Биология
Одноклеточное существо имеет память и учится
Об этом пишет журнал Physical Review Letters.
У одноклеточного слизевика Physarum polycephalum нет ни мозга, ни невнервов. Это просто очень большая клетка с многими ядрами. Иными словами, это странное сочетание одноклеточно-якобы многоклеточного организма.
Оно ползет к пище и отползает от света со скоростью примерно сантиметр в час. „Примерно“ означает, что на быстроту слизевика влияет температуре и влажность воздуха, и если воздух сух, существо движется медленнее.
Японские исследователи недолго обдували слизевика сухим воздухом, а потом восстанавливали привычную для него атмосферу. Таких циклов воздействия было три. И каждый раз слизевик замедлялся, а потом восстанавливал скорость.
Но спустя час после последнего воздействия он ЗАМЕДЛЯЛСЯ, явно ожидая „сухой неприятности“. А подождав, восстанавливал движение.
Причем если упомянутые три „сухости“ устраивали не через час, а, скажем, через полтора часа, подопытный слизевик замедлялся уже не через час, а именно через полтора!
В полном соответствии с Павловской теорией условных рефлексов, слизевик забывал воздействие после прекращение „обучения“. Но не навсегда: повторение „урока“ сразу вызывало „заученное“, и слизневик соответственно точно замедлялся после конца „обучения“.
У слизевика есть и биохимические "часы", замеряющие время и с большой точностью запоминающие ритм внешнего воздействия.
Слизевик умеет находить кратчайший путь в лабиринте.
Более того, он управляет шестиногим роботом, созданным британско-японской иследовательской группой.
Реагируя на свет и тень в сосуде, где он помещен, слизевик ползет к тени, а сенсорная система робота отслеживает это движение и дает ногам команду идти к минимальному освещению.
Компьютер из бактерий
Рон Вейсс и его сотрудники в Принстонском университете научили бактерии Escherichia Coli, генетический код которых был особым образом изменен, обмениваться сигналами и выполнять простые математические действия.
Для этого был сконструирован циклический фрагмент ДНК: бактерия должна изменить свой цвет с зеленого на красный (или наоборот) в зависимости от того, как окрашены ее соседи. В результате получались изображения, в которых микроорганизмы выполняли роль цветовых элементов.
Вейсс считает, что можно научить бактерии важному делу: сообщать о вторжении в организм вирусов или прочих микроорганизмов. На это потребуется не более пяти лет.
Подслушаны разговоры микроорганизмов
Микробиолог Бонни Баслер (Bonnie Basler) из Принстонского университета на заседании Американской ассоциации содействия развитию науки (American Association for the Advancement of Science) сообщил, что бактерии обмениваются сообщениями.
Причем не только с „собратьям по виду“, но и с представителям иных видов.
Правда, разговоры „с глазу на глаз“ бактериям недоступны, но если вокруг много особей, то каждое одноклеточное выделяет определенные молекулы, и при достижении нужной концентрации возникает "голос большинства", понятный всем участникам этого собрания.
А решения могут быть разные, например одновременный выброс какого-то болезнетворного вещества.
По-видимому, на основе данного открытия удастся создавать лекарства, которые, не убивая бактерий, будут управлять их деятельностью.
Ожили древние бактерии из арктического льда
Бактерии, обнаруженные американскими учеными в арктическом льду, ожили после 32 тысяч лет анабиоза, сообщает LiveScience.com.
Сохранившиеся в вечной мерзлоте при -40 С, микроорганизмы Carnobacterium pleistocenium после таяния льда стали поглощать пищу и размножаться.
Это дает надежду найти жизнь на Марсе и на Титане, спутнике Юпитера, где обнаружены замерзшие "водоемы".
В чем причина "бессмертия" Carnobacterium pleistocenium?
А мериканский астробиолог Ричарда Хувера (Richard Hoover), работающий в NASA, считает, что надо анализировать белки этой бактерии. Это поможет понять, как сохранять другие клетки при низких температурах, что важно для консервации биологических тканей и даже живых существ.
Воздушный планктон управляет погодой
Причиной дождей и туманов могут быть живые организмы, населяющие атмосферу.
Это выяснили в университете германского города Майнца, сообщает Reuters.
Ведь в воздухе нашей планеты содержится мельчайшие частицы биоматерии - бактерии, вирусы, водоросли, споры грибов. По массе они составляют примерно 25% всей массы воздушных взвесей. Эти мельчайшие частицы являются центрами конденсации влаги – зарождения дождевых капель и льда. Так что облака образуются под действием и геологических, и биологических факторов.
Профессор Рупрехт Женике (Ruprecht Jaenicke) с коллегами уже 15 лет собирает пробы воздуха в разных местах планеты: в родном Майнце, а также на Байкале, на Амазонке, в Антарктиде.
Помимо микроорганизмов, в этих пробах найдены фрагменты тканей человека, животных и растений.
Климатологи не обращают внимания на этот "мусор", а он, не исключено, влияет на достоверность прогнозов погоды.
На дне океанов - необычные формы жизни
В источниках горячих вод на океанском дне обитают неизвестные ранее существа, сообщает сайт EurekAlert.org.
Необычные микроорганизмы обнаружены пять лет назад сотрудниками Вашингтонского университета под руководством Деборы Келли (Deborah Kelley). Бактерии живут на подводных горах в Атлантическом океане в сильно щелочной среде (pH=9-11) при температуре 70-80 С, а питаются водородом и метаном.
Горы эти названы «Потерянным городом» (Lost City). Он весьма отличается от хорошо известных «черных курильщиков», выбрасывающих нагретую до 400 С воду, богатую углекислотой - пищей для живущих в «курильщиках» бактерии.
Циркадные ритмы растений оказались оружием борьбы с вредителями
Почти все живые существа на Земле ощущают смену дня и ночи, потому что изменяются скорости различных процессов в организме. Эти колебания называются циркадными ритмами.
Но было бы неправильно думать, что такие ритмы вызваны именно солнечным светом.
Причина ритмов – во внутреннем строении организмов. Подсолнечник, например, в течение дня поворачивается вслед за Солнцем, однако ночью именно перед его восходом обращает свою «тарелку» на восток.
Сотрудники университета Райса обнаружили и более тонкие особенности циркадногого ритма. Оказывается, в соответствии с ним растения защищаются от насекомых-вредителей! Об этом сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.
С помощью 12-часовых световых циклов были принудительно установлены циркадные ритмы у растения «резуховидка Таля» и у гусениц бабочки-совки, которые питаются этим растением.
Гусеницы были разбиты на две группы: у одной циркадный ритм соответствовал циркадному ритму растения, то есть и ночь, и день были одинаковы по фазе. А у другой группы гусениц фазу ритма сдвинули на 180 градусов, так что когда для растений был день, для гусениц – ночь, и наоборот.
Спящие растения почти не сопротивлялись «дневным» гусеницам, а потому и страдали от агрессоров больше.
Причина в том, что ночью в организме растений меньше жасмоновой кислоты, чем днем, а именно она отпугивает насекомых-вредителей и позволяет растению быстро залечивать нанесенные раны.
„Усики“ бабочек - датчики биочасов
До сих пор биологи не знали, зачем бабучкам нужны усики-антенны. Теперь, сообщает портал ScienceNOW, стало ясно, что антенны связаны с биочасами, необходимыми для ориентации в пространстве.
Эксперимент был поставлен на крупных бабочках данаид-монарх Danaus plexippus, которые ежегодно мигрируют, преодолевая огромное расстояние, с восточного побережья США в Мексику и обратно.
При этом они ориентируются по Солнцу. И хотя в течение дня оно движется по небосводу, - бабочки используют его независимо от местоположения на небе. Для этого требуются часы, и они у бабочек есть, а их «чувствилища» - именно усики.
В солнечные дни бабочек выпускали на огороженную площадку. Видеокамеры записывали траектории полетов. Обычно в это время года они летят с юга на юго-восток, но бабочки с отрезанными антеннами летали совершенно беспорядочно, потеряв способность ориентироваться.
И это несмотря на то, что биочасы, имеющиеся в бабочкином мозгу, не пострадали от ликвидации антенн.
Зато когда антенны были не отрезаны, а просто покрыты черной краской, бабочки стали летать не с юга на юго-восток, а с севера на северо-запад: биочасы антенн не видели Солнца и не могли устанавливать курс полета.
Вымершие голубые бабочки воскрешены муравьями
Британским ученым удалось восстановить популяцию полностью исчезнувших бабочек-голубянок Арион (Maculinea arion) в Великобритании. Работа длилась 25 лет. Результаты кратко изложены на портале BBC News, полностью будут опубликованы в журнале Science.
