Аквариум и его обитатели

Данио рерио чувствительны к яркости и контрастности визуальных объектов!

IgROCK — Wed, 11 Jan 2012 16:24:03 GMT

Скорость обработки информации нейронами мозга – главный фактор, обеспечивающий выживание. Проголодавшимся рыбам требуется всего доли секунды, чтобы увидеть, отследить и броситься на добычу. Те же самые реакции помогают человеку заниматься спортом и вообще жить в мире, полном опасностей и возможностей. Благодаря рыбкам данио рерио (Danio rerio) американским ученым удалось лучше разобраться в данном процессе. Оптические участки мозга получают зрительные сигналы с сетчатки, отфильтровывают их и тут же посылают в другие отделы мозга, которые контролируют движения тела.

Ученые обнаружили, что когда рыбы видят нечто, что напоминает добычу, выходные нейроны зрительного нерва сильно активируются и посылают сигналы, давая остальной части мозга толчок, чтобы побудить рыб к действию. Но когда в поле зрения большая рыба, которая не является потенциальной добычей, выходные нейроны реагируют слабо.

Проведенные исследования могут пролить свет на то, как мозг обрабатывает визуальную информацию. «Мы особенно чувствительны к высококонтрастным, движущимся объектам, которые заполняют только небольшую часть нашего поля зрения, - утверждают ученые. - Когда вы стоите на улице с оживленным движением и отслеживаете проезжающие автомобили, способность к управлению координацией движения глаз очень важна».

Чтобы узнать больше о потоке визуальной информации, ученые использовали генетически модифицированных рыбок, наблюдая за отдельными нейронами их мозга и выясняя, как они передают сигналы.

Когда рыбкам показывали видеосъемку, благодаря которой покрывалась большая часть их поля зрения, оптические нейроны в выходном часть посылали слабый сигнал к остальной части мозга. Ни еды, ни действий. Но когда рыбки смотрели фильм, движущиеся черные полосы, которые имитировали размер и скорость плавания добычи, такой как парамеции, активировался сигнал от нейронов.

Так как же оптическая часть мозга принимает визуальную информацию из сетчатки, что именно указывает на потенциальную добычу, и как полученный сигнал трансформируется в призыв к действию?

Биологи обнаружили, что фильм, стимулирующий все поле зрения, активизирует широкий спектр нейронов на входе оптической части мозга, в том числе множество тормозящих нейронов. Те в свою очередь заглушают сигнал, когда он проходит через глубокие участки мозга. К тому времени, как сигнал поступает на выход, он становится очень слабым. Торможение настолько доминирует, что убивает сигнал.

Но когда в поле зрения попадает крошечный движущийся объект, возбуждается значительно меньшее количество тормозящих нейронов. Это позволяет сигналу пройти оптические участки в значительной степени свободно.

Ученые протестировали функции тормозных нейронов, блокируя их и наблюдая, как это отражается на способности данио рерио поймать добычу. «Теперь мы знаем, что тормозящие нейроны имеют ключевое значение в данном процессе, потому что если мы вмешиваемся в их функции животное теряет способность охотиться», - говорят ученые.

По материалам www.underwatertimes.com

Улитки тоже умеют спать!

IgROCK — Wed, 11 Jan 2012 16:22:53 GMT

До сих пор считалось, что у брюхоногих моллюсков состояние сна вообще не наступает. Однако канадские ученые Ричард Стивенсон и Верн Льюис из Университета Торонто обнаружили, что большие прудовые улитки (Lymnaea stagnalis), содержащиеся в лабораторных аквариумах, проводят 10% времени в «спокойном» состоянии: прикрепляются к твердой поверхности и на некоторое время полностью замирают. Их мышцы расслабляются, а щупальца частично втягиваются в раковину. Проведя исследования, ученые установили, что улитки в это время не просто отдыхают, а именно спят.

Сон – периодически наступающее физиологическое состояние у человека и животных; характеризуется почти полным отсутствием реакций на внешние раздражения, уменьшением активности ряда физиологических процессов. Состояние сна наступает периодически в соответствии с внутрисуточным биоритмом активности-покоя.

Животные, которые спят, должны быть менее чувствительны к стимулирующим раздражителям. В качестве раздражителей исследователями был выбран раствор сахарозы (для возбуждения аппетита) и прикосновения металлическим стержнем (тактильный раздражитель). В результате реагирование на оба раздражителя было значительно ниже у спокойных улиток, чем у активных улиток. Однако тактильные раздражители вызвали более устойчивую защитную реакцию в улитках, находящихся в состоянии покоя.

«Это первое свидетельство сна у брюхоногих моллюсков», - говорит Стивенсон. Одновременно с тем удивительно, но в отличие от большинства животных, улитки не спят в какое-то определенное время каждый день. «Сонное» поведение изменяется в течение двух-трех дней. В связи с этим ученые предполагают, что улитки так и не выработали жесткий контроль цикличности сна. Возможно потому, что такой глубокий отдых им требуется в крайне малых количествах.

Результаты исследований канадских ученых прокомментировал Юэн Браун – сотрудник Зоологической станции Антона Дорна (Италия). Он считает, что «простой вид сна, который присущ улиткам, может дать понимание истории раннего эволюционного развития данного физиологического состояния, и что животные с наиболее психически требовательным образом жизни впоследствии развили и более сложные способы контроля цикличности своего сна».

По материалам www.newscientist.com

Химические подсказки ухаживания рыб!

IgROCK — Wed, 11 Jan 2012 12:28:56 GMT

Совместные исследования американских ученых установили, что самцы рыб все же используют химические сигналы в моче, чтобы вызвать сексуальную реакцию у плывущих ниже по течению самок. В ходе изучения было обнаружено, что меченосцы выпускают феромоны вместе с мочой в присутствии самок. И это является проявлением ухаживания. В процессе эволюции самцы научились контролировать освобождение феромонов в зависимости от времени и пространственного окружения. Сделанные выводы вступают в противоречие с предположением, что феромоны самцов рыб высвобождаются пассивно, учитывая, что у большинства рыб отсутствуют специализированные запаховые железы и не наблюдается поведение маркировки запахом.

Команда ученых изучала выловленных из дикой природы взрослых особей меченосцев для определения, используют ли рыбки феромоны в качестве формы общения. Биологи делали самцам рыб инъекции красителя флуоресцеина для визуализации мочи, а потом запускали испытуемых в аквариум. В итоге исследователи смогли определить, что самцы испражняются более часто в присутствии самок, чем когда самки вообще отсутствовали. В дикой природе самцы во многом ведут себя так же, но если находятся выше по течению, чтобы распространить свой аромат, дабы он был обнаружен самками, плавающими ниже по течению.

«Полученные результаты показывают, что самцы меченосцев использовали химические вещества в моче в качестве сигналов к спариванию, - говорят учение. - Таким образом, мы уверены, что водные виды животных, в частности и позвоночные, могут точно контролировать выброс химических сигналов точно так же, как млекопитающие, которые помечают территорию или рекламируют свое репродуктивное состояние, например».

Изучение химических сигналов рыб имеет жизненно важное значение не только для понимания аналогичных видов общения, но и потому, что информация может свидетельствовать о нескольких экологических факторах, которые могут оказаться полезными в будущем. Например, любой объем загрязнения способен нарушить коммуникации в рамках вида, тем самым вмешиваясь в процессы ухаживания и спаривания, что, в конечном счете, повлияет на воспроизводство водных обитателей.

Источник: www.sciencedaily.com