Анализ генома раскрыл загадки комодского варана

Исследователи впервые расшифровали геном варана с острова Комодо - крупнейшей ящерицы нашего времени. Генетический анализ показал, почему у этих наследников драконов такие необычные для рептилий способности: выносливость и нюх, позволяющий обнаружить жертву за десять километров.

Комодский варан - король мира рептилий: трехметровый дракон весом 70 кг - самая большая ящерица в мире. Благодаря своей выносливости, силе и острым как бритва зубам, эти рептилии являются главными хищниками своих экосистем. Взрослые вараны способны убивать добычу, даже вдвое превышающую размеры их собственного тела. Они могут достигать скорости 20 км/час, догонять убегающих оленей и очень долго сохранять этот темп: по выносливости они намного превосходят всех других ящериц. Необычен и нюх драконов: они могут почувствовать и отследить запах своей раненой или мертвой добычи на расстоянии нескольких километров.

У комодосских варанов много уникальных способностей, отсутствующих у рептилий

Такие способности варанам острова Комодо обеспечивают сердечно-сосудистая система и метаболизм, обычно свойственные исключительно млекопитающим. Чтобы выяснить, что стоит за этими уникальными свойствами и почему из всех рептилий они достались лишь этим наследникам драконов, Эбигейл Линд из Института Гладстона в Сан-Франциско и ее коллеги впервые секвенировали и проанализировали весь геном живущего в зоопарке Атланты Варанпаареса ящера, использовав образцы его крови.

Генетический анализ показал: по сравнению с другими рептилиями, некоторые генные группы комодских варанов поразительно расширены. К ним относятся, например, гены, которые контролируют функцию митохондрий, «энергетических установок клеток». У этих ящериц генетически модифицированы также система свёртывания крови, липидный обмен и обоняние. Многие гены, участвующие в производстве и использовании клеточной энергии, у комодоских варанов резко изменились, что улучшает их аэробную функциональную способность. В ходе своей эволюции они прошли естественный отбор нескольких генов, которые влияют на выработку митохондрий, клеточное дыхание и способность поддерживать высокий метаболизм.

Кроме того, комодские драконы несут ген, который кодирует два нейромедиатора, важных для сердечной функции. Этот ангиотензиноген помогает оптимизировать артериальное давление и распределение выкачиваемой крови у млекопитающих. Исследователи предполагают, что этот ген позволяет варану острова Комодо устойчиво повышать кровяное давление и улучшать деятельность сердца. Это помогает ящеру при охоте и длительном интенсивном движении, когда тот переплывает с острова на остров или сражается с другими самцами.

Необычайно тонкий нюх комодского дракона тоже имеет четкую генетическую основу. В его геноме насчитывается более 150 копий генов обоняния, кодирующих рецепторы в вомероназальном органе, который позволяет рептилиям и млекопитающим воспринимать запахи. У комодских варанов есть несколько уникальных усиленных генов, другие варианты которых обнаружены, например, у змей. Ученых интересует, объясняет ли эта способность драконов чувствовать запах своей добычи на таких больших расстояниях.

Однако значение этого исследования выходит далеко за рамки комодского варана, поскольку оно дает эталонное значение даже для других секвенированных животных и помогает понять генетическую эволюцию всех их способностей.

Источник: scinexx.de

Насколько хороша рабочая память шимпанзе?

Шимпанзе очень похожи на многих из нас: у них сложное социальное поведение, они узнают себя в зеркале и на видео, а также обладают чувством справедливости. В сообществах шимпанзе даже устанавливаются и передаются дальше культурные традиции. Их отличная способность к обучению также показывает, что у обезьян хорошая долговременная память. Однако меньше известно, насколько хороша рабочая память шимпанзе - способность запоминать, что крайне важно для большинства повседневных задач.

Важной особенностью рабочей памяти человека является ее постоянно обновление: например, когда мы ищем потерянный ключ, мы помним, где смотрели. Кристоф Фёльтер из Университета Сент-Эндрюс и его коллеги протестировали девять шимпанзе, чтобы понять, могут ли они это делать. В эксперименте шимпанзе сначала наблюдали, как человек прятал еду под несколькими непрозрачными коробками.

Фото: Andyworks/ iStock

После небольшого перерыва началось испытание: обезьяны могли выбрать ящик, указывая на него. Если там была еда, они получали ее в качестве награды. После каждого подхода ящики на 15 секунд накрывали, а потом шимпанзе снова разрешалось искать. Однако испытуемым давали все кусочки, если они указывали только на полные коробки. То есть приматы должны были помнить, какую они уже опустошили в предыдущем раунде. В тестовом варианте исследователи использовали разноцветные блоки различной формы, а во втором все коробки выглядели одинаково и не передвигались.

