Рубрика: Наука

Дослідники з Університету Джонса Хопкінса знайшли одну з можливих причин того, чому риби воліють пересуватися косяками, а не поодинці. На думку вчених, ці знання допоможуть створювати безшумніші підводні човни.

Як правило, в зграї збиваються риби одного виду, більшість з яких перебувають в однаковій фазі життєвого циклу. Близько чверті всіх відомих науці видів проводять у таких косяках все життя. Зазвичай це дрібні пелагічні риби на кшталт оселедця та анчоусів. Приблизно половина видів живуть у зграях лише частина життя — зазвичай до статевої зрілості.

Плавання в зграї зручне для риб із багатьох причин. Насамперед це захист від хижаків. Коли особин багато, вони з більшою ймовірністю розпізнають загрозу, ніж одна. Крім того, перебуваючи в масі родичів, шансів бути упійманим менше. Зграя допомагає рибам ефективніше мігрувати, шукати їжу чи партнера для парування.

Вчені з Університету Джонса Хопкінса (США) знайшли нову можливу причину того, чому багатьом рибам ефективніше пересуватися в зграях, ніж поодинці. Висновки дослідників представлені в журналі Bioinspiration & Biomimetics. Вони створили 3D-модель пересування одвірка скумбрій, щоб зімітувати різну кількість плаваючих риб. При цьому вчені змінювали будову зграї, а також те, наскільки близько скумбрії підпливали одна до одної, та ступінь синхронізації їх рухів.

Дослідники з’ясували, що зграя, яка рухається хвостовими плавниками не синхронно, надзвичайно ефективна в плані зниження шуму: одвірок із семи риб видавав звуки не голосніше однієї особини. Таким чином, звуки кожної «гасили» один одного. Якщо риби змахували хвостами одночасно, то звуки, навпаки, підсумовувалися. Чим більше риб приєднувалося до зграї, тим більше знижувався шум. Тому для хижаків, наприклад, акул, ці звуки можуть бути сигналом до того, що вони мають справу не з групою, а з однією особою.

«Звук – це хвиля. Дві хвилі можуть або складатися, якщо знаходяться в одній фазі, або нейтралізувати один одного, якщо їх фази різні. Звичайно, йдеться про дуже слабкі звуки, які ледь помітні для слуху людини», — пояснив один з авторів дослідження Раджат Міттал (Rajat Mittal).

Крім зменшення звуку, несинхронний рух хвостових плавців також створює взаємодію Космосу з потоком води між рибами, що дозволяє останнім плисти швидше, витрачаючи при цьому менше енергії. Ці висновки, як припустили вчені, можуть виявитися корисними при проектуванні та експлуатації транспортних засобів, що надихають природою.

Мільйони людей стали свідками повного сонячного затемнення 8 квітня 2024 року. Того ж дня співробітники зоопарку Форт-Уерта у Техасі помітили дивну поведінку тварин. За словами  доктора Джона Гріффіоена (John Griffioen), який працює в зоопарку, горила вирушила до дверей, ніби настав час йти спати, а дві зграї фламінго збилися в купу.

У дикій природі тварини також незвичайно відреагували на астрономічне явище.

«Важко висловити словами, наскільки це було неймовірно», — написала в соціальній мережі Х доцент кафедри біології Університету Індіани Кім Росвалл, зазначивши, що під час затемнення вона чула виття койотів. Вчені давно намагалися зрозуміти, як циркадні ритми тварин порушуються короткою нічною миттю посеред дня.

У 2017 році в зоопарку Південної Кароліни жирафи  збилися  в купу, а черепахи спаровувалися в темряві, що несподівано настала. Дослідники також спостерігали за джмелями, які різко  перестали дзижчати  під час затемнення. Але через рідкість повних сонячних затемнень вченим надзвичайно складно виявити тенденції чи дані, що піддаються кількісній оцінці, про поведінку тварин.

Щоб наблизитись до відповіді, NASA звернулося до громадськості та запросило всіх бажаючих взяти участь у проекті Eclipse Soundscapes Project, мета якого – вивчити, як сонячні затемнення відбиваються на житті на Землі.

Північний сумчастий кріт (Notoryctes caurinus) мешкає в безлюдних районах північно-західної частини штату Західна Австралія і настільки рідко зустрічається, що дослідники досі не знають, скільки таких тварин залишилося на планеті.

Нещодавно місцеві рейнджери під час робіт у Великій Піщаній пустелі, розташованій приблизно за 1500 кілометрів від міста Перт, натрапили на північного сумчастого крота. Вдалося навіть зробити його фото.

Північні сумчасті кроти за розміром не перевершують людську долоню, мають густий і м’який волосяний покрив, короткий конічний хвіст і лапи, схожі на ласти. Дослідники відзначають, що у цих тварин відсутні очі, оскільки більшу частину життя вони проводять усередині піщаних дюн.

На сьогодні науці вкрай мало відомо про північні сумчасті кроти: нове спостереження стало другим за останні півроку. 

Китайські вчені дійшли цікавих висновків: незважаючи на глобальне потепління, територія тисяч островів у всьому світі не зменшується, а навпаки, зростає. Цьому сприяє діяльність людини. У міру зростання температури на планеті танення льодовиків та теплове розширення морської води призводять до підвищення рівня океану, створюючи серйозні ризики для острівних держав та прибережних регіонів. На цьому тлі дивним виглядає дослідження вчених із Китайської академії наук, які вивчили супутникові знімки островів, розташованих у Південно-Східній Азії, Індійському океані та Середземному морі. Фотографії було зроблено з 1990 по 2020 рік. Висновки вчених опубліковані в журналі International Journal of Digital Earth.

Спершу фахівці вивчили роботи інших фахівців, присвячені аналогічному питанню. З’ясувалося, що дослідження островів зводяться до трьох висновків. Перший говорить про значну берегову ерозію, пов’язану з підвищенням рівня моря. Ця тенденція проілюстрована на прикладі Гавайських островів, зокрема Оаху та Мауї. На Мауї темпи підвищення рівня моря виявилися приблизно на 65 відсотків вищими, ніж на Оаху. Ерозія берегової лінії відбувається і Соломонових островах. Аналіз аеро- та супутникових знімків, зроблених з 1947 по 2014 рік і що зафіксували 33 острови, показав повне зникнення за цей час п’яти невеликих (і тому безлюдних) рифових островів.

Інші дослідження продемонстрували, що, незважаючи на підвищення рівня моря, багато берегових ліній островів зберегли відносну стабільність. Всебічний аналіз 30 атолів Тихого та Індійського океанів, що охоплює загалом 709 островів, показав, що на жодному з атолів не відбулося скорочення площі суші. Понад те, 88,6 відсотка островів або залишалися стабільними, і навіть збільшилися у вигляді, лише 11,4 відсотка спостерігалося скорочення території.

Третя точка зору передбачає, що, незважаючи на підвищення рівня моря, берегові лінії островів зазнали не стільки ерозії, скільки зрощення, за рахунок чого і розширилася їхня площа. Стверджується й те, що великомасштабна діяльність людини (наприклад, намивання пляжів) зіграла велику роль у розширенні островів, перекривши собою підвищення рівня Світового океану. Цей висновок підтверджується дослідженням 101 острова тихоокеанського острова Тувалу, де збільшення площі суші спостерігається на восьми з дев’яти досліджених атолів.

Щоправда, зазначимо, що в Тувалу, на відміну від інших регіонів, практично не проводять серйозних заходів щодо намивання штучних пляжів. Ряд вчених пояснює розширення саме Тувалу глобальним потеплінням: воно посилює прибій, що виносить на береги таких островів уламковий матеріал з морського дна.

Проте такі роботи мають проблеми з методологією, не вистачає й самих досліджень на цю тему, що вирішили виправити китайські вчені. Вони використовували стандартизований набір даних та кількісну методологію вивчення змін берегової лінії понад 13 тисяч островів. Загальна протяжність берегової лінії островів склала 196 700 кілометрів 1990 року, 198 900 — 2000-го, 199 500 — 2010-го, 200 200 — 2020-го. Значних змін берегової лінії відбулися приблизно 12 відсотків.

