Экзоскелет насекомых, состоящий из кутикулы, соединяет в себе несоединимое — исключительную жёсткость и беспримерную прочность.

Экзоскелет насекомых образован кутикулой, которая может быть мягкой и тонкой, а может — чрезвычайно прочной и плотной. Считается, что кутикула насекомых — второй по распространённости биоматериал после древесины; это неудивительно, учитывая многочисленность самих насекомых. Вместе с тем далеко не все свойства кутикулы изучены достаточно хорошо, что и следует из статьи в Journal of Experimental Biology, опубликованной учёными дублинского (Ирландия) Тринити-колледжа.

Исследователей интересовали биомеханические характеристики задних ног кузнечиков. Прыгучесть этих насекомых хорошо известна: они отталкиваются задними ногами и преодолевают расстояние, во много раз превышающее длину их тела. Очевидно, чтобы выдерживать такие нагрузки, ноги прямокрылых должны отличаться высочайшей жёсткостью, чтобы сила толчка не гасилась гибкостью. То есть при всей жёсткости задние ноги кузнечиков должны быть достаточно хрупки. Выяснилось, что это не так: кутикулярный экзоскелет прыгательных конечностей у кузнечиков не ломается, даже если на ногах специально сделать насечки, которые уменьшили бы прочность.

Иными словами, кутикула обеспечивает конечностям кузнечиков два, казалось бы, несовместимых качества — исключительную жёсткость и удивительную прочность. По словам авторов работы, прочность прыгательных ног кузнечиков вообще едва ли не наивысшая среди всех биоматериалов. Рога оленей или полорогих копытных ещё могут поспорить с кутикулярным экзоскелетом, но, скажем, обычные кости уже ему уступают. Правда, учёные отмечают, что биомеханические характеристики кутикулы сильно зависят от содержания воды: при недостатке влаги жёсткость увеличивается, но возрастает и ломкость.

В связи с этим возникает вопрос: как, например, прочность и жёсткость кутикулы варьируется от вида к виду? Будут ли ноги жуков демонстрировать такую же прочность, как и ноги кузнечиков? И только ли кутикуле конечности насекомых обязаны своей прочностью? Но в любом случае очевидно, что кутикула играет тут не последнюю роль, и, возможно, в будущем биоинженерам удастся создать искусственный материал с такими же механическими характеристиками.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Морская растительность удерживает столько же углерода в расчёте на гектар, сколько сухопутные леса.

Увы, это одна из самых уязвимых экосистем мира.

В прошлом веке планета потеряла 29% морской травы. Основные причины — загрязнение воды, дноуглубительные работы, изменение климата. Ежегодно площадь подводных лугов сокращается на 1,5% — а это значит, что в окружающую среду возвращается 299 млн т углерода.

На основании старых и новых данных о 946 лугах международная группа исследователей подсчитала, что ежегодно морская трава поглощает 27,4 млн углерода, запасая его в почве. В отличие от лесов, которые удерживают углерод примерно 60 лет, подводная экосистема хранит его со времён последнего ледникового периода.

Это означает, что сейчас в морской траве и в метровом слое почвы под ней лежит 19,9 млрд т углерода — в два раза больше, чем объёммировых выбросов при сжигании парниковых газов в 2010 году. Если морская трава исчезнет, мы очень быстро окажемся в теплице.

Эта мрачная перспектива усугубляется другим исследованием. Выяснилось, что потепление приводит к вымиранию средиземноморского растения Posidonia oceanica. Вид может полностью исчезнуть к середине века, что вызывает особое беспокойство: эта трава запасает примерно в 10 раз больше углерода, чем большинство других видов.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Geoscience.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Чтобы ненароком не съесть ядовитую амфибию, летучие мыши выработали комплексную стратегию охоты, с оценкой размера добычи с помощью эхолокации и химическим анализом на ядовитость.

Бахромчатогубые листоносы, живущие в американских тропических лесах, охотятся на местных лягушек и жаб. Но там, где обитают эти летучие мыши, высока вероятность наткнуться на ядовитую амфибию. Известно, что листоносы находят добычу по брачным крикам. Но во время охоты стратегия хищников несколько раз меняется, чтобы не ошибиться и не схватить ядовитую лягушку вместо съедобной.

Зоологи из Смитсоновского института исследований тропиков (США) экспериментировали с восемью бахромчатогубыми листоносами, пойманными в лесах Панамы. Исследователи использовали позывные съедобных лягушек, чтобы привлечь внимание летучих мышей, но вместе со съедобной добычей предлагали листоносам ещё и ядовитых амфибий.

