鳥類学者が最も包括的な鳥類の生命の木を公開

鳥類学者が最も包括的な鳥類の生命の木を公開

「コウカンチョウとキツツキはタカのような祖先から進化し、世界のほとんどの水鳥も緊密なグループであるように見える。これは、白亜紀の終わりにほとんどの恐竜が死んだ後、1​​つの鳥グループが水生環境にすばやく適応したことを示している。"

これらは、エール大学、フロリダ州立大学、ノースカロライナ自然科学博物館、コーネル大学の科学者チームによる約200種のゲノム分析で明らかになった、鳥の歴史を構成する他の何百もの物語の1つです。
科学者によると、すべての現代の鳥は、たった3つの恐竜の系統から進化しました。

「これは、鳥類の系統発生の終わりの始まりを表しています。今後5年から10年で、私たちは鳥の生命の木を完成させるでしょう」と、イェール大学の筆頭著者であるリチャード・プラム教授は述べています。

過去10年間で、ダチョウとその親戚であるエミューの歴史的起源は、カモ、ニワトリとその親戚の場合と同様に、十分に確立されてきました。

しかし、新顎類と呼ばれるグループの現代の鳥の90％の進化の歴史は不明なままです。
これらの数千種の初期の祖先は、鳥類以外の恐竜が絶滅してから数百万年以内に突然進化したように見えました。

研究はまた、現生鳥類間の魅力的な関係を明らかする。

たとえば、カモとツルを除いて、世界の水鳥のほとんどは密接に関連しています。これは、恐竜の絶滅に続いて水鳥が惑星全体に放射状に広がり、以前考えられていたように、複数の独立した系統から進化しなかったことを示唆している。

「非常に視覚的なハチドリは、夜行性の鳥から進化したようだ。」とプリュム教授は説明しました。

「あなたの庭のコウカンチョウとキツツキの古代の共通の祖先は、悪質なタカのような捕食者でした。」

結果はまた、Opisthocomusが、唯一の現存する種である謎めいたツメバケイ（Opisthocomus hoazin）からなる最も古い鳥の系統（6400万年前）であることを示している。

鳥類の生命の木が完成することで、鳥類学者は鳥の進化の歴史における多くの未解決の質問を明確に調査することができる。

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超高高度でもある種の鳥は生きている

the WIRE (2017)より

インドガンは、他のほとんどの鳥を打ち負かすような標高で飛ぶ。彼らはモンゴルとチベットでゴスリングを育て、秋になると、ヒマラヤ山脈を越えてインドの亜大陸に舞い上がります。彼らはこれ（鳥の中で最も急な渡り飛行）を段階的に行いますが、7時間続く1回のマラソン飛行で夜に高い山脈を横断します。その高さになったら、何度も何度も着陸して離陸するよりも、続けたほうが簡単です。人間が同じようなことをした場合、休憩なしで低地から高地に移動すると、高山病に苦しみ、死ぬことさえあります。

楽に見えるかもしれませんが、飛行は休息の10倍から20倍の酸素を吸います。飛んでいる鳥は空気を飲み込み、酸素を引き出して働き者の筋肉に燃料を供給します。しかし、この重要な要素は高地では不足しており、海面での酸素レベルは3分の1から2分の1にすぎません。このような低酸素状態は低酸素症と呼ばれます。

では、ガチョウはどのようにして5,000〜6,000メートルの通過を維持するのでしょうか。科学者たちは、7,290mで飛んでいる1羽のインドガンを記録しました。羽ばたきはエネルギーを奪うので、鳥は巡航高度に達すると滑空します。しかし、彼らは無期限に惰性走行することはできません。重力が彼らを引き下げ、彼らは仰角を取り戻すために翼を打ち負かさなければなりません。

さらに、鳥は山の上を高く飛んでいる間、凍えるような夜の気温と戦わなければなりません。おそらく、冷たい空気はより多くの酸素を含み、午後の暑さよりも体の暖かさをよりよく調節します。

ミツバチの女王蜂の熱による生殖能力の喪失に対する脆弱性

ミツバチの女王蜂の熱による生殖能力の喪失に対する脆弱性
すべての種は生存可能な個体数を維持するために繁殖する必要がありますが、熱ストレスは動物界全体の精子細胞を殺し、熱波の頻度の上昇は生物多様性への脅威です。ミツバチ（Apis mellifera）世界的に分布している微小家畜。したがって、それらは生殖能力喪失の環境バイオモニターとして役立つ可能性があります。ここで、私たちは、女王が温度ストレスにさらされる可能性のある2つの経路を持っていることを発見しました：コロニー内と通常の輸送中です。私たちのデータは、15〜38°Cの温度が、精子の生存能力の11.5％の損失という許容しきい値で、女王にとって安全であることを示唆しています。これは、野外での女王の失敗に関連する生存率の違いです。熱ショックは、精子における特定のストレス応答タンパク質の発現を活性化します。これは、熱ストレスの分子バイオマーカー（指標）として機能する可能性があります。このタンパク質フィンガープリントは、最終的には、バイオモニタリングプログラムの一環として、多様な景観における熱による精子生存率の低下の有病率の調査を可能にする可能性があります。

