Безухие жабы оказались глухи к высоким частотам
У амфибий нет внешнего уха, но, как правило, есть барабанная перепонка, которая позволяет им слышать звуки. Но у некоторых видов жаб она исчезла в результате эволюции, однако это не мешает им слышать низкочастотные звуки, но делает их менее восприимчивыми к высокочастотным. Это выяснила международная группа биологов, а результаты опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Акустические комуникации важны для межвидового общения, для защиты от хищников и поиска добычи, поэтому среднее ухо с чувствительной барабанной перепонкой кажется очень полезным органом, и ученые не нашли объяснения тому, что многие бесхвостые амфибии потеряли его в ходе эволюции. Обычно, если какой-то орган исчезает, значит либо он не нужен в данной среде, либо вид научился компенсировать функции этого органа. Предыдущие исследования показали, что колебания воздуха, которые создает звук, воспринимаются не только барабанной перепонкой, но и другими поверхностями внутри черепа бесхвостых амфибий, причем чувствительность этих поверхностей отличается в зависимости от размера тела особи, и крупные амфибии вынуждены в большей степени полагаться именно на колебания барабанной перепонки. Кроме этого существуют и другие сенсорные структуры, например, оперкулум во внутреннем ухе амфибий, который позволяет улавливать вибрации субстрата, и чувствительность к таким вибрациям тоже могла бы компенсировать неудобства, связанные с потерей барабанной перепонки. Биологи из США, Дании, Эквадора и Перу решили выяснить, чем отличается слух у безухих жаб, обладают ли они повышенной чувствительностью к вибрациям, и развилась ли у них специфическая для вида слуховая чувствительность.
Ученые собрали 10 видов жаб (семейство Bufonidae), четыре из которых были «безухими», и у шести имелось среднее ухо. Они измерили длину всех особей, и отправили их на тест звукового восприятия, где использовали аудиозаписи звуков различных частот в порядке увеличения частотности (от 200 до 4000 герц). О восприятии жабами звука ученые судили по электрическим сигналам, которые исходят из слухового нерва. Тест на вибрацию проходил на небольшой пластиковой платформе, подключенной к устройству, с помощью которого колебания платформы можно было настраивать на нужную частоту (до 900 герц). На основании ответа слухового нерва, ученые определили порог слухового восприятия (в децибелах) животных для каждого уровня частоты. Эти пороги сравнивали у обеих групп. Поскольку вес жаб мог повлиять на эту разницу, ученые учли его в своем анализе. Для жаб без барабанной перепонки провели дополнительный анализ, сравнив между собой результаты каждого вида.
На частоте ниже 900 герц и на частоте 4000 герц в обеих группах порог был одинаковым, но между 1100 и 3500 герц, безухие виды оказались менее чувствительными на 16-25 децибел. Чувствительность к звуку среди разных видов безухих жаб отличалась на более высоких частотах (более 1100 герц). Чувствительность к вибрациям оказалась одинаковой у обеих групп (p = 0.121), независимо от частоты вибраций.
Поскольку отсутствие среднего уха никак не сказалось на чувствительности жаб на низких частотах, можно заключить, что барабанная перепонка важна лишь на частоте выше одного килогерца. На низких частотах восприятие происходит за счет иных структур, которые, тем не менее, не компенсируют потерю слуха у безухих видов. Не компенсирует ее и чувствительность в колебаниям субстрата. Однако разница в восприятии звуков среди безухих видов свидетельствует о том, что какие-то изменения в чувствительности, характерные для каждого вида, все-таки произошли. Ученые считают, что для целей внутривидового общения безухие жабы могли приспособить свои вокализации под те частоты, которые им проще воспринимать, или общаться на близких расстояниях, улавливая вибрации субстрата. Однако более подробно о поведенческих стратегиях безухих животных можно узнать лишь в результате новых исследований.
Ранее мы писали о седлоносных жабах, которые вместо звуковых стимулов опираются на визуальные, а также о квакшах, которые еще внутри икры слышат вибрации приближающегося хищника.
Анна Зинина
Эти эффекты зависели от пола
Американские исследователи выяснили, что прием каннабидиола беременными мышами связан с нарушениями термической болевой чувствительности, способности к решению задач и возбудимости префронтальной коры мозга у их потомства, причем эти эффекты зависят от пола. Отчет о работе опубликован в журнале Molecular Psychiatry. В странах, где препараты конопли разрешены для медицинского или рекреационного применения, некоторые беременные женщины принимают каннабидиол (второй по количеству каннабиноид после тетрагидроканнабинола) в чистом виде или в составе медицинской марихуаны для борьбы с тошнотой, считая, что это безопасно. При этом каннабидиол, не обладающий психоактивными свойствами, проникает через гематоплацентарный барьер и связывается с многими рецепторами, принимающими участие в развитии мозга, в том числе серотониновыми 5-HT1A, термочувствительными ваниллоидными TRPV1 и калиевыми каналами Kv7. Возможные последствия этого для потомства остаются малоизученными. Чтобы разобраться в этом вопросе, сотрудники из Университета Колорадо под руководством Эмили Энн Бейтс (Emily Anne Bates) вводили внутрижелудочно мышам с пятого дня беременности (примерно конец первого триместра) до родов 50 миллиграмм каннабидиола (высокая доза) в подсолнечном масле на килограмм массы тела ежедневно. Животные из контрольной группы получали только подсолнечное масло. На продолжительность беременности, набор массы тела в течение нее, размер и пол помета прием препарата не влиял. Он и его метаболиты полностью вывелись из плазмы мышат на восьмой день от рождения. Подошвенный тест на аппарате Харгиривза в возрасте 11 недель показал, что после внутриутробного воздействия каннабидиола у потомства мужского, но не женского пола значительно (p = 4,99 × 10-8) понижен порог термической болевой чувствительности. При нокауте гена TRPV1 он не изменялся, а значит, эффект связан именно с этими рецепторами. По данным тестов с темно-светлой камерой и различными лабиринтами, прием каннабидиола во время беременности не влиял на уровень тревожности, компульсивность и пространственную память потомства. В экспериментах с клетками-головоломками выяснилось, что после такого воздействия самки, но не самцы медленнее (p = 0,02) справляются с решением задач, что, вероятно, связано с гиперактивацией 5-HT1A-рецепторов. Электрофизиологическое исследование в возрасте 14–21 дня показало, что у таких самок повышен (p = 0,00007) порог запуска потенциала действия (то есть снижена возбудимость) Kv7-положительных пирамидных нейронов слоя 2/3 префронтальной коры, отвечающей за обучение и исполнительные функции. Плотность, размеры и морфология дендритных шипиков этих клеток затронуты не были, однако амплитуда возбуждающих потенциалов, вызванных активацией глутаматных AMPA-рецепторов, оказалась существенно снижена (p = 0,0009). У самцов подобных изменений не наблюдалось. Полученные данные свидетельствуют о том, что ежедневный прием высоких доз каннабидиола на протяжении последних двух триместров беременности мышами вызывает изменения физиологии нейронов и развития нервной системы у потомства, что в дальнейшем проявляется сенсорными и поведенческими расстройствами, причем эти эффекты зависят от пола животных. Авторы работы намерены уточнить, как на них влияют доза препарата и его прием в отдельные периоды беременности. В 2022 году канадские исследователи сообщили, что около двух процентов их беременных соотечественниц употребляют марихуану, причем это коррелирует с повышенным риском преждевременных родов, низкой массы ребенка при рождении, недостаточным или избыточным весом для гестационного возраста, любых врожденных аномалий, кесарева сечения и гестационного диабета.