• 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

Размер яичек у самцов стеклянных лягушек оказался связан с отцовскими качествами

Самец сетчатой стеклянной лягушки (Hyalinobatrachium valerioi) ухаживает за кладками икринок / © Francesca Angiolani Бесхвостые земноводные семейства Centrolenidae...

Ветеринары выяснили, на сколько стерилизация сокращает жизнь ротвейлеров

© pexels.com В основу работы, которую опубликовал журнал Scientific Reports, лег анализ электронных карт пациентов ветеринарных клиник Австралии...

Новый вид жуков с гениталиями в форме открывалки назвали в честь Carlsberg

Новый вид жуков-стафилинид рода Loncovilius, названный Loncovilius carlsbergi в честь датской пивоваренной компании Carlsberg / Автор: Екатерина Лебедева...

США ждет «цикадогеддон» — в этом году на поверхность выйдут сразу два поколения цикад

Нашествие периодических цикад / © Getty images Периодические цикады — это род цикад с 13-летним и 17-летним жизненными...

Микробиом человеческого трупа предложили использовать в криминалистике

© Zorandim / Dreamstime.com При разложении, в котором преимущественно участвуют грибы и бактерии, мертвый биоматериал перерабатывается, превращаясь в...

Половую слабость самцов панд связали с их бактериями-симбионтами

Естественное спаривание больших панд в неволе / © 2024 Ecology and Evolution, Zheng Yan, Yinghu Lei et al....

Ретровирусы снабдили человеческий мозг миелином

Миелинизированные аксоны в спинном мозге / © Av Tom Deerinck and Mark Ellisman Миелин — это изолирующая оболочка,...

Самки птиц повели себя как «джентльмены»

Ученые обнаружили способность к символическим жестам у японских синиц / © Wiki Люди и человекообразные обезьяны при невербальном...

У кошек насчитали почти 300 выражений морды

Многие люди до сих пор ошибочно считают кошек в значительной степени асоциальным видом / © Unsplash / Автор:...

У бактерий нашли способность хранить «воспоминания» и передавать их по наследству

Бактерии E. Coli под микроскопом / © National Institutes of Health / Автор: Артем Фомин Исследователи заметили, что...

Кошки манипулируют хозяевами в играх с принесением предметов

© Getty / Автор: Ольга Кузьмина Игры с бросанием игрушек и других предметов питомцам широко практикуют собаководы. Описаний...

Шимпанзе помнят знакомых сородичей десятилетиями

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

Самки шимпанзе играют со своими детенышами чаще в голодные времена, чем в сытые

Самка шимпанзе во время игры со своим детенышем. Снимок сделан в Национальном парке Кибале в Уганде / ©...

У диких млекопитающих впервые зафиксировали оплодотворение без проникновения

Поздний кожан (Eptesicus serotinus) — вид рода кожаны (Eptesicus) семейства гладконосые летучие мыши (Vespertilionidae) / © Bats Life...

Моллюски научились создавать «шелк» благодаря гену из бактерий

Двустворки Mytilus edulis, Dreissena bugensis и их биссус / © M. Simmons et al., 2023 / Автор: Александр...

Тяжелые металлы «поменяли пол» морским черепахам

Вылупившаяся зеленая морская черепаха на острове Херон, Австралия / © Alamy, Genevieve Vallee / Автор: Telestis Scaevinius Когда...

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке

Ученые выяснили одну из возможных причин, почему рыбы плавают стаями, а не поодиночке / © Uxbona, ru.wikipedia.org Как...

Ветеринары выяснили, что собаки любят смотреть по телевизору

© Getty Images/iStockphoto / Автор: Godefridus Victorinus Как рассказала одна из авторов работы, опубликованной в журнале Applied Animal...

Этологи узнали, какие черты присущи одаренным собакам

Пятилетная бордер-колли из Техаса, принявшая участие в исследовании. Собака знает названия более 50 игрушек / © phys.org /...

Нейробиологи выяснили, как у человека появилась развитая новая кора мозга

Микрофотография органоида человеческого мозга / © Janine Hoffmann Неокортекс, или новая кора мозга, — относительно молодой набор слоев...