Панцирные рыбы, подобно всем остальным челюстноротым, были вооружены зубами.

CompagopiscisБританские палеонтологи из Бристольского университета вместе со своими коллегами из Швейцарии и Австралии при помощи синхротронного излучения изучили челюсти древней рыбы Compagopiscis и пришли к выводу, что она обладала полноценными зубами. Результаты исследования опубликованы в свежем выпуске журнала Nature.Вид спереди на виртуальную модель Dunkleosteus

Compagopiscis относится к группе Placodermi (панцирные рыбы). Плакодермы появились в начале силура (440 миллионов лет назад) и были первыми позвоночными животными, у которых имелись челюсти. Однако долгое время ученые не могли понять, были ли у плакодерм зубы, или же челюсти этих рыб несли лишь примитивные костные отростки.

Чтобы ответить на этот вопрос, палеонтологи просканировали челюсти Compagopiscis из верхнего девона Австралии, принадлежащие особям разного возраста. При этом они использовали мощный томограф, основанный на синхротронном излучении. Оказалось, что по своему развитию и расположению зубы Compagopiscis больше всего напоминают зубы двоякодышащих и некоторых хрящевых рыб.

Вид сбоку на виртуальную модель Dunkleosteus«Мы получили изображения всех тканей, клеток и линий роста в челюстях Compagopiscis, что помогло нам понять, как эти челюсти развивались. Мы сопоставили этот процесс с развитием эмбрионов современных позвоночных и выяснили, что панцирные рыбы обладали настоящими зубами», -- пояснил Мартин Рюклин, один из авторов работы.

Долгое время ученые считали, что костные отростки плакодерм и зубы остальных челюстных животных образовались независимо друг от друга. Однако, как показало исследование, эти структуры тождественны, так что зубы, скорее всего, возникли у позвоночных сразу же после появления челюстей.Виртуальное сечение челюсти Compagopiscis демонстрирует ряд зубов и линии роста

Напомним, что недавно другая группа палеонтологов установила, что предок современных челюстных рыб был похож на акулу.

Источник: infox.ru

Против врагов у пчёл есть мощное оружие — жало. Но как быть, если враг мал, чтобы его можно было ужалить?

Пчела с гусеницей восковой моли в челюстях (фото Max xx)Исследователи из Университета Аристотеля в Салониках (Греция) вместе с французскими коллегами нашли у пчёл ещё одно оружие, которое насекомые используют против слишком мелких недругов.

Пчелиные семьи нередко страдают от опасных паразитов вроде большой восковой моли или клещей варроа: первая питается воском, пергой, попутно нанося ущерб пчелиным личинкам, второй паразитирует непосредственно на куколке. Естественно, пчёлы стараются избавляться от захватчиков. Когда пчела обнаруживает клеща или гусеницу моли, она кусает их и при укусе вводит парализующее вещество 2-гептанон. Паразит отключается на несколько минут, и за это время пчела успевает от него избавиться.

До сих пор считалось, что 2-гептанон служит пчёлам обычным феромоном, что он мобилизует солдат в случае масштабной тревоги и что с его помощью пчёлы помечают, куда нужно вернуться за нектаром. Об использовании этого соединения в качестве паралитического оружия никто даже не подозревал. При этом 2-гептанон, как и вообще все пчелиные продукты, может оказаться полезен для человека: уже сейчас зарегистрирован патент, в котором 2-гептанон записан как потенциальный местный анестетик.

Полностью с результатами исследования можно ознакомиться в статье, появившейся в интернет-журнале PLoS ONE.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Гималаи могут оказаться на 20 млн лет младше, чем мы думаем, считают исследователи из Сиднейского университета (Австралия).

Деревня Тенгбоче в Непале, где расположен известный монастырь (фото Murat Selam)Профессор Джонатан Эйтчисон и его коллеги полагают, что Индийский субконтинент врезался в Евразию много позже, всего 35 млн лет назад, а не 55 млн, как написано в учебниках. При этом на пути к северу Индия пережила многочисленные столкновения.

