Среди пчел нашлись «правши» и «левши»
Энтомологи из Университета Квинсленда показали, что пчелы могут иметь индивидуальную склонность к выбору правой или левой стороны во время полета. Примерно четверть насекомых, участвовавших в эксперименте ученых, оказалась «правшами», еще четверть — «левшами», в то время как все остальные животные не демонстрировали предпочтений. Статья вышла в журнале PLoS One.
Медоносные пчелы должны не только запоминать дорогу к основным источникам пищи и летать туда, но и успешно справляться с препятствиями, которые встречаются им на пути. Исследования показывают, что насекомые при навигации проявляют определенные особенности поведения — например, летают медленнее в узких проходах (возможно, чтобы снизить риск травм). Кроме того, они могут обладать и индивидуальными склонностями, однако до сих пор это было мало изучено.
Авторы новой работы решили проверить сразу две гипотезы — будут ли медоносные пчелы (Apis mellifera) выбирать широкий путь чаще, чем узкий, а также есть ли среди этих животных «правши» и «левши». Исследователи построили между ульем и кормушкой небольшой тоннель, в середине которого находилось препятствие. Оно представляло собой перегородку либо с широким и узким, либо с двумя одинаковыми отверстиями. Насекомым необходимо было пролететь сквозь это препятствие, чтобы получить пищу, в то время как ученые следили за их поведением. В эксперименте участвовало около 100 пчел.
Когда размер отверстий в тоннеле отличался, пчелы обычно предпочитали лететь по более широкому пути — причем чем больше была разница, тем сильнее была выражена эта закономерность. Однако когда проходы в тоннеле были одинаковыми, пчелы проявляли индивидуальные отличия: в то время как 55 процентов насекомых выбирали путь случайным образом, пролетая то через правое, то через левое отверстие, оставшиеся животные разделились примерно поровну на «правшей» и «левшей». Эти пчелы раз за разом выбирали одну сторону.
Дополнительные эксперименты подтвердили полученный результат. В частности, когда пчела была вынуждена лететь не через «свою» сторону —например, когда пчеле-«правше» надо было пролететь через левый, но более широкий проход — ей требовалось немного больше времени, на принятие решения. Если более удобный для насекомого путь оказывался одновременно более широким, то оно реагировало почти мгновенно.
Ученые предполагают, что подобные склонности могут помогать пчелам в навигации. Если бы среди пчел не было «правшей» и «левшей», то, возможно, они бы все летали одинаковыми путями, что затрудняло бы движение. С другой стороны, если бы все насекомые имели такие склонности, то это привело бы к аналогичной проблеме. Разделиться на три группы, по мнению исследователей, это наиболее удобная стратегия.
Медоносные пчелы также умеют выбирать из двух положительных чисел меньшее, и распознавать ноль (отсутствие объектов), как нечто меньшее. Также насекомые распознают размеры объектов, и способны правильно выбирать объект большего или меньшего размера.
Кристина Уласович
Но сработала только низкая доза
Ученые из США ввели макакам-резус белок Клото. Уровень сывороточного Клото вырос в пять раз после инъекции белка. В итоге обезьяны почти на 20 процентов лучше справились с задачей на память, и эффект не прошел даже после двух недель. Но если на мышах работали разные дозы белка, то макакам хватило 10 микрограмм на килограмм массы тела — большие дозы не улучшали память. Результаты опубликованы в Nature Aging. В конце 20 века ученые открыли белок Клото (Klotho), который назвали в честь древнегреческой богини, прядущей нить жизни. Выяснилось, что мыши с дефектным геном Klotho начинают стареть уже спустя 3–4 недели после рождения, а еще у них развивается остеопороз, атеросклероз и другие патологии, а к двум месяцам они умирают. Мыши, чрезмерно экспрессирующие Klotho, напротив, живут на 20–30 процентов дольше, а их память лучше. Еще сверхэкспрессия белка защищала мозг мышей от повреждений, связанных с болезнями Альцгеймера и Паркинсона. Люди с повышенными уровнями белка тоже живут дольше, их когнитивные способности лучше, а еще у них ниже риск развития деменции и болезни Альцгеймера. В организме синтезируется две формы белка Клото — трансмембранная и секретируемая. В крови еще циркулирует растворимая форма белка, которая получается, когда ферменты отрезают от трансмембранного белка кусок. Растворимая форма может действовать как гормон, влияя на сигналинг инсулина, фактора роста фибробластов (FGF), функцию Wnt и NMDAR. Растворимую форму Клото вводили мышам в виде инъекций, и это повышало синаптическую пластичность, улучшало познание и устойчивость нейронов к старению. Стейси Кастнер (Stacy A. Castner) из Йельской школы медицины и ее коллеги решили проверить, улучшится ли память у нечеловеческих приматов, макаков-резус (Macaca mulatta), если им подкожно ввести белок Клото. Макаки-резус, как и люди, страдают от возрастного когнитивного снижения, хотя и без значительной потери нейронов. Сначала белок Клото макак ученые ввели мышам — в дозировке 10 микрограмм белка на килограмм массы тела. В предыдущих исследованиях такая доза увеличивала синаптические и когнитивные функции мышей. Здесь спустя 4 часа у мышей улучшилась синтетическая пластичность и рабочая память, которую проверяли в У-образном лабиринте. Уровень белка Клото в сыворотке мышей после инъекции увеличился в шесть раз. Затем ученые попытались повысить уровень белка в сыворотке стареющих макак, которым было в среднем около 22 лет (что эквивалентно человеческим 65), до того же уровня. Для этого они вводили макакам разные дозы Клото: от 0,4 до 30 микрограмм на килограмм массы тела. Доза в 10 микрограмм на килограмм повысила уровень сывороточного белка в пять раз. Уровень Клото в человеческой пуповинной крови тоже примерно в пять раз выше, чем в крови взрослых, — поэтому на дозе в 10 микрограмм ученые и остановились. Обезьян учили запоминать расположение отсека с пищевым вознаграждением, и таким образом оценивали их рабочую память. Задачи с нормальной сложностью, в которых было от 4 до 7 отсеков, они выполняли успешно, но не всегда справлялись с повышенной сложностью, когда отсеков было уже от 6 до 9. Уже через четыре часа после однократной инъекции белка Клото макаки стали лучше решать задачу, особенно — ее сложный вариант. Процент правильных ответов в сложной задаче увеличился с 45 до почти 60 (P = 0,0077). Этот эффект сохранялся спустя две недели и не зависел от пола. А вот более высокие дозы — 20 и 30 микрограмм на килограмм массы тела — не привели к когнитивному улучшению у макак, но и хуже не сделали. В отличие от обезьян, на мышей в предыдущих исследованиях высокие дозы белка действовали положительно. Возможно, слишком высокие дозы нарушают метаболизм у нечеловеческих приматов. Авторы предположили, что когнитивного улучшения у людей также можно будет достичь с помощью небольших, физиологических доз гормона. Также ученым еще предстоит выяснить, как сигналы белка передаются в мозг, поскольку введенный в кровь Клото сам не пересекает гематоэнцефалический барьер. Не так давно ученым удалось улучшить рабочую память людей, посветив на мозг лазером — через кожу и череп. До стимуляции люди могли запомнить 3–4 фигуры на картинке, а после — 4–5.