Какаду оказались прирожденными барабанщиками
Австралийские ученые обнаружили, что черные какаду являются прирожденными барабанщиками и в естественных условиях обитания исполняют бит, обладающий всеми чертами человеческой музыки. Кроме того, попугаи самостоятельно изготавливают орудия для игры. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Чарльз Дарвин в книге «Происхождение человека и половой отбор» предположил, что чувство ритма, присущее человеку, является древнейшей функцией мозга и должно быть свойственно и другим видам. С тех пор чувство ритма обнаружили у множества животных: многие птицы, обезьяны, морские львы умеют выполнять действия под метроном и самостоятельно производить ритмичные звуки. Однако «игра» животных не соответствует основным критериям человеческой музыки: она должна иметь определенный ритмический рисунок (бит) и производиться при помощи специально изготовленного инструмента. Даже шимпанзе, которые славятся талантами изготавливать орудия, делают их только для добычи еды, но не для исполнения музыки.
Исследователи обнаружили, что черные какаду (Probosciger aterrimus) регулярно исполняют перед самками полноценные перкуссионные сеты, для которых самостоятельно изготавливают инструменты. Что немаловажно, какаду делают это в естественной среде обитания, а не в неволе, где они могли бы научиться этому у людей. За семь лет наблюдений в лесах полуострова Кейп-Йорк ученым удалось записать 131 эпизод «игры» в исполнении 18 самцов какаду. В большинстве случаев представление было устроено в присутствии самки, поэтому биологи сделали вывод, что «игра» является частью ритуала ухаживания.
Ученые обнаружили, что все «треки» имеют регулярный ритмический рисунок и свои индивидуальные особенности. Например, некоторые попугаи любили барабанить быстро, а некоторые медленно. Иногда медленный бит сопровождался быстрыми вставками. Самый длинный сет состоял из 92 последовательных ударов. Инструменты попугаи изготавливали, отламывая палочки определенного размера, или играли при помощи скорлупы. Ученые сделали вывод, что игра какаду обладает всеми свойствами человеческой музыки: она имеет предсказуемый рисунок, индивидуальный стиль, она исполняется при помощи специальных инструментов и она исполняется для слушателей.
Авторы исследования предполагают, что какаду-барабанщики не только подтверждают слова Дарвина о ритме как древнейшем приобретении животных, но и проливают свет на эволюцию музыки в современных человеческих обществах. Чаще всего музыка, особенно перкуссионные выступления, исполняется для танцев или другой групповой активности. Однако попугаи отбивают ритм для самки или вообще в одиночестве. Возможно, бит зародился гораздо раньше танцев с другими целями. Эту гипотезу подтверждает и случай шимпанзе Барни, о котором мы писали ранее. Этот шимпанзе научился играть на пластиковом ведре и, по-видимому, исполнял музыку просто для себя.
