Косатка научилась повторять слова за человеком
Исследователи научили взрослую самку косатки повторять различные звуки и даже слова человеческой речи — таким образом ученые подтвердили, что в основе общения косаток лежит социальное научение, а не только обучение старшими младших или генетические особенности Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B, вкратце о нем рассказывает Science.
Звукоподражание широко распространено среди птиц, но у млекопитающих оно встречается не так часто. Кроме человека, при помощи звуков интенсивно общаются многие представители китообразных. У разных представителей этого семейства социальные группы имеют свои вокальные особенности, или диалекты, куда входят звуковые сигналы, песни (совокупность этих сигналов исследователи часто называют культурой).
Вероятно, воспроизведение и поддержание диалектов происходит у китообразных не только благодаря «вертикальному переносу» от родителей к детям, но и путем «горизонтального переноса» — благодаря социальному научению от других членов группы или даже посторонних особей. Значительные способности к звукоподражанию были зарегистрированы у дельфинов, а для косаток имеются свидетельства, что в природных условиях они могут повторять звуки, издаваемые особями из других регионов и даже другими видами, например, морскими львами.
Исследователи из Католического университета Чили и Мадридского университета Комплутенсе проверили способности косаток к социальному научению и обучили взрослую самку косатки, содержащуюся в морском аквариуме в Антибе (Франция), повторять звуки за другим китом, звуки других животных и даже слова человеческой речи. Так, 14-летняя самка по имени Вики научилась повторять слова Amy (Эми), hello (привет), one-two-three (раз-два-три) и bye-bye (пока). Кроме того, Вики научилась подражать слону и волку.
Для того чтобы обучить животное повторять звуки, тренер сначала научил ее стандартному жесту «повторяй за мной». Этот жест используется в процессе дрессировки китов, которые учатся повторять трюки за другими особями, например, выпускать фонтанчик воды. После того, как Вики выучила жест, ее обучили повторять звуки. Первый набор звуков состоял из сигналов, подаваемых другой косаткой. Второй набор состоял из звуков, издаваемых другими животными, а третий — из слов человеческой речи. Некоторые звуки Вики повторяла уже с первой попытки, для других ей требовалось много попыток.
Несмотря на то, что в звуках, издаваемых Вики, чаще всего трудно опознать слова, независимые наблюдатели и акустический анализ записей подтвердили, что косатка хочет «сказать» именно это слово. Конечно, о расширении «культуры общения» косатки речи в данном случае не идет — Вики не использует слова по смыслу, а просто повторяет звуки за тренером. Тем не менее, это важный эксперимент, подтверждающий способности китообразных к обучению и объясняющий распространение их собственных «традиций».
Ранее исследователи выяснили, что научение путем звукоподражания характерно, например, для летучих мышей — молодые мыши предпочли «диалект» стаи материнскому. А больше о «культуре» китообразных можно узнать из заметки о том, как горбатые киты разучивают песни (с аудиозаписями).
Он оказался высокоактивным лигандом рецептора иммунных клеток
Японские и нидерландские ученые обнаружили в клеточной стенке микобактерии лепры (Mycobacterium leprae) фенольный гликолипид-III (PGL-III), который ответственен за запуск иммунного ответа в зараженном организме. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале ACS Central Science, инициация иммунохимических реакций происходит за счет активации кальций-зависимого рецептора лектина (Mincle-рецептор), для которого PGL-III выступает крайне активным лигандом. Микобактерия лепры при попадании в организм человека может вызывать проказу, которая в основном поражает кожу, периферические нервы и глаза. В 2021 году зарегистрировано более 140 тысяч новых случаев проказы, в том числе от нее пострадали более девяти тысяч детей. Хотя проказу можно вылечить с помощью комплексной лекарственной терапии, она до сих пор приводит к инвалидизации и неизгладимым обезображиваниям людей в странах Африки и Азии. Считается, что тяжелые поражения моторной функции при проказе вызваны специфическим воспалением, однако его патогенез до сих пор плохо изучен. Важным антигеном, который отвечает за иммуногенность микобактерии лепры, считается фенольный гликолипид-I (PGL-I), который составляет до двух процентов массы бактериальных клеток. При этом PGL-I обладает мощным иммуносупрессивным действием, из-за которого M. leprae способна вызывать хроническую инфекцию. Однако окончательная роль подобных антигенов в развитии симптомов проказы изучена плохо. Чтобы исправить это положение, команда ученых под руководством Йерун Коде (Jeroen Codée) из Лейденского университета и Шо Ямасаки (Sho Yamasaki) из Университета Осаки исследовали потенциальные иммуноактивные компоненты в гликолипидной клеточной стенке M. leprae. Сначала ученые обнаружили, что липиды клеточной стенки микобактерии лепры активируют клетки миелоидного происхождения (макрофаги, нейтрофилы) с помощью кальций-зависимого рецептора лектина (Mincle-рецептор). По такому же пути их активировали липиды клеточной стенки M. tuberculosis и M. smegmatis. Затем ученые разделили липидные экстракты с помощью высокоэффективной тонкослойной хроматографии, чтобы охарактеризовать наиболее иммуноактивный компонент. Фракционирование с использованием разных комбинаций растворителей выявило липид, избирательно активирующий клеток, экспрессирующие Mincle-рецепторы. Как выяснилось с помощью матрично-активированной лазерной десорбции/ионизации (MALDI-TOF-MS) этот липид крайне похож на PGL-I, однако в нем отсутствует одна метильная группа в углеводной части. Поскольку в процессе биосинтеза PGL-I образуется несколько промежуточных продуктов, подобных PGL-I, ученые решили проанализировать этот путь, чтобы выяснить природу этого липида. После введения различных генов в экспериментальные модели M. marinum, ученые выделили несколько промежуточных продуктов биосинтеза PGL-I, среди которых выделялись PGL-II, так и PGL-III, которые были описаны ранее. Методом органического синтеза ученые создали чистые образцы PGL-I, II и III, чтобы проверить их активность взаимодействия с Mincle-рецептором. С помощью спектроскопия ядерного магнитного резонанса ученые выяснили, что тем самым липидом, специфически активно связывающимся с Mincle-рецептором и через него активирующим клетки иммунной системы был PGL-III. Это неожиданное открытие, поскольку ранее сообщалось о том, что лигандами этих рецепторов могут быть только моно- и дисахариды концы гликолипидов, однако PGL-III имеет трисахаридный углеводный конец. Дальнейшие анализы показали, что синтетический PGL-III проявлял намного бОльшую, чем PGL-I и -II, лигандную активность в отношении Mincle-рецепторов мыши и человека. Учитывая его низкую концентрацию и относительную активность, удельная активность PGL-III, по-видимому, достаточно высока. Синтетический PGL-III активировал первичные макрофаги с помощью Mincle-рецепторов, после чего они начинали вырабатывать провоспалительные цитокины фактор некроза опухоли и интерлейкин-6. Кроме того, PGL-III индуцировал экспрессию NO-синтазы. То есть PGL-III микобактерии лепры выступает мощным иммуностимулирующим агентом, запускающим высвобождение провоспалительных цитокинов, будучи высокоактивным лигандом Mincle-рецепторов. В эксперименте с мышами с нокдауном генов, ответственных за экспрессию Mincle-рецепторов, заражение их микобактерией лепры приводило у них к значительной бактериальной нагрузке, что говорит о решающей роли Mincle-рецепторов в индукции иммунных реакций при проказе. Ученые считают, что метилтрансфераза, которая ответственна за метилирование PGL-III, может стать терапевтической мишенью при лечении проказы, поскольку ее ингибирование должно приводить к накоплению PGL-III и большему иммунному ответу организма. При этом будет снижаться концентрация PGL-I, которая провоцирует воспаление и считается фактором вирулентности. Считается, что проказа — болезнь человека. Однако в 2021 году зоологи описали случай проказы у диких шимпанзе. При этом с высокой вероятностью они заработали болезнь от мелких млекопитающих, а не от человека.