Сорок лет наблюдать за сурками, увидеть медведя-мулата, вывести потомство от двух самцов -- Infox.ru рассказывает о самых увлекательных экспериментах с животными за 2010 год.
Наука не всегда бывает скучной и непонятной, а ученые – это не только те, кто горбится у микроскопа или «колдует» в лаборатории. Некоторые исследователи с неподдельным фанатизмом на протяжении нескольких десятилетий взвешивают сурков, следят за тем, со сколькими самцами спариваются белки и приучают собак пропалывать сорняки. Корреспонденты Infox.ru обобщили результаты самых необыкновенных, интересных и неожиданных научных работ, проведенных в 2010 году.
Теплеет
В 2010 году многие перегрелись, и в интернет-сообществе распространились слухи о «злом заговоре» и испытаниях секретного оружия. Александр Гинзбург, заместитель директора Института физики атмосферы им. Обухова РАН, пояснил, что причина температурных аномалий – глобальные климатические изменения: «Масштабные, но локальные природные и техногенные катастрофы (мексиканская нефть, исландский вулкан) не способны перевернуть все с ног на голову».
Понятно, что изменения начались не в 2010 году и не в Москве. Правда, они заметны только самым внимательным и терпеливым наблюдателям – ученым-естествоиспытателям. Например, Кристиан Бот обработал данные о датах перелета мухоловки-пеструшки (Ficedula hypoleuca), которая каждый год мигрирует из стран Северной Европы в Северную Африку и обратно. Ученый выяснил, что птицы узнают о смене сезона не только по длине светового дня, но и по изменениям температуры. Соответственно, и расписание навигационного периода у птиц изменяется под воздействием теплеющего климата.
Еще один эффект глобального потепления обнаружил эколог Флориан Олтерматт. Оказалось, что бабочки из Центральной Европы успевают наплодить за лето больше поколений. Флориан Олтерматт проводил исследования в 30-километровой зоне вокруг швейцарского города Базеля. Он выяснил, что после 1980 года 190 из 263 видов стали переходить к множественному размножению.У 44 видов, которые размножаются один либо два раза за сезон, появилось дополнительное поколение, то есть, первые стали размножаться два раза за сезон, а вторые -- три. Раньше для этих видов такого никогда не наблюдалось. Закономерности проявились у совершенно таксономически разных групп бабочек, причем, как у дневных видов, так и у ночных. Биологи объясняют, что множественное размножение бабочек спровоцировано теплом. Так, при повышении температуры первые бабочки раньше появляются из куколок и, соответственно, раньше готовы к размножению. Потепление ускоряет процесс развития, да и некоторые бабочки могут мигрировать из южных популяций, где они уже привыкли размножаться по несколько раз за сезон.
Брендан Келли и его коллеги озаботились участившимися случаями межвидового скрещивания в полярной зоне. Исследователи уверены, что первопричина межвидового скрещивания – изменения климата, из-за которых ранее изолированные популяции начинают делить одну экологическую нишу. Естественные ледовые барьеры исчезают, открывая путь для межвидового взаимодействия. «Чем чаще изолированные родственные виды будут встречаться друг с другом, тем больше вероятность, что редкие виды животных и их геномы вольются в «общую чашу» доминирующих видов и вовсе исчезнут», — написали биологи в статье, опубликованной в Nature. Пока особое опасение вызывают буреющие белые медведи.
Американские и британские зоологи под руководством Арпата Озгуля изучали желтобрюхих сурков, которые обитают в долине Ист-Ривер (США, Колорадо). С 1976 года ученые отслеживали самок и измеряли их рост и вес сразу после пробуждения от зимней спячки, в период появления потомства и в конце сезона — когда они снова засыпали. Исследователи фиксировали возраст каждой особи, а также переписывали появившихся на свет младенцев и проводили контрольное взвешивание малышей перед уходом в зимнюю спячку. По весне биологи снова пересчитывали популяцию поголовно, взвешивали похудевших за зиму животных и отмечали гибель отдельных особей. Одним словом, сроднились зоологи не с одним поколением сурков и знали каждого из них лично. Биологи пришли к выводу, что желтобрюхие сурки крепнут и здоровеют на глазах. Но если глобальное потепление продолжится, грызуны «перегреются», и все социальное благополучие сойдет на нет. Последствия первыми на себе почувствуют фермеры.
Джессика Блоиз и ее коллеги составили новую базу данных по ископаемым животным на основе ранее неизученных останков из пещеры Самвел (Samwell Cave Popcorn Dome). Ученые оценили не климат как таковой, а его влияние на биоразнообразие и доминантность тех или иных видов. Исследователи сравнили животных из разных эпох по двум метрическим параметрам — колебанию численности и богатству видов. По этим показателям можно достаточно объективно оценить положение животных в биосистеме, понять, насколько устойчива и равновесна экосистема. Эпохальные изменения среди грызунов показали палеобиологам, к чему может привести грядущее глобальное потепление. Вывод оказался неутешительным: ни жара, ни человек не погубят самых вредоносных представителей млекопитающих -- самые вредоносные и гадкие грызуны выживут, а безобидные погибнут.
Человек собаке друг
В 2010 году ученые всерьез увлеклись кошками и собаками. Уже одомашненным животным человек нашел дополнительное применение. Например, исследователи из Университета Обурна научили собак не гоняться за добычей, а находить следы исчезающих видов животных. Пока что только два пса помогают ученым отмечать координаты мест, через которые прошлись скунсы. Собаки также способны находить следы черного медведя. Ученые надеются с помощью собак обнаружить большую популяцию животных, за которой можно будет следить с помощью радиодатчиков. В следующем году собак будет больше, и они примутся искать ласк.
Но собаки могут не только искать скунсов, ласк и медведей, но и распознавать запахи растений. Поэтому чтобы найти сорняк, не стоит дожидаться, когда он зацветет и даст о себе знать. Овчарки способны «унюхать» его на почти незаметной стадии, когда из-под земли появилось всего несколько листьев. Так Ученые из Университета Монтаны предлагают бороться с растением, которое включено в список особо опасных в 16 штатах США.
Понятно, что собаке как близкому другу и помощнику человека иногда может быть тоскливо. В этом смысле исследование британских ветеренаров-психологов пришлось как нельзя кстати. Они выяснили, что именно из-за тоски и депрессии собаки оставляют кучки и устраивают в квартире погромы. Думаем, что результатами этого исследования воспользуются и ученые коллективы, в состав которых входят псы, и просто собаководы-любители.
Ученые под руководством Эндрю Диккенса выяснили, с какой частотой трясутся волосатые животные, чтобы высушить свою шерсть. В видеоэкперименте принимали участие звери от мала до велика – и мышь, и собака, и медведь. Вероятно, индивиды с тренированным вестибулярным аппаратом возьмут себе на вооружение метод «животной сушки».
Роман Стокер и Педро Рейс построили физическую модель, описывающую лакание кошки, и вычислили все его параметры. Механику кошачьего лакания невозможно разглядеть невооруженным глазом, так как домашняя кошка совершает очень частые движения языком – четыре раза в секунду. Ученые проанализировали видеозапись лакания, а для наглядности построили физическую модель, имитирующую движения кошачьего языка. Изучив, как двигаются мягкие живые структуры, люди могут создать мягких биомеханических роботов для самых разнообразных целей. Кстати, один из таких роботов вскоре будет ползать по подземным коммуникациям и кровеносным сосудам.
Непутевые заметки
С 1985 года ученые под руководством Андреа Грэхэм изучали необычных шотландских овечек Soya. В отличие от многих родственных видов и пород, они выживают в условиях суровой заснеженной зимы. Считается, что эта неконтролируемая порода овец с крепким иммунитетом и устойчивостью к простудным заболеваниям осталась на отдаленном шотландском архипелаге Сент-Кильда с тех пор, когда жители европейского севера начали приручать и одомашнивать животных. Фактически, это «живое ископаемое» фермерской эволюции и красочный пример «сибирского здоровья». Ученые обнаружили, что низкий иммунитет животного мешает ему достойно переносить зиму, но потомство рождается вполне здоровым. Зато слишком высокий иммунитет вообще не дает зверям размножаться.
