Военните пилоти заглушават радарите за прихващане на противника, за да избегнат сваляне. Пеперудите сфинксове имат също такава система.

Вечерница Cechenena lineosa, вид характерен за района на Индия, Малайзия, Индонезия, Непал, Китай, Бангладеш, Мианмар, Тайланд

Ново изследване направено от съавтори в Университета на Флорида показва че пеперудите сфинксове (вечерници) използват звукови импулси от техните гениталии за да избегнат високочестотните звуци на прилепите, като възможен механизъм за защита,  заглушаващ  ехолокацията на техните преследвачи.

Ехолокационното изследване може да се използва за по-добро разбиране или доказване на ултразвуците като инструмент в медицината, използван за наблюдаване на пренаталното развитие, измерване на кръвния поток, диагностициране на тумори и др. Това изследване може да бъде намерено онлайн в списание Biology Letters.

Един от съавторите на статията Акито Кавахара, помощник куратор на Lepidoptera / Пеперуди / в Природонаучния музей на Флорида към Университета на Флорида отбелязва, че ултразвука е наблюдаван само при една друга група нощни пеперуди.

„Това е само начална стъпка в разбирането на една изключително интересна система”, казва Кавахара. „Ехолокационнота изследване е било фокусирано основно върху морските свине / Phocoenidae/,  китовете и делфините. Познаваме и няколко насекоми, които могат да произвеждат звуци, но това откритие при несвързани животински видове, които създават ултразвук, потенциално заглушаващ ехолокацията на прилепите е изключително интересно.” Пеперудите вечерници са главни опрашители , някой от тях са преносители на болести. Изследователите използват насекомите като моделни организми за генетични изследвания поради по-големите им размери.

Предишни изследвания показват, че кафявата меча пеперуда  използва ултразвук като защитен механизъм. Докато те произвеждат звук чрез тимпани, вибриращи мембрани разположени на торакса, вечерниците използват система разположена в гениталиите. Учените откриват при  три вида вечерници произвеждането на ултразвук, включително и при женските индивиди. „Изследователите са убедени, че вечерниците могат да произвеждат звук като средство за защита, като отблъскват другите или заглушават ехолокацията на прилепите, като по този начин преследвачите не могат да определят обекта на локализация, да го разпознаят – какъв е и къде се намира”, казва Кавахара. Изследването е проведено в Малайзия, където е най-голямото разнообразие на пеперуди вечерници в света и има спечелено финсиране за проект в размер на 500 000 долара от Националната Научна Фондация. Кавахара също провежда изследване и в джунглите на Борнео и долна Амазонка.

„Толкова много работа е била фокусирана върху дневните животни, а през ноща се случват истински интересни неща и ние не знаем много за това какво всъщност се случва, защото не можем да го чуем.”, казва Калахара. „ Очарователната част е ,че има да се правят много открития. Това е изцяло неизвестна и неизследвана система.”

Cechenena lineosa moth. (Credit: Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic license)

Екипа на Кавахара от Центъра Магуаър към Университета във Флорида по Lepidoptera / Пеперуди/ и биоразнообразие , използват високоволтови лампи, за да хванат вечерници в джунглата. Джеси Барбър и неговият екип от Боаз Щатски Университет , като съавтор на изследването, излъчват предварително записани прилепски звуци на насекомите, като следят тяхното поведение. При пеперудите затворени в изолиран съд с ултразвуков микрофон и слушалки свързани с два преносими компютъра, изследователите записват звуците издавани то вечерниците, направени в отговор на опит да бъдат докоснати или при озвучаване с ултразвук. Видовете вечерници , произвеждащи ответен звук са Cechenena lineosa, Theretra boisduvalii, Theretra nessus.

„Като музей, ние създаваме библиотека на живота”, казва Кавахари.” Музейните експонати обикновенно се съхраняват веднага, но ние се опитваме да разберем поведението на тези организми, така че да запишем и него заедно със описанието и ДНК, затова започнахме да откриваме толкова интересни неща.”

