FORUM-EVOLUTION.ru

Текущее время: 28 мар 2024 13:17

Часовой пояс: UTC + 3 часа




Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 185 ]  На страницу Пред.  1 ... 5, 6, 7, 8, 9, 10  След.
Автор Сообщение
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 05 дек 2019 16:56 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
У кого в коре больше всего нейронов?

У какого животного кора головного мозга содержит больше всего нейронов? «У человека!» — скажете вы, и, вероятнее всего, будете неправы. Дело в том, что у человека в мозге действительно около 85 миллиардов нейронов, но далеко не все они содержатся в коре. И даже не половина: всего лишь 16 миллиардов, большую часть (около 50 миллиардов) взял себе мозжечок.Рекордсмен перед вами — мозг обыкновенной гринды Globicephala melas (черного дельфина, круглоголового кита). Исследования 10 мозгов взрослых особей, проведенные в 2014 году, очень сильно удивили ученых: неокортекс гринды в среднем содержит в себе 37 миллиардов нейронов и аж 127 миллиардов глиальных клеток.

http://neuronovosti.ru/u-kogo-v-kore-bo ... -nejronov/


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 12 дек 2019 00:39 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Изменение климата заставляет птиц эволюционировать.

Повышение средних летних температур может сказаться на внешнем виде большинства птиц на планете. К такому неоднозначному выводу пришли специалисты из Чикаго, которые на протяжении четырех десятилетий собирали и измеряли птиц, проанализировав таким оригинальным образом более 70 716 экземпляров. Ученые обнаружили, что за последние несколько десятилетий масса тела птиц значительно уменьшилась по сравнению с предыдущими периодами, что может указывать на сильное влияние климатических изменений на организмы живых существ Земли. Так ли это на самом деле? Давайте попробуем разобраться вместе в данной статье.

Может ли изменение климата влиять на организмы живых существ?
Вопрос о том, могут ли влиять изменения климата на состояние организма того или иного живого существа, уже давно интересовал ученых. Проанализировав огромное количество птиц, Дэвид Уиллард, почетный управляющий коллекциями музея Филда в Чикаго и соавтор исследования, пришел к выводу о том, что найденные им образцы из 52 распространенных видов птиц сильно отличаются от своих собратьев, которые погибли, врезавшись в чикагские здания более четырех десятилетий назад. Ученый обнаружил, что за последние несколько десятилетий масса тела птиц уменьшилась на 2,6 процента, кости их ног укоротились на 2,4 процента, а длина крыльев увеличилась в среднем на 1,3 процента.

Ученые не знают, что именно вызывает уменьшение птиц в размерах, однако они считают, что данный неожиданный эффект может появляться потому, что мелкие животные легче сохраняют прохладу с минимальными затратами энергии. Кроме того, рост крыльев молодых птиц может быть связан с той же самой причиной, заодно превращая воробьев, ласточек и синиц в еще более эффективных летчиков.

Проведенные исследования на альпийских козах и саламандрах также показали, что они становятся все меньше из-за воздействия климата. Поскольку атмосфера Земли все больше нагревается, живые существа планеты стараются активно приспособиться к происходящим изменениям, меняя при этом некоторые аспекты своей биологии.

Несмотря на позитивную возможность адаптации птиц к происходящим на Земле климатическим изменениям, температурный режим планеты оказывает огромное влияние на существование других видов, и, к сожалению, не в лучшую сторону. Процессы спячки и миграции напрямую связаны с происходящими в атмосфере Земли процессами, чьи изменения могут спровоцировать значительные нарушения в нормальной жизнедеятельности организмов. Медведи, не впавшие чрезмерно теплой зимой в спячку, или не мигрирующие в тепло птицы — лишь единичные примеры подобных климатических изменений.

https://hi-news.ru/research-development ... rovat.html


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 10 фев 2020 14:12 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Мышление птиц: понимают ли попугаи, о чем они говорят?

Зоя Зорина, Анна Смирнова, Татьяна Обозова
«Природа» №10, 2018

Об авторах
Зоя Александровна Зорина («Природа» №4, 2017)
Зоя Александровна Зорина — доктор биологических наук, заведующая лабораторией физиологии и генетики поведения кафедры высшей нервной деятельности биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Научные интересы — элементарное мышление животных, в том числе способность к обобщению и символизации у врановых птиц.

Анна Анатольевна Смирнова («Природа» №10, 2018)
Анна Анатольевна Смирнова — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник той же лаборатории. Научные интересы — высшие когнитивные функции животных как эволюционные предпосылки мышления человека.

Татьяна Анатольевна Обозова («Природа» №5, 2017)
Татьяна Анатольевна Обозова — кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник той же лаборатории. Область научных интересов — элементарное мышление животных, поведение птиц в природе.

Истории о попугаях, которые «понимают, о чем говорят», занимают особое место в ряду свидетельств удивительных способностей животных. Этой теме посвящена обширная литература [1], однако, как показывает ее анализ, чаще всего речь идет о механическом повторении заученных фраз, некоем словесном потоке, совершенно не связанном с конкретной ситуацией. В ряде случаев у наблюдателя может создаться иллюзия осмысленного поведения (например, попугай здоровается или прощается в соответствии с ситуацией), но при более внимательном анализе оказывается, что хозяин принимал желаемое за действительное. И все же постепенно накапливались факты, заслуживающие серьезного внимания: высказывания некоторых говорящих попугаев действительно приходились точно «к месту», птицы произносили совершенно новые слова и целые фразы, соответствовавшие контексту. При этом их поведение не могло быть результатом случайного совпадения или простого повторения «пройденного», поскольку сложившиеся обстоятельства не отмечались ранее. Сообщения о подобных эпизодах появляются не часто, но регулярно, однако, поскольку они единичны, проверить их нельзя.

Вот, например, одна примечательная история. Как известно, многие (хотя и не все) птицы не разговаривают при посторонних. Поэтому продемонстрировать красноречие попугая в нужный для хозяина момент — дело сложное и не всегда благодарное. С такой трудностью столкнулась некая съемочная группа: операторы провели целый день в квартире владельца говорящих птиц, которые за все время не проронили ни слова. Когда начали собирать аппаратуру, кто-то из раздосадованных гостей споткнулся о кабель. Тут же раздался дружный птичий хохот, а один из попугаев прокричал: «Ага, запутался!» Тут уж никакой предварительной дрессировки и в помине не было — птица совершенно явно сама сообразила, что сказать в этой необычной коллизии. Можно привести и другие примеры, свидетельствующие о том, что во многих случаях (хотя далеко не во всех) высказывания попугаев бывают осмысленными — они находят и произносят именно те слова, которые уместны в только что возникшей ситуации. А подобное поведение принято расценивать как проявление разума животных, пусть и элементарного.

Убедительный ответ на вопрос, «понимают ли попугаи, о чем говорят», имеет принципиальное, а отнюдь не частное значение, поскольку он напрямую связан с одной из важнейших задач современной когнитивной науки — исследованием эволюционных предпосылок мышления человека. Класс птиц развивался в процессе эволюции особым путем, параллельно с млекопитающими и совершенно независимо от них, тем не менее установлено, что зачатки мышления имеются и у его представителей [2, 3]. Высшие представители класса птиц могут изготовлять и использовать орудия [4, 5], они проявляют элементы абстрактного мышления (формирование довербальных понятий и умозаключений) [6–9]. Наконец, врановые проявили способность к символизации — операции, которая лежит в основе языка человека [13]. Весь спектр их когнитивных способностей близок к описанному у человекообразных обезьян [11].

Высказывания, которые кажутся осмысленными, принадлежат, как правило, крупным попугаям, главным образом серому африканскому, или жако (Psittacus erithacus). И именно благодаря представителю этого вида, попугаю Алексу, был получен убедительный (и притом положительный) ответ на тот самый вопрос. Это произошло благодаря без преувеличения героическому исследованию, которое американский психолог Айрин Пепперберг проводила на протяжении 30 лет (1978–2007) и продолжает в настоящее время.

Уникальные исследования когнитивных способностей жако
Результаты опытов Пеппеберг описаны в двух книгах. Первая, The Alex Studies: Cognitive and Communicative Abilities of Grey Parrots [12], — строго научная монография, в которой обобщены результаты многолетних экспериментов, доказавших, что попугаи обладают высоким уровнем развития мышления, способны к формированию понятий и к символизации, т.е. установлению эквивалентности между неким знаком (в том числе словом) и референтом — предметом, действием, понятием и т.д. Способность к такой операции лежит в основе усвоения речи ребенком, а ее доступность попугаю свидетельствует, что эти птицы действительно могут говорить осмысленно.

Кратко упомянем, что в результате кропотливых тренировок Алекс усвоил названия десятков предметов, а также слова, обозначающие категории и относящиеся к ним определения. Например, категория «цвет» включает названия семи цветов, категория «форма» — пяти разных форм, категория «материал» — наименования трех материалов и т.д. Алекс овладел всеми доступными животным приемами количественных оценок (условно это можно назвать зачатками способности к счету). Он запомнил числительные от 1 до 7, применял их к множествам разной природы, у него сформировалось понятие «больше / меньше», что позволяло ему сравнивать не только множества реальных предметов, но и цифры.

При предъявлении ему наборов мелких предметов разного цвета, формы, размера Алекс мог правильно отвечать на следующие вопросы: «Сколько зеленых (синих или красных) предметов?»; «Предметов какого цвета больше?»; «Какая цифра больше?» и т.д. Если ему показывали два однотипных, но по-разному окрашенных и разноразмерных предмета (например, ключи — его любимые игрушки), — и спрашивали, что в них различается, он безошибочно определял: «цвет, размер»; на вопрос «что одинаковое?» следовал ответ: «форма».

Алекс правильно употреблял слова «одинаковый» и «разный» при первом же сопоставлении множества предметов и ситуаций. Это позволяет говорить о том, что в ходе экспериментов он усвоил понятия «сходство» и «различие», на оперировании которыми основаны и некоторые другие формы абстрактного мышления (в частности, использование аналогий). По нашим данным, попугаям, как и врановым, доступно даже выявление аналогий в структуре сложных стимулов [8, 9].

Несомненная заслуга Пепперберг состоит в том, что она первой смогла показать: спектр когнитивных способностей попугаев — существ, столь далеких от приматов, — включает развитую способность к символизации. Ее опыты убедительно продемонстрировали: жако не просто воспроизводит человеческие слова, но и понимает их смысл. Возможности попугаев в усвоении и использовании символов оказались схожими с обнаруженными у шимпанзе, которых обучили простым аналогам языка человека. Эти данные Пепперберг совпадают с материалами, полученными нами при изучении других высокоорганизованных птиц — врановых [7, 11, 13].

Итак, за 30 лет работы Пепперберг не только получила уникальные данные о психике попугаев, находящие все новые подтверждения в современной литературе, но и способствовала постепенному радикальному пересмотру общих представлений о когнитивных способностях птиц. В своей научной монографии она представила результаты, полученные в рамках строгих экспериментов, на большом статистическом материале, но среди них было немало фактов, которые не вписывались в формальные рамки. Чем дальше Пепперберг углублялась в работу и общение с Алексом, тем больше убеждалась: птица не просто правильно произносит слова и осознает, какие предметы и действия они обозначают, но может понять, что некоторые слова выражают еще и человеческие желания, настроения, эмоции. Оказалось, что, помимо усвоения символов, в процессе специальных тренировок Алекс следил за разговорами окружающих, по собственной инициативе запоминал (а потом к месту употреблял) слова, которые никто не ожидал от него услышать, и они могли выражать также его собственные желания, настроения и эмоции.