9 из 13 шимпанзе с самого начала избегали указывать на ранее уже выбранные ящики. В среднем животные запомнили как минимум четыре ранее опустошенные, а один молодой шимпанзе показал рекорд: больше семи. Следовательно, в этом тесте способность к запоминанию у человекообразных обезьян довольно во многом соответствует уровню семилетних школьников. Как и у нас, их успехи снижались с увеличением количества ящиков, с увеличением времени между проходами и числом отвлекающих моментов.  Шимпанзе мешало также отсутствие визуальных признаков: если все коробки выглядели одинаково, животным было труднее ориентироваться

По словам исследователей, рабочая память шимпанзе мало чем отличается от человеческой. Это позволяет им постоянно вспоминать серию предыдущих событий и действий. Объем их рабочей памяти, видимо, принципиально не отличается от нашего. Однако для облегчения задачи шимпанзе не используют систематическую стратегию поиска. Ни одной из обезьян не пришло в голову обыскивать ящики по очереди. Именно отсутствие поисковой стратегии, а не емкость памяти может стать той чертой, которая разделяет людей и обезьян.

Источник информации и фото: wissenschaft.de

Козы узнают по крикам эмоции своих сородичей

Козы не только умные. Они могут различать в звуках животных своего вида едва заметные эмоциональные изменения. Об этом свидетельствуют эксперименты, проведенные этологами в Лондонском университете королевы Марии при участии других европейских ученых, сообщает веб-сайт Frontiers in Zoology.

Чтобы определить, могут ли козы различать крики, связанные с положительными и отрицательными чувствами, исследователи измерили у них поведенческие и физиологические изменения. Результаты позволили предположить, что они могут распознавать эмоциональное содержание криков своих сородичей.

В ходе исследования ученые записали крики козы, которые передавали либо положительные (радостные), либо отрицательные (грустные) чувства. Другой козе они сначала давали послушать вариант с одной эмоцией, потом – с противоположной, а в третий раз – с выбранной случайно. Радостным считалось блеяние коз, получавших пищу или разрешение присоединиться к своему стаду. Грустным – не получавших еды во время кормежки остальных.

Коза кричит Фото: Брайан Сквибб

Исследование показало, что вариабельность сердечного ритма у коз - разница во времени между каждым ударом сердца - при положительных криках была выше, чем при отрицательных. Сердцебиение козы, услышавшей радостный крик, убыстрялось.

Полученные результаты дают первое убедительное доказательство того, что козы способны не только различать варианты криков по передаваемым в них эмоциям. Оказалось, что это затрагивает и их собственные чувства. По словам Луиджи Бачиадонны, ведущего автора исследования, такие животные не только внимательны. Они могут реагировать на эмоциональное состояние других сородичей.

«Выражение эмоций в вокализации и способность узнавать и разделять эмоциональное состояние другого животного того же вида может облегчать координацию между особями в группе и укреплять социальные связи в группе и ее сплоченность».
Элоди Брифер, этолог Копенгагенского университета

Ливио Фаваро, участвовавший в исследовании этолог из Туринского университета, подчеркнул, что эти результаты могут помочь понять эволюцию восприятия эмоций у животных, не относящихся к к человеческому роду.

Видео Аланf МакЭллигота показывает Хайди во время тестирования с использованием последовательности криков «положительный – отрицательный - положительный» (PNP).

Источник: phys.org

Как бонобо удовлетворяют потребность в йоде

Немецкие исследователи впервые обнаружили в бассейне реки Конго бонобо, которые целенаправленно ищут в болотах пропитание. Это водные растения, богатые йодом, чрезвычайно важным питательным веществом для развития мозга и повышения когнитивных способностей.

Ученые из команды Готфрида Хоманна (Gottfried Hohmann) наблюдали в Конго за поведением двух групп бонобо, обитающих в Луи-Котале. При анализе использовались данные о высоком содержании йода в растениях, которыми питается этот вид обезьян Национального парка Салонга, тогда как в экосистеме бассейна реки Конго этого вещества очень мало.

Считается, что важнейшие шаги в эволюции человека произошли в прибрежных районах. Это закономерно, поскольку для развития мозга наших предков требовалась диета, богатая белками и питательными веществами.

