18 февраля 2018

У приматов и птиц одинаковые типы клеток мозга

В мозге птиц есть некоторые типы клеток нейронов, связанные с целенаправленным поведением и познанием. Ученые выяснили, что они похожи на клетки млекопитающих, находящиеся в неокортексе мозга, представляющим собой большую слоистую структуру, расположенную на его внешней поверхности.

Нейробиологи Чикагского университета показали в недавнем исследовании, сообщение о котором вышло в Current Biology, что в птичьем мозге имеются нейроны, имеющие схему и молекулярный маркер, аналогичные клеткам, которые обеспечивают связь между различными областями неокортекса млекопитающих. Исследователи обнаружили, что у аллигаторов тоже есть такие типы клеток. Это указывает на то, что при разной анатомической структуре мозгом млекопитающих, птиц, пресмыкающихся используется одинаковый набор типов клеток.

Клифтон Рагсдейл (Clifton Ragsdale), доктор философии, профессор нейробиологии в Чикагском университете и ведущий автор исследования, заинтересовался вопросом, какие схемы мозга используют птицы. Исследование показало, что они используют такие же типы клеток и соединений, как в неокортексе, но организованы они совершенно по-другому.

Эта структура мозга птиц носит название "дорзальный желудочковый гребень" (кратко: DVR) и развивается, как и неокортекс млекопитающих, из эмбриональной области - конечного мозга (telencephalon). Но оба эти региона приобретают в процессе развития различные формы. В структуре неокортекса шесть слоев, а в DVR присутствуют ядра, представляющие собой большие кластеры нейронов.

Поэтому многие ученые предполагали, что дорзальный желудочковый гребень птичьего мозга соответствует в мозге млекопитающих не коре, а миндалевидной структуре.

В 2012 году Рагсдейл и его команда подтвердили гипотезу Харви Картена (Harvey Karten) из Калифорнийского университета, находящегося в Сан-Диего, который предложил, что DVR и неокортекс выполняют аналогичные функции, но их анатомиея сильно отличается. Исследователи Чикагского университета сравнили генетические маркеры входных и выходных нейронов неокортекса млекопитающих с генами, присутствующими в нескольких ядрах DVR птиц.

Команда аспиранта Стивена Бриско (Steven Briscoe) выявила, что и другие популяции нейронов дорзального желудочкового гребня птиц имеют одинаковые молекулярные сигнатуры с IT-нейронами неокортекса, которые помогают разным сторонам мозга передавать информацию друг другу. Затем команда обнаружила IT-нейроны в таком же месте дорзального желудочкового гребня аллигаторов.

«Структура птичьего DVR не похожа на неокортекс млекопитающих, и это исторически было огромной проблемой в сравнительной нейробиологии [...], а наша идентификация IT-нейронов дорзального желудочкового гребня птицы помогает объяснить, как подобные мозговые структуры могут вызывать подобное поведение».
Стивена Бриско

Исследование предполагает, что эволюция птиц и приматов протекала независимо. При этом развивались разные структуры мозга, однако, начало этому было положено одинаковым для обеих структур набором типов клеток.

Источник: phys.org

17 февраля 2018

Собаки способны благодарить собратьев за услуги

Собаки способны благодарить собратьев за услугиНаши верные четвероногие друзья могут отблагодарить своих сородичей, причем иногда не тем способом, каким оказана услуга. Этолог Михаэль Таборски (Michael Taborsky), исследующий поведение собак, видит в этом наличие у них абстрактного представления об отзывчивости.

Собаки оказывают ответную любезность, даже если это невозможно сделать тем же способом. Это выяснил австрийский поведенческий биолог Михаэль Таборски. По его мнению, у животных есть своего рода абстрактное представление об отзывчивости.

Таборский, который проводит исследования в Институте экологии и эволюции Университета Берна (Швейцария), и его аспирант Настасья Гфререр (Nastassja Gfrerer) предоставили служебным собакам швейцарской армии (бельгийским овчаркам - малинуа) возможность обменяться услугами и использовать при этом различных способы.