Очевидно, что Индию и Азию океан не разделяет с тех самых пор, как они соединились. Поэтому имеет смысл анализировать возраст наиболее молодых пород морского происхождения между двумя массивами суши. Их датировка как раз и даёт те самые 35 млн лет.

Кроме того, исследователи обратили внимание на возраст самых молодых вулканических пород, имеющих отношение к процессу субдукции и залегающих вдоль южных границ Азии. Субдукцией называется захождение одной литосферной плиты под другую. Зачастую она связана с вулканической активностью — например, в Тихоокеанском огненном кольце.

Как только океан Тетис, который разделял древние континенты Гондвану и Лавразию, окончательно исчез (это произошло, когда Индия зашла под Азию), вулканизм этого типа прекратился. Соответственно, самые молодые породы, относящиеся к этому процессу, тоже способны указать на время столкновения.

Третьей линией доказательств стали грубозернистые осадочные породы. Дело в том, что, когда происходит столкновение тектонических платформ и поднимаются новые горные цепи, такие породы сбрасываются горами в виде гравия.

Время формирования Гималаев — важный вопрос, ведь всякий раз, когда появляется новый горный массив (особенно такой высоты), он оказывает сильное влияние на климатические системы, меняя пути атмосферной циркуляции. Например, нынешние азиатские муссоны — порождение Гималаев.

Результаты своих исследований г-н Эйтчисон опубликовал пока лишь в виде короткого письма в журнале PNAS (комментарий экспертов здесь) и представил на специальном мероприятии. Кроме того, на его счету ряд статей о частных вопросах хронологии столкновения Индии и Азии.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Извержения вулканов обычно невелики, но порой их сила такова, что под угрозой оказываются целые цивилизации.

Один из методов скелетизации, применявшихся для измерения размеров пузырьков и поровых каналов. A) Скелет, сохраняющий топологию, с обозначенными красным узлами в местах пересечения ответвлений. B) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта объёма пузырьков. C) Максимально вписанные сферы, применявшиеся для расчёта диаметра поровых каналов. Толщина стенок была тоже определена с помощью максимально вписанных сфер. (Изображение J. Fife / PSI; D. Baker / McGill University.)К сожалению, учёные пока не знают, каким образом можно предсказать силу извержений. В то же время известно, что извержения вызываются быстрым расширением пузырей, которые формируются в воде и прочих летучих веществах, запертых в поднимающейся из глубин расплавленной породе. Этот механизм во многом схож с тем, что происходит, когда вы встряхиваете бутыль с газировкой, а потом откручиваете крышку. Насколько быстро или медленно вулкан и напиток расстанутся с газом, зависит от взаимодействия двух процессов — роста пузырьков и потери газа. Формирование и рост пузырьков и их влияние на свойства магмы — вот что стоило бы изучить ради предсказания масштабов извержений.

Международная исследовательская группа во главе с Доном Бейкером из Университета Макгилла (Канада) выяснила, что разница между слабыми и сильными извержениями коренится в первых десяти секундах роста пузырьков в расплавленной породе. Поэтому делается вывод о необходимости специальных систем мониторинга, которые смогут информировать о быстрых изменениях состава и движения газа в эти краткие, но важные моменты.Извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году (фото Austin Post, USGS)

Учёные наблюдали рост вулканических пузырьков в реальном времени путём нагрева водоносной магматической породы с помощью недавно разработанной лазерной системы швейцарского синхротрона SLS и рентгеновской 3D-микрофотографии образцов во время первых 18 секунд роста пузырьков и образования пены. С помощью полученных изображений удалось измерить количество и размер пузырьков, изучить геометрию связей между ними, а также вычислить, насколько быстро газ выходил из образца и как падала сила пены.

Оказалось, что поначалу в каждом кубическом сантиметре возникали тысячи маленьких пузырьков, которые очень быстро сливались в пену из крупных пузырей. Чем выше была потеря газа, тем сильнее снижалась сила пены. И всё это за 15 секунд.

