Навозные астрономы

Жуки-навозники из рода Scarabaeus существуют в условиях жёсткой конкуренции за пищу. Самцы формируют из помёта крупных млекопитающих шары, масса которых нередко превышает массу тела насекомого в пятьдесят раз, после чего откатывают добычу от места обнаружения. Сородичи-воры регулярно нападают на катателей, пытаясь отобрать готовые шары, поэтому эволюция благоприятствовала выработке стратегий максимально быстрого и прямолинейного бегства от скопления конкурентов. Однако двигаться по прямой без внешних ориентиров невозможно: ни живые организмы, ни машины не способны поддерживать заданный курс, полагаясь исключительно на внутренние сигналы тела — неизбежно накапливается ошибка, и траектория искривляется. Следовательно, жуки должны использовать какие-то внешние ориентиры, и учёных давно интересовало, какие именно.

Дневные виды жуков-навозников, как выяснилось, используют положение солнца и картину поляризации небосвода; сумеречные — луну и поляризованный лунный свет. Африканский вид Scarabaeus zambesianus стал первым насекомым, у которого экспериментально подтверждено использование поляризованного лунного света — сигнала в миллион раз более слабого, чем солнечный. Но что происходит в безлунные ночи? Исследовательская группа Эрика Уорранта из Лундского университета обнаружила, что ночной вид Scarabaeus satyrus сохраняет прямолинейную траекторию даже тогда, когда луны на небе нет, — но только при ясной погоде. Это означало, что жуки пользуются каким-то иным небесным ориентиром, видимым лишь в отсутствие облаков.

Гипотезу о звёздной навигации проверили в Йоханнесбургском планетарии. Жуков помещали в круглую ёмкость с зачернёнными стенками, исключавшими наземные ориентиры, а купол воспроизводил различные варианты ночного неба. Анализ траекторий показал, что насекомые удерживают курс под полным звёздным небом и при демонстрации одной лишь полосы Млечного Пути примерно одинаково хорошо. Напротив, когда на куполе проецировались восемнадцать ярчайших звёзд без галактической дуги, время пересечения арены увеличивалось более чем наполовину. Вывод оказался неожиданным: жуки ориентируются не по отдельным светилам, а по протяжённому градиенту яркости вдоль плоскости Галактики — то есть по Млечному Пути как целому.

Это открытие стало первым подтверждением использования Млечного Пути в качестве ориентира каким-либо животным и первым убедительным доказательством звёздной навигации у насекомых. Ранее было известно, что птицы, тюлени и человек способны ориентироваться по звёздам, однако все они полагаются на распознавание созвездий — характерных конфигураций отдельных светил. Стратегия сравнения яркости разных участков галактической полосы прежде не была описана ни у одного биологического вида.

Почему жуки избрали именно такой способ? Ответ кроется в строении их глаз. Размер сложных глаз и диаметр отдельных фасеток у ночного S. satyrus заметно превышают соответствующие показатели сумеречного S. zambesianus и дневного Kheper lamarcki. Крупные оптические элементы собирают больше света — критически важное преимущество на пределе чувствительности зрения. Однако разрешающая способность фасеточного глаза всё равно недостаточна, чтобы различать одиночные звёзды, тогда как суммарная яркость галактической дуги создаёт отчётливый контраст на фоне остального неба. Экспериментально установленный порог контрастной чувствительности составляет около тринадцати процентов — этого хватает, чтобы отличить более яркий южный участок Млечного Пути от северного и тем самым определить направление.

Но как именно жук «запоминает» нужный курс? Перед началом качения шара насекомые выполняют характерный ритуал: жук взбирается на вершину сферы, вращается вокруг вертикальной оси с короткими паузами, затем спускается и приступает к движению. Вероятность «танца» резко возрастает после столкновения с препятствием, принудительного изменения направления или экспериментального смещения небесных ориентиров. Учёные полагают, что во время ориентационного манёвра жук делает своеобразный «моментальный снимок» неба, фиксируя взаимное расположение солнца, луны и звёздной полосы, — а затем сверяется с этим снимком на протяжении всего пути.