Именно этой части полученных результатов посвящена вторая, научно-популярная, книга Пепперберг Alex and me, написанная в 2008 г. Она удачно переведена на русский язык и опубликована издательством «Языки славянских культур» в 2017 г. [14]. Ответ на вопрос, «понимают ли попугаи, о чем они говорят», проиллюстрирован описанием некоторых особенностей поведения Алекса в процессе формальных экспериментов, в которых ярко проявились его сообразительность, умение наблюдать за окружающими его людьми, а также за другими птицами, обучаемыми речи, оценивать их поведение, эмоциональное состояние и делать из этого свои выводы.

Причины заниженных ожиданий в отношении интеллекта птиц
Большое место в монографии Alex and me уделено доказательствам высокого интеллектуального уровня попугаев, что особенно ценно для отечественного читателя. Действительно, это практически первая книга на русском языке, целиком посвященная мышлению птиц. Парадокс состоит в том, что проблема мышления животных вообще [15–17], и птиц в частности, активно разрабатывается в нашей стране на протяжении целого столетия. Фундаментальные исследования Л. В. Крушинского [2] и его научной школы, посвященные врановым птицам, начались в 1950-е годы и продолжаются до настоящего времени [6–11, 13], намного опередив соответствующие работы на Западе. Но нельзя не упомянуть, что за рубежом это направление когнитивной науки сегодня переживает бурный расцвет и наверстывает упущенное время.

Разумеется, главное в книге Пепперберг — доказательство того, что попугаи могут говорить осмысленно, что они действительно могут понимать слова, свои собственные и произносимые собеседником. В связи с этим автор затрагивает и ряд крупных научных проблем, связанных с птицами.

Главная из них обусловлена особенностями мозга птиц, который по своей структуре радикально отличается от мозга млекопитающих. В связи с отсутствием новой коры исследователи были склонны считать его примитивным («разросшаяся подкорка»), а когнитивные способности птиц — заведомо ограниченными, несмотря на многочисленные проявления их сообразительности как в экспериментах, так и в спонтанном поведении. Этот парадокс объяснен относительно недавно, когда были получены данные о гомологии высших отделов мозга птиц (гиперпаллиума и нидопаллиума) и новой коры млекопитающих. Ряд свидетельств тому был получен уже после выхода Alex and me [18], и эти данные мы привели в предисловии к русскому переводу книги [19].

Монография «Алекс и я» интересна еще и тем, что возвращает нас в атмосферу 1970-х годов, когда Пепперберг (получив образование химика-теоретика) решила изучать мышление птиц. Ряд ученых США и нашей страны занимались мышлением животных, но данная проблема еще не получила той известности и признания и не привлекала того внимания, которым она пользуется сейчас. Теория условных рефлексов в России и бихевиоризм на Западе господствовали безраздельно, и попытки выйти за их рамки воспринимались негативно. Пепперберг ярко описала скепсис, с которым она столкнулась при попытке вторгнуться в эту полузапретную область. А на нее сильнейшее впечатление произвели так называемые языковые проекты 1970-х годов — эксперименты нескольких групп американских психологов, которые успешно обучали человекообразных обезьян простым незвуковым аналогам человеческого языка [11]. Ее непреклонное желание заниматься именно этой задачей, к тому же со столь экзотичным объектом, как попугай, да еще и с применением особого метода обучения, отличного от имеющихся в арсенале бихевиористов, воспринималось почти как крамола.

Надо сказать, что трудности были уделом Пепперберг на протяжении большей части жизни. У нее долго не было постоянного места работы, ей не удавалось получать гранты, и только ее самоотверженное упорство позволило ей шаг за шагом осуществлять свой план, «провести с попугаем те же опыты, что проводились с шимпанзе». Американский психолог поставила задачу обнаружить и подтвердить наличие у африканского серого попугая жако <...> (который умеет при этом говорить) тех «языковых» и когнитивных способностей, которые ранее были зафиксированы в ходе работы с шимпанзе [14], и полностью ее выполнила.

Сэр Алекс — деятельный участник научного эксперимента
Работа с попугаем не ограничивалась для Пепперберг получением научных данных о его когнитивных способностях, но всегда находила живой эмоциональный отклик в ее душе. Из объекта экспериментов Алекс очень быстро превратился в полноправного участника процесса. Он не просто совершал те или иные действия, решал (или не решал) поставленные людьми задачи, но постоянно заявлял о своих желаниях, неудовольствиях, об отношении к экспериментаторам и т.п. Он однозначно давал понять, что ему нравится, а что — нет, как он относится к каждому из участников. Характерно, что в эту атмосферу эмоциональных контактов вовлекались все работавшие с попугаем и постоянно менявшиеся студенты, лаборанты, другие коллеги. С течением времени становилось все яснее, что Алекс не автомат, вырабатывающий условные рефлексы, а вполне самостоятельная личность со своими вкусами и наклонностями, довольно капризная и явно склонная к доминированию над окружающими, в том числе и над людьми. Недаром студенты называли его боссом или предлагали обращаться к птице «сэр Алекс». Свой характер он проявлял и в отношении других попугаев, когда участвовал в их обучении в качестве модели и (или) соперника.

Напомним, что первоначально Айрин не ставила задачи учить Алекса «языку», подобному тому, что усваивали и применяли «говорящие» обезьяны в языковых проектах американских психологов. В тех исследованиях все происходило в атмосфере живого общения, тогда как для работы с птицей планировались только формальные аналитические эксперименты, обеспечивающие получение статистически достоверных результатов. «Наука любит цифры», — повторяла Айрин, заставляя Алекса в очередной раз выполнять похожие задания, что явным образом раздражало птицу.

Однако уже на первом году работы выяснилось, что Алекс воспринимает не только «урок», но и всю ситуацию в целом. Оказалось, что он прислушивается к разговорам окружающих во время экспериментов и по собственной инициативе усваивает фразы для контактов с ними. Именно так в его повседневном лексиконе появились фразы «Я хочу...», «Нет», «Иди сюда», «Спокойной ночи», «Спасибо», «Извини» и т.п. Он четко улавливал эмоциональную окраску высказываний людей. По собственной инициативе он освоил ласковые слова, с которыми обращались к нему или друг к другу люди, начал извиняться за ошибки и упрямство, которое проявлял, когда был не расположен работать. Поражает спонтанность подобного поведения птицы и то, что оно было основано на точном понимании эмоций, которые вкладывали в слова вежливости произносившие их люди. Затем возникало очень приблизительное подражание уловленному слову, которое экспериментаторы «оттачивали» путем кропотливой тренировки.

На второй год работы обнаружилось также, что Алекс умеет четко и понятно для окружающих выразить свои желания (а особенно нежелания). В последнем случае арсенал средств был особенно богат. Например, ...когда он не хотел идти на руку, он издавал громкий пронзительный звук, который наилучшим образом можно передать как raaaaaak. Иногда он не только неприятно и пронзительно кричал, но и пытался укусить. Он делал это как бы на всякий случай — вдруг его сообщение было недостаточно ясным. В тех случаях, когда Алекс не хотел отвечать на вопрос о предмете, он просто игнорировал тренера: мог повернуться спиной или начать чистить перья. Чтобы показать, что больше не будет пить воду или работать с предметом, наименование которого он учит, он бросал его на пол. Если вы дадите ему банан, а он просил винограда, то дело могло кончиться тем, что этот банан оказывался у вас на голове. У Алекса был жесткий характер [14]. В ответ на все свои выпады он постоянно ощущал неодобрение экспериментаторов и слышал от них слово «нет». Постепенно в его лексиконе появился звук, отдаленно напоминающий это слово. Алекс сопровождал им, а потом и полностью заменил перечисленные выше акты выражения неудовольствия. Таким образом, он научился обозначать свое внутреннее состояние столь отвлеченным способом благодаря наблюдениям за людьми с их проявлениями негативных эмоций в разных ситуациях. Он перенял у человека прием словесного выражения плохого настроения.

Примечательно, что у Алекса появился способ выразить свое неодобрение по отношению к другим попугаям. Это было слово «курица». Он усвоил его сам, подражая студентам, которые так «обзывали» его за неправильные ответы. Наблюдая за обучением других попугаев, он часто вмешивался в процесс, указывая (чаще всего вполне справедливо): «Говори лучше» (Say better). Это тоже был результат копирования поведения тренеров.

Характерно, что Алекс связывал слова даже с абстрактными понятиями (например, сходство / различие, больше / меньше). Более того, он придумывал собственные названия для «безымянных» объектов*: например, «камень-кукуруза» — сухие зерна, в отличие от свежих. И такое спонтанное усвоение слов, понимание смысла ситуации обнаруживалось до формирования соответствующего словесного «ярлыка», который Алекс начинал использовать. Год за годом его поведение так же, как и результаты экспериментов, с очевидностью подтверждало гипотезу Пепперберг, согласно которой попугаи способны понимать смысл произносимых ими слов.

Но наиболее интересны случаи, когда Алекс демонстрировал свое понимание эмоционального состояния Пепперберг при возникновении сложных ситуаций. Она обнаружила это, когда получила из журнала Science первый отказ напечатать статью, который к тому же был сделан в хамской форме. Она, по ее словам, была очень огорчена: «Огорчена настолько, что Алекс сделал вывод... по-видимому, он считал, что я рассердилась на него. Он весь сжимался, когда видел меня» [14].

Пепперберг удалось также восстановить последовательность событий, после которых в лексиконе птицы появилось выражение «прости меня». Все началось с того, что Алекс изжевал только что отпечатанную заявку на грант, которую надо было в тот же день срочно отправлять в Национальный научный фонд. Это был 1979 г., эра компьютеров еще не настала, заявка была напечатана на чужой электрической машинке, и у Айрин осталось лишь несколько часов, чтобы успеть ее вновь напечатать, оформить и отослать.

На эту ситуацию я реагировала эмоционально, как многие люди. Я кричала на Алекса, это было глупо, но я кричала: «Как ты мог так со мной поступить, Алекс?!». Конечно, он мог так поступить — он же попугай. И тут Алекс использовал свои знания — фразу, которую он, как выяснилось, запомнил и позже использовал в подобных обстоятельствах: I am sorry. I am sorry!. Т.е. «Прости. Прости!».

Это остановило меня. Я подошла к Алексу и попросила прощения: «Хорошо, Алекс. Это не твоя вина».

Как же Алекс додумался использовать эту фразу I am sorry («Прости»)? Незадолго до этого случая, когда он сжевал мою заявку на грант, Алекс сидел на жердочке наверху, мы болтали, отдыхали, наше общение не было связано с работой. Я пила кофе. Он чистил перышки, издавал различные звуки. Я поставила чашку и вышла вымыть руки. Когда я вернулась, увидела, что Алекс расхаживает по луже разлитого кофе, рядом лежала разбитая чашка. Я была очень напугана, опасаясь, что Алекс поранился. От страха я закричала: «Как ты мог это сделать?». Алекс, должно быть, случайно опрокинул чашку, когда подошел посмотреть на нее поближе. Но я все равно кричала, пока не поняла, что веду себя глупо. Я наклонилась к Алексу, чтобы убедиться, что с ним все в порядке и сказала I am sorry («Прости»). Очевидно, он запомнил эти слова. Для него они были связаны с ситуацией потенциально опасной, когда на него кричали. Именно поэтому он использовал эту фразу в момент, когда я обнаружила, что он сжевал мою заявку на грант, и когда я, по глупости, стала кричать на него. Спрашивается, у кого из нас были птичьи мозги? [14].