Вечерниците са между най-бързите, умели летящи насекоми. В света са описани повече от 1400 вида. Техния дълъг хобот / устният апарат на пеперудите/, ги прави много добри опрашители, като дори много видове растения могат да бъдат опрашвани само от вечерници. Кавахара отбелязва, че продължаването на изследването на ултразвука при вечерниците в колаборация, фокусирайки се върху еволюцията на насекомите и проучване дали тази система не се среща и при други видове вечерници е планирано. „Вечерниците са развили различни начини да избегнат срещата с прилепите. Не мога да опиша колко това е вълнуващо и колко изумителна е тази система”

Източник: nauka.bg

Учени за първи път свързаха електронно мозъците на двойки плъхове, давайки им възможност да комуникират директно, за да разрешават прости поведенчески пъзели.
В новопубликувано изследване, учени от университета Дюк излагат детайлно начинът, по който електронно са свързали мозъците на плъхове за първи път, позволявайки им дикектна комуникация при разрешаването на поведенчески пъзели.
Дърам, Северна Каролина – изследователи свързаха мозъците на двойки плъхове електронно за първи път, позволявайки им директна комуникация при разрешаването напрости поведенчески пъзели. При следващ тест тази връзка бе осъществена при две животни разделени на хиляди мили – едното в Дърам, Северна Каролина, а другото в Натал, Бразилия.

Резултатите от тези опити разкриват бъдещият потенциал за свързване на много умове, които да формират това, което изследователския екип нарича “органичен компютър”, и което може да позволи споделяне на информация от моторен и сензитивен характер между групи от животни. The study was published February 28, 2013, in the journal Scientific Reports.

“Наши предишни изследвания, включващи свързване на машина и мозък ни убедиха, че мозъкът на плъховете е много по-гъвкав отколкото сме предполагали.”, казва Мигел Никоелис, доктор на медицинските науки, главен автор  на публикацията и професор по неврология в медицинския университет при Дюк. “В тези експерименти мозъкът на плъха се приспособяваше лесно, приемайки информация от външни на тялото му устройства и дори се научи да възприема невидима инфрачервена светлина, генерирана от изкуствен сензор. Въпросът който си зададохме беше: “Ако мозъкът е способен да възприема сигнали от изкуствени сензори, би ли било възможно също така да осъзнава информация подадена от сензорите на чуждо тяло?”
За да тестват тази хипотеза, учените първо тренирали двойки плъхове как да разрешат лесен проблем – да натиснат правилната ръчка, когато се включи индикаторната светлина над нея, награждавайки плъхът с глътка вода. След това свързали мозъците на две животни чрез внушителен брой микроелектроди, поставени в областта на кортекса, отговаряща за обработването на информацията свързана с двигателната дейност.

Един от двата гризача бил проектиран като “кодиращо” животно. То получавало визуално подсказване коя ръчка да натисне, за да получи като награда вода. Щом този плъх натиснел правилната ръчка, част от мозъчната му активност, кодираща поведенческите му решения бивала превърната в модел от електрически стимулации, доставени пряко в мозъка на втория плъх, познат като “декодиращо” животно.

Декодиращият плъх имал същите видове ръчки в неговата клетка, но не получил никаква визуална информация, за това коя да натисне, за да получи награда. Следователно натискането на правилната ръчка трябвало да се случи на базата на предадените сигнали от първия плъх посредством интерфейсът мозък-до-мозък.

След това, изследователите провели редица опити, за да установят колко добре се справя декодиращото животно в дешифрирането на мозъчния входящ сигнал от кодиращия плъх, за да избере правилната ръчка. Декодиращият плъх достигнал максимален успех от 70%, само малко под възможния максимум на успех от 78%, който изследователите предварително били изчислили на база на пряко изпращане на сигнали до мозъка на декодиращия плъх.

Важното е, че комуникацията осигурена от този интерфейс е двустранна. Например, кодиращият плъх не получавал цялостна награда, ако декодиращият плъх направел погрешен избор. Резултатът от тази особена ситуация, според Никоелис, довела до “поведенческо сътрудничество” между двойките плъхове.

“Ние видяхме, че когато декодиращият плъх правеше грешка, кодиращият буквално променяше мозъчните си функции, както и поведението си, за да улесни приемането на информацията от страна на партньора си”, казва Никоелис. “Кодиращото животно подобряваше съотношението на сигнал-звук на мозъчната активност, представляваща решението, така че сигналът ставаше по-чист и лесен за възприемане. Освен това правеше по-бързи и изчистени решения в изборът на правилната ръчка. Неизменно, когато кодиращият плъх правеше тези промени, декодиращият предприемаше правилното решение по-често, така че и двамата бяха награждавани.”

