معلومة

ما هي الآلية التطورية التي تسببت في تطوير السلالات الخرخرة؟

ما هي الآلية التطورية التي تسببت في تطوير السلالات الخرخرة؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

ولماذا يمكن لبعض القطط أن تزأر بينما يموء البعض الآخر؟


من المنطقي أن القدرة على التعبير عن مشاعرك تعمل على تحسين جودة التفاعل بينك وبين من حولك. إذا كان القط يخرخر من حوله ، فاعلم أنه يشعر بالرضا ، ويمكن أن يكون ذلك بمثابة معلومات مفيدة للتفاعل في المستقبل.

أنا متأكد من أنه كانت هناك قطط كانت تعيش حياة أسوأ لأنها لم تترابط بشكل جيد لأنها لم تخرخر ، وبالتالي كان لديها ميل أقل قليلاً إلى أن ينتهي الأمر بحمضها النووي في الجيل التالي.

تنطبق هذه الحجة على كل قدرة على التعبير عن المشاعر.


ما هي الآلية التطورية التي تسببت في تطوير السلالات الخرخرة؟ - مادة الاحياء

تجيب National Wildlife على 10 أسئلة ملحة حول مملكة الحيوان

حان الوقت للبحث في كيس البريد عن أسئلة حول الحياة البرية التي أزعجت قراءنا مؤخرًا أو أثارت اهتمامهم أو حيرتهم بطريقة أخرى. لذلك ، بدون مزيد من اللغط ، إليك إجابات أفضل 10 اختيارات لمحررينا لاستفساراتك.

هل الأسود تخرخر؟

قد تكون الأسود قانعًا إذا استطاعت ، لكنها لا تستطيع ذلك. القطط الصغيرة و mdashnot فقط هي التي تأوي القطط ، ولكن أيضًا القطط البوبكاتية ، الأسيلوتس ، الوشق ، الكوجر وغيرها و mdashha هي التي تملك ما يلزم لتخترق. الجهاز المناسب هو رابط متصل بإحكام من العظام الرقيقة الممتدة من الجزء الخلفي من لسان القطط حتى قاعدة الجمجمة. عندما تكون القطة في حالة ذهنية خرخرة ، تهتز حنجرتها ، والتي بدورها تجعل عظام اللحاء الشبيهة بالغصين يتردد صداها. لا أحد متأكد من سبب تطوير القطط لهذه القدرة ، ولكن أحد الاحتمالات هو أن خرخرة الأم تساعد في تمويه قططها المرضعة الضعيفة ، وهو صوت قد ينبه الحيوانات المفترسة ويجذبها لولا ذلك. يمكن لجميع القطط الخرخرة إصدار الصوت المميز باستمرار ، سواء في الشهيق أو الزفير.

في القطط الكبيرة و mdashlions ، النمور ، الفهود ، jaguars & mdasha طول الغضروف الصلب يصل عظام اللامي إلى الجمجمة. تمنع هذه الميزة الخرخرة ولكنها أيضًا تمنح الحنجرة مرونة كافية لإنتاج هدير كامل الحلق و mdash114 ديسيبل في حالة أسد واحد تم اختباره. يمكن أن يكون الصوت مرتفعًا بما يكفي ليكون قريبًا من حد الألم لدى الإنسان. القدرة على الخرخرة ، وليس الحجم أو السلوك ، هي واحدة من اثنين من الفروق الرئيسية بين جنسين رئيسيين من القط ، فيليس وبانثيرا. (الاختلاف الآخر هو أن عيون الأولى لها تلاميذ تضيق إلى شقوق رأسية.) تسمى هذه الأجناس أحيانًا "القطط الخرخرة" و "القطط الزأرية" على التوالي ، على الرغم من أن الأسد فقط يزأر بشكل معتاد من بين هؤلاء. القطط الكبيرة الأخرى أكثر عرضة للزمجرة أو العواء أو الهسهسة أو البصق أو النخر أو السعال.

أحد القطط الكبيرة التي تخرخر ولكنها لا تستطيع الزئير هي الفهد. يضعه علماء الأحياء في جنس خاص به (Acinonyx) ، لأنه ببساطة لا يستطيع سحب مخالبه تمامًا. تنفرد الفهد أيضًا بصوت غرد مرتفع ، يُقال إنه يشبه طائر الكناري. كتب ثيودور روزفلت ذات مرة: "عندما سمعتها لأول مرة ، كنت متأكدًا من أن بعض الطيور قد نطق بها ، ونظرت إليها منذ فترة طويلة قبل أن أجد أنها دعوة الفهد".

لماذا لا توجد ثدييات خضراء؟

لا يوجد من يعرف بالتاكيد. الغالبية العظمى من الثدييات ذات لون الأرض و mdashmousy ، يمكنك القول. توجد أنواع قليلة من الثدييات الخضراء: تتحول كسلان الأشجار إلى اللون الرمادي والأخضر عندما تنمو الطحالب على فرائها. يمتلك حيوان الأبوسوم الدائري الأسترالي شرائط من الأسود والأصفر على شعرها يمكن أن تبدو أشيب زيتون باهتًا. يمكنك أن تجادل بأن الحوت المغطى بالدياتوم أخضر. لكن ضفادع الأشجار غير الثديية ، وسرعوف الصلاة ، والببغاوات كلها نباتات خضراء مضيئة. تملأ النباتات الخضراء العالم الطبيعي ، ويستخدم العديد من سكانها اللون الأخضر للتمويه. لماذا ليس الثدييات؟

الجواب المختصر هو أن الثدييات مشعرة. يحتوي شعر الثدييات على نوعين فقط من الصبغات: أحدهما ينتج شعرًا أسود أو بنيًا والآخر ينتج شعرًا أصفر أو برتقاليًا محمرًا. لن يؤدي خلط هذين الصباغين أبدًا إلى الحصول على لون أخضر لامع قابل للجدل. ومع ذلك ، فقد أعطانا التطور عجائب تتراوح من شبكية عين الصقر ، إلى دماغ عالم الرياضيات ، إلى زئير الأسد. بالنظر إلى الوقت الكافي ، يمكن أن ينتج الانتقاء الطبيعي بالتأكيد فروًا أخضر.

تقترح عالمة الثدييات ماريا روتزموسر من متحف علم الحيوان المقارن بجامعة هارفارد تفسيرًا أكثر تعقيدًا: أن الثدييات الصغيرة و mdashthe تلك التي تحتاج إلى تلوين وقائي تعيش بشكل كبير على الأرض ، وتندفع في فضلات الأوراق. تشير إلى أن "الأوراق الميتة ليست خضراء". "إنها بنية اللون".

أخيرًا ، معظم الحيوانات المفترسة للثدييات هي ثدييات أخرى ، وعادة ما يكون لدى الثدييات ضعف في رؤية الألوان ، ولن يساعد اللون الأخضر. ومع ذلك ، فقد أعطانا التطور عجائب تتراوح من شبكية عين الصقر ، إلى دماغ عالم الرياضيات ورسكووس ، إلى زئير الأسد. بالنظر إلى الوقت الكافي ، يمكن أن ينتج الانتقاء الطبيعي بالتأكيد فروًا أخضر.

لماذا يقف طيور النحام على ساق واحدة؟

على الأرجح ، لتبقى دافئة. سواء كنت تنام خلال ليلة استوائية مدتها 12 ساعة أو تتسكع قليلاً بعد الإفطار ، فلامنغو و mdashalong مع طيور اللقلق ، أبو منجل ، مالك الحزين والطيور الأخرى الخواضة طويلة الأرجل - عادةً ما تجذب ساق واحدة للداخل ، تسحب رؤوسها لأسفل ، تضع فواتيرها تحت جناح ونفث ريشها للحفاظ على الحرارة.

على الرغم من النحافة مثل القصب ، إلا أن ساق طائر الفلامنجو طويلة وخالية من الريش وتعقب بالأوعية الدموية ومبرد مثالي. للبقاء على استعداد للطيران ، ومع ذلك ، يجب أن تبقى الطيور دافئة على مدار الساعة في الليالي الباردة ، ولا يمكنها ترك مشعاعين. الطيور ذات الأرجل الطويلة ليست وحدها في هذه العادة: الطيور التي تجلس مثل الكناري وعصافير الحمار الوحشي تتخذ نفس الوضع ، ولكن ليس بشكل ملحوظ. آلية قفل فوق قدم طائر الفلامنجو تحافظ على ساقها من الانهيار مع نعاس الطائر ، ونفس الإحساس الرائع بالتوازن الذي يسمح للطائر الخاضع للإمساك برأسه تمامًا أثناء مطاردة المستنقعات خلال النهار يمنعه من السقوط ليلاً.

هل البق بق بق؟

هل هم من أي وقت مضى! يقول خبير العث بروس سميث من كلية إيثاكا: "هناك عدد قليل جدًا من الحشرات التي لا تصاب بالطفيليات". "في الواقع ، هناك عدد قليل جدًا من الكائنات الحية من أي نوع لا تفعل ذلك." أفاد سميث أن ما يقرب من ألف سوس يمكن أن يركب على اليعسوب الواحد. هناك سوسات تعيش على متن الممرات ، وهي الذباب الصغير الذي يعض صغيرًا بما يكفي ليطير عبر حواجز النوافذ. سوس آخر ، Acarapis woodi ، يستقر في ممرات تنفس نحل العسل. هذا السلوك الانتهازي لا يخنق النحل ، لكنه يقصر من عمرها ويؤدي إلى زيادة عدد خلايا النحل التجارية في هذه العملية.

أخطاء التنصت الأخرى هي بالضبط ما يبحث عنه البشر. في جنوب الولايات المتحدة ، جيوش النمل الناري لديها ميل غير مريح للمضغ من خلال العزل الكهربائي (داخل أعمدة إشارات المرور ، على سبيل المثال). يخطط علماء الحشرات في وزارة الزراعة الأمريكية (USDA) لتجنيد ذبابة من أمريكا الجنوبية ، Pseudoacton ، لتكون بمثابة حصان طروادة صغير. تضع الأنثى الزائفة بيضها داخل النمل الناري. تتغذى اليرقات على النمل من الداخل وتنتهي بقطع رأس مضيفها.

طفيلي داخلي آخر يتم اختباره من قبل وزارة الزراعة الأمريكية هو دودة نيماتودا تحفر عبر الجلد الخارجي ليرقات البعوض المائي وتصنع نفسها في المنزل. حتى أن الدودة تمر بعدة تساقط هناك ، مما يضر مضيفها بشكل متزايد.

أكثر دقة هي الطفيليات الاجتماعية. هذه هي الحيوانات التي تحاكي إشارات وسلوك العوائل ذات المكانة العالية والنحل المدشقي ، على سبيل المثال و mdashas وسيلة لاستعباد التابعين النسيان. إحدى النمل الطفيلية الاجتماعية ، Teleutomyrmex schneideri ، بارعة جدًا في إخضاع مستعمرات نوع آخر من النمل لدرجة أن أعضاء الصيد والتغذية الخاصة بها قد اختفت في الغالب جنبًا إلى جنب مع الطبقة العاملة. يشرح عالم النفس هوارد توبوف من كلية هانتر ، "تقضي ملكة Teleutomyrmex الطفيلية معظم حياتها على ظهر الملكة المضيفة أثناء إطعامها من قبل عمال النوع المضيف ، وهي نملة تسمى Tetramorium caespitum." ودعونا لا ننسى الطفيليات المفرطة: الحشرات التي تصيب الحشرات - - وما إلى ذلك. تشير بعض السيناريوهات التي تنطوي على الدبابير الطفيلية إلى سلسلة نسب توراتية ("Euryptoma تحاصر Mesopolobus ، والتي تحاصر Toryus ، والتي تحدق بـ Syntomaspis ، والتي عصفت بـ Cynips ، والتي بدأت المشكلة بإصابة مرارة Cynipidae"). إنه عالم حشرة يأكل حشرة ، حسنًا. نقلا عن الشاعر:

البراغيث الكبيرة لديها القليل من البراغيث
على ظهورهم لدغهم ،
والبراغيث الصغيرة بها براغيث أقل ،
وهكذا ، إلى ما لا نهاية.

كيف تجد الطيور البذور التي أخفاها؟

على ما يبدو ، حتى مع وجود الآلاف من أماكن الاختباء التي يجب تتبعها ، تحاول الطيور حفظها جميعًا. يقول فرناندو نوتيبوم ، عالم الأحياء بجامعة روكفلر: "يواجه القرقف ذو الرأس الأسود مئات البذور يوميًا ، وربما أكثر". "إنها تخزن من ثلث إلى نصف هذه البذور ، عادة منفردة ، وقد تفعل ذلك على مساحة 30 فدانًا إلى ارتفاع حوالي 60 قدمًا." يقول نوتيبوم إن حاسة الشم الجيدة لا يمكن أن تفسر نجاح الطائر في استعادة ما يخفيه ، ولا يمكن للنقر العشوائي. "من غير المحتمل أن تصل إلى نفس المكان مرة أخرى إلا إذا كنت تتذكره."

فكيف يمكن لدماغ طائر صغير أن يمتلك مثل هذه الذاكرة الرائعة؟ يقدم بحث Nottebohm دليلًا. في تجربة حديثة ، قام بقياس قفزة دراماتيكية في عدد الخلايا الجديدة في الحُصين المغطى بالأسود والحصين من دماغه الذي يبدو أنه متورط في الذاكرة المكانية. إن الذروة في تجنيد الخلايا الجديدة ، التي تحل محل الخلايا القديمة التي تموت ، تأتي في شهر أكتوبر من كل عام ، فقط عندما يكون تخزين بذور الطائر في أقصى درجاته. وهو يتكهن بأن خلايا الدماغ الجديدة أكثر قدرة على اكتساب ذكريات جديدة. لا تظهر القرقف الأسيرة نفس نمو الخلايا. (وكذلك البشر ، للأسف ، بغض النظر عن وضعهم). علاوة على ذلك ، يقول Nottebohm ، "إن حصين الطيور التي تخفي الطعام أكبر من تلك الموجودة في الطيور التي لا تخفي الطعام". وسرعان ما أضاف أن الدليل الذي يربط الذاكرة بهذه التغيرات في خلايا الدماغ هو مجرد عرض ظرفي ، فهو يخطط لتجارب جديدة لدراسة الصلة بشكل أكثر تحديدًا.

ما هو الحيوان الذي ينمو أكثر من عمره؟

ربما لا يمكن لأي مخلوق أن يضاهي النمو المذهل لمولا المحيط (المعروف أيضًا باسم سمكة الشمس). يمكن لسمكة الشمس بالحجم الكامل أن تمتد 10 أقدام ووزنها 1200 رطل ، أي حوالي 60 مليون ضعف وزنها عندما تفقس. كانت البيضة التي خرجت منها بحجم هذا الحجم تقريبًا.

أما بالنسبة للحيوانات الحية ، فالبطل بالتأكيد هو الكنغر الأحمر. يولد ذكر بالغ يبلغ وزنه 180 رطلاً جسمًا شفافًا خالٍ من الشعر بحجم حبة الفول ويزن أقل من جرام وجنين مدشموبيل ، في الواقع. إنها تستخدم كفوفها الأمامية (أرجلها الخلفية مجرد نتوءات) "للسباحة" لمسافة قصيرة عبر فراء بطن أمها إلى جرابها. هناك يظل مثبتًا على الحلمة لعدة أشهر أثناء ملئه. حيوانات الكنغر حديثة الولادة صغيرة للغاية لدرجة أن عالم التشريح البريطاني السير ريتشارد أوين في القرن التاسع عشر استنتج أنها ظهرت في الحقيبة كبراعم انفصلت عن حلمات أمها.

كيف تعرف الحيوانات السباتية متى تستيقظ؟

بالنسبة للسبات الشتوي الحقيقي - الأشخاص الذين ينامون في فصل الشتاء يصبح باردًا ويكاد يتوقف عن التنفس والطقس المدشور وحده لا يكفي بالضرورة. درس عالم الأحياء آلان فرينش من جامعة ولاية نيويورك في بينغهامتون ثلاثة أنواع في فترة السبات تشترك في نفس مروج جبال الألب في جبال سييرا العالية: الغرير الأصفر البطني (أو طيور الغابة الغربية) ، وسناجب الأرض بلحام والفئران القافزة.

يقول فرينش: "المرموط ، ذكورا وإناثا ، سيصعدون مباشرة عبر كيس الثلج". "إنهم يستخدمون تقويمًا داخليًا. ليس هناك سبب بيئي واضح." تزن الذكور الكبيرة حوالي 10 أرطال ، ولديها وسائد من الدهون للعيش عليها إذا خرجوا من جحورهم مبكرًا جدًا للتصفح.

عادة ما تفعل ذكور السناجب ، التي يبلغ حجمها عُشر حجم الغرير الكبير ، الشيء نفسه: بمجرد انطلاق المنبه البيولوجي ، فإنها تنقب. ومع ذلك ، فإن الإناث أكثر حذرا. كونهم أكثر نحافة من الذكور ، كما يقول الفرنسيون ، فإنهم أكثر عرضة لسوء الأحوال الجوية. سوف يوقظون أنفسهم بشكل دوري مع اقتراب الربيع والتحقق من درجة حرارة التربة التي تسد جحرهم. إذا كان القابس دافئًا بدرجة كافية ، فإنهم يحفرون إذا لم يكن كذلك ، ويعودون إلى النوم. من خلال الحفاظ على القابس مجمّدًا ، تمكنت شركة French من إبقاء الإناث الأسيرات في حالة سبات لمدة 12 شهرًا على التوالي.

الفئران القافزة ، أصغر بعشر مرة أخرى ، تلعبها أكثر أمانًا على الإطلاق. ينتظرون انخفاض درجة الحرارة في أعشاشهم لإخبارهم متى يستيقظون ويستيقظون. يقول فرينش: "هؤلاء الرجال لا يستطيعون المقامرة". "إنهم سيموتون بسهولة بالغة في عاصفة ثلجية ربيعية مبكرة."

هل ترى الحيوانات الألوان؟

هذا يعتمد على الحيوان وما إذا كانت الرؤية بالألوان ساعدت أسلافه على البقاء. لم تطور الحيوانات رؤية الألوان لذلك سيبدو محيطها أجمل. بدلاً من ذلك ، تعد رؤية الألوان بشكل أساسي أداة لانتقاء الأشياء (الطعام ، والحيوانات المفترسة ، والزملاء المحتملين) من خلفياتهم ، خاصةً عندما لا تتحرك الكائنات.

لا ترى العديد من الحشرات الطائرة اللون فحسب ، بل ترى أيضًا الضوء فوق البنفسجي ، والذي غالبًا ما تعكسه أجنحة الفراشة وبتلات الزهور و "أرجواني النحل" ، يطلق عليه أحيانًا. الألوان الرائعة للزهور هي في الواقع دليل على رؤية ألوان الحشرات: طورت النباتات المزهرة اللون لجذب الملقحات. على النقيض من ذلك ، تميل النباتات التي يتم تلقيحها بواسطة العث والخفافيش إلى الحصول على زهور بيضاء ، والتي تظهر بشكل أفضل في الليل.

تحتاج الأسماك إلى رؤية الألوان لتعويض نقص التباين تحت الماء ، على الرغم من أن نطاق الألوان الذي يمكنهم رؤيته قد يكون ضيقًا بالفعل. ترى أسماك أعماق البحار ظلالًا لا حصر لها من اللون الأزرق نظرًا لأن الكثير من عالمهم أزرق أحمر لا يخترق الأعماق ، لذلك لم يطوروا أبدًا القدرة على رؤيته. بالقرب من السطح ، حيث لا تقوم المياه بترشيح الكثير من طيف الألوان ، لا ترى الأسماك اللون الأصفر والأحمر فحسب ، بل ترتديها أيضًا لجذب الأصدقاء أو لتحذير المتسللين. لا عجب أن الأسماك الملونة بألوان قوس قزح التي يحبها السائحون الغطس هم من سكان الشعاب المرجانية في المياه الضحلة.

وبغض النظر عن السياح ، فإن الثدييات عمومًا مصابة بعمى الألوان. (هذا صحيح. ليس لدى الثيران أي فكرة عن أن رأس حيوان مصارع الثيران أحمر.) مع تطور الثدييات ، يبدو أنها فقدت القدرة على رؤية الألوان التي لطالما كانت الكائنات وطيور المدشبير ، والزواحف والحشرات المجنحة ، على وجه الخصوص و [مدشسي] واضحة. يقول عالم الأحياء دان بلاكبيرن من كلية ترينيتي في هارتفورد: "في ثلثي تاريخنا ، كنا نحن الثدييات في الغالب أشياء صغيرة ، ليلية ، بحجم الفئران". "للتنافس بيئيًا في عصر الدهر الوسيط ، كان على الثدييات أن تفعل شيئًا لم تكن الزواحف تفعله ، مثل أن تكون نشطة في الليل." نظرًا لأنه من المستحيل تقريبًا رؤية الألوان في الظلام ، فقد أصبحت الثدييات تعتمد على أنوفها أكثر من أعينها. يمكن لقططنا وكلابنا تحميل أسلافهم الليليين المسؤولية عن ضعف رؤية الألوان لديهم وعن حاسة الشم الرائعة لديهم).

يبدو أن الرئيسيات ، كونها نهارية ، قد طورت رؤية الألوان. يقول بلاكبيرن: "إن الشيء الوحيد الذي تقوم به الرئيسيات جيدًا هو العيش في الأشجار". "تمنحك رؤية الألوان معلومات إضافية حول بيئتك عندما تقفز من فرع إلى آخر." إن رؤية البشر للألوان في المنطقة الخضراء والصفراء بشكل أكثر حدة هو عودة إلى أيامنا التي تكافح من أجل البقاء في البرية الخضراء. كما أنه يساعد في توضيح سبب تمكن قراء كتالوجات L.L. Bean من التمييز بوضوح بين عشرين لونًا من اللون الأخضر و mdash بما في ذلك شجرة التنوب ، البط البري ، المريمية ، الصياد ، اليشم ، اللودن ، الأكوا ، الزمرد ، الزيتون ، الغابة ، البلو جراس ونسيم البحر.

يقول بلاكبيرن إنه بالنسبة إلى الرئيسيات ، فإن رؤية الألوان مفيدة أيضًا في اختيار الوجبة. "إذا كنت تتغذى على الفواكه والخضروات ، على عكس الحشرات الصغيرة الداكنة ، فيجب أن تكون قادرًا على معرفة نضج الأشياء وما إذا كانت بعض أنواع التوت الملون ستسبب لك المرض. المسار و mdashearthworms ، اليرقات ، أيا كان. "


"حجر رشيد التطوري" - نظرة جديدة في بيولوجيا الفطريات القاتلة

اكتسب الباحثون نظرة ثاقبة جديدة في العمليات البيولوجية لفطر chytrid المسؤول عن عدوى جلدية قاتلة تدمر تجمعات الضفادع في جميع أنحاء العالم.

من المحتمل أن تلعب هياكل الأكتين Bd & # 8217s أدوارًا في التسبب في أمراض الجلد التي تهدد البرمائيات في جميع أنحاء العالم.

اكتسب الباحثون في جامعة ماساتشوستس أمهيرست نظرة ثاقبة جديدة في العمليات البيولوجية لفطر chytrid المسؤول عن عدوى جلدية مميتة تدمر تجمعات الضفادع في جميع أنحاء العالم.

بقيادة عالمة الأحياء الخلوية ليليان فريتز-ليلين ، يصف الفريق في ورقة نُشرت اليوم (8 فبراير 2021) في علم الأحياء الحالي كيف تعمل شبكات الأكتين من Batrachochytrium dendrobatidis (Bd) أيضًا كـ & # 8220 Evolutionary Rosetta Stone ، & # 8221 تكشف عن فقدان تعقيد الهيكل الخلوي في المملكة الفطرية.

كتبت زميلة البحث سارة بروستاك في البداية ما أصبح فيما بعد ورقة علم الأحياء الحالي لأطروحتها في علم الأحياء بمرتبة الشرف الجامعية في جامعة ماساتشوستس أمهيرست. الائتمان: UMass Amherst

& # 8220 تبدو الفطريات والحيوانات مختلفة تمامًا ، لكنهما في الواقع مرتبطان ارتباطًا وثيقًا ، & # 8221 يقول فريتز-ليلين ، الذي يدرس مختبره كيفية تحرك الخلايا ، وهو نشاط مركزي في تطور العديد من الأمراض البشرية والوقاية منها. & # 8220 هذا المشروع ، وهو عمل سارة بروستاك في مختبري ، يوضح أنه خلال التطور الفطري المبكر ، ربما كان للفطريات خلايا تشبه خلايانا ، ويمكن أن تزحف حولها مثل خلايانا. & # 8221

تشمل Chytrids بما في ذلك Bd أكثر من 1000 نوع من الفطريات العميقة على شجرة النشوء والتطور. استخدم الباحثون الكيتريد ، التي تشترك في سمات الخلايا الحيوانية التي فقدت في الخميرة والفطريات الأخرى ، لاستكشاف تطور الهيكل الخلوي للأكتين ، والذي يساعد الخلايا في الحفاظ على شكلها وتنظيمها وتنفيذ الحركة والانقسام والوظائف الحاسمة الأخرى.

Prostak ، باحثة مشاركة في مختبر Fritz-Laylin & # 8217s ، هي المؤلفة الرئيسية للورقة ، التي كتبتها في البداية كأطروحة في علم الأحياء بمرتبة الشرف الجامعية ، ووسعت البحث وأكملته بعد التخرج. المؤلفون الآخرون هم مارجريت تيتوس ، أستاذة علم الوراثة وبيولوجيا الخلية والتنمية في جامعة مينيسوتا ، وكريستين روبنسون ، الحاصلة على درجة الدكتوراه من جامعة أمهيرست. مرشح في مختبر Fritz-Laylin & # 8217s.

& # 8220Bd يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالخلايا الحيوانية أكثر من الفطريات التي تمت دراستها بشكل نموذجي ، لذلك يمكن أن يخبرنا الكثير عن سلالة الحيوانات وسلالة الفطريات ويمكن أن يوفر أيضًا الكثير من الأفكار حول شبكات الأكتين البشرية ، & # 8221 Prostak يقول. & # 8220 يمكننا استخدامه لدراسة التنظيم الشبيه بالحيوان في نظام مشابه بدلاً من دراسته فعليًا في الخلايا الحيوانية ، وهو أمر معقد للغاية لأن الخلايا الحيوانية بها العديد من منظمات الأكتين. & # 8221

ليليان فريتز-ليلين أستاذة علم الأحياء في كلية العلوم الطبيعية بجامعة ماساتشوستس أمهيرست. الائتمان: UMass Amherst

استخدم فريق البحث مزيجًا من علم الجينوم والفحص المجهري الفلوري لإظهار أن الكيتريد والهيكل الخلوي # 8217 أكتين له سمات كل من الخلايا الحيوانية والخميرة. & # 8220 كيف تطورت هذه الشبكات التنظيمية المعقدة للأكتين وتنوعت تظل أسئلة رئيسية في كل من علم الأحياء التطوري والخلوي ، & # 8221 تنص الورقة.

استكشف علماء الأحياء مرحلتي التطور في دورة حياة Bd & # 8217. في المرحلة الأولى ، تسبح الأبواغ الحيوانية من Bd مع سوط وتبني هياكل أكتينية مماثلة لتلك الموجودة في الخلايا الحيوانية ، بما في ذلك pseudopods التي تدفع الكائنات إلى الأمام. في مرحلة التكاثر ، يقوم Bd sporangia بتجميع قذائف الأكتين ، وكذلك بقع الأكتين ، والتي تشبه تلك الموجودة في الخميرة.

داء الفطريات الفطرية الناجم عن Bd ، يدمر جلد الضفادع والضفادع والبرمائيات الأخرى ، مما يؤدي في النهاية إلى فشل القلب بعد التخلص من تنظيم السوائل. يُعزى هذا المرض إلى خسائر فادحة في التنوع البيولوجي ، بما في ذلك العشرات من حالات الانخفاض والانقراض السكاني المفترض على مدار الخمسين عامًا الماضية ، على الرغم من أن عدد الأنواع التي تأثرت بهذا المرض كان محل نقاش.

يقول علماء الأحياء في UMass Amherst إن هياكل الأكتين Bd & # 8217s التي لاحظوها من المحتمل أن تلعب أدوارًا مهمة في التسبب في المرض. & # 8220 يشير هذا النموذج إلى أن شبكات الأكتين تكمن وراء الحركة والنمو السريع اللذين يمثلان مفتاحًا لعلم الأمراض ومسببات المرض لـ Bd ، & # 8221 استنتجت الورقة.

بروستاك ، محب للحيوانات ينجذب إلى مختبر Fritz-Laylin & # 8217s بسبب تركيزه على مسببات الأمراض ، يأمل أن تؤدي أبحاثهم التي تعمل على تطوير المعرفة حول Bd إلى تدابير تبطئ الضرر المميت لداء الفطريات الفطرية.

& # 8220 يقول Prostak إن تحديد علم الأحياء الأساسي لـ Bd سيعطي نظرة ثاقبة للتخفيف من المرض في المستقبل.

المرجع: & # 8220 تكشف شبكات الأكتين للفطريات الخلوية عن فقدان تطوري لتعقيد الهيكل الخلوي في المملكة الفطرية & # 8221 بقلم سارة إم.بروستاك وكريستين أ.روبنسون ومارجريت أ.تيتوس وليليان ك.فريتز-ليلين ، 8 فبراير 2021 ، علم الأحياء الحالي.
DOI: 10.1016 / j.cub.2021.01.001

التمويل: صندوق بيو الخيري ، المعاهد الوطنية للصحة

المزيد عن SciTechDaily

استخدام 10000 فطر للبحث عن أدوية طبية جديدة

البحث عن طرق أفضل لصنع الوقود الحيوي من الكتلة الحيوية السليلوزية

يقوم الباحثون بفك تشفير البنية الجذرية للأمراض العضلية

تواجه فطر Zombie-Ant طفيلياتها القاتلة والمتخصصة

يدرس علماء البيئة في مؤسسة سميثسونيان العلاقة بين الغابات المليئة بالفطريات وبساتين الفاكهة المهددة بالانقراض

تكشف تقنية التصوير بأشعة T-ray عن ما يدور تحت بشرتك

توضح الدراسة انتشار جلد هادروسور بين جميع أحافير جلد الديناصورات المعروفة

مادة لاصقة فائقة اللصق & # 8220Geckskin & # 8221 تحمل 700 رطل

تعليق واحد على "" حجر رشيد تطوري "- نظرة جديدة في بيولوجيا الفطريات القاتلة"

بابو ج. رانجاناثان *
(بكالوريوس الكتاب المقدس / علم الأحياء)

الحدود الطبيعية للتطور

التطور المحدود فقط (التطور الجزئي أو التطور داخل البيولوجيا & # 8220 نوعًا & # 8221) ممكن وراثيًا (مثل أنواع الكلاب والقطط والخيول والأبقار وما إلى ذلك) ، ولكن ليس التطور الكلي أو التطور عبر البيولوجي & # 8220 نوعًا ، & # 8221 (مثل من الإسفنج البحري إلى الإنسان). كل تطور حقيقي في الطبيعة هو ببساطة التعبير ، بمرور الوقت ، عن جينات موجودة بالفعل أو أشكال مختلفة من الجينات الموجودة بالفعل. على سبيل المثال ، لدينا سلالات من الكلاب اليوم لم تكن لدينا قبل بضع مئات من السنين. كانت جينات هذه السلالات موجودة دائمًا في أعداد الكلاب ولكن لم تتح لها الفرصة من قبل للتعبير عنها. فقط تطور محدود ، اختلافات في الجينات والصفات الموجودة بالفعل ، ممكنة.

يجب أن تكون الجينات (التعليمات أو التعليمات البرمجية الكيميائية) للسمة موجودة أولاً وإلا فلن تظهر السمة إلى حيز الوجود. الجينات ترشد الجسم لبناء أنسجتنا وأعضائنا. الطبيعة طائشة وليس لديها القدرة على تصميم وبرمجة جينات جديدة تمامًا لصفات جديدة تمامًا.

يعتقد أنصار التطور أنه ، إذا أعطيت ملايين السنين ، فإن الحوادث في الشفرة الوراثية للأنواع التي تسببها البيئة ستولد شفرة جديدة تمامًا تجعل التطور ممكنًا من نوع من الحياة إلى نوع آخر. يشبه إلى حد كبير الاعتقاد بأن التغيير العشوائي لتسلسل الحروف في رواية رومانسية ، على مدى ملايين السنين ، يمكن أن يحول الرواية إلى كتاب عن علم الفلك! لا تقلق. سنتطرق إلى مسألة "DNA غير المرغوب فيه" بعد قليل.

ماذا عن الاختيار الطبيعي؟ لا ينتج الانتقاء الطبيعي سمات أو اختلافات بيولوجية. يمكنه فقط & # 8220select & # 8221 من الاختلافات البيولوجية الممكنة والتي لها قيمة البقاء.

كيف يمكن أن تنجو الأنواع إذا كانت أنسجتها الحيوية وأعضائها وأنظمتها التناسلية وما إلى ذلك لا تزال تتطور؟ قد تكون السمة أو العضو المتطور جزئيًا غير الكامل والمتكامل تمامًا ويعمل منذ البداية مسؤولية تجاه نوع ما ، وليس أحد أصول البقاء على قيد الحياة. لن تكون النباتات والحيوانات في عملية التطور الكلي غير صالحة للبقاء على قيد الحياة. على سبيل المثال ، "إذا تطورت ساق من الزواحف (على مدى ملايين السنين المفترض) إلى جناح طائر ، فإنها ستصبح ساقًا سيئة قبل أن تصبح جناحًا جيدًا بوقت طويل" (دكتور والت براون ، عالم وعالم الخلق ). البقاء للأصلح في الواقع كان سيمنع التطور عبر الأنواع البيولوجية!

أنواع جديدة ولكن ليس حمض نووي جديد: على الرغم من أنه قد لوحظ ظهور أنواع جديدة ، إلا أنها لا تحمل أي جينات جديدة. لقد أصبحوا نوعًا جديدًا فقط لأنه لا يمكن عبورهم مع الأصل الأصلي لأسباب بيولوجية مختلفة. يسمح العنصر البيولوجي & # 8220kind & # 8221 بإنشاء أنواع جديدة ولكن ليس جينات جديدة. ليس لدى الطبيعة القدرة على ابتكار جينات جديدة لصفات جديدة. فقط الاختلافات والتكيفات المحدودة ممكنة في الطبيعة ، وكل ذلك ضمن نطاق بيولوجي & # 8220kind & # 8221 (أي أنواع مختلفة من الكلاب والقطط وما إلى ذلك).

يشير البحث الشامل للدكتور راندي ج. جوليوزا إلى تفسير أفضل من الانتقاء الطبيعي للتنوع والتكيف في الطبيعة. يوضح الدكتور جوليوزا أن الأنواع لديها آليات مسبقة الهندسة تمكن الكائنات الحية من تتبع التغيرات البيئية والاستجابة لها باستمرار باستخدام عناصر النظام التي تتوافق مع أنظمة التتبع المصممة من قبل الإنسان. يسمى هذا النموذج CET (التتبع البيئي المستمر). يشير بحثه بقوة إلى أن الكائنات الحية قد تمت هندستها مسبقًا لإنتاج التعديلات والتغييرات الصحيحة المطلوبة للعيش في بيئات متغيرة. إنها تشبه إلى حد كبير سيارة تم تصميمها مسبقًا بحيث تضيء المصابيح الأمامية تلقائيًا عندما يتغير النهار إلى الليل.

ماذا عن التشابه الجيني والبيولوجي بين الأنواع؟ المعلومات الجينية ، مثل أشكال المعلومات الأخرى ، لا يمكن أن تحدث عن طريق الصدفة ، لذلك من المنطقي أكثر أن نعتقد أن أوجه التشابه الجينية والبيولوجية بين جميع أشكال الحياة ترجع إلى مصمم مشترك صمم وظائف مماثلة لأغراض مماثلة. لا يعني ذلك & # 8217t أن جميع أشكال الحياة مرتبطة بيولوجيًا! فقط التشابهات الجينية داخل الأنواع الطبيعية تثبت العلاقة لأنها & # 8217s فقط داخل الأنواع الطبيعية التي يمكن للأعضاء التزاوج والتكاثر.

كثير من الناس لديهم أفكار خاطئة عن الكيفية التي من المفترض أن يعمل بها التطور. يتم تحديد السمات والخصائص الفيزيائية وتمريرها عن طريق الجينات & # 8211 وليس بما يحدث لأجزاء الجسم. على سبيل المثال ، إذا فقدت امرأة إصبعها ، فلن يؤثر هذا & # 8217t على عدد أصابع طفلها. لن يؤثر تغيير لون وملمس شعرك على لون وملمس شعر أطفالك. لذلك ، حتى لو تغيرت عضلات وعظام قرد أو مخلوق يشبه القرد & # 8217s حتى يتمكن من المشي في وضع مستقيم ، فإنه لا يزال غير قادر على نقل هذه السمة إلى نسله. يمكن فقط نقل التغييرات أو الطفرات التي تحدث في الشفرة الجينية للخلايا التناسلية (أي الحيوانات المنوية والبويضة) إلى النسل.

ماذا عن علم التخلق الجديد؟ تتضمن الوراثة اللاجينية عوامل وراثية يمكنها تشغيل الجينات الموجودة بالفعل ، لكن علم التخلق لا يخلق جينات جديدة.

تأتي معظم الاختلافات البيولوجية من مجموعات جديدة من الجينات الموجودة بالفعل ، وليس الطفرات. الطفرات هي حوادث في الشفرة الجينية تسببها الطبيعة (أي الإشعاع البيئي) ، وهي في الغالب ضارة ، وليس لها القدرة على إنتاج تعقيد أكبر في الشفرة. حتى لو وقع حادث جيد ، ف مقابل كل حادث جيد سيكون هناك مئات من الحوادث الضارة مع النتيجة النهائية ، بمرور الوقت ، تكون ضارة ، بل قاتلة ، للأنواع. حتى لو لم تكن طفرة واحدة ضارة على الفور ، فإن تراكم الطفرات بمرور الوقت سيكون ضارًا للأنواع التي تؤدي إلى الانقراض. في أفضل الأحوال ، تنتج الطفرات فقط مزيدًا من الاختلافات داخل الأنواع الطبيعية.

تم العثور على جميع أنواع النباتات والحيوانات في السجل الأحفوري كاملة ، ومتكاملة ، وتعمل بكامل طاقتها. هذا دليل قوي على أن جميع الأنواع نشأت بشكل كامل ومتكامل منذ البداية. هذا ممكن فقط عن طريق الخلق.

بدأ الله بخليقة كاملة ومتناغمة. حتى كل الحيوانات كانت نباتية (تكوين 1:30) في البداية ولم تكافح من أجل البقاء ولا تقتل وتلتهم بعضها البعض. لا تبدأ نظرية التطور الكلي بخلق كامل ومتناسق كما ينص الكتاب المقدس. لا يمكن أن يكون كلا من الكتاب المقدس ونظرية التطور الكلي صحيحين.

تم العثور على جميع الأحافير التي تم استخدامها لدعم التطور البشري إما خدع ، أو غير بشرية ، أو بشرية ، ولكنها ليست غير بشرية وبشرية (على سبيل المثال ، تم اكتشاف إنسان نياندرتال لاحقًا ليكون إنسانًا بالكامل).

لم يكن هناك أبدًا اتفاق بالإجماع بين علماء التطور على أي دليل أحفوري تم استخدامه لدعم التطور البشري على مدى سنوات عديدة ، بما في ذلك LUCY.

التشابه الفعلي بين DNA القرد والبشر يتراوح بين 70-87٪ وليس 99.8٪ كما هو شائع. استند البحث الأصلي الذي أوضح أن 99.8٪ من التشابه إلى تجاهل الأدلة المتناقضة. تمت مقارنة جزء معين فقط من الحمض النووي بين القردة والبشر ، وليس جينوم الحمض النووي بأكمله.

أيضًا ، ما يسمى بـ & # 8220Junk DNA & # 8221 isn & # 8217t junk. على الرغم من أن هذه الأجزاء & # 8220-non-coding & # 8221 من الحمض النووي لا تحتوي على كود للبروتينات ، فقد وُجد مؤخرًا أنها ضرورية في تنظيم التعبير الجيني (أي متى وأين وكيف يتم التعبير عن الجينات ، لذا فهي ليست كذلك & # 8220 زبدة و # 8221). أيضًا ، هناك دليل على أنه ، في مواقف معينة ، يمكنهم الترميز للبروتين.

هل الأحفوريات قديمة بالفعل بملايين السنين؟ (مقال على الإنترنت بواسطة المؤلف)

قم بزيارة آخر موقع لي على الإنترنت: الخلق الداعم للعلم (يجيب هذا الموقع على العديد من الحجج ، القديمة والجديدة ، التي استخدمها أنصار التطور لدعم نظريتهم)

مؤلف مقال شهير على الإنترنت ، عقيدة الجحيم التقليدية تطورت من الجذور اليونانية

* لقد ألقيت محاضرات ناجحة (مع فترة أسئلة وأجوبة بعد ذلك) للدفاع عن الخلق أمام أعضاء هيئة التدريس في العلوم التطورية والطلاب في مختلف الكليات والجامعات. لقد تشرفت بالاعتراف في الطبعة الرابعة والعشرين لماركيز & # 8220Who & # 8217s Who in The East & # 8221 لكتاباتي عن الدين والعلم.


الاستنتاجات

نقدم هنا خمسة أنشطة ، تم تأطيرها كتقدم تعليمي ، والتي تسمح بإدخال التطور البيولوجي أثناء تدريس معايير محتوى العلوم الموصى بها للمدارس الابتدائية في بلدان مختلفة (ملف إضافي 1 والمراجع فيه). نظرًا لأن الأنشطة تحاكي التطور وتم تقديمها دائمًا على أنها لعبة مؤطرة في قصة قصيرة ، فإن طلاب K-4 يشاركون بسهولة في المناقشات ويكونون قادرين على فهم الموضوعات المعقدة على ما يبدو مثل الانتقاء الطبيعي والانحراف الجيني. من المتوقع أن تعزز هذه الأنشطة مهارات التفكير العلمي للطلاب وتوفر لهم الأساس لفهم علوم الحياة.


شفاء القرقرة؟

يعتقد بعض العلماء أن الخرخرة تعمل أيضًا كآلية للشفاء. وفقًا لمجلة Scientific American ، "تخرخ القطط أثناء كل من الشهيق والزفير بنمط ثابت وتردد بين 25 و 150 هرتز. وقد أظهر العديد من الباحثين أن الترددات الصوتية في هذا النطاق يمكن أن تحسن كثافة العظام وتعزز الشفاء."

تلتئم عظام القطط بسرعة أكبر بكثير من الثدييات الأخرى ، وفي الطب البشري ، يبدو أن الاهتزازات ذات التردد المماثل للخرخرة تسرع الشفاء. هل يمكن أن يكون خرخرة القطط أحد الأصول التطورية لقططنا؟


التواصل والشفاء من Cat - الخرخرة المبهمة (#GotBitcoin؟)

تعد خرخرة القطة وسيلة مهمة للاتصال ، واعتمادًا على حالة القط ، يمكن أن تنقل الرضا أو المتعة أو السلوك الاسترضائي (أي & # 8220 أنا لست تهديدًا لك & # 8221). بالإضافة إلى الخرخرة عندما تكون سعيدة ، تخرخر القطط أيضًا عند إصابة شديدة أو خائفة أو عند الولادة. قد تخرخر القطة عند اقترابها من الموت. التواصل والشفاء من Cat- القرقرة الغامضة

Purring is also found in the cheetah, puma and in most small cats such as the serval and ocelot. The pantherine big cats such as lions, tigers, jaguars and leopards can’t purr because their throats are built for roaring the structures surrounding their voice box (larynx) aren’t stiff enough to produce a purr.

Conversely, the small cats, puma and cheetah screech or yowl instead of roaring. Although there are a few reports of purring-type sounds – a breathy groaning sound rather than an in-and-out purr – from lions and tigers, it seems that a cat can either purr or roar, but not both. The only other animals that truly purr are civets, genets and mongooses.

Natural selection favour the retention of advantageous traits. For the purr to have been retained in the different cat species over time, and retained after the species became geographically isolated, purring must be linked to something advantageous to the species. Personally, I like the quip that purring “is the sound of a cat manufacturing cuteness!”

How Do Cats Purr?

It’s only recently that science has worked out the mechanism of purring. This is because there is no unique anatomical feature that is clearly responsible for the sound. Along the way, there have been a number of theories.

Early theories can be generalised as “air turbulence theories”. At first, the larynx was believed to be the source of the purr. However, cats that had had a tracheotomy could still purr even though the air bypassed the larynx.

The Diaphragm-Larynx Theory suggested that the sound was due to positive pressure in the lungs causing the glottis at the back of the throat to rapidly open and close which caused the vibrations audible to owners as purring. Rapid, rhythmic contractions of the muscles of the larynx and diaphragm meant purring could also be felt as a vibration in both the throat and stomach, which is where those muscles are located. Alternatively, purring was a type of snoring, where the cat’s air stream was interrupted by a structure in the larynx. However, cats are capable of producing a purr following removal of the larynx (Hardie et al, 1981), due to vibration of the diaphragm (Stogdale and Delack, 1985).

A similar theory suggested that vibrations of the false vocal cords, located just behind the true vocal cords, in the larynx caused the sound. The Soft-Palate Theory suggested that cats could voluntarily “flutter” the soft palate to produce the purring sound.

Having dismissed the larynx as the source, researchers attributed the purr to vascular (blood vessel) sources. They noticed that cats most often purred while being petted and, at the same time, the cats tended to arch their back. They reasoned that the arching of the back bent the aorta (major artery in the chest), forcing blood to eddied around a sharp bend. This caused turbulence that was audible as a purr. To investigate this, they gave a local anaesthetic in the abdomen and made an incision so they could manually palpate (examine) the aorta for fremitus (vibration). Another group of investigators suggested the source of the purr was due to turbulence in the vena cava, rather than the aorta, when the cat’s back was arched. These theories hinged on the cat arching its back and did not explain how cats could purr when lying down.

It was believed that it was the completely ossified hyoid that enabled domestic cats, and other small cats, to purr but not to roar. However, Weissengruber et al. (2002) argued that purring ability is not affected by the anatomy of its hyoid (whether it is fully ossified or has a ligamentous epihyoid), but depends on specific characteristics of the vocal folds and an elongated vocal tract, the latter being made possible by an incompletely ossified hyoid.

Electromyographic studies of laryngeal muscles revealed regular patterns associated with purring. As some of the laryngeal muscles contracted when the mouth is closed, the glottis closed partially, resulting in a build-up of pressure behind or inside the glottis (the space between the vocal chords). The resulting air turbulence as it passed through the narrowed opening caused the purr when the cat was inhaling and exhaling and in postures where the back isn’t arched. This produces the familiar in-out rhythmic purr that can continue over long periods of time. Researchers call the audible result of this airflow a “tonal buzz”.

Purring is, therefore, a non-vocal sound caused by vibration of structures in the throat. However, a truly ecstatic cat sometimes vocalises (uses its vocal cords) while purring, resulting in a shrill noise.

The “Purr Center”

Studies have shown, that the movement of the laryngeal muscles is signalled from a unique “neural oscillator” (Frazer-Sisson, Rice, and Peters, 1991 & Remmers and Gautier, 1972) in the cat’s brain. This “purr centre” was located in the infundibular area of the brain, connected to the hypothalamus. Among other things, the hypothalamus interprets emotions and decides whether sensory stimuli are pleasant or painful.

With pleasant stimuli, the hypothalamus releases endorphins (natural opiates) that stimulate the “purr centre” causing the cat to purr. Pain also stimulates the hypothalamus to release endorphins, this time to help block the pain, which is why cats also purr when they are in pain.

Types Of Purr

Purring is one of the lowest pitch sounds made by cats. The average frequency of the purr is approximately 27 Hz. Schötz & Eklund (2011) found considerable variation between cats regarding relative amplitude, duration and frequency between egressive (exhaling) and ingressive (inhaling) phases of purring, but the variation generally occurred within the same general range. Once a cat establishes its purring frequency, this remains relatively stable throughout its lifetime (barring injury to the areas involved in creating the sound).

Cats can alter the volume at which they purr, which may indicate the intensity of the emotion causing them to purr. I’ve found that a contented cat being stroked may start with a barely audible purr, but ends up with a loud, steady purr.

Some cats habitually purr at barely audible levels while others purr so loudly that they can drown out the TV or keep their owners awake. Personally I have found even a loud purr that vibrates through my body can soothe me to sleep.

The Pedigree Petfoods book “Your Guide to Cats & Kittens” (1973) discussed the familiar purr and noted that cats being restrained for veterinary procedures (blood samples or X-rays) frequently purred. The inference drawn from this behaviour was that the cats were indicating that they were tractable and co-operative and would not need to be forcibly handled. The purr was therefore likened to the obsequious behaviour of a submissive cat when avoiding conflict with a larger, more powerful animal. It also noted that some cats, both male and female, gave low growl-like purrs as a warning when a stranger entered their territory. This is inaccurate, the “growl-purr” is in fact a low growl.

A Purr For All Reasons

Researchers and owners are putting together information to understand why cats purr and whether purring in different situations means different things.

Kittens are able to purr from a few days after birth. They can purr while suckling from their mother which may communicate contentment or maintain contact with her. Other possible explanation include soliciting care from the mother and encouraging milk flow to the teats (especially as purring and kneading often occur together later in life). Mother cats may also purr while nursing kittens, perhaps to maintain contact with their offspring. Or maybe it’s all down to the hypothalamus detecting a pleasurable sensation and helping to trigger purring.

German ethologist and cat behaviorist Paul Leyhausen interpreted the purr as a signal that the animal is not posing a threat.

The Non-Solicitation Purr (Happy Purr)

As adults, cats purr in a number of situations. They may purr when in physical contact with feline buddies e.g. when resting together, when grooming each other and when rubbing on each other. They also purr during similar positive interactions with people: while being stroked or talked to or while resting on someone’s knee. Many cats also knead while pawing, a behaviour retained from early kittenhood and used in adulthood to communicate contentment. Most owners recognise that a purring, kneading cat is relaxed and happy.

Non-cat owners may not recognise this sort of purr as a friendly signal. One of my houseguests spent a sleepless night with Kitty I lying on his chest “growling” at him. I had to explain to my guest that Kitty I was purring and cuddling. Kitty I’s purr tended to sound slightly gruff when she was deliriously happy.

The Solicitation Purr (Hopeful Purr)

Cats also purr when they want something. Many owners are woken up in the morning by extremely “purry” cats reminding them that it’s breakfast time! This may be reinforced by physical contact such as nudging or head-butting, or may be in the form of purring delivered at point-blank range. To owners well attuned to their cats, this type of purr is audibly different from the happy purr.

In 2009, researchers at the University of Sussex wrote in the journal “Current Biology” that cats use a “soliciting purr” to manipulate their owners. Unlike regular purring, the “soliciting purr” incorporates a “cry” with a similar frequency to a human baby’s. Cats produce a low frequency purr by activating the muscles of their vocal folds, causing them to vibrate.

Vocalisation is due to the vocal cords held across the air-stream snapping shut at a particular frequency. Purring and vocalising use different mechanisms so it’s possible for the cat to embed a high-pitched cry into an otherwise relaxing purr. The more energy that goes into the cry, the more urgent and unpleasant the purr becomes. The cry normally occurs at a low level in normal purring, but cats learn to exaggerate it when it proves effective in getting a response from humans.

Other studies found similarities between a domestic cat’s cry and the cry of a human baby – a sound that humans are highly sensitive to. Some people have even mistaken the overheard cry of the Siamese cat (a particularly vocal breed) for that of a baby.

Lead researcher Dr Karen McComb said the research was inspired by the insistent early morning purr of her cat Pepo.

Research discovered that the pestering purr was more likely to get owners out of bed to feed the cat while simply meowing got the cat shut out of the bedroom. “Soliciting purrs” sound more urgent and less pleasant than ordinary “non-soliciting” purrs. The relative level of an embedded high-frequency sound could increase the annoyingness of the purr and hence the likelihood of the owner responding. The “soliciting purr” is more common in cats that are highly attached to a single person.

The solicitation purr occurs when cats are anticipating food, hence I long ago nicknamed it the “hopeful purr.” It seems to be found only in a one-on-one relationship between cat and care-giver. It is generally faster than a “happy purr” and is more likely to contain high frequency peaks similar to those of a baby’s cry. Humans are particularly sensitive to those high frequencies and tend to perceive the solicitation purr as more urgent and less pleasant than a non-solicitation purr. It is harder for humans to ignore and probably triggers our innate need to provide care when we hear (consciously or subconsciously) those high frequency ‘cries’.

It seems cats may have evolved or adjusted their purrs to increase their chances of soliciting food and fuss from their humans. Some cats extend the solicitation purr to other situations where they want their owner to do something e.g. to sit down and provide a lap or to open a door.

The Self-Soothing Purr

Cats also purr in response to more painful situations. Their body language conveys that these are not happy purrs or hopeful purrs. An observant owner may be able to tell the difference from the purr alone.

Vets, researchers, rescuers and owners have reported hearing cats purr continuously when they are distressed, chronically ill, in severe pain or when dying. Female cats may purr while giving birth. There is currently no data about how common this sort of purring is.

This sort of purr may aid self-healing and recovery from disease or injury, especially from broken bones. The frequencies in the purr appear to promote bone and tissue healing. It may also help a cat to calm itself in negative situations. Some owners believe it is a request for help.

Because the purr is linked to the release of endorphins in the brain, which are the body’s own pain-killers, the purr may be a side-effect.

The Stress Purr

Owners who are in tune with their cats may also notice what I call the “stress purr” that occurs when the cat is anxious or under stress. I’ve noticed it in timid cats that are settling into a new environment. This is a fast, urgent purr when being stroked. I’ve found that stress purrs eventually give way to more relaxed non-solicitation purrs as the cat becomes more familiar with its new environment. The Stress Purr may be analogous to the nervous smile in humans.

The Healing Purr

Since purring uses energy and has been passed on through many generations of cats, it must have some function. One puzzle was why a sick or injured would expend energy on purring, when it needs all its energy for healing? Researchers believed that suggestions that the cat’s purr evolved solely to communicate self-contentment goes against evolutionary theory.

The fact that cats purr when injured suggested that it had some survival value, for example a healing function. Cats close to death may also purr, suggesting a pain relieving function. Since many cats purr when on their own, the purr cannot merely be a form of communication – why would a cat purr when there is no-one around to communicate with?

Though this sounds far fetched, research in humans has shown certain frequencies of vibration relieved suffering in over three-quarters of test subjects suffering from acute or chronic pain. Ultrasound is often used alongside physiotherapy. Effects include (depending on the patient) generating new tissue growth, augmenting wound tissue strength, improving local circulation and oxygenation, reducing swelling and even inhibiting bacterial growth.

Vibration at low frequencies and low intensities can aid bone growth/repair, tendon and muscle strength/repair, joint mobility, reduce inflammation and reduce breathlessness. I have had ultrasound treatment on damaged tissue in a broken foot and one curious effect was a hot feeling at the fracture site!

The soothing effect of a purring cat is well-known to cat lovers. Researchers believed that vibrating (purring) cats were communicating more than just a sense of well-being to their owners. Fauna Communications and ENDVECO initiated a research project recording and analysing the purr to see if it was linked to healing.

Cats are reputed to have nine lives. Their bones tend to heal rapidly and relatively easily. I came across the case of Didi at the Chelmsford CP shelter – Didi’s back legs had been so badly broken he should not have been able to walk. He had been found as a stray with his fractures already healed, albeit not entirely straight, showing the amazing self-healing capacity of cats. There are cases of feral cats surviving accidental limb amputations without human intervention. The ability of a large percentage of cats to survive a fall (High Rise Syndrome) is legendary. It is little surprise that a veterinary saying goes “If you put a cat and a sack of broken bones in the same room, the bones will heal.” Compared to dogs, cats have fewer orthopaedic problems or muscle injuries and though attributed mainly to their flexible skeleton, self-healing might also play a part. Researchers wondered if the purr provided therapeutic vibrations to speed this healing.

To investigate this theory, scientists recorded and measured the purring of relaxed cats. To measure purr frequency and how purr vibrations spread throughout the cat’s body, an ENDEVCO Model 22 accelerometers was used. These are little bigger than a match head and could be fixed to the cats’ skin using washable glue and medical tape. About 6-10 minutes of purring were recorded.

The cats’ purr frequencies were within the therapeutic range of 20 Hz (hertz) to 200 Hz (actual frequencies were 25 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 125 Hz, 150 Hz). The most therapeutic frequency ranges are 25-50 Hz and 100-200 Hz which speed bone repair.

There have been studies that indicate that purring can aid in dyspnoea (Cook, 1972 Kidd et al, 2000). In studies of cats and dogs with acute and sub-acute myocardial necrosis (scarred heart muscle), none of the cats in the study had dyspnoea, although all the dogs did. In a study performed by Dr TF Cook, (1973) (“The relief of dyspnoea in cats by purring” in the New Zealand Veterinary Journal) a dying cat that could not breathe and was facing euthanasia, breathed normally once it began purring. The purring opened up the cat’s airway, and improvement was “remarkable and the next day commenced to eat….” The purr might decrease breathlessness by vibratory stimulation. Purring may also stimulate tissue repair, hence cats heal fast than dogs after skin grafts.

This healing purr may be used to offset long periods of rest and sleep that would otherwise contribute to a loss of bone density. As all owners know, cats spend a great deal of their time sleeping or dozing. It may be a low energy mechanism that stimulates muscles and bones and actively prevents the sort of muscle and bone abnormalities seen in comparable sized dogs.

Though to humans, the purr is most often considered a sign of contentment or of a cat reassuring itself, the researchers concluded that after a strenuous activity (hunting, defending territory etc), a period of purring could act like a massage session and alleviate sprains and strains as well as speeding the healing of any wounds. The sense of relaxation many owners feel when cuddling a purring cat suggests that the therapeutic function of the purr can extend to humans.

Can the therapeutic qualities of the purr be extended to owners? A few years ago I suffered a rotator cuff muscle injury to one of my shoulders and over-the-counter pain relief was ineffective. Kitty III snuggled as close as she could and purred so hard her body – and my arm – throbbed. I like to think that her purring aided my healing.

References And Further Reading

• Beaver BV. Chapter 3: Feline communicative behavior. In: Feline behavior, 2nd edn. Saint Louis: WB Saunders, 2003, pp 100-126.

• Bradshaw JWS. Chapter 5: Communication. In: The behaviour of the domestic cat. WaLLingford: CAB InternationaL,1992, pp 92-110.

• Chen LP, Han ZB, Yang XZ. The effects of frequency of mechanical vibration on experimental fracture healing. Zhonghua Wai Ke Za Zhi (Chinese Journal of Surgery), 32 (4), 217-219, 1994

• Cook, TF. The relief of dyspnoea in cats by purring. New Zealand Veterinary Journal, 21, 53-54, 1973

• Frazer-Sissom, Dawn E., D.A. Rice, and G. Peters. How cats purr. Journal of zoology: proceedings Zoological Society of London, v. 223, January 1991: 67-78..

• Gibbs, EL Gibbs, FA “A Purring Center in the Cat’s Brain,” Journal of Comparative Neurology, 64:6, 1936

• Hardie EM, Kolata RJ, Stone EA, Steiss JE. Laryngeal paralysis in three cats. Journal of the American Veterinary Medical Association, 179, 879-882, 1981

• Hickey, Georgina. The power of purring. Nature Australia, v.27, Winter 2002: 16-17.

• McComb K, Taylor AM, Wilson C and Charlton BD. The cry embedded within the purr. Current Biology 2009 19: 507-508.

• Moelk M. The development of friendly approach behavior in the cat. In: RosenbLatt JS, ed. Advances in the study of behavior. Vol 10. New York: Academic Press, 1979, pp 163-188.

• Peters,G. Purring and similar vocalizations in mammals. Mammal Review 2002 32: 245-271.

• Prescott CW. Purring. Proceedings from the Refresher Course for Veterinarians, the Post-graduate Committee in Veterinary Science University of Sydney, 53, 459-461, 1980

• Sissom DEF, Rice DA and Peters G. How cats purr. Journal of Zoology 1991 223: 67-78.

• Eklund R, Peters G and Duthie ED. An acoustic analysis of purring in the cheetah (Acinonyx jubatus) and in the domestic cat (Felis catus). Proceedings, FONETIK 2010, Department of Phonetics, Centre for Languages and Literature, Lund University, Sweden, 2010.

• Purr-tence and physiology. Editorial. Lancet, v. 339, June 27, 1992: 1578.

• Remmers, J.E. and H. Gautier. Neural and mechanical mechanisms of feline purring. Respiration Physiology, v. 16, December 1972: 351- 361.

• Von Muggenthaler E. Felid purr: A Healing Mechanism. Paper presented at the 2001, 142nd annual Acoustical Society of America, American Institute of Physics, International Conference.

• Von MuggenthaLer E and Wright E. Solving the mystery of the cat’s purr using the world’s smallest accelerometer. Acoustics Australia 2003 31: 69.


