Примитивные млекопитающие из отряда однопроходных и эволюционно древние страусы демонстрируют начальные этапы эволюции сна: и те, и другие спят «в одну фазу», без смены стадий быстрого и медленного сна.

Фаза быстрого сна: наибольшую активность проявляют те области мозга, которые управляют движениями глаз, это третья и четвёртая линии сверху. (Рисунок James Holmes)Большинство птиц и млекопитающих спят, чередуя фазы медленного и быстрого сна. Обе характеризуются особым поведением электрической активности головного мозга, которую можно отследить с помощью электроэнцефалографии. Если не вдаваться в подробности и не касаться различий в отдельных ритмах ЭЭГ, то во время медленного сна преобладают низкочастотные и низкоамплитудные волны. На стадии быстрого сна, наоборот, мозг активизируется, волны мозговой активности становятся более «беспокойными», наблюдаются быстрые движения глаз и снижение мышечного тонуса. Считается, что при быстром сне мозг осмысляет и архивирует информацию, полученную за время бодрствования.

Исследователей давно занимает проблема эволюции сна. И впрямь — как сложилась эта чересполосица с чередованием фаз? К сожалению, никакие окаменелости не могут рассказать нам, как спали древнейшие археоптериксы и саблезубые тигры, поэтому учёным приходится опираться на данные, собранные с ныне живущих зверей и птиц. Так, к примеру, известно, что почти все млекопитающие имеют обе фазы сна, а вот самые древние из них, яйцекладущие утконосы и ехидны, объединяемые в группу однопроходных, спят однофазным сном. При этом у них всё-таки есть некие зачатки второй фазы, а именно движения глаз и снижение мышечного тонуса, но ЭЭГ спящих утконосов демонстрирует только фазу медленного сна и какой-то гибрид из медленного и быстрого состояний.

Птиц на «эволюцию сна» детально до сих пор не проверяли. Было известно лишь, что у них тоже две фазы. Но только как они их получили — «в готовом виде» или, как и звери, начав «с нуля»?

Исследования специалистов из Института орнитологии общества Макса Планка (ФРГ) позволяют утверждать, что птицы в этом отношении прошли тот же путь, что и млекопитающие. Одной из самых эволюционно «ранних» групп у птиц считаются африканские страусы. Именно их и «привлекли» к эксперименту: исследователи записывали активность мозга шести самок страуса Struthio camelus во время сна, а также следили за движениями глаз и состоянием скелетных мышц птиц. Оказалось, что при внешних признаках, характерных для фазы быстрого сна, электрическая активность мозга во время такой псевдобыстрой фазы у страусов — как и у утконосов — колеблется между быстрым и медленным сном. Результаты экспериментов исследователи представили на сайте PLoS ONE.

Учёные делают вывод, что разделение фаз у птиц шло по такому же пути, как и у млекопитающих. Сначала было некое гибридное состояние, мозг пытался выйти в быстрый сон, но никак не мог в этой фазе удержаться. В пользу этого говорит и то, что «псевдобыстрый» сон у страусов и утконосов длится гораздо дольше, чем нормальный быстрый сон у более эволюционно молодых групп зверей и птиц. Разделение сна на фазы с различными функциями случилось лишь по истечении какого-то эволюционного промежутка.

С нарушениями длительности и чередования фаз сна связано несколько нервных расстройств, поэтому любые, даже сугубо теоретические сведения об эволюции сна когда-нибудь могут приобрести важное практическое значение.

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА

Обладателями мужского полового органа первоначально были все птицы, но потом большинство пернатых от него отказались — за исключением страусов, уток и некоторых других видов.

Африканские страусы — счастливые обладатели мужского полового органа, доставшегося им в наследство от рептилий (фото tbd1)Как известно, у большинства птиц самцы лишены специального полового органа, и во время спаривания происходит простое совмещение отверстий клоак самца и самки; сперматозоиды попадают в половые пути самки через отверстие для испражнений. Однако у некоторых видов птиц пенис всё же есть, и среди немногих счастливцев — самцы африканских страусов, эму, нанду, киви, гусеобразных и некоторых других.

Откуда этот орган взялся у таких далёких групп, как бескилевые птицы, к которым относят страусов, киви, эму и прочих, и водоплавающие гусеобразные? На удивление, этот раздел птичьей анатомии изучен до сих пор до крайности плохо. Первые сообщения о том, что страусы спариваются посредством эрегированного пениса, появились аж в 1836 году, но только в 1923-м учёные выяснили, что этот орган у птиц насыщается лимфой, а не кровью.

Из-за этого орнитологи посчитали, что пенис у птиц возник независимо от рептилий и млекопитающих, у которых он становится твёрдым из-за притока крови. Кроме того, учёные хорошо изучили половую систему гусеобразных с их длиннейшими мужскими половыми органами, которые совсем не походят на пенисы зверей. Однако, как утверждают зоологи из Йельского университета (США), строение мужского полового органа у птиц как нельзя лучше свидетельствует в пользу его происхождения от рептильего аналога.

Учёные пристальнейшим образом рассмотрели строение пениса африканского страуса, эму и нанду и пришли к выводу, что по своему анатомическому строению он весьма близок к половому органу рептилий. Ткани, заполняемый лимфой, имеют ту же плотность, строение и, очевидно, происхождение, что и пещеристые тела «обычного» мужского полового органа. То есть, скорее всего, пенис был у общего рептильного предка птиц, а потом большинство пернатых по каким-то причинам от него отказались. Результаты исследований учёные опубликовали в Journal of Zoology.

Единое происхождение могло бы объяснить тот факт, что пенис есть у довольно далёких друг от друга групп птиц. Что же до уток, то у них форма органа, скорее всего, является позднейшей адаптацией, возникшей в результате ожесточённой «войны полов». У самок гусеобразных в ходе эволюции развились сложнейшие половые пути, позволяющие им контролировать судьбу спермы самца даже во время и после спаривания; в свою очередь у самцов в ответ на это появился сложноустроенный и чрезвычайно длинный половой орган.

Мужской половой орган у бескилевых птиц устроен гораздо более привычным способом. В связи с этим учёные обращают внимание на различие в половом поведении у нанду и эму. Нанду полигамны, и их мужской половой орган выглядит довольно солидно, в то время как эму образуют постоянные пары и их самцы обладают куда меньшим пенисом. Дарвин обосновывал появление пениса у млекопитающих тем, что его обладатели могли доставить самке больше удовольствия и тем самым имели преимущество в половом отборе. Личная жизнь нанду и эму (да чего уж там, и людей тоже) вполне укладывается в эту теорию. Однако в свете того, что большинство птиц впоследствии отказались от пениса, биологам-эволюционистам стоит подумать, а так ли уж необходим этот замечательный орган для репродуктивного успеха...

Источник:  КОМПЬЮЛЕНТА