p4hshok

p4hshok

Пикабушник
Дата рождения: 27 октября
205К рейтинг 366 подписчиков 57 подписок 399 постов 355 в горячем
Награды:
10 лет на Пикабу

Клюв ванги

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

На фото — шлемоклювая, или шлемоносная ванга (Euryceros prevostii), эндемик влажных тропических лесов северо-восточного Мадагаскара, на гнезде. Первое, что привлекает в облике этой довольно крупной (до 30 см в длину) и контрастно окрашенной птицы, — это ярко-голубой клюв с высоким гребнем. Подобный клюв скорее ожидаешь увидеть у туканов или птиц-носорогов, но не у воробьинообразных, к которым относится шлемоклювая ванга. Мощный клюв помогает птице добывать пищу — мелких позвоночных, а также крупных насекомых (как на фото ниже) и других беспозвоночных, в том числе таких грозных противников, как богомолы и лесные крабы. Почему клюв окрашен в такой яркий цвет, пока остается загадкой.

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Шлемоклювая ванга кормит подросших птенцов. Сезон размножения у этих птиц длится с октября по январь, то есть приурочен к концу сухого сезона. Муссонные дожди, приходящие на Мадагаскар к моменту вылета птенцов, обеспечивают их пищей. За сезон пара выводит от двух до трех птенцов. Фото © Сергей Коленов, национальный парк Андасибе (Andasibe-Mantadia National Park), Мадагаскар, 20 ноября 2016 года


Харизматичная внешность делает шлемоклювую вангу желанным трофеем для бёрдвотчеров. На протяжении многих лет им приходилось отправляться на поиски этой птицы на полуостров Масуала (в национальный парк Масуала), где почти нет дорог и велик риск заразиться малярией. Однако в последние годы увидеть шлемоклювую вангу стало проще: доступные для наблюдения места гнездования были обнаружены вблизи популярных среди туристов национальных парков.


Шлемоклювая ванга — всего один из более чем 20 видов ванг (семейство Vangidae), населяющих Мадагаскар и соседние Коморские острова. Их далекий предок — птица, напоминающая очкового сорокопута (Prionops), с которым ванг теперь объединяют в одно семейство, — попал на остров около 20 млн лет назад из Азии или Африки. В изоляции и без конкурентов его потомки разошлись по разным экологическим нишам и обзавелись специальными приспособлениями к ним.


Чаще всего менялись клювы. Стандартный прямой клюв, слегка загнутый на конце и подходящий для ловли беспозвоночных и мелких позвоночных, в процессе эволюции уменьшался или увеличивался в зависимости от выполняемых задач. Например, у серпоклювой ванги (Falculea palliata) он превратился в длинный изогнутый пинцет, который позволяет птице извлекать насекомых из трещин в коре деревьев. А узкоклювые ванги (Xenopirostris) используют свои уплощенные с боков клювы, чтобы в поисках пищи раздвигать мертвые листья и отслоившуюся кору.

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Серпоклювая ванга — самая крупная из всех ванг, достигает 32 см в длину. Необычный клюв помогает ей добывать пищу в сухих лесах и кустарниковых зарослях на западе Мадагаскара. Фото © Сергей Коленов, Ифати, Мадагаскар, 18 ноября 2016 года


Некоторые виды в своей эволюции ушли от предка еще дальше. У них изменилась не только форма клюва, но и строение лап и всего тела — настолько, что орнитологи на протяжении десятилетий считали их представителями других семейств, неизвестно как оказавшимися на Мадагаскаре. Установить родственные связи этих загадочных птиц помог только молекулярный анализ.


Например, тимелиевая ванга (Mystacornis crossleyi) стала копией некоторых азиатских тимелий (из семейства Leiothrichidae) — наземной птицей, которая ищет корм в густом подлеске тропического леса и неохотно летает. Мухоловковая ванга (Pseudobias wardi) по образу жизни скорее напоминает мухоловку, а четыре вида ньютоний (Newtonia) стали местными «пеночками» или «славками».

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Тимелиевая ванга — единственный вид ванг, приспособившийся к наземному образу жизни. Эта скрытная птица питается мелкими беспозвоночными и тесно связана с густыми тропическими лесами. Фото © Сергей Коленов, Андасибе, Мадагаскар, 20 ноября 2016 года


Но, пожалуй, самый удивительный пример — это красноклювая ванга (Hypositta corallirostris). Чтобы занять нишу отсутствующих на Мадагаскаре поползней, этой птице пришлось обзавестись цепкими лапами с огромным когтем на заднем пальце и жестким хвостом-опорой. Благодаря этим приспособлениям ванга может лазать по стволам деревьев в поисках пищи.

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Мадагаскарский «поползень». Поведение и внешний вид красноклювой ванги настолько напоминают поползней, что это в течение многих лет сбивало систематиков с толку. В русской литературе этот вид был известен как «мадагаскарский коралловоклювый поползень». Фото © Сергей Коленов, Андасибе, Мадагаскар, 20 ноября 2016 года


Может показаться, что на вангах эволюция решила в миниатюре повторить разнообразие всего отряда воробьинообразных. Пожалуй, нет среди них лишь специализированных зерноядных птиц и аналогов оляпок (см. картинку дня Водяной воробей).


Эволюцию ванг интересно сравнить с намного более известным примером адаптивной радиации, который есть во всех учебниках биологии, — галапагосскими, или дарвиновыми вьюрками (на самом деле они принадлежат к семейству танагровых). Дарвиновы вьюрки также происходят от одного предка, который прибыл на отдаленные острова и дал начало нескольким видам, освоившим разные экологические ниши. Однако, в отличие от ванг, у этих птиц на эволюцию было всего 2–3 млн лет, а условия Галапагосских островов не столь разнообразны, чтобы поддержать адаптивную радиацию, подобную мадагаскарской. В результате вьюрки, хотя и изменили форму клюва, в целом недалеко ушли от единого предка.

Клюв ванги Наука, Орнитология, Эволюция, Птицы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Адаптивная радиация ванг. Пищевые стратегии разных форм можно разделить на три основные группы, показанные на рисунке. Представители эволюционных линий, отмеченных синим цветом, активно ловят добычу; черным показаны собиратели, а оранжевым — «зондирующие» ванги. Сочетание черного с синим или оранжевым говорит о смешанной стратегии. Изображение из статьи S. Reddy et al., 2012. Diversification and the adaptive radiation of the vangas of Madagascar


Есть мнение, что, отправься «Бигль» вместо Галапагосов к берегам Мадагаскара, Чарльз Дарвин намного раньше пришел бы к выводам, которые впоследствии легли в основу его эволюционной теории. Конечно, адаптивная радиация ванг и многих других групп мадагаскарских животных легко затмевает всё увиденное Дарвином на Галапагосских островах. Однако вряд ли ученый смог бы по достоинству оценить разнообразие этих птиц. Скорее всего, подобно орнитологам XIX и XX веков, он счел бы разных ванг совершенно неродственными видами.


К сожалению, в наши дни разнообразие ванг оказалось под угрозой: как и вся уникальная природа Мадагаскара, эти птицы сильно страдают от вырубки лесов и подсечно-огневого земледелия. Отдельные ванги, например сережкоглазая (Leptopterus chabert), смогли освоить антропогенные ландшафты, но наиболее специализированные формы неспособны выжить без густых тропических лесов. Среди особенно уязвимых видов — и шлемоклювая ванга. В недавнем обновлении списков Международного союза охраны природы (МСОП) ее статус был повышен до вымирающего (Endangered, EN).


Фото © Ken Behrens с сайта flickr.com.


Сергей Коленов http://elementy.ru/kartinka_dnya/794/Klyuv_vangi

Показать полностью 6

Муравьиные «авиалинии»

Муравьиные «авиалинии» Наука, Биология, Энтомология, Насекомые, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Эта крылатая самка муравья-листореза (см. Leafcutter ant) Atta texana против своей воли превратилась в пассажирский самолет, на борту которого находятся два мирмекофильных таракана Attaphila fungicola (муравьелюб техасский). Эти маленькие нахлебники путешествуют вместе с крылатыми особями, чтобы проникнуть в соседние гнезда муравьев-листорезов и поселиться в их грибных садах. С теми же целями к услугам муравьиных «авиалиний» прибегают и некоторые виды мирмекофильных пауков. А иногда крылатые самки муравьев прихватывают в брачный полет и собственных рабочих.


