Японские ученые выяснили, что сигнал, передаваемый нашим чувством осязания, проходит в два этапа с помощью двух частей коры головного мозга — сенсорной и двигательной. Об этомсообщается в журнале Neuron.

Ученые из японского института физико-химических исследований RIKEN во главе с доктором Масанори Мураяма (Masanori Murayama) изучали механизм, активизирующий чувство осязания у мышей. Казалось бы, все просто — мышь (как, впрочем, и человек) получает какой-то сигнал, который нейроны передают в мозг. Но неожиданно выяснилось, что сигнал этот передается в два этапа, и для того, чтобы одно из основных наших чувств работало, требуется включение двух частей головного мозга.

Ученые узнали это следующим образом: они прикасались к лапкам мышей и следили за тем, какие части мозга начинают действовать. Оказалось, что сначала сигнал от кожи передается сенсорной зоне коры головного мозга, но через тысячную долю секунды в мозгу у мыши возникает еще один сигнал. В этот момент он переходит от сенсорной к двигательной зоне коры головного мозга. Следовательно, для того, чтобы мышь ощутила прикосновение к ее лапке, потребовалось не только передать сигнал в мозг, но еще и скоординировать деятельность двух зон головной коры.

Доктор Мураяма предполагает, что такой «двухуровневый» механизм был создан природой для того, чтобы обеспечить правильную работу наших чувств даже в том случае, если существуют какие-то отвлечения. Применительно к человеку он привел пример, когда водитель держит руль машины и ощущает его прикосновение, хотя в это же время он сконцентрирован на дороге.

Доктор Мураяма предположил, что, возможно, подобные механизмы существуют и для других органов чувств и гарантируют их более точную работу.

Источник: Научная Россия

Орнитологи из Польши и Кореи в Аризоне исследовали поведение мексиканских соек (Aphelocoma wollweberi), чтобы выяснить, каким образом те отбирают себе в пищу лучшие орехи, не вскрывая их. Ученые пришли к выводу, что птицы могут для этого особым образом взвешивать орехи, а также определять их качество по звукам. Результаты работы опубликованы в издании Journal of Ornithologyи кратко описаны в пресс-релизе.

Выбор ореха сойкойУченые с большой группой помощников много часов посвятили тому, чтобы аккуратно вскрыть скорлупу орехов и заменить их содержимое. Затем они предлагали орехи птицам, чтобы понять, как те отреагируют. Сойки получали либо пустую скорлупу арахиса, либо содержащую внутри целых три орешка. Птицы безошибочно выбирали нужные скорлупки. Серия экспериментов показала, что разницы в один грамм уже было достаточно, чтобы птица сделала верный выбор.

На замедленном видео ученые заметили, что каждый орех сойка проверяет, тряся его в клюве, после чего решает, оставить «добычу» или выбросить. Ученые поясняют, что эти движения похожи на те, что мы совершаем, когда берем в руки предмет, чтобы оценить его вес.

Тогда ученые решили обхитрить птиц и предложили им два вида орехов разного размера, но одинаковой массы. То есть большой арахис содержал внутри лишь один орешек, и маленький тоже один. В этом случае птицы предпочитали маленькие орехи. «Они как будто понимали, что с большими что-то явно не так», — поясняют ученые. Они заметили, что птицы, встряхивая орех, производят звуки, быстро открывая и закрывая клюв. Скорее всего, получаемый звук они сойки тоже берут в расчет, оценивая качество ореха.

Источник: Научная Россия

Овсянка садовая (лат. Emberiza hortulana)

Овсянка садовая (лат. Emberiza hortulana)

Голос  Садовой овсянки

Овсянка рыжая (лат. Emberiza rutila)

Овсянка рыжая (лат. Emberiza rutila)

Голос  Рыжей овсянки

Группа ученых под руководством Александра Кортшала (Alexander Kortschal), из Стокгольмского университета и Венского университета ветеринарной медицины, исследовала, как размер мозга влияет на способность рыбки избегать встреч с хищниками. Свое исследование биологи опубликовали в журналеEcology Letters .