В статье, опубликованной в журнале Naturwissenschaften, учёные пишут, что в первую очередь рукокрылые реагировали на крики лягушек. Но по мере приближения к добыче мыши меняли тактику, оценивая размер амфибии с помощью эхолокации. В тех же лесах, где охотятся листоносы, обитает и знаменитая жаба ага, которая могла бы быть удачной крупной добычей, не будь так ядовита. Поэтому, подлетая к потенциальной жертве, листоносы проверяют её размеры: соответствуют ли они обычной, безопасной «еде».

После того как летучие мыши хватали жертву, наступал черёд химического анализа. Если хищникам попадалась ядовитая лягушка, через какое-то время они просто выбрасывали её. Более того, листоносы избавлялись даже от съедобной лягушки, просто вымазанной ядом другого вида. Очевидно, рукокрылые могут как-то определять ядовитость — либо с помощью обоняния, либо на вкус.

То есть, как заключают учёные, не стоит думать, что летучие мыши слепо полагаются на свой слух. Он у них совершенен, спору нет, но сообщить всю необходимую информацию о «качестве пищи» не в силах. Поэтому листоносам пришлось выработать комплексную стратегию, чтобы случайно не отравиться неправильной лягушкой.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Взрослые носухи защищают детёнышей, ворующих пищу у других особей. Это происходит даже в том случае, если маленькие воришки не приходятся защитникам роднёй.

Южноамериканские носухи живут сообществами в несколько десятков особей. Несмотря на высокую социализацию, носухи ведут себя по отношению друг к другу довольно агрессивно, особенно если дело касается еды. Животные постоянно пытаются стянуть кусок у соседа, причём делают это невзирая на возрастные различия. При этом они могут объединяться в кратковременные альянсы, и логично было бы предположить, что такие союзы подразумевают кровное родство.

Зоологи из Смитсоновского института (США) три года наблюдали за поведением носух, обитающих на территории аргентинского национального парка Игуасу. Всего в поле зрения исследователей попало свыше полутора сотен особей. Несчётное число раз учёные видели, как молодые животные крадут пищу у взрослых и как другие взрослые им в этом помогают.

Носухи сумели удивить зоологов: данные генетического анализа показали, что в 57% случаев помощь приходила от особей, не связанных родственными узами с детёнышами.

В статье, опубликованной на сайте PLoS ONE, исследователи отмечают, что такая странность обнаруживалась только в недружественном, агрессивном поведении. Если носухи занимались, например, взаимным грумингом, то родственные отношения играли очень большую роль.

Почему же тогда, когда дело доходит до воровства, взрослые носухи защищают мелких от агрессии обворованной особи? Ответить на тот вопрос исследователи пока не могут. Более того, детёныши, заручившись поддержкой чужих, часто отбирают пищу даже у своей родни. Разумеется, у многих животных взрослые защищают детёнышей, но особенности поведения носух делают их в этом смысле абсолютно уникальными. Возможно, дальнейшие исследования помогут не только понять социальную структуру этих зверей, но и вообще лучше представить, как формировалась социальность у млекопитающих.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Находка древнейшего представителя одной из групп двуногих динозавров проливает свет на эволюцию конечностей крупнейших хищников мезозоя.

Палеонтологи обнаружили в средней юре Патагонии (Южная Америка) древнейшего представителя абелизаврид – двуногих хищных динозавров, дальних родственников знаменитого тираннозавра. Описание находки опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Возраст динозавра, получившего название Eoabelisaurus mefi, почти на 40миллионов лет превышает возраст самых древних абелизаврид, известных на сегодняшний день. «Абелизавриды были очень разнообразны и широко распространены в течение мелового периода, -- пояснил палеонтолог Оливер Раухут, соавтор работы, -- однако их происхождение до сих пор остается загадочным».

В то время как тираннозавры и их родичи населяли территорию современной Северной Америки и Азии, абелизавриды жили на древнем континенте Гондвана,частью которого и была Южная Америка. При этом, как подчеркивают авторы статью,находки хищных динозавров из южного полушария, особенно в период с середины юры до раннего мела, весьма скудны, поэтому обнаружение юрского абелизавра является большой ценностью.

Eoabelisaurus жил в то время, когда Гондвана окончательно еще не откололась от Пангеи, в состав которой входили все современные материки к началу юры.Поэтому не до конца понятно, почему эта группа динозавров не проникла и в другие регионы Земли. «Одно из возможных объяснений – существование в центре Пангеи пустынь, которые помешали абелизавридам перебраться из южного полушария в северное», -- рассказал другой автор статьи, аргентинский палеонтолог Диего Пол.

