Команда учёных, возглавляемая специалистами из института эволюционной антропологии Макса-Планка (Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie), исследовала митохондриальные ДНК 17 останков пещерных медведей. Анализ дал неожиданные результаты, биологам даже пришлось пересмотреть причины вымирания Ursus spelaeus. 

В нынешнем исследовании были использованы кости, найденные в Сибири, Центральной Европе, на Украине и Пиренейском полуострове. На снимке: реконструкция охоты пещерного медведя на древнего лосося (фото с сайта dailymail.co.uk) Пещерный медведь населял Европу ещё 24 тысячи лет назад. Впрочем, на отдельных территориях ему посчастливилось продержаться на несколько тысячелетий дольше. 500-киллограммовый гигант обитал в известняковых пещерах и питался в основном растительностью.

Прежние исследователи генома U. spelaeus не пытались выяснить, отчего вымер пещерный мишка, поддерживая популярную теорию о дурном влиянии климата. Нынче группа учёных полагает, что виноват человек (иллюстрация RockCreek) Нынешняя группа учёных изучила генетические подписи найденных останков и установила, что уменьшение популяции началось примерно 50 тысяч лет назад. Гораздо раньше, чем считалось до сих пор. А это означает, что причиной вымирания не могло стать изменение климатических условий.

Однако в те времена началось активное расселение людей по территории Европы. Сравнение данных по мтДНК и радиоуглеродного анализа показало, что уже к 35 тысячам лет назад представителей вида Ursus spelaeus стало гораздо меньше. Вероятно, причиной постепенного исчезновения пещерного медведя стала борьба людей и животных за территорию, а также за укрытие, считают учёные.

Чтобы понять, отчего пещерные медведи вымерли, а их собратья, современные бурые медведи (Ursus arctos), выстояли, генетики также сравнили генетические данные 59 особей Ursus spelaeus (время жизни между 60 и 24 тысячами лет назад) с мтДНК 40 представителей вида Ursus arctos (от 80 тысяч лет назад и до наших дней).

В результате учёные пришли к выводу, что климатические изменения ускорили исчезновение и без того страдающих пещерных медведей – обледенение (25-18 тысяч лет назад) могло лишить животных убежищ. Менее "требовательным" бурым медведям было проще залечь в спячку.

Статья авторов опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution. Узнайте также о причинах вымирания мамонтов и рогатых черепах. 

Источник: MEMBRANA

Неожиданно для всего научного мира составляющие "мозга" морского червя вида Platynereis dumerilii были признаны похожими на кору головного мозга позвоночных. 

Впервые о наличии у беспозвоночных определённой степени свободы воли, превалирующей над инстинктами, заговорили ещё в 1850 году. С тех пор было приведено множество доводов в пользу этой гипотезы. Морской червь стал ещё одним (фото EMBL/U. Ringeisen). Открытие сделали специалисты Европейской лаборатории молекулярной биологии (EBNL), предположившие, что идеальным кандидатом для поиска станет именно это беспозвоночное, обладающее незаурядными способностями, в частности, к обучению.

Дальнейшее изучение мозга червя поможет понять, как мог выглядеть и работать мозг общего предка беспозвоночных, а также проследить за развитием "думающих" структур в самом начале эволюции животных (иллюстрация Cell)Новая технология позволила идентифицировать типы клеток не просто по форме и их положению в мозге, а по активности их генов (она подробно описана в статье в журнале Cell и в пресс-релизе EBNL).
В мозге Platynereis dumerilii присутствуют так называемые грибовидные тела, которые отвечают за память и ассоциативное обучение и являются аналогом коры головного мозга человека. Биологи установили – сходство этих структур с корой настолько велико, что они не могли развиться независимо. Между тем общим предком с людьми червь обладал аж 600 миллионов лет назад.

Один из исследователей Детлев Арендт (Detlev Arendt) предполагает, что в те времена морское дно было буквально усыпано различными источниками пищи. Чтобы хорошо в них ориентироваться, древним организмам понадобилось "придумать" новый мозговой центр, вероятно, просто плотное скопление клеток. 