Във втората серия от експерименти, изследователите дресирали двойки плъхове да правят разлика между тесен или широк отвор, използвайки мустаците си. Ако отворът бил тесен, били научени да бутнат с нос канал за вода в лявата страна на клетката, за да получат награда, при широк отвор трябвало да бутнат канал в дясната страна.

Учените отново разделили плъховете на кодиращи и декодиращи. Декодиращите животни били научени да свързват определени стимулиращи импулси с правилен отговор отговарящ на левия канал за награди, а липсата на тези импулси с правилен отговор равен на десния канал за награди. В процеса на експериментите, в които кодиращият плъх установявал че отворът е широк и предавал изборът на декодиращото животно, то постигало успех в 65% от случаите, което доказва, че резултатът не е просто късмет.
За да проверят възможностите за пряката комуникация между мозъците, изследователите поставили кодиращ плъх в Бразилия, в Международния институт по неврология Едмънд и Лили Сафра в Натал (ELS-IINN), и предавали неговите мозъчни сигнали през интернет до декодиращ плъх в Дърам, Северна Каролин. В следствие на това, те установили, че двата плъха все още са способни да работят заедно по задачи, свързани с органите им за осезание.

“Въпреки че животните се намираха на различни континенти, въпреки шумът в сигнала и бавното му предаване, те все още можеха да комуникират”, казва Мигел Паи-Виейра, доктор, основен автор на изследването. “Това ни показва, че може би е възможно да създадем работеща мрежа от животински мозъци, разпръснати в различни локации.”
“Тези експерименти представиха възможностите за установяване на изтънчена, директна комуникативна връзка между мозъците на плъхове, както и това, че декодиращият мозък работи като устройство, разчитащо образци. Така че, всъщност ние създаваме органичен компютър, който разрешава пъзели”, споделя Николелис.

“Но в този случай ние не вкарваме инструкции, а само сигнал, който представлява решение, направено от кодиращия, което се предава до декодиращия мозък, който трябва да разгадае загатката. По този начин, ние създаваме единична централна нервна система, съставена от мозъците на два плъха”, продължава той. Николелис отбелязва, че теоретично такава система не се ограничава до двойки от мозъци, а може да представлява “мрежа от мозъци”. Изследователите от Дюк и ELS-IINN сега правят експерименти да свържат множество животни, за да разрешават по-сложни поведенчески задачи.

“Ние не можем да предвидим какви качества ще се проявят, когато животните започнат да си взаимодействат като част от мозъчна мрежа. На теория, комбинацията от различни мозъци може да доведе до решения, до които индивидуалният мозък не би могъл да достигне”, казва Николелис. Подобна връзка може дори да означава, че едно животно ще бъде способно да инкорпорира в себе си чуждо усещане за “аз”, казва той.
“Всъщност, изучаването на сензорния кортекс на декодиращото животно в тези експерименти показа, че в мозъкът на декодиращия плъх, в частта отговаряща за моторните функции, се представят не само личните мустаци на плъха, но и тези на кодиращият плъх. Засякохме неврони, които отговаряха и на двата вида мустаци, което означава, че плъхът е създал втора репрезентация на второ тяло над своето”. Основни изследвания на подобно приспособяване биха могли да доведат до ново поле, което Николелис нарича “неврофизиология на социално взаимодействие”.
Такива сложни експерименти биха били възможни в лабораторията, благодарение на способността да се записват мозъчни сигнали от почти 2,000 мозъчни клетки едновременно. Учените се надяват да запишат електрическата активност, произведена едновременно от 10 – 30,000 кортексови неврона в следващите пет години.
Подобен обеменен труд би направил възможен по-прецизния контрол върху двигателните невропротези – като тези, които се разработват от Walk Again Project (Проектът Ходи отново – бел.ред.) – за да възвърнат контрола на парализирани хора, казва Николелис.
Този проект наскоро получи субсидия на стойност 20 милиона долара от FINEP, бразилска агенция, която спонсорира изследователска дейност. Пари, с които ще бъде възможно развитието на първия цялостен екзоскелет, контролиран от мозъка, чиято цел е да възстанови подвижността на тежко парализирани пациенти. Първата демонстрация на тази технология е насрочена за откриването на Световното първенство по футбол през 2014 г. в Бразилия.
Освен споменатите Николелис и Паи-Виейра, други съавтори на  изследването са Михаил Лебедев и Жинг Уанг от университета  Дюк, както и Каролина Кюницки от ELS-IINN в Бразилия.
Изследването е било реализирано с подкрепата на Националния Здравен институт (R01DE011451), както и Националния институт за Умствено здраве (DP1MH099903), Фондация Вial, бразилската програма за националните институти по наука и технология, бразилския национален съвет за научно и технологично развитие и бразилските финансиращи агенции FINEP и FAPERN.

Publication: Miguel Pais-Vieira, et al., “A Brain-to-Brain Interface for Real-Time Sharing of Sensorimotor Information,” Scientific Reports 3, Article number: 1319 doi:10.1038/srep01319

Източник: nauka.bg

Нощна снимка на тамарау , Миндорски бивол (Bubalus mindorensis). Този бивол джудже е класифициран като застрашен от изчезване вид – което означава вид недалеч от етапа на изчезване от природата.

Камера поставена в планините на остров Миндоро от Филипините  е заснела драматични снимки на тамарау, Миндорски бивол / Bubalus mindorensis – най-редкият бивол в света, ендемичен вид за остров Мандоро, Филипините, където е и най-големият вид на острова.
Таms-2 е амбициозен проект, участниците на който амбицирано искат да удвоят броя на тамарау от 300 на 600 до 2020г. Инфрачервените камери на Световният фонд за диви животни WWF, които са разположени навсякъде по света дават възможност за един поглед към тайният начин на  живот на животните в природата.

Само 350 са останали живи

Камерите разположени на остров Миндоро показват откъслечни образи от тамарау – един труден и опасен за изследване вид. Само 350 от тези биволи джудета се смята, че са останали, съгласно  Международният съюз за защита на природата и природните ресурси (International Union for Conservation of Nature, IUCN). Твърде опасно е този вид да бъде изследвам, с оглед безопасността на самият вид, застрашен от изчезване.

Някога през XIX век на острова е съществувала близо 10 000-на популация. След 1969 г популацията наброява под 100 индивида. (съгласно данни на WWF-Philippines).

За да се подкрепи запазването на вида  и размножаването им в планинските хабитати , WWF с партньорството на Far Eastern University (FEU), (Отдела за околна среда и природни ресурси /DENR), Програмата за консервиране на тамарау  (TCP), Hubbs-SeaWorld Research Institute (HSWRI/, местното управление на областта Миндоро, както и с участието на местното население в областта на националния парк Иглит Бако, е разработен амбициозният проект за удвояване на индивидите тамарау от 300 на 600 до 2020г.

Чумата по рогатият добитък, обезлесяването и лова

През XIX век на острова са ревяли близо 10000 тамарау. „През 1930г. е имало ужасяваща чума по рогатият добитък,освен това широко разпространеното обезлесяване и несекващото ловуване довеждат този вид до ръба на изчезването.” Обяснява Управителя на природен парк Иглит-Бако, г-н Родел Бойле. През 1969 г., популацията на тамарау наброява по-малко от 100 индивида, останали живи в горните тревисти части и малкото останали горски участъци на планините Иглит, Бако, Аруан и Калавит.

Благодарение на общите международни и местни усилия през април 2013 г. популацията вече наброява 345 индивида. „Тази инициатива се прилага не само за тамарау, но и за всички обитатели на парка”, добавя Бойле.
Фантастичното биоразнообразие

„Миндоро е едно от седемте отделни биогеографски зони на Филипините. Западно Миндоро само по себе си е дом на две особено силно продуктивни природни зони – зоната на планинския парк Иглит Бако и Рифа Апо”., отбелязват  заместник председателя на WWF Филипини и главния изпълнителен директор  Хосе Ма и Лоренцо Тан. „Работейки съвместно с DENR / Отдела за околна среда и природни ресурси/, в нашият проект за съхранение на рифа, използвахме тамарау като пътеводен знак, за да възвърнем живота на планините, ерозиращи от оризовите полета в низините на Миндоро. Природно чистите реки, вливащи се в природно чисти крайбрежия, са изключително важни за поддържането на продуктивността на рифа, който от своя страна произвежда огромно количество морска храна.”
WWF, FEU и Отдела за околна среда и природни ресурси към Западно Миндоро интегрира консервационна програма свързана с тази за тамарау, като така подобрява управлението на парка и съдейства на инициативата за запазване на Апо рифа и богатството на морската флора и фауна в Саблаян.
„Научно основаните действия водят до ефективно опазване.”, заключава Др Стюърт. „Тези снимки ни дават изключително важно виждане на движението и числеността на тези крайно потайни биволи. Когато ние знаем къде са, по-добре ще сме запознати кои райони да опазваме.”

Източник: nauka.bg
Автор: Димитра Лефтерова

Водорасли ни дават обещаваща възможност за борба с парниковите газове, съчетано с  производство на биогориво

Вид водорасли ни показва възможност за редуциране на замърсяванията от парниковите газове, като същевременно  произвеждат на биогориво, според ново изследване на Университета на Делауеър

Микроскопичното водорасло Heterosigma akashiwo  бързо се развива в газова смес, която съдържа същите нива на въглероден диоксид и азотен оксид както емисиите изпускани от електроцентралите. „ Водораслите процъфтяват в газовата смес”, казва Катрин Койн, асоцииран преподавател по морски бионауки при Колежа по Земя, Океан и Околна среда към Университета в Делауеър. „Те растат два пъти по- бързо  и клетките им са много по-големи сравнени с тези, които не са расли в такава смес.”

В Университа Делауеър изследователя Катрин Койн отглежда водорасли в лабораторията на университетският Люис кампус. Това може да помогне за намаляване на парниковите емисии, излъчвани от електроцентралите , като същевременно да бъде използвано за получаване на биогориво.

Водораслите също така произвеждат голямо количество въглехидрати, които могат да бъдат преработени в биоетанол като биогориво. Откритието може да има широко индустриално приложение като икономичен финансов начин за намаляване емисиите от парниковите газове, съчетано с производство на биогориво.
Heterosigma akashiwo се среща навсякъде по света в природата. Койн, като експерт по цъфтежа на водораслите открива, че видовете имат специалното свойство да неутрализират азотния оксид – опасен за здравето на човека и околната среда газ.
Тази характеристика кара Койн и нейният екип да изследват дали водораслите могат да растат върху въглероден диоксид без да бъдат унищожени от високо съдържание на азотния оксид съдържащ се в газовите емисии на електроцентралите, както това се е случвало при опити на техни колеги с други видове водорасли. Близо година на лабораторни експерименти показва че Heterosigma akashiwo  не само толерира газовите емисии, но и процъфтява сред тях. Водораслите не се нуждаят от допълнителен азотен източник освен азотния оксид за да се развиват, което значително намалява разходите за отглеждането им с цел получаване на биогориво.
„Само това може да спести повече от 45% от необходимата енергия необходима за растежа на водораслите за биогориво”, казва Койн. Дотирани от Морската колежанска програма на Делауеър, Койн и нейният колега Дженифър Стюърт планират да продължат изследванията върху това как промяната на условията могат да увеличат растежа на Heterosigma akashiwo . Още повече, че те откриват сериозно увеличаване на нивото на въглехидрати, когато водораслите растат при наличието на парникови газове в сравнение с обикновен въздух. Те също виждат корелация между степента на осветление на водораслите и количеството на въглехидрати и липиди присъстващи в организмите. Изследователите разглеждат и възможноста за работа с компании за биогориво, за да могат да изяснят нивата на растежният процес и по- подробно да изследват Heterosigma akashiwo  като вид  за производство на биогориво.
Тази преспектива може да бъде подкрепена и в национален план от гледна точка на редуциране на нивата на парниковите газове, замърсяващи атмосферата, насока отбелязана в речта на Президента на САЩ Барак Обама, посветена на климатичните проблеми, която бе изнесена тази седмица.
„Нашият подход към въпроса не е просто да се получава биогориво, а възможността да се използва този вид водорасло като биологичен пречиствател на парникови газове, с което да се намали тяхното вредно влияние.”, Казва Койн.

Източник: nauka.bg
Автор: Димитра Лефтерова

Видът Telekia speciosa е пример за вид, който не се е върнал в Западна Европа след последното заледяване, но който се разпространява от човека в градините. Тук е заснето във провинция в Дания. (Credit: Jens-Christian Svenning, Aarhus University)

Гората, която сме свикнали да виждаме не е изцяло в равновесие. След ледниковия период, някой растения са „изчезнали” в Северна Европа, т.е. видове които не са доживяли до наши дни. Същото се отнася и за други растения по света. Дори и днес има доказателства, че подобно събитие е възможно да се случи, но за много дълго време, под влияние на ледников климат или въобще климатични промени. В бъдеще такъв дисбаланс ще стане норма в растителните съобщества на Земята.

Двама изследователи от Аахус Университет  – Дания, професора по биология Йенс Кристиян Свенинг и неговият помощник Броди Сандел, работят върху нова теория, анализирайки развитието на растителните съобщества от ледниковия период до сега.

Професор Свенинг обяснява „В дебата за климата, дори и при изследователите има тенденция да се омаловажава факта, че екологичната динамика може да е бавна. Нашите гори се адаптират изключително дълго време. Например, ние имаме все още малко на брой дребнолистни липи в Дания, които съществуват от периода на затопляне по време на Бронзовата ера, т.е около 3000 години. Може би, тя отново ще има шанс да се разпространи когато лятото стане по-топло. Но такава експанзия би била изключително бавна, тъй като тази липа не е бързорастящо дърво и не е бързо разпространяващ се вид, дори и при подходящи условия. Климатът ще се променя значително в рамките на живота на едно дърво, и ние не смятаме, че гората се е нагодила към новите условия. Бъдещият климат постоянно ще се изменя, което ще води до драстични промени и постоянен дисбаланс.

Дори и бързо разпространяващи се видове, като екзотични инвазивни видове растения, ще останат в дисбаланс за десетилетия и дори векове.

На шестила например, един високоинвазивен вид за Северна Америка са му необходими деситилетия, за да се разпространи дори на неголяма територия.

Предизвикателството пред нас

„Следователно, ако вие се опитвате да практикувате природен горски мениджмънт с природно възстановяване, може да видите възстановени обсолютно различни растителни видове в сравнение с тези които сте имали преди това, защото климата се променя така, че става подходящ за развитие на други видове. Това прави предизвикателство да се разработва и прилага в действие даден финансиран план за горски мениджмънт и регенерация. По същата логика, наличието на висок брой напълно развити застрашени растителни видове, не е гаранция че те ще присъстват в следващото поколение на съобществото. Това е предизвикателство за всички – за мениджърите, за хората които използват територията, за изследователите ,които работят с екосистемите, които са малко повече балансирани. Растенията и екосистемите като цяло, ще бъдат по-динамични и по несинхронизирани поради климата.

Ние сме предизвикали толкова много промени на климата, а същевременно  природата е доста бавна в своето развитие. Помислете за продължителноста на живота на едно дърво. Нашата култура е основана на нещо, което не е в пълно равновесие, но е относително предвидимо. Свикнали сме със ситуацията където флора, фауна и климат са добре балансирани. В бъдеще, този баланс ще се промени въз основа на действуващите промени и ще настъпи сериозен дисбаланс. Ето защо ние се занимаваме с тази тема.”

Професор Свенинг също предупреждава: „В природата с такъв етап на дисбаланс, човешката намеса за интродукция на нови видове ще играе съществена роля. Например лавровишната, която може да се види в много градини в Дания, може да се разпространи в цялата страна. Но това разпространение на дивият тип, характерен за Юго Източна Европа към Дания, би отнело хилядолетия. Озеленителите доста помагат на процеса на разпространение. Това може да помогне на растенията да оцелеят, но също така може да предизвика по-бързо изчезване на северните видове от Дания. Лавровишната е вечнозелен храст и ако се разпространи , ще прави повече сянка на по -ниските видове в гората, което ще е от значение за тяхното оцеляване. В същото време такова разпространение би отнело десетилетия, в сравнение но това, способствано от озеленителите.“ Заключава професор Свенинг

Лавровишната е още един пример на вид, който не се е върнал отново в Западна Европа след периода на заледяване, но който ние разпространяваме в парковете и градините.