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おそらく地球温暖化のために、40年以上にわたってサンショウウオの体のサイズと繁殖力が増加している

Increasing body size and fecundity in a salamander over four decades, possibly due to global warming
地球温暖化影響でトウキョウサンショウウオが大型化


最近の気候変動は、一部の動物の体の大きさや繁殖力などの表現型の特徴に影響を与えることが示されています。個体群の将来を予測するには、気候変動に対する種の反応を評価することが重要です。トウキョウサンショウウオHynobius tokyoensisの歴史的および現代的な体のサイズと一腹仔数の測定値を比較しました、その地理的範囲内の広範囲の緯度から収集され、この種は過去40年間で体サイズと一腹仔数が大幅に増加したと結論付けました。気候変動による体サイズの減少は他種については十分に文書化されていますが、体サイズ増加の報告はまれで、さらに、気温と降水量の増加は緯度に関係なく一定であるが、体のサイズと一腹仔数の増加の比率は高緯度の個体群でより大きかったことがわかりました。私たちの結果は、種内でさえ、気候変動への反応の大きさは人口の地理に依存することを示唆しています。

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ケラの4種類の振動挙動

ケラの4種類の振動挙動
いくつかの地下の昆虫では、振動によるコミュニケーションが知られています。性的信号での使用を除いて、振動行動はめったに報告されていません。ここでは、ケラ、Gryllotalpaorientalisにおける4つの異なるタイプの基質ベースの振動挙動を報告します。、ニンフでこれらの行動が発生するため、性的シグナル伝達とは関連していません。（1）前肢でこする。（2）前肢タップ（前肢でのタップ）; （3）パルパルタップ（上顎パルピでタップする）; （4）震え（全身の前後の動き）。スクレイピングは、借用の検査に使用されると仮定されています。前肢の蛇口は、孤独な状態では観察されないため、近くの個体にその存在を知らせている可能性があります。パルパルタップはめったに観察されず、その機能は不明です。震えは、同種の個体が近づいたり触れたりすることの回避に関連している可能性があります。ケラの4つの振動行動の組み合わせは、昆虫の間で独特である可能性があります。

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ニワトリ脳は小さくなった

セキショクヤケイ

Chickens Have Smaller Brains than Their Junglefowl Relativesより

東南アジアでニワトリ（Gallus gallus domestics）の原種と考えられるセキショクヤケイ(Gallus gallus)が見つかり、その家畜化は、おそらく約8000年前のインドと中国で始まり、地中海地域の国々への貿易とともに地理的に拡大した。Royal Society Open Scienceに掲載された新しい研究は、古代の人間が繁殖のために飼いならし、その過程におけるセキショクヤケイへの人為選択が、同時に無意識のうちに異なる脳を持つ鳥を選択した可能性があることを示し、この特性はニワトリが人間の生活により適している可能性を示すものだ。


「私たちの研究の目的は、人間の恐怖のレベルを変えるために選択された幼いセキショクヤケイの総脳サイズの変化とさまざまな脳領域の相対サイズを分析し、次に、選択ラインの認知機能の可能な違いをテストすることでした。異なる脳の大きさは、」言ったレベッカKatajamaaと教授パージェンセンをリンショーピン大学の鳥行動ゲノミクスおよび生理学グループから。

「人間への恐怖を減らすための選択は、脳を小さくし、相関する選択反応を通じて、ヒナの認知課題のパフォーマンスに影響を与えると仮定します。」

研究者たちは、10世代にわたって人間に対する高い恐怖と低い恐怖のためにセキショクヤケイを選びました。研究で使用された鳥は、9番目と10番目の選択された世代からのものでした。

「彼らはこのようにして、初期の家畜化の間に最も重要だったに違いない要因、すなわち動物を飼いならすことができたという要因を模倣したと信じています」と彼らは説明しました。

飼いならされた鳥の脳は、体の大きさに比べて徐々に小さくなりました。これは、飼いならされた過程でニワトリに起こったことを反映しています。

この変化は、とりわけ特定のストレス反応に関与する脳の原始的な部分である脳幹で特に顕著でした。過度に臆病ではなかった動物では、脳幹は比較的小さかった。

科学者たちは、脳のサイズと組成の違いが家禽の学習能力に影響を与えるかどうかを判断するために、2つの行動実験を実施しました。

あるテストでは、鳥が恐ろしいものとして体験できるものにどれほど早く慣れたかを調査しましたが、実際には危険ではなく、この場合は点滅するライトです。

飼いならされた鳥は慣れ、刺激への反応が著しく速くなりました。

「私たちは、急速に慣れることができることは、人間に飼育される鳥にとって有益であると信じています。そこでは、未知で恐ろしいが危険ではない出来事が日常生活の一部です」とKatajamaaは言いました。