Германские исследователи из Института орнитологии Общества Макса Планка на протяжении семи лет изучали и сравнивали поведение певчих птиц, поселившихся на освещенной территории (у дороги и в городе) или в глубине леса. Оказалось, что городское освещение сбивает суточные ритмы у птиц. Они начинают рано петь и активно размножаться, жертвуя при этом и сном, и здоровьем.
Сотрудники Университета Пенсильвании под руководством доктора Даниэля Янцена изучили более 5000 видов гусениц, которые обитают в исчезающих тропических лесах Коста-Рики. Гусеницы и куколки бабочек имеют специфическую окраску, которая напоминает морды хищных животных. Таким способом личинка, не имеющая возможности улететь или убежать, пытается испугать хищника.
Ученые под руководством доктора Михаэла Кэлдвелла наблюдали, как во время периода спаривания самцы красноглазой квакши (Agalychnis callidryas) проделывают целый комплекс упражнений – они сгибают и разгибают задние лапки и трясутся всем телом. Такое движение сотрясает ветки, на которых они сидят, и вибрация передается их сопернику. В ответ оппонент может проделать то же самое, а может испуганно удалиться. Это означает, что он побежден, и что ему придется отказаться от обладания самкой, которая находится рядом и покорно ждет победителя. По мнению ученых, таким способом участники диалога обмениваются между собой важной информацией: во-первых, о самом намерении вступить в конфликт, а во-вторых, сообщают друг другу размеры своего тела.
Еще одно достаточно интересное открытие естествоиспытатели сделали случайно. Группа австралийских экологов под руководством Кристофера Трейси из университета имени Чарльза Дарвина исследовала жизнь коралловопалых литорий из семейства квакш (Litoria caerulea), обитающих на северо-востоке Австралии. Чтобы изучить способности лягушек к терморегуляции в изменяющихся условиях обитания, биологи вживляли под кожу трем видам земноводных температурные датчики с радиопередачей данных. Спустя некоторое время лягушек вылавливали, чтобы вынуть устройства. Оказалось, что часто передатчики из-под кожи животных исчезали: лягушачий мочевой пузырь «обнимает» чужеродные тела и выводит их наружу с мочой.
Сексуальная наука
Самые интересные и занимательные результаты получили ученые, увлекшиеся половым вопросом. Например, ученые из Университета штата Огайо наблюдали за африканскими антилопами в брачный период. Оказалось, что самцы антилоп топи придумали хитрость, которая позволяет им дольше удерживать самку и вернее оплодотворить ее: избранницу для этого нужно хорошенько напугать, имитировав хищника. Тогда она уж точно никуда не уйдет и, чтобы ее не прогнали, согласится на несколько дополнительных половых актов.
А вот белок и пугать не надо. Американские красные белки вовсе неразборчивы к выбору партнера — самки, не раздумывая, спариваются с тем самцом, который находится рядом. Более того, они меняют партнеров и вступают в половые отношениями с несколькими самцами, которые порою ожидают своей очереди на ветке у дупла. Эндрю Макадама и его коллеги выяснили, что, спариваясь со всеми находящимися рядом самцами, белки пытаются не упустить единственную в году возможность оставить полноценное потомство.
Ученые из Сингапура, США, Канады и Германии решили немного пошутить и одновременно разобраться с биохимическими тонкостями полового поведения мушек. И у них получилась самая настоящая сексуальная революция. Теперь мушки-самцы ухаживают за другими самцами и нападают на самок. Естествоиспытатели планируют продолжить исследования и выяснить, какие нейробиологические механизмы позволяют животным принимать решение и «влюбляться».
Ученые из Германии под руководством Джереми Пульверс исследовали генетическую подоплеку недоразвитости мозга. Совершенно случайно они заметили, что животные с маленьким мозгом плохо размножаются. Оказалось, что для этого им не хватает не мозгов, а сперматозоидов.
Ну и в заключение сексуальных исследований остается добавить, что генетики создали потомство с генетическим материалом двух самцов. Возможно, вскоре человеческие гомосексуальные пары смогут завести собственных детей. Правда, услуги женщин им все равно понадобятся.
