Открытия в зоологии 20 века. Открытия в зоологии
Аристотель
(384-322 гг. до н.э.). Древнегреческий философ и учёный. Ученик Платона. Воспитатель Александра Македонского. Основал в 335 до н. э. Ликей (Лицей). Жил в основном в Афинах. Создатель формальной логики и зоологии.
Описал 520 видов животных и создал первую классификацию: 1. животные с кровью – это млекопитающие, птицы, амфибии и рептилии, китообразные, рыбы; 2. животные без крови – Головоногие, ракообразные, иглокожие и раковинные моллюски, насекомые.
Основные труды: «История животных», «Возникновение животных», «О частях животных».
Карл Линней
(1707-1778) Шведский врач, натуралист, академик, автор классификации растительного и животного мира. Родился в семье священника. В 1729 году познакомился с У. Цельсием, сыгравшим важную роль в становлении Линнея как ботаника. Работал врачом, преподавателем, председателем Королевской академии наук, профессором в Уппсальском университете. В 1750 году стал ректором университета. В 1761 году получил статус дворянина.
Основная работа «Система природы». Животных он делил на 6 классов: млекопитающие, птицы, гады, рыбы, насекомые и черви.
Луи Бюффон
(1707-1788) Родился в семье советника парламента в Дижоне. Получил хорошее образование. Много путешествовал. В конце жизни был посвящен в графы. Занимался минералогией, геологией, ботаникой и зоологией.
В работе «Теория Земли» (1749) выдвинул гипотезу образования земного шара как осколка, оторванного от Солнца.
В «Естественной истории животных» (36 томов, 1749 – 1983) рассмотрены млекопитающие, птицы и большая часть рыб. В ней он описал много видов животных и выдвинул положение о единстве растительного и животного мира. Высказывал прогрессивные идеи об изменяемости видов под влиянием условий среды (климата, питания и т.д.).
Жорж Кювье
(1769-1832) Французский зоолог, реформатор сравнительной анатомии, палеонтологии и систематики животных, иностранный почетный член Петербургской АН (1802). Родился в семье офицера. Ввел понятие типа в зоологии. Установил принцип «корреляции органов», на основе которого реконструировал строение вымерших животных. Не признавал изменяемости видов. Выдвинул теорию катастроф.
После окончания университета работал домашним учителем, преподавал в Сорбонне, был избран членом французской академии, пэром Франции.
У животных выделил 4 типа строения: позвоночные, членистые, мягкотелые и лучистые. Основной труд – «Царство животных» (3 тома), где было подробно описано анатомическое строение животных.
Анри Бленвиль (1777-1850) Французский зоолог и анатом, иностранный член-корреспондент Петербургской АН (1840). Профессор анатомии и зоологии Парижского университета (1812), профессор Музея естественной истории (1830), преемник Ж. Кювье по кафедре сравнительной анатомии (1832).
Основные труды по систематике животных. Предложил термин «тип». Окончательно отделил группу земноводных от пресмыкающихся, разделил млекопитающих на птицеутробных (однопроходные), двуутробных (сумчатые) и одноутробных (плацентарные).
Этьен Жоффруа Сент-Илер
(1772-1844) Французский зоолог, эволюционист, один из предшественников Ч. Дарвина. Развивал учение о единстве плана строения всех животных, которое объяснял общностью их происхождения; утверждал медленность и постепенную непрерывность изменений в природе. Исследовал систематику млекопитающих. Положил начало экспериментальной тератологии (изучение уродств и аномалий развития) и учению об акклиматизации животных.
Жан Батист Ламарк
(1744-1828) Французский естествоиспытатель, создатель первой целостной теории эволюции. Основоположник зоопсихологии. Ввел термин «биология». Основатель палеонтологии беспозвоночных. Разделил царство животных на позвоночных и беспозвоночных. Принимал самозарождение. Полагал, что животное царство развилось из двух исходных точек: глистов и инфузории.
Родился в обедневшей дворянской семье. Во время Семилетней войны служил в армии. До революции работал хранителем гербария в Королевском саду, после – заведовал зоологической кафедрой.
Основные труды: «Флора Франции» (3 тома, 1778), «Система беспозвоночных животных» (1801), «Философия зоологии» (1809), «Естественная история беспозвоночных» (7 томов, 1815-1822).
В 1818 Ламарк ослеп. Умер он в нищете.
Ученые, изучавшие животных на территории России
Карл Максимович Бэр (1792-1876) Естествоиспытатель, основатель эмбриологии, один из учредителей Русского географического общества, академик Петербургской АН. Родился в Эстляндии. Работал в Австрии и Германии (1829-30) и с 1834 – в России. Открыл яйцеклетку у млекопитающих, описал стадию бластулы; изучил эмбриогенез цыпленка. Установил сходство эмбрионов высших и низших животных.
Имел дворянское происхождение. Изучал медицину. Затем увлекся наукой, начал преподавать.
Исследовал Новую Землю, Каспийское море.
Основной труд: «Истории развития животных» (1828).
Илья Ильич Мечников
(1845 – 1916)
Российский и французский биолог (зоолог, эмбриолог, иммунолог, физиолог и патолог). Один из основоположников эволюционной эмбриологии, первооткрыватель фагоцитоза, создатель сравнительной патологии воспаления, фагоцитарной теории иммунитета, основатель научной геронтологии.
Родители – помещики Харьковской губернии. Окончил Харьковский университет (1864), специализировался в Германии и Италии. Защитил магистерскую (1867) и докторскую (1868) диссертации в Петербургском университете. Профессор университета в Одессе (1870-1882). В 1887 переехал в Париж. Почётный член Петербургской АН (1902). Лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины (1908).
Константин Иванович Скрябин (1878-1972) Русский биолог, основатель гельминтологии, академик, Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской и Сталинских премий.
Работал ветеринарным врачом в Средней Азии, затем в Петербурге, Новочеркасске, Москве.
Область исследований - морфология, биология, филогения, систематика, экология, эпизоотология и эпидемиология гельминтозов.
Руководил более 300 экспедициями. Разрабатывал комплекс оздоровительных мероприятий в медицине и ветеринарии.
Лев Александрович Зенкевич
(1889 – 1970)
Выдающийся российский океанолог, зоолог и гидробиолог, создатель отечественной биологической океанологии, действительный член Академии наук СССР, лауреат Государственной премии, почетный член Географического общества.
Родился в г. Цареве Астраханской губернии в семье ветеринарного врача. Окончил Оренбургскую классическую гимназию, МГУ. С 1948 года заведующий лабораторией бентоса Института океанологии. С 1930 по 1970 гг. возглавлял кафедру зоологии беспозвоночных МГУ. Награжден многими орденами и медалями.
Автор многих работ по океанологии.
Меркурий Сергеевич Гиляров
(1912-1985) Российский зоолог, создатель почвенной зоологии, академик АН СССР (1974). Основные труды по эволюции членистоногих, зоологическим методам диагностики почв, роли беспозвоночных в почвообразовании, закономерностям естественного отбора.
Лауреат трех Государственных премий СССР, награжден несколькими орденами и медалями.
Иванов Артемий Васильевич
(1906-1992) Российский зоолог, академик РАН (1991; академик АН СССР с 1981). Основные труды по морфологии, эмбриологии и эволюции беспозвоночных (моллюски, черви и др.). Открыл и исследовал новый тип животных – погонофор, установил новый класс плоских червей – удонеллид. Лауреат Ленинской премии (1961).
Николай Николаевич Плавильщиков (1892 – 1962) Российский зоолог, популяризатор науки, энтомолог, крупнейший в мире специалист по систематике и фаунистике жуков-усачей, профессор.
Работал в Зоологическом музее МГУ. Написал несколько научно-популярных книг.
Наиболее значимый труд – составление нескольких томов «Фауны СССР».
Степан Петрович Крашенинников
(1711 – 1755) Русский ботаник, этнограф, географ, зоолог, путешественник, исследователь Сибири и Камчатки.
Родился в Москве в бедной семье солдата. Однако смог получить хорошее образование. Стал первым русским профессором натуральной истории и ботаники Академии наук (1750). Ректор Университета Академии наук и инспектор Академической гимназии (1750).
Несколько лет провел в экспедиции по Сибири и Камчатке. Книга «Описание земли Камчатки» вышла уже после его смерти.