Найденный в Патагонии Eoabelisaurus также интересен тем, что позволяет проследить ранние этапы эволюции верхних конечностей у хищных двуногих динозавров (терапод), которые сильно редуцировались к концу мела. Часть верхней конечности, прилегающая к туловищу, у Eoabelisaurus имеет нормальный размер,однако пальцы и когти уже сильно уменьшены. Это подтверждает гипотезу о том,что редукция конечностей теропод начиналась не с плеча и пояса конечностей, а именно с кисти.

Источник: infox.ru

Среди существующих на сегодняшний день пород собак нет таких, которые были бы близки к первым одомашненным собакам.

Международный коллектив генетиков пришел к выводу, что разобраться с генеалогией современных пород собак практически невозможно, так как в результате межпородного скрещивания за прошедшие тысячелетия собаки генетически очень отдалились от своих первых одомашненных предков. Статья с таким заключением опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Всего исследователи изучили генотип 1375 собак 35 пород и 19 особей серого волка, от которого произошла домашняя собака. Кроме того, они проанализировали ископаемые останки собак, найденные в разных частях света: в Ираке, Северном Китае, Камчатке, где собаки присутствовали уже 12 тысяч лет назад.

Выяснилось, что собаки таких пород, как китайский шарпей, афганская борзая и японская акита, которые ранее считались наиболее близкими к общему предку собак, оказались не более древними, чем остальные. Кроме того, ни одна из пород, наиболее древних по данным генетического анализа, не происходит из тех регионов, в которых были найдены останки первых одомашненных собак.

Некоторые породы, например, африканская басенджи и австралийская динго,считавшиеся древнейшими, в действительности отличаются от остальных лишь в силу географической изоляции и не связаны с первыми одомашненными предками собак.

Согласно данным исследования, процесс одомашнивания собак начался около 15тысяч лет назад, однако в некоторые части света, такие, как Южная Америка и Южная Африка, собаки были завезены не ранее 1400 лет назад. Содержать собак в качестве домашних питомцев люди стали около 2 тысяч лет назад, до этого они использовали собак исключительно в служебных целях. Большинство пород являются еще менее древними и обязаны своим появлением усилиям селекционеров последних150 лет.

«Собаки всех пород подвергались скрещиванию между собой, и поэтому найти предков собак и разобраться с тем, как происходил процесс одомашнивания,очень сложно», -- пояснил Грегор Ларсен из Даремского университета(Великобритания), один из авторов работы.

Источник: infox.ru

За 160 миллионов лет состав чернил у головоногих моллюсков не изменился.

Группа американских палеонтологов из Университета Дьюка обнаружила в отложениях нижней (195 млн лет назад) и средней (162 млн лет) юры Англии колеоидных головоногих моллюсков с чернильными мешочками. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

К колеоидам принадлежит большинство современных головоногих, таких, как каракатицы, кальмары, осьминоги. Спасаясь бегством, они выпускают в воду чернильное облако, которое имеет темную окраску за счет присутствия эумеланина,одной из двух основных разновидностей меланина.

Ученые проанализировали химический состав чернильных мешочков древних колеоидов и обнаружили там эумеланин, ничем не отличающийся от эумеланина в чернилах современной каракатицы Sepia officinalis. «За 160 миллионов лет пигментация этого класса животных никак не изменилась, -- рассказал Джон Саймон, руководитель исследования. – Чернильный мешочек – это совершенный механизм, который, не изменяясь, безотказно работал у головоногих в течение многих эпох».

Палеонтологи подчеркивают, что выявить меланин им удалось благодаря новой методике. До этого следы органических молекул у ископаемых организмов выявляли лишь косвенным путем. В своей работе ученые подвергли вещество ископаемых чернил воздействию пероксида водорода (H₂O₂).

Оказалось, что продукты химической реакции, которые при этом выделились, не отличались от продуктов взаимодействия пероксида с меланином современной каракатицы, за исключением присутствия серы, которая объясняется воздействием бактерий при захоронении. Сходство молекул меланина подтвердили и данные резонансной спектроскопии.

Новый метод позволит выявлять в ископаемых организмах не только меланин, но и другие органические молекулы.

Источник: infox.ru

Рыбы, продолжая жить в воде, могли приобретать детали анатомического строения, свойственные наземным животным.