Effects of experience on food selection in cats

Within the constraints imposed by their nutritional requirements, domestic cats take a wide range of prey, including some invertebrates ( 31). Some of these will be nutritionally incomplete or even potentially toxic it has therefore presumably been adaptive for cats to be able to alter their preferences depending upon their recent feeding experiences. Cats living in association with humans have more potential foods to choose from than those that, like their wild ancestors, hunt exclusively thus it is possible that domestication has resulted in the refinement of the behavior available to ensure a balanced diet. Long-lasting one-trial aversions were recorded toward the emetic LiCl ( 6), to concentrated sucrose that induced diarrhea ( 32), and to thiamine- and arginine-deficient diets ( 33, 34). However, not all deficiencies in essential nutrients have this effect, as shown by cats fed taurine-deficient diets for up to 3 y without loss of appetite ( 35), despite the responsiveness to taurine of the acid units on the cat's tongue ( 12).

Domestic cats, therefore, have mechanisms that enable them to avoid repeating disadvantageous feeding experiences. It is more doubtful whether they are able to deliberately seek out foods that they know from experience have a particular nutritional composition, perhaps to compensate from an incipient deficiency in one nutrient or another. It has even been argued that from an evolutionary perspective, such mechanisms are unlikely to exist in specialist predators such as the cat family ( 36). Many cats do, however, show a growing aversion toward foods that have formed a large part of their diet in the past, sometimes referred to as the “novelty effect,” but more accurately termed a “monotony effect,” because it is the perceived palatability of the repeated food that is mainly affected. This strategy should reduce the probability that an unbalanced diet is taken because no 2 foods with markedly different flavors should contain the same nutritional deficiencies, even if these cannot be directly detected by cats. Powerful monotony effects were detected in both kittens and adult cats, and in both catteries ( 6, 37) and free-ranging populations ( 38). The strength of this effect on preference appears to be greater in free-ranging cats, such as those on farms or taken in as strays, than in cats raised exclusively on nutritionally complete diets ( 39). Experience of the effects of accidentally taking a nutritionally incomplete diet, and subsequently correcting the imbalance by seeking out a food of contrasting flavor, may therefore increase the tendency to adopt the same strategy on subsequent occasions.


Future Opportunities in Bringing Chemosensation to Sensory Drive

Through a combination of genomic, biochemical, and neurophysiological advances, the integrated study of chemosensory evolution is now becoming tractable, and testing the role of sensory drive in chemosensory system evolution represents a new frontier in evolutionary biology. We are only beginning to understand the extent of variability in the chemical environment, chemical signals, and chemosensory genes and how their interplay is shaping the evolution of chemical communication. Although challenging, we believe that studying the role of sensory drive in chemosensory systems is possible with the careful choice of study systems in combination with well-designed experiments.

As we outlined above, there is an increasing number of examples of chemosensory-based local adaptation, chemical signal divergence, and molecular signatures of selection on chemosensory receptors. However, the majority of these studies focus on host-shift adaptation or the evolution of pheromone communication and its role in speciation, including analyses of intraspecific signaling variation among geographically (and environmentally) distinct populations (see Smadja and Butlin 2009 for summary). Although most systems partially align with the predictions of sensory drive, it is usually not explicitly tested for in the system. One such example is the Iberian wall lizard Podarcis hispanicus, a species complex that includes two populations that inhabit neighboring but differing environments ( Figureਂ ), in which one population inhabits cold and humid environments of the highlands in northern Iberia and the other population inhabits a warmer and dryer Mediterranean climate of central and southern Iberia (Sá-Sousa 2000 Sá-Sousa etਊl. 2002). These divergent environmental conditions have led to differences in the chemical composition of femoral gland excretions of male lizards used for marking territory, conspecific identification, and female choice (Martín and López 2006). Males in colder, wetter climates have less volatile femoral gland excretions compared with those in drier climates, likely an environmentally driven adaptation for efficient signal deposition and signal stability (Martín and López 2006 Martín etਊl. 2015). Males of each respective population elicit a more aggressive response toward signals from conspecific in their own habitat (Martín and López 2006 Gabirot etਊl. 2012), and similarly females show preferences for signals specific to their habitat type (Gabirot etਊl. 2013 Martín etਊl. 2015). These preferences reinforce the boundaries likely initially established by more efficient signaling based on their habitat type, leading to reproductive isolation among the populations and potential cryptic speciation (Gabirot etਊl. 2012 Martín and López 2015 Martín etਊl. 2015). Accordingly, this system corroborates many of the criteria outlined by Boughman (2002) for speciation via sensory drive ( Figureਂ ), and we encourage follow-up studies on neurophysiology and chemoreceptor evolution to test for selection driving divergent chemical perception mechanisms between habitats and to exclude genetic drift.

The Iberian wall lizard Podarcis hispanicus illustrates a strong candidate for sensory drive promoting chemosensory divergence and local adaptation. Compounds of the male femoral gland excretions differ based on the environment, in which northern populations have waxier and bulkier compounds that are less volatile and enable more viable signals in the given habitat. Receptors of the perceivers are unknown, but behavioral evidence has demonstrated female preference and male–male recognition of signals based on their own environments. Silhouettes are from vecteezy and all-free-download.com.

Similar to the Iberian wall lizard, many known cases of intraspecific pheromone evolution show patterns that meet the predictions of the sensory drive theory, emphasizing the disparity between the study of chemosensory adaptations and sensory drive literature. Environmental changes are likely often a part of interpopulation divergence in chemosensory systems from latitudinal gradients (Lavagnino etਊl. 2008) to sympatric host shifts (Olsson etਊl. 2006 Tait etਊl. 2016) and thus have the potential to be affected by sensory drive.


تنادد

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

تنادد، في علم الأحياء ، تشابه التركيب ، أو علم وظائف الأعضاء ، أو تطور أنواع مختلفة من الكائنات الحية بناءً على أصلها من سلف تطوري مشترك. يتناقض التنادد مع القياس ، وهو تشابه وظيفي للبنية لا يعتمد على الأصول التطورية المشتركة ولكن على مجرد تشابه في الاستخدام. وبالتالي ، فإن الأطراف الأمامية للثدييات المختلفة على نطاق واسع مثل البشر والخفافيش والغزلان متماثلة في شكل البناء وعدد العظام في هذه الأطراف المتغيرة متطابقة عمليًا ، وتمثل تعديلات تكيفية لهيكل الأطراف الأمامية لأسلافهم من الثدييات المبكرة الشائعة. من ناحية أخرى ، يمكن تمثيل الهياكل المتشابهة بأجنحة الطيور والحشرات ، وتستخدم الهياكل للطيران في كلا النوعين من الكائنات الحية ، ولكن ليس لها أصل أسلاف مشترك في بداية تطورها التطوري. كان عالم الأحياء البريطاني من القرن التاسع عشر ، السير ريتشارد أوين ، أول من عرّف كلاً من التنادد والتماثل بمصطلحات دقيقة.

عندما يتشابه عضوان أو أكثر بشكل أساسي مع بعضهما البعض في البناء ولكن يتم تعديلهما لأداء وظائف مختلفة ، يقال إنها متجانسة بشكل متسلسل. مثال على ذلك هو جناح الخفاش وزعنفة الحوت. نشأ كلاهما في الأطراف الأمامية لأسلاف الثدييات الأوائل ، لكنهم خضعوا لتعديلات تطورية مختلفة لأداء المهام المختلفة جذريًا مثل الطيران والسباحة ، على التوالي. في بعض الأحيان يكون من غير الواضح ما إذا كانت أوجه التشابه في البنية في الكائنات الحية المختلفة متشابهة أو متماثلة. مثال على ذلك أجنحة الخفافيش والطيور. هذه الهياكل متجانسة من حيث أنها في كلتا الحالتين تعديلات على الهيكل العظمي للأطراف الأمامية للزواحف المبكرة. لكن أجنحة الطيور تختلف عن أجنحة الخفافيش في عدد الأصابع وفي وجود ريش للطيران بينما الخفافيش لا تملك أي ريش. والأهم من ذلك ، أن قوة الطيران نشأت بشكل مستقل في هاتين الفئتين المختلفتين من الفقاريات في الطيور أثناء تطورها من الزواحف المبكرة ، وفي الخفافيش بعد أن كان أسلافها من الثدييات قد تمايزوا تمامًا عن الزواحف. وبالتالي ، يمكن النظر إلى أجنحة الخفافيش والطيور على أنها متشابهة وليست متماثلة عند فحص أكثر صرامة لاختلافاتها المورفولوجية وأصولها التطورية.


شكر وتقدير

I thank Marty Cohn and Bonnie Kircher for thoughtful comments and help in preparing the manuscript. For developing and organizing the symposium “The Morphological Diversity of Intromittent Organs” and for the invitation to participate I thank Diane Kelly and Brandon Moore.

التمويل

Support for the symposium "The Morphological Diversity of Intromittent Organs" was provided by the American Association of Anatomists and the National Science Foundation (#1545777 to Brandon Moore and Diane Kelly).