Георг Вильгельм Стеллер
1709 – 1746
Немецкий естествоиспытатель, адъюнкт натуральной истории и ботаники. Работал по контракту в Петербургской Академии наук. Врач, геолог и натуралист Второй Камчатской экспедиции В.Беринга (1737-1742). Первый европейский исследователь природы Камчатки и северо-западной части Америки.
Считается первым белым человеком, ступившим на землю Аляски.
Иоганн Георг Гмелин
(1709 – 1755)
Немецкий естествоиспытатель на русской службе, врач, ботаник, этнограф, путешественник, исследователь Сибири и Урала, адъюнкт химии и натуральной истории Петербургской Академии наук, профессор, действительный член Петербургской Академии наук.
Натуралист академического отряда I Академической Экспедиции (1733-1743) - Второй Камчатской экспедиции.
По результатам исследований в Сибири изданы книги «Флора Сибири» (1747-1769) в 4-х томах на русском языке, где описаны 1178 видов произрастающих в Сибири растений, и «Путешествие по Сибири» в 4-х томах на немецком языке.
Академик и почётный член Стокгольмской Академии наук.
Иван Иванович Лепёхин
(1740 –1802)
Российский путешественник, естествоиспытатель и лексикограф. Академик Петербургской Академии наук (1771).
Учился в академической гимназии, затем изучал медицину в Страсбургском университете (окончил в 1767 со степенью доктора медицины). Вернувшись в Петербург, был определён адъюнктом, а с 1771 академиком по естественным наукам.
Участвовал во многих научных экспедициях по Уралу, Поволжью, Западной Сибири, по русскому Северу, западным российским губерниям России и др.
Пе́тер Симо́н Палла́с
(1741-1811) Немецкий и русский учёный-энциклопедист, естествоиспытатель, географ и путешественник. Прославился научными экспедициями по территории России во второй половине XVIII века, внёс существенный вклад в мировую и российскую науку – биологию, географию, геологию, филологию и этнографию.
Родился в Берлине в семье врача. Учился в университетах Галле, Гёттинга, Лейденаский университет. В 1767 года прибыл в Россию для работы в качестве адъюнкта Петербургской Академии наук. Руководил экспедицией в Поволжье, на Урал, в Западную Сибирь, Алтай, Байкал и Забайкалье и другие регионы. Был собран уникальный материал по зоологии, ботанике, палеонтологии, геологии, физической географии, экономике, истории, этнографии, культуре и быту народов России.
Паллас открыл и описал много новых видов животных (425 видов птиц, 240 видов рыб, 151 вид млекопитающих, 21 вид гельминтов и др.)
Николай Михайлович Пржевальский
(1839 – 1888) Российский путешественник и натуралист. Предпринял несколько экспедиций в Центральную Азию. В 1878 году избран почётным членом Академии наук. Генерал-майор.
Родился в Смоленской области в семье отставного поручика. После окончания гимназии пошел на военную службу.
Совершил несколько экспедиций по Уссурийскому краю и Центральной Азии. Им был открыты новые виды животных: дикий верблюд, лошадь Пржевальского, тибетский медведь и др., также собраны громадные зоологические и ботанические коллекции.
В 1888 году во время экспедиции заразился брюшным тифом и умер.
Николай Михайлович Книпо́вич
(1862 –1939)
Российский зоолог, член-корреспондент (1927) и почётный член (1935) Академии наук СССР. Обучался в Санкт-Петербургском университете. Изучал фауну и физическую географию морей. Руководил экспедицией на Мурманский берег.
Сайт: |
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-1.jpg" alt=">Открытия в зоологии. ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-2.jpg" alt=">Зоология – биологическая наука, изучающая представителей царства животных. Зоология изучает физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию,"> Зоология – биологическая наука, изучающая представителей царства животных. Зоология изучает физиологию, анатомию, эмбриологию, экологию, филогению животных. Основные дисциплины зоологии, выделяемые по задачам исследования: Систематика животных. Морфология животных. Эмбриология животных. Физиология животных. Этология животных. Экология животных. Зоогеография животных.
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-3.jpg" alt=">Основание зоологии. Аристотель IV в до н. э. "> Основание зоологии. Аристотель IV в до н. э. Животные без крови (беспозвоночные) Животные имеющие кровь (позвоночные)
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-4.jpg" alt=">Плиний Старший (23 -79 гг. н. э.) «Естественная история» ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-5.jpg" alt="> Леонардо да Винчи (1452 - 1519) Явление гомологии (кости"> Леонардо да Винчи (1452 - 1519) Явление гомологии (кости ног человека и лошади)
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-6.jpg" alt=">Конрад Геснер (1516 -1565) «История животных» Попытка системотезировать растения ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-7.jpg" alt=">Уильям Гарвей (1578 -1657) «Анатомическое исследование о движении сердца и "> Уильям Гарвей (1578 -1657) «Анатомическое исследование о движении сердца и крови у животных» (1628)
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-8.jpg" alt=">Антон Левенгук (1632 -1723) Кровяные тельца и капиляры Открытие "> Антон Левенгук (1632 -1723) Кровяные тельца и капиляры Открытие простейших
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-9.jpg" alt=">Роберт Гук (1635 -1703) «Микро-графия» ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-10.jpg" alt=">Джон Рей (1628 -1705) «Систематический обзор животных» ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-11.jpg" alt="> Карл Линней (1707 -1778) «Система природы» 6 классов Бинарная номенклатура">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-12.jpg" alt="> Жорж Кювье (1769- 1832) Учение о корреляцих Основа сравнительной анатомии"> Жорж Кювье (1769- 1832) Учение о корреляцих Основа сравнительной анатомии животных Основоположник палеонтологии
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-13.jpg" alt=">Анри Бленвиль 1825 ввёл в систему понятие «тип» ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-14.jpg" alt=">Жорж Бюффон (1707 -1788) «Естественная история» Изменение организмов под влиянием внешней"> Жорж Бюффон (1707 -1788) «Естественная история» Изменение организмов под влиянием внешней среды Рудиментальные органы
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-15.jpg" alt=">Жан Батист Ламарк (1744 - 1829) Впервые ввел в употребление термины «беспозвоночные»"> Жан Батист Ламарк (1744 - 1829) Впервые ввел в употребление термины «беспозвоночные» и «позвоночные животные» «Естественная история беспозвоночных животных» «Философия зоологии» Ламарк считал, что организмы меняются под прямым воздействием среды и приобретенные признаки наследуются, однако ему была чужда идея естественного отбора
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-16.jpg" alt=">Рулье Карл (1814 -1858) Сравнительно- исторический метод исследования Зоопсихология ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-17.jpg" alt=">Карл Бэр (1792 -1876) «История развития животных» Эмбриология животных «закон"> Карл Бэр (1792 -1876) «История развития животных» Эмбриология животных «закон Бэра» Учение о зародышевых листках
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-18.jpg" alt=">М. Шлейден (1804 -1881) и Т. Шванн (1810 -1882) Создатели клеточной теории ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-19.jpg" alt=">Чарльз Дарвин (1809 -1882) «Происхождение видов» Тщательное изучение и описание морских"> Чарльз Дарвин (1809 -1882) «Происхождение видов» Тщательное изучение и описание морских беспозвоночных
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-20.jpg" alt=">Э. Геккель (1834 -1919) и Ф. Мюллер (1821 -1897) «Биогенетический закон» (онтогенез повторяет филогенез)">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-21.jpg" alt=">А. О. Ковалевский (1840 - 1901) и И. И. Мечников (1845 -1916)"> А. О. Ковалевский (1840 - 1901) и И. И. Мечников (1845 -1916) Филогенетическая теория зародышевых листков
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-22.jpg" alt=">Н. А. Северцов (1827- 1885) Основа экологической зоогеографии ">
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-23.jpg" alt=">Новейшие открытия и исследования Владимир Демихов Эксперимент В 1954 году"> Новейшие открытия и исследования Владимир Демихов Эксперимент В 1954 году Владимир Демихов пересадил голову, плечи и передние лапы щенка на шею взрослой немецкой овчарки. Животным соединили кровеносные сосуды, создали общий круг кровообращения. У маленькой собаки, кроме того, были удалены сердце и легкие, так что она жила за счет дыхания и кровообращения большой собаки. На кинопленку был заснят момент, когда обе головы собаки одновременно лакали молоко из миски. Потом они играли, голова большой собаки все время пыталась цапнуть трансплантированного щенка за ухо. Этот эксперимент казался жестоким. Но он открывал путь к медицинской пересадке органов. Знаменитый хирург Кристиан Бернард, первым пересадивший сердце от человека к человеку, опирался на эксперименты Демихова и считал его своим учителем.
