Малюры научились у других птиц бояться странных звуков
Когда певчие птицы расписные малюры видят хищника и одновременно слышат сигналы других птиц, они запоминают эти сигналы как тревожные и впоследствии реагируют на них соответствующе. Орнитологи из Австралии обнаружили, что птицы могут учиться косвенно от других птиц — если они слышат тревожные сигналы вместе с совершенно новыми для них звуками, они запоминают эти звуки как опасные, хотя никакой непосредственной опасности от них не исходило. Исследование
в
.
В природе многие животные распознают сигналы тревоги от представителей других видов, уязвимых для тех же хищников.В том числе это известно про многие виды птиц. Такой механизм очень важен, поскольку хищники часто прячутся или движутся очень быстро, и их трудно заметить. Увидев хищника и одновременно услышав тревожные крики, птицы могут связать два эти сигнала в прочную ассоциацию. Авторы исследования решили проверить, могут ли птицы научиться бояться новых для них звуков, не видя самой угрозы, а ориентируясь только на тревожные сигналы других птиц.
Для того чтобы проверить возможности социального обучения, Доминик Потвин (Dominique A. Potvin) из Австралийского национального университета и ее коллеги провели эксперимент с небольшими певчими птицами — прекрасными расписными малюрами (Malurus cyaneus) в их естественной среде обитания. В эксперименте участвовали 16 индивидуально помеченных малюров.
В начале эксперимента птицам воспроизводили через динамики, установленные прямо в лесу, два незнакомых для них звука: тревожный крик птицы, которую они никогда не встречали, и синтезированный звук «Бзззз». Оба эти звука не вызывали у птиц тревоги сами по себе. На этапе обучения, продолжавшемся три дня, один из этих звуков (для половины птиц один, а для другой половины — другой) воспроизводили вместе с тревожными сигналами птиц, хорошо известных малюрам. Эти тревожные сигналы заставляли малюров улетать в 95,5 процентах случаев, то есть вызывали нормальную сильную реакцию на потенциальную опасность. Третьим этапом эксперимента стала проверка реакции малюров на новые звуки спустя день, два дня и неделю после обучения. В первый день после обучения малюры улетали, услышав тот самый новый звук, в в 81 проценте случаев, а во второй день — в 78 процентах случаев. При этом второй из новых звуков, с которым изначально не связывали тревожные сигналы, вызывал такую реакцию только в 28 процентах случаев, то есть результаты нельзя объяснить ростом общей настороженности. Через неделю малюры по-прежнему так же сильно реагировали на новый звук, который теперь означал для них опасность.
Авторы исследования отмечают, что, никогда прежде не встречая подобные звуки, малюры поняли от других птиц, что значит новый звук. Это первое доказательство того, что птицы способны к социальному обучению, что они могут сопоставить звуки с их значением. Эти способности могут позволить птицам принимать в расчет новые угрозы, просто слыша о них от других, не сталкиваясь с ними напрямую. Авторы предполагают, что такими способностями обладают и другие певчие птицы.
Ранее, орнитологи обнаружили, что малюры могут различать по пению не только представителей своего вида, но и других птиц.
Александра Кочеткова
Бактерии научились инактививровать антибактериальную ДНК-гиразу
Немецкие ученые выяснили, что супербактерии, сохранявшие чувствительность к экспериментальному антибиотику альбицидину, защитились от него с помощью амплификации гена STM3175. Этот ген отвечает за регуляцию транскрипции малых молекул с доменом связывания, подобным ингибитору ДНК-гиразы — основы антибиотика альбицидина. Такое увеличение копии гена приводит к тысячекратному повышению уровня резистентности к препарату. Исследование опубликовано в PLoS Biology. В 2019 году почти пять миллионов человек погибло из-за бактерий, устойчивых к большинству известных антибиотиков, — супербактерий. По оценкам ученых к 2050 году это число увеличится в два раза. Основной причиной развития резистентности к противомикробным препаратам признано нерациональное их использование в медицине, ветеринарии и зоотехнии в сочетании с недостаточным пониманием механизмов бактериальной резистентности. Однако влияют и другие факторы: например, загрязнение атмосферы. Ученые постоянно ищут новые молекулы, которые были бы активны против супербактерий. Таким многообещающим соединением стал альбицидин — фитотоксичная молекула, вырабатываемая бактерией Xanthomonas albilineans, в исследованиях была эффективна против целого ряда супербактерий. Альбицидин ингибирует активность бактериальной ДНК-гиразы (топоизомеразы II) и эффективно действует на ковалентный комплекс ДНК и гиразы в крайне низких концентрациях. В нескольких исследованиях уже сообщалось о развитии резистентности к этой молекуле у некоторых бактерий, однако ее механизмы оставались не до конца выясненными. Команда ученых под руководством Маркуса Фульда (Marcus Fulde) из Свободного университета Берлина изучала механизмы резистентности к альбицидину, которая развилась у Salmonella typhimurium и Escherichia coli. Для этого они подвергали бактерии воздействию высоких концентраций более стабильного аналога антибиотика и наблюдали за ростом колоний в течение 24 часов. Из 90 протестированных клонов 14 показали рост в этих условиях. Секвенирование генома этих штаммов показало, что большинство (девять штаммов) несет мутации в гене tsx, ответственном за экспрессию нуклеозидспецифичного порина, что в 16 раз увеличивало минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) антибиотика. Один из оставшихся пяти резистентных штаммов с интактным геном tsx демонстрировал более чем стократное повышение MIC, и анализ данных секвенирования его ДНК выявил амплификацию гена, приводящую к образованию 3-4 копий геномной области без однонуклеотидных полиморфизмов. При дополнительном анализе этого штамма ученые выяснили, что перекрывающаяся амплифицированная область содержит ген STM3175, который транскрибируется полицистронно в структуре оперона и N-концевой части qseB. Более тщательное изучение аминокислотной последовательности показало, что STM3175 состоит из 2 доменов: N-концевого AraC-подобного ДНК-связывающего домена и C-концевого GyrI-подобного лиганд-связывающего домена. Ученые обнаружили, что такая структура позволяет STM3175 связывать альбицидин с высокой аффинностью и инактивировать его. У разных бактерий обнаружились гомологи этого гена с теми же функциями, при этом на эффект других антибактериальных препаратов они не влияли. Знание нового механизма развития устойчивости к альбицидину позволит ученым разрабатывать новые способы модификации молекулы, чтобы обойти этот механизм. Ранее ученые обнаружили антибактериальную молекулу с широким спектром действия, которая не вызвала резистентности у микроорганизмов.