Из отложений каменноугольного периода Шотландии (их возраст составляет около 345 млн лет) был описан угорь с необычным строением позвоночника. Статья с описанием ископаемой рыбой вышла в журнале Proceedings of the Royal Society B.

Позвоночник большинства наземных животных (рептилии, млекопитающие, птицы)по типу строения позвонков дифференцирован на пять отделов: шейный, грудной,поясничный, крестцовый и хвостовой. У рыб же он разделен всего на два отдела –туловищный и хвостовой. Считалось, что новые отделы позвоночника появились лишь с выходом на сушу. Однако находка необычного угря показывает, что это не так.

Угревидная рыба, названная Tarrasius problematicus, была обнаружен палеонтологом Лаурен Саллан при разборе коллекций Национального музея Шотландии в Эдинбурге. До этого исследователи не обращали внимания на особое строение позвоночника экземпляров этой рыбы. «Многие вещи, которые мы связываем с тетраподами (четвероногими), впервые возникли у рыб, что и подтверждает анатомия Tarrasius», -- пояснила Саллан.

Tarrasius имел только передние плавники и был лишен задних, что доказывает,что он не мог перемещаться на суше и, следовательно, отделы его позвоночника развивались исключительно в водных условиях. Следовательно, морфологическая эволюция рыб могла идти параллельно с эволюцией позвоночных, выходящих на сушу. По-видимому, это связано с тем, что и у тех, и у других был сходный наборHox-генов, ответственных за сегментацию тела.

Исследовательница пока не может объяснить, зачем же Tarrasius понадобились пять отделов позвоночника. Саллан допускает, что они могли помогать рыбе при быстром плавании и совершении вращательных движений тела.

Источник: infox.ru

Международный институт по исследованию видов при Университете штата Аризона (США) и комитет учёных из разных стран выбрали Топ-10 новых видов, описанных в 2011 году.

Подобные списки публикуются уже пятый год 23 мая — в день рождения Карла Линнея, шведского ботаника, разработавшего современную систему классификации растений и животных. Первый «хит-парад» был приурочен к 300-летнему юбилею учёного, отмечавшемуся в 2007 году. «Инициатива имеет целью привлечение внимания к кризису биоразнообразия и никому не известным исследователям, которые продолжают открывать и описывать новые виды», — поясняет руководитель института Квентин Уилер.

Чихающая обезьяна. С 2000-го ежегодно обнаруживается в среднем около 36 новых видов млекопитающих. Поэтому не было ничего удивительного в том, что на высокогорье Мьянмы в поле зрения учёных попал Rhinopithecus strykeri, названный в честь Джона Страйкера, президента и основателя фонда «Аркус». Это первая курносая обезьяна, зарегистрированная в Мьянме. Как полагают, она находится на грани исчезновения. Самое любопытное в том, что обладательница чёрного меха и белой бородки и впрямь чихает — когда идёт дождь.

Коробочная медуза Бонэйра. Это поразительно красивое и ядовитое создание напоминает воздушного змея с длинными ленточными хвостами. Название вида amoya ohboya придумано неким учителем, который предположил, что ужаленный человек должен воскликнуть: «Oh boy!» («Мать честнáя!»). Медузу обнаружили неподалёку от голландского острова Бонэйр на Карибах.

Дьявольский червь. Эта крошечная нематода длиной около 0,5 мм — самый «закопавшийся» сухопутный многоклеточный организм планеты. Его нашли на глубине 1,3 км в южно-африканской золотой шахте. Он назван Halicephalobus mephisto в честь Мефистофеля, ибо живёт поистине в адских условиях: огромное давление и постоянная температура в 37 ˚C. Датирование воды в скважине, где его обнаружили, показало, что этот вид не контактировал с атмосферой уже 4–6 тыс. лет. Ниже черви изображены без увеличения — в виде биоплёнки.

Орхидея, цветущая ночью. Цветы этого растения из Папуа — Новой Гвинеи раскрываются около десяти часов вечера и закрываются рано утром. Считается, что из более чем 25 тыс. известных науке орхидей она единственная обладает таким свойством. Учёные назвали находку Bulbophyllum nocturnum.

Оса-паразит. Насекомое поднимается над землёй в окрестностях Мадрида (Испания) всего на сантиметр, выискивая жертву — муравья. На то, чтобы напасть и отложить яйца, у Kollasmosoma sentum уходит 1/20 с.

