Возможность того, что насекомые могут чувствовать боль, в последние годы очень интересует научное сообщество. До недавнего времени считалось, что нервная система насекомых не реагирует на боль, поскольку в ней отсутствуют соответствующие нейроны. Однако, когда исследователи начали анализировать поведенческие индикаторы болевых ощущений, картина несколько изменилась.
Речь идет не о кратковременной нервной реакции на боль — например, рефлекторном отдергивании лапки при контакте с огнем, — а о стойком изменении поведения в ответ на длящиеся болезненные ощущения. Один из таких признаков — «гибкий самозащитный груминг», когда животное целенаправленно, в течение длительного периода времени, направляет свое внимание на пострадавшую часть тела.
Подобную реакцию заботы можно наблюдать у человека, который растирает, бережет, ухаживает за больным местом. Похожее поведение заметили у других позвоночных — крыс, птиц, рыб, а также у некоторых беспозвоночных — крабов, омаров, креветок, каракатиц и осьминогов.
[shesht-info-block number=1]
Что касается насекомых, то реакцию самозащитного груминга в 2024 году выявили у земляных шмелей. После ожога одного из усиков-антенн насекомые потирали его чаще, чем другой, неповрежденный. Ученые сделали вывод: такое поведение может служить косвенным доказательством того, что насекомые, в частности шмели, все же способны чувствовать боль.
Результаты нового исследования подтвердили это предположение. Энтомологи из Сиднейского университета (Австралия), статья которых опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B, обнаружили реакцию самозащитного груминга у домашнего сверчка (Acheta domesticus).
[shesht-info-block number=2]
Во время экспериментов с десятками сверчков исследователи случайным образом распределяли насекомых на группы. К одному из усиков-антенн сверчков из «болевой» группы прикладывали паяльник, нагретый до 65 °C — достаточно горячей температуры, чтобы это было немного неприятно, но в то же время не причинило насекомому серьезного вреда. К усикам сверчков из второй группы прикладывали тот же паяльник, но холодный, а третья группа была контрольной.
Как установили ученые, в подавляющем большинстве случаев сверчки, подвергшиеся воздействию горячего паяльника, тут же переключали свое внимание на пострадавший усик. Они значительно больше и дольше заботились о нем, чем за здоровым усиком: чаще чистили его, потирали и ухаживали.
У собратьев из второй группы, усика которых касались холодным паяльником, такого поведения не наблюдалось. Они были в первый момент немного встревожены, но очень быстро возвращались к обычной активности.
«Полученные результаты предоставляют убедительные доказательства гибкой, направленной на определенное место самозащиты у прямокрылых, восполняя ключевой пробел в доказательствах болевых состояний за пределами позвоночных», — подвели итог исследователи.
Как отметил в комментарии для The Guardian ведущий автор исследования Томас Уайт, вопрос «Чувствуют ли насекомые боль?» особенно актуален для сверчков — этих «куриц и коров» мира насекомых, которых выращивают миллиардами и триллионами для производства продуктов питания, кормов и научных исследований. По мнению Уайта, если жизнь сверчков «может быть лучше или хуже, то мы должны это учитывать».
Так, опубликованная в апреле 2024 года «Нью-Йоркская декларация о сознании животных», которую подписали 594 ведущих мировых ученых и философов, признает «реалистичную возможность сознательного опыта» у всех позвоночных и многих беспозвоночных, включая насекомых.
Сверчков заподозрили в способности чувствовать боль
Луолишанииды (Luolishaniidae), известные под неформальным названием «монстры Коллинза», жили под водой в кембрийскую эпоху. Их остатки находят по всему миру, от Канады до Китая. Свое название они получили за червеобразное тело, несколько пар когтистых ходильных ног на задней части туловища и пять или шесть пар передних конечностей, несущих длинные перистые щетинки.
Ученые долго спорили о назначении этих щетинок. Например, есть теория о захвате относительно крупной добычи с помощью этих же самых щетинистых конечностей. Известно, что эти животные были хищниками и, судя по их анатомии, активными.
Ученые из Гарвардского университета (США) выяснили назначение щетинок луолишаниид. Они предположили, что эти части тел могли быть фильтрами, которые животное выставляет в водное пространство, с помощью них разделяет воду и планктон, которым и питается. А сами животные в таком случае относятся не к активным хищникам, а к фильтраторам. У водных животных-фильтраторов размер фильтрующего аппарата, как правило, коррелирует с размером тела самого животного и, как следствие, с размером предпочитаемой добычи.
