165

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение Глобальное потепление, Климат, Изменения климата, Наука, Муравьи, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Из-за жизнедеятельности американских муравьев-листорезов из рода Atta в атмосферу попадает значительный объем углекислого газа и оксида азота. Об этом свидетельствуют исследования, проведенные двумя независимыми группами ученых. Авторы одной из работ показали, что гнезда муравьев-листорезов являются своеобразными помпами, которые могут на 60% усиливать выведение CO2 из почвы. Результаты другого исследования доказывают, что по интенсивности выделения N2O мусорные кучи муравьев-листорезов сопоставимы с рукотворными очистными сооружениями и более чем в 1000 раз превышают фоновый уровень. Поскольку численность муравьев-листорезов возрастает в лесах, подвергшихся антропогенному влиянию, то в дальнейшем вклад этих насекомых в выбросы парниковых газов будет только увеличиваться.

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение Глобальное потепление, Климат, Изменения климата, Наука, Муравьи, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Слева — схема устройства гнезда муравьев-листорезов Atta vollenweideri (Парагвай), обратите внимание на подземные камеры для хранения отходов (dump chambers). Рисунок из книги B. Hölldobler, E. O. Wilson. Journey to the Ants: a Story of Scientific Exploration. Справа — котлован, который пришлось вырыть для того, чтобы полностью раскопать средних размеров гнездо муравьев-листорезов Atta texana. Фото из статьи J. C. Moser, 2006. Complete excavation and mapping of a Texas leafcutting ant nest

Наряду с человеком и некоторыми видами термитов муравьи-листорезы из рода Atta являются самыми продвинутыми организмами на Земле по части сельскохозяйственных технологий. Они срезают кусочки листьев, утаскивают их в гнездо, размельчают и выращивают на этом субстрате питательный грибной мицелий, внешне напоминающий коричневатую хлебную плесень. Подобно тому, как изобретение сельского хозяйства у людей в неолите стало причиной концентрации населения, приведшей к появлению первых городов и развитию сложных обществ, выращивание грибов позволило муравьям-листорезам создавать огромные колонии.


Численность муравьев-листорезов Atta в одном зрелом гнезде сопоставима с населением крупного мегаполиса и может достигать 4–7 млн особей (J. C. M. Jonkman, 1980. Average vegetative requirement, colony size and estimated impact of Atta vollenweideri on cattle‐raising in Paraguay). По занимаемой площади такая колония иногда приближается к теннисному корту, а в глубину она уходит на несколько метров, так что в ней мог бы поместиться двухэтажный дом. Существование этого «подземного города» на поверхности выдают только небольшие земляные холмики. Его внутреннее устройство изучают с помощью радаров или же путем раскопок. Например, чтобы полностью раскопать средних размеров гнездо муравьев-листорезов Atta texana в штате Луизиана, ученым пришлось вырыть котлован длиной 6 м и глубиной 4,5 м, но даже так не удалось добраться до конца самых длинных галерей, уходящих вглубь (рис. 1, J. C. Moser, 2006. Complete excavation and mapping of a Texas leafcutting ant nest).


Муравьи-листорезы обитают в Новом Свете, их ареал простирается от юга США до Аргентины, и практически везде они входят в число главных потребителей растительности, а зачастую — в число главных сельскохозяйственных вредителей. Вклад муравьев-листорезов в общий объем съеденной растительности варьирует в зависимости от типа экосистемы. Например, в бразильских серрадо (тропических саваннах) они уничтожают 13–17% всего ежегодного прироста листвы на древесных растениях (A. N. Costa et al., 2009. Do herbivores exert top‐down effects in Neotropical savannas? Estimates of biomass consumption by leaf‐cutter ants). В панамских дождевых лесах эта цифра значительно меньше и составляет всего около 2% (H. Herz et al., 2007. Herbivory Rate of Leaf‐Cutting Ants in a Tropical Moist Forest in Panama at the Population and Ecosystem Scales). Тем не менее, даже в этом случае на долю муравьиных фермеров приходится одна шесть часть всей потребляемой растительности. В той же Панаме одна колония муравьев-листорезов за год приносит в гнездо 266 кг листьев (в пересчете на сухую массу) — примерно столько же за это время успевает съесть один большой мазама, тропический олень, занимающий одно из первых мест по объему потребления среди местных травоядных позвоночных.


Неудивительно, что «города» муравьев-листорезов оказывают колоссальное влияние на окружающую среду. Например, выстригая листву на соседних деревьях, их обитатели меняют режим освещенности и тем самым видовой состав растительности (M. M. Corrêa et al., 2009. How leaf-cutting ants impact forests: drastic nest effects on light environment and plant assemblages). Не меньшую важность муравьи-листорезы представляют в качестве почвообразователей. В тропическом лесу органическое вещество, оказавшееся на земле, разлагается с большой скоростью и не поступает в глубокие горизонты почвы. В то же время муравьи-листорезы, затаскивая обрезки листьев на глубину до нескольких метров, обогащают почву перегноем и способствуют росту корней. Гнезда муравьев-листорезов служат настоящим депо для органики: старый растительный субстрат (а также своих умерших сородичей) муравьи-листорезы складируют в отдельных подземных камерах, причем по своим размерам эти мусоросборники превышают камеры, где выращиваются грибы.


Один вид муравьев-листорезов, Atta colombica, устраивает мусорные кучи не под, а над землей, и тогда они служат домом для многих мирмекофильных насекомых, вроде жуков-чернотелок и личинок бабочек (рис. 2). Вместе с гнездовым мусором в этих свалках на единицу площади поступает в 16–98 раз больше минеральных веществ, чем в обычных участках леса (B. L. Haines, 1978. Element and Energy Flows Through Colonies of the Leaf-Cutting Ant, Atta colombica, in Panama). Так как в грибных садах Atta присутствуют азотофиксирующие бактерии, то содержание азота в образующемся мусоре выше по сравнению с исходной свежей листвой. Подсчитано, что ежегодно одна зрелая колония муравьев-листорезов привносит в экосистему до 1,8 кг этого элемента, столь дефицитного в условиях обедненных тропических почв (A. A. Pinto-Tomás et al., 2009. Symbiotic Nitrogen Fixation in the Fungus Gardens of Leaf-Cutter Ants).

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение Глобальное потепление, Климат, Изменения климата, Наука, Муравьи, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Одна из авторов обсуждаемой статьи в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences рядом с мусорной кучей муравьев-листорезов Atta colombica. Фото с сайта phys.org


Учитывая размах деятельности муравьев-листорезов, логично предположить, что они вносят свою лепту и в климатические процессы в масштабах всей планеты. Два недавних исследования проливают свет на этот вопрос. Объектом изучения в статье, опубликованной в начале января в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences стали только что упомянутые муравьи-листорезы Atta colombica. Ученых интересовало, как много оксида азота выделяется из их мусорных куч. В списке парниковых газов, который приводится в Киотском протоколе, оксид азота находится на третьем месте после углекислого газа и метана. Хотя содержание N2O в атмосфере в тысячу раз ниже чем CO2, его парниковый эффект в 300 раз сильнее и, кроме того, этот газ негативно влияет на стратосферный озоновый слой (T. G. Griffis et al., 2017. Nitrous oxide emissions are enhanced in a warmer and wetter world). Наиболее значимым природным источником N2O являются почвенные микроорганизмы и грибы, его антропогенные выбросы главным образом связаны с активным использованием азотистых удобрений и отходами животноводства.


Как оказалось, муравьиное сельское хозяйство тоже сопряжено с выбросами оксида азота. Всего исследователи изучили 22 колонии Atta colombica, расположенные в тропическом дождевом лесу на юго-западе Коста-Рики. Ученые измеряли количество N2O, поступающего в атмосферу из муравьиных мусорных куч, из грунта самих колоний и из почвы на соседних участках леса. Измерения проводились с помощью метода статических камер, когда на поверхность почвы устанавливается емкость вроде перевернутого вверх дном пластикового таза, в которой и отслеживается концентрация интересующего газа. Оказалось, что по интенсивности выбросов N2O муравьиные мусорные кучи (а их площадь обычно составляет 1–5 квадратных метров) на три порядка превосходят окружающие участки леса (включая остальную территорию колонии, рис. 3). Некоторые мусорные кучи демонстрировали рекордно высокий для дикой природы уровень выбросов этого газа. По словам ученых, навозные кучи рогатого скота и отстойники для утилизации сточных вод в пересчете на единицу площади выделяют столько же или даже меньше N2O. Это вполне понятно, ведь муравьиные мусорные кучи содержат в пять раз больше азота по сравнению с почвой, а в их глубине создаются бескислородные условия, необходимые для денитрификации.

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение Глобальное потепление, Климат, Изменения климата, Наука, Муравьи, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Слева — интенсивность выделения N2O из лесной почвы (результаты измерений обозначены зелеными кружочками), с территории самой колонии (коричневые кружочки) и из муравьиных мусорных куч за три месяца (оранжевые кружочки). Справа — интенсивность выделения N2O из муравьиных мусорных куч (оранжевая полоса) в сравнении с антропогенными источниками, такими как навозные кучи и канализационные отстойники (пурпурные полосы). Вертикальными полосами отмечен разброс значений, черными горизонтальными полосками — средние показатели. Рисунок из обсуждаемой статьи в Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences


Поскольку выбросы N2O сильно варьируют в зависимости от сезона (влажного или засушливого) и от условий в данной конкретной мусорной куче, определить совокупный вклад муравьев-листорезов в биогенные выбросы оксида азота — непростая задача. Тем не менее, учитывая, что на 1,2 гектара коста-риканского дождевого леса в среднем приходится по одному гнезду Atta colombica, ученые подсчитали, что за счет этих насекомых ежегодные выбросы N2O в данной местности увеличиваются примерно на 200%.


Второе исследование, результаты которого были опубликованы в ноябре прошлого года в журнале JGR Biogeosciences, тоже проводилось в Коста-Рике, но рядом с другой биостанцией и на примере другого вида муравьев-листорезов, Atta cephalotes. На протяжении 2,5 лет ученые работали с 9 колониями этого вида, ежемесячно измеряя концентрацию выделяемого ими углекислого газа. Чтобы измерить ее на различных глубинах, авторы статьи в самом начале вставили в гнезда стальные трубки-колодцы с мелкими порами, через которые и осуществлялся периодический забор проб воздуха. Выяснилось, что интенсивность выведения углекислого газа в вентиляционных ходах муравейников в 1000–100 000 раз выше по сравнению с контрольными участками почвы (рис. 4). Из-за такого активного проветривания в глубине гнезда концентрация CO2 даже меньше, чем в обычной почве, хотя там существенно больше органики, а муравьи и грибные плантации испускают CO2 в процессе дыхания.

Заметная часть парниковых газов имеет мирмекогенное происхождение Глобальное потепление, Климат, Изменения климата, Наука, Муравьи, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 4. Слева — схема циркуляции CO2 в гнезде муравьев-листорезов Atta cephalotes. Справа — интенсивность выделения CO2 из почвы на контрольных участках (зеленый), из покинутых (синий) и действующих гнезд (красный). Рисунок из обсуждаемой статьи в JGR Biogeosciences


За время исследования из-за сильных дождей 6 гнезд были покинуты обитателями, но даже в таких гнездах концентрация CO2 оставалась более низкой, чем в почве, не затронутой деятельностью муравьев. Это происходило потому, что сложная система подземных камер и ходов, созданная муравьями, продолжала откачивать CO2 из нижних почвенных горизонтов. Глинистые тропические почвы, особенно после дождей, очень плохо вентилируются, но муравьи, перекапывая кубометры грунта, выводят на поверхность депонированный там CO2. Именно в этом авторы исследования видят их основную роль. За счет работы вентиляционных отверстий один квадратный метр территории муравейника выделяет на 15–60% больше углекислого газа, чем обычный участок леса аналогичной площади. В целом же, по подсчетам ученых, из-за деятельности муравьев-листорезов общий объем CO2, выделяемого тропическими лесами, возрастает на 0,2–0,7%.


Возможно, звучит не слишком впечатляюще, но если прибавить сюда и термитов, симбионты которых выделяют мегатонны метана и CO2 (M. G. Sanderson, 1996. Biomass of termites and their emissions of methane and carbon dioxide: A global database), то климатический след общественных насекомых будет вполне ощутимым. К тому же муравьи-листорезы любят селиться на вырубках и по обочинам дорог — там теплее из-за более высокой освещенности, и травянистая пионерная растительность им нравится больше, чем жесткие листья деревьев (P. Urbas et al., 2007. Cutting More from Cut Forests: Edge Effects on Foraging and Herbivory of Leaf‐Cutting Ants in Brazil). Поэтому по мере того, как давление человека на тропические леса Южной Америки нарастает, муравьи-листорезы усиливают свое присутствие, и, следовательно, их влияние тоже растет.


Источники:

1) A. S. Fernandez-Bou et al. The Role of the Ecosystem Engineer, the Leaf-Cutter Ant Atta cephalotes, on Soil CO2 Dynamics in a Wet Tropical Rainforest // JGR Biogeosciences. 2018. DOI: 10.1029/2018JG004723.

2) F. M. Soper et al. Leaf-cutter ants engineer large nitrous oxide hot spots in tropical forests // Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 2019. DOI: 10.1098/rspb.2018.2504.


Александр Храмов

http://elementy.ru/novosti_nauki/433410/Zametnaya_chast_parn...

Найдены возможные дубликаты

+14

Но основные виновники - ведь по-прежнему пердящие австралийские коровы?

раскрыть ветку 3
+12

Что только не придумают спонсоры таких исследований, чтобы от своих заводов подозрения отвести.

Это как с водой. Заводы херачат ее по полной, и сливают туда же без очистки. А люди виноваты, что не экономят ее.

+1
Их уже оправдали. Теперь виним муравьев.
+1

Аргентинские вроде, не?

+4

...ну, щас давай джунгли с муравьями вырубать... а то повода не было...

+7
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку 9
+20
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку 7
+1
Зато у муравьев есть работа с возможным карьерный ростом, а у нас нет
раскрыть ветку 1
-6
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку 4
ещё комментарии
0
Иллюстрация к комментарию
+1

Так ведь все, что выделяют муравьи, является либо удобрением, либо кормом для растений. В чем проблема? В изменении экосистемы? Так, баловство природы

+1
Да вы что, истреблять задумали? А где драгрейсеры N2O будут брать? Они же возле муравейника с баллонами тусят, халява сэр!!! Может они их и разводят...
+1

Теперь значит что, надо Америку уничтожить вместе с муравьями?

+1
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
раскрыть ветку 5
+3

Да не надо ничего с ними делать.  Никак они не влияют на климат. Уменьшится содержание парниковых газов, может только если вещество выпадает из кругооборота в природе, в осадок проще говоря. В джунглях этого не происходит, там баланс углерода на длительном промежутке времени около нулевой, нет там осадков - все разлагается. Просто муравьи делают это чуть быстрее.

раскрыть ветку 1
0
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
+1

Вымирание не вариант, они хоть как то насыщают почву азотом.

раскрыть ветку 2
0
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
0
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
-1

После извержения вулкана Эйяфьядлайёкудль, выброс газов за месяц которого составил объем газов человечества за последние 100 лет,  стало понятно что созданные газы животными и людьми никак не влияют на глобальное потепление и спекуляции на счет тепличного эффекта является поводом для наглого сбора денег за квоты выбросов!

раскрыть ветку 9
+1

Пруфы в студию.

раскрыть ветку 8
раскрыть ветку 7
0

Конечно, блядь, муравьи. Катод ещё-то

0

Дональд трамп перелогинься)))

0
Никогда мне эти твари не нравились.
-2

Т.е. люди не только напрямую влияют на экологию, но и устраивают цепной эффект.

раскрыть ветку 1
+3
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
-1
А так это из-за муравьев в Сибае сейчас дышать нечем, вон оно чо
-1

Так вот кто виноват! Все, можно обратно раздушивать бензомоторы, это не машины с заводами на газы влияют.

-4

зачем я это прочитал?

Похожие посты
74

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 1. Реконструкция головы анкилозавра биссектипельты (Bissektipelta archibaldi), выполненная по аналогии с другими анкилозаврами. Эта группа динозавров была очень консервативной и не отличалась разнообразием форм на протяжении своей истории, которая началась в юрском периоде и длилась до конца мелового периода. В такой консервативности они похожи на черепах, чьим экологическим аналогом анкилозавры, вероятно, являлись. Рисунок Андрея Атучина

Тщательное исследование небольших фрагментов черепов трех особей панцирного динозавра биссектипельты позволило в буквальном смысле заглянуть в мозг этого представителя анкилозавров и увидеть его картину мира. Мозг биссектипельты одновременно изучали две группы палеонтологов: первая — по старинке, с помощью силиконовых слепков, вторая — новаторским методом компьютерного томографирования. Удалось выяснить, что биссектипельты хорошо слышали низкие частоты, обладали отличным обонянием и очень эффективной системой кровообращения в голове, которая помогала бороться с перегревом мозга.

В двадцатых годах XX века в Средней Азии геологи открыли несколько крупных захоронений с остатками динозавров. Все кости были разрозненными и разбитыми, словно скелеты пропустили через мясорубку и разбросали на огромной площади в сотни квадратных километров. Из-за выветривания и эрозии они часто попросту валялись на поверхности, покрываясь пустынным загаром.

Молодой палеонтолог, будущий профессор и писатель И. А. Ефремов писал, что лошадь может целыми днями идти в предгорьях Тянь-Шаня по костям динозавров, среди которых нет ни одной целой: только куски и осколки. Собирать и изучать их в те годы казалось бессмысленной тратой времени. Но постепенно появлялись новые палеонтологические методы и технологии, благодаря которым стало возможно извлекать ценную информацию даже из небольших обломков костей, совершенно затрапезных на вид.

Множество таких обломков собрали в пустыне Кызылкум в Узбекистане, в местонахождении Джаракудук. В восьмидесятых годах там много работал ленинградский палеонтолог Л. А. Несов. Затем началась большая многолетняя экспедиция, в которой участвовали ученые из России, США, Канады, Великобритании и Узбекистана. За десять лет (экспедиция работала с 1997 по 2006 год) в Джаракудуке были добыты десятки тысяч отдельных костей и зубов динозавров и сопутствующей фауны: акул, крокодилов, птиц, птерозавров, млекопитающих. В общей сложности были найдены остатки более ста видов древних позвоночных, которые населяли эти места в последней трети мелового периода, около 90 миллионов лет назад, когда в районе местонахождения проходила береговая линия древнего моря. Богатейшая коллекция напоминала салат: в ней было множество ингредиентов и все представлены крохотными обломками — такими же, по которым за век до этого бродила лошадь Ивана Ефремова.

Один из обломков принадлежал панцирному динозавру (анкилозавру), который после ряда уточнений обособили в новый род и вид, назвав его биссектипельта Арчибальда (Bissektipelta archibaldi) в честь колодца Биссекты и участвовавшего в экспедиции американского палеонтолога Дэвида Арчибальда (James David Archibald). Обломок представлял собой фрагмент черепа из области затылка, размером с большой смартфон. В нем полностью сохранилась мозговая полость (к счастью для ученых, мозг анкилозавров отличался крохотными размерами). Также были найдены еще несколько обломков черепов других особей биссектипельт.

Недавно изучением мозга этого животного занялись сразу две группы ученых. Московский палеонтолог В. Р. Алифанов и нейробиолог С. В. Савельев работали с силиконовым слепком полости одного из образцов и опубликовали свои выводы в 2019 году. Петербургские палеонтологи И. Т. Кузьмин, А. О. Аверьянов, П. П. Скучас, Е. А. Бойцова вместе с американским палеонтологом Х.-Д. Зуэсом (Hans-Dieter Sues) и петербургским школьником И. Петровым построили и изучили компьютерную томографию фрагментов двух черепов. Результаты их исследований увидели свет в июне 2020 года.

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 2. Биссектипельта принадлежала к группе панцирных динозавров анкилозавров, расцвет которых пришелся на меловой период. Анкилозавры были весьма консервативной группой и внешне мало менялись в течение всей эволюционной истории группы. Их внешние покровы окостеневали, зачастую превращаясь в эффектные шипы и колючки. У некоторых анкилозавров хвост заканчивался своеобразной костяной булавой. Крупнейшие особи вырастали до восьми метров в длину, из которых половина приходилась на хвост. Биссектипельта была средних размеров, около трех метров (размер вычислен по аналогии с остатками других анкилозавров). На рисунке для сравнения рядом с биссектипельтой изображен палеонтолог И. А. Ефремов, который отличался почти двухметровым ростом. Рисунок Андрея Атучина

Для изготовления слепка московские исследователи залили полиуретановую резину в мозговые полости биссектипельты через обонятельные и так называемое окципитальное отверстия и сделали тринадцать фрагментарных слепков, которые соединили воедино. «Резиновый» мозг получился размером с указательный палец — 8,5 сантиметров в длину. То есть был крошечным даже по меркам динозавров. Впрочем, об этом было известно и ранее: анкилозавры по соотношению размеров головного мозга и тела занимают среди динозавров второе место с конца после длинношеих завропод — только у этих гигантов мозг в пропорции к телу был еще меньше. Если бы у человека было такое же соотношение размеров мозга и тела, то наш мозг объемом около 1300–1600 см3 располагался бы в теле размером с железнодорожный состав из четырех-пяти вагонов.

Главным органом чувств биссектипельты было обоняние. Доли мозга, отвечающие за обоняние, у нее самые крупные. Неплохо обстояло дело и с анализом вкуса. Вероятно, животное хорошо различало вкус, состав и твердость пищи. Размер полости от соответствующего нерва указывает, что язык был крупным и подвижным. А вот слух биссектипельты оказался, по мнению московских ученых, плохим, равно как и вестибулярный аппарат, что в целом подтвердило взгляд на анкилозавров как на животных с пассивным образом жизни.


Через полгода после публикации московских ученых в свет вышла статья с результатами трехлетней работы петербургских специалистов. Они изучили не только образец, с которым работали московские коллеги, но и еще один фрагмент черепа с мозговой полостью, а также третий обломок черепа, на котором сохранились отпечатки кровеносных сосудов. Исследователи создали виртуальные модели двух мозгов биссектипельты (одну модель сделал школьник Петров, ставший соавтором статьи).


Петербургские специалисты также сделали вывод, что у животного был отличный нюх. По их подсчетам, обонятельные луковицы занимали около 60% размера больших полушарий. А вот слух, по их данным, нельзя было назвать плохим. Короткая и толстая базилярная мембрана на обеих виртуальных моделях указывала, что для одной особи оптимальная частота слуха составляла 682–1002 Гц, для второй — 576 Гц. Верхняя граница слышимости достигала 2889 и 2105 герц соответственно. То есть обе биссектипельты хорошо слышали в нижнем диапазоне частот (100–3000 герц) — как и современные крокодилы.


Это известное правило: чем крупнее животное, тем более низкочастотные звуки оно издает и слышит. Возможно, самые ранние, базальные, анкилозавры слышали высокие звуки, но в ходе эволюции, становясь все крупнее и больше, им пришлось переориентировать слух на низкие частоты. Человеческую речь биссектипельта бы услышала, а писк комара или свист зарянки — нет.

У анкилозавров биссектипельт была холодная голова и острый нюх Палеонтология, Наука, Динозавры, Копипаста, Elementy ru, Гифка, Длиннопост
Рис. 3. Трехмерная компьютерная реконструкция эндокаста мозговой полости и сосудов головы анкилозавра Bissektipelta archibaldi. Розовый цвет —внутреннее ухо, желтый — нервы, красный — крупные артерии, синий — вены и мелкие артерии, голубой — эндокаст мозговой полости. Анимация с сайта spbu.ru
Крайне любопытные подробности принесло изучение отпечатков и полостей вен и артерий, которые окружали мозг. Кровеносная сеть в голове биссектипельты оказалась крайне сложной и напоминала кровеносную систему ящериц, а не более близких к динозаврам крокодилов и птиц. Один из авторов исследования, аспирант СПбГУ Иван Кузьмин, сравнил систему этих отпечатков с запутанными железнодорожными путями. При жизни биссектипельты сосуды опутывали мозг сложной сетью, а кровь текла по ним в разных направлениях, эффективно охлаждая мозг. Кузьмин сравнил систему с панамкой. Возможно, более удачным было бы сравнение с постоянным прохладным душем, который охлаждал мозг животного. По словам палеонтолога Александра Аверьянова, охлаждение мозга здесь работало по такому же принципу, как и охлаждение атомного реактора проточной водой. С той разницей, что реактор нагревается изнутри, а температура мозга увеличивалась от внешнего нагрева — от солнечных лучей, которые падали на голову биссектипельты.

Для анкилозавров проблема перегревания мозгов стояла особенно остро, поскольку их череп и костяные выросты-остеодермы были очень толстой и теплоемкой конструкцией.

Подобные охладительные системы в лобно-теменной области ранее реконструировались и для других древних животных, в том числе пермских терапсид (M. F. Ivakhnenko, 2008. Cranial Morphology and Evolution of Permian Dinomorpha (Eotherapsida) of Eastern Europe), но у анкилозавров обнаружены впервые.

Сейчас петербургские специалисты продолжают начатую работу. Намечены еще два больших исследования. Во-первых, они собираются изучить мозговые полости других анкилозавров. Это поможет ответить на вопрос, была ли система охлаждения мозга и чрезвычайно острое обоняние признаком всей группы или отличительной чертой биссектипельты. Во-вторых, продолжается работа с «виртуальными» мозгами других динозавров из Джаракудука — утконосых гадрозавров.

По итогам обоих исследований можно нарисовать следующий портрет биссектипельты. Это был неповоротливый и малоактивный динозавр. Его картина мира состояла в первую очередь из запахов. С помощью тонкого обоняния биссектипельты искали пищу, отслеживали врагов, искали партнеров. Их слух, как и у других крупных животных, был заточен на низкий диапазон, но звуки, возможно, не играли большой роли в жизни животного. Совсем неразвитым оказалось зрение. Можно сказать, биссектипельты были полуслепыми. Специальные системы охлаждения мозга с большой вероятностью указывают на сухопутный образ жизни: для водных животных проблема перегрева не стоит сколько-нибудь остро. Ближайшим экологическим аналогом животного можно назвать крупную наземную черепаху, например, галапагосскую.

Источники:

1) В. Р. Алифанов, С. В. Савельев. Строение мозга и нейробиология панцирного динозавра Bissektipelta archibaldi (Ankylosauridae) из позднего мела Узбекистана // Палеонтологический журнал. 2019. № 3. С. 315–321.

2) I. Kuzmin, I. Petrov, A. Averianov, E. Boitsova, P. Skutschas, H.-D. Sues. The braincase of Bissektipelta archibaldi — new insights into endocranial osteology, vasculature, and paleoneurobiology of ankylosaurian dinosaurs // Biological Communications. 2020. DOI: 10.21638/spbu03.2020.201.

Антон Нелихов
https://elementy.ru/novosti_nauki/433667/U_ankilozavrov_biss...

Показать полностью 2
254

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов

Считается, что жизнь невозможна без воды. Поэтому оценка потенциально обитаемых миров во Вселенной обычно начинается с поиска ответа на вопрос, возможно ли существование на других планетах воды в жидком виде. Но недавно выяснилось, что цианобактерии Chroococcidiopsis, живущие внутри гипсовой породы в пустыне Атакама, могут существовать и без жидкой воды. Американские ученые разобрались в том, как им это удается. Оказалось, что цианобактерии добывают воду прямо из кристаллов гипса, превращая его в ангидрид.

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микроорганизмы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 1. Образец гипса из пустыни Атакама. Микроорганизмы (светло-зеленые пятна) живут под тонким слоем породы, который защищает их от солнечной радиации. Для своих нужд они используют воду, входящую в структуру минералов. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS

Биологи и раньше находили в пустынных безводных районах микроорганизмы — цианобактерии, актинобактерии, протеобактерии и нитчатые бактерии класса Chloroflexia, но считалось, что все эти экстремофилы просто могут очень долго обходиться без воды или используют для роста водный конденсат, образующийся по утрам на холодных камнях. Также было замечено, что фотосинтетические бактерии, которым нужен солнечный свет, обычно селятся внутри полупрозрачных пород, таких как гипс. Верхний слой пород защищает их от неблагоприятных условий внешней среды, пропуская при этом свет. Но оказалось, что бактерии выбирают гипсовую породу для жизни не только поэтому.

Американские ученые под руководством Дэвида Кисайлуса (David Kisailus), профессора материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Риверсайде опытным путем доказали, что цианобактерии Chroococcidiopsis, живущие в чилийской пустыне Атакама, способны извлекать из твердой гипсовой породы воду. Сам гипс CaSO4·2H2O при этом переходит в безводный аналог — ангидрит CaSO4.

Цианобактерии Chroococcidiopsis давно привлекали внимание ученых, поскольку долгое время было непонятно, за счет чего они выживают в пустыне. Дело в том, что в течение довольно длительного периода в году относительная влажность в Атакаме находится на уровне ниже 60%, а значение 58,5% считается нижней границей метаболической активности живых существ (A. Stevenson et al., 2016. Aspergillus penicillioides differentiation and cell division at 0.585 water activity).