Бонобо в лесу LuiKotale в Национальном парке Салонга. Поиск водных растений, содержащих йод Фото: Седрик Жирар-Буттоз, проект LuiKotale Bonobo

«Результаты нашего исследования доказывают, как популяции гоминидов, привыкшие к морским пищевым ресурсам, могли хотя бы частично покрывать свои потребности в йоде при заселении тропических лесов путем потребления водных растений водно-болотных угодий .
Готфрид Хоманн, ведущий автор проекта (Институт эволюционной антропологии им. Планка)

Исследование, возможно, впервые объясняет, как обезьяны могут получать йод из природных пищевых источников, причем не только бонобо. Шимпанзе и гориллы тоже замечены в поедании водных растений. Следовательно, они тоже могли получать йод из этих источников. По мнению исследовательской группы, их наблюдения могут также показать, как доисторические люди могли удовлетворять свои потребности в йоде в бассейне Конго.

Дальнейшие исследования должны выяснить, насколько недостает йода человекообразным обезьянам и как изменяется содержание этого вещества в организме животных после его приема. Неясно также, в какой степени концентрация йода вблизи Луи-Котале типична для всего бассейна реки Конго.

Источник: derstandard.at

Жук-навозник "владеет динамическим компасом"

Чтобы доставить свой ценный груз точно к месту назначения, южноафриканскому жуку-навознику (Scarabaeus lamarcki) не нужна навигационная система. Он использует для этого несколько способов.

Под жарким полуденным солнцем Африки навозный жук должен как можно быстрее вывезти свой шар в безопасное место. Откуда же он знает, куда катить груз?  Это выяснила команда Базиля Джундида (Basil Jundid) из Университета Юлиуса Максимилиана в Вюрцбурге, о чем сообщила в журнале PNAS.

Цель жука-навозника - доставить запас пищи, состоящий главным образом из слоновьего навоза, к своим подземным ходам. Известно, что он может ориентироваться по солнцу.

Исследователей заинтересовал вопрос, как жуку удается придерживаться курса, когда от солнца нет тени, например в полдень. У команды появилась гипотеза, что насекомое использует ветер, к обеду особенно усиливающийся в африканской саванне.

Ученые направили поток воздуха на экспериментальной площадке под тем же углом, как в полдень, когда солнце стоит в зените. Жуки, катавшие там шары, тоже поменяли направление. И даже если солнце начинало опускаться, навозники продолжали свой путь, ориентируясь по ветру.

Следующий эксперимент должен был выяснить, каким органом чувств жуки воспринимают ветер. Поскольку другие насекомые использовали для этой цели антенны, исследователи ампутировали их у некоторых навозников и наблюдали, какое направление те выберут в комнате без солнечного света, если ветер будет дуть с разных сторон. Насекомые с антеннами ориентировались, как и ожидалось, по ветру, а при их отсутствии - не могли решить, куда идти.

На основании этих наблюдений был сделан вывод, что жуки-навозники имеют своего рода динамический компас и могут, добиваясь максимальной точности, гибко обрабатывать и оценивать сигналы от солнца и ветра. А в безветренную погоду ночью они ориентируются по Млечному Пути. В дальнейшем команда намерена изучить, какую еще информацию могут использовать эти южноафриканские насекомые.

Источник: spektrum.de

Капуцины применяли инструменты 3000 лет назад

Люди перестали быть единственными существами, имеющими давнюю традицию пользования инструментами. Обезьяны-капуцины еще около 3000 лет назад взяли в лапы камень. Это говорит о применении ими орудий. Как показали раскопки в Бразилии, капуцины кололи ими орехи и семена. И как люди, обезьяны со временем изменяли свои каменные орудия. Исследователи сообщают, что это первое свидетельство такого долговременного изменения материальной культуры у существа, не являющегося человеком.

Обитающие в Национальном парке Капивара (Бразилия) капуцины (Sapajus libidinosus) известны своим мастерством в работе с инструментами: они используют камни, чтобы раскалывать орехи кешью, чтобы копать или громкими ударами производить впечатление на соперников и партнеров по спариванию. Как показали недавние исследования, ударяя кусками кварцита по поверхности скалы, обезьяны даже создают сколы, которые поразительно похожи на инструменты наших предков.

«Эти дикие обезьяны-капуцины демонстрируют более широкий спектр применения инструмента, чем любое другое животное, живущее сегодня, кроме Homo sapiens». Тиаго Фалотико (Tiago Falotico), Университет Сан-Паулу

Развитие использования инструментов нашими далекими предками было хорошо изучено. На основе артефактов археологи получили ценные сведения о рационе и образе жизни ранних человеческих форм и культур. В отличие от животных, делающих инструменты.