Интересно, что у «танца» на шаре обнаружилась и вторая, совершенно иная функция. Инфракрасная съёмка показала, что температура поверхности влажного навоза заметно ниже температуры окружающей почвы благодаря испарению воды. Оказалось, что контакт передних лапок с охлаждённой поверхностью шара помогает жуку отводить избыточное тепло в жаркий день. Когда исследователи блокировали теплообмен силиконовыми накладками на лапки, частота подъёмов на шар снижалась на треть, а продолжительность непрерывного качения удваивалась — жуки перегревались медленнее и реже нуждались в охлаждении.

В 2013 году авторский коллектив — Мари Даке, Эмили Бэрд, Маркус Бёрн, Кларк Шольц и Эрик Уоррант — получил Игнобелевскую премию в номинациях «биология» и «астрономия» за открытие галактической ориентации у жуков-навозников. Несмотря на шуточный характер награды, результаты исследования важны как для понимания механизмов пространственной ориентации, так и для разработки систем машинного зрения, вдохновлённых биологическими прототипами.

Есть у открытия и тревожная сторона. Световое загрязнение от городов и дорог снижает контрастность Млечного Пути и способно нарушать навигацию ночных насекомых подобно естественной облачности. Поскольку жуки-навозники играют ключевую роль в переработке органических отходов и рыхлении почвы, деградация ночного неба представляет потенциальную угрозу экосистемам саванн и пастбищ — и заставляет по-новому взглянуть на проблему светового загрязнения.

По материалам:
https://www.researchgate.net/publication/235374810_Dung_Beetles_Use_the_Milky_Way_for_Orientation и производных научно-популярных статей из Science (AAAS), National Geographic, The Conversation, EarthSky.

Радиолярии – инопланетные космические корабли в толще воды

И их друзья

Радиолярии, они же лучевики — это простейшие класса саркодовых. Эти микроскопические штуки невероятных форм обитают в тёплой морской воде, "паря" в её толще. То, что вы увидите на изображениях — это скелеты радиолярий, состоящие из кремнезёма. А находятся эти скелеты прямо в клетке!

Питаются радиолярии другими одноклеточными: жгутиконосцами, диатомеями, спорами. Так что в основном они хищники, хотя некоторые виды живут в симбиозе с водорослями и питаются за счёт фотосинтеза. Питание радиолярий не очень хорошо изучено, однако известно, что добычу они захватывают либо ложноножками, либо аксоподиями (оболочка, которая может вытягиваться), втягивая её внутрь тела и перенося течением цитоплазмы в пищеварительные вакуоли.

Сами радиолярии считаются планктоном, так что их едят те, кто им питается.

Помимо таких движений для питания, лучевики способны сжимать и разжимать тело на отростках скелета, таким образом поднимаясь и опускаясь в воде.

Размножаются они, разделяясь на много радиолярий поменбше и без скелетов. Мелких называют бродяжками :3 А пустые скелеты опускаются на дно, образуя огромные залежи.

Клетки, кстати, могут быть цветными, если в них есть пигмент. Не путайте с цветом скелета, он обычный белый.

Радиолярии могут объединяться в колонии, размер которых достигает метра.

Внезапный факт: у радиолярий насчитывают до 1600 хромосом О_О Это рекорд!

Разнообразие скелетов радиолярий просто поражает воображение. Вы только посмотрите, что тут есть:

Микроскопические произведения искусства!

Но они такие не одни. Есть у радиолярий интересные родственники. Вот, например, фораминиферы.

Фораминифер ещё называют дырочниками. Они тоже входят в класс саркодовых. Скелеты-раковины у них уже не кремниевые, а известковые. Из этих этих раковин, кстати, делают мел. Обычный мел для доски.

Раковины могут формироваться двумя путями: из вещества, выделенного самими простейшими, или из собранных в воде частичек песка и скелетов других существ.

Эти ребята по строению как будто посложнее радиолярий. У дырочников много длинных ретикулоподий (это разновидность ложноножек такая), которые собираются в сеть и ловят прилипшую к ним пищу.

Размером они могут достигать пары сантиметров.

В целом же радиолярии и фораминиферы схожи. Разница в основном в скелете.

Есть же и более дальние родичи — перидинеи, они же динофлагелляты, они же динофитовые водоросли и панцирные жгутиконосцы. Относятся уже не к саркодовым, а, как можно догадаться, к классу жгутиконосцев. Однако их формы тоже удивительны.

Они способны к биолюминесценции и фотосинтезу. Самые известные перидинеи — ночесветки, именно благодаря им можно видеть, как море ночью светится (гениально, ёпт).

У динофитов "панцирь" — это их клеточные покровы, а не скелет.

Такое вот невероятное разнообразие водных простейших. Хотелось бы видеть побольше вдохновлённых этими малышами образов в культуре. Где мои фантастические фильмы про планеты гигантских радиолярий?!

Верблюдки. Нет, это не женщины верблюдов

Всем привет, мои дорогие мальчишечки и девчоночки! Сегодня снова наши любимые насекомые, ведь вам же нравится про них читать, правда? И какие необычные формы нам постоянно подкидывает природа, если речь заходит о насекомых, мне кажется, что именно на них фантазия природа сорвалась с цепи и Остапа понесло (нет, природа тут - просто фигура речи, я не считаю, что есть какая-то высшая сила контролирующая развитие существ, а то знаю я вас, начнете мне тут щас). Так вот, сегодня у нас в гостях Верблюдки, пойдемте поближе их рассмотрим.

Верблюдки (лат. Raphidioptera) — отряд хищных насекомых. Название произошло из-за характерного профиля переднего конца тела, напоминающего шею и голову верблюда. Они вполне себе самостоятельные ребята, что всякими там жуками мы их называть не имеем никакого морального права. Это самостоятельный и самобытный отряд, уходящий корнями своей истории аж в глубины юрского периода (примерно 201-145 млн. лет назад), короче древние ребята.

Верблюдки распространены в Северном полушарии, практически не выходят за пределы Голарктики, куда входят Северная Америка, Европа, Россия, Северная Африка и практически вся Азия кроме её южной части. Южная граница ареала — Таиланд и Северная Индия, с севера — зона вечной мерзлоты. В России обитает около 30 видов этих насекомых. Здесь Верблюдки распространены в основном в южных регионах, таких как Кавказ и юг Сибири. В некоторых случаях могут встречаться даже в городских парках и садах.

Верблюдки связаны с влажными местами и большая часть видов населяет хвойные леса. Однако на открытых участках леса Верблюдки не живут. Они не против проживания и в других местах богатых растительностью, но, видимо, хвойные ароматы особенно близки их сердечку. Взрослые Верблюдки обитают преимущественно на деревьях. Личинки живут под корой деревьев, в лесной подстилке или почве.

Сами вы верблюды

Все Верблюдки имеют характерный внешний вид, который отличается у взрослых особей и личинок, но на верблюда никто из них не похож, как на мой взгляд, хотя спорить с учеными я, конечно, не буду.

Взрослые особи имеют очень скромные размеры - 7-9 мм, так что вы может и не обращали на них никогда особого внимания. Само тельце удлиненное и имеет обычно достаточно неброский темно-коричневый цвет. Голова уплощенная сверху и снизу, крепится на вытянутую и подвижную переднегрудь, которая образует подобие шеи, откуда и пошло название.

На голове располагаются большие и хорошо развитые фасеточные глаза, расположенные по бокам. Также пишут, что есть 3 простых глазка, но не у всех видов. Между глазами на голове имеются нитевидные усики. Ротовой аппарат грызущего типа, которому позавидует даже хищник из одноименного фильма (нет, правда, среди всего, что есть у насекомых, меня всегда в дрожь бросает от того, что у них вместо рта).

Как и у любого уважающего себя насекомого, у Верблюдок имеются крылья, даже две пары, почти одинакового размера 7-11 мм. Крылья прозрачные и имеют сетчатое жилкование. Рядом вершинами крыльев расположены тёмные пятна — птеростигмы, которые выполняют роль стабилизаторов при полёте. Короче, летают эти ребята прекрасно. Ноги у них тоже имеются (кто бы мог подумать), которые неплохо приспособлены для бега. Они длинные и тонкие. В качестве бонуса, у самок еще имеется длинный саблевидный яйцеклад на конце брюшка.

Личинки верблюдок удлинённые, веретеновидные, сверху сплющенные. Спинная поверхность в области груди и брюшка мягкая с коричневатым рисунком, который соответствует фону коры и делает личинок незаметными. Маленькие присоски на конце тела позволяют личинке передвигаться даже вниз головой. Личинки быстро бегают вперёд, но ещё быстрее могут пятиться назад, поочерёдно то выпрямляя, то дугообразно выгибая брюшко, подогнутый конец которого служит «седьмой ногой» личинки. Ноги у них короткие, на концах имеют пару коготков. Как и у взрослых, у личинок ротовой аппарат грызущего типа, и на него тоже страшно смотреть. Глаза у личинок тоже фасеточные, но не такие крутые, как у родителей.

Чем живут и что едят

Основная активность наших новых друзей приходится на дневное время. Ночью они видят так себе и предпочитают отдыхать, ожидая когда взойдет теплое солнышко. Как ни странно, но большую часть времени насекомые тратят на очистку своего тела, для этого используют передние ноги, которые проводят над головой подобно гребню, и проводят антенны через сегменты ног. Затем ноги подносят к ротовым органам уже для их очистки.

Верблюдки не фанаты шумных компаний, так что взрослые особи живут отдельно и собираются вместе только для размножения. Как личинки, так и взрослые особи являются хищниками, которые в своей весовой категории не щадят ни стариков ни детей (это я про личинок). Кстати, из интересного, в отличие от других насекомых с полным превращением, куколки Верблюдок способны активно передвигаться.

Переходим к питанию, и, как я уже говорил, наши знакомые - активные хищники. Взрослые Верблюдки охотятся на тлей, щитовок, личинок мух и пилильщиков, гусениц бабочек, паутинных клещей и еще целую кучу других насекомых, которые будут им по зубам (по челюстям...по жвалам...в общем, вы поняли). Также они могут есть пыльцу растений, чтобы немного разнообразить свой рацион, но это когда нет возможности закусить чем-то более мясным. Обычно взрослые особи медленно ползают по коре деревьев, ощупывая всё перед собой постоянно вибрирующими усиками, а когда находят кого-то похожего на обед, тут же вгрызаются в него своими жвалами и начинают страшно рвать на куски и есть.

Личинки Верблюдок не отстают от своих родителей и также питаются тлями, личинками короедов, кладками яиц насекомых, да и вообще всей съедобной живностью, до которой смогут дотянуться. Личинки могут забираться в щели и ходы, куда крылатое насекомое не залезет, и устраивает там кровавую баню среди молодняка каких-нибудь короедов. Личинки первого возраста поедают тлей, затем переходят на питание стволовыми обитателями, проникая в их норки.

Откуда появляются Верблюдки?

Ближе к концу лета у Верблюдок начинаются брачные игры, во время которых они иногда сильно кусают друг друга. Процесс ухаживания у некоторых видов включает движения антенн, крыльев и брюшка. Весь этот процесс может длиться несколько часов, а после этого самец вводит в половое отверстие самки сперматофор.

Яйца самки откладывают под кору деревьев или в поверхностный слой почвы. В лесах средней полосы — под кору, в сухих байрачных лесах и полезащитных лесных полосах в степной зоне — в почву. Это происходит в конце лета или в начале осени.

Из яиц выходят личинки, мало похожие на взрослое насекомое. Личиночная стадия обычно длится 2–3 года, но у некоторых видов без определённого количества возрастов она может достигать 6 лет. Можно сказать, что это основная часть жизни Верблюдок, а все остальные нужны только чтобы к ней прийти.

Закончив личиночное развитие, личинки не прядут кокона, а строят овальную колыбельку. В ней они находятся в защищённом состоянии в течение всей стадии куколки. Куколки сперва белые, непигментированные, но через 2 недели начинают темнеть, их покровы отвердевают, и куколка покидает колыбельку, после чего свободно и быстро бегает по трещинам коры или в подстилке. Да, это уникальная особенность Верблюдок, ведь у большинства насекомых куколка - это вполне себе статичная форма существования, и они у них уж точно не бегают.

Для развития почти всех Верблюдок необходим низкотемпературный период, который стимулирует окукливание и выход имаго. Превращение куколки во взрослую Верблюдку происходит обычно в конце весны или начале лета в утренние часы. После чего взрослая особь улетает искать себе новый дом пока еще светло. Взрослые Верблюдки живут 1,5–2 месяца, и нужны по большей части только для спаривания и откладки яиц, а после выполнения своих задач насекомые погибают.

Бро или не бро?

Возможно, у вас возник вопрос, а дружим ли мы с Верблюдками, или они нам совсем не бро и даже представляют опасность? Ответ: однозначно дружим. Верблюдки не представляют никакой опасности для человека. Они не агрессивны, не могут отравить или покусать вас, так что можете смело записывать их в список "правильных насекомых".

Однако это еще не все, ведь наши братишки имеют также и практическое значение, которое заключается в том, что они уничтожают вредителей лесных насаждений, в частности, кладки непарного шёлкопряда. Верблюдки, пусть и не намеренно, помогают развитию сельского хозяйства благодаря своему основному рациону, который состоит из различных вредителей, таких как тля и клещи.

Закругляемся

Что же мы имеем в итоге? Маленьких братишек, которые помогают на бороться с вредителями, и при этом они совсем не токсичные. Насекомые большую часть жизни проводят в состоянии личинкуса, но их это совсем не смущает, а когда вырастают, то имеют стильный внешний вид. Думаю, что вам было интересно почитать про этих насекомых и вы узнали для себя что-то новое еще об одном обитателе нашей планеты.

Всем спасибо, все свободны!

Старейшее животное, обнаруженное человеком

Моллюск Минг представляет собой старейшее известное неколониальное животное с точно установленным возрастом. Особь вида Arctica islandica была обнаружена в 2006 году исследовательской группой под руководством Пола Батлера из университета Бангора у северного побережья Исландии. Животное погибло в результате заморозки при стандартной процедуре консервации образцов.

Первоначальная оценка возраста составляла 405 лет, однако в 2013 году был проведен повторный анализ с применением усовершенствованных методов подсчета колец роста и радиоуглеродного анализа. Окончательно установленный возраст составил 507 лет, что означает появление моллюска на свет в 1499 году. Техническая сложность определения возраста заключалась в необходимости подсчета сотен годовых колец на площади в несколько миллиметров.

Название "Минг" было присвоено в честь китайской династии Мин, правившей в период рождения моллюска. До этого открытия рекордсменом по продолжительности жизни среди животных согласно Книге рекордов Гиннесса считался 220-летний двустворчатый моллюск, найденный в 1982 году.

Определение возраста проводилось пересчетом годовых слоев раковины, формирующихся аналогично кольцам в древесине в период активного роста в летние месяцы. Исследователи собирали образцы моллюсков для изучения климатических изменений за последние столетия путем анализа структуры их раковин.

Научная ценность находки заключается в возможности реконструкции климатических условий и температуры морской воды за период в пять столетий. Долголетие данного вида объясняется крайне медленным метаболизмом и низким потреблением кислорода. Биологи предполагают существование среди представителей вида ещё более старых особей.

Рандомный факт: спасти утопающего мужчину сложнее, чем женщину

Исследования близнецов противоположного пола показали, что костная масса у мужчин значительно выше во всех трех основных участках (26-45,5%), а несмотря на сопоставимые размеры тела, мужчины имеют большую костную массу и плотность в области бедра и дистального участка большеберцовой кости. Однако картина оказывается более сложной, чем может показаться на первый взгляд.

Корни этих различий уходят глубоко в детство. Половые различия в строении скелета закладываются задолго до наступления половой зрелости. Мальчики обычно достигают сравнимой с девочками или более высокой плотности костей, но в более позднем возрасте, что было показано в швейцарском исследовании 207 здоровых детей в возрасте 9-18 лет. Оба пола достигают своей пиковой костной массы к 20 годам.

В среднем мужчины имеют более широкие кости с большей кортикальной массой по сравнению с более узкими костями с меньшей кортикальной массой у женщин. Парадоксально, когда учитывается размер костей, объемная плотность костной массы в области шейки бедра и третьего поясничного позвонка была значительно выше у женщин (4,8% и 0,6% соответственно), поскольку женщины компенсируют меньший размер костей более высокой плотностью костного вещества. В итоге сравнение объемной плотности между мужчинами и женщинами показывает лишь небольшие различия в истинной костной плотности между полами, что объясняется тем, что мужчины достигают сопоставимой прочности за счет большего размера костей, а женщины — за счет более высокой плотности костной ткани.

Биохимические процессы, управляющие этими структурными различиями, имеют гормональную природу. Эстроген играет защитную роль в поддержании костного здоровья. Женщины склонны к более раннему началу потери костной ткани по сравнению с мужчинами. Данные NHANES 1988-1994 показали распространенность остеопении и остеопороза бедра на уровне 18% и 2% для мужчин против 56% и 16% для женщин соответственно, а исследование NHANES 2005-2008 продемонстрировало распространенность остеопении и остеопороза 38% и 4% для мужчин против 61% и 16% для женщин.

Особенно драматические изменения происходят во время менопаузы. У женщин распространенность остеопении резко возрастала в возрасте 60 лет, а остеопороза - в 70 лет (утраивалась), тогда как у мужчин - в возрасте 80 лет, а частота остеопороза удваивалась.

Статистические данные последних лет подтверждают эти тенденции с пугающей точностью. Остеопороз в четыре раза чаще встречается у женщин, чем у мужчин, при этом женщины в возрасте 50 лет и старше имеют в четыре раза более высокую частоту остеопороза и в два раза более высокую частоту остеопении по сравнению с мужчинами. Парадоксально, но некоторые данные указывают на то, что мужчины склонны к более серьезным осложнениям, связанным с остеопорозом.

Глобальная перспектива раскрывает масштабы проблемы. Женщины более восприимчивы к остеопорозу из-за гормональных изменений после менопаузы, и во всем мире одна из трех женщин старше 50 лет испытает связанный с остеопорозом перелом против одного из пяти мужчин.

Анализ пикового периода накопления костной массы объясняет механизмы формирования этих различий. При контроле мышечной массы мужчины имели на 8% более высокую плотность костей в области бедра, чем женщины, а в подгруппе мужчин и женщин, сопоставимых по площади костной ткани бедра, мужчины по-прежнему имели большую плотность и содержание костных минералов в области бедра.

В целом мужчины имеют более высокую плотность и содержание костной ткани, достигая их в более позднем возрасте по сравнению с женщинами. Различие не объясняется питанием, уровнем физической активности, массой тела или мышечной массой, но может быть связано с размером костей.

Практические последствия этих открытий формируют современные подходы к профилактике и лечению. Женщины обычно имеют более низкую плотность костной ткани, чем мужчины, особенно после менопаузы, поскольку они испытывают более быструю потерю костной массы после менопаузы из-за снижения уровня эстрогена, который играет ключевую роль в метаболизме костей. Однако мужчины не застрахованы от остеопороза и также могут испытывать потерю костной ткани с возрастом, особенно при низком уровне тестостерона или других факторах риска, составляя около одной четверти всех связанных с остеопорозом переломов.

Несмотря на выявленные половые различия, профилактические стратегии остаются универсальными для обоих полов. Несмотря на некоторые различия между мужскими и женскими костями, оба пола могут принимать меры для поддержания здоровых костей и снижения риска переломов: диета, богатая кальцием и витамином D, регулярные упражнения (включая нагрузочные), отказ от курения и чрезмерного потребления алкоголя, регулярные тесты на плотность костей.

Один спасатель делится наблюдениями под рандомным роликом на Ютубе: "Забавный факт: спасать мужчин - это просто ужас. Работая водным спасателем, могу сказать: если взрослый мужчина массой свыше 90 килограммов погружается на дно, то для его спасения может потребоваться участие двух спасателей. Особенно сложно при активной фазе утопления, когда пострадавший сопротивляется — в таких случаях необходимо применять захват за шею, предварительно проплыв под тонущим и всплыв у него за спиной, поскольку в противном случае он может потопить спасателя, пытаясь опереться на него как на спасательный круг".

Собственно, этот ролик и навеял идею для сего исследования.