Затем учёные выяснили, что даже небольшого количества воды в расплавленной породе достаточно, чтобы вызвать разрушительное извержение. В большинстве случаев газ выходит слишком быстро, приводя к незначительным извержениям, но иногда скорость образования пузырьков очень велика или условия таковы, что они не могут слиться в пену, и тогда случается катастрофа.

Это маленький, но важный шаг на пути к предсказанию характера извержений.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Источник: КОМЬЮЛЕНТА

Как некоторые и предупреждали, на самый крупный геоинженерный эксперимент в истории решилось не государство, не университет, а американский бизнесмен.

К западу от островов Хайда-Гуаи протянулась жёлто-коричневая полоса. Она отмечает места с повышенной концентрацией хлорофилла в августе с. г. (Изображение Giovanni / Goddard Earth Sciences Data and Information Services Center / NASA.)Расс Джордж из Калифорнии не пожалел $2 млн на то, чтобы высыпать в Тихий океан к западу от Британской Колумбии 110 т сульфата железа. По его словам, это привело к цветению планктона на площади 10 тыс. км². Спутниковые наблюдения показали, что это похоже на правду.

Геоинжиниринг, то есть намеренная манипуляция планетой для борьбы с глобальным потеплением, — мера если не вредная, то по крайней мере спорная. Предложений на этот счёт много — от выкачивания углекислого газа из атмосферы, с тем чтобы похоронить его глубоко под землёй или на дне океана, до строительства космических солнцезащитных экранов.

Об удобрении океана тоже не раз говорилось: железо — важное питательное вещество для фотосинтезирующего планктона. Чем активнее последний размножается, тем больше потребляет атмосферного углекислого газа, унося его с собой на дно после смерти. Но специалисты считают, что у этого процесса могут быть нежелательные побочные эффекты.

Впрочем, в данном случае дело даже не в опасениях учёных, а в том, что действия предпринимателя противоречат сразу двум международным соглашениям — Конвенции ООН о биологическом разнообразии и Лондонской конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. Виновник скандала в ответ на это заявил, что обе конвенции из разряда мифов и что они не имеют никакого отношения к его проекту.

К тому же г-н Джордж обманул индейцев, живущих на островах Хайда-Гуаи, сказав, что после эксперимента в окрестностях архипелага будет полным-полно лосося.

Между прочим, г-на Джорджа не раз предупреждали о том, что этого делать не следует. Ранее он собирался подкормить планктон в районе Галапагосских и Канарских островов, но власти Испании и Эквадора отреагировали оперативно, запретив судам экс-руководителя корпорации Planktos входить в их порты.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Всего 41 тыс. лет назад стрелка компаса на нашей планете показала бы на юг — как на Марсе сейчас. Учёные из Гельмгольцовской ассоциации германских исследовательских центров (точнее, из входящего в неё Центра наук о Земле) сделали именно такой вывод после изучения проб донных осадков Чёрного моря.

Последняя инверсия магнитного поля Земли была гораздо позже, чем принято думать. (Здесь и ниже иллюстрации Norbert R. Nowaczyk / GFZ.)Тогда на планете был ледниковый период, и наличное человечество больше увлекалось выживанием, нежели разработкой всяких там компасов. Поэтому до разрыва шаблонов дело так и не дошло.

Но, строго говоря, ещё не поздно. Исследователи под руководством Норберта Новачика и Хельге Арца обнаружили, что скорость смены магнитных полюсов Земли тогда была просто рекордной. Инверсии магнитного поля в истории планеты, безусловно, случались, но никакой закономерности в их смене замечено не было: то десятки миллионов лет ничего, то следуют друг за другом каждые несколько десятков тысячелетий. Однако до этого открытия считалось, что в последний раз магнитные полюса менялись местами 780 тыс. лет назад, а длилось изменение 1 200–10 000 лет. Заметим также, что мнения учёных по этому вопросу расходятся, равно как и намагниченность тогдашних осадочных пород в разных точках планеты.

Но, оказывается, 41 тыс. лет назад всё было не так. «Геометрия поля инвертированной полярности, линии которого указывали в прямо противоположном нынешней конфигурации направлении, существовала всего 440 лет и была связана с магнитным полем, которое по силе составляло четверть нынешнего, — объясняет Норберт Новачик. — Собственно изменение полярности длилось лишь 250 лет. В геологических временных масштабах это очень быстро». И действительно: если в 2009 году скорость движения северного магнитного полюса составила 64 км/год, то за 1 000 лет даже при постоянно изменяющемся направлении движения он может переместиться, скажем, в Антарктиду. Но за 250 лет?!Кроме резкого изменения температуры в Гренландии, никаких катастрофических последствий ни для климата, ни для биоразнообразия ослабление магнитного поля и извержение супервулкана почему-то не имели

Самое интересное в другом: по всем расчётам выходит, что за эту четверть тысячелетия магнитное поле было в двадцать раз слабее нынешнего. Компьютерной индустрии повезло: развивайся она в ту эпоху, ей было бы суждено навеки остаться ламповой, потому что уровень космической радиации, попадающей на поверхность Земли, страшно усложнил бы работу неэкранированных транзисторных микросхем.

В результате описанных драматических событий пик радиоактивного бериллия-10 в пробах льда того времени не заставил себя ждать. То же, разумеется, относится и к углероду-14.

Кроме того, изучение проб показало, что 39 400 лет назад, то есть близко к смене магнитного поля, произошли иные катаклизмы — скажем, извержения супервулкана в Италии, вынесшие в атмосферу 350 км³ пепла. Разумеется, это вызвало климатические колебания, следы которых отмечают и немецкие учёные. Правда, они имели не слишком глубокое влияние в сравнении с другими факторами, воздействовавшими на погоду в ту эпоху.

Но есть и другие вопросы. Вспомним о гипотезе, утверждающей, что во время смены магнитных полюсов магнитное поле Земли так слабо, что резко выросшая радиация должна серьёзно навредить всему живому и привести к куда более заметным последствиям. Так, утверждалось, что, случись такое в наши дни, человечество испытало бы глобальную катастрофу, а может, и кануло бы.

И наконец. В качестве общего места часто утверждается, что магнитосфера обеспечивает защиту, без которой жизнь на Земле не могла бы существовать. Мол, Марс, магнитное поле которого очень мало, потерял значительную часть своих бывших океанов и атмосферы частично из-за прямого воздействия солнечного ветра, уносившего их в космос (правда, с Луной, Меркурием и многими другими было почему-то наоборот).

Как всё это совместить с 250-летним двадцатикратным падением уровня магнитного поля, которое не привело ни к каким массовым вымираниям видов? Более того, обычно на магнитном экваторе напряжённость магнитного поля планеты вдвое меньше, чем на полюсах, и в 1,5 раза — чем «в среднем по больнице». Где же следы гибели видов в его районе в условиях тридцатикратно ослабленного поля? Ведь, среди прочего, здесь проживали десятки поколений Homo Sapiens — существ, считающихся весьма уязвимыми к радиации…

Соответствующее исследование опубликовано в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Население южной части Африки, которое говорит на языках не-банту с щёлкающими согласными, делится на две основные группы, причём обе имеют генетическую связь с охотниками и собирателями Восточной Африки.

Носитель языка таа из Намибии (фото DOBES / Taa)Дискуссия о том, имеют ли носители языков не-банту с щёлкающими согласными с востока и юга Африки общего предка, идёт много лет. Брижит Пакендорф из Национального центра научных исследований (Франция) и её коллеги провели наиболее масштабный на сегодня генетический анализ южных африканцев.

Люди, говорящие на так называемых койсанских языках (объединение условное, точнее обозначать их так, как мы сделали это в начале заметки, но это чересчур длинно), являются носителями самых древних генетических линий современного человечества. Многие из них по сей день промышляют охотой и собирательством, и лишь некоторые совсем недавно стали возделывать землю.

Лингвисты давно заметили, что термином «койсанские языки» объединяются не родственные наречия, а конгломерат языков, приобретших сходные черты в результате тесного контакта их носителей. Тем не менее считалось, что генетически это более или менее однородная группа. Доказательства того, что это не так, получены впервые.