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-24.jpg" alt=">Хосе Дельгадо Эксперимент Середина 60 -х. Ферма в испанской провинции Кордова. На "> Хосе Дельгадо Эксперимент Середина 60 -х. Ферма в испанской провинции Кордова. На арене бык по кличке Лусеро, весом в четверть тонны. Сначала он пытается атаковать матадора, тот уворачивается. Потом на поле появляется человек в белом халате, который нажимает на кнопку пульта. Тут же боевой бык начинает вести себя, как испуганный щенок – отскакивать в сторону, прижиматься к ограде арены. Человеком в белом халате был Хосе Дельгадо, который перед этим вживил в голову быку специальный чип – стимосивер (от «stimulation receiver» – стимулирующий приемник радиосигналов). Этот чип воздействовал на определенные зоны мозга животного и подавлял его агрессию.
Src="https://present5.com/presentation/1/-101351652_419119677.pdf-img/-101351652_419119677.pdf-25.jpg" alt=">Голый землекоп Социальная система наподобие общественных насекомых Не стареют"> Голый землекоп Социальная система наподобие общественных насекомых Не стареют Не болеют раком
История отечественной зоологии
Одна из основных задач зоологии – составление и описание естественной системы животного мира. Многие поколения ученых и натуралистов-любителей трудились над созданием современной систематики, без которой невозможно ни представление о биологическом разнообразии, ни понимание общих закономерностей функционирования живых организмов. И биохимик, и физиолог, и генетик, и эколог, связанные в своей работе с животными, могут интерпретировать результаты экспериментов или наблюдений, лишь четко представляя себе место объектов их исследований в общей системе органического мира. Клетки и субклеточные структуры, ткани и органы также принадлежат конкретным организмам, представителям того или иного вида. От того, насколько исследователь представляет себе положение этого вида в системе животного царства, знает о степени универсальности изучаемых признаков (а по ним определяется и степень родства), зависит и уровень обобщения результатов, и их прогностическая ценность.
Но и простой любитель природы при желании узнать побольше о том или ином животном, будь то аквариумная рыбка, певчая птичка или неизвестное насекомое, губящее урожай на садовом участке, неизбежно должен коснуться вопроса систематики: узнать, как называется это животное и по каким признакам оно отличается от других сходных, видов. И если он не хочет ограничиваться названиями типа «пестрогрудка» или «краснохвостка», то придется обратиться к определителям, справочникам, атласам, мнению специалистов. Тогда выяснится, что у данного вида животных есть научное имя, присвоенное ему первоописателем, и место в общей системе, отражающее степень родства и уровень эволюционного развития.
Несмотря на многовековую историю развития систематики животных, универсальные, международные правила зоологической номенклатуры, как это ни странно, были узаконены сравнительно недавно, в конце XIX – начале XX в. Совершенствование и уточнение Кодекса зоологической номенклатуры продолжается до настоящего времени.
Из шести основных видовых номенклатурных позиций (родовое латинское название, собственно видовое название, автор первоописания, год публикации первоописания, библиографическая ссылка, место находки типового экземпляра) четыре последних тесно связаны и с историей зоологии. При этом речь идет не только о борьбе за приоритет первооткрывателя или об оценке вклада отдельного исследователя в общую копилку зоологических знаний. Открытия новых видов животных продолжаются. Особенно много находок ждет ученых в мире беспозвоночных. Но и среди позвоночных ежегодно описывается около 100 новых видов рыб, обнаруживаются новые виды птиц и млекопитающих. Совершенствование биохимических, генетических, эколого-физиологических, этологических методов современной систематики приводит к открытию видов-двойников, трудно различимых на основе традиционных – морфологических – признаков. И во всех случаях обнаружения новых видов требуется провести их сравнение с близкородственными, уже известными животными, т.е. обратиться к истории зоологии.
Среднеазиатский тигр. Рисунок Н.А. Северцова
Как бы не стремилась наука к объективности и универсальности полученных знаний, она тесно связана с историей отдельных научных школ, культурой и теми общественными условиями, в которых работают ученые. Часто важную роль играют обстоятельства, при которых было сделано описание нового вида, и даже личность первоописателя. Не менее существенным может оказаться общественно-исторический контекст, окружавший работу того или иного ученого, преемственность зоологических знаний.
Становление отечественной зоологической школы шло в русле развития мировой науки, но при этом определились и некоторые своеобразные черты: специфические объекты долговременных исследований, традиционные формы, методы, темы и районы зоологических работ, связи науки с образованием и практической деятельностью.
Российская зоология всегда была тесно связана с вопросами охотничьего и рыбного хозяйства, проблемами рационального промысла, разработкой мер по охране природных ресурсов. На протяжении нескольких столетий отечественные зоологи неоднократно обращались к изучению бобра и соболя, кабарги и выхухоли, зубра и бурого медведя, мамонта и стеллеровой коровы. Из птиц традиционными объектами стали хищные и гусеобразные нашей фауны, из рыб – осетровые и лососевые.
Своеобразный длительный и славный путь был пройден российскими зоологами-педагогами: от «Начертания естественной истории» В.Ф. Зуева (1786) – первого отечественного учебника зоологии, до таких книг, как, например, трехтомник «Систематика млекопитающих» В.Е. Соколова (1975–1979), двухтомной «Зоологии позвоночных» Н.П. Наумова и Н.Н. Карташева (1979), «Общей орнитологии» В.Д. Ильичева, Н.Н. Карташева и И.А. Шилова (1982) и целого ряда более поздних изданий.
Наконец, наше государство (в границах существовавшего СССР) обладало видовым разнообразием млекопитающих, птиц и рыб, составляющим почти 10% от разнообразия мировой фауны в каждом из этих классов. Открытие (в том числе новых для науки видов) и изучение этого разнообразия стало делом жизни нескольких поколений зоологов отечественных научных школ. Работа эта продолжается и в настоящее время.
Значение изучения истории отдельных национальных научных школ подчеркивал российский зоолог конца XIХ в. А.П. Богданов, когда писал в 1885 г.: «Действительность же у разных культурных народов во многом, а в особенности в частностях миросозерцания и практических нужд, весьма различна, а потому и частные синтезы научных фактов необходимо будут тоже различны в разных странах и имеют свой особенный, присущий им, частный характер. Это подтверждается тем, что историю науки в каждой стране может написать только сын ее, а не пришлый гость, не переживший в душе своей нравственную и умственную борьбу при историческом развитии ее племенных идеалов жизни и культуры, которые для всесторонности человеческого развития не могут и не должны облекаться в одну общемундирную, казенно-европейскую форму».
Стеллерова корова, сивуч и морской котик – рисунок со старинной карты
Однако до сих пор, несмотря на неоднократные попытки, мы не имеем полного изложения отечественной зоологии. Множество уникального, неизвестного науке материала хранится в государственных архивах и частных собраниях. Нами были подготовлены два обзора литературы, касающейся истории отечественной зоологии в целом и ее отдельных отраслей (Шишкин, 1998, 1999). Из более поздних работ по указанной теме упомянем сводки «Московские орнитологи» (1999) и «Московские териологи» (2001), а также первый том из новой серии «Руководство по зоологии» – «Протисты, часть I» (2000) с вступительными статьями, посвященными истории зоологии, в том числе российской* .
Мы также предложили периодизацию истории отечественной зоологии, выделив в ее развитии шесть этапов. На первом из них, «предварительном », был накоплен и обобщен (в немногих письменных источниках, а преимущественно – в устной традиции) многовековой опыт русского народа в постижении природы и своего места в ней, использовании разнообразных природных ресурсов, в том числе представителей животного мира. Освоение Сибири, например, шло не только под знаком открытия новых земель, важное значение имел поиск новых запасов, как тогда говорили, «мягкой рухляди» (т.е. меха соболя и других пушных зверей) и «рыбьего зуба» (клыки моржей, бивень нарвала). Сохранившиеся тексты тех времен содержат десятки русских названий рыб, птиц и зверей.