Собаки способны благодарить собратьев за услуги

Бельгийские овчарки - малинуа

Во время опыта в соседних вольерах сидели каждый раз две собаки. Сначала одна могла дать другой пищу, например, нажав лапой на рычаг, после чего в соседнем питомнике открывался контейнер, содержащий угощение.

Независимо от того, происходило это или нет, у другой после этого была возможность, в свою очередь, накормить партнера. А тот не мог просто скопировать деятельность первой собаки: он должен был взять в зубы веревку и потянуть за нее, чтобы отправить еду в соседний вольер.

Собаки способны благодарить собратьев за услуги

Экспериментальная установка для проверки, передают ли рабочие собаки разные задачи при взаимном сотрудничестве

Это происходило гораздо чаще, когда собаки до этого получали пищу от собратьев, сообщают исследователи в Biology Letters. Не имело значения, какое из двух действий (затягивать корм или открывать контейнер) было использовано первым.

«Следовательно, собаки могут отличить отзывчивых социальных партнеров от менее отзывчивых и вознаграждать щедрых сородичей за их предыдущие дары, применяя совершенно другие способы».
Михаэль Таборски

Кстати, животные просили своего партнера помочь им получить лакомство.

«Так они пытались показать социальным партнерам, что нуждаютсяв помощи».
Михаэль Таборски

Но те действительно реагировали на это, если раньше что-то от этой собаки получали. Сначала не обращать внимания на другого, а потом выпрашивать что-то - такой номер у собак не пройдет.

Источник: rsbl.royalsocietypublishing.org

Знакомство собак способствует сотрудничеству

Готовность помочь и позитивное отношение к другим считается основой человеческих отношений и сотрудничества. Но не только люди выручают и поддерживают друг друга, животным тоже это свойственно. Группа этологов из Мессерлинского научно-исследовательского института Ветеринарного университета Вены впервые продемонстрировала, что и собаки ведут себя с собратьями просоциально - при условии, что знают партнеров. Результаты были опубликованы в Nature's Scientific Reports.

Человеческая способность к сотрудничеству - явление совершенно особое, требующее определенного просоциального поведения: помощи другим без какой-либо непосредственной личной выгоды.

Просоциальное поведение - это бескорыстие, которое уже продемонстрировали ученым наши ближайшие родственники в мире животных, приматы. Кроме них это явление экспериментально изучалось только у крыс и галок.

Проводилось исследование, обнаружившее просоциальное поведение собак в отношении человека. Однако у Фридерике Ранге (Friederike Range) из Мессерлинского научно-исследовательского института возник вопрос, действительно ли собаки демонстрировали просоциальное поведение  или были в общении с людьми просто «послушными».

«Собаки и волки (их ближайшие родственники) демонстрируют социальное поведение и сотрудничают, поэтому есть основания предполагать, что эти животные ведут себя просоциально по отношению к собратьям. Кроме того, за тысячи лет одомашнивания проводилась селекция собак для закрепления специальных социальных навыков».
Фридерике Ранге

Поэтому Ранге и ее коллеги проверили способность 16 собак доставлять удовольствие знакомым и незнакомым партнерам.

Знакомство собак способствует сотрудничеству

Вид сбоку устройства для вытягивания стержня

Исследователи изучили просоциальное поведение животных с помощью теста bar-pulling task, в котором собакам приходилось тянуть зубами веревку, двигая лотки, и решать, будет ли вторая собака получать лакомство или нет. Эти поддоны могли быть пустыми или с угощением на стороне партнера.

Собаки помогают знакомым собратьям чаще, чем незнакомым

Оказалось, есть разница, знала ли помогающая собака свою партнершу или нет. Первые чаще вытаскивали лоток для знакомых собак, чем для незнакомых.

«Собаки действительно ведут себя благосклонно с другими собаками. Экспериментально это раньше никогда не было доказано. Мы также обнаружили, что на это поведение влияет степень знакомства собак. Просоциальное поведение проявлялось реже к незнакомым собакам, чем к знакомым».
Фридерике Ранге

Просоциальное поведение в эксперименте

В тесте bar-pulling task собака каждый раз решала, будет ли другая получать доступ к лакомству или нет. Сама же при этом ничего не получала. Ее задача была в том, чтобы помочь собаке-партнеру.

Знакомство собак способствует сотрудничеству

Собака справа помогает другой получить лакомство Фото: Mylène Quervel-Chaumette

Несколько контрольных испытаний показали, что собаки тянули подносы не просто ради удовольствия. Они прекращали вытаскивать лоток, когда в соседнем вольере была незнакомая собака. В конце каждого тестового прогона исследователи провели эксперимент, показавший, что помогавшие собаки знали, для чего они тянули поддон. Этологи позволили испытуемым вытащить поднос с наградой для себя, и все собаки с удовольствием сделали это.

«Эта проверка исключает вероятность того, что собаки не тянули лоток, например, из страха перед незнакомым партнером. Поскольку в такой же ситуации собаки с радостью тянули для себя».
Фридерике Ранге

«Мы также смогли опровергнуть аргумент, что собак во время теста отвлекали незнакомые сородичи и поэтому они не тянули за веревку. С чужими такая собака почти никогда не взаимодействовала».
Фридерике Ранге

Источник: vetmeduni.ac.at

11 января 2018

Дельфины осознают себя раньше, чем люди

Дельфины осознают себя раньше, чем людиДельфины опередили людей и шимпанзе в проявлении ранних признаков развития самосознания.

Используя зеркальный тест, исследователи обнаружили, что дельфины-афалины демонстрируют признаки самосознания раньше, чем люди и шимпанзе.

Узнавание себя в зеркале является показателем самосознания личности. Эта способность идентифицирована только у людей, дельфинов, человекообразных обезьян, слонов и сорок.

Изучая двух молодых дельфинов в Национальном аквариуме в Балтиморе, этологи исследовали, как дельфины вели себя, увидев собственное отражение в зеркале. Один из них впервые показал осознанное поведение, свидетельствующее об узнавании себя в зеркале, в возрасте 7 месяцев, рассказала Диана Рейсс (Diana Reiss), один из авторов исследования (Колледж Хантера Городского университета Нью-Йорка).

Дельфины осознают себя раньше, чем люди

Зеркальный тест молодых дельфинов

Люди впервые демонстрируют такое поведение при взгляде в зеркало лишь в 2-15 месяцев. Причем возраст самосознания закрепляется только к 18-24 месяцам. У шимпанзе формирование самосознания происходит в еще более позднем возрасте.

Полученные результаты добавляют к нашему пониманию этой способности новые факты, которые могут развивать распознавание себя в зеркале, ведущее к разнообразию и эволюции интеллекта в животном мире, заявила Рейсс в пресс-релизе Колледжа Хантера.

Исследования показали, что появление зеркального самосознания у детей связано с сенсорным и двигательным развитием, ростом социального сознания и самосознания.

«Раннее появление этого уровня самосознания совпадает с более ранним развитием социального сознания и продвинутых сенсомоторных навыков дельфинов».
Рейчел Моррисон (Rachel Morrison), соавтор исследования (Университет Северной Каролины, Пембрук)

Исследование было опубликовано онлайн 10.01.2018 в PLOS ONE .

Источник: phys.org

10 января 2018

Шум судов мешает общению морских животных

Судовой шум мешает общению морских животныхУченые из Университета Окленда провели первое в истории широкомасштабное исследование влияния шума судов на морских обитателей в водах залива Хаураки и выявили значительное сокращение количества «коммуникационного пространства», доступного, по крайней мере, для двух основных морских видов.

Кандидат наук Розалин Путланд (Rosalyn Putland) и соавтор исследования адъюнкт-профессор Крейг Рэдфорд (Craig Radford) из Института морских наук объединили аудиазаписи с четырех гидрофонных «станций прослушивания» с автоматическими данными отслеживания судов для определения подводного шума. Гидрофоны, подвешенные на 1-2 м над морским дном, девять месяцев делали двухминутные записи каждые 20 минут.

Судовой шум мешает общению морских животных

Кит-полосатик Брайда

Исследовались два вида, использующие звук для общения, кит-полосатик Брайда (Balaenoptera edeni) и новозеландская рифовая рыба - каталуфа или бычеглаз (Pempheris adspersa). Было обнаружено, что шум от грузовых, контейнерных и танкерных судов перекрывал их звуки до 20 % времени общения.

Судовой шум мешает общению морских животных

Каталуфа или бычеглаз

Каждый раз, когда судно проходило в радиусе 10 км от станции прослушивания, оно сокращало пространство связи для больших групп до 61,5 % и до 87,4 % для китов-полосатиков Брайда. Исследования показали, что бычеглазы могут общаться на расстоянии до 31 м, а проходящий корабль уменьшает эту его до 12 м.

Понятие «коммуникационное пространство» можно сравнить с суматохой коктейльной вечеринки, где способность слышать происходящее сокращается, чем сильнее становится шум.

«Коммуникационное пространство - это область, в которой два вида могут слышать друг друга, и это исследование обнаружило, что диапазон, на котором могут общаться каталуфы и киты-полосатики Брида, при проходе корабля значительно уменьшается».
Крейг Рэдфорд

Сокращение коммуникационного пространства для морских видов важно для ученых всего мира. Они больше узнают об использовании звука разными животными для выживания, включая поиск помощника, защиту территории и предупреждение о хищниках.

Наибольшее влияние шума на суше было на канале Джеллико, часто используемом судоходном пути в порты Окленда, где проходы судов были зарегистрированы в 18,9 % случаев.

Это последнее исследование дает дополнительные доказательства, что соблюдение ограничения скорости в 10 узлов в районе морского парка залива Хаураки может принести пользу морским видам, поскольку суда, движущиеся с более низкой скоростью, создают более слабый шум.

«Добровольный предел скорости в 10 узлов появился недавно, но мы полагаем, что он оказывает значительное влияние на снижение шума в Персидском заливе, чтобы его обитатели могли слышать друг друга. Несмотря на это, когда корабль находится прямо над морскими животными, он практически полностью (на 99 %) снижает их связь».
Розалин Путленд

Судовой шум мешает общению морских животных

Прогулочное суденышко и кит

В этом исследовании основное внимание уделялось крупным коммерческим судам, но Персидский залив регулярно используют более 130 000 прогулочных корабликов, и ожидается, что это число за следующие 20 лет увеличится на 40 %. Они также создают звуки, перекрывающие голоса рыб и морских млекопитающих. Изучению этой проблемы будут посвящены дальнейшие исследования Морской лаборатории Ли.

Исследование опубликовано в журнале Global Change Biology.

Источник: phys.org

15 декабря 2017

Расшифрован геном суматранского носорога

Ученые расшифровали геном суматранского носорога - одного из самых опасных млекопитающих на земле. Про его ум речи нет: разозлившись, этот зверь с подслеповатыми глазками тупо кидается на все, что потревожит его покой. Однако, несмотря на отсутствие врагов среди животных, его популяция находится очень давно на грани вымирания.

Как оказалось, проблемы суматранского носорога начались во время последнего ледникового периода, когда уменьшилась его среда обитания. А воздействие человека привело к еще большему сокращению численности крупного травоядного: их осталось в дикой природе менее 250 особей.

«Этот вид уже давно на пути к вымиранию».
Терри Рот (Terri Roth) из Центра сохранения и исследования исчезающей дикой природы в зоопарке и ботаническом саду Цинциннати.

Данные о последовательности генома показали, что в плейстоцене (последнем ледниковом периоде, случившемся 11 700-2 588 000 лет назад) «у популяций суматранских носорогов были взлеты и падения», - добавил ведущий исследователь д-р Герман Мейс (Herman Mays) из Университета Маршалла в Западной Вирджинии.

Исследователи упорядочили и проанализировали весь геном суматранского носорога из образца, принадлежащего самцу Ипуху, жившему в зоопарке Цинциннати с 1990-х годов и умершему четыре года назад в возрасте 33 лет.

Расшифрован геном суматранского носорога

Суматранский носорог Ипух в зоопарке Цинциннати Фото: Tom Uhlman

Из его ДНК ученые смогли смоделировать историю популяции суматранского носорога, которая насчитывала 950 000 лет назад приблизительно 60 000 особей.

Примерно 12 000 лет назад, в конце плейстоцена, суматранские носороги, как и многие другие крупные млекопитающие, потеряли большую часть подходящей для них среды обитания. В море исчезли наземные мосты, появившиеся во время ледникового периода и соединявшие острова Борнео, Ява и Суматра с Малайским полуостровом и материковой Азией. 9000 лет назад число этих животных резко сократилось из-за изменения климата.

Суматранский носорог, занесенный сейчас в Rрасную книгу, бродил когда-то в предгорьях Гималаев в Бутане и северо-восточной Индии, по югу Китая, Вьетнама, Мьянмы, Таиланда, Лаоса, Камбоджи и Малайского полуострова, а также на островах Суматра и Борнео в Индонезии. Сейчас этот вид встречается главным образом на Суматре и внесен Международным союзом охраны природы (МСОП) в список животных, которым угрожает исчезновение. Чрезмерная охота с целью добычи рога и других лекарственных средств привела его на грань вымирания. В неволе находится их более 20, в основном в Индонезии, Малайзии и несколько экземпляров в США.

Генетика дает исследователям возможность заглянуть в прошлое: из единой цельной последовательности геномов они могут моделировать, как с течением времени изменяется размер популяции. Это особенно полезно для животных с древней ДНК или в очень редких популяциях и использовалось уже для изучения гигантской панды, странствующего голубя и шерстистого мамонта.

Источник: bbc.com

14 ноября 2017

Для чего ленивцу медлительность?

Для чего ленивцу медлительность?Ленивец даже обрастает мхом: в отличие от других животных, которые проворно бегают по джунглям, он передвигается по ветвям, повисая на руках, как в замедленной съемке. Эта инертность кажется удивительной, потому что в борьбе за существование есть правило: те, кто слишком медлительны, быстро проигрывают.

Почему же ленивцы его не соблюдают?

Ленивцы - животные неторопливые

«Эта медлительность - очень умная концепция успеха. Двигаться как можно меньше, чтобы не растрачивать энергию, - так и делает ленивец, чтобы выжить».
Джон Ньякатура (John Nyakatura), биолог-эволюционист, Университет Фридриха Шиллера, Германия, Йена

Для чего ленивцу медлительность?

Ленивец на фото улыбается и никуда не спешит

Что едят ленивцы в природе

Ленивец сумел открыть такой источник пищи, который многим другим животным кажется слишком скудным. Он питается крайне бедными питательными веществами из листьев, растущих на верхушках деревьев в тропических лесах Центральной и Южной Америки. В отличие от более редко встречающихся плодов, такая пища есть повсюду, и поэтому ленивцу не нужно быть проворным, как обезьяна.

Для чего ленивцу медлительность?

Такая еда есть повсюду

Медлительное, вялое, экономящее силы животное добилось в процессе эволюции значительных успехов. Концепция бережливости помогла шести разным видам ленивцев довольно плотно заселить леса Центральной Америки и Южной Америки.

«В некоторых районах на долю ленивцев приходится даже самая большая доля биомассы млекопитающих»
Джон Ньякатура

Размеры и вес ленивца

Несколько видов ленивца достигают в длину немного более полуметра и весят до девяти килограммов. При этом наибольшую часть этого веса составляет содержание желудка, так как для костной системы ему достаточно малой мышечной массы.

«Ленивцы под своим длинным мехом удивительно худые».
Джон Ньякатур

Медлительность не только позволяет экономить энергию. У такого животного есть еще одно преимущество:

«Зеленые, как мох, и не делающие заметных движений ленивцы едва заметны для своих врагов в кронах деревьев».
Джон Ньякатур

В результате они часто ускользают от острых глаз гарпии - большого орла, который высматривает себе в лесу добычу. Но ленивец не беззащитен.

Когти и зубы ленивца - грозное орудие защиты

Для чего ленивцу медлительность?

Если сражаться таким оружием, мало не покажется

Однако в случае нападения это существо начинает действовать довольно проворно: в ход идут удары длинными когтями и весьма энергичные укусы.

Источник: wissenschaft.de

Людвиг Хубер об интеллекте животных. Часть II: шмели и пчелы

В дополнение к обычным животным, подозреваемых в умном поведении, в число которых помимо человекообразных обезьян уже давно входят другие мл...