Дарья Спасская
Это облегчило симптомы поражения мышц и нервов
Выращивание дрозофил с дефектом первого комплекса дыхательной цепи в среде с комбинацией 5-аминолевулиновой кислоты, гидрохлорида и железа натрия цитрата (5-ALA-HCl + SFC) увеличивает выработку АТФ за счет повышения активности второго и четвертого дыхательных комплексов. Активность первого комплекса при этом не меняется. Кроме того, у дрозофил снижалось накопление лактата и пирувата, которое происходит при дефекте первого комплекса, что, по-видимому, облегчало симптомы поражения мышц и нервов. Исследование опубликовано в Human Molecular Genetics. В митохондриях происходит окислительное фосфорилирование — многоэтапный процесс, в ходе которого окисляются восстановительные эквиваленты — восстановленные никотинамидадениндинуклеотид (НАДН) и флавинадениндинуклеотид (ФАДН2), — и вырабатывается АТФ. Происходит последовательный перенос электронов по дыхательной цепи — группе дыхательных ферментов в мембране митохондрии. Всего в цепи участвует пять комплексов дыхательных ферментов. Нарушение переноса электронов по дыхательной цепи сопровождается снижением выработки АТФ и вызывает митохондриальные заболевания. Наиболее часто «ломается» первый комплекс — НАДН-КоQ-оксидоредуктаза, или НАДН-дегидрогеназа. Его дефицит поражает органы и ткани с высокими энергетическими потребностями, таких как мозг, сердце, печень и скелетные мышцы. Обычно это проявляется тяжелыми неврологическими синдромами: например, наследственная оптическая нейропатия Лебера, синдром MELAS или синдром MERRF. Хотя первый комплекс отвечает за поступление наибольшего количества электронов в дыхательную цепь, второй комплекс — ФАД-зависимые дегидрогеназы, — работая параллельно с первым, также отвечает за вход электронов в цепь, передавая их, как и первый комплекс на убихинон (коэнзим Q). Потенциально повышение активности второго комплекса могло бы нивелировать снижение активности первого. Поскольку второй, третий и четвертый дыхательные комплексы и цитохром с содержат гемовые структуры, команда ученых под руководством Канаэ Андо (Kanae Ando) из Токийского столичного университета решили проверить, насколько эффективно будет применение предшественника гема 5-аминолевулиновой кислоты для повышения активности этих комплексов и восстановления синтеза АТФ у дрозофил с дефектом первого комплекса. Сначала ученые отключили у дрозофил ген, гомологичный NDUFAF6 и ответственный за экспрессию одного из регуляторных белков первого комплекса. У таких дрозофил мышцы были тоньше, хрупче и иннервировались хуже, чем у насекомых без нокдауна гена. Кроме того, самцы с неработающим геном погибали намного быстрее самок, и у них развивались более грубые нарушения опорно-двигательного аппарата. Затем ученые проанализировали как нокдаун гена первого комплекса влияет на экспрессию и активность других комплексов. Выяснилось, что нокдаун увеличивает экспрессию генов третьего и пятого комплексов, и снижает — четвертого. При этом активность второго и четвертого комплекса значительно повышалась после нокдауна у самок дрозофил. Ученые не обнаружили нарушений в процессах утилизации активных форм кислорода, однако у дрозофил обоих полов без работающего гена первого комплекса накапливался лактат и пируват. Чтобы проверить влияние комплекса 5-аминолевулиновой кислоты, гидрохлорида и железа натрия цитрата (5-ALA-HCl + SFC) на митохондрии дрозофил с нокаутированным геном, их выращивали в среде, содержащей этот комплекс. Такое воздействие значительно повышало уровни АТФ у самцов и самок дрозофил, при этом количество копий митохондриальной ДНК не изменялось, то есть препарат не увеличивал количество митохондрий. Экспрессия и активность дефектного первого комплекса никак не изменились, а активность второго и четвертого комплексов выросли у самцов. В целом, повышенная экспрессия генов третьего комплекса и активность второго и четвертого комплексов смягчали дефектные фенотипы. Помимо этого 5-ALA-HCl + SFC снижало накопление лактата и пирувата у самцов и самок с нокдауном гена первого комплекса, что потенциально смягчает метаболические нарушения, вызванные дефицитом первого комплекса. У самцов и самок мух-дрозофил, которых лечили 5-ALA-HCl + SFC, наблюдалось меньше дефектов опорно-двигательного аппарата, а продолжительность их жизни значительно увеличилась. Ученые рассчитывают проверить эффект такого лечения на животных с более сложным строением, чтобы подтвердить универсальность такого подхода к лечению митохондриальных нарушений. Не всегда нужна мутация, чтобы нарушить работу дыхательной цепи. Недавно мы рассказывали про то, что большое количество натрия из потребляемой соли нарушает дыхательную цепь митохондрий в регуляторных Т-лимфоцитах. Это приводит к активации аутоиммунных процессов.