Увеличение мозжечка адаптировало мозг позвоночных к полету
Биологи объединили ПЭТ-сканирование современных голубей с исследованиями окаменелостей динозавров, чтобы понять, как эволюционировал мозг птиц для приспособления к полету. Они выяснили, что ключевую роль сыграло адаптивное увеличение размера мозжечка у некоторых ископаемых позвоночных.
Полет среди позвоночных — редкое событие в истории эволюции, требующее функциональной интеграции множества анатомических и физиологических систем организма. Только три группы позвоночных эволюционировали, чтобы летать: птерозавры, вымершие небесные ящеры мезозойского периода, предки летучих мышей и динозавры юрского периода, которые позже породили современных птиц (по современной классификации, птицы тоже считаются частью динозавров).
Эти три группы не связаны тесно на эволюционном древе и независимо развили приспособления, необходимые для полета, — как внешние (длинные верхние конечности, определенные виды перьев и/или обтекаемое тело), так и связанные с работой мозга. Последние оставались не до конца изученными.
В частности, ученым давно было ясно, что мозжечок — область мозга, ответственная за координацию движений, регуляцию тонуса мышц и равновесия — играет важную роль в полете птиц. К примеру, на это указывает то, что отношение массы мозжечка к массе всего головного мозга у птиц наибольшее среди всех животных. Чтобы точнее определить его ценность в процессе полета, исследователи сравнили мозговую активность современных голубей до и после него. Результаты их работы представлены в журнале Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
Ученые просканировали мозг восьми голубей с помощью позитронно-эмиссионной томографии — метода визуализации нейрональной активности, при котором внутрь организма вводится радиоактивно меченая глюкоза. При умственной нагрузке нейроны в задействованных областях начинают потреблять большое количество этого моносахарида, что возможно отследить за счет распада позитрон-излучающего радиоизотопа.
Итак, авторы работы изучали активность в 26 областях, когда птицы находились в состоянии покоя и сразу после того, как они в течение десяти минут летали с одного насеста на другой. Из рассматриваемых зон мозга именно в мозжечке наблюдалось статистически значимое (более чем на два стандартных статистических отклонения в сравнении с другими областями) изменение в уровне активности между отдыхом и полетом у всех восьми птиц. Кроме этого, повышенная мозговая активность наблюдалась в так называемых путях оптического потока — сети клеток мозга, соединяющей сетчатку глаза с мозжечком. Эти пути обрабатывают движение в поле зрения птиц.
После этого ученые пошли дальше и связали данные о мозжечке современных птиц с данными окаменелостей, чтобы выяснить, как мозг птицеподобных динозавров начал приобретать параметры, необходимые для обеспечения активного полета. Для этого авторы использовали оцифрованную базу данных эндокастов — слепков внутреннего пространства черепов динозавров. Они идентифицировали значительное увеличение объема и складчатости тканей мозжечка у ранних видов динозавров-манирапторов, предшественников первых летающих родственников птиц, включающих известного по популярной культуре крылатого динозавра археоптерикса.
Исследователи предупредили, что эти результаты, как и изменения мозговой активности во время полета, могут происходить и во время других видов поведения, таких как планирование. Ученые также отметили, что тесты включали полет без препятствий по простой траектории, и, вероятно, другие области мозга проявляют больший уровень активности во время сложных маневров.
Новые данные дали более детальное представление о том, как функционирует мозг птиц при полете, а также понимание ключевых процессов эволюции нейробиологии птицеподобных динозавров, позволившие им, первыми среди всех позвоночных, научиться летать.
Telegram 
Дзен 
VK Ученые нашли убедительное свидетельство того, что Большое Магелланово Облако — одна из ближайших к нам галактик — впервые приближается к Млечному Пути. Это открытие меняет представления о будущем нашей Галактики — от орбит спутников до распределения окружающего газа.
Психопатия — пугающее расстройство личности, оно ассоциируется с безжалостностью, жестокостью, агрессией и насилием. Неудивительно, что самая большая концентрация выявленных психопатов наблюдается в тюрьмах, где каждый 25-й заключенный демонстрирует высокий уровень психопатии. Помимо социальных проблем, эта болезнь наносит обществу материальный ущерб, достигающий сотен миллиардов долларов в год.
Во времена Екатерины II один из немецких колонистов в России мутировал, из-за чего все его потомки получали раннюю болезнь Альцгеймера. Теперь среди них появился первый, кого она не тронула, — по мнению ученых, благодаря жаре, которой он должен был подвергаться на работе.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
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