Эти цианобактерии даже отправляли в космос. Вместе с другими наземными микроорганизмами-экстремофилами в рамках эксперимента EXPOSE-R2 их выставляли за пределы МКС в специальном модуле, в котором имитировались условия на поверхности Марса. Chroococcidiopsis прожили в космосе 533 дня в условиях вакуума, интенсивного ультрафиолетового излучения и экстремальных колебаний температуры (J.-P. de Vera et al., 2019. Limits of Life and the Habitability of Mars: The ESA Space Experiment BIOMEX on the ISS), что говорит о том, что они в принципе могли бы жить на Марсе, продуцируя кислород и создавая первичный почвенный слой. Открытым оставался только вопрос, откуда микроорганизмы будут брать воду.

Изучая образцы гипсовой породы из пустыни Атакама, ученые заметили, что количество ангидрита (обезвоженной формы гипса) в ней коррелирует с концентрацией цианобактерий. Тогда у них и родилась гипотеза о том, что микроорганизмы могут извлекать кристаллическую воду из гипса, вызывая фазовое превращение сульфата кальция.

Вода составляет до 20,8% массы гипса. Молекулы H2О в его кристаллической структуре располагаются между двойными слоями анионов [SO4]2− и катионов Ca2+, легко высвобождаясь при нагревании. Поэтому логично было предположить, что Chroococcidiopsis каким-то образом могут ее использовать. К тому же ранее уже был зафиксирован факт использования кристаллической воды пустынным растением Helianthemum squamatum, произрастающим на гипсовой породе на северо-востоке Испании (A. Escudero et al., 2014. Plant life on gypsum: a review of its multiple facets).

На первом этапе исследования авторы с помощью метода микрокомпьютерной томографии получили подтверждение того, что колонии цианобактерий локализуются в порах приповерхностной зоны гипсовой породы (рис. 1). Более детальные наблюдения на сканирующем электронном микроскопе позволили выявить детали распределения микроорганизмов. Оказалось, что бактерии внутри гипсовой породы распространяются вдоль определенных плоскостей кристаллической решетки (рис. 2).

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микроорганизмы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 2. Бактерии (зеленые) проникают в гипсовую породу (фиолетовая) вдоль плоскостей кристаллической решетки. Фото сделано с помощью сканирующего электронного микроскопа. Размер по длинной стороне — около 30 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS
Результаты рентгеноструктурного анализа и инфракрасной спектроскопии показали, что области, колонизированные цианобактериями, сложены ангидритом, а вся остальная порода — гипсом. Чтобы убедиться, что Chroococcidiopsis могут извлекать кристаллическую воду из гипса, переводя его в безводный ангидрит, авторы провели лабораторный эксперимент.

Вырезанные из гипсовой породы образцы размером 0,5×0,8×0,5 мм (купоны) с посевом бактериальной культуры были помещены в условия с разной влажностью. В качестве контрольных образцов выступали купоны гипсовой породы без микроорганизмов. Через 30 дней места развития цианобактерий проявились в виде зеленого фотосинтетического пигмента (рис. 3, слева) и были подтверждены по одновременному присутствию азота и углерода, выявленному по результатам рентгеноспектрального микрокартирования и наблюдениям на сканирующем электронном микроскопе.

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микроорганизмы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 3. Слева: общий вид колоний цианобактерий, выращенных в гипсовой породе в ходе эксперимента. Справа: колонии цианобактерий (голубые) и биопленки (зеленые) в пористой гипсовой породе (серая). Изображения из обсуждаемой статьи в PNAS
Несмотря на то, что микроорганизмы развились и в сухих и во влажных условиях, ангидрит был зафиксирован только вокруг колоний цианобактерий в «сухих» купонах. «Влажные» купоны и образцы без микроорганизмов были целиком сложены гипсом.

Отсюда ученые сделали вывод о том, что во влажных условиях микроорганизмы используют жидкую воду из своего окружения, а оказываясь в стрессовых условиях, переключаются на другой режим и начинают извлекать кристаллическую воду из твердой породы.

Используя модифицированный электронный микроскоп, оборудованный спектрометром комбинационного рассеяния, авторы изучили взаимодействия между организмами и твердой породой и обнаружили, что для проникновения вглубь минералов цианобактерии выделяют вокруг себя биопленку, содержащую органические кислоты, которые разъедают породу (рис. 3, справа), а распространяются микроорганизмы вдоль плоскостей кристаллической структуры, чтобы легче получить доступ к воде, находящейся между слоями ионов кальция и анионов сульфата.

Ученые наблюдали, как по мере разрастания колонии Chroococcidiopsis выделяют вокруг себя все больше кислотных биопленок, разъедающих породу, что позволяет микроорганизмам проникать дальше между слоями гипса и получать больше воды. Это заставило их предположить, что процесс перехода гипса в ангидрит происходит в два этапа. На первом этапе гипс растворяется органическими кислотами, выделяемыми цианобактериями, распадаясь на кальций, сульфат-ион и воду, а на втором этапе, уже потеряв воду, отлагается в виде ангидрита (рис. 4).

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микроорганизмы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Рис. 4. Стадии преобразования гипса в ангидрит с участием цианобактерий: а — микроорганизмы образуют биопленки на поверхностях кристаллов гипса; b — растворение гипса и высвобождение кристаллической воды; с — на поверхностях кристаллов гипса появляются центры кристаллизации ангидрита; d — разрастающиеся пластинчатые кристаллы ангидрита полностью замещают гипс. Символами (011) и (010) обозначены разные грани кристаллической решетки гипса, между которыми располагается вода. Изображение из обсуждаемой статьи в PNAS
Проверка при помощи сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии показала, что так и есть.

В химическом выражении реакция растворения гипса выглядит следующим образом:

Цианобактерии Chroococcidiopsis могут извлекать воду прямо из минералов Наука, Цианобактерии, Микроорганизмы, Копипаста, Elementy ru, Минералы, Длиннопост

Ученые считают, что результаты их исследования не только позволяют снять существенное ограничение в виде наличия жидкой воды для поиска внеземной жизни, но и могут быть использованы для создания новых способов сохранения воды в экстремальных условиях, например, при колонизации человеком других планет.

Источник: Wei Huang, Emine Ertekin, Taifeng Wang, Luz Cruz, Micah Dailey, Jocelyne Di Ruggiero, David Kisailus. Mechanism of water extraction from gypsum rock by desert colonizing microorganisms // PNAS. 2020. DOI: 10.1073/pnas.2001613117.

Владислав Стрекопытов

https://elementy.ru/novosti_nauki/433659/Tsianobakterii_Chro...
Показать полностью 4
82

Агрессивный сосед

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

На фото сокол сапсан атакует американского бурого пеликана, имевшего неосторожность пролетать над его гнездом. В заповеднике Торри Пайнс (Torrey Pines State Natural Reserve) в Калифорнии сапсаны ежегодно гнездятся на скалах у побережья Тихого океана. И активно защищают свою территорию от гораздо более крупных птиц — пеликанов и скоп.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Cапсан атакует американского бурого пеликана. Тот настолько не ожидал нападения, что перевернулся в воздухе, и тут же был схвачен за ногу. Фото © Judy Champ с сайта birdwatchingdaily.com, заповедник Торри Пайнс, Калифорния, 28 апреля 2019 года
Пеликаны и скопы преимущественно рыбоядны и не замечены за разорением гнезд сапсанов. Однако известны случаи, когда бурые пеликаны поедали яйца и птенцов тонкоклювой кайры, египетской и большой белой цапли, а розовые пеликаны — птенцов капской олуши (см. видео). Так что недовольство сапсанов присутствием пеликанов неподалеку от гнезда вполне оправданно.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Сапсан атакует бурого пеликана. Фото © DeeDee Gollwitzer с сайта flickr.com, Калифорния, 4 мая 2017 года
Агрессивным территориальным поведением сапсанов в период размножения пользуются другие, более беззащитные, птицы. Особенно это характерно для тундры, где гнезда птиц располагаются открыто и доступны разорителям — песцам, чайкам и поморникам. Гнезда на территории сапсана устраивают гуси, утки, кулики. Сапсан — орнитофаг, то есть питается пернатыми, но хищные птицы, как правило, не охотятся около собственного гнезда, поэтому подобное соседство очень выгодно.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Сапсан атакует скопу. Фото © Insu Nuzzi с сайта flickr.com, заповедник Торри Пайнс, Калифорния, 6 июня 2015 года
Например, краснозобые казарки почти всегда гнездятся по соседству с сапсаном. Его покровительство обеспечивает им защиту от песцов, которые в годы низкой численности леммингов (своей основной добычи) особо активно разоряют гнезда птиц (и охотятся на наседок). По соседству с гнездом сапсана могут располагаться как одиночные пары, так и небольшие колонии до нескольких десятков пар казарок. Иногда в качестве покровителя казарка выбирает мохноногого канюка (зимняка) или белую сову, гнездится в колониях чаек или небольшими моновидовыми колониями, куда реже устраивает свои гнезда отдельно в тундре, без всякой защиты.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Краснозобая казарка среди более крупных белолобых гусей. Фото © John Tymon с сайта flickr.com
Рядом с белой совой гнездятся и другие виды гусеобразных. В период размножения пара сов отгоняет песцов со своей территории, делая безопасным несколько десятков метров вокруг своего гнезда. На гнездящихся неподалеку птиц и их птенцов совы обычно не охотятся, предпочитая грызунов. Нередко вокруг совы образуется целая колония из казарок, гусей и гаг.

Белые и белолобые гуси (см. картинку дня Чета белолобых гусей) способны дать отпор разорителям и самостоятельно, особенно если гнездятся крупными колониями. Однако и их гнезда часто разоряют.

Агрессивный сосед Наука, Орнитология, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Белые гуси защищают свое гнездо от песца. Фото © Сергей Горшков с сайта gorshkov-sergey.livejournal.com, остров Врангеля, 2015 год
Однако не только безобидные птицы ищут соседства с агрессивным видом. В Арктике наблюдается агрегация гнезд хищных птиц. Мохноногий канюк часто выбирает территорию недалеко от гнезд сапсана или кречета. Не пуская песцов и других хищников на свою территорию, сокола создают благоприятные условия для грызунов, которыми питается мохноногий канюк. Их численность становится выше, и канюк может охотиться прямо на своей гнездовой территории. Конечно, сапсан может напасть на его птенцов, но обилие корма заставляет зимняка идти на риск.

Фото © Alex Phan с личной страницы фотографа в Фейсбуке, Калифорния, 2019 год. Посмотрите также интересные фото сапсанов, атакующих пеликанов, здесь.


Анна Евсеева

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1153/Agressivnyy_sosed
Показать полностью 5 1
140

Панцирь диатомей

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

На этой микрофотографии — диатомовая водоросль Lyrella hennedyi. Видим мы только ее панцирь, пронизанный большим количеством пор для связи с внешней средой. Посередине проходит шов (центральная щель), в центре — утолщение панциря (центральный узелок).

Диатомовые водоросли, или диатомеи (класс Diatomophyceae), — это одноклеточные одиночные или колониальные микроскопические организмы. Их размер обычно варьирует от 2 до 200 мкм (иногда более). Обитают они преимущественно в водной среде — в океанах, морях и реках, где представляют планктон и бентос. Кроме того, они могут жить в верхних слоях почвы, на снегу и во льдах, в горячих источниках, а также на других животных, от ракообразных до китов (то есть быть эпизоонтами), или внутри других организмов (быть эндобионтами) — например, как фотосимбионты фораминифер.

Главная особенность диатомей — наличие панциря поверх плазматической мембраны клетки. Панцирь состоит преимущественно из аморфного кремнезема, сходного по составу с опалом, а также включает примесь органических веществ и некоторых металлов (железа, алюминия, магния). У панциря две половинки, которые надеваются одна на другую. Большая (верхняя) половинка — это эпитека, меньшая — гипотека. Каждая половинка состоит из створки и пояскового ободка. В месте, где ободки накладываются друг на друга, образуется поясок. В зависимости от ракурса расположения клетки под микроскопом и на микрофотографии выделяют вид со створки и вид с пояска. На главном фото представлен вид со створки.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Объемная схема строения панциря диатомовой водоросли. Cn — центральный узелок (утолщение панциря), Ec — поясковый ободок эпитеки, Hc — поясковый ободок гипотеки, Ev — эпивальва (поверхность сворки эпитеки), Hv — гиповальва (поверхность створки гипотеки), Ra — центральный шов, Pn — терминальный узелок. Рисунок из статьи G. Kratošová et al., 2014. Synthesis of metallic nanoparticles by silica based algae — outline, prospect and applications из книги Green biosynthesis of nanoparticles: mechanisms and applications
У некоторых диатомей неполные перегородки панциря могут разделять клетку на несколько сообщающихся камер. Панцири бывают разной формы, с разным количеством пор (поры могут занимать до 75% площади панциря), с выростами или без.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Разнообразие форм и структур панцирей морских диатомей (a-d, f–i) в сканирующем электронном микроскопе. e — диатомит из Австралии. Длина масштабного отрезка — 10 мкм. Фото из статьи D. Losic et. al., 2009. Diatomaceous Lessons in Nanotechnology and Advanced Materials
У пеннатных диатомей (к ним относится и Lyrella hennedyi с главного фото) панцири обладают билатеральной симметрией, у центрических — радиальной.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Центрическая диатомовая водоросль Coscinodiscus wailesii. Вид со створки (круглые клетки) и с пояска. Средний диаметр клеток — 230 мкм. Темнопольная микроскопия. Фото с сайта diatomloir.eu
Кремнезем для строительства панциря диатомовые водоросли получают из внешней среды, где он представлен в виде метакремниевой или ортокремниевой кислот (см. Кремниевые кислоты). Как эти кислоты транспортируются в клетку, неизвестно; возможно, посредниками служат специальные транспортные белки (см. статью Белки-транспортеры кремния: долгий путь к открытию).

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Морская планктонная колониальная диатомея Chaetoceros debilis. Для клеток типичны длинные полые прямые или изогнутые шипы, которыми они соединяются в колонии, при этом шипы могут перекрещиваться или срастаться в основании. Фазово-контрастная микроскопия, увеличение 250×. Фото © Dr. Wim van Egmond с сайта nikonsmallworld.com
Большинство диатомовых водорослей довольно медлительны, но некоторые донные и почвенные диатомеи способны передвигаться достаточно быстро (со скоростью 0,2–25 мкм/с), сообщаясь с окружающей средой швом, который проходит по самой створке или по особым выростам панциря — килям. Шов может быть щелевидным (в виде узкой длинной щели на створке) или каналовидным (в киле). Движение этих водорослей — процесс сложный и не до конца изученный, но принцип понятен: водоросли выделяют слизь и скользят по ней. Если поместить диатомовую водоросль на предметное стекло под микроскоп, можно наблюдать следы слизи, которые она оставляет.