Для анализа исследователи собрали все доступные данные по описанным видам луолишаниид. Используя высококачественные изображения типовых экземпляров, измерили расстояние между щетинками у каждого вида, затем сопоставили эти данные с общей длиной тела животных. Результаты исследования опубликовали в журнале Biology Letters.
Результаты анализа показали, что чем крупнее был луолишаниид, тем больше был и размер ячеи, которую он мог использовать для отлова добычи. Это справедливое правило для всех подводных хищников, в том числе раков и моллюсков. На основе этих данных ученые впервые рассчитали примерный размер добычи, которую могли потреблять представители разных видов. Самые мелкие формы с шагом сети около 100-160 микрометров могли питаться самыми крупными представителями микропланктона.
Более же крупные виды, включая имевшие шаг сети от 250 до 450 микрометров, были идеально адаптированы для питания мезопланктоном — различными зоопланктонными организмами, такими как личинки членистоногих, брахиопод, моллюсков.
[shesht-info-block number=1]
Кроме того, авторы исследования представили тела луолишаниид в виде цилиндров, вычислили их эквивалентный сферический диаметр и сопоставили его с таковым для предполагаемой добычи. Полученные соотношения затем наложили на обширную базу данных по современным морским беспозвоночным, включающую как активных хищников-засадников, так и фильтраторов, таких как веслоногие рачки, ветвистоусые, коловратки, личинки трохофорных животных.
Луолишанииды по своему соотношению «хищник — жертва» уверенно попадают в кластер фильтраторов, будучи в среднем в 30-50 раз крупнее своей добычи. Для сравнения, активные хищники, такие как морские стрелки, атакуют добычу, которая меньше их всего в пять раз.
Таким образом, монстры Коллинза, будучи медлительными бентосными животными, вероятно, прикреплялись с помощью мощных когтистых задних ног к твердому субстрату в местах с умеренным течением, выставляя свои «щетки» перпендикулярно потоку воды для пассивного улавливания пищи. При этом наличие у многих видов яркой брони из спинных шипов, вероятно, служило эволюционной компенсацией за уязвимость, связанную с малоподвижным образом жизни на виду у хищников.
Древних монстров Коллинза исключили из активных хищников
Человек прямоходящий, или Homo erectus, был широко распространен в Африке, Европе и Юго-Восточной Азии около двух миллионов лет назад. Он первым из древних людей покинул Африку и переселился в Западную Азию. Ископаемые останки указывают на то, после расселения в Китае и Индонезии Homo erectus обитал в этих регионах на протяжении примерно полутора миллионов лет. Он сыграл ключевую роль в истории эволюции человека, однако молекулярных и генетических данных о нем, в силу возраста и культурной ценности останков, почти не сохранилось, поэтому популяционное разнообразие и возможная связь с современными людьми оставались неясными.
До сих пор единственными молекулярными данными, полученными от Homo erectus, были белки, выделенные из зуба возрастом 1,77 миллиона лет, найденного в Грузии. Однако генетические отличия от других видов проследить не удалось из-за состояния останков.
Ученые из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии Китайской академии наук совместно с коллегами из других научных организаций исследовали шесть зубов Homo erectus, живших примерно 400 тысяч лет назад, найденных в Китае. Благодаря методу микроразрушающего отбора проб палеонтологам удалось успешно извлечь древние белки эмали зубов, не повредив древние останки. Поскольку гены ДНК кодируют соответствующие им белки, полученные данные позволяют оценить генетическое родство Homo erectus с другими видами. Исследование опубликовано в онлайн-версии журнала Nature.
При анализе белков палеогенетики обнаружили две мутации, указывающие на генетическую связь между восточноазиатскими Homo erectus и денисовцами, которые, в свою очередь, сосуществовали с неандертальцами и людьми современного типа. Первая мутация не имеет совпадений ни с одним из известных гомининов, но подтверждает, что останки Homo erectus из трех регионов Китая принадлежали к одной и той же эволюционной популяции.
А вот вторая мутация была ранее обнаружена у денисовского человека, вымершего около 40-50 тысяч лет назад. Его останки впервые нашли в древнейшей обитаемой пещере на Алтае — Денисовой пещере. Это указывает на то, что поздние Homo erectus и предки денисовцев на протяжении какого-то времени сосуществовали, взаимодействовали и даже имели общее потомство. Согласно геномным исследованиям, у неандертальцев, денисовцев и современных людей был общий предок. Он передал денисовцам до 8% генетической информации. Часть этих архаичных участков ДНК сохранилась в геноме современных жителей Азии и тихоокеанских островов.