Однако к концу XVII в. европейская наука достигла таких значительных успехов, в том числе и в области зоологии (достаточно упомянуть работы В.Гарвея, А.Левенгука, Д.Рея), что потребовались революционные преобразования государственного устройства, выполненные Петром I и его сподвижниками, чтобы в России возник особый научный центр, где могли бы работать не только приглашенные западные специалисты, но и постепенно формировалась бы отечественная школа естествоиспытателей. Петр I и сам интересовался зоологией, собирал коллекции. Созданная в 1724 г. Академия наук в С.-Петербурге знаменует начало следующего этапа в развитии российской зоологии – «академического ».
Академия сразу же включилась в процесс изучения природных ресурсов страны, ее животного и растительного мира. Те времена отмечены двумя грандиозными экспедициями: Великой Северной, или 2-й Камчатской, экспедицией (1733–1743), в которую был включен отдельный академический отряд, и великими академическими экспедициями (1768–1774) эпохи Екатерины II.
Основными результатами Великой Северной экспедиции стали не только беспрецедентные по широте охвата географические описания (с картированием) побережий империи от Беломорья до Аляски и Сахалина, но и ряд монографий, написанных участниками академического отряда: Г.Ф. Миллером, И.Г. Гмелиным, Г.В. Стеллером и С.П. Крашенинниковым. Степан Петрович Крашенинников, первый русский академик биолог, дал в своей знаменитой книге о Камчатке (1755) первое для нашей страны описание региональной фауны. Работы Крашенинникова выходят за рамки одной научной дисциплины. Взятый в экспедицию в качестве академического студента, он, занимаясь в пути изучением естественной истории и другими науками под руководством Гмелина и Миллера, удивительно быстро сформировался в самостоятельного исследователя. Сопоставляя значение Крашенинникова и Ломоносова в истории отечественной науки, академик Вернадский писал: «1737 год, когда Крашенинников отправился самостоятельным ученым на Камчатку, есть памятный год в истории русской культуры. Это было первое начало самостоятельной исследовательской научной работы русского общества. В этом году Вольф писал в Академию наук барону Корфу: «Виноградов и Ломоносов начинают уже говорить по-немецки и довольно хорошо понимают то, о чем говорится... Стали они также учиться рисованию, которое им пригодится как в механике, так и в естественной истории. Зимою они будут слушать экспериментальную физику...» Два первых русских натуралиста одновременно входили в новую жизнь: один – в безлюдье девственной природы Камчатки, другой – в реформированном университете Марбурга. Когда в 1743 г. Крашенинников вернулся в Петербург, он застал в нем Ломоносова в полном расцвете научной работы и научных планов. С появлением Крашенинникова и Ломоносова подготовительный период в истории научного творчества русского народа кончился».
К сожалению, большая часть новых животных, открытых участниками академического отряда (Гмелиным, Стеллером, Крашенинниковым), не сохранила приоритета описаний, выполненных их авторами, так как по правилам зоологической номенклатуры отсчет валидных (т.е. соответствующих этим правилам) названий начинается с 1758 г. – времени выхода десятого издания «Системы природы» К.Линнея.
Удачливее в этом отношении были участники Великих академических экспедиций 1768–1774 гг., проводившие свои исследования на территории от Причерноморья до Забайкалья: П.С. Паллас, И.И. Лепехин, С.Г. Гмелин, И.А. Гильденштедт, И.Г. Георги. Особенно велик вклад П.С. Палласа. В своем выдающемся итоговом труде «Зоогеография Россо-Азиатика» он дает описание 151 вида млекопитающих, 425 видов птиц, 11 видов амфибий, 41 вид рептилий, 241 вид рыб. Значительное число из них было описано Палласом впервые. К сожалению, этот труд, за исключением небольших фрагментов, до сих пор не переведен на русский язык.
Представления об изменяемости видов, эволюции живых существ были в этот период господства теологии редкостью (работы А.Каверзнева, К.Вольфа и др.). Гениальный Паллас, поддерживавший в начале своей научной деятельности идею эволюции, позднее высказывался в пользу доминирующей доктрины о неизменности видов.
Если рассмотренный выше этап вполне заслуживает названия «академического», то следующий (от начала XIX в. до его средины) можно назвать «университетским ». Хотя и в академии со времен основания до начала XIX в. существовали свой университет и гимназия, дело подготовки научных кадров продвигалось медленно. Число же университетов в России в это время начало стремительно возрастать. В дополнение к старейшему, Московскому университету (1755), открываются университеты в Дерпте (1802), Вильно (1803), Казани (1805), Харькове (1805), Петербурге (1819), Киеве (1834). При университетах начинают организовываться музеи и кафедры натуральной истории, научные общества, например, старейшее из ныне существующих – Московское общество испытателей природы – МОИП (1805). Основателем его стал Г.И. Фишер, получивший позднее право называться Фишером фон Вальдгеймом, избранный почетным членом академии. Фишер известен также как основатель Зоологического музея Московского университета, автор многотомной «Российской энтомографии» и «Зоогнозии», включавшей обзор мировой териофауны. В «Ориктографии Московской губернии» Фишер выступает как первый отечественный палеонтолог, предпринимая попытку описания всех природных компонентов ограниченной территории. Позднее сходная концепция получила развитие в трехтомной сводке Э.А. Эверсмана «Естественная история Оренбургского края». Эверсман был соавтором Фишера по «Энтомографии», членом-корреспондентом Академии и профессором Казанского университета.
Вдохновленный идеями Ж.Кювье и личным знакомством с этим французским естествоиспытателем, Г.И. Фишер был активным пропагандистом сравнительно-анатомического метода в зоологических исследованиях. У Фишера можно обнаружить материалистические взгляды на эволюцию органического мира. Его ученик и младший коллега К.Ф. Рулье пошел дальше не только в обосновании изменяемости видов в историческом развитии (в т.ч. на основе палеонтологических свидетельств), но и в доказательстве необходимости дополнения сравнительно-анатомических исследований наблюдениями, как бы мы сейчас сказали, экологического и этологического характера. С Рулье связывают образование первой национальной зоологической школы, но это событие относится уже к следующему этапу.
Академия наук и в первой половине XIX в. продолжала вести экспедиционные исследования. Члены академии участвовали как в кругосветных экспедициях (начиная с первой российской, 1803–1806 гг.), так и в многочисленных научных путешествиях в российских пределах. Особенно богатые естественно-научные (в том числе и зоологические) сборы, кроме кругосветных плаваний, дали многолетние экспедиции Г.И. Лангсдорфа в Бразилию, И.Г. Вознесенского в Северную Америку и на Камчатку, А.Ф. Миддендорфа в Сибирь и на Дальний Восток, К.М. Бэра на Каспий, Г.И. Радде в Забайкалье и Амурский край.
В 1832 г. на базе старой Кунсткамеры создается зоологический музей академии, директором которого становится Ф.Ф. Брандт. За почти полувековой период научной работы в России академику Брандту удалось создать музей европейского уровня, опубликовать не одну сотню статей, среди которых выделялся целый ряд блестящих сравнительно-анатомических работ по нынеживущим и вымершим животным. Брандту принадлежат и важные первоописания рыб, птиц и млекопитающих российской и мировой фаун. Он первым начал издавать сводки по истории отечественной зоологии.
Наиболее известным из сложившегося в это время в академии «зоологического триумвирата» (Брандт, Бэр, Миддендорф) был, конечно, К.М. Бэр. И не только своими достижениями в области эмбриологии и антропологии, но и тщательными работами по изучению рыбных запасов России, опубликованными в многотомнике «Исследования о состоянии рыболовства в России».
Академик А.Ф. Миддендорф, младший соратник Брандта и Бэра, не только опубликовал многотомный отчет о своем сибирском путешествии, где особо выделяется часть «Сибирская фауна» с обилием экологических и зоогеографических наблюдений и построений, часто весьма современных. Занимаясь проблемой вида, его изменчивостью, в том числе и географической, Миддендорф ввел в музейную практику сбор серийных коллекций, утвердил современный тип подробной научной этикетки, что значительно увеличило объем, достоверность и разнообразие первичной информации.
Упомянутому «триумвирату» принадлежала и инициатива исследований об обстоятельствах вымирания животных по вине человека – работ, предвосхитивших мощное природоохранное направление отечественной зоологии.
К оценке эволюционных теорий, которые начали появляться к середине XIX в., Бэр, Брандт и Миддендорф относились сдержанно, больше полагаясь на авторитет Ж.Кювье, чем на энтузиазм Ж.Сент-Илера.
В 50–60-х гг. XIX в. в мире и России происходит целый ряд событий, которые не могли не отразиться на развитии науки, в том числе и зоологии. Накопленные предыдущими поколениями ученых данные привели к созданию теории эволюции, с материалистических позиций объясняющей развитие и многообразие форм жизни на Земле. Эволюционные воззрения стали появляться в сравнительно-анатомических, эмбриологических, палеонтологических, зоогеографических и других исследованиях. Начиналась специализация традиционной зоологии, зарождались генетика, экология, цитология и ряд других наук, расцвет которых наступит в XX в.
В России отмена крепостного права и некоторые другие социальные преобразования привели к демократизации многих форм общественной жизни, в том числе науки и образования. Этот период развития зоологии можно назвать «этапом научных обществ ». В дополнение к немногим уже существовавшим естественно-научным обществам (МОИП, Русское географическое общество и др.) возникают новые (например, 1859 г. – Русское энтомологическое общество, в 1863 г. – Общество любителей естествознания, антропологии и этнографии, при котором А.Н. Северцов начинает в 1916 г. издание Зоологического журнала).
На I съезде русских естествоиспытателей и врачей, организованном в 1867 г. во многом по инициативе К.Ф. Кесслера, зоолога и ихтиолога, принимается решение об учреждении при российских университетах научных обществ естествоиспытателей, аналогичных МОИПу, заметим – с государственным субсидированием! Такие общества возникли в Петербурге, Казани, Киеве, Харькове, Одессе, Екатеринбурге, Астрахани. К небольшой группе профессиональных ученых (главным образом из академии) присоединяется отряд университетских преподавателей, а также натуралисты-любители из различных слоев общества: от высшего дворянства до купцов и разночинцев.
В дополнение к продолжающейся экспедиционной деятельности (в этот период свои путешествия совершили Н.А. Северцов, А.П. Федченко, Н.М. Пржевальский, Н.Н. Миклухо-Маклай, И.С. Поляков и другие) начинают возникать первые биостанции: Севастопольская (1871), Соловецкая (1881), на Глубоком озере (1891) и т.д. Интенсивно изучается морская, а также пресноводная фауна, постепенно формируются основы гидробиологии. Исследователи наземных позвоночных публикуют специальные работы, посвященные группам видов, например, копытных, грызунов, отдельных семейств птиц. Предпринимаются попытки создания обобщающих сводок по рыбам, пресмыкающимся, птицам и млекопитающим, а также по некоторым отрядам насекомых. Появляются первые карты ареалов. Обсуждаются вопросы исторической смены и происхождения локальных фаун.
Российские естествоиспытатели с энтузиазмом восприняли теорию Дарвина (достаточно упомянуть Н.А. Северцова, С.А. Усова, братьев Ковалевских, И.И. Мечникова, К.А. Тимирязева, М.А. Мензбира) и не без успеха применили ее в эмбриологических, палеонтологических и сравнительно-анатомических исследованиях.
Экология в этот период оформилась как самостоятельная наука, пройдя в России путь от пионерной работы Н.А. Северцова до исследований М.Н. Богданова, А.А. Силантьева (зоологов), В.В. Докучаева, Г.Ф. Морозова и др.
Очковая гага. Из первоописания Ф.Ф. Брандта
В начале XX в. публикуют свои эволюционные исследования А.Н. Северцов и Н.К. Кольцов.
В период «научных обществ» происходит консолидация естествоиспытателей не только в России, но и во всем мире. В 1889 г. состоялся первый международный съезд зоологов. На Первом международном орнитологическом конгрессе (1884) председательствовал российский зоолог Г.И. Радде.
Для рассматриваемого этапа развития российской зоологии характерно также усиление прикладных и педагогических аспектов науки. Создаются учебники университетского типа как по зоологии, так и по сравнительной анатомии. Печатаются атласы, определители. Прикладная тематика охватывает проблемы охраны природы, акклиматизации животных и растений, разработку научных основ рационального рыболовства (включая рыборазведение) и охотничьего промысла, пчеловодства, шелководства и т.д. Ученые определяют наиболее эффективные способы борьбы с вредителями сельского хозяйства, занимаются научными вопросами селекции. Начинаются исследования в области эпидемиологии, зарождается медицинская зоология.
Русские зоологи стали осознавать себя единым коллективом исследователей, они заботятся о преемственности научной работы. А.П. Богданов начинает публикацию материалов по истории российской зоологии (вышло 4 тома), а Ф.П. Кеппен – «Библиотеку российской зоологии» (подробнее об этих и подобных изданиях см. наш обзор 1998 г.).
«Советский период » развития зоологии заслуживает отдельного сообщения, а может быть, и нескольких, учитывая возросшее в несколько раз число отечественных исследователей, специализированных зоологических и экологическийх учреждений (в том числе в системе Академии наук), оформившуюся значительную дифференциацию зоологических дисциплин, появление новых комплексных научных направлений. Наверное, должно пройти некоторое время, для того чтобы можно было получить достаточно объективную картину этого периода, взвесить все плюсы и минусы жесткого государственного регулирования науки (в нашем случае зоологии).
Мы решили предложить деление этого периода развития отечественной зоологии на два этапа. Первый, который можно назвать «институтским », начинается с 1917 г. и длится примерно до 1960-х гг. XX в. Второй, условно названный «координационным », – этап создания научных советов, специализированных научных обществ по отдельным зоологическим дисциплинам, координации международного сотрудничества. Он обозначился со второй половины XX в. и продолжается в какой-то степени до настоящего времени, несмотря на резкое изменение общественно-политических условий в нашей стране. Ограниченность объема газетной статьи не позволяет нам сколько-нибудь подробно рассмотреть особенности этих двух этапов. Заинтересованного читателя мы отсылаем к уже упоминавшейся нашей статье (Шишкин, 1999).
Краснозобая казарка. Рисунок из описания П.С. Палласа
Подводя итог краткому описанию развития отечественной зоологии, мы хотели бы подчеркнуть высокий патриотизм большинства российских зоологов (часто несмотря на заграничное происхождение – на первых этапах многие из ученых были выходцами из немецких земель), их преданность науке, желание донести собранные знания до широких масс населения. Жизнь и труды таких людей часто оказывались достойны не только сухого исторического обзора, но и пера романиста. Их заслуги, достижения, нравственные идеалы могут стать примером, достойным подражания, и иметь большое воспитательное значение.
Литература
Мазурмович Б.Н.
Выдающиеся
отечественные зоологи. – М.: Государственное
учебно-педагогическое издательство, 1960.
Московские орнитологи. – М.: Изд-во МГУ, 1999.
Московские териологи. – М.: Изд-во КМК, 2001.
Плавильщиков Н.Н.
Очерки по истории
зоологии.– М.: Учпедгиз, 1941.
Протисты: Руководство по зоологии. Ч. 1. – СПб.:
Наука, 2000.
Шишкин В.С.
К историографии отечественной
зоологии // Зоол. журн., 1998, т. 77, вып. 1.
Шишкин В.С.
Зарождение, развитие и
преемственность академической зоологии в России
// Зоол. журн., 1999, т. 78, вып. 12.
21.02.2012 | Научные открытия в зоологии и биологии. Февраль 2012
Зоологи открыли новые виды мельчайших рептилий
Группа немецких и американских учёных обнаружила на островах севера Мадагаскара четыре новых вида карликовых хамелеонов. Первооткрыватели считают, что эти ящерицы могут быть самыми маленькими рептилиями в мире.
Совсем юные особи вида Brookesia micra умещаются на спичечной головке (фото Jorn Kohler).
Как сообщает Wired, все новые виды относятся к роду Brookesia. Длина самой маленькой из новоявленных брукезий, названной B. micra, вместе с хвостом составляет 24 мм, и стало быть, это наименьший хамелеон на Земле. Особи трёх других видов не превышают в длину 29 мм.
Исследователи говорят, что представители новых видов внешне они очень похожи друг на друга, однако имеют замечательные генетические различия, судя по которым, можно сказать, что между появлением этих хамелеонов на Земле могли пройти миллионы лет.
Учёные отмечают, что все новые ящерицы имеют очень маленький ареал (он ограничивается несколькими квадратными километрами), и по этой причине хамелеоны находятся под угрозой вымирания вместе со своей крошечной средой обитания.
Самцы (слева) и самки (справа) новых видов. A и B - B. tristis. C и D - B. confidens. E и F - B. micra. G и H - B. desperata (фото Frank Glaw).
Так, B. micra живёт лишь на одном острове Nosy Hara, а виды B. desperata и B. tristis полагаются на небольшие лесные массивы, которые официально считаются заповедниками, но страдают от незаконной вырубки, а она в последнее время значительно возросла, частично в связи с политическим кризисом на Мадагаскаре. Зоологи сознательно дали видам кричащие о помощи названия: desperata означает отчаянный, а tristis - печальный. (В наименовании четвёртого вида, B. confidens, такого призыва нет.)
Портрет взрослого самца «отчаянного вида» B. desperata (фото Frank Glaw).
"Поразительные примеры миниатюризации и микроэндемизма" учёные описали в статье, опубликованной в свободном доступе журналом PLoS ONE.
Биологи обнаружили у дрозофил самолечение алкоголем
Если потенциальные жертвы этой осы, личинки плодовой мушки, приняли на грудь, агрессор не только провалит свой план, но и умрёт в страшных муках.
Как сообщает LiveScience, американские биологи из университета Эмори экспериментировали с чернобрюхой дрозофилой (Drosophila melanogaster). Личинки этих мушек питаются грибками и бактериями с гнилых плодов.
«По существу они живут в запое, - объясняет Шленке (Todd A. Schlenke). - Количество алкоголя в их естественной среде обитания может варьироваться от 5 до 15 процентов. Представьте себе, что весь ваш суточный рацион еды и питья состоит из 5-процентного спирта. Мы не смогли бы так жить, а у плодовых мушек действует хороший механизм детоксикации».
Однако некоторые дрозофилы могут сопротивляться осиному яду и иммунной реакцией бороться с яйцами ос. Клетки крови этих мушек испускают убийственные для яиц химические вещества.
«Между иммунной системой мушек и ядом осы идёт непрекращающаяся эволюционная битва. Любой новый механизм защиты дрозофил, как правило, распространяются путём естественного отбора», - комментирует Тодд Шленке, предположивший, что такой защитой для D. melanogaster может быть алкоголь.
Для проверки теории исследователи наполнили дрожжами чашку Петри. С одной стороны блюдца учёные подмешали 6-процентный спирт, а с другой — нет, после чего выпустили в чашки личинок дрозофилы и позволили им свободно перемещаться в любую сторону.
По прошествии 24 часов 80% инфицированных осами личинок оказались на «алкогольной стороне» блюдца, тогда как незаражённых в этом подобии бара было только 30%.
Между тем тех немногих ос, что покусились на «проспиртованных» личинок, ждала ужасная смерть. «Во многих случаях внутренние органы осы выпадали из её ануса, - говорит Шленке. - Осы были вывернуты наизнанку».
Зоологи объяснили появление полосок у зебр
Прежде чем создавать свою модель для анализа, учёные тщательно пересчитали ширину чёрных и белых полосок на разных частях тела, пользуясь шкурами трёх видов зебр (фото Adam Egri et al./ Journal of Experimental Biology).
Венгерские исследователи предложили новую версию назначения чёрных и белых полос, интриговавших ещё Чарльза Дарвина. Причины их появления оказались неожиданно связаны с насекомыми.
Адам Эгри (Adam Egri) из университета имени Лоранда Этвёша (Eotvos Lorand Tudomanyegyetem) и его коллеги считают, что чередование чёрных и белых полосок защищает зебр от кровососущих насекомых.
Биологи из Будапешта решили возродить и перепроверить гипотезу, впервые высказанную ещё в 1930-х годах. Учёные утверждают, что полосатые лошадки привлекают гораздо меньше слепней, чем однородный чёрный, коричневый, серый или белый эквиваленты.
Дело в особенностях зрения насекомых. Снижение привлекательности полосатой поверхности происходит не столько из-за чередования яркости, сколько из-за поляризационных эффектов.
Белые и чёрные полоски отражают свет с разной поляризацией, объясняют учёные, и это сбивает слепней с толку (полосы путаются в их голове, нарушают работу системы ориентации в пространстве).
Для экспериментальной проверки гипотезы биологи воспользовались подносами с маслом, сообщает New Scientist. Оно было необходимо для поимки надоедливых мух. Охотились исследователи близ Будапешта на фермах, где водилось немало нужных насекомых.
Подносы чёрного цвета были покрыты белыми узорами различного вида - испытывались толстые и тонкие полосы, ленты, идущие параллельно и пересекающиеся крест-накрест, и так далее.
Авторы отмечают, что по горизонтальной поляризации света слепни научились определять воду. Ведь у водоёмов насекомые пьют, спариваются, откладывают яйца. На снимках несколько вариантов тестовых подносов. Сверху вниз - цветное изображение, степень поляризации, угол поляризации и доля поверхности, определяемой слепнем как вода, то есть привлекающая его внимание (фото Adam Egri et al./ Journal of Experimental Biology).
Испытания показали, что слепни менее охотно летят на тонкие полосы, чем на толстые, и меньше попадаются в подносы с параллельными полосами, нежели с пересекающимися.
Ну а поскольку через укусы слепней передаются заболевания, ясно, что полосатые создания в древней Африке статистически имели больше шансов вырасти и дать потомство, чем варианты с иной окраской. Авторы работы считают, что версия с насекомыми может объяснить полосатость шкур зверей и в некоторых иных случаях, помимо зебр.
О результатах исследования учёные отчитались в Journal of Experimental Biology.
В этом наборе тестов биологи постепенно уменьшали ширину полосок и смотрели, сколько насекомых попадёт в поднос (фото Adam Egri et al./ Journal of Experimental Biology).
Другие известные объяснения полосок, причин их появления и функций многочисленны, но ни одна пока окончательно не утверждена.
Одна из них гласит, что зебры «придумали» такую окраску для маскировки в высокой траве. (Но это плохо работает на открытых равнинах.) Вторая - что полосы сбивают с толку крупных хищников путём создания оптических иллюзий. Особенно это мельтешение запутывает взгляд, когда рядом быстро перемещаются несколько животных. (Это вероятная, но не бесспорная причина.) Третья версия - полоски нужны для социального взаимодействия, как опознавательный знак, особенно важный при ухаживании. (Такое назначение возможно, но из этого не следует, что появились они по этой причине.) Четвёртый вариант - полосы нужны для терморегуляции. (И эта гипотеза не доказана.)
Добровольная кастрация стала ответом пауков на каннибализм самок
Пауки вида Nephilengys malabarensis придумали необычную тактику спасения от кровожадных самок - чтобы повысить шансы на выживание своего потомства и при этом не оказаться съеденными, они "отламывают" свой половой орган после спаривания.
Результаты исследования биологов из Национального университета Сингапура (National University of Singapore) подивили даже видавших виды учёных. Они долго не могли понять, зачем самцы фактически стерилизуют себя.
Однако оказалось, что таким образом самцы "доводят начатое до конца" и при этом успевают сбежать, прежде чем паучиха решит, что партнёр пойдёт на закуску.
Отделившийся от тела самца половой орган, находясь в теле самки, продолжает в течение долгого времени испускать сперму, пишут биологи в статье в Biology Letters. Можно было бы задержаться и закончить процесс, но добровольная кастрация спасает пауку жизнь.
Длительное осеменение "издалека" увеличивает шансы самца продолжить род, так как больше его спермы попадает в половые органы женской особи, кроме того, кончик перекрывает отверстие, не позволяя другим паукам совокупиться с той же самкой.
Любопытно, что самки тоже иногда прерывают процесс совокупления, обламывая кончик полового органа паука, таким образом они, вероятно, регулируют длительность акта оплодотворения.
На этом снимке красным квадратом выделен обломанный кончик полового органа самца, торчащий из туловища самки (фото D. Li et al., Biol. Lett., The Royal Society).
Учёные также не исключают, что пауки-евнухи приобретают и некоторое преимущество для себя лично. Добровольная кастрация может делать их агрессивнее и проворнее, что помогает в охоте и борьбе с другими особями.