Размножаются диатомовые водоросли в благоприятных условиях (весной и в начале лета) в основном вегетативно: клетка делится пополам с расхождением половинок панциря. Полученная от материнской клетки половинка станет эпитекой, а гипотека достроится, поэтому клетка, получившая эпитеку, будет иметь размер материнской, а получившая гипотеку будет меньше. Таким образом, со временем в популяции, размножающейся вегетативно, размеры клеток будут уменьшаться. Этот процесс тормозится разными путями у разных видов. Например, у видов рода Melosira меньшие клетки со временем просто перестают делиться, а рост популяции обеспечивают только более крупные потомки. А некоторые диатомеи имеют более эластичные пояски клеток, что позволяет им немного растягиваться.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Строение панциря диатомовой водоросли пиннулярии (Pinnularia). А — вид со стороны пояска; Б — вид со стороны створки; В — продольный разрез; Г — поперечный разрез; Д — вегетативное размножение. 1 — эпитека, 2 — гипотека, 3 — шов, 4 — узелок, 5 — хроматофор, 6 — пиреноиды, 7 — цитоплазма, 8 — ядро, 9 — вакуоль, 10 — створка, 11 — поясок. Рисунок с сайта studopedia.org
Измельчание клеток компенсируется во время полового размножения, однако нет доказательств прямой связи начала полового процесса со стабилизацией размеров клеток в популяции, так как более крупные клетки тоже размножаются этим путем. Половой процесс различается у пеннатных и центрических диатомей: у первых он преимущественно происходит с безжгутиковыми гаметами, а у вторых — со жгутиковыми сперматозоидами. У пеннатных диатомей в результате мейоза формируется 1–2 гаметы в клетке, створки раздвигаются, и гамета может выйти, чтобы перейти в другую клетку для слияния. В случае, если гамет образовалось две, выходит только одна, а вторая остается в клетке и ждет подвижную гамету для слияния. Передвигаются гаметы амебообразно, с помощью псевдоподий; некоторые диатомеи образуют специальный слизистый канал для перехода гамет. У центрических диатомей в результате мейоза и следующих за ним митозов (иногда многочисленных) образуется от 4 до 128 сперматозоидов, а также одна или две яйцеклетки.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Схемы жизненных циклов у пеннатных (слева) и центрических (справа) диатомовых водорослей. 2n и n — это диплоидная и гаплоидная стадии соответственно. Рисунок с сайта ru.wikipedia.org
После полового процесса, который занимает всего несколько минут как у пеннатных, так и у центрических диатомей, образуется зигота (внутри клетки, несущей неподвижную гамету или яйцеклетку), которую называют ауксоспора. Она покрывается более плотной оболочкой и со временем превращается в обычную вегетативную клетку.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Центрическая диатомовая водоросль Melosira sp., образующая нитчатые колонии. Фокус на клетке, ставшей ауксоспорой. Вид с пояска. Фото через световой микроскоп с сайта forum.mikroscopia.com
Разнообразие диатомовых водорослей колоссально: по оценкам ученых, количество видов составляет около 10–12 тысяч, но некоторые считают, что их на порядок больше. Они относятся к отделу охрофитовые водоросли и способны к фотосинтезу. Их панцирь прозрачный и совершенно не мешает свету проникать в клетку. Водоросли в виде фитопланктона выделяют более 60% кислорода, производимого на планете в результате фотосинтеза, и диатомеи продуцируют до 20% от этого количества благодаря высоким темпам размножения. При этом водоросли тратят на собственное дыхание намного меньше кислорода, чем растения.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Колониальная диатомея Licmophora phlabellata. У колониальных диатомовых водорослей дочерние клетки после вегетативного деления не расходятся, а остаются соединенными. Здесь отдельная клетка — это участок «веера», у этой водоросли также присутствуют слизистые ножки, которыми она крепится к субстрату. Темнопольная микроскопия, увеличение 10×. Фото © Dr. Wim van Egmond с сайта nikonsmallworld.com
Панцирь диатомей не разлагается, что позволяет очень детально изучать палеонтологию этих водорослей. Самые древние найденные ископаемые относятся к меловому периоду, так что возраст класса составляет не менее 150 млн лет. Диатомовые водоросли формируют мощные отложения, получившие название диатомит.

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Ископаемая центрическая диатомовая водоросль Triceratium morlandii из диатомита Новой Зеландии, возраст 32–40 млн лет. Фазово-контрастная микроскопия. Фото с сайта commons.wikimedia.org
Диатомит используют как сырье для производства жидкого стекла, теплоизоляционного кирпича, инсектицидов и удобрений, как полировальный материал (в том числе его можно найти в составе зубных паст). Он также входит в состав некоторых типов цемента, используется в производстве бетона, фильтрации воды и т.д. Но особенно перспективным направлением исследования диатомовых водорослей стали нанотехнологии: ученые надеются научиться влиять на механизмы образования микроструктуры створок этих водорослей, например для использования их в медицине (см. статью Кремниевые нанотехнологии в пробирке).

Панцирь диатомей Наука, Одноклеточные, Диатомовые водоросли, Копипаста, Elementy ru, Биология, Видео, Длиннопост

Разнообразие диатомовых водорослей в виде калейдоскопа. Темнопольная микроскопия. Фото с сайта thisiscolossal.com (обязательно сходите по ссылке, там много красивых фото)
Известный специалист по диатомовым водорослям Клаус Кемп (Klaus Kemp) даже создал настоящие произведения искусства, раскладывая различных диатомей на покровных стеклах как в калейдоскопе.

Видео о создании калейдоскопа из разных видов диатомей

Фото © Massimo Brizzi с сайта nikonsmallworld.com, увеличение 1600×.

Вероника Хитяева

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1142/Pantsir_diatomey

Показать полностью 10 1
303

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет Наука, Археология, Палеолит, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Метательная охотничья палка из Шёнингена. Длина орудия 64,5 см. Отдельно показаны отметины от ударов (i, ii), следы удаления сучка и заглаживания поверхности (iii), превосходная сохранность клеточной структуры древесины (iv). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution и дополнительных материалов к ней
В знаменитом нижнепалеолитическом местонахождении в Шёнингене (Германия), где ранее были найдены деревянные копья возрастом 300 000 лет, обнаружен еще один тип охотничьего оружия того же возраста: заостренная с двух концов, отшлифованная, слегка изогнутая метательная палка длиной около 65 см. Похожими орудиями пользовались аборигены Австралии и Тасмании для охоты на птиц и мелких млекопитающих. Открытие показало, что уже в конце раннего палеолита, то есть еще до появления среднепалеолитической мустьерской культуры неандертальцев, обитатели северной Европы были искусными охотниками с богатым арсеналом охотничьего оружия.

Нижнепалеолитическое местонахождение в Шёнингене известно в первую очередь найденными здесь метательными копьями из стволов молодых елей (см.: Schöningen spears). Уникальная сохранность деревянных изделий в Шёнингене объясняется условиями захоронения. 300 000 лет назад, во времена очередного (пред-предпоследнего) межледниковья, здесь было озеро, образовавшееся в процессе отступания ледника. На его берегах жили люди. Их кости не найдены, но логично предположить, что это были «гейдельбергские люди» в широком смысле, предшественники (а возможно и прямые предки) неандертальцев. Жили они активной раннепалеолитической жизнью: изготавливали каменные орудия (некоторые из которых предположительно крепились к деревянным или костяным рукояткам), разделывали ими добычу (в частности, найдены кости десятков лошадей с отметинами от орудий), скоблили шкуры и обрабатывали деревянные изделия (V. Rots et al., 2015. Residue and microwear analyses of the stone artifacts from Schöningen).

Однажды участок прибрежной низменности подвергся внезапному затоплению. Многочисленные артефакты оказались захороненными под слоем ила. С тех пор они оставались в бескислородных условиях в толще пропитанного водой осадка, что обеспечило уникальную сохранность деревянных изделий (J. Serangeli et al., 2015. Overview and new results from large-scale excavations in Schöningen).

Каменные и деревянные орудия и кости крупных животных с царапинами от каменных ножей сохранились между слоем прибрежного грунта, богатого растительными остатками и похожего на торф, и вышележащим слоем ила, образовавшегося уже в водной среде после затопления. Изначально возраст находок оценивался в 400 000 лет, но затем датировки были уточнены, и сегодня принята оценка 300 000 лет. По возрасту и уровню развития материальной культуры шёнингенский комплекс соответствует позднему этапу раннего палеолита, который предшествовал формированию среднепалеолитической мустьерской культуры европейских неандертальцев.

В статье, опубликованной 20 апреля в журнале Nature Ecology & Evolution, палеоантропологи из Тюбингенского университета, проводящие раскопки в Шёнингене, сообщили о новой важной находке. В ходе работ на новом участке неподалеку от места обнаружения знаменитых копий ученые нашли еловую метательную палку (рис. 1). Изделие длиной 64,5 см и максимальным диаметром 2,9 см слегка изогнуто, заужено с обоих концов (причем сами кончики аккуратно обрублены), его поверхность несет следы выравнивания и заглаживания неровностей (рис. 1, iii). Прекрасная сохранность артефакта позволяет утверждать, что он не использовался ни для рытья (как палка-копалка), ни для обдирания коры с древесных стволов, ни как копье или дротик. По мнению авторов, это бесспорная охотничья метательная палка, подобная тем, которыми еще недавно пользовались австралийские и тасманийские аборигены для охоты на птиц и мелких млекопитающих (рис. 2). Шёнингенская находка действительно очень похожа на метательные палки коренных тасманийцев, хранящиеся в музее Хобарта.

На шёнингенской палке есть следы сильных ударов о твердые предметы (рис. 1, i, ii), что, наряду с другими мелкими деталями поверхности, хорошо согласуется с такой интерпретацией находки. Ранее в Шёнингене была найдена другая обоюдоострая палка, похожая на новую находку, но хуже сохранившаяся, что не позволило ученым исключить альтернативные интерпретации (палка-копалка, обдиралка коры, детское копье). Новая находка свидетельствует в пользу того, что и первая палка, скорее всего, представляет собой метательное охотничье оружие.

В Германии найдена охотничья метательная палка возрастом 300 000 лет Наука, Археология, Палеолит, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Старые изображения коренных тасманийцев с деревянными копьями и метательными охотничьими палками. Рисунки датированы 1835 годом, то есть сделаны уже после массового истребления аборигенов колонистами (см.: Black War). По-видимому, изображены представители небольшой группы уцелевших аборигенов (их окончательное вымирание произошло немного позже). На рисунках есть странности: например, на верхнем рисунке показана похожая на колли охотничья собака, поймавшая кенгуру, хотя точно известно, что у коренных тасманийцев не было собак. Возможно, собака досталась охотнику от европейцев. Подпись к рисунку гласит, что охотник собирается убить кенгуру своей «waddy», то есть метательной палкой. Тасманиец действительно держит в руке типичную охотничью метательную палку (ранние европейские поселенцы называли эти орудия waddies или lughrana, видимо, копируя слова местных жителей). Значит ли это, что охотничьи палки действительно использовались не только для метания, но и как оружие для ближнего боя? Или это фантазия художника? Изображение из статьи F. Noetling, 1911. Notes on the hunting sticks (lughrana), spears (perenna), and baskets (tughbrana) of the Tasmanian aborigines

Метательные охотничьи палки в древности были довольно широко распространены. Ими пользовались не только австралийцы, но и многие другие народы от коренных американцев до древних кельтов (см.: L. Bordes et al., 2015. Study and throwing experimentations around a Gaulish throwing stick discovery in Normandy). Специализированной разновидностью таких палок являются бумеранги, способные лететь по дуге и возвращаться к охотнику. Однако большинство моделей (включая и шёнингенскую) летает по прямой, быстро вращаясь. Умелый охотник может с расстояния в несколько десятков метров убить или сильно поранить таким оружием дичь размером с утку или кролика (а если повезет, то и небольшую антилопу или олененка). Крупного зверя метательными палками, конечно, не убьешь, но их можно использовать в загонной охоте, чтобы гнать добычу на поджидающих в засаде охотников с копьями.

Находка показала, что репертуар охотничьих приемов, которыми владели европейцы 300 000 лет назад, был шире, чем считалось до сих пор. Помимо легких метательных копий из стволов молодых елей и более массивных копий для ближнего боя обитатели шёнингенской стоянки владели еще и метательными палками. Не исключено и наличие у них составных орудий с каменными наконечниками. Получается, что в конце раннего палеолита предшественники неандертальцев уже обладали довольно сложным поведением и развитой культурой. Аналогичная картина для этой эпохи вырисовывается и в Африке, где жили предшественники сапиенсов (см.: 300 000 лет назад люди уже пользовались красками и переносили предметы на большие расстояния, «Элементы», 09.04.2018).


Источник: Nicholas J. Conard, Jordi Serangeli, Gerlinde Bigga and Veerle Rots. A 300,000-year-old throwing stick from Schöningen, northern Germany, documents the evolution of human hunting // Nature Ecology & Evolution. 2020. DOI: 10.1038/s41559-020-1139-0.


См. также:

Южная Африка, что ты делаешь?.. Наконечники копий 500 тысяч лет назад, «Антропогенез.ру», 17.11.2012.


Александр Марков

Показать полностью 1
89

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 2

Продолжение стенограммы выступления Жанны Резниковой на Форуме «Ученые против мифов-11» 19 октября 2019 года


Первая часть

Видеозапись выступления


А сейчас вопрос хочет задать доктор биологических наук, известный популяризатор науки, Александр Марков. Александр, вы здесь? Дайте микрофон Александру, пожалуйста.


Александр Марков: спасибо, Жанна Ильинична, за очень интересную лекцию. Я приготовил вопрос, я, с вашего позволения, буду в бумажку подглядывать.


Вопрос про культуру. Предполагается, что в эволюции человека большую роль сыграла культура и можно говорить о сопряженной биологической и культурной эволюции. Например, появление и совершенствование каких-то каменных орудий ведет, соответственно, к изменению образа жизни, обычаев, и это меняет направленность отбора. В итоге у людей начинают развиваться какие-то морфологические или когнитивные адаптации, которые повышают его приспособленность уже к этой новой ситуации, когда есть эти орудия, есть обычай их использования, и так далее, и так далее. И сейчас проводится много исследований, посвященных культуре у животных. Или, если не хочется использовать слово «культура», можно это чем-то заменить. Но в общем, речь идет о каких-то поведенческих признаках, каких-то особенностях поведения, каких-то навыках, которые передаются путем социального обучения от одной особи к другой. И сейчас находят элементы культуры у самых разных животных, у шимпанзе, например. Там в одних группах особи колют орехи одним способом, в других — другим способом, в третьих группах вообще не умеют колоть орехи. Это явно не врожденное поведение, это не инстинкт. И у разных других животных: у синиц, у каких-то копытных, которые учатся друг у друга маршрутам сезонных миграций, даже у дрозофил вот, недавно была статья, что вроде бы есть культурные традиции.