Вероятно, обнаруженную мутацию денисовцы могли получить от Homo еrectus, живших на тех же территориях сотни тысяч лет назад. Ученые рассчитывают, что дальнейшие исследования этого вида помогут прояснить вопросы их эволюции, популяционного разнообразия и взаимодействия с другими древними людьми.
Анализ ископаемых зубов указал на связь Homo erectus и денисовцев 400 тысяч лет назад
Некоторые коммерческие крема от загара содержат химические соединения, которые могут вредить морским экосистемам — кораллам, водорослям и мелким морским организмам. Речь идет прежде всего об УФ-фильтрах оксибензоне, октиноксате и октокрилене, нейтрализующих действие ультрафиолетовых лучей на кожу.
Авторы предыдущих исследований показали, что в определенных концентрациях эти вещества могут усиливать обесцвечивание кораллов, повреждать ДНК и клетки их личинок, влиять на развитие рыб и беспозвоночных, накапливаться в воде возле пляжей.
В ряде регионов ввели ограничения на распространение солнцезащитных кремов. В частности, на Гавайях (штат США) ограничили продажу солнцезащитных средств с оксибензоном и октиноксатом.
Поэтому ученые ищут альтернативу существующим УФ-фильтрам. Необходимое вещество удалось обнаружить в природе, где уже есть собственные механизмы защиты от ультрафиолета, — гадусол.
На Земле гадусол вырабатывают многие организмы. Например, он содержится в икринках лучеперых рыб данио-рерио (Danio rerio), а также в кораллах. Но там его содержание низкое, поэтому извлекать гадусол из организмов для последующего использования в солнцезащитных средствах нецелесообразно.
[shesht-info-block number=2]
Команда биологов из Китая под руководством Пин Чжана (Ping Zhang) из Университета Цзяннань научилась получать гадусол биотехнологически. Ученые внедрили гены рыбок Danio rerio в бактерию Escherichia coli, чтобы «оснастить» ее ферментами, необходимыми для синтеза гадусола.
Затем повысили эффективность производства вещества с помощью малых РНК, регулирующих работу генов. После подобрали наиболее оптимальные условия, при которых бактерия производила максимальное количество гадусола. В результате «урожайность» выросла почти в 93 раза — с 45,2 миллиграмма до 4,2 грамма на литр питательной среды.
Во время эксперимента гадусол показал антиоксидантные свойства, сопоставимые с витамином C. Речь идет о способности «ремонтировать» клетки, поврежденные свободными радикалами — агрессивными молекулами, которые могут повреждать клетки, ДНК и ткани организма. Они образуются, например, под действием ультрафиолета.
[shesht-info-block number=1]
Многие животные используют гадусол в природе, значит, по мнению Чжана и его коллег, есть шанс, что он окажется безопасным и для человека, и для окружающей среды. Кроме того, из-за прозрачности гадусол может не оставлять на коже белесый след, как некоторые современные солнцезащитные средства.
Но исследователи предупредили, что до настоящего коммерческого крема еще далеко. Существуют две главные проблемы. Первая — нужно научиться дешево и массово производить гадусол. Вторая — необходимо создать устойчивую формулу крема, благодаря которой вещество будет как можно дольше удерживаться на коже.
Проблему массового производства команда Чжана частично решила: специалисты заставили палочковидную бактерию Escherichia coli вырабатывать гадусол в больших количествах. Однако вопрос себестоимости продукта пока остается открытым.
Выводы исследователей представлены в журнале Trends in Biotechnology.
Сельское хозяйство по всему миру постепенно отказывается от антибиотиков — стимуляторов роста из-за угрозы появления устойчивых к лекарствам микроорганизмов. Однако без таких препаратов птицы на фермах чаще страдают от хронического воспаления кишечника, теряют вес и потребляют больше корма впустую. Идеальная замена должна снимать воспаление и поддерживать рост животных без побочных эффектов.
Авторы исследования, опубликованного в журнале npj Biofilms and Microbiomes, решили использовать вместо антибиотиков виноградный жмых — побочный продукт производства вина и сока, на который приходится до 20% массы переработанного винограда. Он богат клетчаткой, антиоксидантами и полифенолами, но на практике чаще всего просто гниет на свалках.
