла знаменитая средневековая бацилла "черной смерти", сравнивая и изучая древние штаммы чумной палочки, существующие сегодня и "воскрешенные" путем сборки обрывков ДНК из останков жертв чумы, погребенных в крупных городах Европы, а также геном ее предположительного предка – псевдотуберкулезной палочки.

Данная бактерия — Yersinia pseudotuberculosis, достаточно широко встречается в почве, и ее попадание в кишечный тракт вызывает лихорадку, боли в животе, острую диарею и прочие симптомы, которые почти никогда не заканчиваются смертью. Предположительно, примерно 10 тысяч лет назад она приобрела несколько новых генов, сильно мутировала и дала жизнь первым штаммам Yersinia pestis, чумной палочки.

Как выяснила группа Латема, эти изменения были на самом деле относительно небольшими и скоротечными. Самые первые штаммы чумной палочки могли проникать в легкие людей, но не могли вызывать мощнейшего воспаления и массовой смерти клеток легочной ткани, что сегодня заканчивается смертью почти со 100%.

Подобную способность они достаточно быстро приобрели в результате замены одной "буквы" в ключевом гене Pla, который помогает им разлагать молекулы белков в заражаемых легких и крови, размножаться в этой среде, вызывать гибель их клеток и распространяться по организму через лимфатическую систему, формируя печально известные "бубоны".

В свою очередь, этот ген был "украден" бактерией у какой-то другой бациллы в результате так называемого "горизонтального" обмена генами. Пока ученые не знают, откуда будущая чумная палочка взяла этот ген, однако они предполагают, опираясь на характерные особенности в структуре Pla, что его источником были микробы, обитающие в кишечнике человека или других млекопитающих.

Оба этих шага произошли в рамках всего нескольких первых поколений Yersinia pestis, после чего микроб начал интенсивно мутировать и развиваться, в результате чего возник возбудитель "черной смерти", чумы Юстиниана и прочих эпидемий античности и средневековья.

Ранее уже высказывались другие теории возникновения чумы.

Источник: РИА Новости

Палеонтологи откопали в Китае древнейших мягкотелых шипастых организмов. Они являются родичами знаменитой галлюцигении и современных бархатных червей.

Collinsium ciliosumОписание находки, подготовленное китайскими учеными из Юньнаньского университета, опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В кембрийском периоде в палеонтологической летописи внезапно появились все основные типы живых существ. Некоторые из них, вроде брахиопод и морских лилий, внешне мало чем отличались от своих потомков, живущих сегодня, а другие, наоборот, имели весьма причудливый облик. Одно из таких странных созданий и было найдено в отложениях раннего кембрия в южном Китае.

Всего ученым удалось обнаружить около 30 представителей нового вида и рода, получившего название Collinsium ciliosum. Они представляли из себя червеобразных существ с 15 парами конечностей. Первые шесть пар ног Collinsium ciliosum, напоминающие перья, были покрыты густыми щетинками. Остальные 9 пар конечностей, расположенные на заднем конце тела, были голыми, но имели на конце коготки.

Придатки Collinsium ciliosum плохо подходят для активного ползания по морскому дну, поэтому ученые предполагают, что своими задними ногами они цеплялись за неподвижные субстраты вроде губок, передними перьеобразными ногами отфильтровывая из воды питательные частицы, подобно некоторым современным ракообразным.

Неподвижность C. ciliosum делала их легкой добычей, поэтому они обзавелись острыми шипами на спине. Каждое из этих существ длиной всего несколько сантиметров несло 72 шипа разных размеров - это один из древнейших примеров подобного вооружения у мягкотелых животных.

Судя по морфологии шипов, которые состоят из нескольких слоев кутикулы, вложенных друг в друга, подобно матрешкам, C. ciliosum относится к кембрийским галлюцигениям и современным бархатным червям, имеющим аналогично устроенные коготки.

Источник: infox.ru

Эксперименты на мышах показали, что представители сильного и слабого пола ощущают боль совершенно разными группами нервных клеток, что ставит под сомнение все лабораторные опыты по созданию лекарств от хронической боли, заявляют нейрофизиологи в статье в журнале Nature Neuroscience.

"Другие исследования показали, что мужчины и женщины обладают разной восприимчивостью к болевым ощущениям и что женщины более подвержены хронической боли, но мы всегда считали, что эти сигналы идут по одним и тем же нейронам и обрабатываются одинаковым образом", — рассказывает Джеффри Могил (Jeffrey Mogil) из университета Макгилла в Монреале (Канада).

Могил и его коллеги уже несколько лет изучают различия в восприятии чувства боли между мужчинами и женщинами. К примеру, в прошлом году они выяснили, что представители слабого и сильного пола воспринимают хроническую боль по-разному: к примеру, она лишает женщин и самок мышей желания заняться сексом, тогда как мужчины и самцы не испытывают подобных проблем.

В своем новом исследовании группа Могила пошла дальше и попыталась раскрыть механизмы, управляющие передачей сигналов о боли, и понять, почему даже легкие касания воспаленных тканей или кожи вызывают сильные неприятные ощущения.

Как объясняют ученые, нейрофизиологи достаточно давно подозревают, что в этом задействованы так называемые клетки микроглии – особые вспомогательные тельца, своеобразный иммунный щит нервной ткани. Изучая предыдущие наработки в этой области, Могил и его коллеги обратили внимание на то, что все опыты, посвященные микроглии, проводились на самцах.

Памятуя о своих предыдущих открытиях, авторы статьи приобрели равное количество мышей-самцов и самок, повредили у них седалищный нерв, вызвав тем самым хроническую боль, и проследили за тем, как будут вести себя грызуны, если в их тело ввести вещества, блокирующие работу микроглии.

Результаты этого эксперимента были очень наглядными – после ввода лекарства боль у самцов, судя по их движениям по клетке, была сильно уменьшена или даже полностью исчезла, тогда как самки вообще не реагировали на блокираторы микроглии. Даже когда ученые удалили эти клетки из нервной ткани при помощи токсинов или полностью отключили их при помощи генетических методов, самки продолжали чувствовать боль.

Это означает, что особи мужского и женского пола воспринимают и обрабатывают сигналы боли при помощи разных наборов нервных клеток и их "помощников". Обезболивающие, которые сегодня разрабатываются в ходе опытов с участием самцов, могут вообще не работать для женщин из-за этих различий в работе "нейронов боли". Поэтому, как считает Могил, биологи должны пересмотреть все результаты экспериментов и провести их заново с учетом различий между полами.

Источник: РИА Новости

Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Ученый и его коллеги считают, что найден участок в мозгу попугаев, который обеспечивает уникальную способность повторять сотни уникальных звуков, в том числе и слова человека. Это открытие не только проясняет природу говорящих птиц, но и может объяснить, как новые участки мозга появляются в ходе эволюции. Об исследовании рассказывает Science.

Можно сказать, что попугаи, певчие птицы и колибри говорят на разных «языках». Несмотря на это, все они могут подхватывать и «разучивать» новые звуковые комбинации благодаря присутствию в их мозге особой зоны — группы взаимосвязанных нейронов, которые ответственны за пение и обучение. Но точные границы этой области были нечеткими: одни исследователи определяли ее чуть больше, другие чуть меньше, в зависимости от того, какие критерии они использовали. Кроме того, было сложно понять различия в границах «песенного ядра» попугаев и певчих птиц.

Нейробиолог Эрик Джарвис (Erich Jarvis) из университета Дьюка в Дархаме (США) исследовал активность гена PVALB у попугаев, который прежде был обнаружен у певчих птиц. Анатомическое исследование мозга умерших птиц показало, что этот ген влияет на развитие двух различных областей, которые доктор Джарвис и посчитал «песенной зоной» птиц. Иногда ген активировал развитие зоны центральной сферической части мозга. В других случаях он был активен только во внешней оболочке клеток, окружающих это ядро.

Более детальное исследование показало: внутреннее ядро и внешняя оболочка подобны шоколадной начинке и карамельной глазури в конфете M&M, хотя и несколько варьируется в каждом отдельном случае. В то время как внутреннее ядро «песенной зоны» попугаев было идентично мозговой структуре других птиц, внешняя оболочка значительно отличалась. Как показало наблюдение под микроскопом, ее связи с другими отделами мозга также были отличными, чем у сердцевины.

Исследовательская группа доктора Джарвиса решила углубить свое исследование и детально изучила внешнюю оболочку «песенной зоны» у девяти разных видов попугаев. Они пришли к заключению, что у вида, который лучше всего подражает звукам, больше развития внешняя оболочка «песенной зоны» мозга. А вид кеа (Nestor notabilis), который имеет отдаленное отношение к остальным попугаям, имеет слаборазвитую оболочку «песенной зоны». Это позволило ученым предположить, что она появилась у попугаев, по крайней мере, 29 млн лет назад.

Как считает доктор Джарвис, способность подражать окружающим звукам развилась у попугаев в ходе эволюции. Скорей всего, в дикой природе она помогает им общаться друг с другом в период спаривания, преодолевать опасности, защищать территорию и находить друг друга. Исследователь полагает, что какое-то время «песенная зона» попугаев и певчих птиц эволюционировала одинаково, а затем первые начали развивать и новые функции.

Если эта гипотеза верна, то дальнейшие исследования оболочки «песенной зоны» мозга попугаев даст ключ к пониманию развития сложных участков мозга у животных и людей. Но для этого требуется провести дополнительную большую работу — следует точно определить границы оболочки зоны, ответственной за способность к повторениям.

Эрик Джарвис рассказывает, что он и его коллеги намерены продолжить свои исследования с целью проверить, действительно ли эта зона позволяет попугаям имитировать услышанные звуки. Ведь они выявили некоторую корреляцию, но не причинно-следственные связи: «Я думаю, что мы нашли основную причину, почему попугаи имеют более развитую способность к имитации звуков, чем другие птицы, и она связана с этой областью мозга. Но чтобы обосновать эту идею требуется провести дальнейшие исследования».

Источник: Научная Россия

В научном журнале PLoS ONE опубликована статья, в которой приведены результаты исследований, проведенных российскими и британскими учеными о взаимосвязи возраста, в котором мужчина становится отцом и продолжительности жизни его ребенка.

Коллектив российско-британских биологов изучил записи финских церковных книг в период с 1688 по 1899 годы. Как выяснилось, эти исторические источники предоставляют ценные данные для изучения человека с биологической точки зрения. Страны Скандинавии периода XVII-XIX веков отличает с одной стороны бедность жизни населения (отсутствие качественной медицинской помощи и действенной демографической политики), а с другой стороны многовековая традиция скрупулёзно фиксировать все даты актов рождения, брака и смерти. Проведенный анализ родословных выявил взаимосвязь того, что финны, чьи отцы, деды и прадеды производили потомков, находясь в возрасте до 30 лет, примерно на 13 % чаще доживали до совершеннолетия, в отличие от потомков тех мужчин в трех поколениях, которые становились отцами в возрасте после сорока лет. Также ученые установили, что с возрастом в половых клетках накапливаются мутации, передающиеся по наследству и, тем самым, снижающие генетическую приспособленность следующих поколений.

Следует отметить, что проблема накапливания мутаций в сперме мужчин в последние годы вызывает серьезные опасения ученых-биологов и врачей. На днях, 25 июня, британским специалистом по биоэтике было внесено предложение о замораживании спермы всех мужчин по достижении ими совершеннолетия. Это связано тем, чтобы спасти потомство от опасных болезней, а также чтобы люди имели возможность зачатия детей с помощью спермы, собранной в юном возрасте.

Источник: RostovDrive

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, зачем мозг крыс конструирует эти симуляции. Похоже, что этот процесс помогает животному оценить все возможные планы действий на следующий день, так скажем, продумать их. Конечно, мы не знаем этого наверняка, и в ближайшем будущем мы хотим проверить, существует ли связь между этими снами и тем, что животное будет делать в будущем", — заявил Кэсвелл Бэрри (Casell Barry) из университетского колледжа Лондона (Великобритания).

Бэрри и его коллеги выяснили, о чем грезят лабораторные крысы, наблюдая за активностью их мозга во время сна после длительной серии физических и умственных упражнений в специальной клетке-лабиринте.

"Во время прогулок мозг млекопитающих быстро формирует карту местности, которая хранится в центре их памяти, в так называемом гиппокампе. Когда мы спим или отдыхаем, гиппокамп проигрывает воспоминания о наших прогулках по этой карте, что помогает ее лучше запомнить. Наши коллеги предполагали, что подобные "повторы" могут составлять основу наших сновидений", — добавляет Хьюго Спирс (Hugo Spiers), коллега Бэрри.

Авторы статьи решили проверить, так ли это. Для этого они посадили несколько крыс в Т-образный лабиринт, в одном из рукавов которого находился кусочек сыра или другой пищи, а в другом было пусто. Проблема для крысы заключалась в том, что оба прохода были загорожены прозрачной пластиковой перегородкой, которая мешала животному достичь еды.

Через час после того, как крысы безуспешно пытались проникнуть через барьер, ученые сажали их в темную клетку, где те засыпали, и следили за активностью их гиппокампа и прочих регионов мозга. После этого, когда грызуны просыпались, биологи выпускали их обратно в лабиринт, убирали заслонки и позволяли им добраться до пищи.

Когда ученые проанализировали данные по активности мозга во время сна и второй попытки добычи пищи, они поняли, что крысы во сне мечтали о недоступном им кусочке сыра и разрабатывали "планы" по его добыче из левого рукава лабиринта, где он находился.

"Полученные нами результаты показывают, что во время сна гиппокамп к тому же реконструирует и события будущего, то, что должно случиться. Так как структура этой области мозга у человека и крыс очень похожа, это может объяснять то, почему пациенты с поврежденным гиппокампом испытывают проблемы с предсказанием будущего, воображением и мечтами о еще не наступивших событиях", — продолжает Спирс.

Наличие подобной активности в мозге крыс говорит о том, что человек является не единственным существом, которое умеет планировать свои действия на достаточно долгое время вперед, заключают ученые.

Источник:  РИА Новости

Одними из первых в животном мире челюсти и зубы отрастили панцирные рыбы. Они были похожи на твердые бугристые пластинки, которые формировались постепенно по мере роста рыбы. По крайней мере так зубы росли у панцирных рыб Romundina stellina, обитавших в девонском периоде, утверждают авторы статьи в Biology Letters. Результаты их работы прольют свет на то, как возникли другие органы, в том числе сердце, почки, сообщает Science.

Первые зубыИскопаемые остатки панцирных рыб Romundina stellina нашли на острове Принца Уэльского (Канада). Эти мелкие морские рыбы обитали в девонском периоде, 400 млн лет назад, и возможно были первыми челюстными рыбами на Земле. Их зубы не похожи на современные, они представляли собой твердые бугристые пластины на челюстях, которыми рыбы истирали пищу, словно наждачной бумагой. Именно этих рыб изучали палеобиолог Филип Донохью (Philip Donoghue) из Бристольского университета (Великобритания) и Мартин Рюклин (Martin Rücklin) из Центра природного биоразнообразия в Лейдене (Нидерланды).

Ученые просканировали рентгеновским 3D-сканером зубные пластины R. Stellina, чтобы понять, как они образовались. Благодаря детальным снимкам ученые смогли рассмотреть каждые 10 микрон зубных пластин. Оказалось, что пластины росли постепенно в течение жизни рыбы. Подобно современным зубам пластины рыбы имели дентиновую основу и твердую, похожую на эмаль, поверхность.

И еще одно открытие сделали авторы работы. Они обнаружили явление, которое назвали «первозубом» (pioneer tooth). По мере роста рыбы рядом с пластинами появляются ткани, похожие на зубные, которые присоединяются к концам зубной пластины, формируя ее.

Источник: Научная Россия

Палеонтологи откопали в Германии одного из древнейших предков черепах. Находка является промежуточным звеном, которое позволяет проследить, как формировался панцирь этих рептилий.

Предок черепахК такому выводу пришли немецкие и американские ученые, чья статья опубликована в журнале Nature.

Панцирь черепах состоит из полусотни костей, в основном из сросшихся ребер и позвонков. Его конструкция уникальна тем, что кости, у прочих позвоночных расположенные внутри тела, у черепах были вынесены на поверхность. Поскольку уже древнейшие черепахи появились в палеонтологической летописи с полностью сформированным панцирем, их эволюция долгое время оставалось загадкой.

Всё изменилось в 2008 году, когда в Китае была обнаружена черепаха Odontochelys возрастом 220 млн лет, у которой спинная часть панциря отсутствовала, но при этом имелся хорошо развитый пластрон (брюшная часть панциря). Наконец, в 2013 году было показано, что рептилия Eunotosaurus, жившая 260 млн назад в Южной Африке, также относится к черепахам, хотя панцирь у нее только-только начал формироваться, на что указывают расширенные ребра и отсутствие межреберной мускулатуры.

На этот раз ученым посчастливилось обнаружить переходное звено между Odontochelys и Eunotosaurus. Находка была сделана в отложениях среднего триаса возрастом 240 млн лет в карьере, расположенном на территории федеральной земли Баден-Вюртемберг. Эти небольшие рептилии длиной всего 20 сантиметров, получившие название Pappochelys, обладали длинным хвостом, в точности как пермские Odontochelys, однако по строению таза и других костей они были ближе к Eunotosaurus.

Верхняя часть панциря у Pappochelys, как и у Eunotosaurus, была еще не сформирована, хотя расширенные ребра показывают, что всё дело шло к тому. Полноценным пластроном, каким обладал Eunotosaurus, найденные рептилии тоже похвастаться не могли, зато на его месте у них располагались парные утолщенные гастралии - покровные кости дермального (кожного) происхождения. Судя по строению черепа, Pappochelys был близок к диапсидам, к которым относятся ящерицы и крокодилы. Это противоречит гипотезе о том, что предки черепах ответвились от эволюционного древа рептилий очень рано.

Всего в руки палеонтологов попало около 20 экземпляров Pappochelys. Судя по тому, что они найдены в озерных породах, да и еще в таком количестве, данные рептилии часто заходили в воду. Это значит, что кости, сформировавшие нижнюю часть панциря черепах, изначально могли использоваться в качестве балласта для контроля за плавучестью. По другой версии, они защищали брюхо Pappochelys от хищников, которые могли вынырнуть со дна водоема.

Источник: infox.ru

Найденные на раскопках в Канаде зубы галлюцигении, причудливого потенциального предка всех линяющих беспозвоночных, к числу которых принадлежат членистоногие и черви, помогли палеонтологам понять, как выглядела ее голова и рот, и опубликовать полученные изображения в журнале Nature.

Галлюцигения в представлении художника"До публикации этой работы у нас были сомнения, какой конец тела этого существа, собственно, представляет его голову, и какой из них является хвостом. Большой темный шарик на оконечности одного из окаменелых останков галлюцигении изначально считался головой. Мы выяснили, что на самом деле он не был частью тела, а просто пятном жидкости, вытекшей из кишечника беспозвоночного в тот момент, когда его тело было расплющено", — рассказывает Мартин Смит (Martin Smith) из Кембриджского университета (Великобритания).

Отпечаток галлюцигении, найденный в сланцах БёрджессСмит и его коллеги проводили раскопки на территории знаменитых сланцев Бёрджесс на западе Канады, где залегают породы времен кембрийского периода и где были найдены одни из самых причудливых и больших жителей первичного океана Земли.

Одним из самых необычных представителей этого мира являются галлюцигении – причудливые беспозвоночные существа, близкие родичи крайне примитивных бархатных червей и предки всех линяющих беспозвоночных (Ecdysozoa), чьи останки были найдены еще в 70 годах прошлого века. Вид отпечатков так удивил их первооткрывателей, что они назвали открытое ими животное Hallucigenia, "порождением бредней".

Необычный облик галлюцигении, не сравнимый ни с одним другим живым существом, породил "классическую ошибку" палеонтолога — изначально ученые "перевернули" ее с ног на голову во всех отношениях – шипы на ее спине они посчитал ногами, а хвост, из-за вышеупомянутого пятна – головой. Только после открытия когтей Hallucigenia и находки Смита и его коллег все стало на свои места.

Когда авторы статьи осознали природу пятна и поняли, как оно возникло, им в голову пришла следующая идея – если галлюцигении погибли в результате "грязевого потопа", то тогда в тех же отложениях сланцев, где были найдены их тела, должны находиться фрагменты их глаз и прочих частей головы.

Руководствуясь этой идеей, Смит и его коллеги вернулись к раскопкам в Берджессе, и им улыбнулась удача – они нашли не только примитивные "стебельковые" глаза, но и зубы Hallucigenia, которые помогали ей всасывать воду внутрь рта. Данная находка помогла им не только приделать голову беспозвоночного к "правильной" части его туловища, но и прояснить некоторые детали эволюции линяющих животных.

В частности, наличие зубов у галюцигений говорит о том, что общий предок насекомых, червей и других беспозвоночных был устроен гораздо сложнее, чем мы привыкли считать, опираясь на примитивную анатомию бархатных червей. По всей видимости, эти черви потеряли зубы в ходе дальнейшей эволюции.

Похожие зубы, как рассказывают ученые, были и у нескольких других групп беспозвоночных, появившихся чуть позднее – кембрийских приапулид, родичей бархатных червей, и гигантских "креветок"-аномалокарисов и прочих ранних членистоногих животных. Это позволяет прочертить эволюционную линию между галюцигениями и более поздними беспозвоночными, заключают паленотологи.

Исотчник: РИА Новости