Надо сказать, что Алекс оказался совершенно незаурядной личностью, и за все годы работы ни одна птица не смогла с ним сравниться. Это тем более удивительно, что он был куплен в обычном зоомагазине и выбран хозяином наугад из группы таких же годовалых птиц. Айрин пишет, что она не раз размышляла о том, как сложилась бы ее биография, если бы продавец выдал ей другую птицу. Да и Алекс мог провести всю жизнь в одиночной клетке, не проявив своих выдающихся способностей, если бы попал в другие условия. Смерть Алекса, совершенно неожиданная, на фоне полного здоровья, ежедневно подтверждавшегося ветеринарным врачом, стала для Пепперберг настоящей трагедией. Это событие произошло как раз в тот период, когда ее жизнь стала налаживаться: она получила наконец постоянное место работы, выиграла грант, обеспечивавший проведение очередных экспериментов, к ней пришло признание коллег, а буквально за несколько минут до известия о смерти Алекса она узнала, что ее пригласили стать консультантом в крупном европейском проекте, посвященном эволюции языка (грант ITALK).

Но все сложилось, как сложилось, и благодаря Алексу Пепперберг вписала важную главу в изучение эволюции высших психических функций. Она показала, что элементарное мышление возникло не только у млекопитающих, но и у представителей другого, независимо эволюционировавшего класса позвоночных. Так же, как и у высших млекопитающих и у других высокоорганизованных птиц (врановых), спектр его проявлений оказался сопоставимым с человекообразными обезьянами, включая способность попугаев усваивать символы, самостоятельно оперировать ими и понимать, что они говорят.

Работа выполнена в рамках темы НИР «Нейробиологические и информационные основы поведения и функции сенсорных систем» (№NAAA-A16-116021660055-1). Поддержана проектами РФФИ (10-04-00891-а; 13-04-00747-а; 16-04-01169-а).

Литература
1. Ильичёв В. Д., Силаева О. Л. Говорящие птицы. М., 1992.
2. Крушинский Л. В. Биологические основы рассудочной деятельности: Эволюционный и физиолого-генетический аспекты поведения. М., 2018.
3. Clayton N. S., Emery N. J. Avian models for human cognitive neuroscience: a proposal // Neuron. 2015; 86 (6): 1330–1342. DOI: 10.1016/j.neuron.2015.04.024.
4. Auersperg A. M. I., Köck C., Pledermann A. et al. Safekeeping of tools in Goffin’s cockatoos, Cacatua goffiniana // Animal Behaviour. 2017; 128: 125–133. DOI: 10.1016/j.anbehav.2017.04.010.
5. Wimpenny J. H., Weir A. A. S., Clayton N. et al. Cognitive Processes Associated with Sequential Tool Use in New Caledonian Crows // PLOS One. 2009; 4(8): e6471. DOI: 10.1371/journal.pone.0006471.
6. Зорина З. А., Обозова Т. А. Вклад Л. В. Крушинского в изучение когнитивных способностей птиц и современное состояние этой проблемы // Формирование поведения животных в норме и патологии: к 100-летию со дня рождения Л. В. Крушинского (1911–1984). М., 2013; 115–148.
7. Смирнова А. А., Зорина З. А. Когнитивные способности птиц: обобщение, использование понятий, символизация, умозаключения // Формирование поведения животных в норме и патологии: к 100-летию со дня рождения Л. В. Крушинского (1911–1984). М., 2013; 148–168.
8. Smirnova A., Zorina Z., Obozova T., Wasserman E. Crows spontaneously exhibit analogical reasoning // Current Biology. 2015; 25(2): 256–260. DOI: 10.1016/j.cub.2014.11.063.
9. Obozova T., Smirnova A., Zorina Z., Wasserman E. Analogical reasoning in amazons // Animal Cognition. 2015; 18(6): 1363–1371. DOI: 10.1007/s10071-015-0882-0.
10. Полетаева И. И., Перепелкина О. В., Зорина З. А. Когнитивные способности животных (рассудочная деятельность) в свете генетических представлений // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017; 21(4): 421–426. DOI: 10.18699/VJ17.260.
11. Зорина З. А., Смирнова А. А. О чем рассказали «говорящие» обезьяны: Способны ли высшие животные к оперированию символами? М., 2006.
12. Pepperberg I. M. The Alex Studies: Cognitive and Communicative Abilities of Grey Parrots. Cambridge, 1999.
13. Смирнова А. А. О способности птиц к символизации // Зоологический журнал. 2011; 90(7): 803–810.
14. Пепперберг А. Алекс и я. Сер.: Разумное поведение и язык / Зорина З. А., Бурлак С. А. (ред.). Пер. с англ. А. А. Кошелевой. М., 2017.
15. Ладыгина-Котс Н. Н. Предпосылки человеческого мышления. М., 1965.
16. Фирсов Л. А., Чиженков А. М. Очерки физиологической психологии. СПб., 2003.
17. Фирсов Л. А., Чиженков А. М. Эволюция интеллекта (присущ ли разум животным?). СПб., 2004.
18. Olkowicz S., Kocourek M., Luиan R. K. et al. Birds have primate-like numbers of neurons in the forebrain // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2016; 113 (26): 7255–7260. DOI: 10.1073/pnas.1517131113.
19. Зорина З. А. Предисловие научного редактора к книге А. Пепперберг «Алекс и я». М., 2017.

* Способность расширять лексикон, изобретая названия для новых референтов, называется продуктивностью. И это — одно из основных свойств человеческого языка, которое совершенно отсутствует в коммуникативных системах животных, но проявляется как тенденция у человекообразных обезьян, обученных аналогам человеческого языка.

https://elementy.ru/nauchno-populyarnay ... i_govoryat


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 10 фев 2020 15:56 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Малярийные комары могут чувствовать токсины лапками.

Исследователи из Ливерпульской школы тропической медицины (LSTM, Великобритания) определили в ножках комаров – переносчиков малярии – белок, который «предупреждает» насекомое о токсичных веществах, таких как инсектициды, сообщает пресс-служба LSTM. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Ученые изучили Anopheles gambiae и Anopheles coluzzii – двух основных переносчиков малярии в Западной Африке – и обнаружили, что определенное семейство связывающих белков, расположенных в ножках насекомых, было высоко экспрессировано в устойчивых популяциях. Этот механизм позволяет комарам обойти ловушку с пестицидами.

Белок, сигнализирующий об опасности, называется SAP2. В большом количестве он был обнаружен в популяциях, устойчивых к пестицидам. Также ученые заметили, что он активно синтезируется после контакта с пиретроидами – классом инсектицидов. Когда ген, кодирующий SAP2, был частично выключен, уровень белка снизился – и чувствительность к пиретроидам была восстановлена; и наоборот, когда белок экспрессировался в больших количествах, ранее беззащитные перед ядами комары становились устойчивыми к пиретроидам.

Малярия – это острая лихорадочная болезнь, которая вызывается паразитами рода Plasmodium. В организм человека они попадают через укусы самок малярийных комаров вида Anopheles. Сильный очаг заболевания находится в Африке: по данным Всемирной организации здравоохранения, в 2017 г. 92% заболевших малярией и 93% умерших от малярии проживали на африканском континенте. В том же году всего, согласно статистике ВОЗ, малярией заболело 219 миллионов человек в 87 странах.

https://scientificrussia.ru/news/malyar ... ny-lapkami


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 10 фев 2020 15:58 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Собираетесь в гости к друзьям, у которых живет попугай? Он будет очень рад, если вы принесете ему что-нибудь вкусненькое. Обыкновенный рацион попугая состоит преимущественно из злаков и семян. А разнообразить его очень просто фруктами, ягодами и овощами. Так чем же угостить маленького певца?

Фруктами: абрикосами, сливами, персиками, яблоками (без семечек), грушами, цитрусовыми, виноградом или киви. Как в свежем, так и в сухом виде. Важно тщательно помыть фрукт и очистить его от кожуры. И не перебарщивать с размером порции.

Ягодами: малиной, ежевикой, черникой, смородиной, вишней (без косточек), крыжовником, земляникой.

Овощами: кабачками, огурцами, кукурузой, морковью, репой, свеклой, болгарским перцем. При этом морковь, репу и свеклу нужно натереть. А все остальные овощи – промыть и очистить.

Витаминной добавкой «Радостин» 5 капель разведите в 100 мл воды и налейте в поилку.

Согласитесь, всегда приятно, когда гости приносят гостинцы не только вам, но и вашим питомцам.

https://vk.com/id18738202?w=wall-51314884_72616


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 06:37 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Гениальный бонобо Канзи тоже становится героем мемов:) На самом деле, никто его не оставлял! Биография талантливой обезьяны - здесь: https://ru.wikipedia.org/wiki/Канзи

Помимо прочего, Канзи научился разжигать огонь. Пишут, что обезьяна с малых лет любила сотни раз пересматривать фильм, в котором показывался момент разжигания огня. Мало-помалу, Канзи начал пытаться проделать то же самое - и у него получилось!

Кстати, Канзи - одна из немногих обезьян, ставшая соавтором научной публикации.

Изображение

https://vk.com/id18738202?w=wall-110924669_216363


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 06:53 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Тайная жизнь мошкары / The Secret Life of Midges (Великобритания, 2015)

Ученые полагают, что своеобразным индикатором экологически чистых мест нашей планеты служит мошка и комары. Оказывается, назойливые насекомые весьма привередливы, они предпочитают не селиться там, где нет чистейшего воздуха, прозрачного водоема, цветущего луга, дремучего леса.

Шотландия – удивительное место Земли, полностью отвечающее требованиям кровососущего гнуса. Еще не придумано репеллентов, способных защищать человека, оказавшегося в этих прекрасных местах. Бывает, путешественники жалуются на ужасную кожную сыпь, жар, недомогание, - лечение симптомов растягивается на месяцы, а причина проста: люди стали невольной добычей! Что известно о защите от москитов, клещей, мошкары, слепней, мокрец?

phpBB [media]


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 06:57 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Видео, наглядно демонстрирует, как клетки путём деления и дифференциации превращаются из "шарика" в биохимический мини-заводик с трубопроводами и системой управления, а потом и в самоходного тритона, способного к дальнейшей жизни.

https://vk.com/id18738202?w=wall-94010172_250524


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 11:10 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Наука и "черный пиар".

Генетик Дмитрий Беляев в Новосибирске воссоздал на лисицах модель одомашнивания животных. Для этого он в 1959 году отобрал послушных лис и скрещивал их между собой. В результате эксперимента он вывел одомашненных лисиц, которых не надо приручать, они генетически более расположены общаться с человеком, как собаки.

Американские ученые в статье в журнале Trends in Ecology & Evolution заявили о недостоверности этого эксперимента. По их данным, лисы, одомашненные в Новосибирске, были родственниками животных, выращенных на меховой ферме в Канаде, и уже были расположены к человеку. Авторы подтверждают это историческими фотографиями.

Вскоре эту статью прокомментировали в ФИЦ ИЦиГ СО РАН, ниже приводим текст комментария.

Хотя сами вопросы, поднятые в статье, важны для научной дискуссии, но приведённые аргументы указывают на то, что авторы пользовались не столько опубликованными данными эксперимента, а обзорными статьями и не всегда корректными упоминаниями работ сотрудников ИЦиГ журналистами в СМИ. В ряде случаев, они заявляют об отсутствии каких-то данных и при этом ссылаются на статьи, где эти данные как раз и содержатся (возможно, проблемой стало то, что статьи были опубликованы на русском языке).

Одним из главных аргументов критиков эксперимента стало утверждение, что академик Беляев и его коллеги работали с лисицами, завезенными еще до войны из Канады (остров Принца Эдуарда), которые и положили начало клеточному звероводству в СССР. По их мнению, эти лисицы изначально были особенно дружелюбны к человеку, что и позволило советским ученым получить в короткий срок одомашненных лисиц и обнаружить у ряда из них белые пятна на голове и туловище. Авторы подтверждают это историческими фотографиями лисиц, содержавшихся на звероферме в Канаде, где лисицы подходят к человеку.

Но использование данных фотографий как раз указывает на плохое знание вопросов поведения частной генетики лисиц авторами статьи, являющимися специалистами в биоинформатике, эпидемиологии, геронтологии, генетики собак. «Беломордый» окрас лисицы не является аналогом пятнистости, описанной Беляевым с коллегами и возникающей под влиянием мутации «звезда», он имеет совершенно другую генетическую природу и, действительно, никак не связан с поведением. На фотографии также показаны взаимоотношения человека и прирученных с детства лисиц.

Подобные примеры приручения диких животных (волков, лисиц, хорьков, рысей, леопардов и многих других) все хорошо знают. Однако, такое поведение не наследуется и никак не связано с полученной Беляевым и его школой уникальной популяцией лисиц с генетически закреплённой, передающейся от поколения к поколению подавленной агрессией и эмоционально-положительной реакцией на человека. Эту реакцию не надо воспитывать, в отличие от лисиц, проживающих на зверофермах и относящихся к человеку недружелюбно, или от лисиц с острова Принца Эдуарда. Поэтому только беляевские лисицы и являются моделью исторического одомашнивания животных.

Нельзя забывать, что впоследствии этот эксперимент был повторен в ИЦиГ СО РАН еще на двух модельных популяциях животных – американской норке и норвежской крысе, которые никакого отношения к канадским островам не имеют, но показали схожие результаты в результате отбора по поведению. Более того, на ферме ИЦиГ отбор ведется в двух противоположных направлениях – дружелюбное и агрессивное поведение по отношению к человеку. Таким образом животные, изначально имевшие одинаковый генетический фон и живущие в одинаковых средовых условиях, могут демонстрировать альтернативное поведение, закрепленное генетически.

Стоит отметить, что ставить под сомнение результаты эксперимента могут только исследователи, повторившие этот эксперимент и не получившие аналогичных достоверных данных. В противном случае дискуссия является голословной и направлена на создание нездорового ажиотажа в прессе (с момента опубликования статьи 3 декабря она уже 27,349 раз была процитирована в социальных сетях), а также, возможно, маркетинговым ходом для продвижения частной фирмы одного из соавторов по генотипированию ДНК собак частных владельцев.

Тем не менее, мы полностью разделяем мнение авторов статьи, что дикие животные стали домашними благодаря изменениям, произошедшим при адаптации к новой среде обитания около человека, однако, по нашему мнению, важнейшим фактором этой адаптации и являлся отбор на дружелюбное поведение, что и воспроизводит экспериментальное одомашнивание лисиц. В ближайшее время мы планируем отправить в редакцию журнала “Trends in Ecology and Evolution” подробный ответ на эту статью Lord et al.

https://academcity.org/content/nauka-i-chernyy-piar


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 11:50 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Когда шимпанзе учат друг друга.
Шимпанзе готовы поделиться с товарищем обучающим орудием труда, если они это орудие используют очень сложным образом.

Шимпанзе умеют пользоваться орудиями труда: они берут камень, когда надо разбить орех, и пытаются палочкой достать насекомых из какой-нибудь расщелины. Но не все шимпанзе одинаково способны, и не все сами догадываются, что нужно сделать с камнем или палочкой. Притом никаких обучающих курсов у них не предусмотрено: если хочешь чему-то научиться, наблюдай за другими. Максимум, что может для тебя сделать твой товарищ, который уже что-то умеет, это отдать тебе инструмент, что происходит очень нечасто. Однако исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе пишут в PNAS, что в некоторых случаях шимпанзе очень даже готовы пойти навстречу товарищу, чтобы тот научился, что нужно делать с инструментами.

Известно, что навыки использования орудий труда отличаются среди шимпанзе от популяции к популяции, и одну и ту же задачу в разных популяциях могут решать по-разному. Авторы работы наблюдали как раз за двумя популяциями шимпанзе, которые использовали разные техники для добывания термитов. Чтобы достать термитов, обезьяны засовывают в щели термитника палочку и потом достают её, облепленную насекомыми.
В одной популяции шимпанзе занимались такой «рыбалкой» в упрощённом виде, просто суя палочку в термитник. А вот в другой популяции обезьяны использовали целый набор инструментов, причём использовали их в строго определённой последовательности. Кроме того, «удочку» для термитов брали только от конкретного вида растения и специальным образом её обрабатывали, чтобы она лучше выполняла свою задачу.

Исследователи сравнивали, как передаются навыки добывания термитов в этих двух популяциях. Оказалось, что в той популяции, в которой манипуляции с палочками были сложнее, шимпанзе в три раза чаще дают свои инструменты другим, и матери-шимпанзе с особой готовностью отдают палочки, когда их о том просят. Наоборот, матери-шимпанзе, которые обращались с палочками проще, чаще отказывались отдать инструмент своим детям, невзирая на их просьбы.

По словам авторов работы, передачу инструмента вполне можно назвать обучением: шимпанзе, который не умеет обращаться с палочкой для ловли термитов, может рассмотреть её и найти что-то похожее по её образцу (а потом ещё и обработать). Но готовность обучить другого на примере своего инструмента проявлялась только в той группе шимпанзе, где манипуляции с инструментами были сложнее. Возможно, что нечто похожее происходило и у людей: передача культуры из рук в руки началась тогда, когда культура уже довольно сильно усложнилась.

https://m.nkj.ru/news/37755/


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 21:19 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
"Кость и челюсти: начало «гонки вооружений» у позвоночных. Рыбы «захватывают» мир. Освоение суши"

Первая лекция курса Павла Скучаса "Палеонтологическая история позвоночных: кости, камни, молекулы" состоялась в Центре "Архэ" в Санкт-Петербурге 12 февраля 2019 года.

Позвоночные – группа животных, обладающая внутренним костным и/или хрящевым скелетом. В современной фауне к позвоночным относятся рыбы, амфибии, рептилии, птицы и млекопитающие (включая и нас с вами – человека).
На первой лекции курса мы выясним, когда появились позвоночные, какой образ жизни вели наши древнейшие предки и что их окружало. Далее мы рассмотрим три первых шага к эволюционному успеху позвоночных, которые «помогли» им стать доминирующими элементами в древних экосистемах, а именно:
Шаг 1. Появление кости. У кого, когда и как появилась кость.
Шаг 2. Появление челюстей. Челюсти как «смертельное оружие». Кто был вовлечен в первую «гонку вооружений» среди позвоночных и почему рыбы смогли «захватить» водный мир?
Шаг 3. Выход рыб на сушу. «И целого мира мало» - предпосылки для освоения суши позвоночными. Кто из позвоночных был на суше первым?

Лектор: Павел Скучас, палеонтолог, доцент кафедры зоологии позвоночных СПбГУ, доктор биологических наук.

phpBB [media]


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 19 фев 2020 21:34 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Ортонектиды и дициемиды: единая группа или альтернативные пути упрощения?

Рис. 1. Дициема на стадии ромбогена. Справа вверху — вид снаружи. В центре — вид в продольном разрезе. Слева внизу показана крупным планом часть ромбогена, в которой находятся маленькие многоклеточные инфузоригены — особи следующего поколения, которые проводят внутри осевой клетки ромбогена всю жизнь (на центральном изображении их тоже видно).

Изображение

Ортонектиды и дициемиды — две группы чрезвычайно просто устроенных паразитических животных, которых раньше считали переходными формами между одноклеточными и многоклеточными и объединяли в тип Mesozoa. Сейчас доказано, что простота ортонектид и дициемид — вторичная. Это сильно упростившиеся потомки каких-то двусторонне-симметричных животных из группы Spiralia, к которой относятся плоские и кольчатые черви. Насколько ортонектиды и дициемиды близки друг к другу — вопрос до сих пор дискуссионный. Но изучение их геномов, и в частности — серия недавно проведенных исследований геномов дициемид, в любом случае показывает, что их адаптивные стратегии были достаточно разными. Причем стратегия дициемид гораздо более необычна.

Слон и бактерия.
Идет ли эволюция от простого к сложному?

Основатель эволюционной биологии Жан-Батист Ламарк был уверен, что да. Он считал, что по-другому и быть не может. Согласно ламарковскому принципу градации, тенденция к постоянному и неуклонному усложнению свойственна всему живому. На естественный вопрос «а почему же тогда до сих пор существуют очень простые организмы?» Ламарк отвечал: они позже возникли и просто еще не успели усложниться в такой мере, как, например, высшие животные. Принцип градации, таким образом, был тесно связан с гипотезой о многократном зарождении жизни.

Биология XX века убедительно показала, что эта гипотеза неверна. Вся жизнь на Земле имеет единое происхождение. Первым прямым свидетельством этого стало открытие в 1920-х годах биохимического механизма молочнокислого брожения: он оказался одним и тем же у бактерий и у млекопитающих. Серия подобных открытий позволила микробиологам сформулировать так называемую теорию биохимического единства жизни, кратко выраженную словами дельфтского профессора Альберта Яна Клюйвера (Albert Jan Kluyver): «От слона до маслянокислой бактерии — все одно и то же» (см. D. Singleton, R. Singleton, 2017. Remembering our forebears: Albert Jan Kluyver and the unity of life). Ну а последовавшая в 1960-х годах расшифровка генетического кода вообще сдала в архив все сомнения в том, что земная жизнь — это древо с единственным корнем. Все формы жизни, сколь угодно простые или сложные, должны найти на этом древе свое место (вернее, исследователи должны найти места, которые они там занимают: ведь эволюционное древо — это реальная структура, а не умозрительная модель). Что же касается сложности, то она по ходу ветвей древа в принципе может повышаться или понижаться — ни то, ни другое логически не запрещено.

Вверх и вниз по лестнице природы.

В общем случае под сложностью системы можно понимать мощность набора параметров, которыми она определяется (Б. А. Старостин, 1974. Системный подход, параметры и сложность биологических объектов). Любая природная система в принципе может быть определена через сумму, во-первых, ее элементов и, во-вторых, связей между ними. Сложность любой данной системы тем выше, чем больше объем описания её элементов и их взаимодействий, минимально необходимого для понимания того, как она устроена (R. Hinegardner, J. Engelberg, 1983. Biological complexity).

Например, очевидно, что любая клетка сложнее единичной рибосомы. Это ясно хотя бы уже потому, что клетка содержит много рибосом — и, конечно, много других молекулярных структур, которые должны быть внутри нее более или менее закономерно расположены. Эукариотная клетка сложнее прокариотной, потому что она разделена мембранами на множество отсеков (компартментов), опять же расположенных относительно друг друга далеко не случайным образом. Атом железа сложнее атома водорода, потому что атом основного изотопа водорода (протия) состоит всего из двух элементарных частиц, а атом наиболее стабильного изотопа железа — из 82 частиц, если считать протоны, нейтроны и электроны. Ну и так далее.

В качестве грубого, но удобного критерия сложности многоклеточного организма американский биолог Джеймс Валентайн (James Valentine) предложил использовать количество морфологически различимых типов клеток (морфологически различимых — значит, попросту говоря, таких, которые можно отличить друг от друга под обычным световым микроскопом). Действительно, все типы клеток — покровные, железистые, нервные, мышечные и какие угодно еще — существуют не просто так, а потому, что у каждого из них есть какая-то физиологическая функция. Поэтому полный список типов клеток емко и в то же время достаточно содержательно характеризует устройство организма как целого. Валентайн дает единообразную для всех животных нормированную оценку: например, у стрекающих число типов клеток равно примерно 10, у нематод их 14, у коловраток — 15, у гребневиков — 17, у приапулид — 20, у полухордовых — 25, у кольчатых червей и моллюсков 37–38, у иглокожих — 41, у всевозможных членистоногих — от 42 до 90, а у человека — 210 (J. W. Valentine, 2003. Cell types, numbers, and body plan complexity). У трихоплакса, одного из самых простых многоклеточных животных, типов клеток по тому же подсчету всего 4.

На протяжении истории Земли сложность животных организмов в целом возрастала (Валентайн соорудил серию графиков, подтверждающих это интуитивное впечатление; см. J. W. Valentine, 1996. The evolution of complexity in metazoans). Но ясно, что этот процесс, во-первых, неравномерен, и во-вторых — не однонаправлен. В некоторых эволюционных ветвях сложность уменьшается. Ничего удивительного в этом нет. Сложность — такой же признак, как и любое другое свойство организма, так же подверженный действию естественного отбора и других факторов эволюции. Сам Валентайн упоминает в своих сводках как минимум три группы животных, у которых совершенно точно произошло сильное вторичное упрощение, то есть уменьшение сложности. Это миксозои (3 типа клеток), ортонектиды (3 типа клеток) и дициемиды (4 типа клеток). Однако сейчас мы понимаем, что эволюционные судьбы этих трех групп во многом различны.

Примечательнее всего обстоит дело с миксозоями. Это микроскопические паразиты, у которых питающаяся стадия представляет собой, по сути, просто многоядерную амебу, а расселительная стадия — многоклеточную спору (чаще всего она состоит из 6 клеток: две клетки-зародыша, две клетки-створки и две стрекательные клетки). На многоклеточных животных миксозои совершенно не похожи. В старых учебниках их вообще относили к простейшим. Однако в 1990-х годах молекулярные и электронно-микроскопические исследования показали, что миксозои — это на самом деле сильно упрощенные потомки стрекающих (группа, в которую входят кораллы, гидры, медузы и тому подобные существа). У стрекающих есть эпителии, нервная система, мускулатура — в общем, продвинутая тканевая организация, которую миксозои совершенно утратили.

Около года назад российские биоинформатики опубликовали удивительную гипотезу: предполагается, что миксозои произошли не от «нормального» упрощенного паразитического животного, а от клеток трансмиссивной раковой опухоли (A. Y. Panchin et al., 2019. From tumors to species: a SCANDAL hypothesis; см. также научно-популярный обзор в блоге одного из авторов работы — Александра Панчина). Инфекционный рак — вообще любопытное явление, и неудивительно, что в последнее время он стал популярной темой исследований (см. М. С. Гельфанд, 2016. Инфекционный рак). В данном случае под инфекционным раком подразумеваются не опухоли, вызываемые вирусами (хотя в принципе возможны и такие), а опухоли, распространяемые самими раковыми клетками, которые переходят с одной особи животного на другую, как обычные микроорганизмы. Широко известные примеры таких опухолей — трансмиссивная венерическая саркома собак и лицевая опухоль сумчатого дьявола. Первая не слишком опасна (она легко излечивается), а вот вторая имеет злокачественный характер, и ее эпидемия всерьез угрожает существованию сумчатого дьявола как вида. Кроме того, несколько примеров трансмиссивных раковых опухолей обнаружено почему-то у двустворчатых моллюсков (см. Моллюски разных видов могут заражать друг друга раком, «Элементы», 27.10.2016). Такая опухоль представляет собой самостоятельный колониальный организм — не хуже какой-нибудь колонии водорослей. Спрашивается, почему бы на ее основе не развиться новым эволюционным ветвям?

В пользу этой гипотезы приведено несколько серьезных аргументов. Во-первых, у большинства миксозоев никакие стадии жизненных циклов не имеют ничего общего с нормальным эмбриональным развитием многоклеточных животных. У них нет ни бластулы, ни гаструлы, ни зачатков каких-либо органов. Более того, самая сложная стадия развития типичных миксозоев — многоклеточная спора — состоит из гаплоидных клеток (с одним набором хромосом), что для многоклеточных животных в высшей степени необычно: как правило, у них гаплоидны только яйцеклетки и сперматозоиды (см., например: A. V. Uspenskaya, 1982. New data on the life cycle and biology of Myxosporidia). Во-вторых, внимательный анализ генома показал, что у миксозоев отсутствуют некоторые белки (например, каспазы), обычно участвующие в процессе апоптоза, то есть программируемой гибели ненужных клеток. Эти белки есть у всех других животных, включая губок, трихоплакса и любых паразитов. А вот в раковых клетках они исчезают (вместе с соответствующими генами). Все это позволяет допустить, что миксозои в самом буквальном смысле произошли от раковых клеток, которые научились жить самостоятельно и вторично выстроили некое подобие многоклеточного организма. Такой способ видообразования, конечно, необычен, но ничего невозможного в нем нет.

Проблема в том, что класс миксозоев состоит из двух подклассов: миксоспоридии, к которым в полной мере относятся все перечисленные аргументы, и малакоспоридии, которые устроены гораздо сложнее (см. E. Jimenez-Guri et al., 2007. Buddenbrockia is a cnidarian worm). У малакоспоридий есть нормальное (хоть и упрощенное) эмбриональное развитие, вполне себе двусторонне-симметричное червеобразное тело и даже мышечные клетки (A. Gruhl, B. Okamura, 2012. Development and myogenesis of the vermiform Buddenbrockia (Myxozoa) and implications for cnidarian body plan evolution). О том, как выглядел общий предок всех миксозоев и каковы были начальные этапы их эволюции, наверняка смогут поведать геномы малакоспоридий, но пока они еще не секвенированы. Поэтому гипотеза о происхождении миксозоев от раковой опухоли остается пока не более чем гипотезой. Но в любом случае принципиальную возможность такого способа эволюции стоит иметь в виду.

Что же касается непосредственно миксоспоридий, то они, несомненно, достигли самого крайнего упрощения, какое возможно для животных. Следующим шагом в эту сторону могла бы быть только полная потеря многоклеточности. Авторы упомянутой статьи обоснованно называют такое упрощение катастрофическим.

Со второй группой сильно упрощенных паразитов — ортонектидами — дело обстоит совсем иначе (см. Одни очень простые животные паразитируют внутри других: ортонектида в ксенотурбелле, «Элементы», 13.02.2019). Раньше многие зоологи считали ортонектид переходными формами между одноклеточными и многоклеточными, и только электронно-микроскопические исследования показали, что их простота была преувеличена: на самом деле у ортонектид есть нервные и мышечные клетки, и в целом они сохраняют план строения своих предков — кольчатых червей (а то, что ортонектиды произошли от кольчатых, более или менее надежно установлено молекулярной филогенетикой). Правда, такие системы, как пищеварительная и выделительная, у них исчезли бесследно, да и геном сильно уменьшен по сравнению с «нормальными» червями.

Загадочные дициемиды.

Дициемид открыл еще в XVIII веке профессор зоологии Неаполитанского университета Филиппо Каволини (Filippo Cavolini). Это микроскопические червеобразные существа, живущие в телах головоногих моллюсков и обладающие поразительно сложными жизненными циклами. По словам Джеральда Даррелла, если Фрейд полагал, что половая жизнь средней человеческой особи очень сложна, то он получил бы нервное расстройство, доведись ему подвергнуть психоанализу синеголового губана (Thalassoma bifasciatum); уже то, что один и тот же экземпляр этой рыбы может в разные периоды жизни быть самцом и самкой, заставило бы великого психоаналитика призадуматься. Но у дициемид все еще более необычно. Во-первых, у них (как у многих паразитов) множество бесполых поколений чередуется с регулярно возникающими половыми. Во-вторых, их жизненный цикл включает не менее пяти самостоятельных многоклеточных стадий, по-разному устроенных и имеющих собственные названия, причем — в отличие от нормальных червей — тут не так-то просто решить, какую из этих стадий следует считать главной («взрослой»). В-третьих, очень характерная особенность дициемид состоит в том, что при смене поколений у них одни клетки образуются внутри других. И не только клетки, но и зародыши, и целые организмы. В жизненном цикле дициемид есть многоклеточная форма, которая в норме проводит всю свою жизнь не просто внутри другой многоклеточной формы (предыдущего поколения), а внутри одной из ее клеток (рис. 1). Такой ход развития крайне необычен для кого угодно, и для животных — уж точно.

В отличие от ортонектид, которые паразитируют на самых разных морских беспозвоночных, дициемиды живут в почках головоногих моллюсков и только там. Никаких промежуточных хозяев у них нет. Зато многие виды осьминогов и каракатиц заражены в природе дициемидами на 100%. Особого вреда своим хозяевам дициемиды, судя по всему, не наносят — они поглощают те питательные вещества, которые удается найти в моче. Причудливый жизненный цикл дициемид подробно описан в книге Владимира Васильевича Малахова «Загадочные группы морских беспозвоночных», куда и можно обратиться за деталями (рис. 2).

Рис. 2. Жизненный цикл дициемид. Все многоклеточные стадии, кроме инфузориформа, проводят всю жизнь внутри тела головоногого моллюска. Одна из стадий — инфузориген — живет в цитоплазме осевой клетки ромбогена; это показано также на рис. 1. Иллюстрация из книги В. В. Малахова «Загадочные группы морских беспозвоночных»

Изображение

Главная питающаяся стадия дициемид является бесполой и называется нематогеном (буквально это значит что-то вроде «рождающий червей»). Нематоген состоит из единственной очень длинной осевой клетки (именно внутри нее развиваются зародыши следующего поколения), со всех сторон окруженной покровными клетками, которые несут реснички. Этих покровных клеток бывает 20–30, причем их точное число и расположение строго постоянно для каждого вида дициемид. Никакой полости тела у дициемид нет, и никаких остатков нервной и мышечной систем у них (в отличие от ортонектид) не нашли. Скорее всего, и не найдут. Дело в том, что дициемидам — как и ряду других мелких многоклеточных животных — свойственна эвтелия, то есть постоянство клеточного состава. Это означает, что окончательное число клеток, одинаковое для всех особей данного вида, достигается в конце эмбрионального развития и больше не меняется. Нематоген дициемид может расти, но никаких клеточных делений в нем при этом не происходит (если не считать размножения). В эвтелическом организме каждая клетка на счету, и каждая занимает свое уникальное, раз и навсегда определенное место. Да и клеток в теле дициемид считанные десятки, а не сотни, как у ортонектид. Это понятно: малое число клеток — обычный спутник эвтелии. Вряд ли при таких условиях исследователи могли бы не заметить у дициемид нервные или мышечные клетки. Вероятно, их просто нет. Значит, дициемиды устроены совсем иначе, чем ортонектиды, с которыми их традиционно относили к одному типу.

Откуда же эти удивительные существа взялись?

Палеонтологическая летопись ответить на этот вопрос не поможет: дициемиды — не те организмы, которым легко в ней сохраниться. Но остается возможность прочитать геномы современных видов дициемид, чтобы извлечь заключенные там сведения об эволюционном пути этих животных, а заодно прояснить и их нынешнее устройство.

В 2019 году почти одновременно вышли две статьи с анализом геномов дициемид. Одну опубликовала группа китайских и японских авторов, среди которых значится известный биолог Нориюки Сато (Noriyuki Satoh). Другую — международная группа исследователей, один из которых (Леонид Леонидович Мороз, известный своими исследованиями гребневиков; см. Дискуссия о роли гребневиков в эволюции продолжается, «Элементы», 18.09.2015) работает преимущественно в США, а остальные — в Москве. Приятно отметить, что восемь из одиннадцати авторов этой второй статьи — сотрудники МГУ. Двое из них, доктора Владимир Вениаминович Алешин и Юрий Валентинович Панчин, участвовали и в обсуждаемой выше работе, посвященной миксозоям. Выводы, сделанные в двух статьях про дициемид, отлично дополняют друг друга, хотя кое-где между ними есть и разногласия. Тем интереснее.

Сумрачный лес деревьев спиралий.

Занимаясь любой группой животных, биологи всегда стремятся для начала выяснить, каково ее место на филогенетическом древе. Иными словами, от кого она произошла (ну хотя бы предположительно), кто ее близкие родственники, а кто дальние. Для современных организмов, у которых доступен геном, молекулярные методы, как правило, позволяют определять родство довольно точно, просто за счет того, что они оперируют огромными объемами информации.

Но и молекулярная филогенетика иногда буксует — например, если эволюция генома в интересующей нас группе шла слишком быстро. В этом случае множественные и повторные мутации могут полностью стирать информацию о родстве, давая взамен ложный сигнал (см. В. В. Алешин и др., 2010. Эволюция предельно упрощенных животных — ортонектид). Для ортонектид и дициемид эта проблема как раз актуальна: и у тех, и у других эволюция, видимо, шла в какие-то отрезки времени чрезвычайно быстро, и поэтому вычленить из их геномов филогенетически значимую информацию оказалось очень трудно. В отношении ортонектид молекулярным филогенетикам в конце концов удалось в первом приближении прийти к согласию: похоже, что эта ветвь находится внутри группы кольчатых червей. Другими словами, ортонектиды — прямые потомки кольчатых.

С дициемидами все гораздо сложнее. Сейчас можно уверенно утверждать, что они, как и ортонектиды, относятся к эволюционной ветви под названием Spiralia. Проблема в том, что эта ветвь поистине огромна, и родственные отношения внутри нее запутаны, пожалуй, сильнее, чем в любой другой крупной группе животных (см. Древнейшие предки кольчатых червей могли быть похожи на брахиопод, «Элементы», 26.02.2016). Кроме ортонектид и дициемид, в группу спиралий входят кольчатые черви, моллюски, брахиоподы, плоские черви, коловратки, мшанки, немертины и еще несколько типов. И вот положение дициемид внутри спиралий — что неудивительно — до сих пор остается темой споров. Именно здесь выводы группы Сато расходятся с выводами группы Алешина. Пару лет назад группа Сато считала, что дициемиды вместе с ортонектидами образуют ветвь, родственную плоским и брюхоресничным червям (T. M. Lu et al., 2017. The phylogenetic position of dicyemid mesozoans offers insights into spiralian evolution). В новой работе они, хотя и не обсуждают филогенетическое положение дициемид подробно, держатся того же мнения и особенно подчеркивают, что ортонектиды с дициемидами — ближайшие родственники. А это, в свою очередь, позволяет сохранить старинное объединение этих двух групп под названием Mesozoa (букв. «среднеживущие»; это название появилось, когда ортонектид и дициемид считали переходными формами между одноклеточными и многоклеточными животными).

Рис. 3. Эволюционное древо Spiralia, построенное группой Алешина. Здесь ортонектиды и дициемиды находятся далеко друг от друга, никаких оснований объединять их в одну группу нет.

Изображение

Секвенировав геном и преодолев множество вычислительных трудностей, группа Алешина пришла к выводу, что ортонектиды на эволюционном древе спиралий уверенно группируются с кольчатым червями, а вот дициемиды занимают там совсем другое положение — очень изолированное и неустойчивое. На разных вариантах древес ветвь дициемид оказывается на разных местах, но неизменно далеко от кольчатых (ближе к плоским и брюхоресничным или даже к таким малоизвестным группам, как внутрипорошицевые и циклиофоры). Есть и версии деревьев, где дициемиды оказываются сестринской группой ко всей огромной ветви Lophotrochozoa, в которую входят кольчатые черви, моллюски, немертины, брахиоподы, мшанки и форониды. Но ни в одном из этих вариантов положение дициемид не имеет ничего общего с положением ортонектид. Алешин и его коллеги особенно подчеркивают этот последний момент. Если они правы, то никакого типа мезозоев не существует. Ортонектиды и дициемиды не связаны ничем, кроме того, что и те и другие — спиралии. Это разные эволюционные ветви, лишь отдаленно родственные друг другу и совершенно независимо пошедшие по пути специализации к паразитизму.

Что же с ними на этом пути случилось?

Тайны генома дициемид.

Исследования прочитанных геномов дициемид выявили там довольно много признаков, свидетельствующих о бурных эволюционных событиях. Перечислим некоторые из них.

1. Маленький размер генома. Ясно, что размер генома, то есть количество находящейся в клетке ДНК — показатель, важный для любого организма (хотя интерпретировать его бывает непросто; см. Геномы хвостатых амфибий с самого начала были большими, «Элементы», 24.06.2015). Размер генома изученного представителя дициемид — он называется дициемой — равен 67,5 мегабаз. Что это значит? Мегабаза — это общепринятая единица измерения количества ДНК: миллион пар азотистых оснований или миллион пар нуклеотидов (в данном случае это одно и то же). Шестьдесят семь мегабаз — много это или мало? Это мало. Например, у мухи дрозофилы геном имеет размер около 180 мегабаз, у ланцетника — примерно 520 мегабаз, а у человека — больше 3 тысяч мегабаз. Для многоклеточного животного геном дициемы крайне невелик.

В результате чего он стал таким маленьким? Начнем с того, что на этот вопрос в принципе возможны разные ответы. Причиной уменьшения генома может быть уменьшение числа рабочих генов, а может быть и уменьшение суммарного количества ДНК за счет некодирующих — то есть, грубо говоря, бессмысленных — нуклеотидных последовательностей. Судя по всему, в эволюции дициемид происходило и то, и другое. У дициемы обнаружено 5012 белок-кодирующих генов — очень мало по животным меркам (для сравнения: у дрозофилы насчитывается 14 тысяч белок-кодирующих генов, а у человека — примерно 20 тысяч). Уменьшение числа белок-кодирующих генов, конечно же, отражает упрощение функций организма. Но и средний размер интронов, то есть некодирующих внутригенных последовательностей, у дициемы тоже оказался сильно уменьшен по сравнению с большинством животных — а это верный знак, что одной из движущих сил редукции генома тут было именно уменьшение общего количества ДНК. А зачем может быть нужно уменьшать количество ДНК? Да, например, затем, чтобы клетки быстрее делились. Хотя и не факт, что эта причина единственная.

Связано ли уменьшение генома дициемид с паразитизмом? Вероятнее всего, да. Однако связь тут непростая и нелинейная. В пользу объяснения через паразитизм говорит тот факт, что подобное уменьшение генома отмечено у ленточных червей и у обсуждавшихся выше ортонектид, причем, как и у дициемид, в этих группах одновременно наблюдается падение числа генов и уменьшение среднего размера интронов. Есть, правда, и контрпример — кровяная двуустка, очень специализированный паразит из группы сосальщиков, у которого геном тем не менее относительно большой (363 мегабазы; M. Berriman et al., 2009. The genome of the blood fluke Schistosoma mansoni). С другой стороны, один из самых маленьких геномов, какие вообще есть у животных — 70 мегабаз — обнаружен у аппендикулярий, плавающих в море низших хордовых, которые никогда паразитами не были. Так что в причинах уменьшения генома надо еще разбираться: этот параметр наверняка зависит от нескольких разных факторов.

2. Небольшое число Hox-генов. Как известно, гены семейства Hox играют важную роль в развитии двусторонне-симметричных животных, регулируя дифференцировку отделов тела и их отличия друг от друга (см., например: Программы работы Hox-генов у личинок и взрослых особей кольчатого червя принципиально отличаются, «Элементы», 27.05.2013). Это генное семейство довольно велико: например, у морского кольчатого червя нереиса 11 Hox-генов, у ланцетника — 15, у человека — 39, а у некоторых других позвоночных бывает и больше. У дициемы Hox-генов не то 6, не то 7. Примечательно не столько само по себе их малое число (у дрозофилы полноценных Hox-генов тоже не так много — всего восемь; см. Укорочение тела тихоходок связано с потерей Hox-генов, «Элементы», 04.03.2016), сколько то, что у дициемы не обнаружены так называемые «передние» Hox-гены, которые у более сложных животных экспрессируются в передней части тела и контролируют развитие головы. Это означает, что у дициемид обрушилась важнейшая для двусторонне-симметричных животных часть плана строения. Ну а действительно, зачем им голова?

У изученного по этому признаку представителя ортонектид Hox-генов осталось еще меньше: всего-навсего три, один из которых относится к «передней» группе и два к «центральной» (K. Mikhailov et al., 2016. The genome of Intoshia linei affirms orthonectids as highly simplified spiralians). Сохранение «переднего» гена объяснить легко: в отличие от дициемид, у ортонектид остается пусть и очень простая, но все-таки действующая нервная система, а для ее развития экспрессия Hox-генов обычно крайне важна, и особенно — в передней части тела. Кроме того, у ортонектид есть как минимум один ParaHox-ген. Генное семейство ParaHox невелико, родственно семейству Hox и присуще подавляющему большинству животных (см. Дупликация гомеобоксных генов могла быть одной из причин кембрийского взрыва, «Элементы», 13.02.2015). У дициемид ParaHox-гены вообще не найдены, и это должно означать, что они там вторично исчезли. Все эти факты подтверждают, что упрощение плана строения у ортонектид и дициемид шло по-разному, а значит — независимо.

С другой стороны, один (а может быть, и не один) из Hox-генов сохранившейся «центральной» группы у дициемид неожиданно дуплицировался, то есть породил собственную работоспособную копию. Зачем — пока неизвестно. Но это наглядно показывает, что к прямолинейному упрощению эволюция дициемид не сводится.

3. Отсутствие базальных мембран. Характерной чертой животных, отличающей их от других эукариот, можно назвать обилие эпителиев — сплошных слоев клеток, объединенных специальными контактами и как бы наклеенных на пленку, которая называется базальной мембраной. Эпителии подвижны, они могут выгибаться, впячиваться, образовывать полости и трубки, создавая в результате форму животного организма. Ни у кого, кроме животных, нет ничего подобного (правда, аналоги эпителиев бывают в плодовых телах слизевиков, но никаких формообразовательных движений они там не совершают). Базальная мембрана — важнейшая принадлежность эпителия, его механическая основа, — состоит из нескольких структурных белков, главные из которых — коллаген IV типа и ламинин. Выяснилось, что у дициемид просто нет генов, кодирующих эти белки. Таким образом, строить базальные мембраны им не из чего. Отказ от полноценных эпителиев — событие, редкое в животном мире, а для спиралий вообще уникальное. Это очень высокая степень упрощения организма.

4. Отсутствие потенциал-зависимых натриевых каналов. Любой ионный канал — это не что иное, как очень сложная белковая молекула, встроенная в клеточную мембрану и избирательно пропускающая сквозь нее какие-нибудь ионы (натрия, калия, хлора, кальция или водорода; см. Эволюция ионных каналов шла у животных параллельно, «Элементы», 05.03.2015). Особое значение для животных имеет разновидность ионных каналов, которая называется потенциал-зависимыми натриевыми каналами. Именно они запускают механизм возбуждения нервной клетки. Без потенциал-зависимых натриевых каналов проведение нервного импульса физически невозможно. И вот у дициемид генов, кодирующих эти каналы, не оказалось. От остатков нервной системы они отказались полностью.

Или все-таки не полностью? Алешин с коллегами обращают внимание на то, что у дициемид сохранились белковые рецепторы к глутамату, причем разных типов: как метаботропные, действующие через обмен веществ, так и ионотропные — связанные с ионными каналами. Глутамат — это очень важный для большинства животных нейромедиатор, то есть вещество, передающее сигналы от одной нервной клетки к другой. Более того, у дициемид, по-видимому, есть большая группа ионотропных рецепторов к еще более важному нейромедиатору — ацетилхолину. Что конкретно делают все эти рецепторы в организме, лишенном нервной системы, пока не выяснено. Но Алешин с коллегами высказали по этому поводу очень интересную гипотезу. У дициемид, конечно, нет натриевых ионных каналов, но зато совершенно точно есть кальциевые. Это неудивительно: кальциевая проводимость — гораздо более древняя и универсальная, хотя и медленная. На ее основе вполне можно создать систему межклеточной сигнализации, аналогичную нервной. Что-то в этом роде есть у губок (см. Дискуссия о роли гребневиков в эволюции продолжается, «Элементы», 18.09.2015). Такая система должна быть гораздо медленнее и примитивнее настоящей нервной, но существам вроде дициемид ее вполне хватит.

Рис. 4. Гипотетическая модель межклеточной сигнализации у дициемид, построенная группой Алешина исключительно по генетическим данным. АЦХ — ацетилхолин. Любой читатель, знакомый с физиологией, сразу увидит, что эта конструкция во многом похожа на обыкновенный нервно-мышечный синапс... за единственным исключением: здесь ни в одном процессе не участвует натрий.

Изображение

5. Разрастание отдельных групп генов на фоне общей редукции. Безусловно, геном дициемид очень сильно упрощен. Но, как уже сказано, его эволюция к этому не сводится. Усложнение там тоже происходит — во всяком случае, в некоторых отдельных областях. Есть гены, которые у дициемид удвоились, а потом еще удвоились, породив в итоге целые родственные кластеры (до шести генов, когда в принципе могло бы хватить и одного). Очевидно, так ведут себя гены, продукты которых особенно важны для организма, в данном случае — для организма специализированного паразита. Например, это гены, кодирующие белки, которые обеспечивают эндоцитоз — захват отдельной клеткой внешнего материала посредством впячивания мембраны и ее замыкания в пузырьки, уходящие внутрь. Ясно, что для паразита, у которого нет никакой пищеварительной системы, это основной способ питания. В эндоцитозе всегда принимают участие микрофиламенты — внутриклеточные сократимые нити, состоящие из белка актина, поэтому число генов актина у дициемы тоже увеличено. То же самое относится к генам динеинов, моторных белков, которые обеспечивают перемещение по клетке мембранных пузырьков, возникших в результате эндоцитоза и содержащих питательные вещества.

6. Необычный митохондриальный геном. Широко известно, что митохондрии, органеллы эукариотных клеток, обеспечивающие кислородное дыхание, — это бывшие бактерии. Они до сих пор размножаются делением, и неудивительно, что в них есть собственная ДНК. Чаще всего это просто кольцевая ДНК бактериального типа, несущая некоторое небольшое число генов (например, у человека митохондриальных генов 13, если считать только белок-кодирующие). У дициемы ситуация другая. Ее митохондриальный геном состоит из множества маленьких кольцевых ДНК, которые, как правило, несут всего по одному гену, и только в нескольких случаях — по два. Такая фрагментация митохондриального генома — вещь редкая, хотя и не уникальная: она отмечена у картофельных нематод и у вшей (R. Shao et al., 2009. The single mitochondrial chromosome typical of animals has evolved into 18 minichromosomes in the human body louse, Pediculus humanus). Можно обратить внимание, что и картофельные нематоды, и вши, и дициемиды — быстро эволюционирующие паразиты. Но, какова бы ни была здесь причинная связь, сейчас важнее отметить, что по этому признаку дициемиды совсем не похожи на ортонектид. Митохондриальный геном ортонектид — традиционный, с одной большой кольцевой ДНК.

Мозаика эманации.

Упрощение структуры организма — процесс, давно знакомый биологам-эволюционистам. Академик Алексей Николаевич Северцов называл его дегенерацией, а ученик Северцова академик Иван Иванович Шмальгаузен — катаморфозом. Современный палеонтолог Александр Сергеевич Раутиан, ученик учеников Шмальгаузена (эта цепочка продолжается), предложил более общую систему понятий (А. С. Раутиан, 1988. Палеонтология как источник сведений о закономерностях и факторах эволюции). Существует два режима развития: специализация, когда скорость запечатления в структуре новой информации (запоминания) превосходит скорость потери информации (забвения), и эманация, когда дело обстоит наоборот. Всевозможные дегенерации и катаморфозы — частные случаи эманации.

Как правило, в ходе эманации происходит не только уменьшение числа элементов системы, но и понижение мощности коррелятивных (то есть функциональных) связей между оставшимися элементами. Проще говоря, эманирующая система становится менее целостной. Очевидно, например, что колония клеток, ведущая образ жизни трансмиссивной раковой опухоли — менее целостная система, чем организм млекопитающего, от которого она произошла. Именно поэтому при эманации должен быть чрезвычайно силен эффект мозаичности (А. Л. Тахтаджян, 1946. Об эволюционной гетерохронии признаков), когда разные «функциональные блоки» организма эволюционируют с разными скоростями и в разных направлениях, и все это по-разному комбинируется в разных эволюционных ветвях. Если существует несколько параллельно эманирующих ветвей, пусть даже и происходящих от близких предков, следовало бы из этих соображений ожидать, что их адаптивные стратегии окажутся разными и порядок, в котором приобретаются и теряются признаки, будет сильно отличаться.

Именно это мы и видим, когда сравниваем ортонектид и дициемид. Примеры приведены выше, а сейчас можно добавить еще один. В мышечных клетках двусторонне-симметричных животных есть белок тропонин. Он характерен для поперечнополосатых мышц и для сердечной мышцы, а в гладких мышцах отсутствует. У ортонектид никаких тропонинов нет, гены соответствующих белков утрачены: это понятно, хотя мышечные клетки у них и имеются, но только гладкие. А вот у дициемид, которые вообще отказались от любых мышц, тропонин сохранился! Что он там делает, мы пока точно не знаем, но скорее всего — принимает участие в медленном сокращении покровных или осевых клеток. Это типичный «перекрест направлений специализации», если воспользоваться терминологией академика Армена Леоновича Тахтаджяна.

Кроме того, на примерах ортонектид и дициемид хорошо видно, что эманация никогда не бывает равномерной. Пусть даже большинство частей системы упрощается, но какие-то отдельные звенья обязательно будут совершенствоваться, а скорее всего и усложняться. Это — та необходимая специализация, без которой вообще нет ни эволюции, ни выживания. «Жить — значит специализироваться».

Ортонектиды и дицемиды входят в группу Spiralia, но если происхождение ортонектид по обсуждаемой версии связано с кольчатыми червями, то откуда взялись дициемиды — все еще неясно. Есть старая гипотеза, что происхождение дициемид связано с паразитическими плоскими червями из группы сосальщиков, которые похожи на них некоторыми особенностями жизненного цикла (Т. А. Гинецинская, 1968. Трематоды, их жизненные циклы, биология и эволюция). Не исключено, что это верно. Но установление точных родственных связей дициемид — пока что дело будущего.

Источники:
1) A. Y. Panchin, V. V. Aleoshin & Y. V. Panchin. From tumors to species: a SCANDAL hypothesis // Biology Direct. 2019. DOI: 10.1186/s13062-019-0233-1.
2) Tsai-Ming Lu, Miyuki Kanda, Hidetaka Furuya, Noriyuki Satoh. Dicyemid mesozoans: a unique parasitic lifestyle with reduced genome // Genome Biology and Evolution. 2019. V. 11. № 8. P. 2232–2243. DOI: 10.1093/gbe/evz157.
3) Oleg A. Zverkov, Kirill V. Mikhailov, Sergey V. Isaev, Leonid Y. Rusin, Olga V. Popova, Maria D. Logacheva, Alexey A. Penin, Leonid L. Moroz, Yuri V. Panchin, Vassily A. Lyubetsky, Vladimir V. Aleoshin. Dicyemida and Orthonectida: two stories of body plan simplification // Frontiers in Genetics. 2019. V. 10. Article 443. DOI: 10.3389/fgene.2019.00443.

https://elementy.ru/novosti_nauki/43361 ... oshcheniya


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 26 фев 2020 13:06 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Нейронауки в Science и Nature. Выпуск 169: клауструм у рептилий. Сознание?

Клауструм (ограда) – небольшая область в мозге млекопитающих, имеющая множество проекций к другим структурам мозга, но не имеющая четко определенной функции. Френсис Крик считал, что именно в ней заключено сознание. В своей статье, опубликованной в Nature, исследовательская группа из Германии обнаружили эту структуру у рептилий. Насчет сознания сказать сложно, но в процессе сна она точно участвует.

Клауструм (CLA) у агамы.

Изображение

Гомологичная клауструму структура у австралийской бородатой агамы (Pogona vitticeps) была выявлена с помощью методов транскриптомики и вирусной детекции. Как было показано, он участвует в генерации остропиковых волн во время медленноволнового сна, характерных для рептилий. Однако повреждение этой области не приводило к полному нарушению процесса сна, а только лишь к исчезновению пиков определеной частоты. Значит, он не вовлечен в глобальную генерацию ритмов. Затем исследователи показали то же самое у черепахи – тоже рептилии, но эволюционнно довольно удаленной от ящериц.

При стимуляции клауструма у рептилий, они демонстрировали повышение сонливости. Сложно сказать, что именно это значит, ведь избирательно простимулировать клауструм у млекопитающих слишком трудно. А это было бы полезно для сравнения его роли в мозговой деятельности различных таксонов.

Пока что ученые установили эти эффекты, а также уточнили множество проекций этой структуры мозга у двух эволюционно разных рептилий. Эти данные говорят о том, что клауструм является гораздо более древней мозговой структурой, чем предполагалось ранее. Дальнейшее направление работы исследовательской группы связано с уточнением его функций в когнитивных и поведенческих процессах.

http://neuronovosti.ru/naturesci169-claustrum/


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 04 мар 2020 12:30 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Нос собак оказался тепловизором.

По данным недавнего исследования, опубликованного в Scientific Reports, наши домашние собаки обладают редкой в животном мире способностью чувствовать даже слабое тепловое излучение. Способность к восприятию слабого теплового излучения помогает некоторым животным, например, змеям и летучим мышам-вампирам, находить своих теплокровных жертв. За термочувствительность у собак, похоже, отвечает небольшой участок кожи, покрывающей нос в районе ноздрей. По предположениям учёных, домашние собаки унаследовали эту способность от диких волков.

Некоторые животные, охотящиеся на теплокровных животных, обладают дополнительной сенсорной системой, которая позволяет им улавливать даже слабое тепло, исходящее от потенциальной жертвы, находящейся на большом расстоянии. С помощью термочувствительной системы своих жертв находят летучие мыши-вампиры, а также некоторые змеи. Но, как показало недавнее исследование, особая термочувствительная система есть и у домашних собак, причём ведущую роль в термочувствительности у них играет нос. Открытие термочувствительности у собак объясняет, почему одичавшие собаки с нарушенным зрением, слухом или обонянием всё же способны успешно охотиться.

Нос собак примечателен не только своими исключительными обонятельными способностями, превосходя по чувствительности обоняние человека в 100 миллионов раз. У большинства млекопитающих на кончике носа вокруг ноздрей находится гладкая, лишённая волос кожа. Эту область называют ринариум. У собак ринариум влажный, имеет температуру ниже, чем окружающая среда, и густо пронизан нервными окончаниями. По предположениям исследователей, именно ринариум может лежать в основе удивительной термочувствительности собак.

Чтобы оценить способность собак чувствовать даже слабые тепловые потоки, исследователи обучали трёх собак различать объекты комнатной температуры от объектов, разогретых до 31°C. В обоих случаях объекты располагались на расстоянии 1,6 м от животных. Животные не могли различать объекты ни зрительно, ни по запаху – только по исходящему от них тепловому излучению. После предварительной тренировки все три собаки были способны находить объекты, излучающие слабое тепло.

Для выяснения механизмов термочувствительности собак исследователи изучали активность мозга у 13 собак разных пород с помощью фМРТ при предъявлении животным тел, излучающих тепло, и тел, не испускающих его. Выяснилось, что при встрече с телами, излучающими тепло, у собак наблюдалась повышенная активность левой соматосенсорной коры, которая получает сигналы от носа. Удивительно, но на тепловое излучение реагировала только область коры из левого полушария, а на тела, не излучающие тепло, не отвечал ни один отдел мозга. Исследователи предполагают, что домашние собаки унаследовали способность ощущать даже слабое тепло от диких волков, которым эта способность необходима для успешной охоты.

http://neuronovosti.ru/nos-sobak-okazal ... lovizorom/


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 28 мар 2020 00:36 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Тайная жизнь птиц / Secret Life of Birds (Великобритания, 2010)

Серия 2. Создание гнезда.

Эксперт по исследованию дикой природы Иоло Уильямс обнажает тайные стороны жизни птиц. Наблюдая вместе с с ведущим за поведением птиц в разных ареалах обитания, зритель узнает о способах общения пернатых, об особенностях их гнездования и размножения, о борьбе за выживание в тяжких климатических условиях и при небезопасном соседстве. Фильм рассказывает также об уникальности строения птичьего организма и разновидностях оперения. Занятны и показанные здесь истории адаптации птиц к жизни в городах, вблизи людей.

https://vk.com/id18738202?w=wall-9471321_38194


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 31 мар 2020 10:53 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Тайная жизнь птиц / Secret Life of Birds (Великобритания, 2010)

Серия 4. Жизнь с людьми.

Эксперт по исследованию дикой природы Иоло Уильямс обнажает тайные стороны жизни птиц. Наблюдая вместе с с ведущим за поведением птиц в разных ареалах обитания, зритель узнает о способах общения пернатых, об особенностях их гнездования и размножения, о борьбе за выживание в тяжких климатических условиях и при небезопасном соседстве. Фильм рассказывает также об уникальности строения птичьего организма и разновидностях оперения. Занятны и показанные здесь истории адаптации птиц к жизни в городах, вблизи людей.

https://vk.com/id18738202?w=wall-9471321_38279


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 04 апр 2020 10:17 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Как эти животные ориентируются ночью? Почему они феноменально устойчивы к самым опасным заболеваниям? С чем связано их рекордное долгожительство? опасны ли они для человека? - вот некоторые из вопросов, которые мы обсудим.

phpBB [media]


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 15 апр 2020 22:14 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Цветки с двусторонней симметрией быстро сориентировались после переворота.

Способность цветка вернуться в прежнее положение после повреждения или изменения положения в пространстве зависит от типа его симметрии, сообщается в New Phytologist. Двусторонне-симметричные цветки в большинстве своем могут восстановить нужную ориентацию, а имеющие звездчатую форму редко обладают такой способностью. Вероятно, это связано с тем, что для успешного опыления двусторонне-симметричный цветок должен находиться в определенном положении, а для прочих оно не так важно.

Чтобы животное-опылитель перенесло пыльцу с одного цветка на другой, необходимо, чтобы элементы этого цветка (тычинки и так далее) занимали определенные положения друг относительно друга. Например, если нектарники будут расположены ко входу ближе, чем пыльники, то до вторых опылитель вряд ли доберется, так как ему нужна не пыльца, а нектар. Не менее важно место пестиков в цветке: если они повернуты неправильно, они могут не соприкоснуться с теми частями тела опылителя, на которых есть пыльца. Имеет значение и положение всего цветка: если опылитель не заметит его или не распознает как подходящий объект, переноса пыльцы не произойдет.

Особенно большую роль ориентация играет для двусторонне-симметричных — зигоморфных цветков, присущих бобовым, орхидеям, аконитам и другим. У них можно отличить левую и правую часть, верх и низ. Цветки некоторых орхидей имитируют самок определенных видов насекомых-опылителей, и возможно, что самец не среагирует на такой цветок, если он будет перевернут. У актиноморфных цветков (как у тюльпана, капусты или магнолии), через которые можно провести больше одной плоскости симметрии, верх и низ не отличаются, и их положение в пространстве должно быть не так критично.

Поэтому Уильям Скотт Армбрустер (William Scott Armbruster) из Портсмутского университета и Натан Мучала (Nathan Muchhala) из Университета Миссури-Сент Луис предположили, что способность растений восстанавливать изначальное положение цветков или их отдельных частей после несмертельного повреждения (например, по растению кто-то прошелся или погнул его) зависит от типа симметрии цветка: у зигоморфных она развита сильнее, у актиноморфных — слабее.

Они проверили это предположение на 23 видах цветковых растений из Австралии, Европы и обеих Америк. В ряде случаев ботаники наблюдали за тем, что происходит с цветками и соцветиями после того, как их подвинули или помяли в естественной среде. Над несколькими видами ученые сами проводили опыты: вращали или привязывали соцветия, отдельные цветки или их части (тычинки и пестики) так, чтобы те отклонялись от своего естественного положения на 45 или 90 градусов.

Исследователи вычисляли для каждого соцветия или цветка точность опыления (adaptive pollination accuracy) — соответствие положения частей идеальному для данного вида. Эту процедуру проводили до смещения экспериментальных объектов и через несколько часов и суток после него. Те цветки, которые приближались к изначальному положению, восстанавливали свой показатель точности опыления. Если это происходило, то обычно за 1–2 дня, но иногда быстрее.

Как и предполагалось, большинство зигоморфных цветков обладают способностью вернуть свою ориентацию в пространстве или взаимное положение частей внутри себя. Они восстанавливаются различными способами: двигаются индивидуальные цветоножки, ось соцветия в целом, отдельные тычиночные нити, и так далее. Напротив, почти все актиноморфные цветки и их части независимо от возраста оставались смещенными.
Авторы считают, что восстановление положения соцветий, цветков и их частей после насильственного смещения — важная особенность поведения растений, механизмы которой стоит изучить подробнее, в том числе в эволюционном контексте. Например, выяснилось, что чем моложе цветок, тем быстрее и точнее он возвращается в начальное положение. В этом авторы видят эволюционный смысл: молодые цветки, скорее всего, еще не опылены, поэтому для них верная ориентация особенно критична. Кроме того, они предполагают, что у некоторых растений шел отбор на длинные цветоножки потому, что они быстрее могут выгнуться или повернуться в необходимое положение.

Чаще всего растения опыляются насекомыми. Эти животные замечают такие особенности цветков, которые недоступны человеческим органам чувств. Так, шмели ориентируются на распределение запаха по лепесткам одного венчика (оно неравномерно) и на его тепловой узор. По этим и совокупности других признаков насекомые могут выбрать цветок, из которого выгоднее всего взять нектар.

https://nplus1.ru/news/2020/04/08/go-zygomorphs


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 23 апр 2020 15:15 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
Малинница Callophrys rubi, самец.
Небольшая бабочка семейства голубянок. Хорошо отличаются от других зеленым цветом крыльев, призванным замаскировать их на фоне листьев. Самки больше серые, чем зеленые. Активны с апреля по июль. Дают, обычно одно поколение. Широко распространены в умеренном поясе Евразии, на юге редки. Осторожны. Встретить имаго можно лишь, когда они кормятся на цветах, так как бóльшую часть времени проводят в кронах деревьев и кустарников. Кормовые растения разнообразны. Тут и береза и вереск, крушина и малина, черника и голубика и много других. Яйца самка откладывает в основании цветочных почек, по одному на каждый стебелек. Мирмекофил, гусеницы опекаются муравьями. Зимует куколка(иногда два года), которая подвешивается невысоко над землей на ветках или стеблях растений. Вид в Европе обычный, местами массовый.

Изображение

Изображение

Изображение

Изображение

https://vk.com/id18738202?w=wall-84209657_4602


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
 Заголовок сообщения: Re: Животные и растения.
СообщениеДобавлено: 26 апр 2020 02:07 
Не в сети
Активный участник
Аватара пользователя

Зарегистрирован: 28 май 2010 17:00
Сообщений: 3479
История птичьих мозгов.

Эволюционные биологи и палеонтологи предприняли попытку нарисовать общую картину эволюции птичьего мозга. Был задействован большой массив данных об объёмах мозга динозавров и вымерших птиц, включая археоптерикса и бескрылую гагарку, а также современных птиц.

Материалы исследования опубликованы в журнале Current Biology.

Показано, что до массового вымирания в конце мелового периода птицы и нептичьи динозавры имели аналогичные относительные размеры мозга. После мел-палеогенового вымирания соотношение размеров мозга и тела резко изменилась. Это было время, когда птицы переживали период эволюционной радиации — виды получили возможность занять экологические ниши, освобождённые вымершими группами.

«Одним из больших сюрпризов было то, что отбор в сторону уменьшения размеров тела был главным фактором в эволюции птиц с развитым мозгом, — говорит ведущий автор исследования, доктор Даниэль Ксепка (Dr. Daniel Ksepka). — Птицы многих успешных семейств уменьшались в размере, но размеры их мозга оставались по размерам почти такими же, как у их более крупных предков».

Чтобы понять, как изменялся птичий мозг, потребовалось на базе данных компьютерной томографии создать множество эндокранов (слепков внутренней части черепной коробки) сотен птиц и динозавров. Также была задействована уже существующая база данных о мозге современных птиц. Затем изучалось, как размер мозга соотносится с размером тела.

«Нет чёткой границы между мозгом продвинутых динозавров и примитивных птиц, — замечает одна из авторов, доктор Эми Баланофф (Dr. Amy Balanoff). — У таких птиц, как эму и голуби, мозги примерно такого же размера, как у тероподовых динозавров, а у некоторых видов, например у моа, они даже меньше, чем ожидалось».

Две группы птиц с действительно исключительными мозгами появились относительно недавно. Это попугаи и врановые. Эти птицы демонстрируют замечательные когнитивные способности, могут пользоваться инструментами и речью, у них хорошая память.

О том, что птичий мозг в чём-то лучше даже мозга млекопитающих, мы уже писали. Об этом же говорят авторы исследования:

«Некоторые группы птиц демонстрируют более высокие средние темпы эволюции размеров мозга и тела, — говорит Адам Смит (Adam Smith). — Но вороны действительно вырвались вперёд, они опередили всех остальных птиц. Наши результаты показывают, что «птичьи мозги» — на самом деле комплимент!»

«Вороны — это гоминиды птичьего царства, — говорит Йерон Смаерс (Jeroen Smaers). — Как и наши предки, они развили пропорционально массивный мозг, увеличивая одновременно размер своего тела и размер мозга, причем увеличение размера мозга происходит опережающими темпами».

https://22century.ru/biology-and-biotec ... n=ordinary


Вернуться к началу
 Профиль Отправить личное сообщение  
 
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 185 ]  На страницу Пред.  1 ... 5, 6, 7, 8, 9, 10  След.

Часовой пояс: UTC + 3 часа



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
Вы можете создать форум бесплатно PHPBB3 на Getbb.Ru, Также возможно сделать готовый форум PHPBB2 на Mybb2.ru
Русская поддержка phpBB
Copyright © Aiwan. Kolobok smiles