Гриб по имени Губка Боб Квадратные Штаны. Spongiforma squarepantsii назван в честь мультипликационного персонажа, поскольку больше похож на губку. Его плодовое тело можно сжать, после чего оно вернётся к нормальным размеру и форме. Обнаружен в лесах острова Борнео.

Непальский осенний мак. Высокое растение с ярко-жёлтыми цветами обнаружили в Непале. Скорее всего, Meconopsis autumnalis до сих пор не был описан только из-за того, что растёт на высоте от 3 300 до 4 200 м. Есть свидетельства, что образцы вида уже когда-то были собраны, но в них не признали новинку.

Многоножка-великан. Поскольку это членистоногое размером с сосиску, его так и назвали: Crurifarcimen vagans. Вид поставил новый рекорд по длине тела — 16 см. Его обнаружили в одной из «горячих точек» биоразнообразия планеты — Восточном рифте Танзании. Диаметр многоножки — около полутора сантиметров. Она обладает 56 кольцами, каждое из которых несёт пару конечностей (см. ниже).

Ходячий кактус. В действительности это не растение, а ископаемое беспозвоночное из надтипа Lobopodia, обладавшее червеобразным телом и большим количеством ног. Diania cactiformis обнаружен в кембрийских отложениях возрастом 520 млн лет на юго-западе Китая. Примечательны его сегментированные конечности, намекающие на то, что вид мог иметь общего предка с членистоногими.

Тарантул Сазимы. До умопомрачения прекрасный, радужно-голубой мохнатый паук — первый представитель Бразилии, попавший в топ. Pterinopelma sazimai не первый и не единственный голубой тарантул, но он просто замечательный, к тому же обитает в «островной» экосистеме на вершинах гор.

С тех пор как Линней основал современную систематику, было названо, описано и классифицировано почти 2 млн новых видов. По оценкам, всего их на планете 8–12 млн. В этом году специалисты выбирали из двухсот номинантов, а в общей сложности в 2011-м было обнаружено около 18 тыс. видов.

Источник: КОМПЬЮЛЕНТА

Ихтиостега, вопреки картинкам из школьных учебников, не могла бегать на четырех ногах, она лишь ползала, подобно тюленю.

Процесс выхода позвоночных на сушу не первое столетие занимает палеонтологов. На роль первых животных, способных перемещаться по земле на четырех ногах, долгое время прочили ихтиостег, найденных в верхнем девоне(около 365 млн лет). Однако, как показывают результаты исследования,опубликованного в журнале Nature, строение скелета не позволяло ихтиостегам полноценно передвигаться по суше.

Чтобы построить трехмерную компьютерную модель движений ихтиостеги, ученые с помощью микротомографии изучили суставы ее скелета и сравнили их с суставами пяти современных животных, саламандры, крокодила, утконоса, тюленя и выдры.

Бедренный сустав задней конечности ихтиостеги оказался способен к тем же типам движений, что и современные тетраподы, за исключением пронации и супинации (вращение конечностей). Эти движения также не может совершать тюлень,в связи с переходом к водному образу жизни. Задние конечности ихтиостеги были расположены под углом примерно в 45 градусов от горизонтальной оси тела, и поэтому просто не могли отрывать таз животного от земли. Следовательно, они применялись лишь при плавании, а не при сухопутном передвижении.

Подвижность плечевого сустава ихтиостеги, как показали палеонтологи, также была сильно ограничена. Поэтому максимум, что мог делать на суше ихтиостег с помощью своих конечностей, это ползать на брюхе, подобно современному илистому прыгуну, использующему передние плавники для отталкивания от субстрата. Скорее всего, ихтиостега лишь цеплялась своими передними конечностями за какие-либо предметы, чтобы высовывать голову из воды для дыхания или захвата пищи.

Ученые предполагают, что процесс перехода к наземному образу жизни начался именно с передних конечностей, в то время как задние длительное время продолжали использоваться лишь для плавания. Скорее всего, к ходьбе на четырех ногах перешли какие-то еще не найденные позвоночные. Как подчеркнула Сюзанна Мэйдмент, одна из авторов работы, «наши выводы должны заставить ученых отправиться в поле на поиск новых окаменелостей».

Как указывают палеонтологи, следовая дорожка, найденная в среднем девоне Польши, статья о которой была опубликована два года назад в журнале Nature,едва ли была оставлена ихтиостегой. Эта дорожка своим образованием обязана существу, согласованно двигавшему четырьмя конечностями, в то время как ихтиостега, подобно тюленю, могла лишь волочить за собой задние ноги, опиралась при этом на передние конечности.

Источник: infox.ru