Ученые: Собаки умнее, чем шимпанзе
Команда исследователей из Института Макса Панка (Лейпциг, Германия) провела исследование, результаты которого удивили всех - оказалось, что собаки по уровню интеллекта превосходят шимпанзе, хотя последние считаются самыми разумными существами после человека.
В ходе работы ученые предложили животным, среди которых были только собаки и шимпанзе, принести из дальней части комнаты, в которой они находились, различные предметы. Все объекты представляли собой схожие пары, такие как кусок шланга и отрез веревки. За правильно определенную вещь испытуемое животное награждалось едой.
Человек может выполнять подобные задания уже в возрасте 14 месяцев, поэтому испытание было квалифицировано как достаточно легкое. Тем не менее, ни один из тестируемых шимпанзе не смог справиться с ним так же быстро, как это сделали собаки. К тому же, количество собак, полностью выполнивших задание, было на 25% больше, чем количество шимпанзе справившихся с работой.
Впрочем, этому феномену ученые нашли достаточно логичное объяснение: «Собак разводят для того, чтобы они выполняли приказы человека. Они имеют высокую восприимчивость к кооперативным связям человека, что делает их незаменимым инструментом в таких видах деятельности, как охота и выпас скота».
Одна из гипотез, подтвердившихся в ходе исследования, говорит о том, что собаки воспринимают человеческую речь, как определенный набор императивов и пространственных директив, которые регулируют их поведение.
Данное исследование соотносится с предыдущей работой британских ученых, которые решили выяснить, какое домашнее животное умнее - собака или кошка. Для этого было выделено 11 критериев когнитивной деятельности, в 5 из которых сильнее оказались кошки, а в 6 - собаки, что доказало незначительное превосходство собак над кошками. Впрочем, радоваться оказалось рано - как свидетельствует статистика, жители Великобритании, имеющие высшее образование, в качестве домашнего питомца чаще предпочитают кошку, нежели собаку.
Глаза пауков "размывают" изображение для оценки расстояния - ученые
Передние глаза-“дальномеры” паука-скакуна Hasarius adansoni
Пауки-скакуны оценивают расстояние до своей жертвы при помощи "размытия" изображения, которое позволяет им вычислять точную дистанцию до цели по тому, насколько нечетким становится зеленый компонент картинки на сетчатке их передних глаз, заявляют японские биологи в статье, опубликованной в журнале Science.
Позвоночные и беспозвоночные животные используют несколько методов определения расстояния при помощи глаз. К примеру, люди оценивают дистанцию до предметов при помощи бинокулярности своего зрения, которая позволяет определять расстояние по разнице между изображениями в правом и левом глазах. Другие животные и насекомые крутят головой, оценивая дистанцию по смещению предмета относительно удаленного фона.
Группа ученых под руководством Акихисы Теракиты (Akihisa Terakita) из университета города Осака (Япония) изучала устройство глаз пауков-скакунов вида Hasarius adansoni, пытаясь выяснить секрет необычайной точности прыжков этих членистоногих.
Эти членистоногие обладают парой хорошо развитых передних глаз, которые выступают одним из важнейших инструментов охоты. Как правило, повреждение данных органов сопровождается потерей способности совершать точные прыжки. По словам ученых, передние глаза скакунов должны использовать некий особый механизм для оценки расстояния, так как они не являются бинокулярными и не умеют фокусироваться на конкретной точке для определения смещения.
Как отмечают исследователи, сетчатка Hasarius adansoni и многих других пауков устроена особым образом. На ней присутствует четыре слоя с разными наборами светочувствительных рецепторов. Каждый слой отвечает за распознавание четырех отдельных цветов. Это объясняется тем, что паук не умеет произвольно фокусировать изображение и поэтому ему приходится считывать разные компоненты света по отдельности на тех слоях, на которых картинка будет наиболее четкой.
Теракита и его коллеги заметили, что рецепторы зеленого света находятся не там, где фокусируются волны зеленого света. Ученые предположили, что паук использует эту часть сетчатки не для распознавания зеленой части видимого спектра, а для оценки расстояния по тому, насколько "размытым" будет изображение по сравнению с картинкой других цветов.
Для проверки этой гипотезы биологи поймали несколько скакунов и посадили их в клетку, которая освещалась монохромной лампой зеленого или красного света. По замыслу исследователей, красное излучение должно было сбивать "прицел" пауков и их прыжки были бы короче, чем реальное расстояние до их цели.
Как и ожидали ученые, скакуны очень точно прыгали и захватывали свою добычу при освещении зеленым светом. Свет красного "солнца" вынуждал их подопечных делать ошибки. В таких случаях пауки недобирали до 10% от расстояния до цели. Этот результат хорошо согласуется с теоретическими выкладками, объясняющими физику "промахов".
Ученые полагают, что такая методика оценки расстояния хорошо подходит для ее имитации при помощи цифровых устройств и может послужить основой для создания искусственных аналогов глаза.
Касатки могут разрушить современные морские экосистемы
Касатки, охотящиеся в безледных водах Арктики, могут нарушить морские экосистемы, сообщили сегодня в канадском Университете Манитобы. По словам ученых, млекопитающие все активнее осваивают северное водное пространство в связи с тем, что арктические льды тают очень быстро. В итоге касатки встраиваются в те экосистемы, к которым раньше почти не имели отношения.
Исследователи пытаются понять, какие изменения произойдут в пищевой цепочке. Как будут вести себя хищники в ближайшем будущем, как изменится их рацион в связи с новыми осваиваемыми угодьями, как поведут себя в изменяющихся условиях млекопитающие поменьше, а также как можно сохранить имеющиеся виды млекопитающих в связи с глобальным потепление? - все эти вопросы пока остаются без ответов.
Пока научные наблюдения, во многом основанные на опыте и знании коренных канадских народов, показывают, что в районах, оккупированных касатками, более мелкие морские обитатели предпочитают «схорониться» на мелководье или, наоборот, на глубине и переждать время охоты крупных хищников.
Биология — одна из самых бурно развивающихся наук и в этой области в минувшем году произошло немало крайне интересных событий. Обозреватель интернет-журнала "Хайтек" Сергей Коленов выбрал 10 главных открытий 2017 года в области биологии и медицины, которые в существенной мере повлияют на наше будущее.1. Конец эпохи антибиотиков
2017 год показал, что эра антибиотиков, длившаяся почти столетие, подошла к концу. Бактерии научились вырабатывать устойчивость к известным препаратам, а на разработку новых нет ни времени, ни достаточных средств. Врачи и ученые рисуют мрачные прогнозы: если ничего не предпринять, микроорганизмы убьют человечество намного раньше, чем изменения климата. Однако эту угрозу все еще не воспринимают всерьез. Причина появления супербактерий — в скорости размножения микроорганизмов и их способности обмениваться генетической информацией. Единственная бактерия, у которой появился ген устойчивости к лекарствам, поделится им с сородичами. Чтобы позволить человечеству выжить, исследователи ищут замену привычным препаратам. Для борьбы с супербактериями предлагают использовать CRISPR, наночастицы и новые, более мощные антибиотики. Разработка этих и других методов возможна только благодаря исследованиям молекулярных механизмов появления устойчивости.
2. Уточнено время появления жизни
Вопрос о том, как появилась жизнь на Земле — один из важнейших в биологии. Точные даты и условия возникновения жизни остаются предметом дискуссий. В ушедшем году исследователи из Австралии изучили горные породы возрастом 3,48 млрд лет и выявили в них следы микроорганизмов. Это значит, что примитивные формы жизни могли появиться еще раньше — около 4 млрд лет назад. Интересно, что изученные горные породы принадлежат к сухопутным отложениям — а значит, колыбелью жизни мог быть не океан, а горячие источники на суше. Также в ушедшем году ученые исследовали молекулярные механизмы, которые сопровождали ранние этапы появления живых организмов. В частности, была поставлена под сомнение популярная гипотеза РНК-мира: согласно новым исследованиям, в возникновении жизни равное участие принимали РНК и белки.
3. Появление нового вида птиц
Обычно эволюция — очень долгий процесс, почти незаметный для человеческого взгляда. На то, чтобы какой-то признак закрепился в популяции, требуются сотни и тысячи лет. Поэтому ученые вынуждены иметь дело со свидетельствами эволюции, запечатленными в окаменелостях и ДНК, а обыватели сомневаются в реальности эволюции. Превращение одних видов в другие случается еще реже, и наблюдать за подобным — настоящая удача, которая проливает свет на многие загадки эволюции. В уходящем году исследователи объявили, что им удалось увидеть рождение нового вида птиц.
