У маленьких пауков большой мозг, проникающий в ноги

Согласно исследованию, открытие смогло объяснить мастерство крошечных паукообразных плести паутину.

Они не толстые, просто у них крупный мозг — у крошечных пауков такой огромный мозг для их размеров тела, что он может проникать в полости тела животных, как показывает новое исследование.

Такой большой мозг может объяснить, почему очень маленькие пауки — некоторые менее миллиметра в диаметре — так же хорошо прядут паутину, как и более крупные паукообразные.

В рамках исследования группа под руководством Билла Эберхарда, штатного научного сотрудника Смитсоновского института тропических исследований и профессора Университета Коста-Рики, изучила девять видов пауков из шести семейств, плетущих паутину.

Исследователи обнаружили, что чем меньше паук, тем больше его мозг по сравнению с размером тела.

У некоторых пауков центральная нервная система занимает почти 80 процентов пространства в их теле, иногда даже доходя до ног.

А наполненные мозгом тела некоторых паучат — например, детёнышей паука-кругопряда Leucauge mariana — выпячиваются, пока пауки не вырастают до взрослых размеров.

По словам Эберхарда, занятие мозгом такого большого объёма тела может быть проблемой для других органов паука. Но этот аспект пока ещё недостаточно изучен.

Однако по внешнему виду пауков было бы разумно предположить, что паукообразные чем-то жертвуют ради своего большого мозга.

Например, у взрослого прыгающего паука Phidippus clarus, которого исследователи изучили в отдельном исследовании, пищеварительная система находится в головогруди — полости, объединяющей его голову и туловище.

Паук-скакун – Phidippus clarus

 

Но «у молодого все это забито мозгом», и у паучат менее развита пищеварительная система. Однако до сих пор неясно, какое влияние это оказывает на развивающихся паучков.

Предположительно, большой мозг необходим, чтобы плести паутину, и это поведение считается более сложным, чем, скажем, «личинка жука, которая просто прокладывает себе путь через гриб, в котором он живёт», — написал Эберхард в статье, описывающей данное исследование.

Тем не менее, три так называемых паука-клептопаразита, утратившие способность плести паутину и вместо этого крадущие добычу у других пауков, «не имели признаков относительно меньшего размера мозга», — сказал он.

Конечно, добавил он, для того, чтобы быть хитрым и скрытным, также требуется определённый уровень сообразительности, что может объяснить, почему грабители-пауки кажутся такими же умными, как и их собратья, плетущие паутину.

Поделитесь этим с друзьями и знакомыми

Почему некоторые птицы такие умные, и возможно — даже самосознательные

Никогда прежде выражение «птичий мозг» не было таким комплиментом: в последние годы было обнаружено, что птицы могут создавать инструменты, понимать абстрактные концепции и даже узнавать картины Моне и Пикассо. Но отсутствие у них неокортекса ­—­ области мозга млекопитающих, где происходит рабочая память, планирование и решение проблем — долгое время озадачивало учёных. Теперь исследователи обнаружили ранее неизвестное расположение интегральных схем в головном мозге птиц, которое может быть аналогом неокортекса млекопитающих. А в отдельном исследовании другие исследователи связали эту же область с сознательным мышлением.

У таких птиц, как этот почтовый голубь, может быть необходимая нейронная анатомия для мышления

 

Эти две статьи уже называют новаторскими. «Часто предполагается, что архитектура мозга птиц, отличающаяся от таковой у млекопитающих, ограничивает мышление, сознание и наиболее продвинутые познания», — говорит Джон Марцлафф, биолог и специалист по воронам из Вашингтонского университета в Сиэтле, не участвовавший ни в одном исследовании. «Исследователи, которые продемонстрировали когнитивные способности птиц, не будут удивлены этими результатами, но они будут счастливы», — добавляет он.

Действительно, именно из-за схожих когнитивных способностей птиц и млекопитающих Мартин Стахо, нейроанатом из Рурского университета в Бохуме, решил исследовать передний мозг птиц, который контролирует восприятие. Грубое сравнение мозга млекопитающих и птиц показывает, что «у них нет ничего общего», — говорит он. «Тем не менее, у птиц и млекопитающих во многом схожие когнитивные навыки».

Чтобы выяснить, как мозг птицы поддерживает эти умственные способности, Стахо и его коллеги исследовали микроскопические срезы мозга трёх почтовых голубей, используя трёхмерное изображение в поляризованном свете. Этот метод с высоким разрешением позволил им проанализировать схему области переднего мозга, называемой паллием, которая считается наиболее похожей на неокортекс млекопитающих. Хотя паллий лишён шести слоёв коры, он имеет отличительные структуры, соединённые длинными волокнами.

Учёные сравнили изображения паллии птиц с изображениями коры головного мозга крысы, обезьяны и человека. Их анализ показал, что волокна паллии птиц устроены поразительно похожим на волокна коры головного мозга млекопитающих.

Исследователи также визуализировали связи между нейронами в мозге двух отдалённо родственных видов птиц — голубей и сов. После удаления мозга птиц, подвергнутых глубокому наркозу, учёные ввели кристаллы в рассечённый мозг и обнаружили цепи в сенсорных областях, которые были аналогичны тем, что обнаружены в неокортексе млекопитающих. Именно эта нейроархитектура — связи между структурами, а не сами структуры — объясняет, почему птицы обладают такими же когнитивными способностями, как и млекопитающие , сообщают сегодня в Science.

«Это исследование подтверждает старую пословицу о том, что внешний вид может быть обманчивым», — говорит Марзлафф. Хотя мозг птиц и млекопитающих «выглядит очень по-разному, это исследование показывает нам, что на самом деле они устроены очень взаимодополняющими способами».

Но есть ли у птиц сознательный опыт? Знают ли они о том, что видят и делают? Чтобы выяснить это, Андреас Нидер, нейрофизиолог из Тюбингенского университета, наблюдал за мозгом вороны–падальщика (Corvus corrone), когда они реагировали на сигналы. Известные за свой интеллект «пернатыми обезьянами», эти вороны и их кузены, как было показано, даже рассуждают причинно . Но сделать вывод о сознании из таких экспериментов непросто, говорит Нидер.

Поэтому он и его коллеги использовали тест, похожий на тест, который исследует приматов на предмет наличия признаков сознания — состояния ума, которое, как считается, возникает при внезапной активации определённых нейронов. Они научили двух выращенных в лаборатории годовалых ворон–падальщиков двигаться или оставаться на месте в ответ на слабый сигнал, отображаемый на мониторе. При правильных действиях птицы получали вознаграждение. Затем учёные имплантировали электроды в мозг ворон, чтобы записывать их нейронные сигналы, когда они реагируют. Когда вороны реагировали, их нейроны срабатывали, что говорит о том, что они сознательно воспринимали сигнал, но когда они этого не делали, их нейроны молчали. Нейроны, которые активировались в соответствии с действием вороны, были расположены в паллии, сообщают исследователи. Нидер называет это «эмпирическим маркером сенсорного сознания в мозгу птиц», аналогичным тому, который наблюдается у приматов.

Это наверняка вызовет споры, поскольку «некоторые исследователи утверждают, что сознание — исключительно человеческое явление», — говорит Ирен Пепперберг, сравнительный психолог из Гарвардского университета, известная своей работой с Алексом, серым африканским попугаем, который общался на английском об абстрактных концепциях. Пепперберг не принимал участия в этих новых исследованиях, но считает их «действительно захватывающими».

Стахо и Нидер добавляют, что строительные блоки для познания млекопитающих и птиц могли быть у их последнего общего предка около 320 миллионов лет назад. «Конечно, мозг млекопитающих и птиц эволюционировал по-разному, — говорит Стахо. «Что удивительно, так это то, насколько они по-прежнему похожи по своим воспринимающим и познавательным способностям».

Поделитесь этим с друзьями и знакомыми