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 Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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