Виртуальное изображение мозга личинки червя, собранное по данным от 36 отдельных экземпляров. При помощи различных цветов на картинку мозга наложена активность отдельных генов (иллюстрации EMBL/R. Tomer)     Учёные планируют изучить похожие структуры у прочих беспозвоночных: насекомых, пауков, ракообразных и онихофоров. (Читайте об исследовании грибовидных тел в мозге дрозофил.) 

Источник: MEMBRANA

    Учёные из австралийского университета Гриффита (Griffith) при поддержке новозеландских коллег выяснили: самой тонкой (относительно размеров и веса птицы) и хрупкой скорлупой, как ни парадоксально, обладали яйца вымерших новозеландских гигантов моа. 

Мы рассказывали о происхождении моа. Эти вымершие гиганты приходятся прямыми родственниками современным страусам и эму (чьё яйцо здесь представлено для сравнения вместе с большим яйцом моа) (фото Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa). Хотя до наших дней дошли 36 целых яиц моа, на текущий момент учёные смогли определить видовую принадлежность только трёх из них. Авторы нового исследования решили вплотную заняться этим вопросом и проанализировали ДНК из костей разных видов моа, а затем сравнили результаты с геномом, извлечённым из яичной скорлупы.

Одиннадцать известных видов моа варьировались в размерах от индейки до двух с половиной метров в высоту. Чаще всего под "моа" в обыденной речи понимают именно два гигантских их вида. Все эти птицы вымерли вскоре после заселения Новой Зеландии маори в конце XIII века. Так что на снимке вверху справа не настоящая птица, а, увы, реконструкция (иллюстрации messybeast.com, dunhghall/deviantart.com, Iman Lissone) Учёным удалось обнаружить соответствия с образцами ДНК семи видов моа. Например, яйца оливкового оттенка принадлежали Megalapteryx didinus, жившим в гористых районах Южного острова. Также палеонтологи выявили удивительный факт: оказывается, яйца с самой тонкой скорлупой несли как раз представители двух гигантских видов – Dinornis robustus и Dinornis novaezealandiae.

Толщина твёрдой оболочки их яиц немыслимо мала – 1,41 и 1,06 миллиметра (для сравнения, скорлупа страусиного яйца насчитывает в толщину 6 мм). Это рекорд для птах такой солидной массы, как существующих, так и уже вымерших.

Поясним, самки гигантских видов моа весили до 250 килограммов, однако высиживали птенцов самцы, бывшие втрое легче. Это распределение ролей подтверждается обнаружением на внешней стороне яиц образцов ДНК мужских особей. Тем не менее при такой скромной толщине скорлупы процесс высиживания даже "лёгкими папами" представляется просто загадочным.

Статья учёных опубликована в PNAS. Читайте также об исследовании ДНК злейшего врага моа – гигантского орла Хааста.

Источник: MEMBRANA

Учёные из Австралии и Германии нашли в древних австралийских строматолитах цианобактерии, содержащие новый вид хлорофилла. Открытию, как и полагается, тут же придумали применение: улучшение КПД солнечных батарей.

За последние 60 лет учёными были выявлены четыре химически отличных типа хлорофилла. Нынешний, названный учёными хлорофилл f, – пятый. Здесь показаны бактерии, обладательницы необычного пигмента (фото American Association for the Advancement of Science) Строматолиты – древнейшие хранители жизни на Земле, первые из них появились около 3,4 миллиарда лет назад. Слоистую структуру ископаемых останков составляют различные микроорганизмы и, в частности, цианобактерии. С появлением более развитых животных эти образования начали постепенно исчезать – их просто-напросто поедали.

В результате в наши дни строматолиты можно встретить только в средах с совсем уж суровыми условиями, там, где почти нет хищников. Минь Чэнь (Min Chen) и её коллеги из университета Сиднея отправились искать древние образования в заливе Шарк (Shark Bay). Так как воды этого залива отсекают почти весь видимый свет, учёным стало любопытно, за счёт чего выживают цианобактерии.

