Niedźwiedzie z Apeninów stały się mniejsze i mniej agresywne. To „zasługa” człowieka
Najnowsze badania wykazały, że rzadkie apenińskie niedźwiedzie brunatne zmieniły się znacznie na skutek bliskiego kontaktu z ludźmi. Zwierzęta te żyją głównie w środkowej części Włoch.
Ewolucja biologiczna to zazwyczaj niezwykle długi, niekiedy trwający nawet miliony lat proces zmian dziedzicznych w populacjach organizmów z biegiem pokoleń. Zmiany te wynikają z dziedzicznych różnic między osobnikami oraz działania czynników takich jak dobór naturalny, mutacje, czy migracje. Dzięki ewolucji organizmy stopniowo przystosowują się do warunków środowiska, a w długiej perspektywie mogą powstawać nawet nowe gatunki. Włoskie niedźwiedzie ewoluowały Najnowsze badanie włoskich naukowców potwierdza, że ewolucję można wykryć we współczesnych populacjach i nie zawsze potrzeba kilku epok, żeby zaobserwować pewne zmiany. Na łamach czasopisma naukowego „Molecular Biology and Evolution” badacze opisują, że żyjące we Włoszech endemiczne niedźwiedzie brunatne (Ursus arctos marsicanus) znacząco odróżniły się od innych przedstawicieli tego samego gatunku żyjących w innych częściach świata. – Zmiany klimatu i użytkowania gruntów nasiliły interakcje między człowiekiem a dziką przyrodą, potencjalnie zmniejszając zagęszczenie dzikich gatunków i prowadząc do adaptacji behawioralnych zwierząt do środowisk zurbanizowanych – zauważają w swojej pracy autorzy. W badaniu włoscy uczeni scharakteryzowali różnorodność genomową apenińskich niedźwiedzi brunatnych i zidentyfikowali sygnały adaptacyjne charakterystyczne dla tej populacji, porównując nowo wygenerowane dane z genomem niedźwiedzi brunatnych z Apeninów, Europy Środkowej i Ameryki Północnej. Wszystko przez działalność człowieka – Niedźwiedzie brunatne z Apeninów charakteryzowały się zmniejszoną różnorodnością genomową, wyższym wskaźnikiem kojarzenia krewniaczego i większym zrealizowanym obciążeniem genetycznym w porównaniu z innymi niedźwiedziami brunatnymi – wskazują badacze. Oznacza to, że niedźwiedzie te są genetycznie „uboższe”, co jest skutkiem długotrwałej izolacji i małej liczebności. Bo rzeczywiście, populacja ta oddzieliła się od innych europejskich niedźwiedzi brunatnych ok. 2000–3000 lat temu i pozostaje całkowicie odizolowana już od czasów rzymskich. – Jedną z głównych przyczyn tej izolacji było prawdopodobnie wylesianie związane z rozprzestrzenianiem się rolnictwa i rosnącą gęstością zaludnienia w środkowych Włoszech – powiedział Andrea Benazzo, główny autor artykułu. Współcześnie różnice pomiędzy niedźwiedziami z Apeninów a innymi przedstawicielami gatunku brunatnych objawiają się przede wszystkim tym, że są one mniejsze, mają unikatowe cechy głowy i pyska oraz są mniej agresywne niż populacje z innych części Europy, Ameryki Północnej i Azji. Do dziś nie wiadomo było jednak, dlaczego tak jest. Ewolucja skutkiem ubocznym działalności ludzi – Udało nam się wykazać, że niedźwiedzie brunatne z Apeninów posiadają również selektywne sygnatury w genach związanych ze zmniejszoną agresywnością – powiedziała Giulia Fabbri, jedna z autorek pracy. Odkrycie wskazuje, że selekcja wariantów genetycznych, które związane są z zachowaniem, była prawdopodobnie spowodowana przez działanie człowieka, który na tym terenie eliminował bardziej agresywne niedźwiedzie. Autorzy podkreślają, że nie wszystkie obserwowane różnice w zachowaniu muszą mieć wyłącznie podłoże genetyczne, jednak analizy genomowe wskazują na istotną rolę doboru naturalnego. Odkrycie sugeruje jednak, w jaki sposób ingerencja człowieka w przyrodę doprowadziła nie tylko do zwiększenia ryzyka wyginięcia danego gatunku, ale także nieumyślnego napędzenia procesu ewolucyjnego. Tutaj na szczęście skutkiem ubocznym było „tylko” stworzenie łagodnego niedźwiedzia, który żyje w towarzystwie ludzi. – Interakcje między ludźmi a dzikimi zwierzętami często stanowią zagrożenie dla przetrwania gatunku, ale mogą również sprzyjać ewolucji cech redukujących konflikty – podsumowali włoscy badacze. Źródło: Molecular Biology and Evolution Nasz autor Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal+, obecnie pracuje w RMF FM. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu. Pisze przede wszystkim o archeologii i przyrodzie. Prywatnie bardzo zainteresowany polityką.
Te imponujące ptasie pióra mogą zabić. Bażanty ryzykują życiem, by zdobyć samicę
Samce bażanta diamentowego i złocistego to gwiazdy ptasiej estrady, które znane są z robienia prawdziwego show: wszystko po to, by zwabić do siebie partnerki. Ich misterny taniec byłby jednak niczym, gdyby nie tworzące pelerynę wokół szyi kolorowe pióra, którym samice nie mogą się oprzeć. Często ta ozdoba okazuje się jednak gwoździem do ich trumny.
Wzrok jest kluczowym zmysłem dla ptaków: pomaga znaleźć pożywienie i dostrzegać czyhające drapieżniki. Tym ciekawsze jest to, że niektóre gatunki świadomie decydują się na jego ograniczanie by stawać się… bardziej atrakcyjnymi dla partnerek. Naukowcy przeanalizowali koszt, który ponoszą bażanty za „strojenie się”. Piękne pióra bażanta Bażanty należą do rodziny kurowatych i występują przede wszystkim w Azji, chociaż zawędrowały także na Stary Kontynent – w Polsce najczęściej spotykanym gatunkiem jest bażant zwyczajny (Phasianus colchicus) znany z jaskrawego, metalicznego upierzenia samców. Chociaż występujący u większości ptaków, to dymorfizm płciowy jest szczególnie widoczny właśnie u bażantów: samce są znacznie bardziej barwne i większe od samic, które z kolei przyjmują maskujące barwy zapewniające ochronę podczas wysiadywania jaj. Polski bażant zwyczajny nie popadł jednak w aż tak duży egocentryzm jak bażant złocisty czy diamentowy. Te gatunki posiadają intensywnie czerwone, złote, białe i wzorzyste upierzenie, które w trakcie zalotów formują w wyjątkowe „płaszcze” wokół głowy. Wszystkie bażanty są ptakami średniej wielkości, o długości ciała sięgającej nawet 90 cm, z czego znaczną część stanowi wydłużony ogon. Ich ciało jest dobrze przystosowane do życia na ziemi – mają silne nogi i krótki, zaokrąglony dziób. Widowiskowe zaloty kluczem do sukcesu... i przyczyną zguby Samce wykonują wokół samic widowiskowe pokazy – rozpościerają swoje barwne pióra, wydają charakterystyczne dźwięki i wykonują skomplikowane „tańce”. Samice wybierają partnera na podstawie jakości prezentacji i wyglądu. Tym właśnie zainteresowali się badacze: czy skupienie na urodzie samców ma wpływ na ich przeżywalność? Samce pozostają ślepe na zagrożenia Naukowcy z University of Saint Andrews postanowili zmapować pole widzenia samców i samic bażantów złocistych oraz diamentowych za pomocą badania dna oka. Co się okazało? Barwne pióra układające się w płaszcz, tak charakterystyczne dla tego gatunku, ograniczają pole widzenia samcom o 30–40 stopni w przypadku pionowego widzenia obuocznego. To oznacza, że gorzej dostrzegają obiekty nad i przed głową. Martwe pole za głową samców także jest znacznie większe – aż pięciokrotnie – niż u samic. Samce obu gatunków mają martwe pole wzroku o powierzchni ponad 114 cm², podczas gdy u samic wynosi jedynie 21 cm². To przekłada się bezpośrednio na ich większą podatność na ataki drapieżników. Co ciekawe, badania przeprowadzone na blisko spokrewnionych gatunkach nieposiadających efektownego upierzenia wykazały brak różnic w polu widzenia między samcami a samicami. Dowodzi to, że winę za ograniczenie percepcji ponoszą właśnie ozdobne pióra. Dlaczego bażanty wyewoluowały w ten sposób? Zjawisko to wpisuje się w tzw. zasadę upośledzenia (ang. handicap principle), zgodnie z którą osobniki noszące cechy ewolucyjnie kosztowne (np. narażające ich na większe ryzyko ze strony drapieżników), a jednak przeżywające, sygnalizują swoją wysoką jakość genetyczną. Samiec bażanta, który pomimo ograniczeń związanych z upierzeniem „radzi sobie” i skutecznie konkuruje o partnerki, jest dla samicy sygnałem wyjątkowej siły witalnej i zdolności adaptacyjnych. Badanie przeprowadzono na ptakach w niewoli, a jego wyniki opublikowano w czasopiśmie „Biology Letters”. Źródło: Biology Letters, Instytut Ochrony Przyrody PAN Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Ludzie w tym kraju mają większe głowy i dłuże nogi niż ich przodkowie. Jak to możliwe?
Współcześni ludzie mają większe głowy i dłuższe kończyny niż ich przodkowie sprzed tysięcy lat. Najnowsze badania czaszek trzech populacji zamieszkujących Amerykę Południową dowodzą, że dopiero od XX wieku obserwujemy wyraźny wzrost objętości mózgu i wzrostu ciała. Co się zmieniło?
Spis treści: Zmiany anatomiczne człowieka na przestrzeni tysiącleci Czaszki myśliwych i rolników – niewielkie różnice, znaczący współcześni Wzrost ludzi zwiększył się o pięć centymetrów w ciągu 150 lat Lepsze odżywienie i opieka medyczna przyczyniły się do zmian anatomicznych Przez większość historii ludzkości rozwój biologiczny człowieka był ściśle związany z warunkami środowiskowymi, dietą oraz stylem życia. Jednak dopiero w ostatnich stuleciach, a szczególnie w XX wieku, doszło do wyraźnych zmian anatomicznych. Badania prowadzone na czaszkach łowców-zbieraczy, rolników i współczesnych Chilijczyków wykazały, że objętość mózgu oraz długość kończyn wzrosły znacząco dopiero w czasach nowożytnych. Naukowcy przypisują te zmiany postępowi cywilizacyjnemu: poprawie żywienia, dostępowi do medycyny oraz eliminacji chronicznego stresu środowiskowego. Te odkrycia rzucają nowe światło na tempo oraz kierunki ewolucji człowieka. Zmiany anatomiczne człowieka na przestrzeni tysiącleci Na przestrzeni niemal 10 tysięcy lat ludzkie mózgi uległy zauważalnej transformacji. Badania czaszek łowców-zbieraczy Chinchorro, żyjących na pustyni Atakama około siedem tysięcy lat temu, przedhiszpańskich rolników oraz współczesnych Chilijczyków pokazują, w jaki sposób zmieniające się warunki życia wpływają na rozwój człowieka. Chilijscy badacze poddali analizie 160 czaszek trzech odmiennych populacji ludzi z różnych epok: łowców-zbieraczy Chinchorro, żyjących na pustyni Atacama około 7500–3500 lat temu; późniejszych, prehiszpańskich rolników; współczesnych Chilijczyków. Czaszki zostały przebadane tomografem komputerowym, a następnie na jego podstawie wykonano trójwymiarowe modele, pozwalające na precyzyjne obliczenie objętości wewnątrzczaszkowej (ICV). Wszystko po to, by sprawdzić, jak na przestrzeni tysięcy lat zmieniała się objętość ludzkiego mózgu oraz ocenić, co mogło wpływać na te zmiany. Dotychczas niewiele wiadomo było o tym, w jaki sposób dieta, środowisko oraz czynniki genetyczne wpływają na wielkość głowy i wzrost populacji mieszkańców Ameryki Południowej. Opublikowane właśnie na łamach czasopisma „Scientific Reports” badanie pokazuje, że to dopiero współczesne czasy zadecydowały o obecnej objętości mózgu oraz średnim wzroście Chilijczyków. Czaszki myśliwych i rolników – niewielkie różnice, znaczący współcześni Okazuje się, że różnice objętości wewnątrzczaszkowej (ICV) pomiędzy ludem Chinchorro a żyjącymi w epoce przedhiszpańskiej rolnikami nie były duże. Średnia objętość czaszkowa przedstawicieli tych populacji wyniosła: 1321,26 cm³ u Chinchorro, 1336,57 cm³ u prehiszpańskich rolników. Oznacza to, że przejście do rolnictwa nie spowodowało istotnych zmian w ICV. Dopiero u współczesnych ludzi parametr ten wzrósł znacząco – osiągając 1482,2 cm³, co sugeruje wyraźną różnicę anatomiczną związaną z nowoczesnym stylem życia. Naukowcy ocenili również stopień dymorfizmu płciowego, czyli różnice w budowie ciała pomiędzy kobietami a mężczyznami. Najniższy poziom dymorfizmu – zaledwie 8,97% – zaobserwowano w społeczeństwie rolniczym. Wyższy wynik, na poziomie 10,84%, występował wśród Chinchorro, natomiast najwyższy stopień zróżnicowania płciowego odnotowano u współczesnych ludzi, gdzie różnica ta przekraczała 13,60%. Wzrost ludzi zwiększył się o pięć centymetrów w ciągu 150 lat Oszacowano również średni wzrost badanych populacji. W przypadku osobników prehistorycznych parametry te wyliczono na podstawie długości kości długich – udowych i piszczelowych – z zastosowaniem wzorów Genovésa, czyli powszechnie uznanej metody antropometrycznej. Jednocześnie, analizując izotopy stabilne obecne w kościach, oceniono również dietę dawnych ludzi, co pozwoliło lepiej zrozumieć czynniki wpływające na rozwój fizyczny. Wyniki? Średni wzrost zarówno kobiet, jak i mężczyzn zwiększył się w ciągu ostatnich 150 lat o około 5 centymetrów. Obecnie wynosi: około 169,6 cm w przypadku mężczyzn, około 156,1 cm w przypadku kobiet. Lepsze odżywienie i opieka medyczna przyczyniły się do zmian anatomicznych Ten dodatni trend w rozwoju fizycznym ludzi wiąże się z łatwiejszym dostępem do pożywienia i ogólnie lepszym odżywianiem się, a także z poprawą higieny, szerszym dostępem do opieki medycznej oraz lepszymi warunkami życia. Warto podkreślić, że objętość wewnątrzczaszkowa (ICV) jest dodatnio skorelowana ze wzrostem – osoby wyższe mają przeciętnie większą objętość czaszki i mózgu. Co istotne, przejście do rolnictwa nie wywołało istotnych zmian ani w objętości mózgu, ani we wzroście ciała. Wyraźne zwiększenie tych parametrów pojawiło się dopiero u współczesnych ludzi i wiązane jest przede wszystkim z lepszym odżywieniem, dostępem do medycyny oraz ogólną poprawą jakości życia, obserwowaną od XX wieku. Innymi słowy – rośniemy, gdy nie jesteśmy narażeni na przewlekły stres, mamy stały dostęp do wartościowego jedzenia i nowoczesnej opieki zdrowotnej. A to są zasoby, które stały się powszechnie dostępne dopiero w XX wieku. Źródło: Nature Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Czy szympansy toczą wojny? Tak, ta trwała 10 lat i przyniosła ogromne zyski zwycięzcom
W postapokaliptycznej serii Fallout słyszeliśmy na każdym kroku, że „wojna nigdy się nie zmienia”. Obecnie wiemy, że to stwierdzenie pasujące nie tylko do ludzi, ale także do zwierząt. Badacze udowodnili, że krwawa, 10-letnia wojna pomiędzy plemionami szympansów zakończyła się dominacją jednego stada, które odniosło z niej ogromne korzyści. Gloria victoribus, vae victis.
Zachowania społeczne szympansów – najbliżej spokrewnionych z nami naczelnych – od lat fascynują badaczy. Szczególne zainteresowanie budzi ich agresja oraz konflikty pomiędzy poszczególnymi społecznościami. Okazuje się, że szympansy nie tylko współpracują i okazją sobie empatię, ale potrafią także prowadzić zorganizowane i długotrwałe wojny przypominające ludzkie konflikty zbrojne, z których czerpią wymierne korzyści. Czemu szympansy nie mogą żyć w zgodzie? Szympansy są zwierzętami terytorialnymi i żyją w silnie zorganizowanych społecznościach. Terytorium każdej grupy jest nie tylko miejscem zamieszkania, ale przede wszystkim źródłem pożywienia i bezpieczeństwa. Konflikty wybuchają najczęściej na tle rywalizacji o zasoby – przede wszystkim o dostęp do pożywienia, wody czy atrakcyjnych miejsc do odpoczynku. Ważnym czynnikiem prowadzącym do konfliktów jest również struktura społeczna szympansów. Każda grupa ma ściśle określoną hierarchię z dominującymi samcami na czele. Walka o pozycję w grupie powoduje wzrost napięć i sprzyja wybuchom agresji. Liczba członków grupy także wpływa na prawdopodobieństwo rozpoczęcia wojny – większe grupy częściej angażują się w agresywne działania wobec sąsiadów. Tak jak ludzie. Krwawe wojny to domena nie tylko ludzi Jane Goodall, angielska antropolożka, prymatolożka i jedna najwybitniejszych na świecie badaczek dzikiej fauny, nieodłącznie kojarzona jest z naszymi najbliższymi kuzynami ze świata zwierząt. Sama jednak twierdziła, że szympansy zdecydowanie nie są jej ulubionymi zwierzętami – są zbyt podobne do ludzi. I nie miała na myśli naszej empatii czy kreatywności. W latach 70. XX w. opisała ona trwającą 4 lata wojnę między szympansami w Tanzanii, które podzieliły się na dwa wrogie obozy po śmierci dominującego samca. Jego odejście skutkowało do rywalizacji, a następnie otwartej wojny pomiędzy młodszymi zwierzętami. Ostatecznie konflikt zakończył się całkowitym wyniszczeniem jednej z grup, a zwycięzcy przejęli ich ziemię. Wojna dziesięcioletnia, czyli współczesny konflikt szympansów. Co przyniósł zwycięzcom? Naukowcy przeanalizowali dokładnie jeden z najbliższych nam udokumentowanych konfliktów pomiędzy naczelnymi, czyli rozgrywającą się w latach 1998–2008 wojnę pomiędzy szympansami Ngogo z Kibale i ich sąsiadami. W ciągu konfliktu zginęło co najmniej 21 szympansów z różnych pokoleń, a w 2009 roku Ngogo rozszerzyły swoje terytorium na obszar wcześniej zamieszkiwany przez rywali, powiększając je o 22%. Powiększenie terytorium po wygranym konflikcie przyniosło szympansom wymierne korzyści biologiczne. Badania wykazały, ze po zakończonej sukcesem wojnie samice zaczęły rodzić znacznie więcej młodych – ich liczba wzrosła z 15 do 37 w ciągu trzech lat po konflikcie. Co więcej, przeżywalność młodych również znacząco się poprawiła – śmiertelność spadła z 41% do 8% przed zakończeniem trzeciego roku życia. Według dr Michaela Wilsona z University of Minnesota, powodem tego zjawiska jest dostęp do większej ilości zasobów oraz eliminacja ryzyka zabicia młodych przez sąsiadujące grupy. Czy agresję mamy w genach? Wieloletnie badania nad szympansami udowadniają, że zachowania „wojenne” są wśród nich stosunkowo częste i mogą być ewolucyjnie uwarunkowane. A ponieważ szympansy są naszymi najbliższymi krewnymi, zjawisko to budzi pytania o źródła ludzkiej agresji i ewolucję konfliktów społecznych. Niektórzy naukowcy przekonują, że agresja międzygrupowa w świecie szympansów mogła pojawić się u wspólnego przodka ludzi i tych zwierząt. Z drugiej strony, szympansy, podobnie jak ludzie, wykazują zdolność do empatii i współpracy. Potrafią pocieszać towarzyszy w trudnych chwilach, co świadczy o głębokich korzeniach społecznych tych zachowań. Ludzi od szympansów różni umiejętność budowania bardziej złożonych relacji opartych nie tylko na rywalizacji, ale także na handlu, współpracy czy wymianie wiedzy. Dzięki temu udaje nam się unikać konfliktów na wielką skalę i tworzyć rozbudowane struktury społeczne. Warto jednak pamiętać, że z tyłu głowy czai się nasza zwierzęca natura… obyśmy jak najrzadziej dopuszczali ją do głosu. Źródło: PNAS, Live Science, Yale Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Kiedy doszło do pierwszego pocałunku? Naukowcy wskazują na bardzo odległą epokę
Całowanie wyewoluowało u wspólnego przodka ludzi i innych dużych małp około 21 milionów lat temu – ustalił zespół brytyjskich naukowców. Ta przyjemna czynność była praktykowana również później, u krewnych człowieka – neandertalczyków. Co było powodem pierwszego pocałunku?
Do dzisiaj naukowcy spierają się o to, dlaczego ludzie się całują. Wygląda na to, że nasze instynkty sięgają dawnych zachowań pielęgnacyjnych wśród małp człekokształtnych. Czynność zbliżona do całowania mogła być początkowo sposobem na sprawdzenie stanu zdrowia partnera i wzmacnianie więzi w grupie. Teraz grupa naukowców z Uniwersytetu Oxfordzkiego wzięła sobie za cel zrekonstruowanie historii ewolucyjnej całowania i próbę ustalenia, kiedy całowanie pojawiło się w linii rodowej naczelnych. Badacze przyjęli szeroką ewolucyjną perspektywę. Wyniki opublikowali na łamach „Evolution and Human Behavior”. Badanie ulotnego całowania. Jak to się robi? Naukowcy przeprowadzili pierwszą próbę rekonstrukcji ewolucyjnej historii całowania za pomocą podejścia międzygatunkowego. Zaczęli od zdefiniowania „całowania”. Jest to nieagresywny kontakt usta-usta, który nie wiązał się z przekazywaniem jedzenia. Następnie naukowcy zebrali dane na temat zaobserwowanego całowania u współczesnych dużych małp, w tym szympansów i bonobo. Następnie zastosowano analizę filogenetyczną (opartą na drzewie rodowym naczelnych), traktując całowanie jako „cechę”. W tej analizie nie badano fizycznych szczątków. Użyto modelowania statystycznego, aby wyciągnąć wnioski na temat cech, które się nie są w stanie przetrwać do naszych czasów, a więc takich jak zachowanie. Badacze potraktowali całowanie jako cechę (jak np. kolor sierści) i nanosili ją na drzewo rodowe naczelnych. Pewność wyniku ma zapewniać to, że model symulacji uruchomiono aż 10 milionów razy, aby uzyskać bardzo pewne szacunki statystyczne. – Po raz pierwszy ktoś przyjął szerokie ewolucyjne spojrzenie na całowanie się. Nasze odkrycia uzupełniają rosnący dorobek naukowy, podkreślający niezwykłą różnorodność zachowań seksualnych naszych kuzynów naczelnych – komentuje dr Matilda Brindle, główna autorka i biolożka ewolucyjna z Wydziału Biologii Uniwersytetu Oksfordzkiego. Pierwszy pocałunek wytropiony Na podstawie uzyskanych wyników naukowcy stwierdzili, że do pierwszego pocałunku mogło dojść już ponad 21 mln lat temu u wspólnego przodka ludzi i innych dużych małp. Ta „cecha” ewoluowała w przedziale 21,5 do 16,9 miliona lat temu. Zespół odkrył również, że nasi wymarli krewni, neandertalczycy, prawdopodobnie również całowali się. To odkrycie, wraz z wcześniejszymi badaniami wykazującymi, że ludzie i neandertalczycy mieli wspólne mikroorganizmy jamy ustnej (poprzez transfer śliny) i materiał genetyczny (poprzez krzyżowanie się), silnie sugeruje, że ludzie i neandertalczycy całowali się ze sobą. Czy warto się całować? – Chociaż całowanie może wydawać się zwyczajnym lub uniwersalnym zachowaniem, jest ono udokumentowane jedynie w 46% kultur ludzkich – powiedziała dr Catherine Talbot, współautorka i adiunkt w College of Psychology na Florida Institute of Technology. Dodała, że normy społeczne i konteksty różnią się znacznie w poszczególnych społeczeństwach, co rodzi pytanie, czy całowanie jest zachowaniem ewolucyjnym, czy też wynalazkiem kulturowym. Najnowsze badanie to pierwszy krok w kierunku odpowiedzi na to pytanie. Całowanie występuje u różnych zwierząt, ale stanowi zagadkę ewolucyjną. Przecież związane jest z wysokim ryzykiem, takim jak przenoszenie chorób. Jednocześnie nie daje oczywistych korzyści reprodukcyjnych. Całowanie się zachowało w toku ewolucji i nadal jest obecne u większości wielkich małp człekokształtnych. Pomimo że całowanie w wielu społecznościach ludzkich ma znaczenie kulturowe i emocjonalne, do tej pory naukowcy poświęcali niewiele uwagi jego historii ewolucyjnej. Dlatego to badanie jest tak ważne. Źródło: Evolution and Human Behavior Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Odnaleziono ślady ziemskiego życia sprzed 3,3 mld lat. Pomogła w tym sztuczna inteligencja
Najwcześniejsze życie na Ziemi pozostawiło po sobie bardzo niewiele molekularnych śladów. Nieliczne pozostałości, takie jak pradawne komórki i maty mikrobiologiczne, przeszły przez wiele procesów geochemicznych, które niemal całkowicie zatarły biosygnatury zawierające kluczowe informacje o pochodzeniu i wczesnej ewolucji życia. Jednak zespół badaczy z Carnegie Institution for Science znalazł sposób na odnajdywanie molekularnych śladów dawnych istot.
– Liczące miliardy lat skały pełne są intrygujących zagadek opowiadających historię życia na Ziemi, ale zawsze brakuje w nich kilku elementów. Połączenie analizy chemicznej z uczeniem maszynowym ujawniło biologiczne wskazówki dotyczące dawnego, niedostrzeżonego wcześniej życia – mówi Katie Maloney z Michigan State University, adiunktka w Katedrze Nauk o Ziemi i Środowisku. Maloney bada ewolucję wczesnych form złożonego życia i ich wpływ na dawne ekosystemy. SI szuka śladów życia Katie Maloney jest jedną z międzynarodowego grona naukowców, kierowanych przez badaczy z Carnegie Institution for Science, które połączyło zaawansowaną chemię ze sztuczną inteligencją, aby odkryć subtelne chemiczne ślady biologii uwięzione w liczących miliardy lat skałach. Bazując na algorytmach uczenia maszynowego badacze wytrenowali komputery do rozpoznawania ledwo dostrzegalnych molekularnych „odcisków palców” pozostawianych przez żywe organizmy. Co najważniejsze, tak wytrenowany system potrafi odkryć oryginalne biomolekuły, gdy te dawno już uległy degradacji. Opublikowane właśnie w prestiżowym czasopiśmie „Proceedings of the National Academy of Sciences” (PNAS) analizy zespołu ujawniły nie tylko chemiczne dowody życia w skałach liczących ponad 3,3 miliarda lat. Odnaleziono także molekularne ślady wskazujące, że fotosynteza tlenowa pojawiła się niemal miliard lat wcześniej, niż dotąd sądzono. Wzorce życia Naukowcy poddali analizie ponad 400 próbek. Znalazły się wśród nich pradawne osady, skamieniałości, a także całkiem współczesne rośliny i żyjące obecnie zwierzęta. Do próbek dołączono nawet materiał z meteorytów. Zaawansowana analiza chemiczna pozwoliła rozłożyć zebrane materiały organiczne i nieorganiczne na najprostsze składniki. Następnie Michael L. Wong i Anirudh Prabhu ze współpracownikami wytrenowali sztuczną inteligencję do rozpoznawania chemicznych „odcisków palców” pozostawionych przez życie – sygnałów możliwych do wykrycia nawet po miliardach lat geologicznych przekształceń. Wyniki były imponujące. Przede wszystkim udowadniają, że można odróżnić materiały pochodzenia biologicznego (takie jak drobnoustroje, rośliny i zwierzęta) od nieożywionych (np. meteorytów czy syntetycznego węgla) z ponad 90-procentową dokładnością. W dodatku można odnaleźć wzorce życia w skałach liczących nawet 3,3 miliarda lat. Do tej pory udawało się to dla śladów nie starszych niż około 1,7 miliarda lat. To oznacza, że badacze zespołu Carnegie Institution for Science niemal podwoili zakres czasu, w którym zachowane w skałach molekuły organiczne mogą dostarczać informacji o fizjologii i ewolucyjnych relacjach ich pierwotnych organizmów! Ale na tym nie koniec. Bo badanie dostarcza również molekularnych dowodów na to, że fotosynteza tlenowa, proces wykorzystywany przez rośliny, glony i wiele mikroorganizmów do pozyskiwania energii ze światła słonecznego, zachodziła co najmniej 2,5 miliarda lat temu. Odkrycie to przesuwa chemiczny zapis fotosyntezy o ponad 800 milionów lat wstecz! Życie na Marsie Badania grupy oparte były na założeniu, że molekuły życia są starannie dobierane w procesach biologicznych. W przeciwieństwie do losowo rozłożonych molekuł w meteorytach i innych abiotycznych mieszaninach organicznych, życie wytwarza stosunkowo niewiele typów molekuł, lecz w dużych ilościach. Każda chemiczna cząsteczka w żywej komórce ma określoną funkcję. A rozkład fragmentów biomolekuł zachowany w starych skałach nadal zawiera diagnostyczne informacje o biosferze, nawet jeśli żadna oryginalna biomolekuła nie przetrwała. Oznacza, że życie pozostawia po sobie znacznie więcej sygnałów, niż ktokolwiek przypuszczał. Poza lepszym zrozumieniem procesów na Ziemi, daje nam to jeszcze jedną możliwość – dowiedzenie się, czy życie istniało w innych niż Ziemia miejscach Układu Słonecznego. Idealne do tego byłyby pobierane przez łazik Perseverance próbki z wyżłobionego przez wodę obszaru krateru Jezero na Marsie. Oczywiście pod warunkiem, że kiedyś uda się nam przewieźć je na Ziemię, ponieważ obecna administracja USA zamknęła projekt Mars Sample Return. Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Przełomowe odkrycie dotyczące psów. Znacząco się różniły od siebie na długo przed współczesną hodowlą
Przełomowe badania obalają popularny mit. Przez lata sądzono, że spektakularna różnorodność psów – od malutkich chihuahua po ogromne dogi niemieckie – jest wynikiem intensywnych hodowli rozpoczętych zaledwie 200 lat temu. Tymczasem różnorodność czworonogów odnotowano już wiele tysięcy lat temu.
Psy to nie tylko ukochane zwierzęta domowe, ale również wielka zagadka dla badaczy przeszłości. Archeolodzy od lat próbują ustalić, kiedy doszło do udomowienia wilka i od kiedy czworonogi na stałe związały się z ludźmi. Szacunki są różne: od 30 do kilkunastu tysięcy lat. Inne zagadnienie dotyczy tego, kiedy psy stały się różnorodne, czyli jak bardzo różniły się budową. Do tej pory uważano, że wyjątkowy zakres zróżnicowania fizycznego, jaki wykazują psy domowe (np. różnice w kształcie czaszki i rozmiarze ciała), jest głównie wynikiem intensywnej selekcji i hodowli, która rozpoczęła się w ciągu ostatnich 200–300 lat. Nowe międzynarodowe badanie ukazało to zagadnienie w nowym świetle. Opublikowano je na łamach prestiżowego czasopisma naukowego „Science”. Przełomowa inwentaryzacja 3D Badacze z Uniwersytetu Exeter i francuskiego CNRS przeprowadzili najbardziej wszechstronną analizę czaszek psowatych w historii – pod lupę wzięto ich blisko 650. Zbadano okazy z okresu od plejstocenu aż po czasy współczesne, włączając w to wilki, wczesne okazy archeologiczne, współczesne rasy oraz psy uliczne. Kluczem do sukcesu okazała się technologia. Zespół międzynarodowych ekspertów stworzył cyfrowe modele 3D każdej czaszki. Używając precyzyjnej metody zwanej morfometrią geometryczną, uczeni byli w stanie zmierzyć nawet subtelne różnice w rozmiarze i kształcie czaszek. Kiedy psy zaczęły się zmieniać? Ustalenia były jednoznaczne: zróżnicowanie psów jest znacznie starsze, niż się wydawało. Najwcześniejszy okaz sklasyfikowany jako pies domowy w tej analizie pochodzi z mezolitycznego stanowiska Veretye w Rosji, datowanego na około 11 000 lat. Niedługo później, około 8200 lat temu, zmienność kształtu czaszki zaczęła gwałtownie rosnąć. – Te wyniki podkreślają głęboką historię naszej relacji z psami. Różnorodność wśród psów to nie tylko zasługa hodowców z epoki wiktoriańskiej, ale dziedzictwo tysięcy lat koewolucji z ludzkimi społecznościami – powiedziała współautorka artykułu, dr Carly Ameen z Wydziału Archeologii i Historii Uniwersytetu Exeter. Współczesne psy wykazują bardziej ekstremalne różnice w morfologii – wystarczy spojrzeć na buldogi krótkopyskie i borzoje – których nie ma we wczesnych okazach archeologicznych. Jak dodaje dr Allowen Evin z Instytutut Nauk Ewolucyjnych CNRS we Francji, różnorodność wśród psów była duża już w neolicie – dwukrotnie większa niż w przypadku okazów plejstoceńskich. Stanowiła już połowę zakresu obserwowanego u współczesnych psów. Przyczyny wczesnego różnicowania psów Wczesna różnorodność morfologiczna czworonogów odzwierciedlała ich różnorodne role w pierwszych społeczeństwach ludzkich. Psy były pomocne w czasie polowania, wypasu zwierząt, jako towarzysze, a także w specyficznych ekologicznych i kulturowych kontekstach. W ocenie badaczy, te zadania i różnice w diecie wywołały szybką selekcję. Warto jednak zaznaczyć, że początki udomowienia wciąż pozostają tajemnicą. Żaden z przebadanych okazów z późnego plejstocenu, które wcześniej uważano za „protopsy”, nie wykazywał cech czaszki udomowionych psów. – Najwcześniejsze fazy udomowienia psów są wciąż niejasne, a pierwsze psy nadal pozostają poza naszym zasięgiem. Jednak obecnie możemy z całą pewnością stwierdzić, że po pojawieniu się psów szybko uległy one dywersyfikacji. Ich wczesna różnorodność odzwierciedla zarówno naturalne presje ekologiczne, jak i głęboki wpływ życia u boku ludzi – konkluduje prof. Greger Larson z Uniwersytetu Oksfordzkiego, który również uczestniczył w najnowszych badaniach. Źródło: Science Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Płazy, które łamią zasady– ropuchy z gór Tanzanii zaskoczyły naukowców
Trzy nowe gatunki ropuch zostały odkryte w górach Tanzanii przez międzynarodowy zespół naukowców. Co czyni to odkrycie wyjątkowym? Te płazy stosują jedną z najrzadszych strategii rozrodczych w świecie zwierząt.
Badania były prowadzone przez międzynarodowy zespół składający się m.in. z uczonych z Wielkiej Brytanii, Danii czy Niemiec. Przy projektowaniu metodologii, naukowcy wykorzystali technikę muzeomiki, która polega na pozyskiwaniu i analizie DNA z historycznych próbek biologicznych. W ten sposób badacze wyodrębnili trzy nowe gatunki zwierząt, dające przykład tego, jak ewolucja potrafi przystosować osobniki do panujących warunków środowiskowych. 257 ropuch pod lupą – jak przebiegały badania? Od 1905 roku biolodzy żyli w przekonaniu, że jedynym endemiczny gatunkiem ropuch w całej Tanzanii jest Nectophrynoides viviparus. Płazy, opisane po raz pierwszy przez niemieckiego zoologa Gustava Torniera, różniły się od siebie wyglądem w obrębie jednej populacji. Ta różnorodność skłoniła naukowców do przeprowadzenia wnikliwych badań, w trakcie których przeanalizowano 257 kodów genetycznych poszczególnych osobników. Okazy, nad którymi pochylili się naukowcy, były zarówno płazami żyjącymi współcześnie, jak i tymi złapanymi aż 120 lat temu, przy okazji pierwszych badań nad tym gatunkiem. Zespół porównywał próbki z poprzedniego stulecia z tymi współczesnymi i na ich podstawie ustalał stopień pokrewieństwa badanych gatunków. Kierowniczka badań muzeomicznych, Alice Petzold, tak argumentuje wykorzystanie archiwalnych ropuch: „Nasze analizy pozwoliły dokładnie ustalić, do jakich populacji należały te stare okazy. A to daje nam znacznie większą pewność w przyszłych badaniach nad tymi ropuchami”. Jak przetrwać bez wody? – trzy nowe gatunki ropuch Badania udokumentowały występowanie trzech – wcześniej nieopisanych – gatunków ropuch z rodzaju Nectophrynoides. Odkrycie to nie byłoby tak niezwykłe, gdyby nie fakt, który od lat fascynuje naukowców. Nectophrynoides nie stosują bowiem klasycznej dla płazów drogi rozmnażania. Ograniczony dostęp do wody, w której zwykle wykluwają się kijanki, zmusił te zwierzęta do noszenia zapłodnionych zarodków w swoim ciele. Ropucha, niczym w ciąży, nosi w sobie młode, aż do momentu, gdy te będą w pełni ukształtowane. Taki sposób rozmnażania to żyworodność. Nectophrynoides wyróżnia to, że zapłodnienie jest wewnętrzne (przebiega w organizmie samicy). To jedne z bardzo nielicznych gatunków ropuch na świecie, które nie znoszą jaj. Odkrycie trzech nowych rozmnażających się w ten sposób gatunków daje naukowcom szerszy obraz tej wyjątkowej strategii rozrodu. Nowo opisane gatunki Nectophrynoides luhomeroensis, uhehe i saliensis, stanowią idealny przykład tego, jak natura potrafi dopasować się do warunków środowiska. Jakie są zagrożenia dla ropuch? Odkryte ropuchy zamieszkują jedynie góry Eastern Arc w Tanzanii. Ten afrykański łańcuch jest stale narażony na eksploatacje zasobów naturalnych. W paśmie tym uprawiania jest intensywna działalność rolnicza, co sprawia, że lasy – będące domem dla ropuch – znikają w zastraszającym tempie. Niewielkie ropuchy, które już wcześniej musiały przystosować się do kurczących się lasów, są dziś narażone na wyginięcie wskutek działalności człowieka. Nie wiadomo, czy tym razem płazom uda się przetrwać – oraz czy pozostaną symbolem niezwykłej różnorodności przyrody. Źródło: Discover Magazine Nasz autor Olaf Kardaszewski Absolwent Instytutu Stosowanych Nauk Społecznych na Uniwersytecie Warszawskim. Obecnie student magisterskiego kierunku Studiów Miejskich na tej samej uczelni. Interesuje się społecznymi i kulturowymi aspektami zmieniającego się świata, o czym chętnie pisze w swoich pracach. Współprowadzący projekt „Podziemna Warszawa” w National Geographic Polska. Uwielbia podróże, w trakcie których zawsze stara się obejrzeć mecz lokalnej drużyny piłkarskiej.
To jedne z najstarszych stworzeń na Ziemi. Uczą się i zapamiętują, choć nie mają mózgu
Tylko zwierzęta z mózgiem i milionami neuronów potrafią uczyć się na błędach? Nic bardziej mylnego. Naukowcy odkryli, że tę zdolność mają także meduzy – stworzenia, które żyją na Ziemi już od pół miliarda lat.
W tym artykule: Małe i parzące jamochłony Zmyślne meduzy z Karaibów Zalety posiadania układu nerwowego Ludzki mózg składa się z 86 mld neuronów i jest efektem ewolucji trwającej miliony lat. Nic dziwnego, że daje nam tak niezwykłe możliwości. Mamy znakomitą pamięć i rozwinięte zdolności poznawcze, które wyróżniają nas w świecie zwierząt. Jesteśmy w stanie się uczyć i to na wiele różnych sposobów. Wyciągamy wnioski z przeszłości i naprawiamy błędy, które popełniliśmy, żeby ponownie nie wpakować się w kłopoty. Jak się okazuje, to ostatnia umiejętność ma bardzo stare korzenie. Posiadają ją nawet meduzy – jamochłony zaliczane do parzydełkowców. To jedne z najstarszych zwierząt, jakie pojawiły się na Ziemi. Ich układ nerwowy jest bardzo prosty. Meduzy nie mają mózgu, jedynie kilka tysięcy neuronów znajdujących się w całym ciele. A jednak to wystarcza, by łączyć bodźce różnego rodzaju i wyciągać z nich wnioski. Przełomowe badania, rzucające światło na to, jak kształtował się układ nerwowy zwierząt, zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma „Current Biology”. Przeprowadził je zespół pod kierunkiem neurologa Andersa Garma z Uniwersytetu Kopenhaskiego oraz Jana Bieleckiego z Uniwersytetu Kiel. Małe i parzące jamochłony − Dawniej zakładano, że meduzy uczą się jedynie w najprostsze możliwe sposoby. Jednym z nich jest habituacja, czyli zdolność przyzwyczajania się do pewnego określonego bodźca, takiego jak stały dźwięk albo dotyk – mówi Anders Garm. To właśnie habituacja sprawia, że nie czujemy ubrania, które nosimy. Ponieważ cały czas dotyka ono naszego ciała, nasz mózg przyzwyczaja się do bodźca. W rezultacie przestajemy go odczuwać. − Teraz jednak odkryliśmy, że meduzy posiadają również zaawansowane umiejętności uczenia się. A nawet, że uczą się na błędach. Dzięki nim modyfikują swoje zachowanie – opowiada Garm. Naukowcy doszli do tego wniosku, przeprowadzając eksperymenty z meduzami Tripedalia cystophora. To nieduże zwierzęta należące do kostkowców: gromady skupiającej silnie parzące meduzy, takie jak np. jadowita osa morska. Zmyślne meduzy z Karaibów Wybrany do badań gatunek żyje na Karaibach. A konkretnie − w korzeniach lasów namorzynowych. Tripedalia cystophora są wielkości paznokcia. Choć, podobnie jak inne kostkowce, mogą parzyć, jednak ich dotknięcia są stosunkowo łagodne. Większe meduzy polują na ryby i krewetki, natomiast małe Tripedalia cystophora zadowalają się widłonogami. Nie oznacza to, że polowanie przebiega łatwo. W pościgu za widłonogami meduzy krążą między splątanymi korzeniami zanurzonymi w zamulonych wodach. Światła jest niewiele, a ryzyko spore. Jeśli meduza nie dostrzeże w porę, że zbliża się niebezpiecznie blisko do przeszkody, może na nią po prostu wpaść. Zderzenie z korzeniem dla zwierzęcia o miękkim ciele to nic przyjemnego. Meduzy więc zwracają szczególną uwagę na kontrast. − Czyli na to, jak ciemne są korzenie porównaniu z otaczającą je wodną tonią – mówi Garm. − Pozwala im to skręcić we właściwym momencie. Co jednak istotne, ten kontrast zmienia się – i to z dnia na dzień – w zależności od deszczu, wiatru czy pojawienia się alg. Zalety posiadania układu nerwowego Jak sobie radzą z tym meduzy? Naukowcy ustalili to, wpuszczając Tripedalia cystophora do akwarium, w którym stworzyli warunki podobne do tych panujących w korzeniach lasu namorzynowego. Następnie sprawdzili, jak z nawigacją w tym otoczeniu radzą sobie zwierzęta, mające 24 oczy i bardzo prosty układ nerwowy: cztery równoległe struktury składające się z tysiąca neuronów każda. Gdy w akwarium zmieniał się kontrast, meduzy popełniały błędy i wpadały na korzenie. Ale tylko do czasu. – Nasze eksperymenty wykazały, że 3 do 5 błędnych manewrów wystarczało, by zmienić zachowanie meduz, tak by więcej nie uderzały w korzenie. Co ciekawe, mniej więcej tylu powtórzeń potrzebują muchy owocówki i myszy – znacznie bardziej zaawansowane zwierzęta – żeby się czegoś nauczyć – mówi Garm. To pokazuje znaczenie opisanego wyżej odkrycia. Okazuje się bowiem, że nawet bardzo prosty układ nerwowy daje swojemu posiadaczowi znaczne możliwości. Meduzy uczyły się manewrować akwarium, ponieważ wykazały zdolność zaawansowanego uczenia asocjacyjnego. Czyli łączyły różne rejestrowane bodźce i konkretne zachowania, tworząc między nimi związki. Co wskazuje, że uczenie asocjacyjne mogło być jedną z korzyści ewolucyjnych, jakie odnosiły zwierzęta nawet z bardzo prostym układem nerwowym. − Jeśli chcesz zrozumieć, jak działają bardzo złożone struktury, dobrze jest zacząć od czegoś najprostszego − podsumowuje Anders Garm. Naukowcy chcą teraz zbadać, które neurony i jak zmieniają się, kiedy zachodzi uczenie. Jeśli im się to uda i będą w stanie opisać mechanizm uczenia się u meduz, będą mogli sprawdzić, czy taki sam mechanizm występuje również u innych zwierząt. W rezultacie może im to pomóc zbliżyć się do odpowiedzi na fundamentalne pytanie, jak działa pamięć. Źródła: EurekAlert, Current Biology.
Czy zwierząta też mają złudzenia optyczne? Te ptaki okazały się całkiem odporne
Czy to możliwe, że niektóre zwierzęta mogą padać ofiarą złudzeń optycznych podobnie jak ludzie? Naukowcy przeprowadzili nietypowy eksperyment z udziałem ryb i ptaków. Zastosowano prosty wizualny trik, znany z psychologii człowieka. Rezultat badań określono jako „uderzający”.
Czy kiedykolwiek patrzyłeś na dwa koła o dokładnie tej samej wielkości i przysiągłeś, że jedno jest większe? Gdy umieścimy koło wśród innych mniejszych kół – wydaje się większe, a gdy wśród większych – skurczy się na naszych oczach. To tzw. iluzja Ebbinghausa, klasyczny przykład tego, jak kontekst może kształtować to, co widzimy. Dr Maria Santacà z Wydziału Biologii Behawioralnej i Kognitywnej na Uniwersytecie Wiedeńskim poddała tej próbie… ptaki i ryby. Ekspertka bada powiązanie złudzeń wzrokowych z ewolucyjnymi korzeniami percepcji. Zastanawia ją to, czy podobieństwa i różnice między gatunkami odzwierciedlają wspólne pochodzenie i złożoność neuronalną, czy też unikatowe adaptacje do środowisk ekologicznych i społecznych. Ryby kontra ptaki: dwa światy widzenia W eksperymencie wzięły udział dwa bardzo różne gatunki: ryba gupik (Poecilia reticulata) i gołąb (Streptopelia risoria). Gupiki zamieszkują płytkie tropikalne strumienie pełne migoczącego światła, gęstej roślinności i nieprzewidywalnych drapieżników. Ich przetrwanie zależy od szybkich decyzji: wyboru partnera, dołączenia do ławic i ucieczki przed zagrożeniami. W tak urozmaiconym świecie możliwość oceny względnej wielkości może być kluczowa. Z kolei w przypadku gołębi (Streptopelia risoria) mamy do czynienia z lądowymi ptakami spożywającymi ziarno. Spędzają większość czasu na dziobaniu małych nasion rozrzuconych na ziemi. Precyzja i dbałość o szczegóły mogą być ważniejsze niż analiza otoczenia. Co więcej, ich widzenie obuoczne pozwala im na trafną ocenę odległości i rozmiaru w zupełnie innym kontekście. Kręgi złudzenia W eksperymentach naukowcy układali karmę w formie kręgów. Wyniki były uderzające: gupiki konsekwentnie ulegały iluzji. Gdy pokarm był otoczony mniejszymi kręgami, gupiki wybierały go częściej, jakby rzeczywiście był większy i było go więcej. Ich percepcja była bardzo podobna do percepcji ludzi. U ptaków sytuacja wyglądała jednak inaczej. Na poziomie grupy nie wykazywały one wyraźnej podatności na iluzję, chociaż niektóre osobniki dawały się „oszukać” podobnie jak ludzie. To sugeruje, że ten gatunek gołębia może być mniej podatny na wpływ otaczającego kontekstu i jest bardziej skupiony na szczegółach. Koła dające wgląd w ewolucję Ustalenia te dają wgląd w biologię ewolucyjną. Przebadane ryby ulegają iluzji, podobnie jak ludzie. To sugeruje, że polegają na przetwarzaniu globalnym – widzą cały kontekst, co pomaga im szybko oceniać rozmiary w wizualnie złożonym środowisku podwodnym. Z kolei gołębie w dużej mierze ignorują złudzenie. Ich sposób widzenia jest bardziej lokalny i zorientowany na detale, co jest kluczowe dla ich stylu życia, czyli precyzyjnego wydziobywania małych nasion z ziemi. Wniosek? Percepcja to ewolucyjny kompromis, nie dążenie do doskonałej dokładności. Mózg wybiera te „skróty”, które najlepiej służą przetrwaniu gatunku w jego specyficznej niszy ekologicznej. Badanie iluzji u różnych gatunków pomaga nam zrozumieć nie tylko, jak zwierzęta widzą, ale także jak percepcja ewoluuje, by sprostać wyzwaniom życia na Ziemi. Źródło: Frontiers in Psychology Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Ludzie ewoluowali dziwnie szybko. Tajemnicę rozwiewa analiza małpich czaszek
Dyskusja o tempie ewolucji człowieka i jego odmienności względem innych naczelnych nie ustaje od dekad. Zaawansowane metody obrazowania, takie jak trójwymiarowe analizy czaszek, a także przełomowe odkrycia paleontologiczne dostarczają jednak coraz bardziej precyzyjnych odpowiedzi. Czy rzeczywiście Homo sapiens ewoluował szybciej niż inne małpy i jak to się stało?
Ludzie wyewoluowali zaskakująco szybko: tak wynika z badań naukowców z University College London. Wykazali oni, że w porównaniu do naszych kuzynów wykształciliśmy duże mózgi i płaskie twarze w wyjątkowym tempie. Jakie mechanizmy za tym stoją i czemu akurat my? Odpowiedź zakodowana w czaszkach Wielu naukowców od dawna podejrzewało, że ewolucja człowieka przebiegała szybciej niż innych naczelnych. Tematem zainteresowali się badacze z Londynu pod kierownictwem dr Aidy Gomez-Robles, którzy przeanalizowali ewolucyjną różnorodność czaszek ludzi i spokrewnionych z nimi małp człekokształtnych na przestrzeni milionów lat. Było to możliwe dzięki zastosowaniu zaawansowanej analizy 3D. Swoje wyniki, które wskazywały, że struktura czaszki człowieka ewoluowała znacznie szybciej niż pozostałych małp człekokształtnych (np. goryli, szympansów czy gibonów), opublikowali w prestiżowym czasopiśmie „Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences”. Jak udało im się do tego dojść? Co siedzi w małpiej głowie? W ramach badania porównano trójwymiarowe model czaszek siedmiu gatunków hominidów – m. in. Homo sapiens, goryli, szympansów – oraz dziewięciu gibonowatych. Okazało się, że w linii hominidów, szczególnie u ludzi, tempo zmian anatomicznych było niemal dwukrotnie wyższe, niż wynikałoby to z samego upływu czasu ewolucyjnego. Hominidy i gibonowate rozdzieliły się ewolucyjnie około 20 mln lat temu. W tym czasie anatomia hominidów uległa znacznie większemu zróżnicowaniu niż u innych małp. U gibonów czaszki różnych gatunków są niemal identyczne, podczas gdy u człowieka, szympansa czy goryla różnice widoczne są gołym okiem. Ludzie mają wyjątkowe czaszki Homo sapiens charakteryzuje się niezwykle dużą puszką mózgową – może ona mierzyć nawet 1350 cm³, podczas gdy ta należąca do szympansa ma zwykle jedynie 420 cm³. Wyjątkowa jest także ludzka wyraźnie spłaszczona twarz, pionowe czoło, rozwinięty podbródek oraz zmniejszona żuchwa. Porównując te cechy z cechami czaszek innych małp człekokształtnych, zauważamy różnice, które mają ścisły związek z funkcjonowaniem układu nerwowego oraz adaptacją do odmiennych stylów życia i środowisk. Ewolucja dużego mózgu u ludzi wiązała się z rozwojem nowych zdolności poznawczych, takich jak myślenie abstrakcyjne, mowa i planowanie. Czy to jednak przyczyna przyspieszonej ewolucji, czy jej efekt? Szybka ewolucja wynikiem ponadprzeciętnej inteligencji? To nie takie proste Naukowcy ostrzegają, że chociaż kuszące może być stwierdzenie, że główną przyczyną szybkiej ewolucji człowieka są korzyści wynikające z większej inteligencji, to jednak na te zmiany mogą mieć ogromny wpływ czynniki społeczne wynikające z presji „stada”. – Goryle mają drugie po ludziach najszybsze tempo ewolucji czaszek, ale ich mózgi są stosunkowo małe w porównaniu z innymi małpami człekokształtnymi. W ich przypadku zmiany prawdopodobnie były spowodowane doborem społecznym, gdzie większe grzebienie czaszkowe na szczycie czaszki są związane z wyższym statusem społecznym. Możliwe, że podobny, wyjątkowy dla człowieka dobór społeczny mógł mieć miejsce również u przedstawicieli naszego gatunku – studzi emocje dr Gomez-Robles. Być może duże mózgi wykształciły się więc przypadkiem... a reszta to już historia. Źródło: Proceedings of the Royal Society B, zpe.gov.pl, CORDIS Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Ludzka dłoń zmieniła historię. Oto dlaczego jest tak wyjątkowa
Czy historia człowieka rozpoczęła się od dłoni? Jej budowa, a zwłaszcza unikalny układ kciuka, pozwoliły nam sięgnąć po rzeczy, które były poza zasięgiem innych naczelnych. Nasza dłoń nie tylko chwyta, ale też umożliwia wykonywanie precyzyjnych manipulacji. Oto jej niezwykła historia.
Spis treści: Do czego kiedyś służyły nam dłonie? Wytrzymałe człowiecze paliczki Mechanika kciuka Kciuk obrócony – od jak dawna? Król wśród palców – kciuk Nieznany mięsień Szympansy przede wszystkim podczas chodzenia po ziemi opierają się na grzbietach środkowych paliczków palców od drugiego do piątego (od wskazującego do małego), co nieformalnie nazywa się „podpieraniem się na knykciach”. Robią to również goryle. Ponieważ małpy te opierają się nie na dłoniach, lecz na podeszwach stóp, ich ramiona są uniesione, a plecy pochylają się w kierunku bioder. Do czego kiedyś służyły nam dłonie? Toczy się spór o to, czy w naszej historii ewolucyjnej kiedykolwiek wspieraliśmy się na grzbietach środkowych paliczków palców rąk (z wyłączeniem kciuka). Ręka australopiteka była już zasadniczo podobna do naszej. Aby dowiedzieć się, jak wyglądała ręka jeszcze starszych przodków, potrzebujemy skamieniałości, a najlepszym przykładem jest Ardi. Szympansy, zwisając z gałęzi drzew bez udziału kciuka, używają ręki jako haka. Nie zamierzam prosić cię o to, abyś zawisł teraz na drążku, bo być może siedzisz w domu i czytasz, ale zaproponuję coś prostszego. Proszę ująć w dłoń rączkę aktówki lub walizki, jeśli jest pod ręką (obecnie często zastępują je plecaki lub walizki na kółkach). Chwyt jest (mniej więcej) taki sam jak w przypadku gałęzi, tylko w drugą stronę, ponieważ to walizka zwisa z ręki, a nie ręka z walizki. Łatwo zauważyć, że główną rolę odgrywa paliczek środkowy (tym razem po stronie dłoniowej, a nie grzbietowej) palców od wskazującego do małego. Proszę zauważyć, że to zupełnie inny chwyt niż w przypadku podnoszenia młotka w celu wbicia gwoździa lub rakiety do gry w tenisa. Podczas trzymania kija lub uchwytu pięść jest całkowicie zaciśnięta, zaangażowane są również paliczki bliższe i dalsze, a nie tylko środkowe, kij lub uchwyt jest dociskany do dłoni, zaś kciuk zachodzi na palec wskazujący lub środkowy. Jeśli jednak chcielibyśmy uderzyć precyzyjnie, a nie najmocniej, jak to możliwe, kciuk spocznie na trzonku młotka, aby trafniej go nakierować. I rzecz najważniejsza: chwyt nie jest już poprzeczny (prostopadły) do osi ręki i przedramienia (jak w przypadku zwisu na drążku lub trzymania rączki walizki), ale ukośny. To ogromna różnica. Teraz proszę ponownie spojrzeć na dwie linie biegnące w poprzek dłoni. U szympansa są one poziome, natomiast u człowieka – ukośne. Wytrzymałe człowiecze paliczki Wszystkie wymienione różnice w typach chwytu wynikają z odmienności w budowie ręki szympansów i ludzi. W ludzkiej ręce wszystkie paliczki są bardziej wytrzymałe, zwłaszcza paliczki dalsze (te z paznokciem), które na końcu mają zauważalne rozszerzenie i spłaszczenie w kształcie półksiężyca. U neandertalczyków to rozszerzenie i spłaszczenie było szczególnie duże, ponieważ ich ręka była bardzo masywna. Poza tym, oczywiście, ludzki kciuk jest znacznie mocniejszy i dłuższy niż u szympansa w stosunku do pozostałych czterech palców. Przejdźmy do działania, aby lepiej to zrozumieć. Proszę przybliżyć kciuk do ręki. Ten ruch nazywamy przywodzeniem; to już wiedzieliśmy: „przywodzenie” oznacza „zbliżenie”, a „odwodzenie” – „oddzielenie”, „rozbieżność”. Teraz proszę ustawić dłoń w pronacji (grzbietem do twarzy). Dostrzeżesz, że cały paliczek dalszy kciuka (proszę pamiętać, ten z paznokciem) sięga ponad stawy pozostałych palców, łączące je z odpowiednimi kośćmi ręki. Teraz proszę zgiąć kciuk. Widać, że staw międzypaliczkowy kciuka znajduje się na poziomie stawów pozostałych palców łączących je z kośćmi śródręcza. U szympansa z jego wydłużoną dłonią się tak nie dzieje. Mechanika kciuka Jeśli kości na powrót obleczemy w ciało, zauważymy dwie mięsiste masy. Te dwa wybrzuszenia nazywane są kłębem, wyniosłością kłębu lub wyniosłością kciuka (oczywiście po stronie kciuka) i kłębikiem, wyniosłością kłębika lub wyniosłością palca małego (rzecz jasna po stronie małego palca). Teraz proszę zacisnąć pięść, a przekonasz się, że są wyczuwalne, zwłaszcza kłąb. Obszary te są wybrzuszone z powodu znajdujących się w nich mięśni. Jak wynika z ich położenia, mięśnie obszaru wyniosłości kciuka są związane z ruchem kciuka, a mięśnie wyniosłości palca małego – z ruchem małego palca. Mięśnie wyniosłości kciuka to mięsień odwodziciel krótki kciuka, zginacz krótki kciuka, przywodziciel kciuka i przeciwstawiacz kciuka. Łatwo sobie wyobrazić funkcję pierwszych trzech: oddzielanie kciuka od pozostałych palców, zginanie go i łączenie z pozostałymi palcami. Mięsień przeciwstawiacz kciuka przeciwstawia go pozostałym czterem palcom, a tym samym umożliwia wykonanie chwytu precyzyjnego z którymkolwiek z nich. Kciuk obrócony – od jak dawna? Szczególną cechą ręki jest kciuk obrócony i skierowany przeciwnie do pozostałych czterech palców (tworzy z nimi kąt prosty). To właśnie tylko i wyłącznie dzięki obrotowi kciuk może być przeciwstawny. Nie jest to jednak cecha występująca wyłącznie u ludzi, ponieważ występuje również u innych małp wąskonosych (małp człekokształtnych oraz małp zwierzokształtnych afrykańskich i azjatyckich). Cecha ta nie pojawia się jednak u małp szerokonosych (amerykańskich) – u nich kciuk nie jest obrócony i jest zwrócony w tym samym kierunku co pozostałe palce, czego nie uda ci się osiągnąć, nawet gdybyś bardzo się starał. Dlatego niektóre małpy szerokonose (z podrodziny titi) nie są w stanie przeciwstawić kciuka pozostałym palcom, a pozostałe są zdolne tylko do częściowego przeciwstawienia. Proszę zwrócić uwagę na tę osobliwą cechę kciuka, bardzo przydatną do manipulacji, ale zastrzeżoną tylko dla gatunku ludzkiego. Wyłącznie u ludzi opuszki kciuka i pozostałych palców mają dużą powierzchnię styku. Mięśnie wyniosłości palca małego, czyli kłębika, to mięsień odwodziciel palca małego, zginacz palca małego, przeciwstawiacz palca małego i mięsień dłoniowy krótki. Funkcja pierwszych trzech jest oczywista: oddzielanie, zginanie i przeciwstawianie małego palca. Mięsień dłoniowy krótki to mały czworoboczny płaski mięsień, który zwiększa wklęsłość wnętrza ręki, gdy układamy ją w kształt niecki, aby się napić lub o coś poprosić. Jeśli jednocześnie działają prostownik krótki i zginacz długi, paliczek bliższy kciuka się prostuje (nad śródręczem), a paliczek dalszy – zgina (nad paliczkiem bliższym), i według niektórych ten układ palca jest ważny przy obróbce kamiennych narzędzi. A ponieważ nie wyrabiamy już kamiennych narzędzi, podam przykład bardziej współczesny. Mówię o ruchu, który wykonujemy, gdy zapalamy zapalniczkę: paliczek bliższy kciuka jest wyprostowany, a dalszy – zgięty. Wykonujesz w tej chwili ten ruch? Król wśród palców – kciuk Wszystko wskazuje więc na to, że te dwa mięśnie kciuka (zginacz długi i prostownik krótki) mają związek z niezwykłą zdolnością człowieka do posługiwania się kciukiem zarówno w chwycie precyzyjnym, jak i siłowym. Nie wiemy, kiedy pojawiły się one w ewolucji człowieka, ale można je kojarzyć z początkiem obróbki kamienia, co miało miejsce w Afryce nieco ponad dwa i pół miliona lat temu, w epoce Homo habilis, choć być może oba mięśnie były niezależne już wcześniej i służyły do innych celów niż wytwarzanie kamiennych narzędzi. Opowiadam o tym wszystkim, ponieważ możliwe jest, że przedstawiciele gatunku australopiteka (Australopithecus garhi), żyjący dwa i pół miliona lat temu w Etiopii, wykonywali bardzo prymitywne kamienne narzędzia, wystarczające do krojenia mięsa lub miażdżenia kości i wydobywania szpiku. Kości roślinożerców ze śladami narzędzi (ale nie same narzędzia) znaleziono w wychodni skalnej, w której odkryto również czaszkę tego australopiteka, choć ślady te mogły zostać wykonane przez przedstawicieli innego, bardziej zaawansowanego gatunku hominina, bliższego Homo sapiens. Nieznany mięsień Zaryzykuję wyjście na nudziarza, bo chciałbym wspomnieć – skoro już omawiamy kwestie związane z kciukiem – o innym mięśniu ręki charakterystycznym wyłącznie dla człowieka, który odkryto zaledwie kilka lat temu. Mowa o mięśniu wewnętrznym, to znaczy takim, który nie pochodzi z przedramienia, ale wywodzi się z pierwszej kości śródręcza i przyczepia się do paliczka bliższego kciuka. Proponuję nazwać go mięśniem przywodzicielem dodatkowym kciuka. Przypominam, że przywodzenie kciuka polega na zbliżeniu go do palca drugiego, co jest niewątpliwie ważnym ruchem przy manipulowaniu przedmiotami. Ludzka anatomia nie została jeszcze w pełni zbadana! To jest przedruk z książki Juana Luisa Arsuagi pt. „Ciało. Arcydzieło siedmiu milionów lat”, która ukazała się nakładem Wydawnictwa Znak w przekładzie Ewy Ratajczak. Tytuł, skróty i śródtytuły pochodzą od National Geographic Polska.
Miał ludzką zręczność i siłę goryla. Jego skamieniałe dłonie piszą historię ewolucji
Był znacznie silniejszy niż człowiek współczesny, choć dorównywał nam zręcznością i potrafił wytwarzać narzędzia. Odkrycie skamieniałych dłoni wymarłego hominina jest jak powrót do miejsca, w którym nasi przodkowie łączyli cechy małp człekokształtnych z nowymi możliwościami ewolucyjnymi.
Paleontolodzy odnaleźli parę skamieniałych dłoni należących do zagadkowego, wymarłego hominina – istoty należącej do linii ewolucyjnej człowieka po jej rozdzieleniu się z linią szympansów, żyjącej około 1,5 miliona lat temu. Mowa o Paranthropus boisei, odkrytym po raz pierwszy w 1959 roku przez archeolożkę Mary Leakey w wąwozie Olduvai w Tanzanii. Zręczny jak człowiek Czaszka tego gatunku znajdowała się obok kamiennych narzędzi, co sugeruje, że homininy te były zręczne, inteligentne i są jednymi z najstarszych przodków człowieka potrafiącymi wytwarzać narzędzia. Mowa o tzw. narzędziach olduwajskich, czyli prostych kamiennych przedmiotach wykonanych z odłupanych fragmentów skał. Ostre odłupki służyły do cięcia mięsa, skórowania i obróbki drewna. Pojawiły się około 2,6 miliona lat temu, głównie we wschodniej Afryce (wąwóz Olduvai w Tanzanii – od którego pochodzi nazwa), potem w innych częściach Afryki i dalej w Eurazji. Zdaniem naukowców narzędzia kultury olduwajskiej wyznaczają początek technologii w historii naszego gatunku oraz dowodzą, że homininy potrafiły planować, wykorzystywać środowisko i przetwarzać surowce. Odkrycia babki i wnuczki Niestety, w przypadku pierwszego odkrycia P. boisei w 1959, potwierdzenie tej tezy było niemożliwe, bo w odkrytych szczątkach brakowało rąk. Dopiero teraz odnalezienie pary dłoni P. boisei potwierdziło zręczność naszych przodków. Co ciekawe odkrycia tego dokonała wnuczka Mary Leakey – Louise Leakey, paleontolożka z Uniwersytetu Stony Brook w Nowym Jorku. Wraz ze swoją grupą badawczą odnalazła niepełny szkielet osobnika P. boisei w okolicach jeziora Turkana w Kenii. W tym m.in. dłonie, czaszkę oraz fragmenty stóp należące prawdopodobnie do samca. Dodajmy, że odnalezienie w miarę kompletnej dłoni hominina to niezwykle rzadkie wydarzenie. Żelazny uścisk dłoni Według członkini zespołu, Carrie Mongle, dłonie miały proporcje zbliżone do ludzkich i prostsze palce niż u wcześniejszych gatunków homininów. – Są mniej więcej tej samej wielkości co moje dłonie, ale znacznie masywniejsze — mówi badaczka. Wydają się połączeniem cech ludzkich i gorylich: kciuk i palce mają proporcje podobne do ludzkich, natomiast reszta kości jest dużo masywniejsza, co wskazuje na ogromną siłę, typową dla goryli. – Uścisk dłoni z takim osobnikiem byłby zupełnie inny niż z przeciętnym człowiekiem — dodaje Mongle. Badania terenowe wykazały, że również inne, wcześniejsze gatunki homininów potrafiły tworzyć narzędzia, więc P. boisei nie był pierwszym ich twórcą. Jednak, jak podkreśla Mongle, naukowcy długo wahali się, czy przypisać narzędzia olduwajskie temu gatunkowi, bo w tych samych miejscach znajdowano również szczątki Homo habilis — bliższego krewnego człowieka współczesnego. Między małpą a człowiekiem W pobliżu nowoodkrytego stanowiska nie znaleziono narzędzi, ale już sama budowa dłoni wskazuje, że P. boisei mógł wykonywać precyzyjne chwyty, podobnie jak my. Zdaniem Juliena Louysa z Uniwersytetu Griffitha w Brisbane (Australia) odkrycie to wypełnia wiele luk w wiedzy o anatomii dawnych homininów, a zwłaszcza o Paranthropus. – Największym zaskoczeniem okazało się podobieństwo niektórych części dłoni do goryli. Pod względem zachowania przedstawiciele P. boisei musieli mieć pewne cechy wspólne z gorylami, choć zachowywali też elementy typowo ludzkie — mówi Louys. Amy Mosig Way z Australijskiego Muzeum w Sydney zauważa, że nawet współczesne goryle potrafią uderzać kamieniami o siebie, wykorzystując je jako narzędzia. – Najważniejsze pytanie brzmi: czy wytwarzanie narzędzi kamiennych było elementem ich zachowania? Na tym etapie możemy stwierdzić jedynie, że teoretycznie byli w stanie uderzać kamieniami o siebie, by je obrabiać – twierdzi uczona. Źródło: New Scientist Nasza autorka Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisze przede wszystkim o eksploracji kosmosu, astronomii i historii. Związana z Centrum Badań Kosmicznych PAN oraz magazynami portali Gazeta.pl i Wp.pl. Ambasadorka Śląskiego Festiwalu Nauki. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.
Niewielka rybka z czasów dinozaurów to przodek karpia. Odkrycie sprzed milionów lat
Zwykle, kiedy myślimy o czasach T. rexa, stają nam przed oczami gigantyczne dinozaury. Ale najnowsze odkrycie naukowców z tego okresu to malutka, 4-centymetrowa rybka. Stanowi klucz do poznania pochodzenia większości znanych dziś ryb słodkowodnych, w tym karpi i sumów.
– Dinozaury są dość ekscytujące, więc poświęcono im dużo czasu i wysiłku. Dzięki temu wiemy wiele o tym, jak wyglądały, ale zaledwie liznęliśmy temat, jeśli chodzi o zrozumienie różnorodności prehistorycznych ryb słodkowodnych – mówi dr Don Brinkman, który analizował nowo opisaną skamieniałość. Wygląda na to, że teraz paleontolodzy poczynili ważny krok w tym kierunku. Odkryli nieznany gatunek ryby słodkowodnej, która była praprzodkiem m.in. dzisiejszego karpia. Maleńka ryba z czasów dinozaurów Skamieniałość odkryta w kanadyjskiej Albercie jest niewielka. Ryba miała zaledwie 4 cm długości. Nazwano ją Acronichthys maccagnoi. Opisano ją właśnie na łamach prestiżowego czasopisma „Science”. Szczątki tej ryby dostarczają nowych informacji na temat pochodzenia i ewolucji ryb otwartopęcherzowych, do których należą obecnie dwie trzecie wszystkich gatunków słodkowodnych, w tym sumy czy karpie. Okaz pochodzi z późnej kredy, około 100,5–66 milionów lat temu, czyli z czasów, w których żyły dinozaury, w tym na przykład słynny tyranozaur. Znaczenie odkrycia To znalezisko jest ważne z kilku powodów. Po pierwsze – to nieznany nauce gatunek. Po drugie, znalezisko to sugeruje, że transformacja gatunków morskich do słodkowodnych nastąpiło co najmniej dwukrotnie w trakcie ewolucji ryb otwartopęcherzowych. – Acronichthys jest tak ekscytujący, ponieważ wypełnia lukę w naszej historii nadrzędu ryb otwartopęcherzowych. Jest najstarszym północnoamerykańskim przedstawicielem tej grupy. Dostarcza niesamowitych danych, które pomagają udokumentować pochodzenie i wczesną ewolucję tak wielu żyjących obecnie ryb słodkowodnych – wyjaśnia współautor artykułu, prof. Neil Banerjee. Zagadka rozprzestrzenia ryb słodkowodnych To, jak zbudowana była ta niewielka ryba umożliwiło zobrazowanie wykonane z pomocą mikrotomografu komputerowego. Dostrzeżono pierwsze cztery kręgi zmodyfikowane w taki sposób, aby przekazywać drgania z pęcherza pławnego do „ucha”. Pęcherz pławny to organ wypełniony gazem, który pozwala rybom utrzymać pozycję w wodzie bez wydatkowania znacznej ilości energii. Naukowcy stwierdzili, że moment, w którym ta grupa zwierząt przystosowała się do warunków słodkowodnych nastąpił około 154 miliony lat temu, po tym, jak superkontynent Pangea zaczęła się rozpadać około 200 milionów lat temu. Nie jest jednak jasne, jak ta ryba przemieściła się na inne kontynenty poprzez słone oceany, których nie mogła przepłynąć. Źródło: Science Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Dlaczego mężczyźni żyją krócej od kobiet? Rozwiązaniem zagadki jest świat zwierząt
Dlaczego kobiety żyją dłużej niż mężczyźni? Wyjaśnienie tego fenomenu nie jest wcale takie oczywiste. Aby odpowiedzieć na to pytanie, naukowcy przeanalizowali przeżywalności ponad tysiąca gatunków zwierząt. Wyniki są intrygujące.
Zarówno naukowców, jak i ogół społeczeństwa od dawna intrygują stosunkowo duże i stałe różnice w przeżywalności między kobietami a mężczyznami. Panie na całym świecie żyją średnio o 5,4 roku dłużej niż panowie. Taka prawidłowość obserwowana jest niezależnie od kontekstu kulturowego czy społecznego. Międzynarodowy zespół badaczy pod kierownictwem naukowców z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku postanowił zbadać tę sprawę dogłębnie i sprawdzić, jak przeżywalność wygląda w przypadku zwierząt. Wnioski opublikowano w „Science Advances”. Długowieczność zaklęta w genetyce? U ssaków samice zazwyczaj żyją dłużej. Tak jest np. u pawianów i goryli. Jednak ten wzorzec nie jest uniwersalny: u wielu ptaków, owadów i gadów płcią żyjącą dłużej są samce. Jedno z wyjaśnień genetycznych to tzw. hipoteza płci heterogametycznej – wskazuje na różnice w chromosomach płci. U ssaków samice mają dwa chromosomy X, podczas gdy samce mają tylko jeden chromosom X i jeden Y (co czyni je płcią heterogametyczną). Niektóre badania sugerują, że posiadanie dwóch chromosomów X może chronić samice przed szkodliwymi mutacjami, dając im przewagę w przetrwaniu. U ptaków jednak system jest odwrócony: samice są płcią heterogametyczną – dlatego to samce żyją dłużej. Tyle że w nowe badanie nie do końca potwierdza tę hipotezę. Dłuższe życie? To skomplikowane Korzystając z danych z systemu zarządzania informacją zoologiczną dotyczących ponad 1176 gatunków ptaków i ssaków w ogrodach zoologicznych na całym świecie, naukowcy odkryli uderzający kontrast w długości życia potwierdzający hipotezę heterogametyczną: u większości ssaków (72%) samice żyły dłużej, średnio o 12%; u większości gatunków ptaków (68%) samce żyły dłużej, średnio o 5%. Ale dalsze analizy zburzyły porządek. – Niektóre gatunki wykazywały odwrotny do oczekiwanego wzorzec – mówi główna autorka dr Johanna Stärk z Instytutu Maxa Plancka. – Na przykład u wielu ptaków drapieżnych samice są zarówno większe, jak i żyją dłużej niż samce. Zatem chromosomy płci mogą być tylko częścią tej historii – opowiada. Przepis na dłuższe życie We wnioskach naukowcy stwierdzają, że różnice w długości życia między płciami są głęboko zakorzenione w procesach ewolucyjnych – kształtowanych przez dobór płciowy i inwestycje rodzicielskie. A różnice genetyczne w systemie determinacji płci mogą również odgrywać rolę. Także czynniki środowiskowe wpływają na zakres tych różnic. Porównanie populacji w ogrodach zoologicznych i dzikich wykazało, że różnice te były często mniejsze w ogrodach zoologicznych, ale rzadko zanikały. To odzwierciedla przypadek człowieka, gdzie postęp medycyny i warunków życia zmniejszył różnicę w długości życia, ale jej nie wyeliminował. Oprócz genetyki w przeżywalności istotną rolę odgrywają również strategie reprodukcyjne. W wyniku doboru płciowego samce rozwijają charakterystyczne cechy, takie jak kolorowe upierzenie czy duże rozmiary ciała, które zwiększają sukces reprodukcyjny, ale mogą skracać życie. Nowe badanie potwierdza to założenie: u ssaków poligamicznych, u których występuje silna konkurencja, samce zazwyczaj umierają wcześniej niż samice. Z drugiej strony wiele ptaków jest monogamicznych, co oznacza, że ​​presja konkurencyjna jest mniejsza, a samce często żyją dłużej. Ogólnie rzecz biorąc, różnice były najmniejsze u gatunków monogamicznych, podczas gdy poligamia i wyraźne różnice w rozmiarach wiązały się z wyraźniejszą przewagą samic. Źródło: Science Advances Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Szczęki jak z „Obcego”: te ryby oszukały ewolucję, by przetrwać w wodach Antarktyki
Nototeniowce odniosły sukces w jednym z najtrudniejszych środowisk na Ziemi: Oceanie Południowym. Naukowcy zbadali, co dokładnie dało im przewagę nad innymi gatunkami. Ich sekret tkwi w konstrukcji szczęk.
W antarktycznym Oceanie Południowym temperatura wody spada poniżej zera i miesiącami panuje ciemność. A jednak to właśnie w nim świetnie radzi sobie grupa niezwykłych ryb: nototeniowców. Są nie tylko odporne na niskie temperatury – okazuje się, że ich czaszki mają też niespotykaną u innych ryb konstrukcję. „Ryby lodowe” – królowie Oceanu Południowego Po angielsku zwane „icefish” (ryby lodowe), nototeniowce wyewoluowały z jednego przodka do setek gatunków. Jedne pływają tuż pod powierzchnią, inne żyją na dnie, a jeszcze inne w toni wodnej. Zajęły nisze, w których inne ryby nie przetrwałyby ani chwili. Tajemnica tego sukcesu została niedawno odsłonięta przez badaczy z Rice University (Teksas, USA). Okazuje się, że nototeniowce przebudowały własne czaszki, tworząc unikalne rozwiązania konstrukcyjne. Modularność, czyli osobne ścieżki ewolucji Kluczowa okazała modularność – podział ciała na półniezależne części, które mogą ewoluować oddzielnie. Dzięki temu organizm zyskuje większą swobodę zmian, bo modyfikacja jednego modułu nie wymaga przeobrażenia całej reszty. Modularność występuje w świecie zwierząt powszechnie – na przykład ptasie dzioby ewoluują niezależnie od skrzydeł. Jednak historia nototeniowców jest wyjątkowa. Naukowcy przeanalizowali budowę ponad 170 gatunków nototeniowców. Za pomocą mikrotomografii komputerowej stworzyli trójwymiarowe modele ich czaszek. Odkryli, że ryby rozdzieliły szczęki na górny i dolny segment, które zaczęły ewoluować niezależnie od siebie. Jak podkreśla zespół badawczy, natura dała nototeniowcom dodatkowe narzędzie, otwierające całkiem nowe możliwości. Dwie szczęki, dwa kierunki rozwoju Ta innowacja przyniosła zdumiewające skutki. Oddzielne szczęki mogły szybciej dostosowywać się do różnych strategii żerowania. Część gatunków wykształciła potężne, miażdżące szczęki, idealne do polowania na przydenne organizmy. Inne wyspecjalizowały się w szybkim zasysaniu drobnych, ruchliwych zdobyczy w otwartej wodzie. Modułowe szczęki były kluczowe w okresie wielkich zawirowań klimatycznych w Antarktyce i Oceanie Połuniowym – powstaniem Prądu Wiatrów Zachodnich, cyklami zlodowaceń i okresami ociepleń. W czasach niestabilności szybsza ewolucja była kluczowa. Najlepiej widać to na przykładzie kości szczękowej (maxilla), w której niewielkie zmiany kształtu całkowicie odmieniały sposób chwytania ofiary. Podbój najbardziej nieprzyjaznych wód na Ziemi Nototeniowce mają jeszcze jedną niezwykłą cechę – białka zapobiegające zamarzaniu krwi. Mogą bez szwanku funkcjonować w ujemnych temperaturach, możliwych w zasolonych wodach Antarktyki. Niektóre z nich – bielankowate – mają bezbarwną, pozbawioną hemoglobiny krew. W połączeniu z modularnymi szczękami pozwoliło to nototeniowcom podbić jedno z najtrudniejszych środowisk na Ziemi. Mogły rozwinąć się w całą paletę form, wyspecjalizowanych w różnych niszach ekologicznych. Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Czy to wąż, czy jaszczurka? Niezwykłe odkrycie sprzed milionów lat
To zwierzę do tej pory nieznane nauce, które żyło 167 milionów lat temu, miało cechy węża i jaszczurki jednocześnie. Badacze odkryli jego szczątki na malowniczej szkockiej wyspie Skye. Stanowi dowód na to, że ewolucja nadal jest dla nas pełna zagadek.
Do odkrycia skamieniałości doszło w 2016 roku. Ale dopiero bliższa analiza ujawniła rangę tego znaleziska. Stig Walsh z National Museums Scotland, który natknął się na nieznane zwierzę sprzed milionów lat, uczestniczył w ekspedycji na wyspie Skye w Szkocji, która badała jurajskie skamieniałości. Po wydobyciu okazu naukowcy spędzili prawie 10 lat na jego preparowaniu. Zastosowali tomografię komputerową (CT) oraz wysokowydajne promienie rentgenowskie w Europejskim Ośrodku Synchrotronu w Grenoble we Francji, aby dokładnie przeanalizować skamieniałość. Wnioski przeszły oczekiwania badaczy. Odkrycie „fałszywego węża” Na łamach „Nature” ukazała się właśnie praca autorstwa badaczy z USA, Wielkiej Brytanii i Francji na temat tej skamieniałości. Okazało się, że mamy do czynienia z nieznanym nauce gatunkiem zwierzęcia łączącego cechy węża i jaszczurki – jest to jedna z najstarszych jaszczurek kopalnych, jakie kiedykolwiek znaleziono. Nazwano ją Breugnathair elgolensis, czyli „fałszywy wąż Elgola”, nawiązując do obszaru na szkockiej wyspie Skye, gdzie został odkryty. Breugnathair, mierzący prawie 40 cm długości od głowy do ogona, był jedną z największych jaszczurek w swoim ekosystemie. Prawdopodobnie polował na mniejsze jaszczurki, a nawet młode dinozaury. Wąż czy jaszczurka? Pytania o ewolucję wczesnych zwierząt Dlaczego to zwierzę jest dla naukowców dziwne? Otóż żyło około 167 milionów lat temu i charakteryzuje się zagadkowym zestawem cech obserwowanych u węży i ​​gekonów – dwóch bardzo odległych krewnych. Breugnathair miał szczęki przypominające te należące do węża i haczykowate, zakrzywione zęby, podobne do zębów współczesnych pytonów, w połączeniu z krótkim ciałem i w pełni ukształtowanymi kończynami jaszczurki. Znaczenie odkrycia wężojaszczura Jak wyjaśnia Roger Benson, główny autor badania i kustosz Amerykańskiego Muzeum Historii Naturalnej w Nowym Jorku, Breugnathair elgolensis ma wężopodobne cechy zębów i szczęk, ale pod innymi względami jest zaskakująco prymitywny. – Może to oznaczać, że wygląd przodków węży rozmijał się z naszymi oczekiwaniami lub też że drapieżne wężopodobne nawyki wyewoluowały oddzielnie w prymitywnej, wymarłej grupie – opowiada Benson. Jaszczurki i węże tworzą razem rząd w obrębie gromady gadów. Breugnathair elgolensis został umieszczony w nowej grupie wymarłych, drapieżnych łuskonośnych o nazwie Parviraptoridae, znanej wcześniej jedynie z bardziej fragmentarycznych skamieniałości. W czasie wcześniejszych badań odkrywano kości z zębami przypominającymi te należące do węży, które znaleziono w bliskim sąsiedztwie kości o cechach gekonowych. Jednak ponieważ wydawały się one tak drastycznie różne, niektórzy badacze uważali, że należały do ​​dwóch różnych zwierząt. Zidentyfikowanie breugnathaira podważa te wcześniejsze ustalenia. Okazuje się, że zarówno cechy wężopodobne, jak i gekonowe występują razem u jednego zwierzęcia. Czy jest to jaszczuropodobny przodek węży? Ze względu na tak niezwykłą mieszankę cech, a także rzadkość innych skamieniałości rzucających światło na wczesną ewolucję łuskonośnych, badacze nie pokusili się o jednoznaczną odpowiedź. Źródło: Nature Nasz autor Szymon Zdziebłowski Dziennikarz naukowy i podróżniczy, z wykształcenia archeolog śródziemnomorski. Przez wiele lat był związany z Serwisem Nauka w Polsce PAP. Opublikował m.in. dwa przewodniki turystyczne po Egipcie, a ostatnio – popularnonaukową książkę „Wielka Piramida. Tajemnice cudu starożytności” o największej egipskiej piramidzie. Miłośnik niewielkich, lokalnych muzeów. Uwielbia długie trasy rowerowe, szczególnie te prowadzące wzdłuż rzek. Lubi poznawać nieznane zakamarki Niemiec, zarówno na dwóch kółkach, jak i w czasie górskiego trekkingu.
Czy strusie kiedyś latały? Naukowcy twierdzą, że pokonywały ogromne odległości
Strusie budzą podziw i są symbolem Afryki. W odróżnieniu od innych ptaków nie kojarzą nam się z lataniem, a szybkim biegiem. Umożliwiają im to długie i silnie umięśnione nogi. Naukowcy udowodnili jednak, że przodkowie strusi i innych wielkich nielotów pokonywali niegdyś ogromne odległości tylko za pomocą swoich skrzydeł. Kiedy straciły tę umiejętność, która najprawdopodobniej umożliwiła im zasiedlenie innych kontynentów?
Pochodzenie nielotów było odwieczną zagadką, ale być może właśnie udało się ją rozwiązać. Badacze ustalili, że przodkowie wszystkich olbrzymich biegaczy musieli potrafić latać – i to na spore odległości. Tak chcą wytłumaczyć ich obecność na wielu różnych kontynentach. Strusie, emu czy kiwi – co je łączy? Większość nielotów należy do jednej grupy taksonomicznej: Palaeognathae, w której znajdziemy kazuary, emu, strusie, nandu, kusacze czy kiwi. Mniejsze z nich potrafią nawet latać, ale tylko na niewielkie odległości – prezentują tak zwany lot zrywowy, czyli technikę używaną m.in. przez bażanty i umożliwiającą pokonywanie niewielkich odległości. Dalej latać nie potrafią, więc trudno jest wyjaśnić ich obecność zarówno w Ameryce Południowej, jak i Afryce, Australii czy Nowej Zelandii. Skąd wzięły się ptaki nieloty? W połowie XX wieku sądzono, że odpowiedzialna jest teoria tektoniki płyt. W jej myśl różne populacje przedstawicieli Palaeognathae mogły po prostu od siebie odpłynąć w czasie rozpadania się superkontynentu Pangei. Obecnie twierdzenie to jest zdyskredytowane. Niektóre gatunki nielotów są genetycznie bliższe niektórym paleognatom niż innym. Oznacza to, że nie miały wspólnego nielotnego przodka – wszystkie utraciły zdolność latania niezależnie od siebie. Badania genetyczne wskazały dodatkowo, że poszczególnie linie Palaeognathae zaczęły się rozdzielać wiele milionów lat po rozpadzie Pangei, a więc zdecydowanie zbyt późno, by dryf kontynentów miał na to wpływ. Latające strusie Kiedy gatunek ptaka znajdzie się w sytuacji, w której może zdobyć pożywienie na ziemi i nie musi latać, by uciec przed drapieżnikami – na przykład ze względu na swoją siłę i rozmiar – prawdopodobnie wyewoluuje w kierunku nielotności. Prastrusie korzystały jednak z dobrodziejstw przestworzy. Te duże ptaki dostały się na poszczególne kontynenty najprawdopodobniej na swoich równie ogromnych skrzydłach, a dopiero tam przyjęły przyziemny styl życia. Miały ku temu idealne warunki: dinozaury wyginęły, a dzięki swoim wyjątkowym ptasim cechom – wyspecjalizowanemu dziobowi oraz wyostrzonemu węchowi – przedstawiciele Palaeognathae doskonale nadawały się do sondowania gleby w poszukiwaniu pożywienia. Drapieżne ssaki ewoluowały powoli, przodkowie strusi mieli więc na nowych lądach mnóstwo czasu na wykształcenie sposobów ucieczki i obrony. W końcu porzucili lotnictwo, stanowiąc zagadkę dla badaczy – aż do dzisiaj. Źródło: Biology Letters Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Odkryto najstarsze zwierzęta na Ziemi. Żyły w oceanach, ponad pół miliarda lat temu
Najstarsze zwierzęta zostawiły po sobie nie skamieniałości, ale unikalne ślady chemiczne. Zespół badaczy z MIT i Caltech odkrył w skałach rzadkie substancje, które wskazują na pradawne gąbki. Potomkowie tych organizmów żyją na Ziemi do dziś.
Geochemicy odkryli nowe ślady pierwszych zwierzęcych organizmów, w skałach sprzed 541 milionów lat. Badano tzw. skamieniałości chemiczne czyli ślady związków organicznych, które kiedyś były częścią żywych organizmów i zachowały się w osadach. W skład zespołu weszli m.in. Lubna Shawar (Caltech), Roger Summons (MIT), Gordon Love (UC Riverside) i Paco Cárdenas (Uniwersytet w Uppsali). Gąbki – pionierki życia Ślady te wskazują na to, że jednymi z pierwszych zwierząt na Ziemi były stworzenia podobne do dzisiejszych morskich gąbek. W skałach badacze znaleźli specyficzne, trwałe formy steroli (należy do nich m.in. cholesterol). Takie cząsteczki występują w błonach komórkowych złożonych, wielokomórkowych organizmów. Znalezione w pradawnych osadach cząsteczki były podobne do występujących we współczesnych gąbkach z gromady demospongiae. Po polsku to gąbki pospolite, różnoszkieletowe lub niewapienne. Dzisiejsze gąbki pospolite występują w oceanach całego świata. To miękkie, porowate organizmy, nieustannie filtrujące wodę w poszukiwaniu drobinek pokarmu. Przeważnie żyją w koloniach, czasami o ogromnych rozmiarach. Jak wyglądały pierwsze gąbki? – Nie wiemy dokładnie, jak te organizmy wyglądały, ale z całą pewnością żyły w oceanie, miały miękkie ciała i przypuszczamy, że nie posiadały szkieletu krzemionkowego – mówi Roger Summons, profesor geobiologii na Wydziale Nauk o Ziemi, Atmosferze i Planetach (EAPS) MIT. Odkrycie dostarcza kolejnych, mocnych argumentów, że to właśnie gąbki były pierwszymi zwierzętami, które pojawiły się przed gwałtowną eksplozją życia w okresie kambru (ok. 538-486 mln lat temu). Ślady pragąbek w skałach z całego świata W 2009 r., w skałach z Omanu z datowanych na okres ediakaru (635–541 mln lat temu), także odkryto ślady steroli. Był to pierwszy dowód na obecność gąbek jeszcze przed pojawieniem się innych organizmów wielokomórkowych. Jednak początkowo sądzono, że związki te powstały w wyniku innych procesów biologicznych, lub nawet geologicznych. Tym razem zespół przeanalizował próbki skał zarówno z Omanu, jak i zachodnich Indii oraz Syberii. I odkrył wyjątkowo rzadki rodzaj steroli, które mogły powstawać wyłącznie w gąbkach. Najciekawsze jest to, że obecność tych substancji potwierdzono badając żyjące dziś gąbki. Eksperymenty w laboratorium potwierdziły trop To nie wszystko – eksperymenty kontynuowano w laboratorium. Zsyntetyzowano osiem różnych, rzadkich steroli. Tylko dwa z nich dawały po przekształceniu identyczne substancje jak te znalezione w skałach, co wyklucza ich niebiologiczne pochodzenie. Konkluzja badań jest jasna: geologia, biologia i chemia wzajemnie się potwierdzają. Sterole z okresu ediakaru rzeczywiście pochodzą od wczesnych gąbek, a nie z procesów nieorganicznych. Tym samym przodkowie gąbek pospolitych okazują się jednymi z najstarszych zwierząt na Ziemi. Badacze nie zamierzają na tym poprzestać. Będą szukać steroli w skałach z innych regionów świata. Źródło: Proceedings of the National Academy of Sciences Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
Kamuflaż czy jaskrawe kolory? Naukowcy sprawdzili, co lepiej chroni zwierzęta
Niektóre zwierzęta niemal doskonale stapiają się z otoczeniem, a inne wybierają jaskrawe kolory – w świecie zwierząt jest wiele zadziwiających strategii na to, by nie zostać zjedzonym. Możemy wyróżnić dwa główne nurty, które wykształciły się na drodze ewolucji: kamuflaż i jego przeciwieństwo – rzucające się w oczy wzory ostrzegawcze. Który jest bardziej skuteczny?
W prestiżowym czasopiśmie „Science” ukazało się badanie, którego wyniki pomagają wyjaśnić ewolucję i rozpowszechnienie na świecie najpopularniejszych strategii kolorystycznych wykorzystywanych przez zwierzęta. Naukowcy wykazali, kiedy lepiej rzucać się w oczy, a kiedy wtopić w tło. Jaki kolor odstrasza drapieżniki? Kolorystyczne eksperymenty zostały przeprowadzone na sześciu kontynentach i wzięło w nich udział ponad 50 naukowców. Wykorzystali oni 15 000 sztucznych ofiar reprezentujących trzy różne rodzaje umaszczenia: ostrzegawczy kolor pomarańczowy połączony z czernią, matowy brąz umożliwiający wtopienie się w otoczenie czy nietypowy, rzadko występujący w przyrodzie jasny błękit. Okazało się, że nie ma jednej odpowiedzi. Ta jest bardziej złożona i zależy w dużej mierze od środowiska. Co zaskakujące, ukrycie się nie zawsze było najlepszą opcją. Dr Iliana Medina Guzman z Uniwersytetu w Melbourne, główna autorka badania, nie kryła zdziwienia. – Nasze odkrycia wykazały, że nie ma jednej, najlepszej strategii odstraszania drapieżników poprzez wykorzystanie koloru: kluczowe znaczenie ma kontekst – wyjaśniła. Uczeni doszli jednak do pewnych wniosków. Kiedy warto się schować, a kiedy wyjść przed szereg? Badaczom udało się ustalić, kiedy sprawdzają się poszczególne strategie. Które sztuczne ofiary radziły sobie gorzej w eksperymencie? – W środowiskach, w których drapieżniki intensywnie konkurują o pożywienie, częściej ryzykują ataki na ofiary, które mogą być niebezpieczne lub niesmaczne. Dlatego zauważyliśmy, że kamuflaż sprawdza się najlepiej na obszarach o dużej liczbie drapieżników – tłumaczy dr Guzman. Z drugiej strony w miejscach, w których wiele zwierząt używa kamuflażu, ukrywanie się staje się mniej skuteczne. Drapieżniki po prostu uczą się, jak skutecznie wypatrywać swoich ofiar i wolą poszukać schowanych smakołyków, niż ryzykować spożycia potencjalnie trujących przekąsek. Nowe spojrzenie na znane mechanizmy Odkrycia badaczy pozwalają lepiej zrozumieć, czemu określone zwierzęta wykształciły specyficzne mechanizmy obronne przed drapieżnikami. Co odróżnia nawigującą za pomocą pola magnetycznego Ziemi ćmę bogong od pluskwiaka harlekina? Okazuje się, że poszczególne gatunki doskonale wiedzą, jak radzić sobie z żyjącymi w ich sąsiedztwie drapieżnikami. – Przez długi czas naukowcy zastanawiali się, dlaczego niektóre zwierzęta stosują taką, a nie inną strategię obronną. Nasze badania dostarczają ważnych informacji na temat tego, jak wpływają na to społeczności zwierzęce i środowisko – opowiada dr William Allen, ekolog ewolucyjny z Uniwersytetu w Swansea w Wielkiej Brytanii. Badacze mają nadzieję, że ich odkrycia pomogą lepiej zrozumieć ewolucję zwierząt i globalne rozmieszczenie poszczególnych strategii kolorystycznych stosowanych przez zwierzęta. Przed nimi wciąż jeszcze wiele do odkrycia. Źródło: Science Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Nie myśliwi, a ofiary. AI udowodniła, że praludzie byli przysmakiem w diecie lampartów
Do tej pory Homo habilis – gatunek praludzi – uważano za ten, który wprowadził nas na szczyt łańcucha pokarmowego. Sugerowano, że to właśnie wtedy z ofiar staliśmy się myśliwymi i rozpoczęliśmy nasze niepodzielne rządy w świecie zwierząt. Analizy znalezisk archeologicznych sugerują jednak, że ci wcześni ludzie dużo częściej byli ofiarami drapieżników, niż sami chcieliby przyznać.
Naukowcy z hiszpańskiego Uniwersytetu Alcalá wykazali za pomocą sztucznej inteligencji, że drobne ślady zębów wykryte na kościach Homo habilis pochodzą od starożytnych drapieżników. To może sugerować, że wcześni ludzie wcale nie znajdowali się tak wysoko na łańcuchu pokarmowym, jak chcielibyśmy uważać. Starożytne ugryzienia pod lupą AI W swoim artykule opublikowanym w czasopiśmie „Annals of the New York Academy of Sciences” naukowcy szczegółowo opisują pomoc, jaką otrzymali od AI. Sztuczna inteligencja pozwoliła im przeanalizować bibliotekę 1496 zdjęć śladów zębów pozostawionych przez współczesne drapieżniki: między innymi wilki, lwy, krokodyle, hieny czy lamparty. Następnie porównali wiedzę zebraną przez AI z rzeczywistymi śladami na kościach praludzi. Efekt? Sztuczna inteligencja z ponad 90-procentową pewnością doszła do wniosku, że ślady zębów pozostawiły lamparty. Kluczowy okazał się charakterystyczny, ale trudny do zauważenia trójkątny kształt zagłębień po zębach na kościach. Ofiara czy drapieżnik? – Efekty badań są doniosłe: dowodzą, że Homo habilis nadal był bardziej ofiarą niż drapieżnikiem. Dowodzi to również, że pozycja troficzna [grupa organizmów zajmująca podobną rolę w przepływie energii i obiegu materii w ekosystemie – przyp. red.] niektórych najwcześniejszych przedstawicieli rodzaju Homo nie różniła się od pozycji innych australopiteków – twierdzą naukowcy w swoim artykule. To nic dziwnego, że praludzie byli atakowani przez zwierzęta: zdarzało się to przez całą historię naszego gatunku. Najważniejsze jest jednak to, że było to ugryzienie właśnie lamparta. Gdyby Homo habilis był silnym gatunkiem mogącym konkurować z mięsożercami, jego kości byłyby prawdopodobnie niszczone przez padlinożerców, np. hieny. Fakt, że ugryzienia na kościach Homo habilis pochodziły od drapieżnika żywiącego się mięsem, oznacza, że lamparty aktywnie polowały na wczesnych ludzi. Na dominującą pozycję w łańcuchu pokarmowym musieliśmy wejść w takim razie na późniejszym etapie ewolucji, niż do tej pory sądziliśmy. Nowe technologie pozwalają nam lepiej zrozumieć to, jak wyglądała ewolucja człowieka. Przed nami jeszcze wiele do odkrycia – kto wie, co kryje się za rogiem historii. Źródło: Annals of the New York Academy of Sciences Nasz autor Jonasz Przybył Redaktor i dziennikarz związany wcześniej m.in. z przyrodniczą gałęzią Wydawnictwa Naukowego PWN, autor wielu tekstów publicystycznych i specjalistycznych. W National Geographic skupia się głównie na tematach dotyczących środowiska naturalnego, historycznych i kulturowych. Prywatnie muzyk: gra na perkusji i na handpanie. Interesuje go historia średniowiecza oraz socjologia, szczególnie zagadnienia dotyczące funkcjonowania społeczeństw i wyzwań, jakie stawia przed nimi XXI wiek.
Pająki podróżują latając, nawet na setki kilometrów. I robią to właśnie teraz
Babie lato to nie tylko piękne zjawisko – to sposób, w jaki młode pająki kolonizują nowe tereny, unosząc się na delikatnych niciach. O znaczeniu tej strategii opowiada biolog, prof. Stanisław Czachorowski.
Ciepły jesienny dzień, specyficzne światło które zawdzięczamy coraz niższej pozycji Słońca na niebie i one – srebrne niteczki lecące przez przestrzeń w nieznanym kierunku. Babie lato, zjawisko budzące nostalgię i obecne nawet w wielkich dziełach sztuki, to tak naprawdę strategia przetrwania pająków. Na swoich leciutkich niciach młode pajączki potrafią pokonać setki kilometrów. O znaczeniu tego zjawiska opowiedział PAP ekspert, dr hab. Stanisław Czachorowski, entomolog, profesor Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego. Jak pająki latają? Sekret balonowania Jak wyjaśnia naukowiec, młode pająki przędą delikatne nici, wspinają się na rośliny i wykorzystując elektrostatykę oraz ruchy powietrza, unoszą się niczym na miniaturowych latawcach. Proces ten, zwany balonowaniem, pozwala im „latać” na wysokości nawet półtora kilometra i pokonywać setki kilometrów. To kluczowe dla zasiedlania nowych terenów. Na własnych nogach żaden pająk nie zaszedłby tak daleko. Ta forma zasiedlania ma fundamentalne znaczenie dla przetrwania gatunków, które to robią. Babie lato to zjawisko nie tylko jesienne Choć babie lato kojarzymy głównie z jesienią, tak naprawdę występuje od maja do października. Jesienią staje się jednak szczególnie widoczne – poranna rosa osiadająca na niciach sprawia, że błyszczą w słońcu, a niski kąt padania światła potęguje efekt. W tym czasie cykl rozwojowy wielu gatunków dobiega końca, więc młodych pająków szukających nowych siedlisk jest wyjątkowo dużo. Aeroplankton: życie unoszące się w powietrzu Dyspersja (rozprzestrzenianie się gatunków po świecie) nie jest zarezerwowana tylko dla pająków. To uniwersalny mechanizm w przyrodzie. Rośliny rozsiewają nasiona dzięki wiatrowi, wodzie czy zwierzętom, a pająki i inne bezkręgowce korzystają z ruchów powietrza. Organizmy unoszone w atmosferze określa się mianem aeroplanktonu, analogicznie do planktonu wodnego. Stanowią one źródło pokarmu dla owadożernych ptaków, takich jak jaskółki czy jerzyki. Babie lato to ewolucyjna konieczność W dzisiejszych, trudnych dla przyrody czasach zjawisko to nabiera szczególnego znaczenia. Działania człowieka przekształciły i „pofragmentowały” krajobraz bezpowrotnie. Drogi, miasta i inne bariery skutecznie izolują populacje małych zwierząt, niezdolnych do pokonania tak dużych przeszkód. Dla dużych gatunków buduje się przejścia czy tunele, ale dla drobnych pajączków jedyną szansą pozostaje lot na nici. Dzięki temu mogą zasiedlać nowe tereny i uciec z tych, które stają się zbyt nieprzyjazne. – Z ewolucyjnego punktu widzenia, jeśli chce się przetrwać, trzeba znaleźć nowe siedlisko, nowe miejsce do życia, i je skolonizować, bo środowisko w dłuższej perspektywie stale się zmienia – podkreśla prof. Czachorowski. Balonowanie to przywilej dostępny wyłącznie dla młodych, bardzo lekkich pająków, ważących ułamki miligrama. Choć wiąże się z ryzykiem, to osobniki które dotrą do nowych terenów, zyskują ewolucyjną przewagę. Dlatego babie lato, poza walorami estetycznymi, ma ogromne znaczenie biologiczne i ekologiczne. Źródło: Nauka w Polsce Nasza autorka Magdalena Rudzka Dziennikarka „National Geographic Traveler" i „Kaleidoscope". Przez wiele lat również fotoedytorka w agencjach fotograficznych i magazynach. W National-Geographic.pl pisze przede wszystkim o przyrodzie. Lubi podróże po nieoczywistych miejscach, mięso i wino.
100 mln lat temu świat przyrody eksplodował kolorami. Skąd wzięła się ta cecha?
Badacze przyjrzeli się ewolucji widzenia barw w przyrodzie. Okazało się, że zwierzęta zaczęły widzieć kolory już 500 milionów lat temu. Ale dopiero 100 milionów lat temu natura rozkwitła feerią barw. Dlaczego tak się stało?
Spis treści: Co było pierwsze: jajko czy kura? Nowe badania nad kolorami Jak w przyrodzie pojawiły się kolory Jakiego koloru jest światło? Tak postawione pytanie jest oczywiście podstępne. Ludzki wzrok rejestruje światło widzialne, czyli fale promieniowania elektromagnetycznego o zakresie długości od 380 do 740 nm. Generalnie światło słoneczne wydaje nam się białe, jednak ta finalna barwa to składowa kilku kolorów. Udowodnił to już Isaac Newton, przepuszczając wiązkę światło słonecznego przez pryzmat. Pryzmat sprawiał, że światło słoneczne zamieniało się w kolorową tęczę. Dzisiaj wiemy, że to, co postrzegamy jako kolor, to po prostu fala promieniowania elektromagnetycznego określonej długości. Barwa niebieska to fala długości między ok. 420 a 490 nm, barwa czerwona – między 620 a 750 nm. Kiedy światło pada na maskę czerwonego samochodu, większość fali jest pochłaniana. Wyjątkiem są fale z zakresu odpowiadającego kolorowi czerwonemu, które rejestruje nasz wzrok. To zaś jest możliwe, ponieważ nasz narząd wzroku wyposażony jest w czopki – światłoczułe fotoreceptory, które absorbują światło o różnych długościach fali odpowiadające różnym kolorom. Co było pierwsze: jajko czy kura? Powyższy opis widzenia barwnego jest oczywiście uproszczony. Interesujące pytanie brzmi – po co w ogóle nam, ludziom, także innym zwierzętom, zdolność widzenia barw? Na pewno uzyskujemy dzięki nim wiele istotnych informacji o otoczeniu. Kolor żywności sygnalizuje, czy się nie zepsuła, barwa owoców – czy są już dojrzałe i nadają się do zjedzenia. Zwierzęta z kolei dzięki kolorom zyskują informacje o potencjalnych partnerach do rozrodu. A także odbierają intensywne krzykliwe barwy jako ostrzeżenie, by zachować dystans i np. do danej rośliny albo owada się nie zbliżać. Takie wyjaśnienie prowadzi do kwestii, która od dawna rozpala uwagę naukowców. Co było pierwsze – zdolność widzenia barw czy kolory przyrodzie? Zagadnienie jest wbrew pozorom nietrywialne. Po co rośliny miałyby na drodze ewolucji nabywać np. bardzo kolorowe kwiatostany, skoro nie byłoby jeszcze owadów zdolnych je zauważyć? I w drugą stronę – dlaczego u zwierząt miałoby się pojawić widzenie barwne, skoro w ich otoczeniu, w przyrodzie, nie było jeszcze żadnych wyraźnych kolorów? Nowe badania nad kolorami Zachary Emberts i John Wiens, amerykańscy biolog i ekolog, na łamach czasopisma naukowego „Biology Review” przedstawili opracowany przez siebie porządek chronologiczny ewolucji widzenia barwnego u zwierząt. Z przeprowadzonych przez nich analiz wynika, że to właśnie zwierzęta jako pierwsze nabyły zdolność rozróżniania kolorów. Stało się to aż 100 milionów lat przed tym, kiedy rośliny zaczęły produkować wielobarwne kwiaty i owoce. Widzenie barwne pojawiło się niezależnie u kręgowców i stawonogów. Zdolność tę zwierzęta uzyskały około 500 milionów lat temu. Kręgowce, które zaczęły rozróżniać barwy, najprawdopodobniej żyły w wodzie. Nie jest do końca pewne, po co im była ta umiejętność – być może dzięki niej łatwiejsza stawała się analiza wizualna różnych obiektów albo pożywienia. Widzenie kolorów na pewno pozwalało też odróżnić zielone liście od brązowych. Jak w przyrodzie pojawiły się kolory Co było dalej? Około 350 mln lat temu pojawiły się pierwsze kolorowe owoce, zaś około 200 milionów lat temu pierwsze kolorowe kwiaty. Z czasem barw nabierały również zwierzęta. Dla nich najważniejsze okazała się funkcja odstraszająca barw – w tej roli krzykliwe kolory pojawiły się około 150 milionów lat temu. Zaś 100 milionów lat temu skomplikowane palety barw, układające się w niezwykłe wzory na ciele zwierząt, zaczęły stanowić seksualny wabik dla innych osobników tego samego gatunku. A potem stało się coś niezwykłego. Około 100 milionów lat temu świat przyrody nagle eksplodował kolorami. – W ciągu ostatnich 100 milionów lat nastąpił gwałtowny wzrost ostrzegawczych i seksualnych sygnałów kolorystycznych — mówi Wiens. Dokładny powód tej eksplozji nie jest znany. Naukowcy ustalili, że w świecie przyrody kolorowe umaszczenie aż pięć razy częściej służy do odstraszania potencjalnych wrogów niż jest sygnałem seksualnym. Być może stało się tak dlatego, że krzykliwie ubarwione zwierzęta same nie muszą mieć widzenia barwnego, bez zniechęcać drapieżników do ataku. Zdarza się więc nawet, że niektóre z nich, mimo że same są bajecznie kolorowe, w ogóle nie mają dobrze rozwiniętych oczu. Badacze zamierzają w przyszłości przeanalizować, jak u zwierząt ewoluowała zdolność widzenia poszczególnych kolorów. Źródła: ScienceAlert, phys.org, Biology Review Nasza autorka Magdalena Salik Dziennikarka i pisarka, przez wiele lat sekretarz redakcji i zastępczyni redaktora naczelnego magazynu „Focus". Wcześniej redaktorka działu naukowego „Dziennika. Polska, Europa, Świat”. Autorka powieści z gatunku fantastyki naukowej, ostatnio wydała „Płomień” i „Wściek”. Więcej: magdalenasalik.wordpress.com
Paleontologiczna niespodzianka. Naukowcy odkryli nieznany wcześniej gatunek australopiteka
Międzynarodowy zespół naukowców na stanowisku Ledi-Geraru w Etiopii odnalazł ślady nieznanego wcześniej australopiteka – wymarłego ssaka z rodziny człowiekowatych. Ponadto badacze odkryli, że najstarsze homininy i australopiteki żyły wspólnie w tym samym miejscu i czasie w okresie między 2,6 a 2,8 miliona lat temu.
Spis treści: 13 zębów nieznanego wcześniej gatunku hominida Dwa gatunki człowiekowatych współżyły w podobnym okresie Wymarły rodzaj naczelnych Potrzebne są dalsze badania Ewolucja gatunku ludzkiego jest fascynującą i niezwykle ważną dziedziną nauki, ponieważ pozwala nam zrozumieć, skąd pochodzimy i jakie procesy ukształtowały współczesnego człowieka. Badania nad naszymi przodkami i pierwszymi przedstawicielami rodziny ludzkiej pokazują, jak stopniowo rozwijały się cechy odróżniające nas od innych zwierząt. To na przykład dwunożność, zdolność posługiwania się narzędziami, język i mowa, czy myślenie abstrakcyjne. 13 zębów nieznanego wcześniej gatunku hominida Najnowsze badania naukowców ze Stanów Zjednoczonych, Szwecji i Etiopii rzucają nowe światło na to, jak rozwijał się człowiek. Badacze prowadzili wykopaliska w Ledi-Geraru. To stanowisko w dystrykcie Mille, w regionie Afar, w północno-wschodniej Etiopii, które leży wzdłuż rzek Ledi i Geraru. Pierwsze badania rozpoczęto tam już w latach 70. Tym razem naukowcom udało się odnaleźć 13 zębów, które następnie poddano dokładnym analizom. Okazało się, że należały do nieznanego wcześniej australopiteka, a nie Australopithecus afarensis, którego najsłynniejszą przedstawicielką jest Lucy. – Odkrycie potwierdza, że wciąż nie ma dowodów na to, iż Lucy pochodziła sprzed mniej niż 2,95 miliona lat – napisali w swojej pracy autorzy. – Przedział czasowy między około trzema a dwoma milionami lat temu to krytyczny okres w ewolucji człowieka. To wtedy rodzaje Homo i Paranthropus po raz pierwszy pojawiają się w zapisie kopalnym, a prawdopodobny przodek tych rodzajów, Australopithecus afarensis, znika. We wschodniej Afryce próby weryfikacji hipotez dotyczących kontekstów adaptacyjnych, które doprowadziły do tych wydarzeń, są ograniczone przez niedobór miejsc zawierających skamieniałości, które uchwyciłyby ten okres – tłumaczą naukowcy w swojej pracy opublikowanej na łamach czasopisma „Nature”. Dwa gatunki człowiekowatych współżyły w podobnym okresie Datowanie wykazało, że nowo odkryty australopitek żył ok. 2,63 mln lat temu. W 2013 roku na stanowisku badaczom udało się odnaleźć także skamieniałą szczękę najstarszego przedstawiciela rodzaju Homo, który żył ok. 2,78–2,59 mln lat temu. Badacze twierdzą, że te dwa gatunki prawdopodobnie współistniały w tym samym miejscu i czasie. – To badanie pokazuje, że prosty obraz, jaki wielu z nas ma w głowach, łączący liniowo małpę, neandertalczyka i współczesnego człowieka, jest błędny. Ewolucja nie działa w ten sposób – mówiła prof Kaye Reed paleolog z Arizona State University. – Mamy tu dwa gatunki homininów, które żyją razem. A ewolucja człowieka nie jest liniowa, to krzak o splątanych gałęziach. Formy życia współistnieją, niektóre wymierają – wyjaśnia badaczka. – Wiemy, jak wyglądają zęby australopiteka i żuchwa najwcześniejszego Homo, ale to wszystko. Musimy odnaleźć dodatkowe skamieniałości, aby zrozumieć różnice między Australopithecus i Homo oraz to, jak żyły razem w tej części świata – mówi Reed. Wymarły rodzaj naczelnych Australopiteki to wymarły rodzaj naczelnych, które żyły w Afryce od ok. 4,2 do 1,9 miliona lat temu. Uważane są za jednych z najważniejszych przodków człowieka, ponieważ łączyły cechy małp człekokształtnych i pierwszych ludzi. Większość naukowców zgadza się, że rodzaj Homo wyewoluował z australopiteków. Nie ma jednak pewności, z którego z ich gatunków. Ssaki te żyły w Afryce Wschodniej i Południowej, przede wszystkim na terenach dzisiejszej Etiopii, Kenii, Tanzanii i RPA. Osiągały od ok. 100 do 150 cm wzrostu i ważyły przeważnie 30–50 kg. Ich mózg był większy niż u szympansów, ale znacznie mniejszy niż u Homo sapiens (ok. 400–550 cm³). Miały długie ręce i krótsze nogi, częściowo przystosowane do wspinania się po drzewach. Miały postawę wyprostowaną i były dwunożne, ale nie była to tak sprawna dwunożność, jak u ludzi. Australopiteki żyły w grupach i prowadziły zbieracki tryb życia. Potrzebne są dalsze badania Obecnie zespół naukowców bada szkliwo odnalezionych zębów, aby ustalić, co jadł ten człowiekowaty. Na razie badacze mają więcej pytań niż odpowiedzi, ale tak właśnie wyglądają badania nad ewolucją naszego gatunku. Małymi krokami, czasem przez wiele lat, należy prowadzić skrupulatne i wymagające wykopaliska i badania w jednym regionie, tu konkretnie w odległej części Etiopii. – Gdy dokonujesz ekscytującego odkrycia, paleontolog zawsze wie, że potrzebujesz więcej informacji – zauważa Reed. – Potrzebujesz więcej skamieniałości. Dlatego tak ważne jest szkolenie ludzi i umożliwienie im wyruszenia w teren, aby odnaleźli własne stanowiska i miejsca, w których jeszcze nie znaleźliśmy śladów naszej prehistorii. A więcej skamieniałości pomoże nam opowiedzieć historię tego, co przydarzyło się naszym przodkom dawno temu – podsumowuje badaczka. Źródło: PhysOrg Nasz autor Jakub Rybski Dziennikarz, miłośnik kina niezależnego, literatury, ramenu, gier wideo i dobrego rocka. Wcześniej związany z telewizją TVN24 i Canal+, obecnie pracuje w RMF FM. Zawodowo nie boi się podejmować żadnego tematu. Pisze przede wszystkim o archeologii i przyrodzie. Prywatnie bardzo zainteresowany polityką.
Biomimetyka, czyli sztuka kopiowania doskonałości. Jak natura inspiruje technologie
Biomimetyka to dziedzina, która pozwala rozwiązać ludzkie problemy dzięki naśladowaniu natury. Nawet najprostsze organizmy żywe potrafią dostosować się do najbardziej niesprzyjających warunków. W praktyce przyroda oferuje nam całą masę gotowych rozwiązań. Naszym zadaniem jest tylko skopiować je i przenieść na grunt inżynierii. Jakie sekrety skrywa świat roślin i zwierząt, które możemy zastosować w technologii?
Spis treści: Natura jest najdoskonalszym inżynierem Biomimetyka, czyli sztuka naśladowania natury Jak to się zaczęło? Jakie dziedziny zrewolucjonizowała biomimetyka? Praktyczne zastosowanie rozwiązań biomimetycznych Natura kształtowała się w toku trwających miliony lat procesów. Człowiek od dawna bada jej złożoność, ale mimo galopującej technologii świat przyrody wciąż skrywa przed nami wiele tajemnic. Nie ustajemy jednak w pogoni za ich poznaniem, co znajduje odzwierciedlenie w otaczającym nas świecie. Gdybyśmy nie obserwowali organizmów żywych, z całą pewnością nie powstałoby wiele przełomowych wynalazków. Natura jest najdoskonalszym inżynierem Postęp technologiczny, który dokonuje się na naszych oczach, jest nieprawdopodobny. Współczesne rozwiązania cechuje nieporównywalnie większa efektywność i trwałość względem tych, które były stosowane jeszcze nie tak dawno temu. Należy jednak podkreślić, że w kwestii zdolności inżynieryjnych, człowiek nie może równać się z naturą. Wszystko, co najdoskonalsze, powstało w wyniku naturalnych procesów. Weźmy choćby pajęczą sieć. Nici jedwabiu pajęczego wykazują wielokrotnie większą wytrzymałość na rozciąganie niż stal o tym samym przekroju. Albo plaster miodu – struktura składająca się z sześciokątnych komórek, która przy zachowaniu niskiej masy wykazuje niebywałą sztywność i wytrzymałość na ściskanie. Inny przykład? Proszę bardzo – skóra rekina, która dzięki swojej specyficznej budowie znacząco minimalizuje opór wody. Przykładów potwierdzających doskonałość natury jest cała masa. A gdyby tak wykorzystać zaobserwowane w przyrodzie wzorce i procesy, tworząc na ich podstawie rozwiązania dla wielu dziedzin? To już się dzieje i nie ulega wątpliwości, że naśladowanie natury jest przyszłością nauki. Biomimetyka, czyli sztuka naśladowania natury Już sama nazwa „biomimetyka” wskazuje, z jaką dziedziną nauki mamy do czynienia. „Bios”, czyli „życie” i „mimesis”, czyli naśladowanie – biomimetyka to nic innego, jak sztuka naśladowania przyrody. Biomimetyka (nazywana też bioniką i biomimikrą) to w praktyce nic innego, jak dziedzina nauki, która opiera się na analizowaniu, imitowaniu bądź bezpośredniemu kopiowaniu występujących w przyrodzie struktur fizycznych lub związków chemicznych i przeniesienia ich do świata inżynierii i technologii. Jak to się zaczęło? Już starożytni rozumieli, że twory naturalne są doskonalsze od tych, które stworzył człowiek. Przykładem niech będzie mit o Dedalu i Ikarze, w którym ateński wynalazca i jego syn wzbili się w powietrze na skrzydłach inspirowanych ptasimi. Rozumieli, ale nie dysponowali technologią, która pozwoliłaby im odtworzyć to, co w toku trwającej miliony lat stworzyła przyroda. Wynalazca wizjoner Pierwsze praktyczne zastosowanie biomimetyki nastąpiło dopiero pod koniec XV stulecia, kiedy Leonardo da Vinci zbudował ornitopter, którego mechanizm lotu naśladował ruch skrzydeł ptaków i nietoperzy. Maszyna nie wzbiła się w powietrze, ale wraz z innymi wynalazkami Włocha, opartymi o występujące w przyrodzie struktury, zapowiadała naukowy trend, który miał dopiero nastać. To właśnie da Vinci zainspirował kolejne pokolenia do odtwarzania zjawisk przyrodniczych. Praktyczne zastosowanie naturalnych wzorców dzięki rozwojowi obrazowania Prawdziwą rewolucję w tej dziedzinie przyniósł dopiero XX wiek. W 1931 roku Ernst Ruska i Max Knoll skonstruowali pierwszy mikroskop, który do obrazowania wykorzystywał wiązkę elektronów. Świat, który do tamtej pory pozostawał niewidzialny, nagle stanął przed naukowcami otworem, prezentując złożoność budowy pozornie prostych struktur. Termin „biomimetyka” ukuł się około 1950 roku. Jego autorem był Otto Schmitt, amerykański inżynier i biofizyk, wynalazca układu elektronicznego, znanego jako przerzutnik Schmitta. Dziesięć lat później, na konferencji w Dayton, po raz pierwszy użyto terminu „bionika”. Jakie dziedziny zrewolucjonizowała biomimetyka? Naukowcy dowiedli, że materiały i konstrukcje, naśladujące budowę organizmów żywych w wielu przypadkach wykazują wyraźnie lepsze parametry techniczne niż tradycyjnie stosowane rozwiązania. Pozwoliło to wprowadź nowe produkty i zmodyfikować wiele istniejących. Zastosowanie rozwiązań biomimetycznych w odlewnictwie Podpatrywanie natury pozwoliło znacząco usprawnić niektóre procesy zachodzące w wielu gałęziach przemysłu odlewniczego, np. w zakresie produkcji elementów konstrukcyjnych samolotów. W celu zwiększenia odporności przy jednoczesnej redukcji masy, wielu elementom współczesnych statków powietrznych nadaje się strukturę plastra miodu. Zastosowanie rozwiązań biomimetycznych w inżynierii materiałowej Choć nie widać tego gołym okiem, powłoki wielu organizmów żywych są niezwykle złożone. Mimo że wydają się strukturami jednolitymi, w praktyce składają się z szeregu mniejszych struktur, których specyficzne ułożenie decyduje o ich unikatowych właściwościach. Weźmy choćby muszle ślimaków, składające się z wielu płytek, pomiędzy którymi występują łączące je struktury białkowe. Taka budowa zapewnia niezwykle efektywne rozpraszanie energii kinetycznej. Na tej podstawie opracowano szereg kompozytów, mających zastosowanie w budownictwie, motoryzacji i lotnictwie. Inny przykład to wspomniana wcześniej skóra rekina. Te niezwykłe drapieżniki potrafią błyskawicznie zmieniać kierunek i przyspieszać. To zasługa m.in. niewielkiego oporu, jaki stawia woda w kontakcie ze skórą tych ryb. Ta niezwykła właściwość wynika ze specyficznego ukształtowania łusek. Skopiowanie tego naturalnego rozwiązania pozwoliło na opracowanie materiału, z którego korzystają pływacy. Dzięki swoim właściwościom, nie tylko zwiększa prędkość, ale także ogranicza zużycie energii. Praktyczne zastosowanie rozwiązań biomimetycznych Które technologie powstały dzięki inspiracji naturą? Przykładów jest wiele. Poniżej wymieniamy kilka z nich. Sieci neuronowe – stosowany w informatyce system przetwarzania informacji, odgrywający fundamentalną rolę w dziedzinie uczenia maszynowego, jest inspirowany działaniem ludzkiego mózgu. Roboty mogące poruszać się w trudnych warunkach terenowych – także robotyka podpatruje naturę. Systemy ruchu, które pozwalają robotom pokonywać trudny teren, w praktyce są kopią nóg owadów. Elastyczne skrzydła – w wielu współczesnych samolotach stosuje się skrzydła zdolne do zmiany kształtu podczas lotu. Ma to na celu poprawę wydajności i właściwości aerodynamicznych. Co stanowiło inspirację dla inżynierów? W tym przypadku były to skrzydła nietoperzy. Mikroigły – tradycyjnych igieł iniekcyjnych nie można określić mianem bezbolesnych. W medycynie i kosmetyce coraz częściej stosuje się jednak tzw. mikroigły, przeznaczone do wykonywania precyzyjnych zabiegów, którym nie towarzyszy uczucie bólu. Ten wynalazek był inspirowany aparatem gębowym samicy komara. Energooszczędne systemy wentylacji – jedną ze składowych energooszczędności w nowoczesnych budynkach jest minimalizujący zużycie energii system wentylacji. Naukowcy nie musieli „wymyślać koła na nowo”, żeby opracować takie rozwiązanie. Inspiracją dla nich były kopce termitów, w których wymiana powietrza i regulacja temperatury zachodzi niezwykle efektywnie. Systemy zbierania wody – w miejscach, w których panuje suchy klimat, każda kropla wody jest na wagę złota. Nowoczesne systemy mogą skutecznie zbierać wodę z mgły, wykorzystując w tym celu specjalne siatki. Dla autorów tego patentu, inspiracją były muszki występujące na pustyni Namib. Powłoki antyrefleksyjne – to jeden z tych wynalazków, które znacząco poprawiają nasz komfort życia codziennego. Minimalizują odblaski od szkieł okularów, ekranów urządzeń mobilnych i stacjonarnych czy nawet od muzealnych gablot. Mają też praktyczne zastosowanie w panelach fotowoltaicznych, zwiększając ich efektywność. Także w tej dziedzinie inspiracja naturą wprowadziła niemałą rewolucję. Okazało się bowiem, że efektywność takiej powłoki znacząco wzrasta, gdy nada się jej strukturę oka ćmy. Egzoszkielety – zewnętrzne konstrukcje, wspierające ciało człowieka, pozwalają na znaczne zwiększenie siły fizycznej bez nadmiernego obciążania mięśni, stawów i kości. Już teraz mają zastosowanie nie tylko w pracy fizycznej, ale także w rehabilitacji osób z niepełnosprawnością ruchową. W przyszłości, mogą stanowić rozwiązanie dla osób z trwałym uszkodzeniem narządu ruchu. Należy wspomnieć, że te rozwiązania zostały oparte na analizie zewnętrznego pancerza stawonogów. Nasz autor Artur Białek Dziennikarz i redaktor. Wcześniej związany z redakcjami regionalnymi, technologicznymi i motoryzacyjnymi. W „National Geographic” pisze przede wszystkim o historii, kosmosie i przyrodzie, ale nie boi się żadnego tematu. Uwielbia podróżować, zwłaszcza rowerem na dystansach ultra. Zamiast wygodnego łóżka w hotelu, wybiera tarp i hamak. Prywatnie miłośnik literatury.