著者らはまた、特定のパターンを食物と結びつけるなど、2つのものを互いに関連付けることを学ぶ能力が鳥に異なるかどうかを調査しました。このプロセスは「連想学習」として知られています。

しかし、彼らは2つのグループの間に違いを発見しませんでした。

「私たちの研究は、ニワトリ、そしておそらく他の種が家畜化される可能性のあるプロセスに光を当てるだけではありません」とジェンセン教授は言いました。

「それはまた、脳の構造が個人と種の間の行動の違いとどのように関連しているかについての新しい洞察を与えるかもしれません。」

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Sleep Loss Promotes Astrocytic Phagocytosis and Microglial Activation in Mouse Cerebral Cortex

Sleep Loss Promotes Astrocytic Phagocytosis and Microglial Activation in Mouse Cerebral Cortex

MertkとそのリガンドGas6を以前に発見しました、食作用に関与する星状細胞遺伝子は、急性睡眠不足後にアップレギュレートされます。これらの結果は、星状細胞が長時間の覚醒中に食作用に関与する可能性があることを示唆しましたが、直接的な証拠はありませんでした。ヒトとげっ歯類の研究でも、睡眠喪失が炎症の末梢マーカーを増加させることがわかりましたが、これらの変化が神経炎症および/または脳に存在する自然免疫細胞であるミクログリアの活性化に関連するかどうかは不明でした。ここでは、シリアルブロックフェーススキャニング電子顕微鏡を使用して、6〜8時間の睡眠、自発的覚醒、または睡眠不足（SD）後、および慢性（〜5 d）後の、マウス前頭葉のシナプスおよび周囲の星状細胞プロセスの3Dボリューム測定値を取得しました。睡眠制限（CSR）。主に大きなシナプスのシナプス前成分の星状細胞食作用、睡眠と覚醒に比べて、急性および慢性の両方の睡眠喪失後に増加した。シナプトニューロソームにおけるMERTKの発現と脂質過酸化も、短期および長期の睡眠喪失後に同程度に増加しました。これは、星状細胞の食作用が、長時間の覚醒に関連するシナプス活動の増加に対する脳の反応を表し、頻繁に使用されるシナプスの摩耗した成分を取り除くことを示唆しています。次に、共焦点顕微鏡を使用して、CSRではなくSDマウスが、CSFの神経炎症の明らかな兆候なしに、ミクログリア活性化の形態学的兆候とシナプス要素のミクログリア食作用の増強を示すことを発見しました。低レベルの持続的なミクログリアの活性化は二次発作に対する異常な反応につながる可能性があるため、これらの結果は、ミクログリアのプライミングによる慢性的な睡眠喪失が脳にさらなる損傷を与えやすくする可能性があることを示唆しています。

重要な声明主にシナプス前起源で大きなシナプスにおけるシナプス要素の星状細胞食作用は、数時間の睡眠不足後にすでにアップレギュレートされており、長期にわたる重度の睡眠喪失後にさらに有意な増加を示し、ハウスキーピングを促進する可能性があることを示唆しています長時間の覚醒の神経活動の増加に応じて、頻繁に使用される強力なシナプスの。対照的に、急性の睡眠喪失ではなく慢性的な睡眠制限はミクログリアを活性化し、それらの食細胞活性を促進し、神経炎症の明白な兆候がない場合にそうします。 、おそらく他の形態の損傷に対する脳の感受性を高めます。

車でも引き潰せません。悪魔的装甲を持つ甲虫

Jesus Rivera et al.(2020)より


プラスチックと金属のように性質の異なる物質を組み合わせた構造設計という課題は挑戦的だ。機械的に固定、従来方式の溶接、接着剤による接合等は、異なる物質間の接合に用いられている現在の技術例であるが、各方法には独自に問題があり、応力の集中、環境暴露下での劣化により、強度の低下や早期に破壊が引き起こされる。多くの動植物種の生物組織において、例外であるような機械特性を有する組織を合成し、集積するための効率的な戦略が進化した。
その印象的一例が, 捕食者から飛び去って逃げる能力を持たない悪魔の様な装甲を持つ甲虫Phloeodes diabolicusの鞘翅に発見された。この砂漠性甲虫は、複雑で勾配を持つ境界面によって極端な衝撃耐性、押し潰し耐性型鞘翅を獲得した。ここで我々は、高度な顕微鏡検査、分光法、in situ機械試験を用いて本甲虫の外骨格の構造設計を多重スケールで特定し機械的応答と強化機構を検査した。我々は、一連の互いに組み合った縫合線、その楕円形幾何学による機械的に組み合わす層状に張り合わされた微細構造、それは危機的な歪に対する強化である一方、壊滅的障害を避ることを強調する。我々は、生物模倣技術によって作り上げられた組み合わさった縫合線による複合体は工学技術で頻繁に利用されるの継ぎ目と比較して靭性の著しい向上を示すことを実証する。

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