Исследователи сравнили генетические данные 21 южноафриканской группы с двумя восточноафриканскими, проанализировав в общей сложности более 500 тыс. специфических вариантов ДНК. Выяснилось, что две крупные генетические разновидности койсанцев, живущие в различных частях Калахари, разделились в пределах последних 30 тыс. лет. Но с тех пор и те и другие в разной степени смешивались с иными африканскими популяциями, которые начали мигрировать на юг континента около 1 200 лет назад.

Возможно, именно эти миграции разделили носителей койсанских языков на южных и восточных. Ранее они могли занимать всё пространство между Танзанией и ЮАР.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Рыбы, эволюционно приспособившиеся к жизни в пещерах, в сравнении со своими   ближайшими сородичами на поверхности почти не спят. Учёные предполагают, что эта   находка позволит разобраться с причинами различных расстройств сна у людей.

Для пещерных рыбок длительное бодрствование — норма. Притом их сородичи с поверхности спят как все обычные существа (фото New York University)    Американские биологи провели исследование сна обычных рыбок, живущих на   поверхности, и представителей трёх популяций пещерных рыбок того же самого вида   (Astyanax   mexicanus). Сравнение двух форм одной и той же разновидности позволило   выявить отличия, обусловленные средой обитания и «запечатлённые» в генах после   бесчисленных поколений, живших соответственно на свету и во тьме.

    Это оказалась не только потеря глаз и пигмента (что было известно давно), но   и радикальное сокращение сна. Серия опытов в аквариумах (проверялась реакция на   внешние раздражители, типа стука по стеклу) позволила выяснить, что   поверхностная форма Astyanax   mexicanus спит в среднем 800 минут в сутки, в то   время как пещерная версия этой рыбки довольствуется 110-250 минутами. Это   огромная разница для существ генетически предельно родственных (так что они даже   считаются одним видом).

    Как сообщает ScienceDaily, исследователи попытались выяснить, определяет ли генетика столь   аномальный сон. Авторы работы вывели гибрид пещерной и поверхностной рыбки. Опыт   показал, что «помесь» почти сравнялась по времени сна с пещерной рыбкой, а не   поверхностной. Значит, слепые рыбы несут некие доминантные гены, обуславливающие   феноменальную бессонницу.

    В дальнейшем биологи намерены определить эти гены. А далее можно будет   попытаться вычислить аналогичные гены и у людей с нарушениями сна. Так что чисто   академическое, на первый взгляд, исследование из области ихтиологии может   обрести вполне прикладное медицинское значение.

    (Подробности — в пресс-релизе университета Нью-Йорка и в статье в Current Biology.).

Источник:  MEMBRANA

Экспериментальная картинка. Зелёным обведены разные выражения одного лица, синим — одинаковая эмоция, но у разных людей, оранжевым — разные эмоции, разные люди. (Иллюстрация авторов исследования.)Голуби, как и люди, легко находят одно и то же лицо, хотя и в разных   эмоциональных состояниях. Но затрудняются в определении одной и той же эмоции на   разных лицах.

    Психологи из Университета Айовы (США) экспериментально проверяли   способность птиц узнавать лица и эмоции. Голубям показывали фотографии разных   людей либо одного человека, но с разным эмоциональным выражением (улыбающегося,   нахмуренного и т. п.). Поглядев на изображение, птицы были в состоянии найти   такого же человека с таким же выражением лица среди других фотографий.

    После этого голубям усложнили задачу: теперь им нужно было отыскать сходство   только по одному измерению — по чертам лица или по его выражению. Другими   словами, птицам показывали улыбающегося человека, и им следовало узнать его же,   но с иным (к примеру, хмурым) лицом. И наоборот: при проверке способности к   распознаванию эмоций голубям нужно было найти по показанной улыбке другую   улыбку, но уже у нового человека.

    Птицы легко справлялись с первой задачей — найти такое же лицо, и   затруднялись со второй — отыскать такую же эмоцию.