Чтобы проверить эффективность жмыха, исследователи из Корнеллского университета провели эксперимент на 126 цыплятах-бройлерах. Для имитации проблемы реальных птицефабрик у животных искусственно вызвали хроническое воспаление кишечника с помощью тяжелой диеты. В корм добавили 30% рисовых отрубей, богатых некрахмалистыми полисахаридами.
Затем птиц распределили на шесть групп. Первая питалась стандартным кормом, вторая получала только тяжелую диету, а третьей вместе с тяжелой диетой давали популярный кормовой антибиотик цинк-бацитрацин. Оставшимся трем группам давали корм без антибиотика, но с 0,5% виноградного жмыха — обычного, ферментированного лактобактериями и ферментированного дрожжами. На протяжении 42 дней ученые фиксировали набор веса, анализировали состав крови, микробиом слепой кишки и активность генов в кишечнике птиц.
Тяжелая диета привела к сильному воспалению и падению набора веса на 54%. Однако виноградный жмых почти полностью компенсировал эти потери: птицы росли так же хорошо, как бройлеры на антибиотиках. У цыплят на виноградной диете снизилась экспрессия генов воспаления (IL-1β и TNF-α), а ворсинки в кишечнике, отвечающие за всасывание питательных веществ, стали заметно крупнее.
Жмых сработал как пребиотик и перестроил микробиом птиц. У бройлеров резко упала численность патогенов (Clostridium и Klebsiella) и выросла популяция полезных бактерий (Monoglobus и Lactobacillaceae). Особенно эффективно проявил себя жмых, ферментированный лактобактериями: он спровоцировал выделение большого количества масляной (бутирата) и пропионовой кислот. Эти молекулы служат главным топливом для клеток кишечника и гасят воспаление.
Важнейшее различие между диетами обнаружили при анализе помета на гены антибиотикорезистентности. В группе на цинк-бацитрацине произошел ожидаемый всплеск гена устойчивости bcrA. У птиц, питавшихся жмыхом, таких генов не выявили: добавка обеспечила тот же коммерческий результат в виде набора веса, но не создала угрозы появления супербактерий.
Ученые предлагают экономически выгодное решение проблемы устойчивости к антибиотикам в агропромышленности. Применение биологически активных отходов виноделия в качестве функциональной кормовой добавки поможет оздоровить птицеводство и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
Виноградный жмых помог вырастить здоровых кур без антибиотиков
Сельское хозяйство по всему миру постепенно отказывается от антибиотиков — стимуляторов роста из-за угрозы появления устойчивых к лекарствам микроорганизмов. Однако без таких препаратов птицы на фермах чаще страдают от хронического воспаления кишечника, теряют вес и потребляют больше корма впустую. Идеальная замена должна снимать воспаление и поддерживать рост животных без побочных эффектов.
Авторы исследования, опубликованного в журнале npj Biofilms and Microbiomes, решили использовать вместо антибиотиков виноградный жмых — побочный продукт производства вина и сока, на который приходится до 20% массы переработанного винограда. Он богат клетчаткой, антиоксидантами и полифенолами, но на практике чаще всего просто гниет на свалках.
Чтобы проверить эффективность жмыха, исследователи из Корнеллского университета провели эксперимент на 126 цыплятах-бройлерах. Для имитации проблемы реальных птицефабрик у животных искусственно вызвали хроническое воспаление кишечника с помощью тяжелой диеты. В корм добавили 30% рисовых отрубей, богатых некрахмалистыми полисахаридами.
Затем птиц распределили на шесть групп. Первая питалась стандартным кормом, вторая получала только тяжелую диету, а третьей вместе с тяжелой диетой давали популярный кормовой антибиотик цинк-бацитрацин. Оставшимся трем группам давали корм без антибиотика, но с 0,5% виноградного жмыха — обычного, ферментированного лактобактериями и ферментированного дрожжами. На протяжении 42 дней ученые фиксировали набор веса, анализировали состав крови, микробиом слепой кишки и активность генов в кишечнике птиц.
Тяжелая диета привела к сильному воспалению и падению набора веса на 54%. Однако виноградный жмых почти полностью компенсировал эти потери: птицы росли так же хорошо, как бройлеры на антибиотиках. У цыплят на виноградной диете снизилась экспрессия генов воспаления (IL-1β и TNF-α), а ворсинки в кишечнике, отвечающие за всасывание питательных веществ, стали заметно крупнее.