В статье в журнале Science авторы исследования пишут, что в строматолитах обнаружились неизвестные науке нитевидные микроорганизмы, хлорофилл которых способен поглощать и перерабатывать лучи красной и инфракрасной частей спектра, что несвойственно самым распространённым его собратьям.

Открытие вдохновило группу Шугуана Чжана (Shuguang Zhang) из Массачусетского технологического института на создание нового типа солнечных батарей. Эти учёные давно работают над фотоэлектрическими панелями на основе белков растений. Расширение улавливаемого ими спектра позволило бы значительно повысить КПД устройств.

Впрочем, исследование пригодится не только инженерам, но и биологам, изучающим эволюцию бактерий. Ведь получается, что доминировавшие в прошлом анаэробные микроорганизмы больше полагались на инфракрасную часть спектра, в то время как современные бактерии — любители кислорода и предпочитают свет видимый. (Почитайте также о другой "инфракрасной" бактерии с ещё одним очень редким типом хлорофилла — d.).

Источник: MEMBRANA

    Как вели себя во время охоты древние нелетающие птицы – фороракосы вида Andalgalornis steulleti – установили палеонтологи из Аргентины, Чили, Австралии и США. О своих расчётах и выводах учёные рассказали в статье, опубликованной в журнале PLoS ONE.

A. steulleti обитал на территории Аргентины около 6 миллионов лет назад. Фороракосы населяли Южную Америку с 60 до 3 миллионов лет назад, после чего вымерли. Почему – ещё предстоит выяснить (иллюстрация Marcos Cenizo/Museo de La Plata) Ужасные птицы (так иногда называют фороракосов) отличались от своих собратьев массивным черепом и клювом. Их рост доходил до трёх метров. Andalgalornis steulleti, правда, был пониже (1,5 м) да и весил всего около 40 килограммов. Однако это не мешало ему быть грозным хищником.

Распределение механического напряжения в клювах и черепах трёх созданий – (A–C) Andalgalornis steulleti, (D–F) Haliaeetus albicilla и (G–I) Cariama cristata – в трёх случаях укуса и захвата жертвы: (A, D, G) – боковая встряска, (B, E, H) – нормальный укус и (C, F, I) вытягивание назад. Самые спокойные участки – синие, самые нагруженные – красные и белые (иллюстрация Federico J. Degrange et al.)Учёные создали трёхмерную модель черепа птицы и выяснили, что кости головы были крепкими и жёсткими в вертикальном и продольно-поперечном направлениях, в поперечном же череп был довольно хрупким. Это означает, что фороракос не смог бы сцепиться с борющейся добычей. Единственный вариант – забить жертву до смерти вертикальными ударами клюва, будто топором.

Биологи также провели анализ укуса древней птицы и сравнили показатели с таковыми у белоголового орлана, ближайших к фороракосам и до сих пор существующих на Земле кариам (seriema), а также некоторых хищных млекопитающих. Оказалось, что захват у Andalgalornis steulleti  был слабее, чем ожидали учёные.

Вверху – компьютерная модель черепа A. steulleti, внизу – окаменелость в сравнении с черепами человека и орла (иллюстрация и фото Ohio University)Единственным конкурентом ужасной птицы, скорее всего, был сумчатый саблезубый тигр (Thylacosmilus). Учёные полагают, что два этих хищника в своё время были верхушкой пищевой цепи. Тигр был более сильным животным, зато Andalgalornis обходил его по быстроте и проворству.

Читайте также о других древних птицах-великанах и об обнаружении черепа доисторического гигантского гуся.

Источник: MEMBRANA

Мы знаем, что в муравейнике лишь самка-королева может откладывать яйца. Но у всякого правила есть исключения: у муравьёв Cerapachys biroi, живущих в юго-восточной Азии, обычные самки тоже могут откладывать яйца. И из этих яиц, несмотря на то что они неоплодотворённые, способно вылупиться потомство, и это опять-таки будут только самки. Впрочем, понятие «обычная самка» к Cerapachys biroi вряд ли применимо — королев у них нет.