Так вот я хотел спросить, как с культурными традициями у муравьев? Вроде бы у них все для этого есть, все необходимое, с социальным обучением у них все прекрасно. Как видно из вашей лекции, они передают друг другу сложную информацию. Памяти, сообразительности, сложности, разнообразия решаемых задач — всего, вроде бы, у них достаточно для формирования культуры, культурных традиций, может быть даже для культурной эволюции. Вот мой вопрос: изучает ли это кто-нибудь? Например, есть ли такие данные, что в одной муравьиной семье какая-то сложная задача решается одним способом из нескольких возможных, а в другой — другим? Потому что муравьи находят, например разведчики, какое-то решение, потом другие у них учатся и этот навык сохраняется. Возможны ли накопления таких навыков в муравьиных семьях? И если об этом нет или мало данных, то не попробовать ли этим заняться? У нас на кафедре, например, мы тоже хотим изучать муравьев. Все, спасибо.


Жанна Резникова: спасибо, Александр! Вопрос он и глубокий, и очень широкий, совершенно замечательный. Я постараюсь ответить кратко. Прежде всего да, действительно, таких данных практически нет, в том числе и у нас. Технически очень сложно заняться передачей каких-то культурных навыков на уровне большой семьи. Это должны быть большие группы, с которыми мы работаем, исследуя передачу информации у них. А на уровне маленьких, как мы видим, сложные навыки им и не нужны. В общем, ответ на вопрос о том, не следует ли этим заняться, в этом плане да, положительный, следует этим заняться. Я только хочу обратить внимание на то, что сам по себе вопрос культуры и культурных традиций у животных, он тоже достаточно сложный.


Вот я несколько лет назад читала лекцию: «Есть ли у животных культура?» на Полит.ру. И с тех пор появились новые данные, но принципиально моя точка зрения не изменилась. Культурные традиции у шимпанзе, у которых одни группы обладают умением использовать камни для добывания пищи и для того, чтобы убить опасного скорпиона, а другие, несмотря на то, что это тоже очень хорошие шимпанзе, живут только в другом месте, в другом заповеднике, у других почему-то такого умения нет. Каким же образом поддерживается вот этот очаг культурных традиций?


Я думаю, что ответ на этот вопрос лежит в другом вопросе: почему, если у шимпанзе есть культурные традиции, они до сих пор сидят голые под дождем? И ответ такой: потому что умения инноваторов распространяются в очень вязкой среде носителей видовых стереотипов. Дело в том, что еще примерно лет 40 назад Джейн Гудолл наблюдала в популяции шимпанзе, которые не пользуются камнями, двух подростков, которые использовали эти камни успешно. И она как раз ожидала, что уж за 20-30 лет группа это освоит. Нет, эта инновация умерла вместе с ее носителями, ну или, по крайней мере, угасла. Поэтому мой ответ такой: если вы видите культурные традиции у животных, поскребите их поведение и вы найдете там врожденную предрасположенность к совершению определенных действий. И лучший учитель для животных — это наследственность, по крайней мере, для очень многих из них. Не случайно моя кембриджская книжка, вот сейчас я готовлю ее новое улучшенное переработанное издание, которая в 2021 году должна выйти, если я ее допишу, посвящена интеллекту животных на разных уровнях. Но самая большая вдохновенная глава в ней посвящена именно врожденному поведению животных, которое по всей видимости лежит в основе той видовой гениальности, о которой я сегодня говорила.


А вот что касается исследований, которые все-таки проводятся на муравьях…

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 2 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Ученые против мифов, Муравьи, Насекомые, Длиннопост

Я не скрою от уважаемых слушателей, что мы находились в сговоре и вопрос Александра мне был заранее знаком, поэтому я посмотрела, что же вообще по этому поводу есть в самое последнее время. И на таком уровне есть такие работы, как исследование так называемой коллективной индивидуальности, collective personality. То есть индивидуальные различия в решении различных жизненных задач на уровне целых семей муравьев. Вот, в частности, один из таких примеров, совершенно роскошно мы здесь видим, как исследователи в Бразилии работают над этим. Это муравьи-ацтеки, которые находятся в симбиозе с растением цекропией. И здесь мы видим ленивца, которого надо укусить и прогнать, здесь мы видим муравьев-легионеров, которые пришли и их тоже надо прогнать. Нужно также прогнать и агрессивные растения вьющиеся, которые могут погубить растение-хозяина. И оказывается, что разные семьи этих ацтеков делают это по-разному, и комплекс вот этих жизненных задач они решают по-разному. То есть работ, посвященных различиям в коллективной индивидуальности, в последнее время немного, но есть. А вот отвечающих действительно на ваш очень интересный вопрос о том, как решают интеллектуальные задачи разные семьи, есть ли у них в этом плане передача культурных традиций, вот здесь пока таких данных нет.


Александр Соколов: спасибо за развернутый ответ! Кстати, вот только что была статья об использовании орудий труда у полинезийских свиней, якобы эта традиция возникла прямо в зоопарке.


Вопрос делегата к вам. «Существует такое понятие, как «круги смерти муравьев». Я слышала о них на докладе ученого. Он сказал, что у ученых нет информации о причинах такого поведения. Так ли это, и есть ли хотя бы какие-то предположения на этот счет?»


Там даже какое-то видео надо показать. Коллеги, включите, пожалуйста, видео.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 2 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Ученые против мифов, Муравьи, Насекомые, Длиннопост

Жанна Резникова: да, чтобы мы посмотрели на эти «круги смерти», как это выглядит. Видео довольно-таки недавнее, а на самом деле ответ на этот вопрос учеными таки был получен, очень давно. В работе очень известного мирмеколога Теодора Шнейрлы, еще в 44-м году XX века, он очень подробно описал эти круги смерти. Вы видите даже здесь, в центре этой спирали, муравьев, которые уже упали и умерли от изнеможения, то есть это на самом деле круги смерти, и он описал, каким образом это происходит. Вот это уже знакомые нам муравьи-легионеры и они, если вы помните крупно вот эту картинку, особенно там, где была крупная голова солдата, они слепые. Глазки у них есть, но очень маленькие, и они руководствуются феромонами в своей деятельности. И вот действительно, когда происходит некоторый сбой, и при этом еще и муравьи касаются друг друга боками и антеннами, то при такой некоторой ошибке они начинают ходить по кругу, пока не пойдет сильный дождь и не размоет этот феромон. Они образуют такие воронки, «круги смерти». Но на самом деле вот такое хождение по кругу наблюдается и у некоторых других животных, видео таких спиралей есть про рыб. Которые тоже образуют такие круги, но там не «круги смерти», но вот такое хождение друг за другом вслепую и долгое застревание на этих движениях действительно встречается у разных видов животных, не только у муравьев.


Наши современные коллеги попытались моделировать это на других видах муравьев, и оказалось, что те виды муравьев, у которых хорошо развито зрение, а не только использование феромонов, они довольно быстро прекращают такое движение и в эти круги смерти не входят. Поэтому тут еще и причина в плохом зрении и в сбое использования феромонной дорожки.


Александр Соколов: большое спасибо. У нас есть время для одного вопроса из зала.


Василий: добрый день, меня зовут Василий. Вопрос будет немножко глуповат. В общем известно, что человек это тоже социальное существо, но тем не менее в экстремальной ситуации, в частности, попадая в автономные условия, например, на необитаемый остров, или где-то в лесу, человек способен выстроить себе быт и долгое время жить, а то и жить до конца своих дней. Тому примеры отшельники и, опять же, необитаемый остров. Способен ли муравей прожить в автономных условиях и как долго? И может ли он, например, постучаться в соседний муравейник и попроситься к ним жить?


Жанна Резникова: интересный вопрос! Попроситься жить он точно может. В свое время мы как раз пытались ответить на вопрос, подобный вопросу Александра о культурных традициях. Мы попытались воспитать в своей лаборатории большую семью муравьев и потом посмотреть, может ли эта семья абсолютно без всякого опыта выживания в природе, быть таким муравьиным Робинзоном. Мы переселили их в лес, предварительно пометив. Это был максимальный, примерно десятки тысяч, размер семьи, который мы в принципе могли достичь в лаборатории. Они не поодиночке, как вы предполагаете, но всей семьей через какое-то время влились в другой муравейник. То есть да, они попросились в гости, но это произошло на уровне семьи. И, соответственно, влившись в миллионный муравейник, они для нас потерялись, несмотря на то, что они все были помечены. Один муравей, конечно, проживет недолго и будет, видимо, так же растерян, как и один шимпанзе. Потому что еще в 20-х годах XX века очень известный приматолог Роберт Йеркс сказал, что один шимпанзе — это вообще не шимпанзе. Поэтому один человек, наверное, может, а один шимпанзе и один муравей, скорее, нет.


Александр Соколов: большое спасибо. Автор лучшего и единственного вопроса получает книгу «Эволюция. Триумф идеи» Карла Циммера. Вам за великолепный доклад наша большая благодарность, подарок — это фигурка пингвинопитека-джедая работы Павла Краснова.


==================================================================


Скетч Юлии Родиной

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 2 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Ученые против мифов, Муравьи, Насекомые, Длиннопост

================================================================


Antropogenez.ru


Стенограмма и аудио-версия

Показать полностью 3
87

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1

«Жанна, здравствуйте. Как вы считаете, муравьи и вообще любые насекомые, они могут думать в принципе?


Жанна Резникова: здравствуйте! Может быть они думают, но не размышляют. Может быть они мыслят, но не особо задумываются. А вот если бы вы у меня спросили, есть ли у муравьев интеллект, вот тут бы мой ответ точно был бы положительным. Один из моих учителей, Георгий Александрович Мазохин-Поршняков, у которого я на третьем курсе в свое время учила пчел абстрагировать, написал еще в 70-е годы статью в журнале «Природа»: «Интеллект насекомых». Так что интеллект у муравьев точно есть». Даже если человечество погибнет в ядерной катастрофе, на нашей планете останется как минимум одна цивилизация, состоящая из существ, которые бегают у нас под ногами. И следующий спикер форума Ученые против мифов 11 давно пытается установить с ними контакт.


Спикер: Жанна Резникова — д.б.н., профессор, зав. лабораторией поведенческой экологии сообществ ИСиЭЖ СО РАН, зав. кафедрой сравнительной психологии НГУ, автор около двухсот научных статей, монографий, более десяти учебников по поведению и поведенческой экологии животных.


Доклад прозвучал 19 октября 2019 г. на Форуме «Ученые против мифов-11» (организатор АНТРОПОГЕНЕЗ.РУ).


Стенограмма: Екатерина Соколова.

Александр Соколов: даже если человечество погибнет в ядерной катастрофе, на нашей планете останется как минимум одна цивилизация, состоящая из существ, которые бегают у нас под ногами. И наш следующий спикер давно пытается установить с ними контакт. Просим!


Но прежде проведем маленький опрос. Уважаемые коллеги, как вы считаете, какая часть муравьев в муравейнике постоянно занята работой?

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Кто считает, что три процента муравьев постоянно вкалывает? Поднимите руки. Десять процентов? Пятьдесят процентов? И, наконец, девяносто процентов такие труженики. Да, спасибо. И тех, кто смотрит нас онлайн, я прошу перейти по ссылке в чате и тоже проголосовать.


Жанна, здравствуйте. Как вы считаете, муравьи и вообще любые насекомые, они могут думать в принципе?


Жанна Резникова: здравствуйте! Может быть они думают, но не размышляют. Может быть они мыслят, но не особо задумываются. А вот если бы вы у меня спросили, есть ли у муравьев интеллект, вот тут бы мой ответ точно был бы положительным. Один из моих учителей, Георгий Александрович Мазохин-Поршняков, у которого я на третьем курсе в свое время в МГУ учила пчел абстрагировать, написал еще в 70-е годы статью в журнале «Природа»: «Интеллект насекомых». Так что интеллект у муравьев точно есть.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

И я надеюсь, что в процессе своего рассказа я вас, дорогие коллеги, с этим познакомлю. Ну здесь вы видите обложки нескольких моих книжек, которые говорят о том, что интеллектом муравьев, да и других животных я занимаюсь давно. И на моем сайте, ссылка на который здесь есть, можно прочитать практически все мои статьи на русском и английском. А еще там есть раздел «блог», в котором есть мои сатирические пьесы из жизни российской науки, и не только науки.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Может ли поведение муравьев быть похожим на поведение позвоночных животных?

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Вы знаете, когда я в раннем детстве читала книжку про Незнайку, меня коробило, что у них собачка сделана из мухи, по крайней мере в издании тех лет. И вообще это подозрение, что у них все домашние любимцы сделаны из насекомых, почему-то, несмотря на мой интерес в детстве к насекомым, мне было ужасно неприятно. Не знаю, почему. Потому что вообще-то на самом деле поведение муравьев часто очень напоминает поведение позвоночных, прежде всего собак.


Вот здесь мы видим ритуализированный турнир муравьев-жнецов. Когда представители двух враждебных семей встречаются на границах своих территорий, они как псы приподнимаются на напряженных ногах и так похаживают друг вдоль друга. И часто этой войной нервов турниры и ограничиваются. У муравьев есть такие характерные для позвоночных животных особенности поведения, как импринтинг, взаимное узнавание, если не на индивидуальном уровне, то по крайней мере на уровне небольших групп, индивидуальная и групповая иерархия. И, конечно же, вот это умение решать сложные задачи — иногда на уровне собак, с которым я надеюсь вас сегодня познакомить.


Но надо обязательно принимать во внимание, что муравьев на нашей планете около 14-ти тысяч видов. Это очень большое разнообразие. Чтобы его хоть немного проиллюстрировать, я вам показываю здесь такое: немножко разных голов и челюстей разных видов. И с той же целью — картинку с зелеными муравьями-ткачами, которые могут из листьев с помощью собственных личинок сшить себе дом. Я даже как-то наблюдала их за этим процессом.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Ну муравьи, конечно же, насекомые. Они принадлежат к очень большому отряду перепончатокрылых. В нем несколько разных семейств и подсемейств, которые мы видим на экране. Но даже от своих ближайших родственников — пчел и ос — муравьи отличаются тем, что среди них нет одиночных видов. Вот у пчел есть одиночные виды, есть и одиночные осы. А у муравьев все виды общественны, более того, они — эусоциальны. То есть у них социальная жизнь полностью отделена от секса. Эусоциальными мы называем таких животных, у которых по меньшей мере два поколения сосуществуют вместе, которые вместе ухаживают за своим потомством, и, самое главное, у которых есть строгое разделение репродуктивных функций. То есть размножается очень небольшая часть сообщества, а все остальные — это обслуживающие их потомство рабочие.


«Эу» — это греческое слово, означает «хороший». Хорошо ли быть членом эусоциального сообщества, можно спросить не только муравьев, некоторых ос и пчел, а также совершенно не родственных перепончатокрылым термитов, но можно спросить и позвоночных животных. Например, голых землекопов — африканских эусоциальных грызунов, о которых в последние годы много пишут в связи с их удивительными разными свойствами, прежде всего с их удивительным долгожительством.