Лёт муравьев — это большое событие для всей природы. Десятки тысяч муравьиных самцов и самок, поднявшихся в воздух, чтобы основать новые гнёзда, служат лакомством для птиц, рыб и множества других животных. Но некоторые виды используют крылатых муравьев в другом качестве — как бесплатный транспорт. Один из таких видов — таракан A. fungicola, обитающий в гнездах тропических муравьев-листорезов рода Atta. В дождевом лесу можно видеть, как вереницы этих муравьев деловито снуют по своим тропинкам, подняв над головой, как зеленое знамя, аккуратно отрезанные кусочки листьев. В гнезде листовые обрезки пережевываются муравьями до состояния однородной массы, которая служит субстратом для выращивания питательного гриба. Собственно, в грибных галереях тараканы A. fungicola и живут, подъедая насаждения своих хозяев.

Муравьиные «авиалинии» Наука, Биология, Энтомология, Насекомые, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Таракан A. fungicola в грибной плантации муравьев-листорезов. Фото © Alex Wild с сайта alexanderwild.com


Тараканы A. fungicola бескрылы, отличаются повышенной волосатостью и имеют укороченные антенны и церки — чтобы муравьи в случае чего не смогли бы за них схватиться. Максимальный размер тараканов-нахлебников не превышает 3,5 мм, так что они прекрасно размещаются на гораздо более крупных крылатых самках Atta (на самцах они путешествуют неохотно). Удерживаться на муравьях тараканам помогают увеличенные аролии — непарные присоски между коготками лапок. Эксперименты показали, что тараканы A. fungicola не поселяются во вновь основанных гнездах — они покидают своих перевозчиков раньше. Дело в том, что большая часть колоний, заложенных молодыми самками, погибает, и связывать с ними свою судьбу было бы слишком опрометчиво. Поэтому тараканы, оставив позади свой прежний дом и преодолев на спине самки значительную дистанцию, заползают в другие уже существующие гнезда.


К аналогичной тактике прибегают и пауки-коринниды Attacobius. Они тоже живут в гнездах муравьев-листорезов Atta, но, в отличие от сравнительно безвредных тараканов, представляют собой гораздо более зловещих постояльцев. Эти пауки ездят по колонии верхом прямо на голове рабочих и питаются муравьиным расплодом (яйцами, личинками, куколками), иногда выхватывая личинок прямо из челюстей муравьев-нянек. Но когда дело доходит до переселения, пауки поступают так же, как и тараканы, то есть взбираются на крылатых самок. При этом они тоже предпочитают проникать в уже функционирующие колонии по соседству, а не оставаться с самками-основательницами.

Муравьиные «авиалинии» Наука, Биология, Энтомология, Насекомые, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Вверху — паук Attacobius attarurn на голове у рабочей особи муравья-листореза Atta sexdens. Рисунок из статьи M. Erthal, A. Tonhasca, 2006. Attacobius attarurn Spiders (Corinnidae): Myrmecophilous Predators of Immature Forms of the Leaf‐Cutting Ant Atta sexdens (Formicidae). Внизу — паук Attacobius luederwaldti на крылатой самке (слева) и самце (справа) муравья-листореза Atta bisphaerica. Фото из статьи K. Ichinose et al., 2004. Winged leaf‐cutting ants on nuptial flights used as transport by Attacobius spiders for dispersal


Впрочем, муравьи иногда занимаются «авиаперевозками» и в собственных целях. Например, крылатые самки тех же муравьев-листорезов Atta берут с собой в брачный полет небольшие кусочки грибного мицелия из материнской колонии. Они перевозят их в так называемой инфрабуккальной (подротовой) полости, которая представляет собой слепой вырост глотки. А самки термитофильных муравьев Carebara vidua и вовсе могут прокатить на себе несколько рабочих особей. Это не слишком тяжелая ноша, поскольку у Carebara разрыв в размерах между рабочими и царицами может достигать рекордных показателей: иногда по массе они отличаются в 4000 раз! Миниатюрность рабочих особей Carebara вполне объяснима, ведь гнездо этих муравьев располагается в термитниках, и они должны сновать между термитами, не привлекая их внимания. Соответственно, яйца самки откладывают также крошечные. Основательнице колонии было бы тяжело одной заботиться о таком потомстве — это как если бы бегемоту пришлось выкармливать детенышей размером с мышь. Вот поэтому самка и берет с собой помощников. Однако скептики полагают, что рабочие особи отправляются в полет по ошибке и особой пользы не приносят — просто в возбуждении перед летом они цепляются за любые предметы, включая крылатых самок.

Муравьиные «авиалинии» Наука, Биология, Энтомология, Насекомые, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Крылатая самка Carebara vidua с прицепившимися к ней рабочими особями того же вида. Рисунок с сайта tapatalk.com


Фото © Alex Wild с сайта alexanderwild.com.


Александр Храмов http://elementy.ru/kartinka_dnya/791/Muravinye_avialinii

Показать полностью 3

Гнёзда чатемских альбатросов

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

На фото птенцы чатемских альбатросов (Thalassarche eremita) восседают на гнездах, напоминающих скорее бочонки или глиняные горшки. Подобные массивные сооружения из почвы и глины строят многие южные альбатросы. Они нередко гнездятся на голых скалистых берегах, где яйцо рискует переохладиться, а то и вовсе разбиться без земляной «подставки». И самец, и самка носят в клюве комки грунта, пучки травы и мха и прочий материал из ближайших окрестностей гнезда, а затем утрамбовывают его лапами. Пара может использовать одно и то же гнездо в течение многих лет, подновляя и надстраивая его.


Чатемский альбатрос, как и другие представители рода моллимауков, по меркам альбатросов имеет вполне средние размеры. Размах его крыльев не превышает 2,2 м, тогда как у самых крупных представителей семейства альбатросовых он достигает 3,5 м — больше, чем у любой другой из ныне живущих птиц. Такие длинные крылья нужны альбатросам для особого типа полета — так называемого динамического парения (Dynamic soaring), во время которого птицы могут подолгу не совершать взмахов крыльями: это позволяет преодолевать огромные расстояния с минимальными затратами энергии и развивать скорость до 85 км/ч. Взрослые чатемские альбатросы большую часть года странствуют над южной половиной Тихого океана — от Австралии до Чили, предпочитая район Перуанского течения.

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Взрослый чатемский альбатрос в полете. Фото © Mark Fraser с сайта nzbirdsonline.org.nz


Но для гнездования все представители вида неизменно возвращаются на один-единственный скалистый островок — Пирамиду (The Pyramid), самый южный из островов Чатемского архипелага, лежащего к востоку от Новой Зеландии. Остров вполне оправдывает свое название: это довольно крутая, лишенная древесной растительности, почти коническая скала.


Размножение альбатросов длится с августа по апрель. Примерно 70 дней уходит у пары на насиживание единственного яйца. В период ухода за птенцами взрослые птицы держатся в пределах 300 км от острова, причем кормят их не только добытыми рыбой, кальмарами, усоногими рачками и крилем, но и желудочным жиром, который вырабатывается в их железистом желудке. Это неприятно пахнущее вещество служит также защитным средством — особенно для птенцов, которых могут атаковать поморники, крупные чайки и другие хищники.


Птенцы проводят в гнездах более четырех месяцев, практически не покидая их. Со временем визиты родителей с кормом становятся всё более редкими, но птенцы используют накопленные жировые запасы: в период интенсивного выкармливания они становятся тяжелее собственных родителей. Пуховой наряд сменяется перьевым, молодые птицы периодически разминают крылья, а затем в один прекрасный день просто улетают в открытое море и начинают кормиться самостоятельно.

