Новые публикации

Теория информации открывает новые возможности для экспериментальных исследований поведения и коммуникации животных
Обзорная статья обобщает многолетний опыт исследовательской группы в применении методов теории информации к анализу поведения и коммуникации животных. Первое направление исследований связано с поиском закономерностей в поведенческих паттернах, таких как охотничье или территориальное поведение. Их можно анализировать как “биологические тексты”, обозначая разные поведенческие акты буквами. Новый метод поиска закономерностей в поведенческих стереотипах с применением архиваторов, позволяет сравнивать разные виды по степени сложности их поведения, а также различать врожденные паттерны и поведение, основанное на обучении, не прибегая к трудоемким этологическим экспериментам. Второе направление является принципиально новым в биологии и связано с использованием идей теории информации как основы экспериментов для изучения коммуникации животных. Теория информации с первой же работы Шеннона в 1948 г, применялась к анализу коммуникации, в том числе, и животных. В 1954 г известный эволюционист Холдейн предложил новое направление - “этологическую кибернетику”- на основе анализа языка танцев пчел. Однако все исследования коммуникации, от пчел до дельфинов, до сих пор были основаны на анализе "текстов", передаваемых отдельными агентами. Наблюдатель анализирует поток сигналов, не вмешиваясь в их содержание. В многолетних исследованиях “языка” муравьев применены новые эксперименты, основанные на идеях Шеннона и Колмогорова, которые помогли открыть символический язык у высоко социальных видов. Исследователи “просили” муравьев передавать сообщения, размер которых (в битах, по Шеннону) и сложность которых (по Колмогорову) они варьировали и задавали сами. Полученные результаты важны не только для биологии, но также для когнитивных наук, лингвистики и робототехники.
Статья опубликована в журнале Animals (Q1).
https://www.mdpi.com/2076-2615/13/7/1174

Сitrobacter freundii, природный ассоциат колорадского жука, повышает восприимчивость личинок к Bacillus thuringiensis
Некоторые представители кишечной микрофлоры насекомых способны опосредовать иммунные изменения при дисбиозе, ускоряя септицемию, вызванную энтомопатогенными бактериями Bacillus thuringiensis. Совместное скармливание симбионтных Citrobacter freundii и энтомопатогенных бактерий Bacillus thuringiensis var. tenebrionis (morrisoni) личинкам колорадского жука приводило к увеличению смертности до 69,0%, что было в 1,3-5 раз выше, чем гибель жуков при скармливании только B. thuringiensis. Синергетический эффект смертности личинок оказался стабильным и наблюдался с 1-х по 6-е сутки наблюдения. Причины синергизма кишечных симбионтов и патогенов могут заключаться в их деструктивном действии на ткани кишечника, в виде разрушения микроворсинок эпителия под влиянием B. thuringiensis, выраженной гиперсекреции эндоплазматического ретикулума с образованием апокринных везикул и «онкотических» изменений клеток под действием C. freundii. Деструктивные изменения тканей кишечника сопровождались подавлением процессов детоксикации под действием бактерий и снижением (в 2,8-3,5 раза) концентрации продуктов окисления липидов при B. thuringiensis-инфекции. Кроме того, в первые часы после совместного скармливания симбионтов и патогенов отмечалось незначительное увеличение общего количества гемоцитов, главным образом за счет иммунокомпетентных плазматоцитов (в 1,4 раза). Однако, через 24 часа количество гемоцитов в лимфе стало значительно меньше, а уровень детоксицирующих ферментов наоборот вырос почти в 1,5 раза, что вероятно, связано с разрушением клеток гемоцитов и необходимостью удаления токсичных продуктов активных форм кислорода. Полученные в ходе исследования результаты свидетельствуют о том, что питание личинок колорадского жука симбионтными C. freundii и энтомопатогенными бактериями B. thuringiensis сопровождается изменениями в тканях, что существенно влияет на клеточный и гуморальный иммунитет насекомого, повышая его восприимчивость к B. thuringiensis.
Исследование опубликовано в Pest Managements Science (Q1) Doi: 10.1002/ps.6856. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ps.6856

Стабильные и изменчивые фрагменты охотничьего поведения грызунов: есть ли место интеллекту?
Журнал Animal Cognition - основной международный форум исследователей, изучающих интеллект животных. Авторы сумели убедить рецензентов в важности для когнитивной науки нового направления исследований, которое состоит в детальном математическом анализе факультативных стереотипов поведения и выявления в них стабильных и изменчивых (“подвижных”) фрагментов. В статье высказана идея о том, что стабильные и изменчивые фрагменты стереотипов регулируются разными генами. Это подтверждается в работах нейрофизиологов, которые выявили охотничьи паттерны с реверсией фрагментов (лабораторные мыши хватают добычу лапами, а к удаче ведет только захват зубами), но пока не нашли объяснения. В статье феномен рекомбинации фрагментов поведенческих последовательностей трактуется на этологическом уровне. Можно полагать, что фрагментированными могут быть различные стереотипы. Охотничьи паттерны оказались удобной моделью для исследования эволюционных и когнитивных аспектов поведения. Обсуждается гипотеза о рекомбинации и/или потере отдельных фрагментов стереотипов как основе эволюции охотничьего поведения грызунов. Имея в своем репертуаре отдельные фрагменты сложного стереотипа, животные могут достроить их до целостных на основе распределенного социального обучения. Обсуждаются возможные связи между охотничьей активностью и решением когнитивных задач у разных видов грызунов.
Статья опубликована в журнале Animal Cognition (Q1). https://doi.org/10.1007/s10071-021-01588-z

Архив