Голубянки исчезли в Великобритании в 1979 году. Чтобы понять причину исчезновения и восстановить популяцию, потребовалась четверть века
Оказалось, что для размножения бвбочкам нужены муравьи Myrmica sabuleti, которым Арион подкладывает в муравейнк свои личинки. Они развиваются там, питаясь личинками "хозяев".
Бабочки исчезли из-за вымирания муравьев, которые погибли из-за вымерших от миксоматоза кроликов: они больше не поедали траву, и высота ее увеличилась. Под образовавшейя более плотной тенью стало холоднее, - и муравьи погибли...
Выяснив эту экологическую цепь, энтомологи вернули кроликов и муравьев, а затем завезли несколько колоний бабочек из Швеции, так что сейчас в Великобритании живут уже более 30 местных колоний этих бабочек, - более 5000 особей.
Эти результаты и методика будут полезны для экологов всего мира, где человек привел к грани вымирания множество видов животных. Ведь, например, к 2100 году могутсовсем исчезнуть императорские пингвины...
Куколки и личинки бабочек Maculinea rebeli прикидываются муравьиными королевами
Это исследование опубликовано в журнале Science, суть его изложена на сайте New Scientist.
Энтомологи Италии и Великобритании выяснили, что личинки бабочек-паразитов заползают в муравейник Myrmica schencki, выделяя вещества, запах которых совпадает с запахом муравьиных выделений. Обманутые ложным запахом рабочие муравьи затаскивают гусеницу в свое жилище, а там она питается и превращается в кауколку.
Хотя эта экологическая цепь известна давно, исследователи под руководством Карстена Шонрогге (Karsten Schonrogge) обратили внимание на то, сколь необычайно заботливы муравьи по отношению к паразитам: в потревоженном муравейнике его обитатели всеми силами пытались спасать «не-муравьев».
Шонрогге и его коллеги решили, что паразит как-то убеждает муравьев в том, что он... – «королева» муравейника!
Известно, что муравьи общаются друг с другом, издавая звуки – это их «разговорный язык". А личинки и куколки бабочек-паразитов «уверяют» муравьев в своем «королевском достоинстве», издавая похожие на настоящие королевские (хотя и не совсем) стрекочущие звуки.
Микрофоны, спрятанные в муравейнике, позволили записать стрекотания и настоящей королевы, и паразитирующих гусениц и куколок. Хотя полного сходства нет (люди это ощущают), но, видимо, рабочие муравьи разницы не улавливают.
Итак, пишет газета The Times, показано, что нельзя недооценивать звуковую муравьиную коммуникацию.
А Шонрогге и его коллеги не исключают, что муравьи смогут удивить людей и другими примерами своего общения.
Муравьи выращивают грибы уже 50 миллионов лет
Энтомологи из Музея естественной истории Смитсоновского института выяснили, что предки современных муравьи-листорезов выращивали грибы еще примерно 50 миллионов лет назад.
Эта работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сельскохозяйственной деятельностьи занимаются только люди, короеды, термиты и муравьи. Лучше всего изучены муравьи-листорезы, которые не питаются листьями, а пережевывают их кусочки и этой жвачкой удобряют почву, на которой растет муравьиная пища – грибы.
Анализируя ДНК, было построено эволюционное дерево этих муравьев-"фермеров".
Предок листорезов, первым начавший заниматься сельским хозяйством, жил около 50 миллионов лет назад, во времена глобального потепления. За следующие 25 миллионов лет муравьи создали четыре различных технологии выращивания пищевых грибов, а около 10 миллионов лет появились и современные муравьи-листорезы.
Работа энтомологов заняла около 15 лет, был собран генетический материал более 90 видов муравьев, из которых 65 занимаются «грибным хозяйством».
С помощью нескольких современных алгоритмов исследователи оценили интервалы времени, разделяющие разные группы муравьев, выращивающих грибы. И обнаружили «недостающее звено» эволюционной цепи: это один из видов муравьев, распространенных в Южной Америке.
Муравьи способны обучать своих собратьев
Сотрудники университета города Бристоля сообщили, что муравьи способны обучать своих собратьев, сообщает газета Telegraph.
Это единственное существо, кроме человека, которое передает знания, ориентируясь на реакцию ученика. Даже высшие приматы не способны на это!
Муравьи объясняют друг другу положение пищи, багая «тандемом». Лидер, знающий, где лежит сахар, - а это всегда самка! - находит "ученика", который становится сзади учителя и они идут вместе к корму. Причем обучаемый муравей то и дело трогает задние лапки или брюшко "учителя", показывая, что все в порядке. что он может продвигаться следом.
Если задний муравей замедляет ход, передний тоже сбавляет скорость. Интересно, что без ученика "учитель" достиг бы корма вчетверо быстрее!
После урока ученики сами становятся учителями, и информация о корме распространяется по всей колонии.
Профессор Томас Ричардсон, руководящий исследованием, говорит, что это поведение соответствует формальному определению процесса обучения. Ибо считается учителем только тот, кто изменяет свое поведение, дабы ученик быстрее усвоил урок.
А профессор Эндрю Вайтен из университета св. Андрея, специалист по высшим приматам, утверждает, что муравьи не единственные представители мира животных, способные обучать. По его мнению, некоторые детеныши шимпанзе также учатся в процессе общения с родителями.
Томас Ричардсон возражает: "Да, шимпанзе действительно копируют действия друг друга, - но это односторонний процесс. Ведь обезьяна-"учитель" никак не реагирует на попытки "ученика" усвоить материал. А значит, это нельзя называть обучением".
Муравьи создали перуанские "дьявольские сады"
По мнению ученых Стэнфордского университета, пишет New Scientist, перуанские муравьи – причина того, что в ливневых лесах Амазонки есть обширные участки, где растут только один вид деревьев.
Ибо муравей Myrmelachista schumanni селится в стволах только одного вида тропических растений - дерева Duroia Hirsuta. А оно примечательно тем, что встречается как бы в "резервациях", где не растет ничего другого.
Перуанцы называли эти территории "дьявольскими садами" лесного демона Чуятаки (Chuyathaqi).
Конечно, растения могут выделять в почву вещества, подавляющие рост соседей.
Но в случае Duroia Hirsuta это не так: на избавленной от муравьев участка оно вполне сосуществует с другими. Однако стоило открыть туда доступ муравьям - и «конкурирующие» деревья погибали.
Муравьи впрыскивают свою муравьиную кислоту в листья деревьев, и те умирают.
До сих пор о таком применении одной из самых сильных органических кислот не было известно. Обычно муравьи защищаются ею от хищников.
Амазонские муравьи строят ловушки
Агрессивные амазонские древесные муравьи строят хитрые ловушки, в которых жертва медленно разрезается на части, - сообщает BBC News.
Французские энтомологи наблюдали за этим поведением муравьев Allomerus decemarticulatus.
Техника такова: рабочие муравьи - как правило, наиболее старые особи, - аккуратно срезают часть волосков со стебля растения, в котором живут, чтобы получился проход. Некоторые волоски оставляют на месте и на них водружают платформу, сделанную из срезанных волосков, скрепленных специально выращенным грибком. В этой платформе делаются отверстия, чтобы муравей мог просунуть голову.
Под платформой сидят несколько сотен муравьев, и как только насекомое-жертва встанет на ловушку и его лапки провалятся в отверстия, в них вцепляются притаившиеся охотники.
Насекомое может быть весьма крупным, но оно никуда не может деться, и тогда множество муравьев залезают на него и кусают, пока жертва не будет полностью парализовано.
Мелкую добычу охотники несут к своему жилищу, где расчленяют, чтобы затащить внутрь. Крупная жертва остается в ловушке несколько часов, пока ее неторопливо не разделают.
Главное условие, чтобы у жертвы были длинные и тонкие ноги, которые проваляться в дырки.
Поэтому эти муравьи не охотятся на гусениц.
Аргентинские муравьи вытесняют европейских
Завезенные с какими-то тропическими растениями, в Европе аргентинские муравьи появились в 20-е годы прошлого века,
Теперь же обнаружена их гигантская колония, охватывающая тысячи миль от итальянской Ривьеры до северо-западного побережья Испании. Ее обнаружили швейцарские и французские ученые, сообщает Associated Press.
Это самое крупное из когда-либо найденных подобных сообществ. В нем миллиарды муравьев, живущих в миллионах гнезд, между которыми существует хорошая взаимосвязь.
И в Аргентине эти муравьи создают большие колонии размером в несколько городских кварталов, однако никогда еще не видели столь внушительного сообщества.
Возможно, на этой территории где-то живат даже главная семья, руководящая своими родственниками.
Обычно муравьи разных семей сражаются друг с другом, но в обнаруженной колонии они генетически близки, и у них имеется система распознавания друг друга. Поэтому они не воюют между собой.
Хорошее взаимодействие и очень высокая плотность размещения приводят к тому, что европейские аргентинские муравьи вытеснили до 90 процентов других видов муравьев, живуших рядом.