Муравей C. biroi (фото Jeffrey N. Gouldsmith)Однако у этих муравьёв часто наблюдается странное поведение: когда кто-то начинает откладывать яйца, члены колонии могут вдруг наброситься на него, вытащить из муравейника и убить, причём казнь может растянуться на несколько часов, а то и дней. Если учесть, что все муравьи генетически идентичны друг другу, то объяснить это становится ещё сложнее. Зачем им уничтожать копии собственных же генов?

Как пишут в Current Biology исследователи из Рокфеллеровского университета (США), эти полицейские меры муравьи предпринимают для лучшего функционирования колонии.

Репродуктивный цикл у Cerapachys biroi починён жёсткому распорядку: все особи, которые могут откладывать яйца, делают это в одно и то же время. Затем, когда личинки выведутся, взрослые члены колонии сообща займутся заботой о потомстве. Очевидно, существуют некие социальные сигналы, которые «дирижируют» сообществом. Но некоторые муравьи эти сигналы не понимают и продолжают откладывать яйца, когда остальные члены колонии уже заняты поиском пищи для взрослеющих личинок. У таких особей, как показал анатомический анализ, слишком много яйцевых трубочек, и обычно они выходят из-под контроля у молодых муравьёв, которые откладыванием яиц ещё не занимались.

Так или иначе, муравьи избавляются от того, кто нарушает строй и снижает эффективность работы колонии в целом. О конкуренции между особями речи нет — всё направлено на благо колонии как единого организма (или государства, если угодно). И в данном случае благо колонии заключается в слаженной работе всех её членов, а вовсе не в максимальной плодовитости каждой особи, как можно было бы подумать.

Исследователи сравнивают поведение муравьёв с поведением иммунной системы по отношению к раковым клеткам: ведь и в этом случае речь идёт об истреблении ренегатов, угрожающих целостности организма. То есть эволюция опять использовала одно и то же по сути решение на разных уровнях организации жизни. Правда, для нас, обычных людей, аналогия между колонией муравьёв и организмом пока ещё довольно необычна.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

    Теропод Concavenator corcovatus может стать одним из ключей к происхождению птиц, вернее, одной из самых ярких их особенностей — перьев. Так считают Франциско Ортега (Francisco Ortega) из испанского национального университета дистанционного обучения (UNED) и его коллеги.

Почти полный скелет шестиметрового существа (его фрагменты показаны здесь) датирован барремским веком (130-125 миллионов лет назад) мелового периода. Нашли рептилию в центральной Испании (фото Francisco Ortega et al./Nature )Палеонтологи обнаружили на локтевой кости ящера серию бугорков, идентичных образованиям на костях современных птиц. Это места крепления перьев. Точно по такому же принципу, кстати, учёные ранее "диагностировали" пернатость велоцираптора, жившего 83-70 миллионов лет назад.

Пять выступов на кости нового динозавра (вверху) схожи с "крепёжными" образованиями на кости современного грифа-индейки (внизу) (фото Francisco Ortega et al./Nature) Самый древний пернатый динозавр, заметим, это Anchiornis huxleyi, датированный 155-160 миллионами лет (о нём мы детально рассказывали). Были и другие интересные экземпляры: дино-павлин примерно такого же возраста, 128-миллионолетний ядовитый охотник и 120-миллионолетний живой биплан. Но находка Concavenator corcovatus стоит особняком.

Дело в том, что форма и текстура костей позволили отнести Concavenator corcovatus к примитивным кархородонтозаврам, членам надсемейства Allosauroidea, а представители последнего ещё никогда не демонстрировали наличие перьев, уточняет Nature. Предыдущие же пернатые дино принадлежали к большому таксону целурозавров.

