Овец научили узнавать Эмму Уотсон и Барака Обаму по фотографии
Овцы оказались способны распознавать человеческие лица на фотографиях после предварительной тренировки. Кроме того, своего владельца они отличают от посторонних людей без специальной подготовки. Эксперимент, проведенный учеными из Кэмбриджского университета, описан в статье в журнале Royal Society: Open Science.
Способность узнавать лица — один из важнейших социальных навыков человека. Мы постоянно используем его в повседневной жизни, и для того, чтобы найти знакомого человека на фотографии, нам требуется всего несколько миллисекунд. Овцы, которые считаются социальными животными, тоже умеют узнавать лица. Например, они могут находить на снимках овец из своего стада и знакомых людей. Однако об их способности распознавать ранее не встречавшегося им человека известно очень мало.
Важно заметить, что исследования распознавания лиц у животных не только дают представление о когнитивных способностях разных видов, но также могут быть полезны при изучении различных нейродегенеративных заболеваний, например болезни Хантингтона. Среди ее симптомов выделяют появление сложностей с узнаванием других людей. Овцы обладают достаточно большим мозгом и продолжительностью жизни, поэтому их удобно использовать в качестве модельных животных для исследования.
Авторы новой работы поставили эксперимент — для него было отобрано восемь овец уэльской горной породы. На время обучения животных переместили в специально оборудованный загон. В нем находилось два экрана, на которых показывались лица знаменитостей: бывшего президента США Барака Обаму, актеров Джейка Джилленхола и Эмму Уотсон, а также британской ведущей Фионы Брюс. Их фотографии были перемешаны со снимками других незнакомцев или случайных предметов. Когда овца подходила к изображению знаменитости, в кормушке под экраном появлялось угощение. Если животное делало неправильный выбор, его об этом оповещал звуковой сигнал.
После четырех дней тренировок овцы смогли отличить лицо знаменитости от лица случайного незнакомца в 8 случаях из 10. Если лицо было слегка повернуто вбок, то способность распознавать лица падала примерно на 15 процентов — похожий результат справедлив и для людей. В среднем, овцы отличали знаменитостей от других людей в 68 ± 2,3 процента случаев независимо от ракурса.
Зоологи также решили выяснить, смогут ли животные узнать своего владельца на фотографии без предварительной подготовки. В среднем хозяева проводили со стадом по два часа в день. В итоге, овцы справились с заданием примерно в 7 из 10 случаев или в 71,8 ± 2,3 процента испытаний. При этом они демонстрировали интересное поведение: сначала животные смотрели на снимок незнакомого человека, потом на фотографию владельца, затем снова на незнакомое лицо, после чего делали окончательный (и правильный) выбор.
Работа ученых показывает, что овцы обладают не менее сложным мозгом, чем другие социальные животные, например некоторые виды обезьян. Поэтому овец можно будет использовать для изучения нейробиологических процессов, а также различных расстройств и болезней, например болезни Паркинсона, расстройств аутического спектра или шизофрении.
Навык распознавания лиц также необходим для того, чтобы узнать себя в зеркале. Этим умением обладают макаки (после обучения), шимпанзе, гориллы и орангутаны, косатки, бутылконосые дельфины и европейские сороки. До недавнего времени считалось, что идентифицировать «я» в отражении могут только люди и большие человекообразные обезьяны.
Впрочем, лишь на 4-6 дней
Европейские микробиологи обнаружили у почвенной бактерии Bacillus subtilis способность к хранению информации о смене дня и ночи. Если содержать бактерий в условиях 24-часовых суток, то у них устанавливался суточный цикл экспрессии ytvA — белка, чувствительного к синему свету. После смены режима освещения перестройка экспрессии ytvA происходила не мгновенно: признаки предыдущего цикла «день-ночь» сохранялись еще 4-6 дней. Чем ярче был свет днем, тем короче становился период колебаний экспрессии ytvA после перехода с режима «день-ночь» на полную темноту — так же ведут себя и некоторые циркадные ритмы человека. Исследование опубликовано в журнале Science Advances. Наиболее хорошо изучены циркадные ритмы, регулирующие поведение, рост и развитие эукариот. Но похожие внутриклеточные сигнальные пути описаны и у фотосинтетических прокариот, для метаболизма которых освещенность критически важна. Более того — в последние годы следы похожих систем находят в геномах и протеомах архей и бактерий, неспособных к фотосинтезу. Пока неизвестно, как устроены и для чего нужны такие системы прокариотам, неспособным к фотосинтезу. Марта Мерров (Martha Merrow) с коллегами-микробиологами из университетов Дании, Нидерландов, Великобритании и Германии описали циркадный ритм, связанный с регуляцией ответа на стресс у сапрофитной почвенной бактерии Bacillus subtilis. У бактерии есть несколько разновидностей фоточувствительных пигментов, от которых сигнал через цепочку посредников сходится на белках семейства Rsb. Они влияют на экспрессию более 200 генов, опосредующих ответ на осмотический, температурный, окислительный стресс и на действие антибиотиков. Основной пигмент, отвечающий за детекцию синего света у B. subtilis — белок ytvA. Ученые получили два штамма «дикого типа» B. subtilis и модифицировали их таким образом, чтобы бактерии синтезировали люциферазу вместе с белком ytvA (таким образом, клетки флуоресцируют прямо пропорционально уровню экспрессии ytvA). На первом этапе микробиологи в течение пяти суток растили культуры бактерий в условиях двенадцатичасового дня (монохроматический синий свет с длиной волны 450 нанометров) и двенадцатичасовой ночи (полная темнота). После того, как бактерии «привыкали» к такому режиму, их на неделю оставляли в темноте. Как и ожидали ученые, в первой фазе эксперимента активность ytvA падала спустя полчаса после включения синего света и плавно нарастала в темное время суток. Но во второй фазе колебания не исчезли, а их период растянулся до 29,4-30,2 часов, в зависимости от штамма. У культур B. subtilis, выросших без света, тоже были обнаружены колебания экспрессии ytvA с периодом 26-31 дня. Затем ученые решили посмотреть, как меняется активность ytvA при изменении продолжительности цикла «день-ночь». Как и в первой части экспериментов, сначала бактерии росли в условиях двенадцатичасовых периодов света и темноты. Но через пять дней ученые сокращали цикл в два или три раза. Поначалу после смены режима у бактерий сохранялся 24-часовой паттерн экспрессии ytvA, а рост активности гена в ответ на дополнительные периоды тьмы был менее выраженным. Но уже спустя пять дней бактерии «переучивались» на новый режим света и тьмы. Во время эксперимента ученые обнаружили у бактерий эффект, описанный в хронобиологии как «правило Ашоффа»: чем больше интенсивность освещения днем, тем короче становятся циркадные циклы в темноте у дневных организмов. При росте освещенности с 0,1 до 60 микроэйнштейнов на квадратный метр в секунду период колебаний падал в среднем с 27,5 ± 1,9 до 24,1 ± 0,7 часа. Ранее правило Ашоффа было описано в экспериментах на птицах и арабидопсисе, но не у прокариот. Открытие микробиологов показывает: сложно устроенные и зарегулированные циркадные ритмы распространены шире, чем считалось ранее. Впрочем, пока неизвестны белки, управляющие экспрессией фоточувствительного ytvA, и неясно, какие эволюционные преимущества дает бактериям такая регуляция. Авторы предполагают, что фоторецепторы, активирующие ответ на стресс, могут быть нужны почвенным организмам для регуляции для снижения интенсивности метаболизма на большой глубине. Подробнее о циркадных ритмах у представителей разных царств живой природы читайте в нашем материале «Ход часов лишь однозвучный», а о роли синего света в их регуляции — в материале «Только синь сосет глаза».