За останні 30 років загальна площа суші у вивченому регіоні збільшилась на 157,21 квадратного кілометра. Щоправда, ця тенденція була рівномірної. Так, з 1990 по 2000 рік площа островів скоротилася на 259,33 квадратного кілометра, натомість у наступні десятиліття ситуація змінилася. З 2000 по 2010 рік чистий приріст становив 269,67 квадратного кілометра, а з 2010-го по 2020-й — 32,67.

Площа Філіппінського архіпелагу, островів Південної та Західної Азії, а також Східної Африки загалом скоротилася, але не більш як на 30 квадратних кілометрів. А ось площа Індонезійського архіпелагу, островів уздовж Індокитаю, а також Мальдівських і тих, що знаходяться в Червоному та Середземному морях, у чистому виразі збільшилася. При цьому острови Індокитаю виявилися рекордсменами зростання площі.

Основною рушійною силою того, що відбувається, вчені назвали меліорацію та відвоювання нових земель біля моря за допомогою поступового будівництва дамб та насипання штучних пляжів. На їхню думку, головні фактори, що впливають на зміни берегової лінії, можна поділити на антропогенні та природні.

Перші включають урбанізацію, аквакультуру, будівництво портів, гребель та інші. Під природними чинниками розуміють підвищення рівня моря, штормові нагони, наслідки землетрусів, розростання мангрових чагарників тощо. Природні чинники вплинули на розширення берегової лінії порівняно незначний вплив.

Група американських та британських дослідників вирішила перевірити, чи працює правило Бергмана залежно від розмірів тіла від широт у разі динозаврів та мезозойських ссавців. Для повноти картини автори також вивчили сучасних птахів та звірів.

Німецький біолог Карл Бергман у середині XIX століття сформулював правило, з якого випливає, що теплокровні тварини, що мешкають у холодному кліматі, часто більші за родичів із теплих широт. Безумовно, клімат сильно впливає на роботу екосистем, але наукового консенсусу з приводу правильності правила Бергмана досі немає. Спочатку його застосовували до ссавців, потім намагалися розширити на птахів, земноводних і навіть риб.

Перевірка правила Бергмана ускладнюється кількома чинниками. У великій вибірці тварин неминуче виникають менші підгрупи, де в кожній може бути своя тенденція до зростання. Ще вивчення залежності розмірів тіла від широт потребує великої еволюційної моделі, а серед сучасних екосистем не вистачає порівняльних даних.

На цей раз правило Бергмана вирішили вивчити на прикладі тварин мезозойської ери. Команда американських та британських геологів та біологів розглянула 62 види мезозойських ссавців та 339 динозаврів, включаючи скам’янілості з високих широт — крейдяної формації Принц-Крік на Алясці. Це північне місцезнаходження динозаврів. Naked Science розповідав, як там виявили свідчення зимівлі стародавніх хижаків.

Група дослідників оцінила вплив прохолодного клімату на розміри тіла в мезозої та порівняла отримані моделі з даними про сучасних ссавців та птахів. Результати наукової роботи опубліковані в журналі Nature Communications.

Мезозойська ера в цілому відрізнялася теплою атмосферою майже на всіх широтах, але на території Принц-Крік все ж таки було прохолодно — 6,3 ± 2,2 градуса Цельсія (це лише трохи тепліше, ніж у сучасній Москві) при полярній ночі приблизно 120 днів. Проте варто сказати, що клімат мезозою змінювався протягом тріасового, юрського та крейдяного періодів, згодом охолоджуючись та обростаючи шапками льодів на полюсах. Щоб оцінити реакцію тіла тварин на кліматичний режим, автори нового дослідження вивчали кола викопних стегнових кісток і склали палеокліматичні моделі.

Остаточна модель, як зазначили вчені, не виявила зв’язку між розмірами динозаврів і широтою — той самий висновок був давнім для мезозойських форм ссавців. Аналіз сучасних тварин – 5496 видів птахів та 2305 видів наземних ссавців – теж не показав чіткої залежності між кліматом та розміром тіла.

Авторам статті вдалося відзначити невеликий ефект для деяких ссавців і птахів, що вимерли: зростання температури на один градус Цельсія знижував масу тіла на 0,6% у перших, а падіння температури на градус збільшувало масу тіла на 0,8% у других. Але цей вплив пояснив лише невелику частку варіацій розмірів, додали вчені.

«Наше дослідження показало, що еволюція різних розмірів тіла у динозаврів та ссавців не може бути зведена до простої залежності від широти чи температури. Ми виявили, що правило Бергмана застосовується тільки до підмножини гомойотермних тварин (тих, які підтримують стабільну температуру тіла) і тільки якщо розглядати температуру, ігноруючи решту кліматичних змінних. Це говорить про те, що правило Бергмана насправді скоріше виняток, ніж правило», — наголосила автор статті Лорен Н. Вілсон.

Нові дослідження показують, що курей широко розводили по всій південній частині Центральної Азії з 400 року до нашої ери до середньовіччя, і їх поширенню, ймовірно, сприяв стародавній Шовковий шлях. Кури є одними з найбільш економічно важливих тварин у світі сьогодні. Проте історія про те, як вони виникли та поширилися по всьому стародавньому світу, залишається в основному незрозумілою. Нещодавні досягнення в археологічній методології виявили, що численні знайдені кістки, які колись вважалися доказами ранніх курей, насправді належать диким птахам.

Тепер, у новій публікації, міжнародна команда археологів, істориків та біомолекулярних вчених представляє найдавніші чіткі докази розведення курей для виробництва яєць і стверджує, що втрата сезонної кладки яєць була головною рушійною силою розповсюдження домашніх курей. курей по всій Євразії та північно-східній Африці.

Відкриття та аналіз

Використовуючи фрагменти яєчної шкаралупи, зібрані з 12 археологічних пам’яток, які охоплюють приблизно 1500 років, дослідники показують, що курей широко розводили в Центральній Азії приблизно з 400 р. до н. е. до 1000 р. н. Велика кількість яєчної шкаралупи також говорить про те, що птахи неслися не в сезон. Дослідники стверджують, що саме ця особливість плідної несучості зробила домашніх курей такими привабливими для стародавніх народів.

Щоб дійти цих висновків, команда зібрала десятки тисяч фрагментів яєчної шкаралупи з місць, розташованих уздовж головного центральноазіатського коридору Шовкового шляху. Потім вони використали метод біомолекулярного аналізу під назвою ZooMS, щоб визначити джерело яєць. Подібно до генетичного аналізу, ZooMS може ідентифікувати види за останками тварин, як-от кістки, шкіра та раковини, але він покладається на білкові сигнали, а не на ДНК . Це робить його швидшим і економічно ефективнішим варіантом, ніж генетичний аналіз.

«Це дослідження демонструє потенціал ZooMS, щоб пролити світло на взаємодію людей і тварин у минулому», — каже доктор Карлі Пітерс, дослідник Інституту геоантропології Макса Планка та перший автор нової статті.

Висновки та наслідки

Ідентифікація цих фрагментів мушлі як курячих та їх велика кількість у шарах опадів на кожній ділянці привела дослідників до важливого висновку: птахи, ймовірно, неслися частіше, ніж їхній дикий предок, червона джунглева курка, яка гніздиться раз на рік. рік і зазвичай відкладає шість яєць за кладку.

«Це найперший доказ втрати сезонного відкладання яєць, виявлений в археологічних записах», — каже д-р Роберт Шпенглер, керівник дослідницької групи «Доместикація та антропогенна еволюція» та головний дослідник дослідження. «Це важлива підказка для кращого розуміння мутуалістичних стосунків між людьми і тваринами, які призвели до одомашнення».

У сукупності нове дослідження пропонує відповідь на давню загадку про курку та яйце. Докази свідчать про те, що в Центральній Азії здатність відкладати безліч яєць зробила курку тією куркою, яку ми знаємо сьогодні – глобальним видом, який має величезне економічне значення. Автори сподіваються, що це дослідження продемонструє потенціал нових, економічно ефективних методів і міждисциплінарної співпраці для вирішення давніх питань про минуле.