ГуппиИзвестно, особи одного вида у самых разных животных часто сильно отличаются по размеру головы, а, следовательно, обычно и по объему мозга друг от друга. Однако до сих пор мало известно было о том, как размер головы влияет на приспособленность организма к жизни. Группа Александра Кортшала попыталась понять, что дает больший размер головы небольшим рыбам-гуппи.

Для этого они прибегли в эксперименту: обустроили 6 резервуаров, по условиям приближенных к естественным условиям обитания гуппи, потом в каждый из них запустили по 800 рыбок, самцов и самок, часть из которых имели обычный для гуппи размер головы, а часть более крупную голову, а кроме того одну цихлиду — их природного врага. После этого ученые каждую неделю в течение 5 месяцев проверяли, сколько и каких рыбок-гуппи съела цихлида. Как оказалось, от цихлиды чаще всего удавалось спастись самкам, а не самцам, при этом самки с более крупной головой избегали смертоносной встречи с цихлидой на 13,5% чаще.

При этом не было отмечено существенной разницы в том, какие самцы гуппи становились жертвами цихлиды — с большой или маленькой головой. То, что самцы гуппи чаще гибли от цихлиды, ученые объясняют их более яркой окраской по сравнению с самками. Этим же фактом они объясняют то, что большая голова не помогла самцам, поскольку самцы с большой головой более яркие, чем самцы с небольшой головой, как они показали в другом своем исследовании, при том, что самцы с головой побольше в среднем передвигались немного быстрее, чем их братья с головами обычными.

Таким образом, замечают исследователи, им удалось показать, что больший размер головы и мозга, по крайней мере гуппи помогает иногда избегать встречи с хищниками. И, соответственно, является ценным свойством.

Источник: Научная Россия

Общий предок современных змей обитал во времена динозавров на континенте Лавразия 128 млн лет назад, он имел одну пару не больших задних лап и являлся ночным хищником.

Подробнее...

Ученые из Йельского университета (США) под руководством постдока Элисон Хсиань (Allison Hsiang) изучили «родословное древо» современных змей и реконструировали облик и образ жизни их древнего общего предка, жившего 128 млн лет назад. Статью об этом, вышедшую в журнале BMC Evolutionary Biology, пересказывает сайт Live Science.

Предок змей на охотеВ рамках своей работы американские ученые собрали и обработали данные о 73 ныне живущих видах змей и их ближайших родственниц — ящериц. Анализировался не только их внешний вид и анатомическое строение, но и последовательности ДНК.

Касательно внешнего вида змеиного «дедушки», реконструкция сенсаций не принесла, подтвердив, что он имел длинное тело и крошечные, рудиментарные задние конечности. Ранее мы уже писал, что именно такими были древнейшие змеи, чьи останки были найдены палеонтологами в разных точках земного шара.

Значительно интереснее полученная информация об образе жизни предка всех змей. «Нам удалось собрать все возможные данные и перенестись назад во времени, чтобы реконструировать поведение древнейшей змеи, исходя из образа жизни ее современных потомков», — сказала Хсиань.

Оказалось, что это существо обитало во влажных, теплых лесах древнего континента Лавразия, который впоследствии разделился на Северную Америку, Европу и Азию. Оно ползало по земле и охотилось, по выражению ученых, на «мягкотелую позвоночную и беспозвоночную добычу», кусая ее своими острыми, похожими на иглы зубами. Метод охоты современных боа-констрикторов, которые душат свою жертву, древнейшим змеям был еще недоступен.

Американским ученым удалось выяснить также некоторые другие подробности дальнейшей «биографии» древнейших змей. Чисто ночными они оставались еще 40-50 млн лет, пока наконец не появились первые виды, активные днем. А вот на второй суперматерик, Гондвану, давший начало Южной Америке, Африке, Австралии и Антарктике, змеи перебрались уже спустя 20 млн лет после появления своего общего предка.

Сегодня примерно 3400 видов змей населяют все континенты Земли, кроме холодной Антарктиды, живут в самых разных экосистемах и охотятся в разное время суток.

