up
__

Информационно-аналитическое издание "Вестник"

Свидетельство о регистрации средств массовой информации Эл № ФС77-61401 от 10 апреля 2015 г. 

Email для связи: densegodnya.ru@yandex.ru

Информационное издание 

Наука и технологии

20 лет назад Земля перестала зеленеть: исследование

Новое исследование японских ученых показало, что Земля постепенно становится все менее зеленой. Рост растений снижается по всей планете, и ученые связывают это явление с уменьшением влажности воздуха — одним из следствий изменения климата.

Земля перестала зеленеть

фото: ht.kz

Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, ссылается на спутниковые наблюдения, которые выявили расширение растительности во всем мире в течение большей части 1980-х и 1990-х годов. Но затем, около 20 лет назад, эта тенденция остановилась.

Климатические данные указывают на то, что падение влажности связано с так называемым дефицитом давления паров — разницей между фактическим количеством влаги в воздухе и максимальным количеством влаги, которое он может удерживать. Высокий дефицит называют атмосферной засухой. С конца 1990-х годов более половины растительных ландшафтов мира испытывали растущий дефицит влаги или пересыхание.

Климатические модели показывают, что дефицит давления паров, вероятно, будет увеличиваться по мере потепления планеты, что «может оказать существенное негативное влияние на растительность», отмечают ученые.

При этом есть и обратный эффект глобального потепления: в некоторых частях Земли — например, в Арктике, озеленение происходит активнее, чем раньше. Растениеводство продолжает увеличиваться и в других регионах мира. источник


Академик РАН призвала найти у россиян генетические предпосылки идеологии

Академик РАН призвала найти у россиян генетические предпосылки идеологии

С таким предложением выступила академик Талия Хабриева — правовед, директор Института законодательства и сравнительного правоведения при Правительстве России. По ее мысли,в ходе общественной дискуссии необходимо выявить то, что академик считает «генетически присущими» ценностями народа, которые затем можно будет положить в основу общегосударственной идеологии (запрещена Конституцией России).

Академик РАН призвала найти у россиян генетические предпосылки идеологии

фото: psj.ru

Как сообщает РИА Новости, свою инициативу Хабриева озвучила на пресс-конференции в Конституционном Суде России.

«Предлагаю объединить усилия юристов, философов, обществоведов и начать широкую дискуссию о генетически присущих российскому народу ценностях, которые составляют основу его идентичности», цитирует агентство слова академика.

По ее словам, в России именно государство должно «формулировать положительное и блокировать негативное».

«Чтобы это происходило, нужна единая идеология, а у нас ее пока нет. И она должна быть указана в Конституции… Пока у нас нет стратегии развития России, которая отвечала бы ожиданиям российского общества и была бы им востребована. Но это не значит, что не надо открывать эту дискуссию», — сказала академик.

Общественная дискуссия о генетике россиян, проводимая с участием философов и обществоведов, но, судя по отсутствию упоминания, без генетиков, должна, по мысли автора идеи, стать прологом конституционной реформы в результате которой общегосударственная идеология будет закреплена в Основном законе страны. Сейчас это прямо запрещается 13-й статьей Конституции, относящейся к ее неизменяемой части, — чтобы убрать этот запрет понадобится принимать новую Конституцию.

Идеи о генетическом своеобразии россиян высказываются не впервые. В 2013 году министр культуры России Владимир Мединский фактически заподозрил российский народ в массовом распространении синдрома Дауна, выдвинув тезис о наличии у россиян лишней хромосомы. источник


В Мировом океане живёт около 200 000 вирусов

В Мировом океане живёт около 200 000 вирусов

С 2006 по 2013 год исследовательский корабль «Тара» собирал образцы воды Мирового океана – из разных географических территорий и с разной глубины. Исследователей интересовали микроорганизмы, от вирусов до небольших многоклеточных размером не более рыбьей икринки.

В Мировом океане живёт около 200 000 вирусов

фото: acs-nnov.ru

Однако первые опубликованные данные касаются именно вирусов: оказалось, что в океане их живёт 195 728 видов. (Раньше считалось, что океанских вирусов существует порядка 15 000.)

При этом распределяются они неравномерно: во всём океане есть пять явных экологических зон, которые по вирусному составу отличаются друг от друга.

Кроме того, вирусы в полярных водах оказались разнообразнее, чем в экваториальных (хотя вообще для живых организмов закономерность тут обратная – биоразнообразие повышается от полюсов к экватору).

В день океанские вирусы уничтожают около 20% всех океанских бактерий. Естественно, они играют огромную роль и в пищевых цепочках, и в круговороте органики в океанических экосистемах, и потому крайне важно знать, сколько вирусов живёт в океане и как они реагируют на изменения окружающей среды. источник


Исследуя самый опасный для человечества космический объект учёные обнаружили много странного

Исследуя самый опасный для человечества космический объект учёные обнаружили много странного

За минувшие месяцы OSIRIS-REx успел накрутить вокруг Бенну несколько десятков витков и добыть немало новой информации. Учёные смогли оценить массу астероида (около 75 млрд. кг), узнали, что поверхность его покрыта кратерами, что он испускает шлейф частиц, которые затем вращаются вокруг него подобно спутникам. Что сам он делает полный оборот вокруг своей оси приблизительно за 4 часа. Но самое, наверное, любопытное открытие – это особенности гравитации у его поверхности. Дело в том, что баланс центростремительных и центробежных сил на бешено вращающемся Бенну очень хрупок. Это приводит к эффектам, достойным кэролловской Страны Чудес.

Исследуя самый опасный для человечества космический объект учёные обнаружили много странного

фото: lpl.arizona.edu

В астрономии есть такое понятие - полость Роша. Французский астроном Эдуар Альбер Рош ввёл её для системы двойных звёзд. Грубо говоря, она означает область, в которой собственное притяжение звезды гораздо существеннее, чем притяжении звезды-компаньонки. Но этот термин может быть применён шире. В отношении Бенну говорят о вращательной полости Роша, области, где векторы гравитационных сил распределены привычным для нас образом. Она так мала, что не охватывает астероид со всех сторон, а составляет лишь ограниченную область в районе экватора. Ничего подобного прежде на астероидах не наблюдали.

снимки астероида Бенну

Американский космический зонд OSIRIS-REx сделал первые снимки астероида Бенну

Для наглядности исследователи предлагают представить, что находясь на поверхности Бенну, вы поскользнётесь на банановой кожуре. Вам очень повезёт, если такая неприятность случится в пределах полости Роша. В этом случае вы просто шлёпнетесь на его поверхность. А вот за её пределами всё может кончиться куда печальнее. Вас понесёт в направлении экватора, причём не исключено, что экватор вы с разгону проскочите, и вас вынесет на орбиту и дальше в космос. Мало того, похоже, что полость Роша на Бенну постоянно сужается.

Учёные полагают, что от такой жизни астероид и вовсе может однажды исчезнуть, потеряв всё своё вещество. Правда, прогнозы насчёт будущего Бенну и раньше были довольно мрачными. Он считается самым потенциально опасным для человечества космическим объектом. Шансы его столкновения с Землёй оценивают как 1⁄4000. При таких прогнозах, уж лучше бы ему заблаговременно исчезнуть.

Но это всё дело далёкого будущего, а пока исследовательская группа озабочена тем, как спланировать забор грунта с поверхности Бенну в 2020 г. Фокусы с гравитацией и поток частиц могут создать космическому аппарату немалые трудности. источник


Установлена главная причина старения и развития рака

Установлена главная причина старения и развития рака

Возрастное увеличение числа изменений в соматических клетках является основным процессом в старении и развитии рака, считают ученые Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна в США.

Установлена главная причина старения и развития рака

фото: blogspot.com

Свои выводы они сделали на основе исследования, в ходе которого определили нуклеотидную последовательность генома В-лимфоцитов (белые кровяные тельца, которые вырабатывают антитела при необходимости) людей в возрасте до 100 лет, пишет MedicalXpress.

Выяснилось, что у младенцев в среднем фиксировалось 463,4 мутации в В-лимфоцитах, у людей в возрасте 27–30 лет — 1181,9 мутации, а у категории 52–75 лет — 2101,7 мутации.

У долгожителей (97–106 лет) наблюдалось 3127 мутаций.

При этом изменения ДНК были уникальны для каждой клетки и проявлялись по всему геному. В то же время в некоторых участках генома вероятность изменений была выше, чем в других, и напоминала мутации, возникающие при развитии рака. ист: iz.ru


На Филиппинах нашли новый вид человека

На Филиппинах нашли новый вид человека

Люди с острова Лусон были не намного выше ростом индонезийских «хоббитов» и, по-видимому, объединяли в себе продвинутые признаки человека разумного и примитивные признаки австралопитеков.

na_filippinakh_nashli_novyy_vid_cheloveka.jpg

фото: interfaithtour.com

Строго говоря, новый вид человека – точнее, кости, которые от него остались – нашли ещё в 2007 году: тогда в пещере Каллао на острове Лусон обнаружили косточку плюсны возрастом около 67 000 лет, явно принадлежавшую человеку. Но тогда ещё не было ясно, Homo sapiens ли то был или какой-то другой вид рода Homo.

С тех пор в том же месте нашли ещё обломок бедренной кости, фаланги пальцев ног и рук, а также семь зубов. Все находки были от трёх разных индивидуумов, хотя три коренных и два малых коренных зуба принадлежали одному человеку, что сильно помогло в описании нового вида. (Стоит уточнить, что выделить ДНК из останков не было никакой возможности, так что оставалось надеяться лишь на компьютерную микротомографию и детальный анализ строения зубов и костей.)

Ростом человек лусонский (Homo luzonensis) был около 1,2 м. Коренные зубы его по строению оказались похожи одновременно на зубы H. sapiens и человека выпрямленного, но при этом они были слишком малы, чтобы отнести их к H. sapiens. Малые коренные, напротив, как раз по размеру оказались «человекоразумными» – но не по строению; у них было, по-видимому, два-три корня, что указывает на достаточную примитивность. С другой стороны, фаланги пальцев ног и рук походили на фаланги австралопитеков, которые жили на земле еще 1,5 млн лет назад. Однако останки с острова Лусон имеют возраст 67000–50000 лет.

хомо наледи

Обнаруженный в ЮАР предок человека жил 300 тысяч лет назад

По словам исследователей из Австралийского национального университета, Филиппинского университета и французского Национального центра научных исследований, опубликовавших описание нового вида в Nature, такое сочетание примитивных и продвинутых черт может быть следствием того, что этот человек долгое время эволюционировал на острове, будучи отрезан от других людей. Похожие случаи островного развития известны и среди животных (в таком случае, видимо, те, кто некогда доплыл до Лусона, оказались на долгое время здесь первыми и последними людьми.)

В то же время другие специалисты полагают, что люди на острове представляли собой особую популяцию обычного человека разумного, просто с некоторыми особенностями в строении. Особенности эти могли проявиться, если добравшихся до Лусона было немного. Если особей вокруг немного, в действие вступает так называемый дрейф генов. Члены популяции не могут позволить себе особую разборчивость в брачных партнёрах, и в таком случае некоторые ненужные и даже отчасти вредные – но не смертельные – признаки сохраняются в поколениях: если они не слишком сильно вредят особи, естественный отбор их не вымывает.

Здесь вспоминается ещё один островной вид людей – люди-«хоббиты» Homo floresiensis с индонезийского острова Флорес. Но для человека флоресского удалось найти предков, а вот кто был предком человека лусонского, пока неясно. Также неясно, как именно он мог попасть на остров. Этот вопрос, кстати, не вполне разрешён и для «хоббитов».

черепа неизвестных науке ископаемых предков человека

Китайские ученые обнаружили черепа неизвестных науке ископаемых предков человека

Некоторые антропологи полагают, что примитивные люди, подобные «хоббитам», никаких плотов и лодок строить не умели. С другой стороны, их могло принести на острова случайно, в результате какого-нибудь стихийного бедствия, после которого они плыли в океане, ухватившись за обломки деревьев. Но чтобы на один и тот же остров случайным образом прибило достаточно особей, чтобы тут появилась целая популяция – вероятность этого достаточно невелика.

В общем, пока что остаётся надеяться на новые кости из лусонской пещеры, которые позволят восстановить облик лусонцев более подробно (и из которых, возможно, удастся выделить ДНК, хотя с учётом влажного и тёплого климата надежды на ДНК остаётся мало). Так или иначе, картина эволюции людей в этой части света усложняется. Раньше считалось, что сначала в Азию из Африки пришёл человек выпрямленный, Homo erectus, которого потом заместил человек разумный – однако, видимо, всё было не так просто. ист: nkj.ru


Глобальное потепление делает ураганы более опасными

Глобальное потепление делает ураганы более опасными

Формирование и интенсивность мощных тропических циклонов, которые называют тайфунами или ураганами, зависит от целого ряда условий, среди которых и влажность воздуха, и разница температур между воздухом и океаном, и другие климатические факторы. Однако факторы эти явным образом начали меняться с развитием промышленности и началом глобального потепления. Сейчас уже известно, что чем теплее вода в океане, тем сильнее ураганы. Но насколько сильно они изменились по сравнению с прошлым?