Жмых сработал как пребиотик и перестроил микробиом птиц. У бройлеров резко упала численность патогенов (Clostridium и Klebsiella) и выросла популяция полезных бактерий (Monoglobus и Lactobacillaceae). Особенно эффективно проявил себя жмых, ферментированный лактобактериями: он спровоцировал выделение большого количества масляной (бутирата) и пропионовой кислот. Эти молекулы служат главным топливом для клеток кишечника и гасят воспаление.
Важнейшее различие между диетами обнаружили при анализе помета на гены антибиотикорезистентности. В группе на цинк-бацитрацине произошел ожидаемый всплеск гена устойчивости bcrA. У птиц, питавшихся жмыхом, таких генов не выявили: добавка обеспечила тот же коммерческий результат в виде набора веса, но не создала угрозы появления супербактерий.
Ученые предлагают экономически выгодное решение проблемы устойчивости к антибиотикам в агропромышленности. Применение биологически активных отходов виноделия в качестве функциональной кормовой добавки поможет оздоровить птицеводство и снизить экологическую нагрузку на окружающую среду.
Виноградный жмых помог вырастить здоровых кур без лекарств
В Институте высокомолекулярных соединений (филиал НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ — ИВС) разработали гибкий композитный биоэлектрод для лечения ран различной этиологии. Он состоит из двух слоев. Биоактивный слой из хитозана безопасно контактирует с раневой поверхностью и помогает ей восстанавливаться. В основе второго слоя — композитная матрица, созданная на основе сополимеров, разработанных учеными ИВС.
«В состав биоэлектрода входит сегментный мультиблочный сополи (уретан-имид) (СПУИ), наполненный электропроводящим составом наночастиц графена. Этот материал обладает особой электропроводностью, способной создавать чрескожные токи, в том числе и с ионной проводимостью, что важно для успешного лечения ран», — рассказал Андрей Диденко, старший научный сотрудник лаборатории синтеза высокотермостойких полимеров.
Биоэлектрод эластичен, но в то же время обладает высокой прочностью. Его можно постоянно носить на теле: он растягивается в несколько раз, двигаясь вместе с кожей или мышцами, не вызывая боли и не повреждая клетки, образовавшиеся в процессе заживления раны. Работой устройства управляет блок питания с регулировкой напряжения.
По словам разработчиков, биоэлектрод можно использовать в различных биологических средах и подвергать стерилизации. Он может эффективно лечить хронические и острые раны различной природы (трофические и диабетические язвы, ожоги) в сочетании с лекарственными средствами.
Для создания матрицы ученые предлагают использовать доступные и недорогие материалы, что делает электрод не только эффективным, но и экономически выгодным.
«Наша разработка соответствует биоэлектродам, существующим на рынке, в том числе, иностранного производства. А в некоторых технических аспектах превосходит зарубежные аналоги. В настоящее время спектр гибких, износостойких и долговечных многокомпонентных устройств подобного типа ограничен», — отметил Диденко.
Биоэлектрод успешно прошел первые этапы испытаний на лабораторных животных, ведется процесс патентования изделия.
Поиск жизни за пределами Земли давно сосредоточен на органических молекулах — прежде всего аминокислотах и жирных кислотах. Именно из них «построены» белки и клеточные мембраны. Проблема в том, что такие вещества возникают не только в живых организмах: аминокислоты находили в метеоритах, астероидах и даже в лабораторных экспериментах, моделирующих условия ранней Солнечной системы. Поэтому сама по себе находка органики не считается убедительным доказательством жизни.
До сих пор исследователи делали ставку на более тонкие признаки. Один из самых известных — хиральность, свойство молекулы не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением. Жизнь на нашей планете почти всегда использует «левые» версии аминокислот, тогда как неживая химия создает смесь левых и правых форм.
Другой подход — изотопный анализ: организмы предпочитают одни варианты атомов углерода и азота другим. Однако такие сигналы легко разрушаются временем, нагревом или радиацией, а для их измерения нужны сложные приборы, которых на космических миссиях часто просто нет.
[shesht-info-block number=1]
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, посмотрели на проблему иначе. Вместо поиска конкретных молекул они изучили общую структуру химических смесей — то, насколько разнообразны сами соединения и как распределены их количества. Для этого ученые сравнили десятки наборов аминокислот и жирных кислот из самых разных источников: земных микроорганизмов, древних окаменелостей, морских осадков, гидротермальных источников, метеоритов, астероида Рюгу и даже образцов с астероида Бенну.
Применив математический метод, с помощью которого обычно оценивают разнообразие животных и растений в природе, авторы научной работы сравнили наборы молекул и их распределение между собой. Выяснилось, что если смесь содержит много разных веществ, распределенных относительно равномерно, ее разнообразие считается высоким. Если же почти все состоит из простых соединений — низким.
Отметим, что образцы биологического происхождения почти всегда обладают гораздо более высокой внутренней сложностью, чем абиотические. В организмах обмен веществ поддерживает производство большого числа молекул в строго сбалансированных пропорциях. Неживая химия работает иначе: термодинамика и кинетика реакций обычно приводят к доминированию нескольких самых простых и устойчивых веществ.
[shesht-info-block number=2]
Этот принцип проявился даже в сильно поврежденных образцах. Некоторые древние породы возрастом более миллиарда лет и органика из горячих гидротермальных источников уже частично утратили биологический сигнал, но все еще занимали промежуточное положение между органикой биологического происхождения и полностью абиотическими смесями. Это позволило ученым выстроить своеобразную шкалу «химической деградации».
Для жирных кислот картина оказалась обратной, но не менее показательной. Биологические системы используют ограниченный набор длин цепочек, необходимых клеточным мембранам, тогда как абиотические процессы создают более ровные смеси. То есть жизнь в одних случаях увеличивает химическое разнообразие, а в других ограничивает его ради функций клетки.
Затем исследователи смоделировали условия на Европе — ледяном спутнике Юпитера, поверхность которого находится под постоянным мощным воздействием магнитосферы газового гиганта и космических лучей. Расчеты показали, что даже после разрушения части молекул статистический «рисунок» биологической химии сохраняется довольно долго. Со временем образцы становятся слишком «бедными» для анализа, но перед этим все же остаются отличимыми от неживых смесей.
[shesht-info-block number=3]
Главное преимущество нового метода — его универсальность: не нужно определять точную структуру каждой молекулы либо измерять изотопы с экстремальной точностью. Достаточно знать относительное содержание веществ в образце — данные, которые уже способны получать многие космические приборы. То есть подход особенно привлекателен для будущих миссий NASA и ESA к ледяным мирам Солнечной системы.
Важно понимать, что метод сам по себе не доказывает существование жизни. Однако он может стать еще одним инструментом астробиологов, особенно там, где традиционные биосигнатуры слишком слабы или разрушены временем.
Астробиологи предложили искать внеземную жизнь по химическому «рисунку» распределения молекул
Неизвестный ранее вид светлячков назвали Cretoluciola birmana (от сreta — «мел» и luciola — «светлячок»). Он жил в среднем меловом периоде примерно 98-99 миллионов лет назад. Палеонтологи провели масштабный сравнительный анализ более 400 морфологических характеристик и последовательности генов, полученных от современных светлячков.
На основе полученных данных исследователи составили генеалогическое древо светлячков. Можно утверждать с вероятностью 99,7%, что найденный экземпляр представляет собой светлячка из семейства Luciolinae мелового периода. Значит, возраст современных представителей этого семейства составляет почти 100 миллионов лет.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Древний светлячок — самец длиной всего 6,6 миллиметра с большими выпуклыми глазами и тонкими нитевидными усиками. Окаменелость оказалась очень высокого качества: удалось рассмотреть шесть сегментов брюшка и двусторонний орган свечения, похожий на те, что есть у современных светлячков.
Находка указала на то, что характерное для светлячков свечение и система мигания «включено — выключено» оставались неизменными на протяжении десятков миллионов лет. Вероятно, они, как и современные представители, использовали свечение для привлечения партнера и подачи предупреждающих сигналов.
Хотя открытие этого вида дает новое представление об эволюции светлячков, найденный экземпляр — лишь единственный известный его представитель. Чтобы составить полное представление об истории светлячков, необходимо изучить больше насекомых из древнего янтаря, а также собрать более обширную выборку современных светлячков.