«До сих пор не существует долгосрочных данных о вариациях использования инструментов ни для одной эволюционной линии животных».
Тиаго Фалотико

Бразильские исследователи впервые применили археологические методы к артефактам обезьян-капуцинов. Они провели раскопки в одной из «каменных мастерских» обезьян и детально изучили 122 находки. С помощью радиоуглеродного датирования слоев ученые смогли определить возраст каменных молотков.

«Мы идентифицировали каменные обезьяньи инструменты, которым уже от 2400 до 3000 лет. Это в четыре раза превышает сроки, ранее известные для использования инструментов у нечеловекообразных обезьян».
Тиаго Фалотико

Обезьяны-капуцины на протяжении более 450 поколений использовали камни-молотки, чтобы раскалывать пищу. Пока только у шимпанзе обнаружены артефакты с похожим возрастом.

Однако инструменты обезьян-капуцинов со временем изменились. Самые старые камни-молотки показывают поразительное количество дефектов и сколов. Они также были меньше и легче, чем сегодняшние орудия обезьян-капуцинов.

«Это может указывать на то, что на этом этапе обезьяны измельчали ​​меньшую и менее твердую пищу, чем орехи кешью».
Тиаго Фалотико

Из-за небольшого размера семян камень-молоток мог входить в контакт с поверхностью наковальни. Однако около 2500 лет назад молотки начали меняться: они становились все тяжелее и крупнее, а около 300 лет назад они были даже больше, чем инструменты обезьян, используемые сегодня.

«Это говорит о том, что обезьяны-капуцины в это время меньше фокусировались исключительно на орехах кешью, а скорее раскалывали более твердую пищу».
Тиаго Фалотико

Следовательно, обезьяны-капуцины не только имеют давнюю традицию использования инструментов - они также изменяли их со временем.

«Обезьяны адаптировали технологию для различных целей. Это первое свидетельство такого долговременного изменения в использовании инструмента вне человеческой родословной».
Тиаго Фалотико

Однако до сих пор неясно, что подвигло обезьян-капуцинов изменять камни-молотки.

«Изменение может представлять археологическую сигнатуру различных популяций капуцинов, которые использовали камни, чтобы раскалывать в каждом случае разную еду».
Тиаго Фалотико.

Но возможно, местная популяция приспособилась к изменившимся с течением времени условиям питания.

Источник: scinexx.de

Ваша собака может услышать вас даже в шуме

Собаки на удивление хорошо отфильтровывают фоновый шум и реагируют на свои имена. Оказывается, они действительно без проблем определяют свои клички даже при «эффекте коктейльной вечеринки».

Представьте, что вы находитесь в шумной комнате и люди вокруг вас громко беседуют. Вы большей частью игнорируете бессмысленную болтовню и начинаете уходить, пока не услышите свое имя. Собаки ведут себя так же, сообщают ваторы нового исследования, опубликованного в Animal Cognition.

Фото: Pumbastyle / Shutterstock

Исследователи из Университета Мэриленда размещали людей-добровольцев и собак в кабинке между двумя докладчиками и воспроизводили запись с именем собаки или с другим, но с таким же количеством слогов и схожим рисунком ударения, например «Генри» и «Саша». В записях было три уровня фонового шума, который становился все громче.

Собаки, когда слышали свои имена, поворачивались к говорящему. Только на третьем уровне, когда фоновый шум был громче их кличек, они не отвечали. Взрослые люди могли различать свои имена независимо от громкости звуков фона. Однако малышам это удавалось только при самом низком уровне шума.

Фото: UvGroup / Shutterstock

«Собаки - социальные существа, обращающие внимание на людей своего окружения: на это была направлена их эволюция»
Соавтор работы Рошель Ньюман, профессор, председатель Департамента слуховых и речевых наук Университета Мэриленда

Для эксперимента исследователи использовали домашних, а также служебных и рабочих собак. Интересно, что последние две категории работали лучше, чем домашние питомцы.

Вероятно, это связано с тем, что эти собаки проходят дрессировку, а кинологи, как правило, более последовательно используют их собственные имена, а не прозвища, которыми мы обычно называем наших питомцев.

Исследователи советуют людям, которые работают со своими собаками, в шумной обстановке повысить голос или подойти ближе к своему четвероногому собеседнику. Это особенно важно при работе со служебной или рабочей собакой.

Не переживайте, если вам кажется, что собака игнорирует ваши призывы:

«Владельцы собак не должны расстраиваться, если их собака не реагирует на свое имя в шумной обстановке, например на оживленных городских улицах или в многолюдных парках. Ваша собака не упряма - на самом деле она не может вас понять».
Соавтор работы, докторант Амрита Малликарджун

Источник: mnn.com