Открытие было сделано в культовом для всех биологов месте — на Галапагосских островах, вдохновивших Чарльза Дарвина на создание его теории. Супруги Розмари и Питер Грант, орнитологи из Принстонского университета, сорок лет изучали здесь дарвиновых вьюрков. Во время работы на островке Дафне они обнаружили, что к местным видам вьюрков присоединился пришелец с отдаленного острова Эспаньола, самец вида Geospiza conirostris, получивший прозвище Большая Птица. Из-за отсутствия самок своего вида, он спаривался с местными птицами. Потомки этих союзов настолько отличаются от других вьюрков по песне и внешнему облику, что могут быть признаны новым видом.
4. Эволюция признана бесконечной
В 2017 году отметил юбилей один из самых длительных эксперментов в истории биологии. Исследователи под руководством микробиолога Ричарда Ленски уже 30 лет наблюдают за развитием бактерий кишечной палочки Escherichia coli. За это время успело смениться 67 000 поколений, что соответствует миллиону лет человеческой эволюции. Несмотря на почтенный возраст, эксперимент продолжается и приносит новые открытия. Анализ его результатов, проведенный в прошедшем году, опроверг одну из популярных в современной биологии идей. По мнению многих экспертов, у адаптации есть предел: после того как вид идеально приспособится к стабильной среде обитания, его эволюция остановится. Однако десятилетия наблюдений за микроорганизмами доказали, что эволюция будет продолжаться даже в этом случае, а предела приспособляемости не существует. Это больше соответствует взглядам Чарльза Дарвина, нежели представлениям современных специалистов.
5. Новые признаки кризиса биоразнообразия
Многие исследователи склоняются к тому, что мы живем в эпоху Шестого массового вымирания — крупнейшего со времен исчезновения динозавров 65 млн лет назад. Скорость вымирания видов в настоящее время намного выше, чем когда-либо за последние миллионы лет — процесс уже называют «биологической аннигиляцией», и в нем виноват человек, уничтожающий животных, растения и среду их обитания. Одним из самых тревожных фактов, ставших известными науке в уходящем году, стал результат исследования голландских экологов, которые изучали численность летающих насекомых в Германии. Они обнаружили, что всего за 28 лет она сократилась на 76%, причем для летних месяцев эта цифра достигает 82%.
Ученые по всему миру и раньше подозревали, что насекомых становится меньше, но такая строгая и пугающая оценка дана впервые. Особенно неприятно, что исследование проводилось на территории заповедников, где вмешательство людей в природу ограничено. Авторы обнаружили, что вымирание насекомых нельзя объяснить ни погодными условиями, ни особенностями ландшафта. Возможно, виноваты изменения климата или использование пестицидов. Исчезновение насекомых — очень тревожный сигнал, ведь они служат кормом для многих других видов и являются важными опылителями, без которых погибнут не только дикие растения, но и сельское хозяйство.
6. Ученые научились выборочно стирать воспоминания
Нейробиология развивается быстрее, чем какая-либо другая отрасль биологии. В 2017 году было сделано множество удивительных открытий о том, как работает мозг: ученые выяснили, какое действие на него оказывают смартфоны, открыли в нем систему самоочищения и узнали, что люди, как и ИИ, способны к глубокому обучению. Среди этих новостей трудно выделить главную, но, возможно, таковой следует назвать новый шаг к управлению памятью. Экспериментируя с морским моллюском аплизией — классическим модельным объектом для изучения памяти — ученые научились выключать записанные в нейронах воспоминания. Для этого нужно было блокировать в нужных клетках фермент протеинкиназу М. В будущем исследование может помочь людям, страдающим от болезненных воспоминаний. Особенно эффективным этот прием может быть в борьбе с посттравматическим синдромом.
7. Диета способна вылечить диабет
Распространение диабета приняло характер настоящей эпидемии: по некоторым прогнозам, к середине века от него будут страдать до трети жителей США. Основной прирост составляет диабет 2-го типа, который связывают с излишним весом и неправильным питанием. На ранних стадиях врачи рекомендуют контролировать его с помощью диеты. Однако, как показало исследование ученых из Йельского университета, жесткие ограничения в питании могут даже полностью излечить диабет 2-го типа.
Свидетельства этому появлялись и ранее, но тщательное исследование было проведено впервые. Как оказалось, диета делала печень более восприимчивой к инсулину за счет снижения количества жира и препятствовала выработке глюкозы из других веществ. В эксперименте с грызунами положительные изменения начинались всего через 3 дня после введения ограничений в питании. Эти выводы подтверждаются работой ученых из Университета Глазго. Исследование с участием 300 пациентов показало, что сокращение числа потребляемых в день калорий до 800 на срок от 3 до 5 месяцев может полностью вылечить диабет без лекарств.
8. Разработан эффективный мужской контрацептив
Ученые давно пытались создать эффективный и удобный контрацептив для мужчин, подобный женским противозачаточным таблеткам. Презервативы, распространенное сегодня решение, кажутся многим неудобными и снижающими качество секса, а вазэктомия слишком радикальна. В результате в большинстве пар забота о предохранении ложится на женские плечи, либо используются ненадежные методы типа прерванного полового акта. В 2017 году, похоже, на этом направлении удалось достичь прорыва.
Команда ученых применила для контрацепции гель, который вводится в семявыносящие протоки и блокирует их, в результате чего сперма остается в организме и рассасывается. Двухлетние испытания на макаках показали 100-процентную эффективность препарата, а также отсутствие побочных эффектов вроде воспаления. Действие геля обратимо: «пробки» можно удалить, подействовав на них ультразвуком. Альтернативное решение использует гормоны, как в женских контрацептивах. Гель, содержащий прогестин и тестостерон, необходимо втирать в плечи, в результате чего число сперматозоидов падает до значений, при которых беременность невозможна. Масштабные испытания препарата начнутся в 2018 году. Исследователи надеются, что, в отличие от предыдущих гормональных мужских контрацептивов, их разработка не будет вызывать перепады настроения и другие неприятные последствия.
9. Более совершенные протезы
Создание сложных современных протезов — область, где медицина и биология встречаются с искусственным интеллектом и высокими технологиями. Разработчики искусственных конечностей уже не удовлетворяются созданием удобных и легких протезов, теперь их цель — сделать протезы столь же функциональными и ловкими, как настоящие человеческие руки. В 2017 году ученым и инженерам удалось приблизиться к решению этой задачи. Роборука, созданная сотрудникам Технологического института штата Джорджия, позволяет владельцу двигать каждым пальцем по отдельности. Эта возможность достигается за счет взаимодействия между протезом и мышцами в оставшейся части руки. Внедренный в руку ультразвуковой зонд определяет, какие из них движутся, и с помощью особого алгоритма переводит эту информацию в движения пальцев. Устройство достаточно совершенно, чтобы с его помощью можно было сыграть на пианино.
10. Поиски жизни в космосе
Интерес к космосу в последние годы стабильно растет, и вопрос «Одиноки ли мы во Вселенной?» вспыхнул с новой силой. Каждая пресс-конференция NASA 2017 года сопровождалась ожиданиями, что нам вот-вот объявят о находке внеземной жизни. Увы, в уходящем году этого так и не произошло. Однако ученые усовершенствовали способы поиска признаков жизни в космосе с помощью биомаркеров и разработали новые проекты миссий к потенциально обитаемым мирам, например, спутнику Сатурна Энцеладу.
Одной из главных надежд года стало открытие семи землеподобных планет в системе TRAPPIST-1, из которых шесть находятся в потенциально обитаемой «зоне Златовласки» (позже была обнаружена еще одна, у красного карлика Росс 128). Однако некоторые исследователи считают, что жизнь там невозможна: степень УФ-излучения звезды слишком велика и не оставляет возможности для существования атмосферы и углеродной жизни. Другим разочарованием стало открытие шотландских ученых, которые доказали, что поверхность Марса токсична для бактериальной жизни. Тем не менее, астрономы и биологи считают, что внеземная жизнь будет обнаружена уже через 10-15 лет.