Древнейшего ископаемого светлячка с большими глазами нашли в янтаре мелового периода
Игра у взрослых особей в животном мире — явление, известное у людей, но его распространенность у других приматов и причины сохранения в эволюции оставались загадкой. В человеческих сообществах наблюдается четкая закономерность: в обществах охотников-собирателей, где низкая стратификация и высокая мобильность, игра у взрослых поощряется, выполняя функцию снижения агрессии и укрепления коллектива. Напротив, в аграрных культурах с упором на конформизм игривость у взрослых подавляется.
Ранние исследования показали, что игра взрослых встречается почти у половины видов приматов, но причины этого не объясняли. Более поздние попытки связать наличие игры с экологическими и жизненными факторами, такими как диета, среда обитания, метаболизм, не увенчались успехом: эти факторы не объясняли сохранение игры.
В новом исследовании ученые проанализировали наличие и отсутствие игр у 37 видов приматов. Каждый вид независимо классифицировался по социальному стилю: деспотический, умеренно деспотический и толерантный. Ученые также учли альтернативные гипотезы, собрав данные по морфологии, выявив массу тела самок и индекс полового диморфизма, который часто используют как показатель уровня внутриполовой конкуренции и социальной структуре группы: парная, гаремная или мультисамцовая. Также авторы исследования учли и исключили фактор возможного родства исследуемых особей. Результаты исследования опубликовал журнал Biology Letters.
Морфологические факторы, такие как масса тела, не показали никакой значимой связи с вероятностью игры у взрослых приматов. Напротив, социальный стиль оказался решающим фактором. Вероятность наблюдать игру у взрослых была максимальной в толерантных видах и минимальной в деспотических, в то время как умеренно деспотические виды заняли промежуточное положение.
[shesht-info-block number=1]
Более того, прямое сравнение показало, что социальный стиль значительно лучше предсказывает наличие игры, чем социальная структура. Несмотря на это, близкородственные виды приматов демонстрировали схожий стиль игрового поведения, что говорит о глубоких эволюционных корнях этого феномена.
Таким образом ученые подтвердили, что именно распределение власти в обществе, а не его структура или физические особенности особей, объясняет феномен взрослой игры у приматов. Авторы исследования предложили рассматривать социальную терпимость и взрослую игру как части системы. Для приматов игра создает и укрепляет доверие и широкие социальные связи, что, в свою очередь, поддерживает терпимость в обществе.
В деспотических же системах издержки такого рискованного и требующего взаимного доверия поведения, как игра, перевешивают его потенциальные выгоды, что ведет к ее угасанию. Как предположили ученые, ключевой возможностью для подавления или стимулирования игровой активности может быть онтогенез — развитие в определенной социальной среде.
Внутренняя иерархия подавила желание приматов играть друг с другом
Так называемые мощные голубые вспышки (Luminous fast blue optical transients, LFBOT) начали обсуждать после события AT2018cow — знаменитой «Коровы», зарегистрированной в 2018 году в галактике CGCG 137-068 на расстоянии примерно 200 миллионов световых лет от Земли. Вспышка достигла необычайной яркости всего за несколько дней и так же быстро угасла, однако ее излучение долго оставалось очень горячим и «синим». Позже ученые обнаружили, что подобные события происходят в активно звездообразующих галактиках и сопровождаются мощным рентгеновским и радиоизлучением.
Что именно вызывает такие события — до сих пор не ясно, а в кандидаты выдвигали неудавшиеся сверхновые, формирование черных дыр, магнитары и даже разрушение звезд черными дырами промежуточной массы. Главная проблема в том, что встречаются мощные голубые вспышки слишком редко: на сегодня подтверждено лишь около десятка LFBOT.
Авторы новой научной работы решили подойти к загадке с другой стороны и изучили не сами вспышки, а галактики, в которых они происходят. Для этого исследователи собрали крупнейшую на сегодня выборку из 11 LFBOT и проанализировали свойства их «домов» — массу галактик, скорость звездообразования, химический состав и даже положение вспышек внутри галактик.
[shesht-info-block number=1]
Выяснилось, что все галактики-хозяева активно формируют новые светила, причем многие пережили всплеск звездообразования сравнительно недавно — по космическим меркам всего несколько десятков миллионов лет назад. Это указывает на связь голубых вспышек с молодыми массивными звездами. Однако сами вспышки нередко возникали вдали от самых ярких областей звездообразования, что стало неожиданностью для ученых.
Более того, химический состав галактик оказался промежуточным: тяжелых элементов в них было меньше, чем в типичных галактиках со сверхновыми, но больше, чем в галактиках, где рождаются длинные гамма-всплески или сверхъяркие сверхновые. Выходит, голубые вспышки, вероятно, представляют собой отдельный класс явлений с особым механизмом возникновения.
Анализ расположения LFBOT внутри галактик выявил, что больше 30 процентов событий произошли либо в самых тусклых областях, либо вообще на окраинах галактик. Для обычных сверхновых такое поведение нехарактерно. Именно этот результат стал сильнейшим аргументом в пользу гипотезы о слиянии компактных объектов со звездами Вольфа — Райе.
[shesht-info-block number=2]
Напомним, звезды Вольфа — Райе — крайне массивные и горячие светила, которые уже сбросили внешние оболочки и быстро приближаются к финалу своей жизни. Если рядом с такой звездой расположена черная дыра или нейтронная звезда, со временем орбита может разрушиться и объекты сольются. В момент столкновения выделяется колоссальная энергия, способная породить именно такую короткую, яркую и горячую вспышку, какую астрономы наблюдают у LFBOT.
Авторы препринта, опубликованного на сервере Корнеллского университета, отметили, что выборка пока слишком мала для окончательных выводов. Однако уже в ближайшие годы ситуация может измениться: строящаяся обсерватория имени Веры Рубин может находить подобные вспышки куда чаще. Если будущие наблюдения подтвердят нынешние результаты, астрономы получат не только объяснение мощных голубых вспышек, но и новый способ изучать экстремальные слияния звездных остатков в далеких галактиках.
Загадочные голубые вспышки связали со столкновениями черных дыр и звезд Вольфа — Райе
Пустыня Атбай — часть пустыни Сахара, очень засушливый каменистый регион на востоке Судана, между Нубийским Нилом (участком реки между первым и шестым порогами) и побережьем Красного моря. В 2018-2019 годах археологи нашли в этих местах наскальные рисунки возрастом около четырех тысяч лет, на которых изображен в том числе крупный рогатый скот.
Сейчас этот пустынный регион непригоден для выпаса скота. Стада коров на рисунках из Атбая стали одним из подтверждений того, что в ту эпоху климат Сахары был значительно более влажным.
Так называемый африканский влажный период, как считается, начался в Северной Африке примерно 15 тысяч лет тому назад, в конце плейстоцена. Его связывают с усилением летних муссонных дождей. Во влажном периоде большую часть Сахары покрывала саванна — трава, деревья, озера. Около шести тысяч лет назад зона муссонных дождей сместилась на юг, климат начал снова меняться, становясь все более засушливым. Эпоха «Зеленой Сахары» постепенно завершилась.
О людях, которые жили в пустыне Атбай в конце периода «Зеленой Сахары», рассказали многочисленные круги из вертикально вкопанных камней. Диаметр этих кругов составляет от пяти до 82 метров. Всего с помощью спутникового дистанционного зондирования удалось найти 280 таких сооружений, разбросанных по пустыне.
Международная группа исследователей, статья которой опубликована в журнале African Archaeological Review, пришла к выводу, что эти круги — монументальные погребальные сооружения. Их создавали племена скотоводов, кочевавших со своими стадами по пустыне в четвертом-третьем тысячелетии до нашей эры, примерно тогда, когда в нижнем течении Нила формировалась цивилизация Древнего Египта.
Строительство этих монументов требовало значительных, скорее всего, коллективных усилий. Так, по оценкам ученых, для сооружения каменного круга с длиной окружности приблизительно 60 метров одному человеку потребовался бы 161 восьмичасовой рабочий день, 10 людям — примерно 16 дней, а 50 — чуть более трех дней.
Внутри кругов археологи обнаружили захоронения людей, а также коров, коз и овец. В самом большом комплексе нашли около 18 могил животных. Зачастую захоронения скота окружают человеческие могилы, находящиеся в центре круга. Это свидетельствует о том важном значении, которое придавали пастухи своему скоту и о тесной связи, существовавшей между людьми и животными, отметили исследователи.
Ученые также обнаружили, что круги часто находятся вблизи источников воды. Это свидетельствует о том, что их расположение не было случайным: древние скотоводы специально выбирали подходящие точки для строительства.
Тем не менее примерно в третьем тысячелетии до нашей эры источники воды иссякли. Условия жизни в пустыне стали гораздо суровее, вынудив скотоводческие общества покинуть этот район и мигрировать в более благоприятные места.
Каменные круги в суданской пустыне рассказали о скотоводах «Зеленой Сахары»