Палеонтолог нашел в Канаде великолепно сохранившийся отпечаток "мозга" древнего членистоногого существа, который помог ему понять, когда предки насекомых, пауков и ракообразных обзавелись обособленной головой, защищенной броней из хитина, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology.

Отпечаток тела и мозга Odaraia alata"Со временем, структура головы еще более усложнилась, и эта окаменелость дала нам первый ответ на вопрос, как членистоногие перешли от жизни в мягком теле к обитанию в прочном панцире. Это открытие дает нам возможность лучше понять то, как возникла и формировалась группа животных, претендующая на звание самой процветающей категории живых существ сегодня", — заявил Хавьер Ортега-Эрнандес (Javier Ortega-Hernandez) из Кембриджского университета (Великобритания).

Ортега-Эрнандес изучал окаменелости первых членистоногих существ Земли, населявших ее океаны во времена "кембрийского взрыва, найденные в знаменитых сланцах Берджесс в провинции Альберта на западе Канады. Благодаря уникальным условиям захоронения, здесь часто находят не только отпечатки панцирей беспозвоночных, но и их глаз и прочих мягких частей тела.

Отпечаток тела и мозга Helmetia expansaКак объясняет ученый, сегодня палеонтологи считают, что первые членистоногие животные были мало в чем похожи на всем знакомым сегодня тараканов, пауков, раков или мух. Они не обладали прочным внешним скелетом и по своему облику были больше похожи на червей, чем на современных насекомых, пауко- и ракообразных.

Останки этих существ практически не сохранились, из-за чего ученые активно спорят о том, как они превратились в "бронированных" членистоногих более позднего периода, таких как трилобитов или "королей кембрия", двухметровых хищных креветок аномалокарисов.

Изучая коллекции из запасников музея Торонто, собранные в сланцах Берджесс, Ортега-Эрнандес натолкнулся на удивительные отпечатки двух необычных членистоногих — Helmetia expansa и Odaraia alata, в которых сохранились следы мозга этих обитателей древних морей. Первое существо можно назвать мягкотелым аналогом трилобитов, а второе было похоже по своей форме на мини-подводную лодку.

Мозг и глаза этих необычных существ были защищены, как показывают отпечатки, небольшой, но достаточно толстой пластиной из хитина, которая похожа по своей форме на переднюю часть головного сегмента у современных и вымерших членистоногих. О существовании этой пластины ученые знали достаточно давно, но у них не было никаких свидетельств того, какую роль она могла играть.

Теперь, как считает Ортега-Эрнандес, мы можем с уверенностью говорить о том, что она была прообразом и своеобразной "заготовкой" будущей головы членистоногих, покрытой хитиновой броней. Кроме того, это открытие позволяет прочертить линию между примитивными членистоногими и аномалокарисами, чьи головы были защищены похожими пластинами.

Источник: РИА Новости

Черви планарии известны своими уникальными регенеративными талантами: что им ни отрежь, всё отрастёт, даже голова. Считается, что такая способность к самовосстановлению происходит из-за обилия стволовых клеток, которые составляют 20% тела червей. При этом учёные всё пытаются выяснить, до каких пределов распространяются регенеративные способности планарий, насколько новый орган или часть тела могут заменить утраченные.

Вспомнить, чему её учили, планария может и без головы. (Фото BernardoSegura.)Например, если отрубить планарии голову — сможет ли новая голова вспомнить то, что помнила старая?

Вопрос может показаться несколько странным: ведь если память сосредоточена в голове (а мы привыкли думать, что она прячется именно там), то, как и всё в ней находившееся, вместе с ней исчезнет. Но оказалось, что с планариями не всё так очевидно.

Зоологи из Университета Тафтса (США) поставили опыт, в ходе которого сначала обучали планарий не бояться света и открытого пространства, а потом отрубали червям голову. Планарии любят затенённые и потайные места, поэтому на то, чтобы научить их не бояться искать корм на открытом месте, ушло 10 дней. После того как у червей удаляли голову и весь мозг подчистую, им давали две недели на то, чтобы отрастить и то и другое заново. Затем им снова предлагали поискать еду на освещённой и открытой чашке Петри.

Как пишут исследователи в Journal of Experimental Biology, черви не сразу устремлялись к угощению — однако теперь их не нужно был дрессировать в течение 10 дней: достаточно было один раз напомнить, что в этой ситуации света бояться не надо.

То есть даже без головы у планарий сохранялась бóльшая часть памяти о том, чему они научились до «казни». Правда, учёные пока не знают, как это у червей получается: то ли муштра сопровождается какими-то изменениями в ДНК, так что планария учится вся целиком, а не только её голова, то ли другие части тела берут в какой-то степени на себя функции центральной нервной системы...