    Соль исследования в следующем: точно такая же асимметрия в   распознавании описывалась уже много раз, но у людей. Это считалось уникальным   свойством человеческого мозга и восприятия. В настоящей работе, как говорит один   из исследователей Фабиан Сото, впервые показано, что такой же механизм   восприятия есть и у других позвоночных. Для того и были выбраны голуби: они   обладают совершенным зрением и при этом не являются нашими эволюционными   родственниками. И речь, заметим, идёт вовсе не о том, что человек и голуби видят   одинаково или что у нас нет специального «видения». Главный вывод в том, что   способность людей к тонкой «обработке изображений» возникла не на пустом месте,   а опиралась на некую надстройку, которую можно наблюдать, к примеру, у птиц.

    По словам исследователей, психологи традиционно считают все   феномены восприятия у человека уникальными, не задаваясь вопросом о том, как они   произошли. Однако многие теории не помешало бы подтверждать экспериментально.   Сравнительный анализ сильно помог бы в рассуждениях о происхождении и развитии   того или иного «специфически человеческого» воспринимающего механизма. Те же   голуби не имеют системы распознавания лиц, но приобретают такую способность   после специальных тренировок. Самый простой интерпретацией такого сходства между   нами и голубями будет предположение о базовой распознавательной функции,   свойственной обоим биологическим видам.

    Статья с описанием того, как голуби узнают лица и эмоции,   опубликована в издании Journal of Vision.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА

У южноамериканского паука-волка обнаружена редчайшая версия полового каннибализма. У этих пауков не самки питаются самцами, а наоборот —   самцы оценивают репродуктивный потенциал самки и съедают её, если она не годится для размножения.

Самка паука-волка с коконом яиц (фото Nigel Cattlin)    Феминистки всего мира, наверное, с удовольствием объявили бы паука аллокозу бразильскую вне закона! Самцы этих пауков оценивают кандидаток на спаривание, и если самка оказалась, на своё несчастье, стара или побита жизнью, её съедают.

    Такое поведение — редчайший случай не только среди паукообразных, но и вообще в животном мире. Обычно самки пауков крупнее и сильнее самцов, живут осёдло и в брачную пору осуществляют выбор, «кого любить, кому же верить», кого оставить без всего. Ну а пауки находятся в постоянных странствиях в поисках дамы сердца, которая подпустила бы их к себе. У самцов первая любовь обычно оказывается последней из-за агрессивности и безудержного аппетита местных «девушек», особенно в преддверии формирования яиц: самки съедают суженых после спаривания.

    А вот у ночного паука-волка аллокозы бразильской (Allocosa   brasiliensis) всё иначе.

    Пауки аллокозы, обитающие по атлантическому побережью Южной   Америки, считаются экологическим индикатором, что и сделало их объектом интереса  группы уругвайских исследователей из Института биологических исследований Клементе Эстабле в   Монтевидео. В «семейной жизни» этого паука всё происходит с   точностью до наоборот. Самцы сидят в норах в ожидании рыщущих по округе самок.  Как говорит руководитель группы учёных доктор Анита Айзенберг, пауки предпочитают иметь дело со здоровыми и полными сил молодыми самками, которые   скорее обеспечат успех потомству. И действительно, у этого вида первая кладка  самая многочисленная — вероятно, из-за нерастраченного потенциала молодых паучих.

    Если же к пауку заглядывает видавшая виды самка, её просто съедают. Вероятней   всего, самцы оценивают гостью по внешнему виду, по, так сказать, возрастным изменениям на её теле...

    Статья энтомологов опубликована в издании Biological Journal of the Linnean Society.

    Ареал аллокозы бразильской не балует благоприятными условиями: жить приходится в условиях резких перепадов температур, сильного ветра, в не очень надёжных убежищах и с непредсказуемым «графиком питания». Поэтому непригодные к   размножению самки и идут в пищу: таким образом устраняется лишний конкурент в охоте, от которого всё равно нет никакой репродуктивной пользы.

Источник:  Pravda.ru