Но вернемся к муравьям. Самец муравья живет недолго, самка после спаривания и оплодотворения теряет крылья, основывает гнездо и превращается в настоящую машину для откладки яиц. Вот мы видим ее внизу на слайде. Соответственно, из яиц выходит масса в основном рабочих особей.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Итак, основная масса обитателей муравейника, большого или маленького — это представители касты рабочих. Когда мы подходим к муравейнику, смотрим на эту кипящую в трудовом энтузиазме массу, мы думаем, что вот — видимо, такое идеальное сообщество, в котором все постоянно работают, все что-то делают. Но хочу обратить ваше внимание вот на какое обстоятельство. У некоторых видов каста рабочих включает еще и субкасты. Вот здесь мы видим два примера: это муравьи-листорезы, они же муравьи-грибоводы. Вот маленький такой рабочий — это внутригнездовой рабочий. А рядом с ним живая листорезка, вооруженная шипами и с большой, но почти пустой головой, мощными челюстями.


Рядышком другой пример — это муравьи-бегунки, у которых муравьи-рабочие выглядят довольно обычно для нас, а муравьи-солдаты тоже вооружены мощными челюстями. А вот более близкие нам и территориально, и, в общем-то, ментально рыжие лесные муравьи, муравейники которых вы можете видеть в окружающих лесах, субкаст не имеют, они все более или менее одинаковые. Как выражался Макар Нагульнов в «Поднятой целине» Шолохова: «Все личиком приятно смуглявенькие».

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Нужно сказать, что я только что упомянула большие, но относительно пустые головы солдат — представителей соответствующей субкасты. Дело в том, что мозги — это вообще энергетически затратно. Вспомним рассказ Шукшина, где два героя спорят, можно ли сойти с ума от книг.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

И действительно, ученые показали, что если селектировать дрозофил на способности к обучению, то у таких селектированных мушек уменьшаются сроки жизни и плодовитость. И в последнее время, вот буквально на днях, в Science была опубликована статья с другим примером. В общем, таких данных не так уж и мало.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Казалось бы, муравьям не о чем особенно заботиться. Наш второй миф — это «у муравьев нет мозгов и им нечем думать».

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

На самом деле, с мозгами у муравьев неплохо. Мы познакомимся сейчас с муравьями-легионерами, они же муравьи-кочевники. На этой картинке (нижней) мы видим рабочих и муравья-солдата с огромными челюстями, а на картинке сверху мы видим, как устроены мозги именно у этого вида — у рабочего и у солдата. В принципе, структура мозга, которую мы здесь видим, универсальна для всех насекомых. Грибовидные тела, здесь они обозначены синим — это аналог нашей коры головного мозга, в них расположены ассоциативные центры. Они есть у всех насекомых, просто их относительные размеры совершенно различные. Голубые зоны здесь отвечают за антенны, красные — за глаза. И поскольку мозги — это действительно энергетически затратно, то у тех видов муравьев, у которых есть субкасты, происходит очень точная раздача мозгов по субкастам. То есть рабочие, которые выполняют сложные задания, у них грибовидные тела относительно большие. А у солдат они, в общем-то, совсем маленькие.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Так что с мозгами у муравьев все неплохо и мы задаемся, соответственно, следующим вопросом: может ли муравей быть умным? Ну, несомненно, и я надеюсь еще немножко это показать. Может ли муравей быть свободным? Тут я обращаю ваше внимание на то, что в названии моего доклада «Могут ли муравьи быть свободными и умными животными?» скрыто некоторое лукавство. То есть можно ли в принципе представить себе общественное животное, свободное от сообщества?

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Ну, может быть муравьям это все неплохо? Да, они несвободны от сообщества, но они самые работящие животные, согласно нашему третьему мифу. И они этой работой и этой несвободой наслаждаются.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Все ли муравьи работают в муравейнике, и соответствует ли истине наше первое впечатление, когда мы смотрим на кипящий деятельностью муравейник?


Наши британские коллеги сравнительно недавно изучили распределение труда в жизни небольших муравьиных семей, которые насчитывают пару сотен особей, поэтому их можно индивидуально пометить и наблюдать за ними, за распределением их деятельности. Они без субкаст, они все примерно одинаковые, что тоже облегчает нам нашу задачу, вернее, нашим коллегам.


Что же у них оказалось? Оказалось, что 3% муравьев работают постоянно, 25% никогда не были замечены за работой, и, наконец, примерно 70% то работают, то не работают примерно половину времени. Более того, в других публикациях тех же авторов они проследили распределение ролей в зависимости от предыдущего опыта особей, их возраста и эффективности, с которой они выполняют различные задания. Так вот оказывается, что распределение ролей в семье этих муравьишек не соответствует ни опыту особи, ни эффективности, ни вообще ничему. Причина этого безделья, как предполагают исследователи муравьев, в том числе и мы, заключается, возможно, в повышении пенсионного возраста в процессе эволюции.


Что это означает? Дело в том, что если уж какой-то муравей дорвался до какой-то деятельности, то сместить его, точнее ее — речь идет, как мы с вами видели, о бесплодных самках, но в русском языке муравей как-то «он». В общем, сместить ее с этой деятельности очень нелегко.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Насколько можно эти результаты распространять в принципе на разнообразие муравьев? Вспомним: их 14 тысяч видов, и наши коллеги изучали муравьев с маленькими семьями. А размер семьи — это очень важная социальная характеристика у муравьев. Сложная социальная система начинается от миллионов. Мы только что с моими молодыми коллегами вернулись с международного симпозиума в Германии про муравьев, и там авторы вот этой статьи для своего доклада выбрали ту же картинку, которая у меня уже была в презентации. Здесь мы видим гигантское гнездо муравьев-грибоводов, они же листорезы, в Бразилии. Внутри, в раскопанной камере вы видите человечка, «человеческого» человечка. То есть глубина камер примерно 3 метра. Численность таких семей достигает десятков миллионов особей. И каждая семья покрывает огромную территорию. С субкастами рабочих, внутригнездовых, внегнездовых, с разными размерами головы в зависимости от выполняемых функций, мы уже с вами знакомились. А вот наши рыжие лесные муравьи, как у них там? Которые личиком приятно смуглявенькие и все более-менее одинаковые. Численность семей у них тоже высокая. В среднем это около одного миллиона особей. Субкаст у них нет, как я уже говорила. И вообще, нужно сказать, что видов с субкастами среди этих 14 тысяч видов около 15 %. Иметь субкасты — это дорого, нужна особая диета, то да сё, разные условия. Потому что представители субкаст, которых вы видите, они генетически идентичны. И их различный облик достигается за счет различных эпигенетических факторов, прежде всего диеты. Видите: субкасты — дорого, мозги — тоже дорого. Вообще в эволюции, куда ни ткнешься, все дорого.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

В нашей лаборатории мы пытаемся исследовать путь этих жителей муравьиных городов-миллионников и исследовать функциональную организацию этих городов на уровне малых групп, и даже на уровне индивидуумов. Нужно сказать, что до наших исследований мало кто подступался на индивидуальном уровне к жизни такого вот «кипящего» муравейника. О них очень много известно, но на уровне деятельности целых семей или больших групп.


Прежде всего нужно сказать, что этим муравьям тоже приходится бороться за рабочее место. То есть повышение пенсионного возраста, похоже, универсальное правило, и нам приходится с этим смириться. По крайней мере нам — исследователям муравьев. Мы наблюдаем, что если молодой, кипящий энтузиазмом муравей хочет приняться за работу в каком-нибудь участке леса, на дереве, или в траве, то к нему может подойти старший по званию и по возрасту, свернуть его в позу чемоданчика, как мы называем ее, мирмекологи, с давних времен, и сказать: «Иди спать, знай свое место». То есть унести его обратно в муравейник.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Так может быть в муравейнике все разумно? Ну действительно, у них распределение ролей соответствует их профессиональным умениям. Ну мало ли что там наши британские коллеги выяснили на маленьких семьях. Мы наблюдаем действительно глубокую профессиональную специализацию. Это термин, принадлежащий как раз нашей лаборатории, а результаты, о которых я сейчас расскажу — это то, что мы выяснили в последние годы. Поэтому в принципе, такое утверждение вполне может быть справедливым: что в муравейнике все устроено разумно и соответствует склонностям и свойствам разных членов этого сообщества.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Для того, чтобы ответить на эти вопросы, мы выращиваем в лаборатории целые семьи муравьев с датированным возрастом, которые выходят из куколок в наших экспериментах, на наших глазах. Мы формируем из них большие группы около 2-х тысяч особей, более или менее соответствующие изучаемой структуре в муравейнике. Это все-таки на порядок больше, чем естественные семьи маленьких муравьишек, изучаемых нашими британскими коллегами, которых я цитировала. Ну посмотрите, например, на это исполненное драматизма и даже трагизма фото из нашей лаборатории. Муравей-охранник вцепился в извечного врага муравейника — жужелицу. Она уже успела перекусить его пополам. Мы видим, что оставшаяся половинка отчаянно цепляется и в порыве самопожертвования пытается остановить врага.


Еще пара таких камикадзе, и враг будет остановлен, другими муравьями расчленен и отнесен в муравейник на корм личинкам. Так вот, мы выяснили, что качества такого охранника проявляются смолоду, в две-три недели муравьиного возраста. Это высокая степень агрессии, это способность жертвовать собой, это плохая обучаемость: он не запоминает, ему не надо. Но зато он уж точно не спрячется от брошенного в его сторону бумажного стаканчика. [аплодисменты в зале] Да пребудет с нами сила!

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Это наши лабораторные тесты: экспериментальные исследования профессиональной ориентации у муравьев. То есть так же как, скажем, человеческие психологи, применительно к муравьям мы организовали батарею тестов, в которых, во-первых, создали что-то вроде искусственного мира. Это модели, имитирующие травостой, какие-то высоко стоящие предметы, укрытия. Вы здесь видите в чашке Петри модель укрытия и муравейчика, который под этим укрытием прячется. Охранник никогда не будет прятаться под укрытие, он всегда будет находиться на поверхности в агрессивной позе. И модель ствола дерева, например. Вы видите муравья, который пробирается между этими пластмассовыми стержнями — имитацией травостоя. Помещая муравьев из нашей лабораторной достаточно большой семьи в эти элементы искусственного мира, мы можем учитывать, сколько времени муравей проводит на отдельных моделях, как часто он переключается с одной модели на другую, и разные другие параметры.


Уровень агрессии мы исследуем отдельно, ссаживая попарно муравьев с жужелицей. Вы уже видели, чем это может кончиться для муравья-охранника, который ведет себя самоотверженно. Запоминание пути мы исследуем в таком лабиринте — варианте лабиринта «бинарное дерево», где муравей должен запомнить путь в свое гнездо.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Муравьи, которые проявляют большой интерес к нашему искусственному травостою и так далее, это, в основном, будущие сборщики пади. Наши знакомые лесные муравьи в качестве пищи для взрослых особей используют сладкое зеленое молочко своих зеленых «коровок». Ну я думаю, что детстве вы наверняка читали об этом в разных популярных книжках про муравьев. Это действительно очень давно известно, что муравьи с помощью щекотки стимулируют тлей выделить сладкую каплю пади. И на левой картинке, там, где синица, вы видите муравейчика, который спускается по стволу этой веточки. Это в нашей лаборатории все сделано. То есть сборщики пади занимаются только сбором пади. Это пастухи. И сама эта группа делится на отдельные профессии. То есть среди сборщиков пади, как большой профессиональной группы, есть пастухи, которые занимаются только взаимодействием с тлями, есть транспортировщики, которые служат живыми вагончиками и снуют, забирают каплю пади у пастухов и относят ее в гнездо. То есть пастухи, получив каплю пади, немедленно идут к тлям за следующей. Они не должны бегать в гнездо и заниматься транспортом. И есть охранники, которые бросаются на любого хищника. Вот это у нас чучело синицы, а это имитация образа синицы, и мы видим, что пока сборщики пади заняты спокойно своей работой, охранники бросаются на врага и защищают эту свою группу.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Отдельная тема, это то, что рыжие лесные муравьи обладают символическим языком, похожим на язык танцев пчел. Я не могу сегодня об этом говорить подробно, но хочу только упомянуть и обратить внимание на особую профессиональную группу — разведчиков. Это интеллектуальная элита муравейника, которая оказалась способна зашифровать и передать достаточно сложные сообщения фуражирам, еще одной профессиональной группе в гнезде. Это происходит с помощью таких контактов, которые мы здесь видим, и разведчика, который передает информацию группе фуражиров. И муравьи-разведчики могут не только передать информацию. Вот видите, здесь лабиринт «бинарное дерево». И один из листьев этого бинарного дерева содержит кормушку с сиропом, все остальные содержат кормушки с водой. Путь к цели, скажем: иди налево, направо, налево и опять направо, требует зашифровки, потому что пахучий след запрещен в наших экспериментах путем смены лабиринтов. И оказалось, что разведчики могут не только запомнить и передать этот путь, но они могут даже и закодировать определенные закономерности текста, скажем: лево-право, право-лево. Если текст содержит регулярные последовательности, например: все время направо и так шесть раз, или: налево, направо и так трижды — муравьи затратят на это гораздо меньше времени, чем на передачу информации о случайных нерегулярных последовательностях.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Ну вот когда я говорю, что муравьи — гении общения, я имею в виду тот феномен, который я в своей кембриджской книжке, которую показывала на первом слайде, назвала «видовой гениальностью». Дело в том, что некоторые животные демонстрируют суперспособности, но в пределах достаточно узких доменов. Например, крысы далеко превосходят человека в искусстве ориентироваться в лабиринте. Новокаледонские вороны и шимпанзе искусны в изготовлении орудий. Голуби оказались настолько искусны в классификации объектов, что несколько лет назад японский автор Ватанабе получил Шнобелевскую премию за работу, в которой представил голубей, как знатоков живописи. Но потом он опубликовал свои результаты в журнале Animal Cognition, и над ним уже больше никто не смеялся.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

И вот с помощью своей методики батареи различных тестов мы получили вот такой психологический портрет разведчика. Разведчики — это та самая интеллектуальная элита, которая составляет около 1% муравейника. Разведчики очень умны, в меру храбры, но осторожны при этом, они никогда не жертвуют собой. У них высока исследовательская активность, а еще у них что-то вроде СДВГ, то есть они постоянно переключаются с одного объекта на другой. И вот во время этих экспериментов с исследованием свойств разведчика у нас получилось то, что мы потом назвали «философский пароход на лабораторном столе». Дело в том, что мы должны были отделить разведчиков, содержать их в отдельном, достаточно комфортном гнезде, а все остальные остались без своей интеллектуальной элиты. Честно говоря, мы не обращали на них особого внимания, мы их кормили и ухаживали за ними. Но очень быстро половина этой семьи погибла, потому что они забаррикадировались и отказались выходить из гнезда. То есть без интеллектуальной элиты эта семья отказалась работать и существовать.