Исчтонки: КОМПЬЮЛЕНТА

Tyrannosaurus rex разрывал добычу, энергично мотая из стороны в сторону мощной челюстью, что твой крокодил. А аллозавр, как только что выяснилось, питался чуть более изящно — как сокол, методично дёргающий головой вверх-вниз. 

Эрик Снивли из Университета Огайо (США) и его коллеги — эксперты в области биомеханики, компьютерной визуализации и анатомии динозавров — впервые провели компьютерную томографию с высоким разрешением слепка головы и шеи аллозавра. Получилось вот что: 

Слепок головы и шеи аллозавра (Здесь и ниже изображения авторов работы)Затем исследователи преобразовали данные в трёхмерную модель и добавили к скелету мускулатуру, трахею и другие мягкие ткани. Позаимствовав инженерный метод под названием «многотельная динамика» из области робототехники, г-н Снивли и Ко провели моделирование движений, что позволило им проанализировать функциональность головы и шеи аллозавра и изучить их роль в механике питания: 

Движение головы аллозавра Анализ показал, что аллозавр (в отличие от тираннозавра) обладал относительно лёгкой головой, которой, если верить новым измерениям, можно было двигать быстро и точно. Г-н Снивли сравнивает движения головы динозавра с вращением фигуристки по инерции.

«Лёгкая голова и шея делают аллозавра похожим на фигуристку, которая начинает вращение с прижатыми к телу руками, тогда как тираннозавр с его массивной головой и шеей (да с тяжёлыми передними зубами) больше напоминает фигуристку, которая держит в вытянутых руках по шару для боулинга, — поясняет учёный. — Им обоим (и тираннозавру, и девушке на коньках) нужны для этого очень сильные мышцы». 

Анализ также показал, что необычное размещение мышцы под названием longissimus capitis superficialis (длиннейшая поверхностная мышца головы) позволяло аллозавру вонзать зубы в добычу и одновременно втягивать голову, как это делает сокол, отрывая тем самым плоть от костей (ну или представьте себе экскаватор):

 Мускулатура головы и шеи аллозавраИсследователи вовсе не хотят сказать, что аллозавр ограничивался одной стратегией. Расположение его зубов, к примеру, говорит о том, что он мог рвать добычу, двигая головой в ту или иную сторону, как комодский варан. 

Возможен и другой вариант: аллозавр крепко сжимал добычу зубами, а рвал её движениями ног вверх и вниз, благо гибкая шея позволяла это делать. Подобным образом поступает современный дербник:

Дербник с добычейУчёные полагают, что отсутствие крючковатого клюва не было тому помехой. 

Результаты исследования опубликованы в журнале Palaeontologia Electronica. 

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Исследователи из Венского университета (Австрия) вместе с норвежскими коллегами из Бергенского университета обнаружили, что голова у животных начала развиваться ещё до своего появления. Речь идёт, разумеется, о генетическом аппарате, который управляет формированием головы. И под головой тут следует понимать не мозг, а именно часть тела на переднем его конце, снабжённую органами чувств, ртом, мозгом, в конце концов.

Морской анемон Nematostella vectensis, у которого нашли «гены головы» (фото авторов работы).Учёные работали с морскими анемонами, или актиниями. У этих кишечнополостных есть передний конец тела и задний, а голова отсутствует. Личинки актиний плавают в океане в поисках места, где можно осесть. Найдя такое место, они прикрепляются к нему и превращаются в полип, который один концом тела сидит на субстрате, а другим концом, наделённым ртом и щупальцами, добывает пропитание. Учёным удалось определить гены, управляющие дифференцировкой переднего конца тела личинки — того, которым она движется вперёд и которым потом садится на субстрат. Среди этих генов оказался Six3/6, играющий роль управляющего всеми остальными генами. Причём вся эта цепочка, начинающаяся с Six3/6, есть и у других животных, включая насекомых, рыб и человека.

Когда личинка актинии плавает в поисках места, где можно обосноваться, она воспринимает какие-то сигналы из внешней среды, и делает это именно своим передним концом, так что его в каком-то смысле можно назвать «головой». Правда, эта «голова» потом превратится в «ногу», да и мозга, главного атрибута головы, ни у личинки, ни у взрослой актинии нет.

У высших животных и у морских анемонов около 600–700 млн лет назад был общий предок — тоже без головы, но вот предпосылки для её возникновения, судя по всему, уже были. Полученные данные подтверждают теорию о том, что эволюция предпочитает заранее готовить генетико-молекулярные механизмы, которые позволили бы сформировать ту или иную структуру. Когда для такой структуры приходит время, этим механизмам даётся карт-бланш (как это было, по-видимому, с мозгом).

Результаты работы опубликованы на сайте PLoS Biology.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА