Sredstvoget.ru - Бренд GET - средства по борьбе с вредителями

18/03/2022

Фото или реальный объект? Эксперименты показывают, что мыши по своей природе могут воспользоваться воспоминаниями об увиденном ранее и отличить их друг от друга.

Картинка стоит тысячи слов, особенно когда она вызывает воспоминания о изображенном объекте, например, фотография из отпуска. Двухмерные визуальные стимулы, такие как изображения, увиденные в печатных СМИ, на телевидении или в Интернете, часто являются способом, с помощью которого люди приобретают знания об объектах реального мира. В таких форматах 2D-стимулы действуют как символы реального физического объекта.

Способность воспринимать, что двухмерное изображение объекта соответствует его трехмерной физической форме или «эквивалентность изображения объекта», является когнитивной функцией, которая считается исключительной для видов более высокого порядка, таких как приматы и некоторые виды птиц. Было высказано предположение, что это «репрезентативное понимание» может быть за гранью возможностей грызунов или создавать серьезные проблемы при планировании эксперимента.

Исследование, проведенное учеными из Флоридского Атлантического университета, ставит под сомнение эту теорию и предоставляет самые первые поведенческие доказательства того, что лабораторные мыши способны к восприятию объектов на высоком уровне. Они подтвердили, что мыши воспринимают неотъемлемую разницу между изображением объекта и самим реальным трехмерным объектом.

Используя модифицированную задачу распознавания объектов, исследователи показали мышам фотографии (двухмерные стимулы) объекта во время пробного сеанса. На следующий день мышам представили новый объект, а так же объект, просмотренный накануне на фотографии.

Интересно, что результаты исследования, опубликованные в Scientific Reports (https://www.nature.com/articles/s41598-022-07782-4), показали, что мыши в подавляющем большинстве предпочитают исследовать новый объект, а не уже знакомый по фотографиям объект. Это первое в своем роде доказательство показывает, что мыши могут успешно выполнять когнитивную задачу эквивалентности изображения объекту, напоминающую те, которые используются для проверки зрительной памяти у детей. Важно отметить, что эти результаты показывают, что после кодирования 2D-визуальных стимулов мыши использовали когнитивные процессы более высокого порядка, чтобы связать 3D-объект с воспоминанием о 2D-референте.

Результаты также показывают, что гиппокамп мыши (первичная структура системы памяти медиальной височной доли мозга), как и у людей, вносит значительный вклад в репрезентативное или транзитивное умозаключение, необходимое для эквивалентности изображения объекту. Кроме того, они обнаружили, что память изображений, необходимая для такого вывода более высокого порядка, зависит от активности нейронов в области СА1 дорсального гиппокампа.

«Наше исследование ставит под сомнение мнение о том, что ограничения восприятия мышей делают их непригодными для моделирования человеческой памяти и визуальной обработки, и что распознавание на основе знакомства не зависит от гиппокампа», — сказал Роберт В. Стакман-младший, доктор философии, старший автор исследования. «Наши результаты также убедительно подтверждают, что функциональный гиппокамп мыши необходим для этой формы непространственной памяти визуального распознавания и эквивалентности изображения-объекта».

Если мыши проводили достаточное количество времени (более 30 секунд) за просмотром изображений объекта, они впоследствии могли различать «знакомый» трехмерный физический объект и новый трехмерный физический объект, даже когда контролировались низкоуровневые зрительные стратегии. Эта возможность эквивалентности изображения и объекта возникала независимо от симметрии объекта, сходства, угла обзора, композиции и реализма изображения. Даже когда контролируются низкоуровневые визуальные функции, такие как цвет и яркость, мыши по-прежнему могут обобщать 2D-изображение в 3D-объект.

«Считается, что у приматов гиппокамп играет важную роль в декларативной или эксплицитной памяти, позволяя человеку воспроизводить «историю» ранее закодированного опыта», — сказала Сара Дж. Коэн, доктор философии, второй автор и сообщение. -докторант, Центр сложных систем и наук о мозге ФАУ и Инициатива ФАУ по науке о жизни Юпитер. «Мы предполагаем, что эта «история» позволяет распознавать элементы, изученные в форме изображения, когда они впоследствии представлены в трехмерной форме. Гиппокамп мыши, вероятно, кодирует и объединяет исследование изображения как «историю» этого опыта или события в рамках определенного контекст как форма эксплицитной памяти».

Память распознавания хорошо известна у мышей, однако результаты этого исследования расширяют это исследование, указывая на то, что грызуны способны к расширенному визуальному распознаванию и косвенно узнают о реальных объектах, просматривая изображения. Роль гиппокампа может заключаться в извлечении из памяти изображения, изученного во время пробного сеанса, по которому мышь может надлежащим образом сопоставить один из элементов, доступных во время тестового сеанса.

«Мыши могут выносить перцептивные и концептуальные суждения о представленных стимулах, что удивительно, учитывая, что эквивалентность изображения и объекта считалась определяющей способностью приматов», — сказал Стэкман. «В совокупности наши результаты дают убедительные доказательства того, что мышь может служить эффективным модельным организмом для исследования сложных аспектов визуального восприятия и распознавания млекопитающих более высокого порядка».

03/03/2022

Химики нацелились на гены надоедливых комаров

Следующее поколение средств борьбы с комарами может быть нацелено на репродуктивные гены вредителей.

Исследователи из Университета Цинциннати изучили генетический материал трех видов комаров, ежегодно убивающих миллионы людей по всему миру. В сотрудничестве между отделами химии и биологии Калифорнийского университета, исследователи обнаружили удивительные генетические модификации, которым подвергаются самки комаров, отчасти для создания следующего поколения.

Используя инструменты, называемые жидкостной хроматографией в тандеме с масс-спектрометрией, исследователи обнаружили целых 33 генетические модификаций в транспортной РНК самок комаров. Подобно ДНК, транспортная РНК служит строительным материалом жизни, передавая генетический код ДНК для построения новых белков, регулирующих ткани и органы тела.

«Это важно, потому что это означает, что у самцов и самок существуют разные требования к производству белков», — сказала Мелисса Келли, ведущий автор и научный сотрудник Колледжа искусств и наук Калифорнийского университета.

«Белки делают кучу вещей: они занимаются "домашним хозяйством", необходимым для поддержания жизни организма. И есть специальные белки, которые создаются, например, когда самки готовятся откладывать яйца», — сказала Келли.

«Понимание механизмов размножения комаров, являющихся переносчиками множества заболеваний человека, может иметь значение для стратегий восстановления», — сказал Патрик Лимбах, вице-президент Калифорнийского университета по исследованиям.

Исследователи вырастили шесть видов комаров в лаборатории биолога и доцента Джошуа Бенуа.

Калифорнийский университет изучил три из них для генетического исследования: Aedes aegypti, Culex pipiens и Anopheles stephensi. Первый, обнаруженный в Африке, Средиземноморье и на юго-востоке США, является известным переносчиком желтой лихорадки, денге, вируса Зика и чикунгуньи. Culex pipiens — это комар, обитающий во всем мире и связанный с вирусом Западного Нила. Последний - азиатский комар, который был связан со вспышками малярии. Всем трем видам для размножения требуется кровь.

Самки и самцы комаров имеют очевидные физические различия. Как правило, самцы меньшего размера с пушистыми усиками, не сосут кровь, как самки, которым нужны питательные вещества для создания следующего поколения.

«Нам было любопытно, есть ли различия в том, как они производят белки», — сказал Келли.

Исследователи Калифорнийского университета обнаружили, что у самок комаров больше модификаций тРНК, чем у самцов. Самки комаров, вероятно, используют химические модификации тРНК в большей степени, чем самцы, что может лежать в основе факторов, связанных с размножением самок.

03/03/2022

Противоопухолевый препарат способствует снижению веса у мышей

Согласно новому исследованию, опубликованному 24 февраля в открытом доступе в журнале PLOS Biology (https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1..) Цзян Вей Ву с его коллегами из Северо-Западного университета A&F в г. Шэньси, открывают новые перспективы для разработки методов лечения ожирения.

Фактор дифференцировки роста 15 (GDF15) представляет собой гормон, который циркулирует в ответ на широкий спектр раздражителей, включая стресс. Предыдущая работа показала, что повышение уровня GDF15 приводит к снижению массы тела, а его подавление приводит к ожирению.

Для поиска лекарств, которые могли бы увеличить выработку GDF15, авторы обратились к «Карте связей», базе данных профилей экспрессии генов в клетках человека в ответ на воздействие лекарств. Они обнаружили, что клетки, подвергшиеся воздействию препарата под названием камптотецин, увеличили экспрессию GDF15. Камптотецин получают из азиатского дерева Camptotheca acuminata и являются известным ингибитором фермента репарации ДНК (отсюда его использование в качестве противоопухолевого препарата).

На мышах с ожирением авторы показали, что пероральное введение камптотецина быстро повышало уровень GDF15 в крови и в течение 30 дней снижало потребление пищи примерно на 12% и снижало массу тела примерно на 11%. Напротив, у худых мышей камптотецин не повышал GDF15 и не влиял ни на потребление пищи, ни на массу тела.

Эффект камптотецина был специфичен для GDF15, а GDF15 проявлял свой эффект через свой рецептор, называемый GFRAL, как показала команда, поскольку антитело против GDF15 предотвращало потерю веса, как и подавление экспрессии GFRAL.

Камптотецин изучался в противораковых испытаниях, но в конечном итоге от него отказались из соображений безопасности. Его безопасность как лекарства от ожирения еще предстоит определить, сказал Ву, но отметил, что доза, используемая в этом исследовании, если масштабировать ее на человека, будет составлять около одной тридцатой самой низкой дозы, используемой в противораковых препаратах для человека. Кроме того, механизм борьбы с ожирением, по-видимому, отделен от механизма борьбы с раком, который включает блокирование функции фермента репарации ДНК топоизомеразы и действует при гораздо более низкой концентрации препарата.

«Мы считаем, что наши результаты убедительно доказывают, что камптотецин может иметь терапевтические преимущества при ожирении и связанных с ним метаболических нарушениях», — говорит Ву. «Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить его эффективность и безопасность в продвинутых моделях для увеличения поступательного воздействия».

21/02/2022

Редактирование генов теперь возможно в клещах ✂🧬

Исследователи успешно использовали CRISPR-Cas9 для редактирования геномов черноногого клеща (ixodes scapularis). Чтобы совершить этот подвиг, они разработали протокол инъекции эмбриона, который преодолел главный барьер в этой области. Работа опубликована 15 февраля в журнале iScience (https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(22)00051-7?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2589004222000517%3Fshowall%3Dtrue).

«Несмотря на их способность приобретать и передавать множество пагубных патогенов, исследования клещей отстают от других членистоногих переносчиков, таких как комары, в основном из-за проблем с применением доступных генетических и молекулярных инструментов», — говорит Моника Гулиа-Нусс, соавтор исследования и молекулярный биолог из Университета Невады, Рино.

«Наличие доступных инструментов редактирования генома позволит нам раскрыть некоторые секреты генома клещей и определить, как эти уникальные животные выживают в окружающей среде, как они взаимодействуют с патогенами и как мы можем предотвратить распространение болезней клещами по всему миру, опасных для людей и домашнего скота», — говорит Моника.

CRISPR-Cas9 произвел революцию в исследованиях функциональной генетики многих организмов. Этот метод редактирования генов был применен к комарам и другим переносчикам болезней членистоногих, но об успешном редактировании генов у клещей пока не сообщалось. Технические проблемы, связанные с инъекцией эмбрионов клещей для попытки редактирования генов, еще больше замедлили прогресс исследований. Эмбрионы клещей чрезвычайно трудно инъецировать из-за высокого давления внутри яиц, твердого хориона (внешней оболочки яйца) и воскового слоя снаружи эмбриона, который необходимо удалить перед инъекцией. Самки клещей используют специальный орган, называемый органом Жене, для покрытия своих яиц твердым восковым слоем.

В исследовании iScience, исследователи разработали успешный протокол инъекции клещевого эмбриона и целевое разрушение генов с помощью CRISPR-Cas9, используя два метода: инъекцию эмбриона и рецептор-опосредованную трансдукцию груза яичников (ReMOT Control) — менее трудоемкий метод редактирования генов у членистоногих. Исследователи удалили орган Жене, чтобы предотвратить отложение парафина, а затем обработали яйца химическими веществами, называемыми хлоридом бензалкония и хлоридом натрия, чтобы удалить хорион и снизить давление внутри яиц.

«Мы смогли аккуратно препарировать беременных самок клещей, чтобы хирургическим путем удалить орган, ответственный за покрытие яиц воском, но при этом позволить самкам откладывать жизнеспособные яйца. Эти яйца без воска позволяли вводить эмбрионам клещей материалы, необходимые для модификации генома, — говорит Гулиа-Нусс. «Еще одной серьезной проблемой было понимание времени развития эмбриона клеща. Об эмбриологии клещей известно так мало, что нам нужно было определить точное время, когда следует вводить CRISPR-Cas9, чтобы обеспечить наибольшую вероятность индукции генетических изменений».

Выживаемость инъецированных эмбрионов составляла примерно 10%, что сравнимо с хорошо зарекомендовавшими себя моделями насекомых. Для ReMOT Control все инъецированные клещи выжили. Данные показывают возможность введения клещевого эмбриона и генетических манипуляций с клещами обоими методами, которые имели сопоставимую эффективность редактирования для гена Proboscipedia ( ProbP) , который экспрессируется в придатках.

«Раньше ни одна лаборатория демонстрировала возможность модификации генома клещей. Некоторые считали, что это технически сложно осуществить», — говорит Насс. «Это первое исследование, демонстрирующее, что генетическая трансформация клещей возможна не только одним, но и двумя разными методами».

Необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью понять молекулярные механизмы, лежащие в основе эффективного редактирования генов у клещей. Хотя эти инструменты ускорят генетические исследования клещей, необходимы улучшения в протоколе инъекций эмбрионов, чтобы повысить выживаемость, вылупление личинок и эффективность редактирования генов.

«Мы ожидаем, что инструменты, которые мы здесь разработали, откроют новые направления исследований, которые значительно ускорят наше понимание молекулярной биологии этого и родственных видов клещей», — говорит Гулиа-Насс. «Целенаправленное разрушение генов клещевых переносчиков человеческих патогенов — мощный метод для раскрытия лежащей в основе биологии взаимодействия клещ-патоген-хозяин, который может дать информацию для разработки и применения новых подходов к борьбе с клещевыми болезнями».

18/02/2022

Связь температуры и размножения дает надежду на борьбу с насекомыми ❄🦟

Ученые обнаружили у плодовых мушек набор нейронов, которые отключаются при низких температурах и вызывающие медленное размножение, система, сохранившаяся у многих насекомых, включая комаров, тараканов и клопов, которая может стать мишенью для борьбы с вредителями.

Исследование, опубликованное 16 февраля в журнале Current Biology (https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(22)00123-3?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0960982222001233%3Fshowall%3Dtrue), делает шаг к пониманию того, как мозг мухи способствует восприятию холода и ограничению размножения. Насекомые и животные, в том числе многие млекопитающие, сдерживают размножение зимой, чтобы защитить своих новорожденных от воздействия суровых зимних условий.

Исследование имеет последствия для общественного здравоохранения и сельского хозяйства, поскольку использование экологически зависимых механизмов, влияющих на размножение комаров и вредителей сельскохозяйственных культур, может предложить новые стратегии борьбы. Комары служат резервуаром для паразита Plasmodium falciparum, вызывающего малярию, который проводит зиму внутри себя.

«Если в мозгу комаров есть тормоз, который отключает их репродуктивные функции, и если мы сможем найти этот тормоз и искусственно активировать его, это может открыть способы контроля над популяциями комаров», — сказал Нилай Япичи, доцент кафедры нейробиологии и поведения Нэнси.

В ходе исследования, исследователи провели генетический скрининг и определили подмножество циркадных нейронов в мозгу мухи. Эти циркадные нейроны важны для восприятия и реагирования на такие сигналы окружающей среды, как свет и холод, а также для понимания времени суток в мозгу, но они недостаточно изучены. Исследователи решили выяснить, могут ли эти циркадные клетки участвовать во взаимодействии между репродукцией и сигналами окружающей среды, такими как свет и температура.

Они обнаружили, что, хотя свет может оказывать некоторое влияние на размножение, поскольку короткий день соответствует зимнему сезону, низкие температуры преобладают над светом в контроле размножения. В экспериментах, в которых плодовые мушки подвергались воздействию длинных дней и низких температур, скорость яйцекладки все же замедлялась. Они также использовали электроды в мозгу мух, чтобы показать, что спинные нейроны были активны при теплых температурах и неактивны при низких температурах.

«Эти спинные нейроны чувствуют температуру и сообщают мозгу, что снаружи холодно, и замедляют скорость производства яиц», — сказал Япичи.

Как только нейроны были идентифицированы, ученые задались вопросом, могут ли в этих клетках экспрессироваться определенные гены. Их исследование показало, что нейропептид насекомого (сигнальный белок), называемый аллотостатином (AstC), специфически экспрессируется в этих циркадных нейронах. Эксперименты показали, что как инъекция AstC, так и сверхэкспрессия нейропептида из дорсальных нейронов стимулировали производство яиц. Кроме того, экспрессия гена AstC также регулировалась температурой, уровни AstC были низкими при низких температурах и повышались при теплых температурах. «Похоже, что активность дорсальных нейронов и экспрессия нейропептидов снижаются на холоде», — сказал Япичи.

Исследователи также обнаружили рецептор, с которым связывается нейропептид AstC, чтобы активировать производство яиц.

В будущей работе Япичи и его коллеги планируют создать мутантных комаров по пептиду AstC и его рецептору, чтобы лучше понять их роль в регуляции производства яиц у комаров. Если модификация рецептора AstC уменьшит размножение, он может стать мишенью для химического вмешательства, которое может подавить популяции комаров и сельскохозяйственных вредителей.

«Понимание того, как животные справляются со стрессорами окружающей среды, очень важно в эпоху изменения климата», — сказал Япичи, отметив, что аналогичные гены и нейроны также обнаружены у позвоночных, включая млекопитающих. «Мы очарованы тем, как наш мозг может ощущать изменения в окружающей среде и соответствующим образом регулировать наши физиологические функции».

16/02/2022

«Удивительные» наночастицы из кукурузы: мощное и экономичное средство против рака🌽💫💊

Исследователи из Токийского научного университета (TUS) недавно разработали бионаночастицы с противораковой активностью, используя кукурузу в качестве сырья. Профессор Макия Нисикава из Токийского университета науки, Япония, который руководил исследовательской группой в этом начинании, поясняет: «Управляя физико-химическими свойствами наночастиц, мы можем контролировать их фармакокинетику в организме; поэтому мы хотели изучить наночастицы съедобных растений. Кукуруза производится в больших количествах по всему миру в ее природной форме, а также в ее генетически модифицированных формах. Вот почему мы выбрали ее для нашего исследования». Результаты этого исследования были опубликованы в Интернете 24 ноября 2021 года в Scientific Reports (https://www.nature.com/articles/s41598-021-02241-y).

Команда создала однородную смесь в виде сока из кукурузы в воде, затем отцентрифугировала этот кукурузный сок на высокой скорости, после чего профильтровала его через шприцевой фильтр с размером пор 0,45 мкм. Затем отфильтрованные образцы подвергали ультрацентрифугированию для получения НЧ, полученных из кукурузы. Наночастицы кукурузы (cNP) имели диаметр приблизительно 80 нм. Довольно интересно, что эти cNP также несли крошечный суммарный отрицательный заряд -17 мВ.

Затем исследовательская группа поставила эксперименты, чтобы увидеть, поглощаются ли эти cNP различными типами клеток. В серии многообещающих результатов cNP были поглощены несколькими типами клеток, включая клинически значимые опухолевые клетки из толстой кишки (раковые клетки, полученные от мышей), макрофагоподобные клетки RAW264.7 и нормальные клетки NIH3T3. Клетки RAW264.7 обычно используются для скрининга in vitro иммуномодуляторов — лекарств, которые в первую очередь нацелены на различные пути развития рака.

Результаты были поразительны: из трех типов клеток только cNP значительно ингибировали рост клеток толстой кишки, что указывает на их селективность в отношении канцерогенных клеточных линий. Более того, cNP были способны успешно индуцировать высвобождение фактора некроза опухоли-α (TNF-α) из клеток RAW264.7. Это хорошо задокументированный факт, что TNFα в основном секретируется макрофагами, естественными клетками-киллерами и лимфоцитами — тремя ключевыми компонентами нашей высокоразвитой иммунной системы, которые помогают вызвать противораковый ответ. «Сильный ответ TNFα был обнадеживающим и указывал на роль cNP в лечении различных типов рака», — объясняет доктор Дайсуке Сасаки, первый автор исследования, инструктор и исследователь в TUS.

Затем исследовательская группа провела репортерный анализ с ферментом «люциферазой» (полученным из светлячков), который является чувствительным репортером для изучения различных биологических реакций. Этот анализ на основе люциферазы показал, что мощная комбинация cNPs и клеток RAW264.7 значительно подавляет пролиферацию клеток двоеточия26. Наконец, исследовательская группа изучила влияние цНЧ на лабораторных мышах с подкожными опухолями. И снова результаты были ошеломляющими: ежедневные инъекции cNP в опухоли толстой кишки значительно подавляли рост опухоли, не вызывая серьезных побочных эффектов или потери веса.

«Оптимизируя свойства наночастиц и комбинируя их с противоопухолевыми препаратами, мы надеемся разработать безопасные и эффективные лекарства от различных видов рака», — отмечает оптимистично настроенный профессор Нишикава.

Обобщая эти впечатляющие результаты, доктор Косуке Кусамори, соавтор и доцент TUS, говорит: «Эти cNP обладают отличными противоопухолевыми свойствами, их легко разрабатывать и они экономически выгодны. Более того, они не вызывают каких-либо серьезных побочных эффектов, по крайней мере, пока у мышей!"

15/02/2022

Как мозг мухи рассчитывает свое положение в пространстве 🧭🤔

Новое исследование значительно продвинулось в решении этой загадки, сообщив, что мозг мухи имеет набор нейронов, которые сигнализируют о направлении, в котором движется тело, независимо от того, в каком направлении повёрнута голова.

Даже когда мы закрываем глаза, мы обычно хорошо понимаем, где находимся в комнате и в какую сторону смотрим. Это потому, что даже в темноте наш мозг создает внутреннее представление о том, где мы находимся в пространстве. В 1980-х годах ученые обнаружили, что группа клеток, называемых "клетками направления головы", играет ключевую роль в том, чтобы сообщить нам нашу угловую ориентацию, а позже было обнаружено, что у мух есть клетки с аналогичной функцией. Активность клеток указывает на угол, на который указывает голова, подобно тому, как стрелка компаса указывает ориентацию человека в окружающей среде.

Чтобы подтвердить находку, Ченг Лю, аспирант лаборатории Маймон и старший автор исследования, приклеил плодовых мушек к миниатюрным жгутам, которые удерживают на месте только головы насекомых, что позволило ему записывать активность мозга, в то время как мухи могли свободно махать крыльями и управлять своими телами в виртуальной среде. Установка содержала несколько визуальных сигналов, в том числе яркий свет, представляющий солнце, и поле более тусклых точек, которые можно было отрегулировать так, чтобы муха чувствовала, что ее отбрасывает назад или в сторону.

Как и ожидалось, ячейки направления головы последовательно указывали ориентацию мухи на солнце, имитируемую ярким светом, независимо от движения более тусклых точек. Кроме того, исследователи определили новый набор клеток, которые указывали, в каком направлении путешествовали мухи, а не только в том направлении, куда указывала их голова. Например, если мухи были ориентированы прямо на солнце на востоке, а их отбрасывало назад, эти клетки указывали, что мухи (фактически) путешествовали на запад. «Это первый известный набор клеток, указывающий, в каком направлении движется животное в мироцентричной системе отсчета», — говорит Маймон.

Но команда также задалась вопросом, как мозг мухи вычисляет направление движения животного на клеточном уровне. Сотрудничая с Ларри Эбботтом, теоретиком из Института Цукермана Колумбийского университета, Люу и Маймон (нейробиолог из Рокфеллера, так же автор исследования) смогли продемонстрировать, что мозг мухи участвует в своего рода математическом упражнении.

Студент-физик, рисующий траекторию движения объекта, разбивает траекторию на компоненты движения, отложенные по осям x и y. Точно так же в мозгу мухи четыре класса нейронов, чувствительных к визуальному движению, указывают направление движения мухи как компоненты по четырем осям. Каждый класс нейронов можно рассматривать как представление математического вектора. Угол вектора указывает в направлении связанной с ним оси. Длина вектора показывает, насколько быстро муха движется в этом направлении. «Удивительно, но нейронная цепь в мозгу мухи поворачивает эти четыре вектора так, чтобы они правильно выровнялись по углу солнца, а затем суммирует их», — говорит Маймон. «Результатом является выходной вектор, указывающий в направлении, в котором летит муха, относительно солнца».

Настоящее исследование проясняет, как мухи выясняют, куда они направляются в данный момент. В будущих исследованиях будет изучено, как эти насекомые отслеживают направление своего движения с течением времени, чтобы узнать, где они в конечном итоге оказались. «Основной вопрос заключается в том, как мозг интегрирует сигналы, связанные с направлением и скоростью движения животного, с течением времени, чтобы сформировать воспоминания», — говорит Люу. «Исследователи могут использовать наши результаты в качестве платформы для изучения того, как рабочая память выглядит в мозгу».

Выводы могут иметь значение и для болезней человека. Поскольку пространственная путаница часто является ранним признаком болезни Альцгеймера, многие нейробиологи заинтересованы в том, чтобы понять, как мозг создает внутреннее ощущение пространства. «Тот факт, что насекомые с их крошечным мозгом точно знают направление своего движения, должен заставить исследователей искать подобные сигналы и аналогичные количественные операции в мозге млекопитающих», — говорит Маймон.

21/01/2022

14/01/2022

Что, если бы все насекомые Земли исчезли? 🐝❌🤔

"Фу... жук!" Это реакция многих людей, когда они чувствуют, как по ним ползет шесть лапок насекомого. Это отвращение прискорбно (хоть и заложено эволюцией на уровне инстинктов), поскольку подавляющее большинство насекомых не только совершенно безвредны, но и мы, люди, и большинство других сложных живых существ на планете были бы в ужасном состоянии без них.

«Если бы насекомые исчезли, мир развалился бы на части — здесь нет двух вариантов», — сказал Гогги Давидовиц, профессор кафедры энтомологии, экологии и эволюционной биологии Аризонского университета.

Правда, если бы насекомые исчезли, то бедствие болезней, распространяемых насекомыми, таких как малярия и лихорадка денге, которые заражают миллионы и убивают сотни тысяч людей в год, будет побеждено.

По данным Министерства сельского хозяйства США, фермерам также больше не нужно будет использовать инсектициды — только в Соединенных Штатах ежегодно используется более 500 миллионов фунтов химикатов — для защиты урожая от голодных насекомых-вредителей.

Тем не менее, эти достижения для человечества были бы бессмысленными, учитывая, что большинство из нас умрут от голода.

«Минусы намного перевешивают плюсы», — сказал Давидовиц.

Начнем с того, что примерно 80% всей растительной жизни в мире составляют покрытосеменные, или цветковые растения . Для размножения эти растения должны иметь физический перенос пыльцы с мужских тычинок на женские пестики внутри цветка.

В редких случаях помогают ветер, вода или животные, такие как птицы и летучие мыши. Но подавляющее большинство работы по опылению выполняют насекомые, в том числе пчелы, жуки, мухи и бабочки. «Без опылителей, — сказал Давидовиц, — большинство растений на планете исчезнет».

В этом сценарии апокалипсиса насекомых, мир не просто станет менее зеленым местом. От 50% до 90% рациона человека как по объему, так и по калориям, в зависимости от страны, составляют непосредственно покрытосеменные.

К покрытосеменным растениям относятся основные злаки, такие как рис и пшеница, а также фрукты и овощи. Кроме того, цветущие растения косвенно доставляют пищу в наши желудки, составляя рацион животных, которых мы едим, от коров до кур и даже большинства пресноводных рыб.

«Большая часть нашей пищи зависит от насекомых», — сказал Давидовиц. «Если насекомые исчезнут, многие млекопитающие и птицы тоже исчезнут, потому что, если у вас нет насекомых-опылителей, даже у тех животных, которые не едят насекомых, не будет фруктов и листвы. Это действительно имеет эффект домино».

Самое неприятное ещё впереди: все получившиеся мертвые деревья и трупы животных — в том числе и человеческие тела — будут существовать гораздо дольше, разлагаясь гораздо медленнее, чем в мире, кишащем насекомыми. Это потому, что насекомые, наряду с бактериями и грибками, служат основными разлагателями органического материала, от опавших листьев до трупов. Без насекомых мир был бы завален трупами.

Добавляя поэтический штрих к ветхости, мед и шелк — два самых ценных вещества в истории человечества, прославляемые в древних стихах и на протяжении столетий торговли — больше не будет, поскольку оба являются продуктами насекомых.

Кроме того, глобальное изменение климата нарушает тонкую синхронность вылупления насекомых и цветения цветов весной. Пропуская друг друга в критические недели, цветы, которые распускаются слишком рано или слишком поздно, остаются неоплодотворенными, а их преданные опылители голодают. Например, исследование, опубликованное в 2014 году в журнале Current Biology , показало, что орхидея паук и ее опылитель, пчела-минер, не синхронизируются с изменением климата, из-за чего пчела появляется слишком рано в цветочном цикле.

В целом, для многих насекомых сейчас трудные времена, что дает нам представление о том, какой была бы жизнь в их отсутствие. «Это не абстрактный мыслительный процесс, — сказал Давидовиц. «Это, увы, реальность».