Выходит, что в муравейнике все разумно? Ну, в общем-то, нет.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Это мой последний слайд, который говорит о том, что «что муравейник, что человейник, это, в общем-то, город Глупов». В самых ранних, еще 90-х годов, исследованиях нашей лаборатории, на примере муравьев-рабовладельцев, которые похищают куколки чужих видов и выращивают рабов своей семье, мы выяснили, что рабам значительно лучше удаются различные работы, такие как транспортировка куколок или строительство гнезда. Казалось бы, им и надо уступить эти работы, если следовать принципу эргономики. Но эргономика ничто, а престиж — все, по всей видимости, для муравьев тоже. Потому что рабовладельцы вырывали из жвал рабов куколки и пусть неуклюже, пусть медленно, но несли их сами. Здесь вы видите ссылки на пьесы, в которых это описано на примере человеческого общества. Вот «Мизерабли: жизнь в науке», «Хамлет: прогнило что-то в неком государстве» — все это можно прочитать на моем сайте. А «Мизерабли» были в свое время, еще в 2013-м году, во время реорганизации Российской академии наук, опубликованы на сайте saveras.ru, потому что именно тогда эта пьеса и писалась.


Что почитать:


Резникова Ж.И. «Муравьи и люди города Глупова (там в конце есть ссылки, что еще можно почитать)» https://ology.sh/comprehend/muravi-i-liudi-goroda-glupova/


Резникова Ж.И. «Муравьи считают лучше британских пятиклассников», Коммерсант, Наука, 2019, № 13. https://www.kommersant.ru/doc/3952350?fbclid=IwAR0JjYVrDP0vZ... fyZ9czTrXPKGCOQVnROknr96CceXfD28


Zhanna Reznikova (2017). Studying Animal Language Without Translation: An Insight From Ants. Springer. (обобщение всех экспериментов про «язык» муравьев)


Резникова Ж.И. Зоопсихология. Интеллект и язык животных и человека. Академкнига, 2005; Юрайт, 2018.


Ivan Iakovlev, Zhanna Reznikova (2019). Red Wood Ants Display Natural Aversive Learning Differently Depending on Their Task Specialization. Frontiers in Psychology, Vol. 10, doi: 10.3389/fpsyg.2019.00710


Natalia V. Atsarkina, Sofia N.Panteleeva, Zhanna I. Reznikova (2017). Myrmica rubra Ants Are More Communicative When Young: Do They Need Experience? Journal of Comparative Psychology. http://dx.doi.org/10.1037/com0000067


Резникова Ж. И. Мизерабли: жизнь в науке (2013) http://www.saveras.ru/archives/3143; «Гамлет: прогнило что-то в неком королевстве» http://reznikova.net/blog/


Ну и на этом последнем слайде я показываю, что могу рекомендовать по этой теме почитать из собственных исследований. Все это доступно на моем сайте. И, конечно же, готова ответить на ваши вопросы, как сейчас, так и потом в зале. Спасибо за внимание.


Александр Соколов: большое спасибо! Сейчас я бы хотел увидеть на экране результаты голосования онлайн. Мы с вами уже знаем.

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные? Часть 1 Наука, Научпоп, Антропогенез ру, Насекомые, Ученые против мифов, Муравьи, Длиннопост, Видео

Муравьи: трудолюбивые винтики «государственной» машины или свободные и умные общественные животные?, изображение №25


А вот, видите, получается правильная версия в меньшинстве — всего 6%. Ну, надеюсь, что теперь, если бы повторили это голосование, результаты были бы другие.


Друзья! Те, кто постоянно бывает на наших форумах, знают, что пингвинопитек стоит на страже регламента. Выступление еще не окончено, и если кто-то сейчас попытается сбежать в буфет… [закадровый голос: «Помните, пингвинопитек следит за вами!»] И дорога в буфет станет для вас кровавой дорогой боли и ужаса. [смех в зале]


Вторая часть


================================================================


Antropogenez.ru


Стенограмма и аудио-версия

Показать полностью 24
291

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена?

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Pис. 1. Заголовок обсуждаемой статьи в журнале ACS Nano


Вопрос в заголовке — не шутка. Так (почти буквально) озаглавлена недавняя статья в одном из ведущих научных журналов в области нанотехнологии, ACS Nano. Таким провокативным названием и не менее провокативной работой ученые из Чехии и Канады попытались обратить внимание научного сообщества на обилие публикаций, посвященны модификации графена дорогостоящими и токсичными реагентами. Такие работы обычно не имеют под собой серьезной теоретической базы. Чтобы подчеркнуть эту мысль, исследователи провели серию опытов с графеном, который они химически модифицировали с помощью птичьего помета (гуано), и продемонстрировали значительное усиление его электрокаталитических свойств в стандартных модельных реакциях восстановления кислорода и расщепления воды.


Графен — это двумерное вещество, представляющее собой слой атомов углерода, расположенных в узлах гексагональной решетки (каждая ячейка решетки — правильный шестиугольник, см. pис. 2). За открытие и исследование свойств графена Андрею Гейму и Константину Новоселову в 2010 году была вручена Нобелевская премия по физике (см. Нобелевская премия по физике — 2010, «Элементы», 11.10.2010).

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 2. Структура графена. Шарики — атомы углерода, палочки — химические связи между ними. Рисунок с сайта en.wikipedia.org


Сразу после открытия графена ему пророчили множество практических применений, в частности в электрокатализе — ускорении реакций с помощью эффективной передачи электронов. Довольно быстро стало ясно, что для эффективного электрокатализа чистый графен не подходит, но если его модифицировать (легировать) с помощью других элементов или молекул, то электрокаталитическая активность сильно возрастает. Это происходит из-за того, что при замене некоторых атомов углерода на другие атомы в таком модифицированном графене появляются не участвующие в химических связях электроны, способные свободно двигаться по нему.


Но оставался нерешенным вопрос: какими именно элементами или молекулами и с какой плотностью можно модифицировать графен для наибольшего усиления эффекта? Теории, способной однозначно ответить на эти вопросы, пока нет. Поэтому химики и материаловеды по всему миру легировали графен множеством разных элементов и соединений при различных условиях и проверяли результат на множестве реакций. Вероятно, они надеются, что накопление экспериментальных данных рано или поздно приведет к появлению теоретической базы. По этой теме выходили и продолжают выходить сотни статей.


Ученые из Чехии и Канады, чья статья была опубликована в середине января в одном из ведущих химических журналов ACS Nano, иронизируют над этой деятельностью. В периодической таблице Менделеева 84 стабильных элемента, которыми можно модифицировать графен, — пишут они, — это уже дает нам 84 статьи. Если модифицировать графен двумя различными элементами одновременно, то это даст еще 84·83/2 = 3486 комбинаций с соответствующим количеством статей. Если легировать тремя элементами, то получится еще 95284 статьи, а если использовать четыре различных элемента, то можно опубликовать около 2 миллионов статей! Причем всё это — без учета различных условий модификации.


Авторы решили подойти к пародии на публикации о легировании графена со всей серьезностью: они легировали графен птичьим пометом (гуано). И у этого выбора, по их словам, есть вполне практический смысл, ведь гуано, в отличие от большинства используемых в аналогичных исследованиях реагентов, очень дешево и доступно, оно не токсично и при этом включает в себя множество химических элементов, пригодных для легирования: азот, серу, фосфор, хлор и т. д.


Ученые произвели термическое отслаивание (thermal exfoliation) оксида графена (фактически, легированного кислородом графена) от графита двумя разными известными методами в присутствии гуано (экспериментальные образцы) и сравнили его с оксидом графена, отслоенным теми же методами без гуано (контрольные образцы).


Полученные образцы были проанализированы разными методами.


При помощи растрового электронного микроскопа было получено изображение поверхности легированного графена (pис. 3). Значительных отличий между экспериментальными и контрольными образцами, а также тем, что было опубликовано ранее во множестве других статей (которые до некоторой степени пародируются в обсуждаемой статье), найдено не было. Авторы отмечают, что тот факт, что графен, легированный в присутствии гуано, имеет такую же поверхность, как обычный оксид графена, yказывает на эффективное включение атомов или фрaгментов молекул из гуано в структуру графена.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 3. Изображения исследуемых образцов, полученные сканирующим электронным микроскопом. А2 и В2 — гуано-модифицированный графен, С2 и D2 — контрольные образцы. Увеличение в 40 000 раз. Белые штрихи под изображениями соответствуют 100 нанометрам. Почти так же выглядит обычный графен в таком увеличении. Изображение из обсуждаемой статьи в ACS Nano


Для обнаружения дефектов использовалась рамановская спектроскопия. В гуано-модифицированном графене было обнаружено меньше дефектов, чем в контрольных образцах. При помощи рентгенoвcкой фотоэлектронной спектроскопии определялись типы химических связей в веществе и его элементный состав. Было зафиксировано заметное количество атомов азота, фосфора и серы в структуре гуано-модифицированного графенa и исследованы типы их связывания. Элементный анализ, позволяющий определять количественное содержание отдельных элементов в веществе, показал, что в двух образцах гуано-модифицированного графена в среднем находится 0,91% атомов азота, 1,92% атомов серы и 2,08% атомов фосфора. Наконец, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой помогла обнаружить в образцах гуано-модифицированного графена металлы: в небольших количествах были зафиксированы железо, кобальт, марганец и никель, также, вероятно, взявшиеся из птичьего помета.


Затем была исследована электрокаталитическая активность образцов в двух реакциях: восстановление кислорода (молекулярный кислород при наличии источника водорода, с получением воды) и расщепление воды (рис. 4). Эти реакции очень часто используются в качестве моделей для подобных исследований. Восстановление кислорода — реакция, аналогичная дыханию, а расщепление воды важно, поскольку водород сейчас все активнее используется как альтернатива углеводородному топливу и для других нужд. Для проведения и исследования реакций использовался метод полярографии — в электрохимической ячейке на один из электродов наносится образец и меряется его электрический потенциал. Во всех случаях гуано-модифицированные образцы продемонстрировали лучшие результаты, чем контрольные.

Любое ли гуано усилит электрокаталитические свойства графена? Наука, Химия, Графен, Гуано, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рис. 4. Реакции, использованные авторами обсуждаемой статьи для демонстрации электрокаталитического катализа с помощью полученных образцов гуано-модифицированного графена. [4Н] — общее обозначение источника водорода


С изрядной долей сарказма в обсуждаемой статье сформулированы следующие выводы «гуановых» изысканий авторов (перевод почти дословный):

1) Судя по полученным результатам, любое добавленное в графен гуано (во всех смыслах) приведет к усилению его электрокаталитических свойств. Даже если на графен плюнуть, эти свойства улучшатся.

2) Так как легирование графена дешевым птичьим пометом производит больше соответствующего электрокатализатора, чем многие сложные и дорогие процедуры легирования, нет оправданий для продолжения подобных исследований, а исследователям следует направить свои усилия в более продуктивное русло.

3) Химический состав птичьего помета можно менять, подмешивая нужные вещества в птичий корм, и, таким образом, катализатор может быть в дальнейшем заметно улучшен.


Авторы верят, что птичий помет может стать таким же ценным продуктом, каким он был до появления химически производимых удобрений, но надеются, что при этом удастся избежать войн за гуано (как горячих, так и торговых), подобных тем, которые бушевали в Тихом океане во второй половине XIX века (см. Первая тихоокеанская война).


Источник: Lu Wang, Zdenek Sofer, Martin Pumera. Will Any Crap We Put into Graphene Increase Its Electrocatalytic Effect? // ACS Nano. 2020. DOI: 10.1021/acsnano.9b00184.

Григорий Молев
https://elementy.ru/novosti_nauki/433605/Lyuboe_li_guano_usi...

https://www.youtube.com/watch?v=sjChCyTBVpE

Показать полностью 3 1
131

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Реконструкция скорпиона Parioscorpio venator. Жирными линиями выделены сохранившиеся участки тела. Изображение из обсуждаемой статьи


Палеонтологи обнаружили в отложениях раннего силура США отпечатки двух скорпионов. Возраст отложений составляет около 437–436 млн лет, что делает найденных скорпионов древнейшими известными представителями данной группы. На одном из отпечатков ученым удалось разглядеть детали строения кровеносной системы, которые свидетельствуют, что силурийские скорпионы могли обладать легочными мешками. Если это так, то находка является также древнейшим свидетельством адаптации животных к дыханию атмосферным воздухом. Кроме того, открытие ставит под сомнение гипотезу о морском происхождении скорпионов, свидетельствуя, напротив, об однократной колонизации суши предками паукообразных.


Силурийский период был тем временем, когда сушу освоили первые членистоногие животные и сосудистые растения. До этого континенты оставались прибежищем грибов, бактерий и водорослей. Первые свидетельства существования наземных растений — микроскопические криптоспоры — появляются в породах среднего ордовика возрастом около 460 млн лет. Считается, что некоторые из этих криптоспор, сгруппированные по четыре (так называемые тетрады), служили для размножения каких-то печеночных мхов. В отложениях следующего, силурийского, периода в большом количестве начинают попадаться споры с трехлучевой щелью — это говорит о появлении первых сосудистых растений. Древнейшие макроостатки таких растений относятся к роду Cooksonia и датируются верхним силуром. Они были найдены недалеко от английского города Ладлоу. На побегах куксоний из Ладлоу сохранились древнейшие устьица — приспособления наземных растений для газообмена и испарения влаги.


Наземные растения, точнее их споры и гниющие остатки, и стали тем магнитом, который притягивал к себе первых наземных членистоногих. Вслед за ними шли хищники. Примечательно, что до недавнего времени древнейшими сухопутными животными считались панцирные пауки (тригонотарбы) и губоногие многоножки, найденные в тех же слоях близ Ладлоу, что и древнейшие куксонии. Возраст этих слоев, по последним данным, составляет около 425 млн лет. Однако от членистоногих из Ладлоу сохранились только разрозненные фрагменты, и вывод об их сухопутном образе жизни был сделан по аналогии с находками более позднего возраста. Поэтому вполне понятно желание палеонтологов обнаружить прямые доказательства жизни на суше, коими являются, прежде всего, адаптации к дыханию атмосферным воздухом.


Некоторое время титул древнейшего наземного организма с сохранившимися дыхательными органами удерживала двупарноногая многоножка Pneumodesmus newmani, найденная в январе 2003 года на морском берегу недалеко от шотландского городка Стоунхейвен (рис. 2). Хотя от нее сохранилось всего шесть сегментов тела, на них различимы дыхальца — отверстия для вентиляции трахей. Многоножку подобрал местный палеонтолог-любитель, который во время отлива охотился за отпечатками рыб. На берегу рядом с этим местом даже был установлен информационный щит, который до сих пор оповещает туристов, что многоножка P. newmani является древнейшим животным, дышавшим атмосферным воздухом, а ее возраст составляет 428 млн лет. Увы, с тех пор оценки возраста слоев, где была сделана находка, поменялись, и сейчас слои относят не к среднему силуру, а к раннему девону (около 414 млн лет).

