Эволюция сделала ноги тушканчиков оптимальными для прыжков, но потом пошла дальше
Анализируя эволюцию задних ног различных тушканчиков, ученые пришли к выводу, что даже после того, как кости их стопы срослись настолько, чтобы образовать оптимальную для прыжка структуру, они продолжали срастаться, пока не слились в единое целое. Результаты исследования будут актуальны для создания ног роботов и изучения эволюции прямохождения других видов, в том числе человека.
Кости стопы, которые у мелких тушканчиков разделены, у их более крупных собратьев практически полностью срастаются. Ученые из Мичиганского и Калифорнийского университетов (США) решили узнать, как это произошло. Их исследование показало, что кости крупных тушканчиков срослись гораздо больше, чем этого требовала бы оптимальная конструкция, которая лучше всего рассеивала бы нагрузки от прыжков и приземлений. Открытие, описанное в журнале Proceedings of the Royal Society, поможет в разработке роботизированных ног, способных выдерживать высокие нагрузки и совершать быстрые и маневренные скачкообразные передвижения.
Тушканчики — пустынные грызуны, которые прекрасно прыгают на двух задних ногах. Однако ноги крошечных видов, весящих всего несколько граммов, и тех, чей вес достигает полкилограмма, выглядят по-разному. Ноги маленьких тушканчиков мало отличаются от ног большинства других млекопитающих: их кости стопы отделены друг от друга. При этом крупные виды могут иметь разные по степени срастания стопы.
Чтобы изучить ноги разных видов, авторы провели микро-КТ-сканирование музейных образцов и создали 3D-модели их стоп, которые затем масштабировали до одинаковых размеров и подвергли различным тестам.
Анализ филогенетического древа тушканчиков показал, что изначально кости этих животных были разделены. Первые тушканчики были маленькими, их ноги могли поддерживать вес даже при прыжках с высокой отдачей. У более эволюционно поздних, крупных видов тушканчиков эти кости полностью «сливаются». У тех видов, что располагаются на эволюционном древе посередине, наблюдается частичное срастание. Сросшиеся кости подвергаются меньшему напряжению при прыжках, чем несросшиеся, тем самым усиливая сопротивление нагрузкам. Однако частично сросшиеся кости обладают наилучшими характеристиками — именно эту конструкцию можно назвать оптимальной.
По мнению ученых, эволюция достигла оптимальной точки частичного слияния, однако продолжилась до полного срастания костей плюсны. Поскольку полностью сросшиеся кости все еще были достаточно прочны, чтобы оставаться эффективными при прыжках, тушканчики не испытывали эволюционного давления, которое могло бы остановить слияние их костей.
Подобный анализ может помочь выявить и другие способы изменения формы скелета, которые животные претерпевали при переходе от хождения на четырех ногах к прямохождению. Авторы исследования также планируют смоделировать, с какими нагрузками сталкивались кости стопы вымерших предков человека.
Telegram 
Дзен 
VK Инфекции, такие как коронавирус, наносят серьезный удар организму, из-за чего даже после выздоровления он продолжительное время остается уязвимым. Сегодня для оценки иммунитета врачи смотрят в первую очередь на уровень антител в крови, однако такой подход не отражает реального состояния здоровья человека. Это не позволяет врачам точно прогнозировать, как будет протекать болезнь и насколько быстро пациент выздоровеет. Ученые Пермского Политеха и ПГАТУ впервые выяснили, как именно восстановление иммунитета зависит от пола человека и кто наиболее подвержен осложнениям после коронавирусной инфекции. Результаты исследования помогут правильно учитывать гендерные особенности пациента при лечении и реабилитации, что повысит точность прогнозов и эффективность терапии.
Ученые синтезировали три новых комплекса металла европия и нашли способ управлять яркостью их свечения (люминесценции). Подобные светящиеся соединения востребованы в биологии и медицине для визуализации тканей и отслеживания распределения лекарств по организму, а также в технике при разработке энергоэффективных дисплеев и светодиодов.
Физики Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ совместно с коллегами из Алферовского университета и ИТМО показали, как управлять свечением углеродных точек, помещая их на полупроводниковые нанопровода.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Плавящийся асфальт в США, многие тысячи погибших в Западной Европе, своеобразное лето в России — все это списывают на вредоносный феномен рекордного Эль-Ниньо. И конечно же, на него спихивают и ожидаемый рост цен на кофе и основные сельхозтовары. Правда, есть в этой картине и белые пятна: в прошлые Эль-Ниньо мировые урожаи росли. Что скорее всего случится в 2026 году и отчего роль этого события может быть куда больше, чем мы думаем?
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии