Биология - жизнь в деталях! Новости биологии. Энциклопедия по биологии. Словарь по биологии.

Плохое питание в детстве как фактор риска в зрелости: если птенец в первые дни жизни плохо питается, то в дальнейшем он будет намного дольше восстанавливаться после выведения собственного потомства.

Воспитание потомства у птиц — довольно затратный процесс, и родителям приходится идти на весьма значительные жертвы. С одной стороны, чем лучше позаботишься о выводке, тем более успешное будущее ждёт твой вид в целом. С другой — чем больше заботишься о детях, тем меньше следишь за собой, недоедаешь, теряешь в весе и в итоге можешь легче попасть на обед хищнику. Однако исследователи из университетов Глазго (Великобритания) и Страсбурга (Франция) обнаружили, что противоречия тут нет.

Особенно серьёзные потери при выведении потомства несут птичьи самки. Откладывание яиц требует больших энергозатрат, на что расходуется мышечная масса самой птицы, и в первую очередь «под нож» идут самые мощные грудные летательные мышцы. Отсюда очевидно, что после выведения потомства птица хуже и медленнее летает, со всеми вытекающими...

Исследователи решили выяснить, влияет ли на способность птиц оставаться в форме их пищевой рацион во время взросления. Для этого 190 птенцов зебровой амадины держали на четырёх разных диетах в течение первого месяца жизни. Часть птенцов кормили богатой белками пищей, которая включала варёные куриные яйца, шпинат и витаминные добавки. Других птичек обрекли на полуголодный, обеднённый рацион. Наконец, некоторые из птенцов выдерживались 15 дней на обеднённой или обогащённой пище, после чего их диета переключалась на противоположную. К концу месяца птицы, которых «морили голодом» (либо все 30, либо первые 15 дней), демонстрировали меньший вес и более короткие крылья, чем те, которые получали обогащённую белками пищу всё время или хотя бы вторую половину срока. Через сто дней разница между бывшими птенцами исчезала: плохо питавшиеся в юности нагнали своих товарищей и по массе тела, и по размерам.

Влияние «детской» диеты обнаружилось после первого цикла размножения, когда у подопытных амадинов появился свой выводок. В качестве параметра учёные выбрали скорость «удирающего» полета, когда птица спасается от хищника и максимально при этом выкладывается. Как и ожидалось, посидев на яйцах, пернатые теряли в абсолютной скорости. Но тем птичкам, которых в детстве держали на голодном пайке первые две недели, выведение потомства обходилось дороже: они больше теряли в скорости полёта и гораздо дольше восстанавливались до нормального состояния после вскармливания собственного выводка. Любопытно, что птицы, которые выкармливались обеднённой пищей всё время, имели лучшие показатели, чем те, которым чередовали диету с голодной на насыщенную.

compulenta.ru

При поиске пищи африканский малярийный москит руководствуется выдыхаемым нами углекислым газом и запахом, который даёт бактериальная микрофлора, обитающая на ногах.

Когда москит выходит на охоту, он первым делом ищет «ароматы» CO2, тянущиеся за человеком. Углекислый газ, который мы выдыхаем, позволяет насекомому «взять след» даже тогда, когда мы удалились на несколько десятков метров. Но, приблизившись к человеку, москит внезапно меняет траекторию и спускается к ногам, где обычно и пьёт кровь.

Подробности такого поведения малярийного москита раскрыты в исследованиях Ромке Суэра из Вагенингенского университета (Нидерланды). Африканский Anopheles gambiae с помощью своего сложносоставного обонятельного органа (который включает антенны, хоботок и особый ротовой придаток) улавливает не только выдыхаемый человеком углекислый газ, но и, как бы смешно это ни звучало, запах ног. Живущие на ногах бактерии продуцируют целых 10 разновидностей «ароматов»; в смешанном виде они превращаются в необычайно привлекательный для москитов коктейль. Ещё более любопытным является то, что пять из этих запахов блокируют восприятие насекомым CO2. Москитов, которые находились под воздействием углекислого газа, подвергали при исследовании односекундной обработке высокой концентрацией смеси пяти «ножных» запахов; в итоге насекомые теряли способность реагировать на CO2 в течение нескольких секунд.

Если москиты обнаруживают постоянный источник «запаха ног», это служит сигналом к тому, что цель найдена и пора менять траекторию. На физиологическом уровне процесс организован так. У москита есть 12 обонятельных нейронов, из которых только один чувствует углекислый газ. Этот нейрон спарен с двумя другими, и все вместе они воспринимают обонятельные частицы, контактируя с внешней средой в районе ротового аппарата насекомого. «Аромат» микрофлоры ног блокирует работу нейрона, ответственного за восприятие CO2, и одновременно активизирует два других нейрона, переключая поведение москита с дальнего поиска добычи на выбор более удобного места для «обеда».

С практической точки зрения это означает, что репелленты, убивающие восприятие москитом углекислого газа, бесполезны: на близком расстоянии, особенно в местах скопления людей, насекомое без проблем найдёт добычу, руководствуясь в буквальном смысле человеческими следами. С другой стороны, столь своеобразная механика обоняния позволяет ловить этих распространителей малярии, конструируя ловушки, имитирующие бактериальный запах.

compulenta.ru

Биологи показали, как гриб управляет поведением муравья и «подбирает могилку» инфицированному насекомому. Теперь ученые озабочены поисками молекулярных механизмов и грибных генов, которые помогают муравьям умереть в нужном месте и в нужной позе.

Зоологи, энтомологи (ученые – насекомоведы) и микологи (ученые – грибоведы) под руководством Дэвида Хьюджса (David P. Hughes) из Университета Пенсильвании (Penn State University) изучают муравьев-древоточцев — Camponotus. Тех самых трудолюбивых и относительно безвредных членистоногих, которые по крошечкам растаскивают заготовленную древесину и пни.

В принципе, команду Дэвида Хьюджса интересует не как живут,а как умирают членистоногие трудяги. Так, некоторые муравьи Camponotus leonardi погибают необычно: уцепившись «зубами» за жилки растения, с нижней стороны листа. Укусы от умерших муравьев ученые обнаружили даже на растительных остатках возрастом полсотни миллионов лет.

Гриб растет из муравья

«Гриб — кордицепс однобокий (Ophiocordyceps unilateralis) — поражает нервную систему муравья, превращая трудолюбивого солдата в асоциального зомби: зараженное насекомое покидает колонию, спускается с дерева на землю и закрепляется на каком-нибудь листе, впиваясь жвалами (мандибулами) в жилку растения. Ухватившись жвалами за листок, муравей-зомби погибает. Через некоторое время из головы насекомого вырастает плодовое тело того самого гриба, споры которого превратили его в зомби», — пишет Дэвид Хьюджес в новой статье, посвященной предсмертным хождениям больных муравьев.

Ученые объясняют, что пока трупик насекомого висит вниз головой, на высоте около двадцати пяти сантиметров, проросший гриб созревает и начинает «трещать по швам»: споры рассыпаются на лесную подстилку и других муравьев. То есть болезнетворный гриб не просто прорастает в голове насекомых: мозговая плесень использует своего хозяина для развития и распространения. «Муравей, зависший над землей – идеальная среда для размножения и развития гриба, — поясняют ученые. – Здесь и влажность высокая (до 95%), и питательных веществ достаточно».

Мозги и мышцы заплесневели

В работе, результаты которой появились в статье «Behavioral mechanisms and morphological symptoms of zombie ants dying from fungal infection», ученые исследовали предсмертное поведение и морфологические изменения инфицированных тайских муравьев. Ученые отмечают, что, как и было описано ранее, инфицированные муравьи отличаются «неординарным поведением»: они уходят туда, куда здоровые насекомые не суют свой нос – в лесную подстилку, поближе к зеленым частям растения, на которых они и умирают. Впрочем, одиночные здоровые муравьи тоже иногда забегают в лесную подстилку, но снова возвращаются в логово – в деревья, на высоту более 1,5 метров. Энтомологи отмечают, что такие «залетные муравьи» и страдают от O.unilateralis, а те, что «сидят дома» не сталкиваются с инфекцией и не болеют.

Инфицированные членистоногие бродят по лесу в одиночку. Они спотыкаются, падают и, похоже, вообще идут туда, куда получится: «У муравьев начинаются мышечные судороги и они не могут совладать со своими конечностями», — объясняют авторы нового исследовании. Интересно и то, что приготовившиеся к смерти насекомые уходят от муравейника и начинают искать «могилу» в утренние часы: «Больные муравьи активны с 9.30 до 12.45, — конкретизируют ученые. – Они подчиняются солнечному ритму».

Ученые обращают внимание, что инфицированные муравьи не агрессивны и не проявляют интереса или воинствующего настроя к соперникам, осам и мухам. Впрочем, и на них хищники не заглядываются: «Даже пауки не охотятся на больных муравьев», — пишут исследователи.

Биологи изучили тела больных муравьев, готовых намертво вцепиться в зеленый лист. Оказалось, что к этому моменту нервная система, сосуды и мышцы муравья просто окутаны гифами гриба. Фактически, еще при жизни муравей плесневеет изнутри. Причем, O.unilateralis не разрушает ткань: гифы оплетают внутренние органы, отдельные мышцы и сосуды. Таким способом гифы гриба нарушают связь органов с нервными окончаниями. На клеточном уровне гриб вызывает энергетический кризис мышечных клеток: в мышцах инфицированных муравьев снижается количество митохондрий.

Ученые объясняют, что все описанные морфологические и поведенческие изменения больного муравья – приспособление гриба, который «говорит», что и как нужно сделать, чтобы умереть в нужном месте и в нужной позе. Так, гриб «добивает» мышечные клетки в момент, когда муравей вцепился в лист. Получается, что насекомое не может жвалы раскрыть (мышцы ведь парализованы). Вот и висит бедняга несколько часов, пока не издохнет. Правда, ученые пока не могут объяснить, как муравей выбирает место своего предсмертного укуса; почему его тянет к зелени и утренней активности. «Мы попытаемся разобраться с механизмами, с помощью которых грибы манипулируют муравьями», — резюмируют авторы исследования

http://infox.ru

Морские птицы так же, как и люди, дряхлеют с возрастом и в старости имеют во многом аналогичные проблемы. К такому выводу пришли зоологи из мексиканского университета Виго (Universida de Vigo) и Испанского фонда науки и технологии (Spanish Foundation for Science and Technology). Статью по результатам их исследования опубликовал Journal of Evolutionary Biology («Журнал эволюционной биологии»).

Мексикано-испанский научный коллектив в течение 30 лет наблюдал за популяцией голубоногих олушей (Sula nebouxii), долгоживущих морских птиц, на тихоокеанском берегу Мексики. Избранных птиц плотно изучали буквально от рождения до смерти, регулярно беря у них различные анализы, в том числе образцы спермы у самцов. Оказалось, что у старых самцов, точно так же, как и у мужчин в возрасте 50-60 лет, ухудшается качество спермы – в содержащейся в ней ДНК появляются дефекты, которые угрожают наследственными болезнями их птенцам.

Самки голубоногих олушей на уровне инстинкта прекрасно «понимают» это и отдают предпочтение самцам среднего возраста с «качественной» спермой. Благо, определить возраст ухажёра легко можно по цвету ног: у старых самцов они тускнеют.

До сих пор большинство учёных полагало, что до старости доживают только люди и домашние животные, а диких зверей и птиц раньше убивают болезни, хищники или паразиты. Однако это исследование заставляет пересмотреть подобную точку зрения. «Считалось, что это [старение и ухудшение качества спермы] происходит не от природы, а от нашей цивилизации, в которой продолжительность жизни неестественно завышена, – говорит Альберто Веландо (Alberto Velando) с кафедры экологии и зоологии университета Виго, ведущий автор исследования. – Однако похоже, что это есть и в природе тоже».

Напомним, недавно биологи из университета Дьюка (Duke University) в США показали, что кривые смертности и темпы возрастных изменений у человекообразных приматов немногим отличаются от человеческих. Конечно, имеются в виду естественные показатели, без учёта достижений современной медицины и косметологии, которые шимпанзе или павианам недоступны.

Что касается качества спермы, то у человеческих мужчин оно последнее время, увы, неуклонно падает, в чём учёные склонны винить плохую экологию.

www.vokrugsveta.ru

Шведские генетики установили группу белков, заблокировав выработку которых, можно изменить работу митохондрий, а далее по цепочке увеличивать продолжительность жизни клетки, замедляя процессы, которые ассоциируются со старением.

По информации ScienceDaily, специалисты из университета Гётеборга (Göteborgs universitet) выяснили, что деактивация гена SOV1 в дрожжевых клетках приводит к отсутствию в них нескольких белков из группы MTC (mitochondrial translation control), которые нужны клеточным энергетическим фабрикам — митохондриям.

При этом оказалось, что другие MTC-белки перенимают функции отсутствующих молекул и, помимо того, запускают цепочку реакций, положительно влияющих на стабилизацию генома и способность клетки удалять повреждённые и вредные белки. А в результате растёт продолжительность жизни клетки. (Подробности опубликованы в журнале Molecular Cell.)

О связи работы некоторых генов, регулирующих деятельность митохондрий, и процессах старения исследователи рассуждали и раньше. Но учёным ещё долго придётся разбирать все стороны этой сложной и неоднозначной связи. Повышенная активность клеточных «батареек», судя по ряду работ, обладает как негативным, так и позитивным воздействием на срок жизни и здоровье клетки.

Также генетики обнаружили, что описанный выше механизм контроля использует те же сигнальные пути, что активируются в случае ограничения потребляемых калорий (ранее было показано, что оно в той или иной степени способствует продлению жизни).

И, наконец, самое приятное — некоторые из выявленных шведскими учёными белков группы MTC имеются и в клетках человека. Авторы работы предполагают, что человеческие варианты указанных молекул играют аналогичную роль в регуляции наших собственных процессов старения. А значит, научившись регулировать активность MTC-белков, можно попробовать замедлить негативные процессы, связанные со старением и нарушениями в работе клеток (рак, болезнь Паркинсона и так далее).

membrana.ru