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Слева — двупарноногая многоножка Pneumodesmus newmani из раннего девона Шотландии, древнейшее животное с сохранившимися органами для дыхания атмосферным воздухом, Sp — дыхальце, St — стернит. Изображения из статьи H. M. Wilson, L. I. Anderson, 2004. Morphology and taxonomy of Paleozoic millipedes (Diplopoda: Chilognatha: Archipolypoda) from Scotland. Справа — участок побережья, где была сделана эта находка (ее место отмечено белой стрелкой. Фото © Александр Храмов


Почти такой же возраст (около 410 млн лет) имеют и панцирные пауки, обнаруженные в шотландском местечке Райни (Rhynie), вместе с множеством других раннедевонских членистоногих и наземных растений. Ископаемые, найденные в тамошних кремнистых породах, изучаются на тонких шлифах (срезах) под микроскопом. Используя подобную методику, ученые смогли разглядеть у панцирных пауков из Райни внутреннее строение легочных мешков (рис. 3). Так называются органы дыхания паукообразных, расположенные на брюшной стороне тела. По мнению специалистов, легочные мешки являются видоизмененными жаберными ножками. Когда предки паукообразных вышли на сушу, эти ножки, экипированные жаберными лепестками, погрузились вглубь тела, чтобы избежать высыхания. В результате основу легочных мешков современных паукообразных составляют многочисленные пластинки, гомологи жаберных лепестков, напоминающие страницы книги, так что по-английски этот орган называют book lungs — «книжные легкие».

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Слева вверху — поперечный срез легочного мешка раннедевонского паука из Райни, слева внизу — его трехмерная реконструкция, справа сверху — поперечный срез легочного мешка современного фрина рода Damon, справа внизу — поперечный срез легочного мешка современного скорпиона Heterometrus. A — воздушные мешки, L — пластинки легочного мешка, Bt — соединительные трабекулы, S — шипики, T — трабекула, F — зона слияния пластинок, Pc — столбчатые клетки, At — атриум (пространство легочного мешка), H — клетки гемолимфы. Изображение из статьи C. Kamenz et al., 2008. Microanatomy of Early Devonian book lungs


В отличие от панцирных пауков, которые вымерли к концу палеозоя, скорпионам удалось благополучно дожить до наших дней. Это особенно удивительно, учитывая, что они относятся к числу самых древних паукообразных. До сих пор древнейшим скорпионом считался Dolichophonus loudonensis, найденный в отложениях среднего силура Шотландии еще в 1899 году. Минимальный возраст этой находки составляет 433 млн лет. Кроме того, известен еще целый ряд силурийских и девонских скорпионов. Тем не менее скорпионов, в отличие от многоножек и панцирных пауков, не спешат пока причислять к древнейшим сухопутным животным. Дело в том, что многие ранние скорпионы попадаются в мелководных морских отложениях, поэтому некоторые ученые полагают, что, в отличие от своих потомков, они продолжали жить в воде. Самым видным сторонником этой точки зрения был американский палеонтолог Эрик Кьелсвиг-Веринг (Erik Kjellesvig-Waering), большой специалист по ископаемым хелицеровым. Именно Кьелсвиг-Веринг по пальцу клешни описал знаменитого скорпиона-гиганта Brontoscorpio из верхнего силура Англии, достигавшего в длину 90 см. Ученый был убежден, что скорпион такого размера мог жить только в воде.


Тем не менее даже если остатки какого-либо организма находят в морских отложениях, то это не значит, что он там жил — может быть, его туда снесло посмертно. В конце концов, находят же в морских слоях немало стрекоз и других крылатых насекомых. Конечно, у скорпиона, который не умеет летать, шансы упасть в воду гораздо ниже, но всё же они отнюдь не нулевые. Кроме того, у древнейших скорпионов, считающихся морскими, не было найдено ни одной ярко выраженной адаптации к водному образу жизни, например плавательных ног или жабр. Единственным исключением служит раннедевонский скорпион Waeringoscorpio westerwaldensis из Германии, у которого по бокам тела свешивается бахрома, напоминающая трахейные жабры водных личинок насекомых. Тем не менее не исключено, что этот признак возник вторично, когда сухопутные скорпионы предприняли попытку освоить воду.


Наконец, еще одним аргументом против «морской гипотезы» служат находки скорпионов, сделанные в морских отложениях и, несмотря на это, демонстрирующие признаки, характерные скорее для сухопутных животных. Например, в 2015 году в отложениях среднего силура Канады (возраст — около 430 млн лет) был найден скорпион Eramoscorpius brucensis, у которого тарзус, последний сегмент конечностей, немного короче базитарзуса, предпоследнего сегмента. Такая особенность характерна для современных сухопутных скорпионов, тогда как у мечехвостов, крабов и других морских членистоногих, разгуливающих по дну «на цыпочках», тарзус, наоборот, длиннее базитарзуса.


К этому же ряду находок относятся два небольших (менее 3 см в длину) раннесилурийских скорпиона, описание которых в прошлом месяце было опубликовано в журнале Scientific Reports (рис. 4). Оба экземпляра относятся к одному и тому же новому виду, получившему название Parioscorpio venator. Вместе с отпечатками червей, ракообразных и других беспозвоночных они были найдены на территории американского штата Висконсин еще в 1980-х годах и все эти годы пролежали в полной безвестности, пока их вновь не открыли при разборе коллекций.

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 4. Два отпечатка скорпионов Parioscorpio venator, найденных в раннем силуре США. Cx — тазик; fe — бедро; fr — подвижный палец клешни; fx — неподвижный палец клешни; gt — кишечник; le — боковой глаз; mt — сегмент метасомы; pc — перикард; pfm — бедро педипальпы; pm — клешня педипальпы; pa — пателла (колено), ppt — колено педипальпы; ps — пульмо-перикардиальный синус; ptr — вертлуг педипальпы; pv — ядовитая железа; stn — стернит; tr — вертлуг; wl — ходильная нога. Длина масштабного отрезка — 5 мм. Изображение из обсуждаемой статьи


Скорпионы происходят из мелководных морских отложений, однако у ученых нет уверенности, что море было их прижизненной средой обитания. Дело в том, что на одном из отпечатков в районе мезосомы (средний отдел тела) ясно виден перикард — соединительнотканная сумка, в которой находилось сердце (рис. 5). От этого перикарда в стороны у P. venator отходят по меньшей мере три пары хорошо сохранившихся пульмо-перикардиальных синусов (пазух). У современных скорпионов такие синусы, по форме напоминающие сосуды, служат для кровоснабжения четырех пар легочных мешков (в отличие от настоящих сосудов, которые впадают непосредственно в сердце или в аорту, синусы соединены только с перикардом). Гемолимфа по синусам поступает в пластинки легочных мешков, где обогащается кислородом.

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 5. Перикард и пульмо-перикардиальные синусы у раннесилурского и современных скорпионов. a — Parioscorpio venator; b — слепок перикарда скорпиона Centruroides exilicauda; c — самец скорпиона Hadogenes troglodytes. bl — легочные мешки; pc — перикард; ps — пульмо-перикардиальный синус. Длина масштабного отрезка — 1 мм (a, b); 1 см (c). Изображение из обсуждаемой статьи


Хотя сами легочные мешки у P. venator не сохранились, их наличие представляется довольно вероятным. До сих пор древнейший скорпион с сохранившимися легочными мешками был известен из нижнекаменноугольных отложений Шотландии. Именно шотландская находка рассматривалась как самое раннее бесспорное свидетельство перехода скорпионов к сухопутному образу жизни. Однако открытие P. venator говорит о том, что скорпионы стали жить на суше или как минимум начали совершать длительные прогулки за пределами водоемов почти на 100 млн лет раньше, уже в начале силурийского периода. Поскольку скорпионы из Висконсина на несколько миллионов лет старше других известных силурийских скорпионов, именно к ним теперь перешло звание древнейших представителей данного отряда. Получается, древнейшие скорпионы с большой вероятностью дышали атмосферным воздухом. Это еще один довод против «морской гипотезы» в пользу изначальной сухопутности скорпионов.


Стоит добавить, что если скорпионы произошли от общего предка паукообразных, который перешел к жизни на суше, то легочные мешки в ходе эволюции были изобретены всего один раз. Если же скорпионы возникли в море (например, от того же предка, что и морские ракоскорпионы), то придется допустить, что легочные мешки у хелицеровых независимо появились дважды (рис. 6).

Обнаруженный в США древнейший скорпион, по-видимому, дышал воздухом Палеонтология, Наука, Членистоногие, Скорпион, Паукообразные, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 6. Различные варианты филогении хелицеровых. Варианты a–с предполагают, что скорпионы и остальные паукообразные приобрели легочные мешки независимо друг от друга, вариант d предполагает, что легочные мешки были унаследованы от общего предка. R. J. Howard et al., 2019. Exploring the evolution and terrestrialization of scorpions (Arachnida: Scorpiones) with rocks and clocks

Между тем, по своей микроструктуре легочные мешки скорпионов очень похожи на аналогичные органы у фринов, пауков и телифонов, что свидетельствует в пользу однократной колонизации суши. Впрочем, точку в этой дискуссии ставить пока еще рано — остается уповать на новые палеонтологические находки.


Источник: Andrew J. Wendruff, Loren E. Babcock, Christian S. Wirkner, Joanne Kluessendorf, Donald G. Mikulic. A Silurian ancestral scorpion with fossilised internal anatomy illustrating a pathway to arachnid terrestrialisation // Scientific Reports. 2020. 10, 14. DOI: 10.1038/s41598-019-56010-z.


Александр Храмов

https://elementy.ru/novosti_nauki/433606/Obnaruzhennyy_v_SSh...

Показать полностью 5
110

Норвегия, Jotumheim

Норвегия, Jotumheim Норвегия, Фотография, Изменения климата, Глобальное потепление, Дрон, Квадрокоптер

Для моих 566 подписчиков. Норвегия очень зависит от теплого течения Гольфстрима и из-за постоянных ураганов в атлантике которые приносят теплый воздух мы имеем новые тепловые рекорды, к примеру +19 в Январе в деревне Сунндальсер.


Фотография сделана на Dji MavicPro 2

454

Новость №957

Есть мнение, что влияние человека на климат ничем не доказано, а тревожные заявления ученых о последствиях изменения климата — просто пиар-акция.


Климатолог Александр Чернокульский рассказывает, почему это, увы, не так:
http://short.nplus1.ru/cAwuHNCAgxg

Новость №957 Образовач, Наука, Климат, Комиксы
227

Что такое вечная мерзлота?

Что такое вечная мерзлота? Что происходит, когда вечная мерзлота оттаивает? Об этом рассказывается в данном видео от Института полярных и морских исследований имени Альфреда Вегенера (Германия), сотрудники которого проводят ежегодные экспедиции в полярные области для того, чтобы понять различные процессы, происходящие с вечной мерзлотой, и точно оценить последствия её оттаивания.

40

Гигантский съедобный гриб

Белый зонтик в руках этой африканской девочки — термитомицес титанический (Termitomyces titanicus), считающийся самым большим съедобным грибом в мире. Диаметр шляпок этого гриба, встречающегося в Замбии и сопредельных регионах, составляет 40–60 см, а в отдельных случаях может достигать одного метра. Вес шестидесятисантиметровых экземпляров превышает 2 кг. Как и другие термитомицесы, это чудо природы — детище термитов-грибоводов, которые выращивают его мицелий в своих гнездах.

Гигантский съедобный гриб Микология, Муравьи, Наука, Elementy ru, Длиннопост

Термиты-грибоводы относятся к подсемейству Macrotermitinae, входящему в состав семейства высших термитов (Termitidae). Они обитают в тропических регионах Старого Света, включая Африку и Юго-Восточную Азию. Если муравьи-фермеры Attini из Нового света в процессе эволюции экспериментировали с разными родами и даже семействами грибов, то все без исключения термиты культивируют только один род грибов — Termitomyces. Самостоятельно термитомицесы существовать не могут, единственный приемлемый для них субстрат — экскременты термитов, состоящие из пережеванной древесины и прочих растительных остатков.


Как и другие съедобные шляпочные грибы, термитомицесы входят в группу базидиомицетов. Большую часть года они существуют в виде мицелия (грибницы) в гнездах термитов, но, когда наступает сезон дождей, образуют плодовые тела (базидиокарпы), прорастающие на поверхность. Они могут появляться как на стенках термитников, возвышающихся над землей, так и над гнездами термитов, скрытыми в почве, и чаще всего растут не поодиночке, а целыми группами. Далеко не все термитомицесы отличаются колоссальными размерами — у многих видов плодовые тела не крупнее обычного подосиновика или белого гриба.

Гигантский съедобный гриб Микология, Муравьи, Наука, Elementy ru, Длиннопост

Термитомицесы, растущие на стенке термитника. Фото с сайта en.wikipedia.org


Как ни странно, европейские ученые не знали о существовании термитомицеса титанического вплоть до 1980 года, когда плодовое тело этого гриба было куплено у местных продавцов на обочине дороги. Аборигенное население распробовало этот гриб гораздо раньше. Он отличается отменным вкусом и ароматом, однако очень быстро портится — его желательно приготовить прямо в день сбора. У африканской народности бемба даже есть пословица, иллюстрирующая скоротечность человеческой жизни (термитомицесы на языке бемба обозначаются словом samfwe): «Мы как samfwe, рождаемся, чтобы сразу сгнить».


Хотя плодовые тела термитомицесов очень ценятся местным населением, с точки зрения самих термитов это бесполезная трата ресурсов. Ведь питаются они не «зонтиками», торчащими наружу, а специальными питательными утолщениями (нодулами), вырастающими на концах грибных нитей термитомицесов внутри гнезда.


Фото с сайта flickr.com.

Автор Александр Храмов

https://elementy.ru/kartinka_dnya/1046/Gigantskiy_sedobnyy_g...

Показать полностью 1
103

В Дании разработаны бумажные пивные бутылки

Знаменитый пивной бренд Carlsberg в пятницу представил два прототипа пивных бутылок, изготовленных из древесного волокна, т. е., в сущности, из бумаги или картона. По мнению датских пивоваров, эта новинка может внести заметный вклад в дело защиты окружающей среды от загрязнений.

В Дании разработаны бумажные пивные бутылки Глобальное потепление, Климат, Еда, Coca-Cola, Carlsberg, Пиво, Бутылка

Как сообщает Associated Press, прототипы вполне пригодны для переработки. В данный момент внутренняя поверхность бутылок покрывается слоем пластика, герметизирующим конструкцию, но авторы намерены в обозримом будущем отказаться от него, сделав бутылки целиком бумажными.


Разработка является частью усилий компании по снижению выбросов углекислого газа на своих пивоваренных заводах и сокращению выбросов углерода на 30% по всей технологической цепочке к 2030 году.


Carlsberg заявляет, что объединит усилия с Coca-Cola, шведской водочной компанией Absolut и парфюмерной L’Oreal для разработки бумажных бутылок.

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: