Самцы многих видов используют сложные акустические сигналы, чтобы привлекать партнеров. Чарлз Дарвин еще 150 лет назад предполагал, что люди и животные обладают схожим чувством прекрасного, поскольку у них общие эволюционные корни и похожее устройство нервной системы. Биологи давно описали, как самки птиц или насекомых выбирают конкретные варианты песен, но гипотезу о сходстве эстетических вкусов человека и десятков других видов ранее не тестировали экспериментально.
Авторы исследования, опубликованного в журнале Science, собрали базу из 110 пар звуков, которые издают 16 видов позвоночных и беспозвоночных — от тихоокеанских полевых сверчков и лягушек до канареек и мышей. Для каждой пары ученые знали природный выбор самок на основе прошлых наблюдений. Например, самки лягушек тунгара в 84% случаев идут на кваканье, которое самец дополняет резкими щелчками. Затем биологи запустили геймифицированный тест, в котором участвовали 4196 добровольцев со всего мира.
Участники слушали по две аудиозаписи и нажимали кнопку за тот вариант, который нравился им больше. Программа собрала почти 50 тысяч ответов и зафиксировала скорость реакции людей. После этого исследователи сопоставили выбор добровольцев с предпочтениями животных, проанализировали физические свойства звуковых волн и изучили анкеты участников.
Выбор людей совпал с предпочтениями животных в 56,4% случаев (для пар звуков, где животные демонстрировали уверенное предпочтение с перевесом не менее 2:1). Если животным звук нравился сильно (перевес 3:1), доля согласия людей возрастала почти до 60%. Когда добровольцы выбирали привлекательный для зверей и насекомых вариант, они нажимали на кнопку в среднем на 51 миллисекунду быстрее, чем при выборе непривлекательного звука.
Люди и животные чаще предпочитали звуки с акустическими украшениями — трелями, щелчками и причмокиваниями. Также участники эксперимента разделили консерватизм сверчков: обе группы выбрали эволюционно древнее стрекотание, а не недавно появившееся у некоторых особей «урчание». Впрочем, встречались и разногласия. Людям больше понравились песни самцов зебровых амадин, которые выросли в изоляции и не учились петь у старших птиц. Сами самки амадин такие «несоциализированные» песни игнорируют.
Исследователи не нашли ни одной универсальной акустической характеристики (ни высоты, ни темпа), которая однозначно объясняла бы совпадение. Эстетический вкус оказался сложной нелинейной системой как у нас, так и у зверей.
Анкеты добровольцев показали, что умение определять птиц по голосам или профессиональное владение музыкальными инструментами не помогали лучше понимать животных. Единственным достоверным фактором оказалось то, как много музыки человек слушает в повседневной жизни: заядлые меломаны совпадали во вкусах с животными чаще остальных.
Человеческое восприятие звуковой красоты опирается на биологические механизмы, общие для множества видов. Эстетические предпочтения работают по схожим принципам у насекомых, амфибий, птиц и млекопитающих. Сенсорные аппараты разных видов различаются, но базовые принципы того, как мозг выделяет привлекательные звуки, появились в природе задолго до человека.
Люди и животные совпали в музыкальных предпочтениях
Утконосы (Ornithorhynchus anatinus) — сумчатые водоплавающие с телом как у бобра и клювом как у утки. Внешний вид далеко не единственная странная особенность этих австралийских млекопитающих. Они также откладывают яйца, имеют ядовитые шпоры, чувствуют электричество, светятся в ультрафиолетовом свете и содержат в пять раз больше половых хромосом, чем большинство животных.
Однако, как выяснилось, это еще далеко не все. Новое исследование, опубликованное в журнале Biology Letters, показало, что волоски густого темно-коричневого меха утконосов содержат меланосомы с совершенно уникальной, ранее невиданной ни у одного позвоночного структурой.
Меланосомы — это органеллы (компоненты клетки), которые присутствуют в меланоцитах, специализированных клетках кожи, вырабатывающих пигмент меланин. Этот пигмент определяет окраску кожи, глаз, волос, меха, перьев. Функция меланосом состоит в синтезе, хранении и транспортировке меланина в другой тип клеток кожи — кератиноциты.
У разных видов структура меланосом варьируется. Меланосомы могут быть сферической, вытянутой, стержнеобразной или уплощенной формы, а также сплошными или полыми внутри.
У млекопитающих меланосомы сплошные, а полые до сих пор встречались только у некоторых видов птиц с яркой окраской и радужным свечением перьев. При этом полые меланосомы всегда сочетаются с удлиненной, стержнеобразной либо уплощенной формой. Такие меланосомы организованы в наноструктуры, благодаря чему создается яркий, радужный, переливающийся эффект в бородках перьев.
Биологи из Гентского университета (Бельгия), работая над созданием базы данных меланосом млекопитающих, обнаружили, что у утконосов меланосомы полые, как у некоторых птиц, но при этом имеют не вытянутую, а сферическую форму. Такое неожиданное сочетание не встретилось ученым ни у одного позвоночного, исследованного ими до сих пор (126 видов, 103 рода), включая других яйцекладущих млекопитающих — ехидн.
Меланосомы производят два основных типа меланина: эумеланин или феомеланин. Эумеланин отвечает за черные, серые и темно-коричневые цвета, а феомеланин — за рыжеватые, красные, оранжевые, желтые оттенки.
Форма меланосом у млекопитающих тесно связана с цветом и обычно определяется химическим составом меланина: в рыжих и оранжевых волосках больше сферических меланосом, чем в черных и темно-коричневых.
У утконосов полые, сферические меланосомы не придают меху ни радужного свечения или ярких цветов, ни рыжего или оранжевого оттенка, а окрашивают его исключительно в темно-коричневый цвет, что делает их еще уникальнее. Исследователям пока не ясно, богаты ли они феомеланином, что соответствует их форме, или эумеланином, что соответствует их цвету.
Загадкой остается также то, как и зачем утконосы приобрели столь странные меланосомы в процессе эволюции. Исследователи предположили, что утконосы и ехидны унаследовали полые меланосомы от общего предка млекопитающих и птиц, но ехидны могли позже утратить их.
Согласно этой гипотезе, предки утконоса и ехидны вели водный образ жизни, а полые меланосомы могли быть адаптацией к нему, способствуя теплоизоляции. Когда ехидны начали жить на суше, полые меланосомы им больше не понадобились, но у утконосов они сохранились. Однако в таком случае неясно, почему полые меланосомы отсутствуют у других водных млекопитающих.
Помимо полых меланосом, утконос разделяет с птицами и другие признаки: например, способность откладывать яйца. «Удивительно, что спустя более 200 лет после описания утконоса как чего-то среднего между птицей и млекопитающим мы обнаружили дополнительное сходство между утконосом и птицами», — заключили исследователи.
Утконос получил свою окраску с помощью уникальных полых структур
В феврале 2021 года марсоход NASA «Персеверанс» совершил мягкую посадку в кратере Езеро. Это место ученые выбрали неслучайно: когда-то кратер был заполнен водой, а значит, там могли сохраниться следы древней жизни.
Ровер оснащен по последнему слову техники. Один из главных его инструментов — прибор SuperCam. Это настоящий швейцарский нож в мире спектроскопии. Он не только фотографирует камни, но и облучает их лазером, чтобы определить химический состав. Когда лазер попадает на породу, он испаряет микроскопический слой материала и создает плазму, излучение которой прибор анализирует, сравнивая с характерными спектральными «подписями» различных минералов.
Международная команда геологов и планетологов под руководством Энн Оллилы (Ann Ollila) из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико (США) использовала SuperCam, чтобы исследовать светлые вкрапления, обнаруженные в трех камнях кратера Езеро: Hampden_River, Coffee_Cove и Smiths_ Harbour.
Ранее анализ показал, что эти структуры богаты плагиоклазом — распространенным минералом базальтовых и других магматических пород, на Марсе его находят часто. Ученые ожидали увидеть типичную для плагиоклаза люминесценцию, но вместо этого получили четкий сигнал трехвалентного хрома (Cr³⁺).
[shesht-info-block number=1]
Люминесцентная спектроскопия с временным разрешением показала пики Cr³⁺, характерные для корунда, в структуру которого встроен хром. На Земле именно хром придает корунду красную окраску, превращая его в рубин.
Проще говоря: прибор зафиксировал не сам минерал, а его спектральную сигнатуру (отпечаток). Корунд сам по себе — это оксид алюминия Al₂O₃, в чистом виде он бесцветен, а присутствие хрома в его структуре дает те самые сигналы, которые и позволяют заподозрить минерал, похожий на рубин по составу. При этом авторы исследования отметили, что на снимках камеры не увидели крупных зерен корунда, частицы были очень мелкими — диаметром менее 200 микрометров.
Главная интрига в том, что ранее на Марсе ученые не встречали корунд. В таком случае там он должен формироваться иначе, чем на Земле.
[shesht-info-block number=2]
На нашей планете корунд обычно формируется в глубинных слоях земной коры, где действуют высокая температура и давление. Чаще всего это происходит в метаморфических горных породах, богатых алюминием, а также в некоторых магматических породах. Движение тектонических плит создает эти экстремальные условия, перераспределяет минералы и позволяет алюминию кристаллизоваться в оксид алюминия — корунд. Примеси хрома или титана придают ему красный или синий цвет, создавая рубины и сапфиры.
На Марсе активной тектоники нет, поэтому исследователи предполагают, что корунд мог формироваться под воздействием ударных волн от метеоритов, которые порождают экстремальные температуру и давление, способствующие перекристаллизации алюминия в корунд.
Результаты исследования представили на конференции Lunar and Planetary Science Conference 2026 в Техасе (США).
На Марсе впервые обнаружили следы корунда — минерала, из которого на Земле формируются рубины и сапфиры
Необычное поведение птиц стали замечать еще несколько лет назад в разных уголках планеты. Дарвиновы вьюрки (Geospizinae) на Галапагосских островах, домовые воробьи (Passer domesticus) в Мексике и певчие дрозды (Turdus philomelos) в Новой Зеландии — все они используют окурки при строительстве гнезд. В Великобритании некоторые птицы вовсе стали вить гнезда прямо в урнах для окурков.
Орнитологи задумались о причинах такого поведения. Ведь окурки не просто безобидный кусочек материала. Сигаретный фильтр впитывает часть из почти четырех тысяч химических соединений, содержащихся в табачном дыме. Среди них никотин, мышьяк, тяжелые металлы. Некоторые из этих веществ, прежде всего никотин, обладают токсичными для насекомых свойствами. Возник вопрос: может быть, птицы используют окурки как защиту от паразитов?
Разобраться в ситуации попыталась команда орнитологов и биологов под руководством Михала Гладальски (Michal Gladalski) из Лодзинского университета в Польше. В качестве испытуемых ученые выбрали обыкновенных лазоревок (Cyanistes caeruleus).
Лазоревки гнездятся в замкнутых и относительно теплых пространствах, где кровососущим паразитам настоящее раздолье. Тепло и закрытое пространство создают идеальные условия для размножения мух и клещей, которые атакуют и взрослых птиц, и беззащитных птенцов. Для последних это наиболее актуально, ведь птенцы даже не могут пошевелиться, чтобы согнать непрошеных гостей.
Гладальски и его коллеги взяли под наблюдение 99 птенцов лазоревок из нескольких десятков гнезд, которые разделили на три типа.
[shesht-info-block number=1]
Гнезда первой группы были контрольными: птицы вили их сами из природных материалов. В гнезда второй группы ученые положили стерилизованный искусственный мох и вату, чтобы исключить попадание паразитов извне. В гнезда третьей группы добавили по два использованных сигаретных фильтра.
Через 13 дней после вылупления у птенцов взяли кровь для анализа. Результаты показали, что птенцы, вылупившиеся в стерильных гнездах и гнездах с окурками, чувствовали себя лучше, чем те, кто появился на свет в обычных «контрольных» гнездах. Их показатели гемоглобина и гематокрита были заметно выше, чем у птенцов из контрольной группы.
Гемоглобин — это железосодержащий белок в эритроцитах, который переносит кислород из легких к тканям и частично участвует в переносе углекислого газа. Гематокрит отражает долю эритроцитов в крови, то есть клеток, участвующих в транспортировке кислорода. Чем выше эти показатели, тем эффективнее организм обеспечивает ткани кислородом, что поддерживает рост птенцов, их восстановление и сопротивляемость стрессу.
После того как 99 птенцов покинули свои гнезда, ученые проанализировали содержимое каждого из них, а именно — собрали и подсчитали паразитов: клещей, блох, личинок мух и других членистоногих.
[shesht-info-block number=2]
Больше всего паразитов обнаружили в гнездах, построенных из природных материалов. В гнездах с окурками их было немного меньше, а в стерильных — почти нет. При этом влияние окурков оказалось умеренным. Число личинок мух и блох снизилось, но с точки зрения статистики эффект незначительный.
Эколог Константино Масиас Гарсия (Constantino Macías García) из Национального автономного университета Мексики отметил, что хотя польские ученые заметили лишь небольшой эффект от окурков, он все равно важен, поскольку подтверждает идею: птицы могут использовать окурки как средство защиты от паразитов.
Ученый обратил внимание и на один нюанс. Польские коллеги использовали в экспериментах целые окурки. Птицы в Мехико поступают хитрее: они распушают фильтр на волокна. Так токсичные вещества лучше контактируют с телом птенцов, и защита становится эффективнее.
Возможно, предположил Гарсиа, скромный эффект, полученный польскими специалистами, связан именно с тем, что они использовали всего два целых окурка на гнездо, не дав птенцам возможности «обработать» материал.
[shesht-info-block number=3]
Авторы некоторых исследований частично подтвердили эту идею. В Мексике домовые воробьи (Passer domesticus) и мексиканские чечевицы (Haemorhous mexicanus) приносят в гнезда в среднем до 10 окурков. Когда же ученые подбрасывали в гнезда клещей, самки тут же реагировали и приносили еще больше сигаретных фильтров.
Однако у этой истории есть и тревожная глава. Мексиканские исследователи выяснили, что табак влияет на птенцов не только с положительной стороны. Да, ученые зафиксировали, что при увеличении количества окурков у птенцов улучшается выживаемость и иммунный ответ. Но в их клетках нашли признаки генетических повреждений. К каким последствиям это приведет в будущем, ученые пока не знают.
Научная работа опубликована в журнале Animal Behaviour.
Орнитологи рассказали, зачем птицы тащат в гнезда окурки
Способность бояться — один из главных инструментов выживания. Страх мобилизует организм, заставляя сердце биться чаще, а ладони потеть, подготавливая человека к бегству или обороне. Ученые давно пытаются разобраться в механизмах этой реакции. Особенно интересно, опасности какого рода пугают нас сильнее: те, что преследуют человечество уже миллионы лет, или новые угрозы, порожденные цивилизацией? Считается, что последние требуют более осознанной, когнитивно опосредованной обработки в силу своего более позднего появления.
Ученые из Карлова университета (Чехия) решили проверить эту теорию. Результаты их исследования опубликовал журнал PLoS One. В работе участвовали 119 добровольцев. Материалом послужили четыре категории изображений (по 28 в каждой), подобранные так, чтобы представлять различные типы угроз. Две категории отнесли к эволюционно древним: ядовитые змеи и сцены, передающие опасность высоты. Две другие категории представляли современные угрозы: огнестрельное оружие и изображения, связанные с воздушно-капельными инфекциями. Контрольную группу составили нейтральные изображения листьев.
В качестве основного метода регистрации физиологического ответа использовали измерение кожно-гальванической реакции, а именно изменения сопротивления кожи. Этот показатель — объективный индикатор активности симпатической нервной системы: эмоциональное возбуждение активирует потовые железы, увлажняя кожу и снижая ее электрическое сопротивление. Этот процесс не поддается сознательному контролю.
По завершении физиологической регистрации участники оценивали каждое угрожающее изображение по семибалльной шкале в зависимости от интенсивности испытанного страха. Дополнительно все испытуемые заполнили психометрические опросники для оценки личностной тревожности и специфической чувствительности к конкретным угрозам.
Результаты показали, что наиболее сильную и наиболее частую реакцию вызвали изображения высоты. Ядовитые змеи тоже провоцировали интенсивную реакцию по амплитуде, но уступали высоте по вероятности ее возникновения. Современные угрозы — оружие и инфекции — демонстрировали сходную со змеями вероятность возникновения реакции, но меньшую амплитуду.
[shesht-info-block number=1]
Особый интерес вызвали результаты, касающиеся соотношения объективной физиологической реакции и субъективной оценки страха. Для высоты, оружия и инфекций наблюдалась прямая зависимость: чем выше испытуемый оценивал свой страх, тем с большей вероятностью регистрировалась кожно-гальваническая реакция. Для змей эта закономерность отсутствовала: физиологический ответ возникал вне зависимости от того, насколько страшным человек субъективно считал изображение.
Авторы научной работы интерпретировали это как свидетельство различной нейробиологической обработки разных типов угроз. Реакция на змей, по-видимому, носит более автоматический, неосознаваемый характер и может запускаться по древним подкорковым путям. Реакция на высоту, напротив, в большей степени связана с когнитивной оценкой.
Дополнительный анализ показал, что общий уровень тревожности не влияет на силу физиологического ответа, тогда как специфическая чувствительность к определенной угрозе (например, боязнь змей) коррелирует с более интенсивной реакцией именно на эту категорию страхов.
Высота напугала людей сильнее, чем змеи и огнестрельное оружие
Реки и ручьи играют важную роль в глобальном углеродном цикле: они переносят органику с суши в крупные водоемы и выделяют парниковые газы в атмосферу. С возвращением евразийского бобра (Castor fiber) в Европу речные ландшафты начали меняться, однако биологи не понимали итоговый климатический эффект этих перемен.
Долгое время экологи предполагали, что бобровые запруды могут усиливать глобальное потепление из-за выбросов метана от гниющего затопленного леса. Однако в этих расчетах систематически упускали из виду подземные потоки растворенного неорганического углерода (dissolved inorganic carbon, DIC).
Авторы исследования, опубликованного в журнале Communications Earth & Environment, изучили 800-метровый участок ручья на севере Швейцарии. Бобры построили там плотину в 2010 году. Исследователи измерили все потоки углерода на поверхности и под землей. Они запустили дроны для картографирования растительности, а также установили плавающие и наземные газовые камеры для фиксации выбросов углекислого газа и метана с воды, грязи и мертвой древесины.
Скрытые подземные утечки воды отследили с помощью солевых маркеров: ученые сбрасывали хлорид натрия в ручей и замеряли изменение электропроводности ниже по течению. Состав донных отложений и лесных почв проверили с помощью бурения кернов. Образцы разделили на горизонты «до» и «после» появления бобров, затем сожгли методом пиролиза для оценки доли углерода. На основе полученных данных биологи построили математическую модель, описывающую гидрологию этого же ручья без бобрового вмешательства.
Анализ показал, что бобровое угодье работает как мощный климатический сток: за год заболоченный участок удержал 98,3 тонны углерода. Модель ручья в его первоначальном виде (без плотины) показала удержание всего 0,5 тонны, то есть почти в 200 раз меньше.
Главным образом накапливался растворенный неорганический углерод, который приносило течением сверху. Плотина подняла уровень воды и создала гидравлическое давление, которое выдавило воду вместе с углеродом в проницаемые гравийные горизонты под землей. Высокий уровень pH воды (от 6,65 до 8,59) удержал этот углерод в форме бикарбоната, не дав ему испариться в виде углекислого газа, а бескислородная среда на дне помогла части углерода осесть в виде твердых минералов.
Опасения экологов по поводу выделения метана не подтвердились: на долю этого газа пришлось менее 0,1% от всего углеродного баланса системы. Ученые связывают это с отсутствием торфа и наличием сульфатов и железа, которые подавляют метаногенез в умеренном климате. Летом пересыхающие участки водоема активно выделяли углекислый газ, но обильное зимнее и весеннее накопление полностью перекрыло эти потери. Расчеты показали, что за 33 года существования (до полного заиливания) одна такая запруда накопит до 1194 тонн стабильного углерода.
Перестраивая ландшафт под свои нужды, бобры физически превращают малые реки в активные накопители углерода. Животные перенаправляют химические потоки из быстрого поверхностного водостока глубоко в почву, меняя биогеохимию и круговорот веществ в речных коридорах.
Бобровые плотины превратили лесные ручьи в поглотители углерода