А поскольку данная особенность анатомии вряд ли развилась независимо у двух линий ящеров, генеалогическое древо обеих групп позволяет отследить перья вплоть до ранних представителей клады Neotetanurae, живших 175-161 миллион лет назад. "Мы отодвинули в прошлое момент, когда появились птицеподобные структуры", — поясняет Ортега.

Дополнительный шарм находке добавляет вторая особенность, заинтересовавшая биологов едва ли не больше перьев. 11-й и 12-й позвонки животного сильно вытянуты вверх, что говорит о наличие горба или гребня. Сам гребень был сравнительно коротким, в то время как у ряда других ящеров он тянулся вдоль спины. Но главное – тут он смещён куда ближе к хвосту.

Ряд деталей окаменелостей заставил палеонтологов предположить, что передние конечности Concavenator corcovatus украшали именно перья или их примитивный аналог, а не некие иные структуры из кератина вроде выступающей чешуи или щетины. Но для окончательного вывода желательно обнаружить другие древние создания с аналогичными структурами. Назначение гребня остаётся тайной. Варианты: теплорегулирование (правда, команда не нашла тут признаков хорошего кровоснабжения), украшение (знак для взаимного распознавания), накопление веществ (как горб верблюда). (Узнайте о том, как реконструировали цвет протоперьев динозавров и ранних птиц.)

Источник: MEMBRANA

Австралийские ящерицы — желтобрюхие трёхпалые сцинки (Saiphos equalis) — прямо у нас на глазах совершают эволюционный переход от кладки яиц к живорождению. О деталях рассказывает группа биологов из университетов Восточного Теннеси (ETSU) и Сиднея (University of Sydney).

Использованием обоих способов появления потомства на свет ныне могут похвастать ещё два вида ящериц. И по аналогичному принципу (с удержанием яйца внутри) работает живорождение у некоторых рыб и рептилий. Однако американские и австралийские учёные задались вопросом – что именно делает возможным столь долгое созревание яйца в теле будущей мамы сцинка? (фото Rune Midtgaard) В случае живорождения тонкая оболочка находящегося в матке яйца (не препятствующая дыханию и обмену веществ) постепенно исчезает, так что к моменту своей "готовности" ящерка рождается лишь укрытой тонкой плёнкой.

Ключ ко всему — способ питания развивающегося плода. У млекопитающих тут всё устроено надёжно — есть пуповина, снабжающая плод питательными веществами и кислородом и удаляющая отходы. В случае с яйцами эмбрион получает питание от желтка, но при этом важный элемент, кальций, — от оболочки.

Биологам известно, что за долгое время эволюции рептилий сто их линий совершили переход от кладки яиц к живорождению. Сейчас 20% змей и ящериц используют последнюю тактику воспроизводства. Увы, сам процесс перехода – хотя и долгий, но очень редкий – трудно застать. Тем ценнее пример Saiphos equalis (на этом и предыдущем снимке как раз эти ящерки), которые именно такой "переворот" и совершают (фото Rune Midtgaard) Анализ сцинков показал — их матки выделяют кальций, компенсируя его нехватку в истончающейся оболочке яйца. Этот процесс биологи назвали ранним предвестником эволюционного проявления плаценты (у сцинков, в принципе, образуется некое подобие такого органа), отмечая, что переход между двумя видами рождения, вероятно, куда более лёгкий и плавный, нежели считалось ранее.

Статья об открытии вышла в Journal of Morphology. (Читайте также о примере превращения хищника в травоядное). 

Источник: MEMBRANA

832 карты. Масштаб 1:200 000

Топографические карты России. Диск №4 Масштаб 1:200 000

В 2008 г. на МКС был проведен опыт, камни с одной из прибрежных скал, вместе с обитавшими на них бактериями поместили на 553 дня снаружи международной космической станции. После того, как эти образцы занесли обратно, оказалось, что большинство бактерий несмотря на открытый космос смогли выжить. Это уже не первый случай, когда бактерии и вирусы выживают в открытом космосе.

Подробнее...