• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Увеличение мозжечка адаптировало мозг позвоночных к полету


ПЭТ головного мозга голубя, показывающие поглощение изотопа [18F]FDG, связанное с исходным состоянием покоя (вверху) и полетом (внизу). Более теплые цвета указывают на более высокие уровни поглощения изотопа и более высокие уровни мозговой активности. / © Amy Balanoff / Автор: Екатерина Лебедева

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.

Цифровые реконструкции эндокастов дятла Melanerpes aurifrons (вверху) и динозавра-троодонтида Zanabazar junior (внизу). Синяя область – мозжечок. / © Amy Balanoff

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.


Source: https://oaoo.ru/biolog/yvelichenie-mozjechka-adaptirovalo-mozg-pozvonochnyh-k-polety.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Мужской оргазм связали с моногамией в паре

(А) Эталонные образцы мозга желтобрюхой полевки и мыши получены с помощью световой флуоресцентной микроскопии после совместной регистрации 200...

Анализ полумиллиона собак показал, какие породы умирают раньше других

© Unsplash / Автор: Сергей Данилов Исследователи из Ливерпульского университета имени Джона Мурса и британской благотворительной организации Dogs...

Форма головы повлияла на сон плоскомордых собак

© Flickr/ Chris / Автор: Наталья Федосеева Эксперимент провели специалисты Будапештского университета совместно с коллегами из Института когнитивной...

Генетики заменили мышам гениталии на дополнительную пару конечностей

Конечности и наружные половые органы мышей происходят от общего зачатка / © pxhere.com Предыдущие исследования показали, что задние...

Раскрыт секрет быстрого заживления ран у насекомых

(A-G) Гемолимфа, вытекающая из раны гусеницы через 10-15 с после нанесения раны. Прямая нить в (D) указывает на...

Запах противоположного пола ускорил старение

Кадр из мультфильма «Микки Маус» / © disney.com Живые организмы, которые не способны говорить, общаются разными способами. Одни...

Зараженные трансмиссивным раком мидии расселились по Северному морскому пути

Тихоокеанская мидия Mytilus trossulus / © Dave Cowles / Автор: Visellia Orfius Злокачественные опухоли опасны и коварны, но...

Каждая третья человекообразная обезьяна может исчезнуть с лица земли из-за добычи металлов для электромобилей

Большинство районов с высокой плотностью популяции горилл, бонобо и обыкновенных шимпанзе, находятся в областях месторождений полезных ископаемых /...

Ленивые садоводы оказались лучшими друзьями бабочек

Бабочка-монарх / © Williamsburg Botanical Gardens Virginia, Flickr Первое научное свидетельство того, что наличие участков с высокой травой...

Усатые киты развили ранее неизвестный метод вокализации

Схема адаптации анатомии гортани усатых китов / © Coen P. H. Elemans et al. Наземные млекопитающие — предки...

Гипергравитация сделала экзоскелет саранчи прочнее

Саранча перелетная (Locusta migratoria) / © Wikimedia / Автор: Regulus Tremerus Многие биологические материалы, такие как кость, дерево,...

Ученые впервые задокументировали специфику юмора у высших приматов

Пример игривого поддразнивания у горилл / © Max Block Шутки и юмор — важная часть человеческого общения. Одна...

Люди впервые увидели, как косатка в одиночку убила белую акулу

Кадры нападения косатки Старборда на молодую белую акулу / © Christiaan Stopforth и Francesca Romana Romeiro Косаток не...

В глобальном потеплении увидели неожиданные плюсы для зеленых черепах

Зеленая морская черепаха (Chelonia mydas) / © Wikimedia Commons / Автор: Павел Сорокин Антропогенное изменение климата привело к...

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты

Генетики узнали, как наши предки потеряли хвосты / © Getty images Считается, что потеря хвоста у группы приматов,...

Вверх брюхом по жизни: странная манера плавания удильщиков оказалась постоянным поведением

Плавание вверх брюхом оказалось типичным поведением для длиннощуповых удильщиков (Gigantactis) / © Japan Agency for Marine-Earth Science and...

В Амазонии обнаружили новый вид гигантской анаконды

Мухи на голове северной зеленой анаконды / © Karine Aigner Согласно исследованию, опубликованному в журнале MDPI Diversity, зеленая...

Слоны засыпали трупы своих детенышей землей во время первых задокументированных похорон в истории

Африканские слоны / © pxhere.com Похороны — ритуал, не характерный для животного мира. Это часть культуры, которая, как...

Биологи назвали самое маленькое позвоночное в мире

Brachycephalus pulex сидит на монете номиналом один бразильский реал, ее диаметр 27 миллиметров / © Renato Gaiga За...

Шимпанзе помнят знакомых сородичей десятилетиями

Карликовые шимпанзе (бонобо) в дикой природе / © Wirestock Creators/Shutterstock / Автор: Екатерина Лебедева В рамках работы, результаты...