Источник: Научная Россия

Вопросами прижизненной окраски яиц динозавров озаботились немецкие палеонтологи. Благодаря остроумной методике им удалось с большой степенью достоверности установить, что по крайней мере у некоторых динозавров яйца были окрашены в зелено-голубой цвет. А это, в свою очередь, позволяет искать аналогии в гнездовом поведении современных птиц и вымерших ящеров.

 Не секрет, что яйца многих современных птиц окрашены самым причудливым образом, а их пестрые сине-зеленые, голубые, бурые скорлупки подчас становятся даже объектом коллекционирования. Основная функция окраски яиц – маскировка, поэтому чаще всего камуфлированные в разные цвета яйца встречаются у птиц, строящих гнезда открытого типа и вынужденных периодически отлучаться от кладки. За цвет скорлупы отвечают главным образом два пигмента: протопорфирин (PP) и биливердин (BV). Их сочетания дают самый широкий спектр цветов – от голубого, как у дроздов или эму, до красновато-коричневого, характерного для некоторых куриных.

Окраска скорлупы настолько широко распространена в самых разных группах птиц, что само собой возникает предположение о том, что впервые она появилась еще у птичьих предков – динозавров. Подтвердить эту гипотезу решили Ясмина Виманн из Рейнского Боннского университета Фридриха Вильгельма и несколько ее коллег из других германских институтов. Чтобы найти следы древних пигментов, им пришлось задействовать нечастые в палеонтологии методики - высокоэффективную жидкостную хроматографию и масс-спектрометрию с ионизацией в электроспрее (ESI-Q-TOF). В качестве материала для исследования выступала скорлупа динозавров оотаксона Macroolithus yaotunensis, ассоциируемого с динозавром Heyuannia huangi из семейства Oviraptoridae.

Поиски увенчались полным успехом – исследователям удалось не только выявить в метаболитах и самой скорлупе следы вышеназванных пигментов, но и понять, что цвет свежих яиц хеюаннии был сине-зеленоватым. Наряду с анализом пористости скорлупы и сохранившимися кладками новые данные поддерживают гипотезу о том, что овирапториды строили гнезда открытого типа и заботились о потомстве подобно многим современным птицам.

"Мы описываем открытие сохранившейся окраски яиц у нептичьих динозавров. В частности, мы восстанавливаем сине-зеленоватый цвет яиц, отложенных овирапторидным динозавром Heyuannia huangi с использованием современных масс-спектрометрии и хроматографического разделения. В ископаемых яйцах мы обнаружили основные пигменты, присутствующие в современной птичьей яичной скорлупе – тетрапиррольные молекулы биливердина и протопорфирина. Пигменты яичной скорлупы и метаболиты динозавров обнаружены впервые, благодаря чему мы открываем новое поле исследований, которое хотим назвать "палеометаболомика" (palaeometabolomics). Мы считаем, что эта работа представляет интерес, потому что вводит абсолютно новую междисциплинарную область исследований, а также потому, что исследования по сохранению органических материалов динозавров и реконструкции их цвета являются сегодня передовыми в палеобиологии", – резюмируют ученые.

Источник: PaleoNews

Изучение РНК панд показало, что их кишечная микрофлора скорее приспособлена к перевариванию мяса, а не бамбука — а этот последний панды усваивают плохо, хотя это их основная пища. Подробности исследования опубликованы в журналеmBio.

ПандыКитайские исследователи собрали 121 образец фекалий, оставленных 45 пандами (из них 24 взрослых, 16 малышей и 5 совсем крошечных, недавно родившихся), живущими на территории Исследовательской базы по разведению больших панд в Ченду. Образцы собирались весной, летом и поздней осенью.

В это время панды съедали в среднем по 10 килограммов бамбука и бамбуковых ростков и от 500 до 800 граммов приготовленного на пару хлеба, который они получали от сотрудников базы, а общий вес оставленных ими фекалий ежедневно составлял около 10 кг.

Собранные образцы дали возможность провести секвенсирование рибосомной РНК панд, а это дало совершенно неожиданные результаты. Оказалось, что кишечная микрофлора у панд лучше приспособлена к перевариванию мяса, а вовсе не бамбука. Очевидно, это произошло потому, что когда-то, миллионы лет назад, панды, которые произошли от хищных медведей, почему-то перестали есть мясную пищу. Непонятно, чем было вызвано это изменение. Может быть, в ареале их обитания оказалось мало добычи, а бамбука, наоборот, вокруг было очень много.

Во всяком случае и желудок панд, и их микрофлора загадочным образом остались такими же, как в древние времена. Возможно, именно поэтому им приходится каждый день съедать так много бамбука, чтобы все-таки наесться. При этом их организм усваивает только 17% съеденной пищи, и поэтому им приходится большую часть дня спать, чтобы сохранить энергию. Не исключено, что с этим же связаны трудности, возникающие у панд с размножением. У самок овуляция происходит один раз в году весной, и зачать они могут только в течение одного-трех дней.

Таким образом, бедные панды, отказавшиеся от мяса, но сохранившие организм хищников, стоят перед «эволюционной дилеммой», как объяснил биолог Джаян Пан (Xiaoyan Pang) из университета Шанхая, один из авторов исследования.

За прошедшие тысячелетия разрешить ее им не удалось, и именно здесь кроется угроза их популяции. Впрочем, есть и хорошая новость — пищеварительная система панд дает им возможность быстро переваривать огромные объемы пищи. Иэн Валентайн (Iain Valentine), директор Эдинбургского зоопарка, где живут две панды, напомнил, что на свободе животные обитают в таких районах, где им не угрожает нападение хищников, поэтому они «могут спокойно целый день сидеть и есть».

В то же время Валентайн надеется, что новое исследование поможет справиться с кишечными коликами, которые часто мучают панд — очевидно как раз из-за несоответствия их диеты устройству кишечника.

Источник: Научная Россия

Океанологи обнаружили в особых пигментных клетках в коже осьминогов особые белки, похожие по своей структуре на те цепочки аминокислот, которые помогают нашим глазам видеть мир, говорится в статье, опубликованной в журнале The Journal of Experimental Biology.

Осьминог"Способность осьминогов менять окраску в основном зависит от их зрения. Как мы выяснили, те структуры, которые меняют свой цвет, сами же и воспринимают то, как выглядит окружающий мир", — объясняет Дезмонд Рамирес (Desmond Ramirez) из университета Калифорнии в Санта-Барбаре (США).

Рамирес и его коллега по университету Тодд Оакли (Todd Oakley) пришли к такому парадоксальному выводу, наблюдая за клеточными процессами внутри фрагментов кожи нескольких видов осьминога, отделенных от тела. Когда на образцы ткани случайно упал луч света, океанологи заметили нечто крайне необычное – их окраска заметно поменялась.

Это открытие заставило провести серию экспериментов с лучами разных оттенков, в ходе которых Рамирес и Оакли выяснили, что кожа моллюсков реагировала практически на все тона видимого света и меняла свой цвет на тот, которым ее подсвечивали. Когда ученые проанализировали содержимое клеток кожи, они обнаружили внутри них большое количество родопсина – белка, который участвует в распознавании света внутри глаз.

Изначально океанологи думали, что родопсин присутствовал исключительно в нейронах на поверхности кожи, которые должны были, по идее, передавать сигналы в мозг моллюска, после чего этот сигнал должен был передаваться назад в кожу, в особые "хамелеоновые" клетки-хроматофоры.

Когда исследователи заглянули внутрь этих клеток, они были поражены – оказалось, что родопсины содержались не в нейронах, а в хроматофорах, работа которых никаким образом не зависела от нервной системы моллюска. Таким образом, система камуфляжа, которой пользуются осьминоги, оказалась полностью автономной и автоматической благодаря тому, что у нее есть свои собственные "глаза".

Как полагают авторы статьи, на этом роль кожных "глаз" может не ограничиваться и они могут помогать моллюску видеть, в буквальном смысле, всем телом и лучше воспринимать тот крайне опасный подводный мир, в котором живут осьминоги.

Источник: РИА Новости