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Взрослые чатемские альбатросы у гнезд на скалистом берегу острова Пирамида. Фото © Alan Tennyson с сайта nzbirdsonline.org.nz


Как и многие другие острова Тихого океана, Чатемский архипелаг известен своим набором уникальных, нигде более не встречающихся птиц. Почти все они серьезно пострадали после того, как острова стал активно осваивать человек. Некоторые виды, например чатемскую петроику (Petroica traversi), удалось спасти от вымирания, другие — среди них чатемский пингвин (Eudyptes chathamensis) — исчезли полностью. Ареал обитания большинства островных видов столь невелик потому, что для них практически непреодолимы обширные водные преграды. Альбатросы — совершенно другой случай: эти птицы, напротив, лучше кого бы то ни было приспособлены для полетов над просторами океана. Однако для отряда буревестникообразных, или трубконосых, к которому относятся и альбатросовые, характерна высокая степень филопатрии (от греч. «любовь к отечеству») — привязанность к месту своего рождения.

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Чатемский альбатрос на гнезде с единственным яйцом. Фото с сайта nzbirdsonline.org.nz

Чатемские альбатросы приступают к размножению на шестом-седьмом году жизни, и после стольких лет безошибочно находят тот крохотный остров, где когда-то появились на свет сами. С одной стороны, это удобно: там, где гнездились твои предки, скорее всего можно будет завести потомство и самому, к тому же на острове наверняка найдутся и другие птицы, готовые образовать пару. Кстати, пары у альбатросов образуются на всю жизнь и воссоединяются в последующие циклы размножения. Но с другой стороны, из-за такой привязанности к местам гнездования расселение происходит чрезвычайно медленно. И если вся гнездовая популяция сконцентрирована на небольшом участке побережья, то один-единственный неблагоприятный сезон может серьезно повлиять на судьбу целого вида.


С чатемским альбатросом такое уже случалось: в 1985 году сильнейший шторм нанес значительный ущерб почвенному и растительному покрову острова, что существенно снизило успех размножения. А рост популяции у альбатросов идет очень медленно: птицы размножаются раз в два года и откладывают лишь одно яйцо. На восстановление популяции ушло больше 15 лет; с начала 2000-х годов ее численность держится на более или менее постоянном уровне — примерно 16 тысяч птиц, из которых участвуют в размножении приблизительно 11 тысяч. Для сравнения, гнездовая популяция наиболее многочисленного из альбатросов — темноспинного (Phoebastria immutabilis) — насчитывает свыше полумиллиона пар. Но даже их численность сейчас, увы, уменьшается.


Высокая степень филопатрии может вносить свой вклад и в появление новых видов. Вполне возможно, что именно она сыграла решающую роль во взаимной изоляции чатемского альбатроса и двух близких видов — белошапочного альбатроса (White-capped albatross) и альбатроса Сальвина (Salvin’s albatross). Этим видам повезло несколько больше, чем чатемскому альбатросу: численность их популяций выше в несколько раз, и для каждого известно несколько гнездовых колоний. До сих пор все три вида остаются настолько похожими друг на друга, что еще недавно их считали подвидами; однако результаты анализа ДНК подтверждают самостоятельный видовой статус каждой из форм, хотя, скорее всего, они приобрели его в относительно недавнем прошлом.

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

«Искусственная» колония чатемских альбатросов на охраняемом участке берега острова Чатем. Перемещенные из колонии на острова Пирамида пуховые птенцы соседствуют с макетами взрослых птиц, которые способствуют запечатлению внешности своего вида. Фото с сайта taiko.org.nz


В наше время глобальные изменения климата готовят новые испытания для птиц морских побережий: в частности, теперь всё чаще происходят сильные штормы. Кроме того, колонии морских птиц нередко страдают от крыс и других плотоядных животных, завезенных человеком, а также от нелегального сбора яиц. Чтобы обезопасить чатемского альбатроса, новозеландские защитники природы, объединенные местной организацией Taiko Trust, совершили поистине титанический труд. Раз альбатросы не желают расселяться сами, для них основали новую, искусственную, колонию.


В ходе масштабного проекта Albatross Translocation («Перемещение альбатросов») более 300 пуховых птенцов чатемского альбатроса перевезли на охраняемый и огороженный от хищников участок на западном побережье острова Чатем — самого крупного из островов архипелага. Тут уж понадобились самые настоящие цветочные горшки — они прекрасно имитируют естественные гнёзда альбатросов.

Гнёзда чатемских альбатросов Наука, Орнитология, Биология, Птицы, Альбатрос, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Последний из перемещенных птенцов чатемского альбатроса в новой колонии на острове Чатем, незадолго до вылета из гнезда. На заднем плане — макет взрослой птицы. Фото с сайта taiko.org.nz


После перевозки целая армия волонтеров выкармливала птенцов смесью из рыбы и кальмаров. За пять лет работы проекта — с 2014-го по 2018 год — птенцам понадобилось больше 18 тонн корма! И вот в апреле 2018 года последний альбатрос покинул свое искусственное гнездо. В следующем году достигшие шестилетнего возраста птицы, запомнившие расположение новой колонии, уже могут вернуться и начать гнездование по-настоящему. Такой метод расселения раньше уже был успешно опробован на других видах альбатросов.


На длинном пути странствий альбатросов ожидает немало опасностей. Как и другие морские птицы, альбатросы охотно сопровождают рыболовецкие суда, поедая выбрасываемые в море потроха. Нередко они погибают из-за того, что запутываются в рыболовных сетях (см. Gillnetting) или хватают крючки с наживкой, расставляемые при ярусном лове (см. также Longline fishing). Существенно снизить вред помогают модификации этого способа лова — отпугивающие приспособления, специальные грузила, погружающие снасть на недоступную для птиц глубину, а также лов в темное время суток, когда птицы неактивны. К сожалению, эти меры пока что внедрены далеко не повсеместно, и из-за ярусного лова ежегодно гибнет более 8000 альбатросов, а также множество других морских птиц и черепах.


Есть у альбатросов и естественные враги — косатки, акулы, морские львы и морские леопарды. Наибольшей опасности альбатросы подвергаются в первые годы жизни: в среднем, до половозрелости доживают лишь 10–20% птиц. У взрослых птиц смертность в естественных условиях относительно невелика, а продолжительность жизни альбатросов достигает 50 лет и даже больше — это компенсирует медленные темпы воспроизводства. Будем надеяться, что усилия по охране помогут чатемскому альбатросу отойти от опасной черты, к которой оказались близки многие его сородичи.

Ролик о программе перемещения птенцов чатемских альбатросов

Фото © Thomas Peschak/National Geographic Creative с сайта newscientist.com.


Антон Морковин http://elementy.ru/kartinka_dnya/788/Gnyozda_chatemskikh_alb...

Показать полностью 5 1

Троглодиты изображали животных точнее, чем современные художники

Троглодиты изображали животных точнее, чем современные художники Наука, История, Живопись, Пещерный человек, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Наскальная живопись, Длиннопост

Рис. 1. Первобытный бизон. 16000–14000 лет. Натурная копия изображения на сводах пещеры Альтамира в Кантабрии, Испания. Фото А. Журавлёва


Большинство четвероногих млекопитающих переставляют ноги в сходной последовательности, и различия наблюдаются только во времени, в течение которого животное опирается на ту или иную ногу. Насколько хорошо художники и скульпторы разных эпох представляли, как ходят реальные животные? Проанализировав тысячу иллюстраций и скульптур, группа венгерских биофизиков пришла к выводу, что пещерные художники позднего палеолита ошибались гораздо реже (в 46,2% случаев), чем их последователи, которые очень часто (в 83,5% случаев) рисовали и ваяли животных, по сути, наобум. Положение изменилось к лучшему лишь в 1880-е годы, после публикации покадровой съемки американского фотографа Эдварда Майбриджа.


Габор Хорват (Gabor Horvath) и его сотрудники Этелька Фаркаш (Etelka Farkas), Дьёрдь Кришка (Gyorgy Kriska), Миклош Блахо (Miklos Blaho) с отделения биофизики Будапештского университета имени Лоранда Этвёша и Ильдико Бонч (Ildiko Boncz) из Университета Западной Венгрии в Сомбатхее в последние годы опубликовали несколько необычных исследований. Среди них работы о зрительных способностях вымерших палеозойских членистоногих трилобитов и о навигации викингов с помощью поляризационного компаса. На этот раз исследователей заинтересовал вопрос: насколько хорошо художники умеют изображать реальных животных, а конкретно — четвероногих млекопитающих — во время ходьбы?


Впервые эта проблема всерьез озаботила американского фотографа Эдварда Майбриджа (Eadweard Muybridge) в конце XIX века. Чтобы доказать, что лошадь при беге никогда не отрывает одновременно все четыре ноги от грунта, Майбридж провел скоростную покадровую фотосъемку на бегах в Калифорнии, а затем опубликовал результаты своей работы (Muybridge, 1881). Он не остановился на достигнутом и проделал подобную работу с несколькими другими млекопитающими, превратив свое увлечение в профессиональное изучение локомоции животных (Muybridge, 1887, 1899). Его фотоальбомы с тех пор служат наглядными пособиями для художников-анималистов и трудами, без оглядки на которые не обходится ни один специалист по локомоции.


Поэтому венгерские биофизики разделили 1000 обработанных ими репродукций картин и фотографий скульптур на три группы: 1) доисторические, или пещерные, живописцы (39) (рис. 1); 2) художники, предшествующие Майбриджу (272); и 3) авторы более поздних полотен и статуй (686). Для того чтобы сравнить в деталях изображенных четвероногих, исследователи составили матрицу, на которой запечатлели все фазы движения лошади — отдельно для передних и отдельно для задних конечностей, причем не только реальные, но и все те, которые могут быть нарисованы (рис. 2). Лошадь была избрана в качестве модели, поскольку именно это животное изображено на 829 произведениях искусства из 1000.

Троглодиты изображали животных точнее, чем современные художники Наука, История, Живопись, Пещерный человек, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Наскальная живопись, Длиннопост

Рис. 2. Матрица идущей лошади из обсуждаемой работы, составленная на основе монографии Гамбаряна (1972). A–H и a–h — фазы движения передних и задних конечностей соответственно. Серыми и черными квадратиками обозначены совпадающие по фазе правильные положения обеих пар конечностей (всего 8 фаз), белыми — неправильные положения. Из обсуждаемой статьи в PLOS one


С точки зрения биомеханики ритмичные изменения позиции каждой из конечностей во время полного цикла движения связаны со смещением позиции центра тяжести тела и, следовательно, с силами, которые конечности прилагают к земной поверхности, чтобы не упасть. Поэтому положение двух задних или двух передних конечностей относительно друг друга всегда не совпадает по фазе на половину полного цикла, а цикл осуществляется по формуле: левая задняя — левая передняя — правая задняя — правая передняя. Этот тип походки называется латеральным последовательным. (Реже используется диагональная последовательная походка.)

Троглодиты изображали животных точнее, чем современные художники Наука, История, Живопись, Пещерный человек, Антропология, Копипаста, Elementy ru, Наскальная живопись, Длиннопост

Рис. 3. Контурные прорисовки лошадей: из пещеры Ласко во Франции, доисторический период (А), с рисунка Леонардо да Винчи, исторический период (Б) и конной статуи работы Лайоша Гьёрфи, современный период (В). Латинскими буквами обозначены конечности: LF — левая передняя, RF — правая передняя, LH — левая задняя и RH — правая задняя. Из обсуждаемой статьи в PLOS one и дополнительных материалов к ней


В результате статистической обработки изображений и сравнения их с матрицей выяснилось, что художники верхнего палеолита ошибались в 46,2% случаев (рис. 3А). Эта погрешность не превышает даже ту, которая существует в специальных учебниках по анатомии и в музеях, включая как рисунки, так и чучела (46,6%). А вот художники и скульпторы исторической эпохи, включая самых дотошных исследователей природы, таких как Леонардо да Винчи, в 83,5% случаев изображали походку животных неверно (рис. 3Б). Эта величина превышает даже вероятную статистическую погрешность — 73,3%. Можно сказать, что художники той поры если и изображали лошадь правильно, то по чистой случайности. Следует отметить, что ваятели грешили неточностями несколько реже живописцев, поскольку при некоторых положениях конечностей, изображенных на картинах, статуи просто не держались бы на ногах. Лишь с выходом в свет капитальных работ Майбриджа количество ошибок сократилось до 57,9% (рис. 3В). Впрочем, троглодитов превзойти всё равно не удалось.


Источник: G. Horvath, E. Farkas, I. Boncz, M. Blaho, G. Kriska. Cavemen were better at depicting quadruped walking than modern artists: Erroneous walking illustrations in the fine arts from Prehistory to Today // PLOS one. 2012. V. 7(12): e49786. Doi:10.1371/journal.pone.0049786.



Андрей Журавлёв

Показать полностью 3

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 1. Реконструкция внешнего вида Elasmotherium sibiricus, выполненная художником Виллемом ван дер Мерве (Willem van der Merwe). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Изучение костных остатков гигантских носорогов Elasmotherium sibiricum из коллекций разных музеев показало, что этот вид исчез не раньше, чем 39 000 лет назад, а возможно, и позже. Это означает, что около 50 000 лет назад, когда наши далекие предки расселялись по Восточной Европе и Западной Сибири, эласмотерии еще входили в состав мегафауны, обитающей на этих территориях. Самые молодые кости эласмотериев оказались достаточно хорошей сохранности, чтобы из них можно было извлечь фрагментарную ДНК. Это позволило внести некоторые уточнения в существующие представления о филогенезе непарнокопытных в целом.

Эласмотерии — гигантские носороги (рис. 1), достигавшие 5 метров в длину и 2,5 метров в холке. Вместе с носорогами, дожившими до современности, они входят в состав семейства Rhinoceratidae, однако образуют внутри него отдельное подсемейство Elasmotheriinae (рис. 2). Эласмотерии гораздо больше напоминали современных носорогов, чем, например, более причудливые представители древних носорогообразных индрикотерии, но и у них было несколько примечательных особенностей.

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 2. Кладограмма, демонстрирующая филогению носорогов. Также показаны некоторые внешние по отношению к ним группы непарнокопытных: Malayan tapir (Tapirus indicus) — малайский тапир, Przewalski's horse (Equus przewalskii) — лошадь Пржевальского и вымерший представитель лошадеобразных Hippidion saldiasi — гиппидион. Вымершие рода отмечены крестами. Обратите внимание, что, согласно данным авторов, наиболее вероятное время расхождения подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae соответствует первой половине эоцена. Cret. — меловой период, Palaeo. — палеоцен. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Во-первых, их ноги были длиннее, чем у современных носорогов. Палеонтологи это обычно интерпретируют как то, что они были лучше адаптированы к быстрому бегу — галопу (носороги переходят на галоп лишь в исключительных случаях).


Во-вторых, их отличало строение зубов, главным образом моляров, которые обладали высокими постоянно растущими коронками и были лишены корней. Такого строения щечных зубов нет ни у одного из известных носорогов.


В-третьих, несмотря на то что остатков эласмотериев обнаружено не так уж мало — находили и целые черепа, и целые скелеты (один из которых, к примеру, находится в коллекции Палеонтологического музея им. Ю. А. Орлова), — находок рогов эласмотериев нет. Однако на лобных костях черепа (os frontale) у них имелось крупное куполообразное утолщение, которое, как считает большинство исследователей, служило основанием для единственного огромного рога (такие же предположения выдвигаются и для динозавров клады Pachyrostra), за что российские палеонтологи прозвали эласмотериев «суровыми сибирскими единорогами». В дальнейшем выражение „Siberian unicorn“ стало встречаться и в англоязычной литературе (в том числе — и в обсуждаемой статье). Но некоторые исследователи подвергают такую реконструкцию сомнению, указывая на то, что в гистологическом отношении кость, на которой находится это утолщение, была довольно пористой и вряд ли могла поддерживать огромный рог.


Собственно род Elasmotherium — наиболее поздний представитель подсемейства. Он включал по меньшей мере три вида: E. caucasicum, E. chaprovicum и типовой E. sibiricum, служивший предметом исследования в данной работе. Если первые два вида, как правило, изображаются голыми, то носорога E. sibiricum рисуют покрытым густой шерстью. Прямых доказательств того, что эти животные были покрыты шерстью, нет — таких прекрасных образцов шкуры, как для шерстистых носорогов или мамонтов, до сих пор не нашли. Но есть доказательства косвенные: E. sibiricum принадлежал к мамонтовой фауне, а климат на территориях Восточной Европы и Западной Сибири был тогда холодным.


Возраст наиболее древних остатков, принадлежащих E. chaprovicum, обнаруженных в составе хапровской фауны Северного Кавказа и Молдовы, оценивается более чем в 2,5 млн лет. Оценить точно минимальный возраст наиболее молодых находок не удавалось. Многие кости и зубы эласмотериев были обнаружены в речном аллювии, что свидетельствует о том, что животные после смерти были перезахоронены, возможно неоднократно. Это делало невозможным достоверное применение методов относительной датировки. Тем не менее существовало убеждение, что эласмотерии не пережили микулинского межледниковья 130–120 тыс. лет назад, и совершенно вымерли к началу валдайского оледенения 120 тыс. лет назад. Это означало, что эласмотерии должны были исчезнуть до того, как по ареалу их обитания стали расселяться древние люди (что, по современным представлениям, происходило около 50 тыс. лет назад). Единичные находки, свидетельствующие об обратном, считались малонадежными и подвергались критике.


Ситуация начала меняться, когда в 2005 году специалист по плейстоценовой мегафауне Павел Косинцев опознал зуб эласмотерия среди костей типичных представителей плейстоценовой фауны, найденных в пещере Смеловская II. Скорее всего, кости и зубы этих животных остались после того, как их тела или части тел в свое время перенесли и собрали в одном месте какие-то плотоядные животные — например, пещерные гиены. Характер отложений указывал на то, что перезахоронение остатков (например, потоками воды) было крайне маловероятно.


После этого группа ученых во главе с Павлом Косинцевым стала целенаправленно искать кости эласмотериев в коллекциях музеев и в материалах недавних экспедиций. За 10 с лишним лет удалось собрать 25 образцов (рис. 3), причем в 23 из них оказалось достаточно коллагена, чтобы можно было получить абсолютную датировку на основе радиоуглеродного анализа. В костях такого возраста обычно уже не остается никаких органических молекул — только прочный и устойчивый коллаген имеет шансы сохраниться в значимом количестве, но и его найти большая удача.


Поначалу этой работой занимались в основном российские ученые, однако к ним постепенно присоединялись коллеги из иностранных лабораторий, имеющих лучшее техническое оснащение. В частности, благодаря специалистам из Оксфорда удалось применить наиболее точный из всех доступных на данный момент методов датировки таких образцов — радиоуглеродный анализ не всего очищенного коллагена, а отдельно входящей в его состав аминокислоты гидроксипролина. Коллегам из Австралии удалось извлечь из нескольких образцов фрагментарную ДНК. Очередные результаты этой совместной работы были опубликованы недавно в журнале Nature Ecology & Evolution.

Во время освоения Евразии кроманьонцы еще могли встречать гигантских носорогов эласмотериев Палеонтология, Наука, Носорог, Эласмотерий, Копипаста, Elementy ru, Ледниковый период, Длиннопост

Рис. 3. Места обнаружения изученных останков эласмотериев на карте Евразии. Весь предполагаемый ареал обитания эласмотериев обведен черным пунктиром. Красным обведены места обнаружения тех образцов, для которых удалось установить содержание стабильных изотопов и датировать их методами радиоуглеродного анализа. Синим обведены места обнаружения тех образцов, для которых, кроме того, удалось извлечь фрагментарную ДНК. Черным обведены места обнаружения тех образцов, из которых не удалось выделить коллаген. Обратите внимание, что обведенных локаций меньше, чем проанализированных образцов, поскольку в некоторых местах образцов было найдено сразу несколько. Серым затенена область, которая в обсуждаемый промежуток времени должна была быть покрыта ледником. Указаны значения широты и долготы. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature Ecology & Evolution

Ученые объединили данные анализа возраста коллагена из 19 образцов (возраст четырех из 23 образцов не удалось определить достоверно) и гидроксипролина, который получилось выделить из 9 образцов. В результате возраст самых молодых останков варьируется в пределах 38,48–35,06 тыс. лет с вероятностью 95,4%. Скорее всего, эласмотерии вымерли перед максимумом последнего оледенения — но это лишь предположение, подтвержденное пока только отсутствием более поздних находок.


Такие результаты означают, что эласмотерии вполне могли встречаться древним людям, расселявшимся в то время по Восточной Европе и Западной Сибири. Сравнение фрагментарной ДНК эласмотериев с ДНК некоторых видов современных парнокопытных показало, что расхождение эволюционных линий подсемейств Rhinoceratinae и Elasmotheriinae должно было произойти примерно 40–50 млн лет назад, в первой половине эоцена (см. рис. 2).


Хорошая сохранность коллагена в нескольких образцах позволила сравнить содержание изотопов углерода и азота в остатках E. Sibiricum и других животных плейстоцена. Высокое содержание изотопов 13C и 15N, обнаруженное у E. Sibiricum, характерно для млекопитающих, обитающих в сухих степях или пустынях. Повышенный уровень изотопа 13С также может указывать на питание растениями подсемейства лебедовые (накапливающих изотоп 13С из-за особого типа фотосинтеза, см. С4-фотосинтез). Примерно такая же диета у современного сайгака. Это также указывает на то, что сибирский эласмотерий мог питаться корнями, так как в нефотосинтезирующих частях растений накапливается 13С. До этого на основании морфологических данных можно было лишь предполагать, что большую часть времени эласмотерии проводили, низко наклонив голову к земле: на это указывает форма затылка, строение шейных позвонков и их сочленение друг с другом. Характерные признаки их зубов свидетельствовали о питании очень грубыми, абразивными кормами — возможно, содержащими большие примеси пыли и песка.


Хотя сейчас главной причиной вымирания плейстоценовой мегафауны считается ее истребление древними людьми в ходе неумеренной охоты (см. Главной причиной позднечетвертичного вымирания все-таки были люди, а не климат, «Элементы», 09.06.2014), в случае эласмотериев авторы не находят для такой версии прямых подтверждений. Несомненных свидетельств тому, что эласмотерии служили предметом охоты, нет, поэтому авторы предполагают, что немаловажную роль в их вымирании сыграла их специализированная и необычная для носороговых диета, которую они не смогли своевременно изменить при изменениях климата, повлекших за собой преобразования в травянистых биомах. Возможно, причиной вымирания эласмотериев стали их необычные зубы: если животное с постоянно растущими коронками перевести на питание слишком мягким кормом (например, на другие виды трав), то коронки не будут успевать стачиваться, нарушится окклюзия, и оно больше не сможет эффективно жевать — и, возможно, быстро умрет от голода. Конечно, эта картина гипотетическая: надежных свидетельств о том, что какой-то вид вымер именно по этому сценарию, нет. В любом случае, узкая специализация, особенно в способе питания, всегда сопряжена с повышенным риском вымирания.


Все это означает, что экологический кризис, вылившийся в вымирание мегафауны, был сложным и, возможно, даже более продолжительным, чем принято считать, и его изучение по-прежнему оставляет простор как для новых открытий, так и для оригинальных гипотез.


Источник: Pavel Kosintsev, Kieren J. Mitchell, Thibaut Devièse, Johannes van der Plicht, Margot Kuitems, Ekaterina Petrova, Alexei Tikhonov, Thomas Higham, Daniel Comeskey, Chris Turney, Alan Cooper, Thijs van Kolfschoten, Anthony J. Stuart and Adrian M. Lister. Evolution and extinction of the giant rhinoceros Elasmotherium sibiricum sheds light on late Quaternary megafaunal extinctions // Nature Ecology & Evolution. 2018. DOI: 10.1038/s41559-018-0722-0


Денис Земледельцев http://elementy.ru/novosti_nauki/433392/Vo_vremya_osvoeniya_...

Показать полностью 2

Оса-прыгун из бирманского янтаря

Оса-прыгун из бирманского янтаря Наука, Палеонтология, Насекомые, Янтарь, Инклюз, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

В этом трехмиллиметровом насекомом, которое было недавно найдено в меловом бирманском янтаре, сложно опознать осу. У него отсутствует «осиная талия» (то есть суженное основание брюшка), нет крыльев, но зато есть прыгательные ноги. И всё же перед нами — самка паразитической осы Aptenoperissus magnifemoris из надсемейства стефаноидных наездников (Stephanoidea), самых примитивных представителей стебельчатобрюхих перепончатокрылых. По мнению ученых, наличие таких уникальных насекомых в бирманском янтаре, как эта оса, может говорить о том, что их формирование происходило в условиях островной изоляции.

Оса-прыгун из бирманского янтаря Наука, Палеонтология, Насекомые, Янтарь, Инклюз, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Оса-наездник Aptenoperissus etius, самка. Изображение из статьи A. P. Rasnitsyn, C. Öhm-Kühnle, 2018. Three new female Aptenoperissus from mid-Cretaceous Burmese amber (Hymenoptera, Stephanoidea, Aptenoperissidae): Unexpected diversity of paradoxical wasps suggests insular features of source biome.

Сейчас известно восемь видов ос Aptenoperissus, которых объединяют в особое семейство Aptenoperissidae. Все они происходят из бирманского янтаря (возраст — около 100 млн лет) и больше нигде не встречаются. Первооткрывателем семейства Aptenoperissidae стал палеоэнтомолог Александр Расницын, заведующий лабораторией артропод Палеонтологического института им. А. А. Борисяка РАН. Сперва были найдены только самки. Эти крошечные осы длиной менее 5 мм сразу остановили его внимание странным сочетанием признаков. Например, антенны оса Aptenoperissus как будто позаимствовала у муравьев: они коленчатые, то есть состоят из длинного первого членика и при этом несут на конце жгутик из множества более мелких члеников. А вот на каждой голени Aptenoperissus красуются две длинные шпоры — такое вооружение есть у современных церафроноидных наездников (Ceraphronoidea).

Оса-прыгун из бирманского янтаря Наука, Палеонтология, Насекомые, Янтарь, Инклюз, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Оса-наездник Aptenoperissus amabilis, самец. Хорошо видны шпоры на голенях. Изображение из статьи Q. Zhang et al., 2018. New data about the enigmatic wasp from mid-Cretaceous Burmese amber (Hymenoptera, Stephanoidea, Aptenoperissidae)

Собственно, наличие этих шпор изначально и послужило основанием для отнесения Aptenoperissus к церафроноидам. Однако затем в том же бирманском янтаре были обнаружены самцы Aptenoperissus, после изучения которых стало ясно, что это семейство относится к гораздо более примитивным стефаноидным наездникам. В отличие от бескрылых самок, самцы Aptenoperissus имеют крылья и гораздо больше похожи на «нормальных» ос. Но, как и у самок, у них имеются коленчатые антенны и шпоры на голенях, так что их принадлежность к одному семейству вопросов не вызывает. Вообще, разделение на бескрылых самок и крылатых самцов довольно часто встречается среди современных ос-наездников: самцам нужно быть более мобильными, чтобы оплодотворить как можно больше партнерш, а вот самки предпочитают не тратиться на такую расточительную вещь, как полет, и направляют всю энергию на отладку яиц.

Оса-прыгун из бирманского янтаря Наука, Палеонтология, Насекомые, Янтарь, Инклюз, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Оса-наездник Aptenoperissus pusillus, самка. Изображение из статьи A. P. Rasnitsyn, C. Öhm-Kühnle, 2018. Three new female Aptenoperissus from mid-Cretaceous Burmese amber (Hymenoptera, Stephanoidea, Aptenoperissidae): Unexpected diversity of paradoxical wasps suggests insular features of source biome


Судя по короткому и толстому яйцекладу, самки Aptenoperissus откладывали свои яйца в неподвижных хозяев с твердыми покровами — в куколки или яйца других насекомых. Жизнь в лесной подстилке, где таких жертв было особенно много, привела к утрате крыльев. Но самки компенсировали потерю способности к полету умением прыгать — судя по расширенным бедрам задних ног, они подскакивали в воздух не хуже современных земляных блошек (Alticini) — небольших, но очень прыгучих жуков из семейства листоедов с такими же внушительными бедрами.


Осы Aptenoperissus — это не единственные уникальные насекомые, встречающиеся в бирманском янтаре. Можно вспомнить и о найденных там странных тараканообразных Alienoptera (см.: Чужие из янтаря). В то же время, другие меловые янтари с территорий бывшего суперконтинента Гондвана, например ливанский янтарь, не одаривают исследователей подобным числом насекомых-эндемиков. Поэтому Расницын предполагает, что энтомофауна бирманского янтаря эволюционировала на острове или группе островов, в отрыве от остального континента, что способствовало образованию уникальных форм. То есть прыгучая оса Aptenoperissus — это такой кенгуру мира насекомых, эндемик, который процветал в условиях изоляции.


Изображение из статьи A. P. Rasnitsyn, C. Öhm-Kühnle, 2018. Three new female Aptenoperissus from mid-Cretaceous Burmese amber (Hymenoptera, Stephanoidea, Aptenoperissidae): Unexpected diversity of paradoxical wasps suggests insular features of source biome.


Александр Храмов http://elementy.ru/kartinka_dnya/784/Osa_prygun_iz_birmansko...

Показать полностью 3

Каменные орудия в Северной и Восточной Африке появились почти одновременно

Колыбелью олдувайской культуры считается восточная Африка, где систематическое использование примитивных каменных орудий для разделки туш началось примерно 2,6 млн лет назад. До сих пор считалось, что в другие районы Африки олдувайская культура пришла намного позже. Однако раскопки, проводимые международным коллективом археологов на северо-востоке Алжира, показали, что североафриканские гоминиды если и отставали в своем культурном развитии от восточноафриканских, то ненамного. В местонахождении Айн Бушери в двух слоях с вероятным возрастом около 2,44 и 1,92 млн лет найдены каменные орудия олдувайского типа и кости крупных и мелких млекопитающих со следами обработки. Судя по распределению царапин на костях животных, древние обитатели Северной Африки имели доступ к целым тушам, а не подбирали крохи со стола более сильных хищников и падальщиков.

Каменные орудия в Северной и Восточной Африке появились почти одновременно Наука, Антропология, Археология, Копипаста, Elementy ru, Каменные орудия, Длиннопост

Рис. 1. Место раскопок в Айн Бушери (северо-восток Алжира), его положение на карте северной части Африки и схема местности. Стрелками помечены выходы двух слоев с древними каменными орудиями: AB-Lw (lowermost artifact-bearing stratum) — древнейший слой с наиболее вероятным возрастом около 2,44 млн лет, AB-Up (upper artifact-bearing stratum) — слой возрастом 1,92 млн лет. 2011 sampling trench — место, где в 2011 году была выкопана траншея, чтобы добыть пробы, подходящие для датирования методом электронного спинового резонанса. Фото из дополнительных материалов к обсуждаемой статье в Science, карта и схема — из самой статьи

Появление олдувайской культуры и начало систематического использования каменных орудий для разделки туш приблизительно совпадают во времени с появлением рода Homo. Впрочем, некоторые австралопитеки, по-видимому, и раньше пробовали заниматься чем-то подобным (см. ссылки в конце новости).


Имеющиеся находки указывают на то, что олдувайская культура зародилась в Восточной Африке около 2,6 млн лет назад, а в другие районы Африки проникла намного позже. Впрочем, такая картина может быть следствием лучшей изученности восточноафриканских местонахождений. По мере развития палеоантропологических исследований в других частях Африканского континента упомянутый разрыв начинает понемногу сокращаться. Так, раскопки, проводимые на северо-востоке Алжира в течение последних двух десятилетий, показали, что североафриканские гоминиды уже 1,8 млн лет назад разделывали туши животных при помощи каменных орудий (J. M. Parés et al., 2014. Early human settlements in Northern Africa: paleomagnetic evidence from the Ain Hanech Formation (northeastern Algeria)). Новая статья международного коллектива археологов, опубликованная в журнале Science, отодвигает момент появления олдувайской культуры в Северной Африке еще дальше в прошлое.


В местонахождении Айн Бушери (Ain Boucherit, рис. 1) в восточной части Атласских гор древние олдувайские орудия и кости животных со следами обработки найдены в двух слоях флювиальных отложений (см. Fluvial processes), сформировавшихся в межгорной впадине. Один из них, более древний, авторы обозначили как AB-Lw (от слов artifact bearing — «содержащий артефакты» и lower — «нижний»), другой, более молодой — AB-Up (upper — «верхний»). Выше и ниже этих слоев и между ними залегают другие слои, в которых нет следов деятельности гоминид. Выше по разрезу находятся описанные ранее слои с олдувайскими орудиями возрастом 1,8 млн лет, а еще выше есть слой с орудиями, представляющими следующий, ашельский этап развития каменных технологий.


Артефакты из слоев AB-Lw и AB-Up — это типичные орудия олдувайской культуры (рис. 2). Среди них есть ядрища из известняка и кремня, от которых без предварительной подготовки откалывали отщепы случайной формы, а также сами отщепы, лишь немногие из которых слегка дорабатывались (подвергались ретушированию). На большинстве артефактов сохранились участки исходной выветрелой поверхности камня (корки), что говорит о примитивности технологии их изготовления. Весь каменный материал — местного происхождения, издалека ничего не носили.

Каменные орудия в Северной и Восточной Африке появились почти одновременно Наука, Антропология, Археология, Копипаста, Elementy ru, Каменные орудия, Длиннопост

Рис. 2. Олдувайские артефакты из Айн Бушери: A — из более древнего слоя AB-Lw, B — из вышележащего слоя AB-Up. Показаны ядрища, от которых откалывались отщепы (1–3, 9–12), в том числе известняковое ядрище редкой субсферической формы (3), отщепы (4–7, 13, 14, 16, 17) и ретушированные обломки кремня (8, 15). Изображение из обсуждаемой статьи в Science


В древнем слое AB-Lw найдено 7 ядрищ, 9 отщепов и один ретушированный обломок кремня. В более молодом слое AB-Up «улов» оказался побольше: 121 ядрище, 65 целых отщепов, 47 фрагментов и 3 ретушированных отщепа. В целом набор артефактов из Айн Бушери практически не отличается от типичных олдувайских комплексов Восточной Африки (если не считать нескольких ядрищ редкой субсферической формы, что может быть связано с особенностями местного каменного материала или с небольшими различиями в культурных традициях).


В слое AB-Lw найдено 296 костей млекопитающих разных размеров, в основном представителей семейств лошадиных и полорогих. На 17 из них (5,7%) сохранились царапины, оставленные каменными орудиями. Царапины встречаются на ребрах, черепах и костях ног (в основном проксимальных, то есть бедренных и плечевых). Судя по распределению царапин, местные гоминиды имели дело не с жалкими объедками, оставшимися после пиршества более сильных хищников или падальщиков, а с крупными частями или даже целыми тушами. В их рацион входили как мелкие, так и крупные животные. С помощью каменных орудий добычу свежевали, потрошили, отрезали головы, отделяли мясо от костей, а также дробили кости, чтобы добраться до мозга (найдено четыре таких расколотых кости).


В слое AB-Up картина примерно такая же. Здесь найдено 277 костей, тоже принадлежащих в основном лошадиным и полорогим. Две из них несут царапины, семь — расколоты ударами камней (рис. 3).

Каменные орудия в Северной и Восточной Африке появились почти одновременно Наука, Антропология, Археология, Копипаста, Elementy ru, Каменные орудия, Длиннопост

Рис. 3. Кости со следами от каменных орудий. A, B — царапина на фрагменте плечевой кости представителя семейства полорогих среднего размера из слоя AB-Lw. C, D — царапина на лошадиной пяточной кости из AB-Lw. E–G — обломки костей, расколотых гоминидами при помощи каменных орудий (E — из слоя AB-Lw, F, G — из слоя AB-Up). Изображение из обсуждаемой статьи в Science


Итак, в Айн Бушери когда-то жили гоминиды, обладавшие типичной олдувайской культурой. Но это, конечно, мало о чем говорит, пока находки не датированы. Главное достижение авторов обсуждаемой работы состоит как раз в получении датировок для слоев AB-Lw и AB-Up. Для этого пришлось использовать целый комплекс взаимодополняющих методов.


Самые надежные результаты дал магнитостратиграфический анализ (см. Paleomagnetism). Осадочные породы в Айн Бушери сохранили остаточную намагниченность, показывающую направленность магнитного поля Земли в тот момент, когда эти породы формировались. Это позволило идентифицировать слои, соответствующие периодам прямой и обратной геомагнитной полярности.


Теперь нужно было соотнести эти слои с интервалами общей магнитостратиграфической шкалы (см. Geomagnetic polarity time scale), границы которых (моменты инверсии магнитного поля Земли) датированы с высокой точностью. Чтобы понять, каким интервалам глобальной шкалы соответствуют выявленные в Айн Бушери периоды прямой и обратной полярности, нужно было хотя бы приблизительно оценить возраст слоев каким-то другим методом. Авторы воспользовались для этого, во-первых, данными биостратиграфии (в отложениях есть кости вымерших видов лошадей и хоботных — ананкусов, время вымирания которых известно), во-вторых, методом электронно-спинового резонанса (см. Electron spin resonance dating), который, впрочем, с трудом применим к этим отложениям, потому что в них мало подходящих для анализа кристаллов кварца. Чтобы добыть подходящие пробы, пришлось вырыть глубокую траншею, но в итоге всё равно только одна из взятых проб оказалась пригодной для анализа (содержала достаточно кварца). Оба метода (биостратиграфия и ESR) в данном случае дали не очень точные результаты, но в совокупности они всё же позволили привязать полученные палеомагнитные данные к общей шкале. В итоге исследователи смогли определить, между какими магнитостратиграфическими границами заключены слои AB-lw и AB-up, установив таким образом верхнюю и нижнюю границу их возможного возраста. Оказалось, что слой AB-lw не старше 2,58 и не моложе 1,94 млн лет, а возраст слоя AB-up находится в интервале от 1,94 до 1,78 млн лет.


Эти выводы вполне надежны. Но авторы не остановились на достигнутом и попытались сузить границы неопределенности. Для этого они сделали смелое допущение о постоянстве скорости осадконакопления в пределах каждого магнитостратиграфического интервала. Смелость допущения отчасти оправдывается его удобством, ведь оно позволяет напрямую переводить сантиметры осадочной толщи в годы (рис. 4).

Каменные орудия в Северной и Восточной Африке появились почти одновременно Наука, Антропология, Археология, Копипаста, Elementy ru, Каменные орудия, Длиннопост

Рис. 4. Датировка слоев AB-Up и AB-Lw, основанная на допущении о постоянстве скорости осадконакопления в пределах основных магнитостратиграфических интервалов. Внизу — магнитостратиграфическая шкала. Черным цветом показаны периоды такой же полярности, как сейчас (когда северный магнитный полюс находится на севере), белым — периоды обратной полярности. Если допустить, что в эпоху Гаусс скорость осадконакопления была постоянна и составляла 2,06 сантиметров за тысячу лет, с наступлением эпохи Матуяма она снизилась до 1,62, оставалась постоянной вплоть до начала эпохи Олдувай, а потом снова выросла до 4,07, то получается, что возраст слоя AB-Lw составляет 2,44±0,14 млн лет, а слоя AB-Up — 1,92±0,05 млн лет. На графике по горизонтальной оси — возраст в млн лет, по вертикальной — глубина залегания слоев в метрах. Красные кружки — моменты инверсий магнитного поля Земли. Белые квадраты — слои AB-Up и AB-Lw. Рисунок из обсуждаемой статьи в Science


Исходя из положения слоев AB-Up и AB-Lw относительно верхней и нижней границ соответствующих магнитостратиграфических интервалов, принимая скорость осадконакопления в каждом интервале постоянной, а также игнорируя возможные различия в степени последующего уплотнения породы, получается, что возраст слоя слоя AB-Up равен 1,92±0,05 млн лет, AB-Lw — 2,44±0,14 млн лет. Авторы считают такую оценку возраста «наиболее разумной» (the most reasonable age estimate), хотя и признают, что она может оказаться неточной.


Так или иначе, исследование показало, что гоминиды, владеющие олдувайскими технологиями и способные добывать целые или почти целые туши крупных (размером с лошадь) животных, появились на севере Африки значительно раньше, чем считалось: задолго до рубежа 1,94 млн лет, а может и все 2,44 млн лет назад.


Авторы отмечают, что у местонахождения Айн Бушери и соседних осадочных толщ имеется большой «потенциал», то есть там ещё далеко не всё раскопано. Возможно, в дальнейшем там удастся найти еще более древние орудия.


Данное открытие, наряду с другими находками последних десятилетий (такими, например, как находка сахелянтропа на северо-западе Чада), заставляет осторожнее относиться к устоявшейся теории о том, что эпицентром антропогенеза была Восточно-Африканская рифтовая долина. Может быть, эволюционные процессы, которые в итоге привели к появлению Homo sapiens, на самом деле разворачивались на более обширных пространствах Африканского континента.


Источник: Mohamed Sahnouni, Josep M. Parés, Mathieu Duval, Isabel Cáceres, Zoheir Harichane, Jan van der Made, Alfredo Pérez-González, Salah Abdessadok, Nadia Kandi, Abdelkader Derradji, Mohamed Medig, Kamel Boulaghraif, Sileshi Semaw. 1.9-million- and 2.4-million-year-old artifacts and stone tool–cutmarked bones from Ain Boucherit, Algeria // Science. 2018. V. 362. P. 1297–1301. DOI: 10.1126/science.aau0008.


См. также:

1) Люди охотились на крупную дичь уже 1,3 миллиона лет назад, «Элементы», 20.09.2010.

2) Древнейшие люди изготавливали орудия по-своему, «Элементы», 25.05.2015.

3) Человеческий род стал древнее и разнообразнее, «Элементы», 10.03.2015.


Александр Марков http://elementy.ru/novosti_nauki/433390/Kamennye_orudiya_v_S...

Показать полностью 4

Защита светом

Защита светом Наука, Биология, Биолюминесценция, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

На фото вы видите небольшую рыбку (вверху справа) из семейства апогоновые (кардиналовые), которая выплевывает облако света. Маленькое пятнышко внизу на конце светящейся дуги — крохотный рачок, которого до этого рыбка проглотила. Попав к ней в рот, ничем внешне не примечательный рачок вдруг стал испускать свет. Полупрозрачная рыба тоже начала светиться, и ей пришлось выплюнуть рачка, чтобы не привлечь внимание хищников (голубой свет хорошо распространяется в воде и виден издалека). А рачок целым и невредимым уплыл восвояси.

Рыба глотает рачка, он испускает облако света во рту и рыба от него избавляется. Получается красивый фейерверк

Что же это за чудо-рачок такой? Он из семейства Cypridinidae класса остракод. Рачки этого семейства используют для защиты от хищников биолюминесценцию. Это явление встречается у бактерий, грибов (см.: Биолюминесценция осенних опят), насекомых (см.: Огни светлячков: желтый или зеленый?), рыб и других организмов. Оно служит для коммуникации, привлечения добычи, защиты от хищников.


Свечение происходит либо с помощью бактерий-симбионтов, либо за счет свечения фотогенных клеток светового органа, либо светящийся секрет выделяется во внешнюю среду. Последний способ — это как раз наш случай. У Cypridinidae свет испускается в результате относительно простой химической реакции, в которой участвуют три компонента: пептид люциферин, состоящий у этих рачков всего из трех аминокислот (триптофана, изолейцина, аргинина), окислительный фермент люцифераза и растворенный в воде кислород. В ходе реакции люциферин окисляется и образуются оксилюциферин, вода, углекислый газ и, собственно, свет. Реакция происходит во внешней среде, хотя лициферин и люцифераза производятся в клетках железистого светового органа в верхней губе рачка. Выделение светящегося секрета происходит с помощью мышц, окружающих и пронизывающих световой орган.

Защита светом Наука, Биология, Биолюминесценция, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рачок из семейства Cypridinidae испускает свет. Видно, что он идет из верхней губы. Фото © Elliot Lowndes с сайта phys.org


Несмотря на относительную простоту реакции, Cypridinidae могут с удивительной точностью регулировать интенсивность и продолжительность испускания света. Скорее всего, интенсивность реакции контролируется путем изменения количества ее компонентов, а кинетика — их соотношением. Например, если люциферина и люциферазы равное количество, реакция будет происходить быстро, если люциферина намного больше, реакция будет длиться дольше.


При встрече с хищниками все виды люминесцирующих Cypridinidae (а их более 200 видов) испускают длительную (до нескольких секунд) и очень яркую вспышку света. Эти виды обитают во всех океанах и на всех глубинах. Свет производят самцы, самки, личинки и даже эмбрионы.

Защита светом Наука, Биология, Биолюминесценция, Копипаста, Elementy ru, Видео, Длиннопост

Рыба Phaeoptyx pigmentaria из семейства апогоновые пытается съесть рачка Photeros annecohenae. A–E — кадры из видео, сделанного при тусклом красном источнике света. Стрелочка указывает на двухмиллиметрового рачка. A — кадр за 0,1 секунды до атаки. B — во рту рыбы рачок начинает испускать большое количество света, рыба выбрасывает светящееся облако химикалий через жабры. C — свет виден и в ротовой полости рыбы. D — выкачивание светящегося секрета из жабр продолжается. E — рыба выплюнула рачка и он поплыл дальше, оставляя за собой светящийся шлейф. F — фото без внешнего источника света, рыба находится в центре светового пятна. Изображение из статьи T. J. Rivers, J. G. Morin, 2012. The relative cost of using luminescence for sex and defense: light budgets in cypridinid ostracods


А вот рачки этого семейства, обитающие в Карибском море (это около 60 видов), используют свет и в брачных демонстрациях, причем делают это только самцы. Соотношение самцов и самок у этих рачков высоко (например, у Photeros annecohenae — 178 к 1), поэтому свет помогает привлечь самку, а также посоревноваться с другими самцами. В темные безлунные ночи самцы производят специфичное для вида число световых вспышек, каждая из которых в зависимости от вида длится от миллисекунд до нескольких секунд. Варьирует и направление светового шлейфа: он может быть горизонтальным, вертикальным, диагональным.


Использование биолюминесценции в оборонительных целях более затратно, чем для ухаживания. Облако света, испускаемое при защите от хищника, в среднем в 13 раз ярче, чем при брачных демонстрациях. Также ученые посчитали, что при одинаковом запасе компонентов реакции, самец рачка может выпустить 10 облаков света в целях защиты и 450 — в брачных демонстрациях. При такой легкости использования света для брачных демонстраций кажется довольно странным, что в этих целях его используют только карибские рачки.


Фото с сайта hakaimagazine.com.


Юлия Михневич

http://elementy.ru/kartinka_dnya/776/Zashchita_svetom

Показать полностью 2 1
Отличная работа, все прочитано!