Глобальное потепление делает ураганы более опасными

фото: wallpapersafari.com

Исследователи из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли попытались оценить, насколько изменились ураганы по сравнению с доиндустриальной эпохой. Они использовали данные по пятнадцати ураганам, случившимся за последние десять лет, и построили компьютерную модель, в которой эти ураганы развивались во времена, когда о глобальном потеплении ещё никто не слышал и когда температура океана и атмосферы была другой. Ту же модель использовали для того чтобы предсказать будущие изменения в ураганах.

В статье в Nature говорится, что нынешние тропические циклоны стали более влажными: если бы ураганы Катрина, Ирма и Мария случились в доиндустриальную эру, они принесли бы на 5–10% меньше осадков, чем сейчас. Скорость ветра притом тогда и в нынешнее время оказалась примерно одной и той же. Однако если климат продолжит меняться в том же темпе, что и сейчас, то скорость ветра в циклонах может возрасти на 18–27, максимум – на 46 км/ч, а дождей будет выпадать на 25–30% больше. Авторы работы подчеркивают, что все ураганы, на которых испытывали модель, в будущем изменялись похожим образом, то есть речь идёт не о конкретных ураганах, а об общих изменениях.

О том, насколько частыми станут ураганы и будут ли они двигаться иначе, модель ничего не говорит. Однако даже если их частота останется прежней, лишние осадки и бо́льшая скорость всё равно добавят от них проблем. И это ещё один аргумент в пользу того, чтобы как-то затормозить общее потепление – чтобы не дать ураганам стать более быстрыми и более влажными.


Любители кофе и чая различаются генами

Любители кофе и чая различаются генами

Считается, что способность чувствовать горький вкус защищает животных от множества неприятностей – поскольку многие токсины как раз горькие, и если во рту начинает горчить, значит, то, что во рту, нужно немедленно выплюнуть. С другой стороны, мы пьём пиво, кофе, чай, ничуть не смущаясь их горечью. Впрочем, кофе всё-таки любят не все, и можно предположить, что кофеманы просто хуже чувствуют его горькую составляющую, так что остальные оттенки кофейного вкуса легко перевешивают горечь.

Любители кофе и чая различаются генами

фото: lilyym.blogas.lt

Однако, как пишут в Scientific Reports исследователи из Северо-Западного университета и Медицинского исследовательского института QIMR Berghofer, всё как раз наоборот – любители кофе более чувствительны к горечи, причём не просто к горечи, а именно к кофеину. Дело в том, что генов, кодирующих рецепторы горького вкуса, у нас довольно много, и в них могут попадать мутации, которые усиливают или ослабляют чувствительность к той или иной горькой молекуле.

В частности, сейчас уже известно, что есть рецепторы, которые чувствуют кофеин, другие – хинин, третьи – синтетический 6-н-пропилтиоурацил, который часто используют, когда изучают восприятие горького вкуса. Для каждого из трёх типов рецепторов описаны мутации, которые изменяют их чувствительность. Оставалось только проверить, действительно ли люди с пониженной чувствительностью к кофеину пьют больше кофе.

Исследователи проанализировали гены более 400 тыс. жителей Великобритании, которые также сообщали о своём образе жизни и своих привычках – в том числе и о том, насколько они любят чай, кофе и разные алкогольные напитки. Оказалось, что те, которые по генам должны быть очень чувствительны к кофеиновой горечи, пьют кофе больше остальных, не меньше четырёх раз в день. В то же время те, кто должен быть особенно чувствителен к хинину и 6-н-пропилтиоурацилу, кофе избегали; те, кто был чувствителен к горечи 6-н-пропилтиоурацила, пили меньше алкоголя, в особенности красного вина.

Авторы работы предполагают, что те, кто особенно чувствителен к кофеиновой горечи, сумели её полюбить, потому что та бодрость, которую он даёт, перевешивает неприятный вкус. В таком случае чем чувствительнее человек к кофеину, тем больше он будет пить кофе. Притом любители чая будут любить чай потому, что они так и не научились любить кофеин – из-за сравнительно невысокой чувствительности кофеиновых горьких рецепторов.

Мы уже как-то писали о том, что любовь к кофе зависит от генов, но в тот раз речь шла не о вкусовых генах, а о тех, которые контролируют метаболизм кофеина, динамику нейромедиаторов в мозге и углеводно-жировой обмен. Так или иначе, очевидно, что когда мы ищем генетические причины наших гастрономических пристрастий, следует помнить, что генов существует много, что они взаимодействуют между собой, и что интерпретация вкусовых сигналов зависит не просто от того, к чему мы больше или меньше чувствительны, но и от того, чего мы ждём от того или иного вкуса.


Ученые ищут под землей колыбель жизни

Ученые ищут под землей колыбель жизни

До начала 1990-х годов никто и не подозревал о том, насколько активной может быть жизнь обитателей земных глубин. Сегодня ученые считают, что обитающие под землей микробы, возможно, помогли формированию континентов, выделению кислорода и появлению жизни в том виде, в каком мы ее знаем. Журнал «Атлантик» рассказывает, как изучение этих микроорганизмов на нашей планете может способствовать обнаружению жизни в космосе, например, на Марсе.

бурение земли исследование породы

фото: theatlantic.com

Они обитают на глубине в тысячи метров от поверхности Земли. Они питаются водородом и выделяют метан. И они способны изменить наш мир более основательно, чем мы можем себе представить.

Алексис Темплтон (Alexis Templeton) вспоминает 12 января 2014 года как день, когда взорвалась вода. Бутылка из прочного стекла фирмы «Пирекс» (Pyrex), которая была плотно закрыта и наполнена водой, взорвалась как воздушный шар.

Темплтон в этот момент находилась за рулем своего автомобиля «Ленд крузер» (Land Cruiser) и ехала по ухабистой и каменистой поверхности долины Вади Лавайни (Wadi Lawayni), которая представляет собой широкую полосу, разрезающую горы Омана. Она припарковала свой автомобиль у бетонной платформы, возвышающейся над тем местом, где недавно была пробурена скважина для получения воды. Темплтон открыла крышку этого колодца и опустила бутылку в его мрачные глубины, рассчитывая получить образцы воды с глубины порядка 260 метров.

Долина Вади Лавайни окружена скалистыми вершинами шоколадно-коричневого цвета, эти скалы твердые как керамика, однако они округлые и обвисшие, похожие больше на древние кирпичи, изготовленные из грязи. Этот фрагмент внутренней части Земли, по размеру сопоставимый со штатом Западная Виргиния, был выдавлен на поверхность в результате столкновения тектонических плит миллионы лет назад. Эти экзотические скалы — они представляют собой аномалии на поверхности Земли — и заставили Темплтон приехать в Оман.

Вскоре после того как она подняла бутылку с водой из глубины колодца, она разорвалась под действием внутреннего давления. Вода выплеснулась из образовавшихся трещин и шипела как газировка. Взорвавшийся газ внутри нее был не двуокисью углерода, как в безалкогольных напитках, а водородом — горючим газом.

Темплтон — геобиолог из Колорадского университета в городе Боулдере, и для нее этот газ имеет особое значение. «Организмы любят водород», — говорит она. То есть, они любят его поедать. Сам по себе водород нельзя считать доказательством наличия жизни. Однако он свидетельствует о том, что горные породы под поверхностью Земли могут быть именно тем местом, где жизнь способна процветать.

Фрагменты породы, предназначенные для геологических исследований

Темплтон — одна из увеличивающегося числа ученых, которые считают, что глубины Земли наполнены жизнью. По некоторым оценкам, эта неизученная часть биосферы может содержать от одной десятой до половины всей живой материи на Земле.

Ученым удалось обнаружить микробы, которые обитают в гранитных породах на глубине около двух километров (6000 футов) в районе Скалистых гор, а также в морских осадочных породах, относящихся ко времени обитания динозавров. Они даже нашли крохотных живых существ — червей, похожих на креветок артроподов, усатых коловраток — в золотых приисках Южной Африки на глубине 340 метров (11 тысяч футов).

Мы, человеческие существа, склонны рассматривать мир как прочную горную породу, покрытую тонким слоем жизни. Однако для таких ученых как Темплтон планета выглядит, скорее, как круг сыра, плотные края которого постоянно разрушаются размножающимися микробами, обитающими в его глубине. Эти создания питаются из тех источников, которые не только кажутся несъедобными, но и неосязаемыми — речь идет об атомном распаде радиоактивных элементов, о процессе, которые возникает в результате давления скал по мере их погружения в глубины Земли и их разложения и даже, возможно, о землетрясениях.

Темплтон приехала в Оман для того, чтобы отыскать скрытые оазисы жизни. Шипение водородного газа в 2014 году было важным доказательством того, что она находится на верном пути. Поэтому в январе прошлого года Темплтон вместе с коллегами вернулась в Оман, чтобы пробурить скважину на глубину 400 метров (1300 футов) и попытаться найти обитателей этих глубин.

В один жаркий зимний вечер пронзительный шум раздался на выжженных солнцем просторах долины Вади Лавайны. Почти в центре этой долины появился бульдозер. А впереди у него был смонтирован бурильный вал, способный вращаться со скоростью несколько оборотов в минуту.

Полдюжины людей в касках — по большей части индийские рабочие, нанятые одной местной компанией — управляли этой буровой установкой. Темплтон и еще полдюжины ученых и аспирантов стояли на расстоянии в несколько метров в тени навеса, колыхавшегося под дуновением нежного бриза. Все они, склонившись над столами, изучали образцы горных пород, которые рабочие доставляли наверх примерно каждый час.

Эта буровая платформа работала целый день, а поступавшие образцы грунта меняли свой цвет по мере увеличения глубины. Первые несколько метров горной породы имели оранжевый или желтый оттенок, и это свидетельствовало о том, что кислород с поверхности превратил содержавшееся в горной породе железо в ржавые минералы. На глубине 20 метров следы кислорода исчезли, камни потемнели до зеленовато-розового цвета с черными прожилками.

«Красивый камень», — сказала Темплтон, поглаживая своей рукой в латексной перчатке его поверхность. Ее очки были подняты вверх и покоились на прямых темно-русых волосах, открывая щеки, потемневшие за годы работы на кораблях, на тропических островах, в широтах Арктики и в других местах. «Я надеюсь увидеть еще больше такого рода материалов», — сказала она.

Этот зеленовато-черный камень предоставил ей возможность взглянуть на то, что почти невозможно увидеть в других местах на нашей планете.

Эти образцы горных пород, доставленные на поверхность с большой глубины, оказались богаты железом — железом в виде минералов, которые, как правило, не выживают на поверхности Земли. Это подземное железо столь реактивно в химическом отношении, оно так стремится к объединению с кислородом, что когда оно начинает контактировать под землей с водой, происходит разрыв молекул воды. Оно вытаскивает кислород из воды и оставляет водород.

Геологи называют этот процесс «серпентинизацией» (serpentinization) из-за извилистых следов черных, зеленых и белых минералов, которые он оставляет. Обычно серпентинизация происходит в местах, недоступных для человека, — в том числе на глубине нескольких тысяч метров под дном Атлантического океана.

А здесь, в Омане, расположенные в глубине земли горные породы так близко подступают к поверхности, что серпентинизация происходит всего в нескольких сотнях метров под ногами. Водород, разорвавший бутылку с водой Темпелтон в 2014 году, представлял собой небольшой образец процесса серпентинизации; водный колодец, пробуренный несколько лет назад в этом регионе, привел к образованию такого количества водорода, что существовала даже угроза взрыва, и в результате правительство было вынуждено срочно его забетонировать.

Водород — особое вещество. Он использовался в качестве одного из компонентов горючего для вывода на орбиту космических кораблей проектов «Аполлон», а также шаттлов, и он представляет собой один из самых энергетически насыщенных элементов, встречающихся в естественном виде на Земле. Это делает его важной пищей для микробов, существующих под поверхностью Земли.

В общей сложности микробы, обитающие под горами на востоке Омана, могут потреблять ежегодно тонны водорода, что приводит к медленному и контролируемому горению газа, которое точно управляется ферментами внутри их наполненных водой клеток.

Однако водород составляет только одну половину жизненного уравнения — для производства энергии из водорода микробам необходимо еще что-то для его сжигания, как и представители рода человеческого вынуждены вдыхать кислород, чтобы переработать пищу. Главная задача Темплтон как раз и состоит в том, чтобы понять, чем «дышат» микробы на такой глубине под Землей, где нет кислорода.

В два часа пополудни видавший виды пикап направляется к месту бурения по пыльной и грязной дороге. За ним идут — строго один за другим — шесть верблюдов, головы которых покачиваются на ветру. Это местные животные, они связаны короткими поводками, а направляются они к новому пастбищу, расположенному где-то в этой долине.

Темплтон, забыв о верблюдах, вдруг закричала, не скрывая своего возбуждения: «Золото!» Она указала на лежащий на столе образец грунта, а также на небольшое скопление желтых металлических кристаллов. Их кубическая форма помогла понять ее маленькую шутку: эти кристаллы были не настоящим золотом, а золотом дураков, которое еще называют железным колчеданом.

Железный колчедан состоит из железа и серы, и это один из минералов, который еще называют «биогенным»: его образование иногда связано с деятельностью микробов. Сами кристаллы могут образовываться из тех отходов, которые «выдыхают» клетки микробов. Поэтому железный колчедан может быть побочным продуктом метаболизма микробов — именно такую возможность Темплтон называет «прекрасной».

Вернувшись домой в штат Колорадо, она уделит этим кристаллам такое же повышенное внимание, какое археолог посвятил бы куче древнеримского мусора. Она разрежет их на прозрачные куски и будет рассматривать их под микроскопом. Если железный колчедан, на самом деле, является продуктом живых клеток, тогда микробы «вероятно, могут быть захоронены в минералах». Она надеется обнаружить их окаменелые тела.

До начала 1990-х годов никто и не подозревал о том, насколько активной может быть жизнь обитателей земных глубин. Первые доказательства были обнаружены в горной породе, находящейся под морским дном.

Геологи уже давно заметили, что вулканические газы, обнаруженные в темных базальтовых горных породах, находятся на тысячи метров ниже уровня морского дна, которое часто имеет микроскопические углубления и туннели. «Мы понятия не имели о том, что это может иметь биологическую природу», — говорит Хуберт Стаудигел (Hubert Staudigel), вулканолог из Института океанографии Скриппса, расположенном в городе Ла-Холья, штат Калифорния.

В 1992 году молодой ученый по имени Инганн Торсет (Ingunn Thorseth) из находящегося в Норвегии Бергенского университета предположил, что эти углубления являются геологическим эквивалентом зубного кариеса — микробы внедрили его в вулканическое стекло в результате потребления ими атомов железа. В действительности, Торсет обнаружил то, что можно было принять за мертвые клетки внутри этих углублений в горной породе, собранной на глубине три тысячи футов под морским дном.

Когда эти открытия были опубликованы, Темплтон еще не работала в данной области. Она получила степень магистра по геохимии в 1996 году, а затем стала работать в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory) в Калифорнии, где изучала то, как быстро микробы поедают авиационное топливо в грунте на территории бывшей военно-морской базы США. Через несколько лет для своей докторской диссертации в Стэнфордском университете они изучала то, как в процессе метаболизма подземные микробы перерабатывают свинец, мышьяк и другие загрязнители.

В 2002 году она перебралась в Лабораторию Скриппса для совместной работы с Бредли Тебо (Bradley Tebo), профессором биологии, и Стаудигелем, по изучению похожих проблем, а именно — как микробы живут в железе и других металлах в базальтовом стекле, содержащемся в морском дне.

В ноябре того года на задней палубе исследовательского судна, находившегося в центре Тихого океана, она через люк забралась в спускаемый подводный аппарат Pisces-IV размером с автомобиль и погрузилась в нем на морское дно. Терри Керби (Terry Kerby), пилот расположенной на Гавайях Лаборатории по исследованию морского дна, направил этот аппарат в сторону южного склона морской горы Лоихи (Loihi Seamount), представляющей собой подводный вулкан, расположенный недалеко от Большого острова Гавайев.

На глубине 1700 метров (5600 футов) прожектор субмарины едва осветил странный подводный ландшафт — беспорядочная смесь чего-то похожего на туго набитые мусорные мешки, в беспорядке сваленные в какую-то пирамиду. Эти так называемые базальтовые подушки формировались в течение столетий по мере того, как лава, просачиваясь черед трещины, сталкивалась с морской водой, после чего она быстро остывала, превращаясь в гладкие камни. Темплтон лежала со своей стороны скамейки, ежилась от холода и наблюдала через толстое стекло за тем, как Керби откалывал куски базальта с помощью механического манипулятора. Спустя восемь часов после начала погружения на дно океана они вернулись на поверхность с пятью килограммами горной породы.

В том же году она и Стуадигель посетили вулкан Килауэа на Гавайях, надеясь собрать свободное от микробов вулканическое стекло, которое они могли бы сравнить с теми образцами, которые были собраны на дне океана. Надев тяжелые ботинки, ни подошли к потоку лавы и прошли по окаменевшей корке, толщина которой составляла всего несколько дюймов. Стаудигель нашел одно место, где оранжевая расплавленная лава пробилась через образовавшуюся отвердевшую корку. Он подцепил металлической штангой часть раскаленной лавы — она была похожа на горячий и липкий мед — и поместил ее в ведро с водой. Вода закипела со свистом и шумом, а лава через какое-то время затвердела, превратившись в стекло.

Вернувшись в лабораторию, Темплтон отделила десятки бактериальных штаммов, которые впитывают в себя железо и марганец из расположенных на дне моря камней. Вместе со своими коллегами она вновь расплавила в печи стерильное стекло из вулкана Килауэа, добавляла туда различное количество железа и других питательных элементов и выращивала из них бактериальные штаммы. Она использовала самую передовую технику, в том числе рентгеновское излучение, и с восторгом наблюдала за тем, как бактерии перерабатывают минералы.

«У меня весь подвал был забит базальтовыми породами, поднятыми со дна моря, потому что я просто не могла от них отказаться», — сказала она мне в один из тех дней, когда бурение не проводилось.

Однако эти образцы горной породы, а также питавшиеся ими бактерии, имели, с точки зрения Темплтон, один большой недостаток — они были взяты с морского дна, где в воде уже содержится кислород.

Кислород входит в состав всех живых существ на Земле — от трубкозубов и земляных червей до медуз; наша атмосфера и большая часть океанов заполнена им до передела. Однако Земля имеет так много кислорода в течение лишь незначительного периода своей истории. Даже сегодня обширные части биосферы нашей планеты никогда не сталкивались с кислородом. Достаточно погрузиться в землю на нескольку метров, и там уже не будет никакого кислорода. В любом другом месте Солнечной системы, в том числе на Марсе, на котором может существовать жизнь, вы не найдете никакого кислорода.

В то время когда Темплтон изучала глубинную биосферу Земли, она заинтересовалась также вопросом о происхождении жизни на нашей планете и в других местах Солнечной системы. Изучение подземного пространства может позволить бросить взгляд на эти отделенные места и времена, но это станет возможным только в том случае, если она сможет погрузиться еще глубже, за пределы досягаемости кислорода.

Казалось, что горы Омана представляют собой идеальное место для проведения такого рода исследований. Этот огромный массив постепенно подвергаемой серпентинизации каменной порода имеет внутри себя лишенные кислорода места, а также активные в химическом отношении соединения железа, которые, как считают ученые, находятся в глубине Земли.

Темплтон и некоторые другие исследователи глубинной биосферы были связаны с еще одним крупным проектом, находившимся в тот момент на ранней стадии планирования — речь идет о Бурильном проекте Омана (Oman Drilling Project).

Этот проект возглавляет Питер Келемен (Peter Kelemen), геолог из расположенной в Нью-Йорке Земной лаборатории Ламонта-Доэрти (Lamont-Doherty Earth Observatory). У него имеется собственная миссия — глубинные горные породы в Омане взаимодействуют не только с кислородом и водой, но и с двуокисью углерода, выдавливая при этом газ в атмосферу и закрывая его в карбонатных минералах — этот процесс, если ученые смогут его понять, поможет человечеству уменьшить выброс в атмосферу двуокиси углерода.

Келемен присутствовал во время бурения в Вади Лавайни в январе 2018 года. Он был уверен в том, что свидетельства жизни будут обнаружены. Эти горные породы первоначально образовывались при температуре свыше 980 градусов Цельсия (1800 градусов по Фаренгейту). Однако они быстро остывали, и сегодня температура в верхнем слое, глубина которого составляет около 500 метров, имеет температуру около 30 градусов Цельсия (90 градусов по Фаренгейту). Эти горные породы «были недостаточно горячими для того, чтобы убить всех микробов со времени Мелового периода» — эпохи динозавров.

В три часа пополудни полдюжины членов команды собрались у буровой вышки для своего рода ритуала, которого все ожидают с напряженным вниманием.

Новая порция керна, только что взятая из пробуренной шахты, опускается на козлы. Речь идет о каменном цилиндре высотой три метра — по своей толщине он примерно соответствует толстому концу бейсбольной биты, а находится он в металлическом цилиндре.

Рабочие подняли один конец этой трубы. И из нее выскользнула сердцевина — вместе с черной и липкой жидкостью. Черная, густая грязь пролилась на землю. Извлеченный из земли керн был полностью покрыт этим веществом.

«О, Боже мой, — сказал кто-то. — Вот это да». Все вокруг шептались.

Один из рабочих вытер извлеченный керн, после чего на его гладкой и блестящей поверхности стали образовываться маленькие пузырьки, как в кипящем масле. Этот образец горной породы, не подверженный тому давлению, которое он испытывал под землей, выпускал из себя газы прямо на наших глазах, и его пузырьки просачивались через поры в горной породе. В воздух стал просачиваться запах сточных вод и горелой резины — тот запах, который сразу же определили присутствовавшие там ученые.

«Это весьма живая горная порода», — сказала Темплтон.

«Сульфид водорода», — сказал Келемен.

Сульфид водорода — это газ, образующийся в канализации, в вашем кишечнике, а также — теперь это очевидно — под землей в Омане. Его производят микробы, живущие в отсутствии кислорода. Лишенные этого дарующего жизнь газа, они делают такой трюк, на который не способны обитающие на поверхности планеты животные — они начинают дышать чем-то еще. Другими словами, они сжигают свою пищу, используя другие химические вещества, имеющиеся под землей.

Часть поднятого на поверхность керна была пронизана полосками оранжево-коричного камня — так были отмечены те места, через которые раскаленная лава выливалась через глубокие трещины на поверхности земли миллионы лет назад, и в тот момент эта горная порода находилась в недрах Земли на глубине в несколько километров.

Эти следы окаменелой магмы постепенно отдавали свои химические компоненты подземным водам — в том числе молекулам, получившим название сульфаты, которые состоят из одного атома серы, связанными с четырьмя атомами кислорода. Судя по всему, микробы использовали эти молекулы для того, чтобы переварить водород, — сказала Темплтон. — Они поедают водород и выдыхают сульфат". А затем они еще выпускают свои газы.

Сернистый водород не только обладает сильным и неприятным запахом. Он еще и токсичен. Поэтому именно те микробы, которые его производят, рискуют быть отравленными по мере его накопления под землей. А как им удается избежать отравления? В очередной раз горная порода предоставляет нам ответ.

Бурение продолжалось в течение следующих нескольких дней, но черная жижа постепенно исчезла. Каждый новый поднятый на поверхность керн был сухим и не имел никакого запаха. Однако и сама горная порода изменилась — ее похожая на вены мозаика и серпентин потемнели, а ее основными оттенками стали серый и черный цвета, и он стал походить на опущенную в чернила клетчатую юбку.

«Все это почернение является био-продуктом, — сказала Темплтон как-то вечером, когда она и ее коллега Эрик Эллисон (Eric Ellison) находились в заставленным приборами лабораторном трейлере и занимались упаковкой образцов горных пород для отправки их домой. Некоторые из камней находились в запечатанных коробках из плексигласа, и Эллисон перекладывал их, используя для этого размещенные на станках коробок перчатки — все это создавала такое впечатление, как будто в собранных образцах горной породы было нечто зловещее. Однако эта предосторожность не была направлена на то, чтобы защитить человека; это делалось для того, чтобы лишить чувствительных микробов контакта с кислородом.

Темплтон полагала, что именно эти микробы оказали воздействие на недавние образцы горной породы — тот сернистый водород, который они выдыхали, вступал в реакцию с горными породами, и при этом возникало сернистое железо — безвредный черный минерал. Серный колчедан, который мы видели ранее, тоже состоит из железа и серы, и он мог формироваться таким же образом.

Эти черные минералы представляют собой нечто большее, чем просто академическая редкость. Они позволяют взглянуть на то, как микробы не только смогли выжить в земной коре, но и смогли изменить ее, а в некоторых случаях даже создать такие минералы, которые не существуют в других местах.

Некоторые из наиболее богатых месторождений железа, свинца, цинка, меди, серебра и других металлов образовались в тот момент, когда сернистый водород столкнулся с теми металлами, которые находились глубоко под землей. Эти сульфиды захватывали эти металлы и за счет концентрации превращали их в минералы, которые формировались в течение миллионов лет — до того момента, пока их не доставили на поверхность шахтеры. Сернистый водород, который и формировал эти руды, часто имел вулканическое происхождение, однако в некоторых случаях его формировали микробы.

Роберт Хейзен (Robert Hazen), минералог и астробиолог из Центра Карнеги в Вашингтоне, округ Колумбия, считает, что более половины минералов обязаны своим существованием формам жизни — корням растений, кораллам, диатомовым водорослям и даже подземным микробам. Он даже готов предположить, что семь континентов нашей планеты частично обязаны своим существованием микробам, разъедающим горные породы.

Четыре миллиарда лет назад Земля не имела постоянной суши — лишь несколько вулканических вершин, возвышавшихся над океаном. Однако микробы на морском дне помогли изменить эту ситуацию. Они атаковали базальтовые отложения почти так же, как они делают это сегодня, превращая вулканическое стекло в глинистые минералы. А после размягчения они вновь становятся твердыми, превращаясь в новые горные породы — в более легкий и более податливы материал, чем остальная часть планеты: в гранит.

Эти легкие граниты соединялись и возвышались над поверхностью океана, создавая таким образом постоянные континенты. Судя по всему, этот процесс, вы определенной мере, проходил без помощи микробов, однако Хейзен считает, что они его ускорили. «Можно себе представить, что микробы создают баланс, — говорит он. — Мы утверждаем, что микробы сыграли фундаментальную роль».

Появление суши оказало значительное воздействие на эволюцию Земли. Горные породы под воздействием воздуха разрушились быстрее, выделяя при этом в океан такие питательные вещества как молибден, железо и фосфор. Эти питательные вещества способствовали росту фотосинтетических водорослей, поглощающих двуокись углерода и выделяющих кислород. Около двух миллиардов лет назад в земной атмосфере появились первые следы кислорода. 550 миллионов лет назад уровень кислорода, наконец, достиг того уровня, который был необходим для поддержки примитивных животных.

Обильное количество воды на Земле, а также ее оптимальное удаление о Солнца сделала ее перспективным инкубатором для жизни. Однако ее превращение в рай для разумных и дышащих кислородом животных никогда не было гарантировано. Микробы, возможно, подвели нашу планету к невидимому поворотному пункту — к формированию континентов, кислорода и образованию жизни в том виде, в каком мы ее знаем.

И даже сегодня микробы продолжают делать и переделывать нашу планету изнутри

В некотором отношении подземные микробы напоминают человеческую цивилизацию, где образуются «города» на перекрестке дорог. В Омане процветающий оазис пахучих черных микробов располагался на глубине 30 метров, рядом с пересечением нескольких больших трещин в горной породе — это те каналы, которые позволили водороду и сульфатам просачиваться туда из разных источников.

Элизабетта Мариани (Elisabetta Mariani), структурный геолог из расположенного в Англии Ливерпульского университета, провела много дней под натянутым тентом, фиксируя эти трещины в горных породах. Однажды утром она позвала меня для того, чтобы показать что-то особое — разрыв, который проходил по диагонали керна, и там можно было увидеть две поверхности горной породы, пронизанные тонкими, как лист бумаги, слоями зеленого и желтого серпентина.

«Вы видите эти колеи?» — спросила она по-английски с акцентом, выдававшим ее родной итальянский, и указала на трещины на двух поверхностях из серпентина. Они свидетельствовали о том, что это был не просто пассивная трещина — это был активный разлом. «Два блока горной породы двигались, коснувшись друг друга, в этом направлении», — сказала она, указывая на колеи.

Таллис Онстотт (Tullis Onstott), геолог из Принстонского университета, не связанный с проектом бурения в Омане, считает, что подобные активные разрывы способны не только предоставить пути для перемещения пищи под землей — возможно, они производили пищу. В ноябре 2017 года Онстотт и его коллеги начали смелый эксперимент. Они начали свою работу в туннеле на глубине 2500 метров в золотом руднике Моаб-Хотсонг (Moab Khotsong) в Южной Африке и оттуда пробурили новую скважину в направлении разлома, который находился еще на 800 метров глубже. 5 августа 2014 года в этом разломе произошло землетрясение силой 5,5 балла. Онстотт надеялся таким образом испытать провокационную идею о том, что землетрясения могу предоставлять пищу для глубинной биосферы.

Ученые уже давно заметили, что водородный газ просачивается из крупных разломов, в том числе из таких, как Сан-Андреас в Калифорнии. Частично этот газ возникает в результате химической реакции — силикатные минералы, расщепляющиеся во время землетрясения, вступают в реакцию водой и выделяют водород как побочный продукт. Для микробов, находящихся вблизи разлома, такого рода реакция может привести к чему-то вроде периодического энергетического взрыва, связанного с большим потреблением сахара.

В марте 2018 года, спустя четыре месяца после начала бурения на шахте Моаб-Хотсонг, рабочие подняли на поверхность керн, который пересек этот разлом.

Горная порода, располагавшаяся вдоль разлома, была «довольно сильно разрушена», говорит Онстотт — на керне можно было заметить дюжину параллельных трещин. Поверхность некоторых из этих трещин превратилась в хрупкую глину, полосы которой указывали на недавние землетрясения. Другие трещины были заполнены прожилками белого кварцита, которые обозначали более старые разрывы, образовавшиеся за тысячи лет до этого.

Онстотт в настоящее время занимается поисками окаменевших клеток в этих кварцитовых прожилках, а также анализирует горную породу на наличие ДНК, надеясь таким образом установить, какие именно бактерии обитают в этом разломе, если они там вообще есть.

Кроме того, он и его коллеги — и это еще важнее — оставили открытыми пробуренные отверстия и проводят наблюдение за водой, стеклом и микробами в самом разломе, а также берут новые пробы каждый раз, когда происходит повторный подземный толчок. «В таком случае можно увидеть, происходит ли выделение стекла, или нет, — говорит он, — и также понаблюдать за тем, происходят ли какие-либо изменения в микробиологическом сообществе в результате потребления газа».

Пока Онстотт ожидает этих результатов, он также размышляет над более радикальной возможностью: эти живущие на глубине бактерии не только питаются последствиями землетрясений, но они, возможно, вызывают их. По его мнению, когда микробы начинают атаковать железо, марганец и другие элементы в минералах, появляющиеся вдоль линий разрыва, они могут ослаблять горную породу — и готовят эти разрывы к следующему большому сдвигу. Изучение такой возможности предполагает проведение лабораторных экспериментов для выяснения того, способны ли бактерии в этих разрывах, на самом деле, разрушать минералы достаточно быстро для того, чтобы воздействовать на сейсмическую активность. С характерным для ученого занижением значимости, он так рассуждает о предстоящей работе: «Это достаточно разумная гипотеза для того, чтобы ее проверить».

30 января буровая установка в Вади Лавайни достигла отметки в 60 метров. Ее моторы рычали, создавая звуковой фон в тот момент, когда Темплтон и ее коллега Эрик Бойд (Eric Boyd) сидели в полевых креслах под акацией. Рядом с ними можно было заметить признаки наличия других путешественников, отдыхавших в этом острове теней, редком для этой местности — верблюжий помет, гладкий и круглый, как кожистые сливы.

«Мы считаем, что именно среда имеет важное значение для понимания истоков жизни», — сказал Бойд, геобиолог из Университета штата Монтана в городе Бозмен. По его мнению, именно это и заставляет его и Темплтон изучать глубинные горные породы в Омане. «Мы любим водород», — говорит он.

И Бойд, и Темплтон считают, что жизнь на Земле зародилась в среде, которая похожа на ту, что существует на глубине в несколько метров под их полевыми складными креслами. По их мнению, колыбель жизни находится в разломах под поверхностью Земли, где богатые железом минералы выдавливали из себя водород после контакта с водой.

Из всех видов химического топлива, существовавших на Земле четыре миллиарда лет назад, водород, судя по всему, являлся одним из наиболее легких элементов для метаболизма ранних и неэффективных клеток. Водород образовывался не только в результате серпентинизации, он также возникал — как это происходит и сегодня — в результате радиоактивного распада таких элементов как уран, который постоянно расщепляет молекулы воды в окружающей его горной породе. Водород так нестабилен, он так стремится разложиться, что может быть переварен даже слабыми оксидантами, такими как двуокись углерода или чистая сера. Изучение ДНК миллионов генных последовательностей свидетельствует о том, что предшественником жизни на Земле — «последний универсальный общий предок», — возможно, использовал водород в качестве пищи и сжигал его с помощью двуокиси углерода. То же самое, вероятно, можно сказать и о жизни в других мирах.

Содержащие железо минералы здесь в Омане часто встречаются в Солнечной системе, как и процесс серпентинизации. Космический зонд «Орбитер» (Orbiter), который в настоящее время вращается вокруг Марса, обнаружил серпентин минералов на поверхности Марса. Космический аппарат «Кассини» (Cassini) обнаружил химические доказательства проходящей серпентинизации в глубине Энцелада, покрытого льдом спутника Сатурна. Похожие на серпентин минералы были обнаружены также на поверхности Цереры, карликовой планеты, орбита которой находится между орбитами Марса и Юпитера. Серпентины даже были найдены в метеоритах, во фрагментах эмбрионных планет, существовавших 4,5 миллиарда лет назад, то есть как раз во время рождения Земли, и это может означать, что колыбель возникновения жизни, на самом деле, существовала еще до образования нашей планеты.

Водород — источник энергии зарождающейся жизни — был обнаружен во всех этих местах. Возможно, он все еще производится во всей Солнечной системе.

У Бойда от таких выводов захватывает дух

«Если у вас есть такого рода горные породы, а также температура, сопоставимая с температурой на Земле, и если у вас еще есть жидкая вода, то насколько неизбежным, по вашему мнению, является жизнь?— спрашивает он. — Лично я уверен в том, что это неизбежно».

Обнаружение жизни будет вызовом. При существующих технологиях посланный к Марсу космический аппарат может пробурить скважину глубиной всего в несколько футов на враждебной поверхности. Возможно, эти поверхностные горные породы хранят в себе следы прошлой жизни — может быть, высушенные основы марсианских клеток, находящихся в микроскопических туннелях, которые они прогрызли в минералах, — однако любые живые микробы, скорее всего, будут находиться на глубине в несколько сотен футов. Темплтон пытается обнаружить следы прошлой жизни — а также отделить эти признаки от тех вещей, на которые жизни не оказали никакого воздействия, — и делает она это с того момента, когда 16 лет назад она рассматривала базальтовое стекло на дне моря.

«Моя работа состоит в том, чтобы найти биологические отпечатки», — говорит она. При изучении доставленных из Омана образцов она использует те же инструменты, что и при изучении стекла. Она обстреливает поверхности минералов с помощью рентгеновских лучей для того, чтобы понять, каким образом микробы изменяют минералы. Она хочет также понять: они оставляют их на месте? Или вытравливают их? Изучая то, какие живые микробы поглощают минералы, она надеется найти надежный способ идентификации таких же химических следов поглощения во внеземных горных породах, в которых уже в течение тысяч лет не было никаких живых клеток.

В один прекрасный день такого рода инструменты окажутся на борту какого-нибудь марсохода. Или они будут использованы при изучении образцов пород, доставленных из других миров. А пока Темплтон и ее коллегам еще предстоит поделать большую работу в Омане — им нужно будет выяснить, что содержит в себе темная, горячая и скрытая биосфера, находящаяся у них под ногами. источник


На Марсе может быть жизнь

На Марсе может быть жизнь

Чем больше мы узнаем о Марсе, тем менее он напоминает безжизненную пустыню, которую нам известна по многим фильмам и изображениям. Теперь же некоторые исследователи полагают, что на Марсе достаточно ресурсов для поддержания местной жизни. И эта жизнь существует там прямо сейчас, надо только зарыться под землю.

На Марсе может быть жизнь

фото: tayna24.ru

Вчера в журнале Nature Geoscience было опубликовано исследование о количестве кислорода в марсианской почве. На исследование значительно повлияли две последние находки. Сначала, «Кьюриосити» нашел на Марсе сильно окисленные камни, возможно, из-за того, что в них проникла вода. Потом на планете обнаружили источники соленой воды. Приняв во внимание эти данные, ученые выяснили, что на Красной Планете достаточно кислорода для поддержания простых видов подземной жизни.

«Мы нашли нечто удивительное. Соленая вода может существовать в различных местах Марса, — говорит Влада Стаменкович, главный автор статьи. — Ее полностью хватает для аэробного дыхания микробов и даже губок, которые являются простейшими животными».

Это открывает возможность существования жизни на Марсе, хотя необходимо заметить, что ученые не доказали ее наличия, лишь подтвердили условия для ее функционирования. Более того, проверить ее наличие будет нелегко, так как марсианским роверам запрещено приближаться к местам потенциального скопления воды, чтобы не занести в воду земные бактерии.

По крайней мере, теперь мы можем предположить с определенной долей вероятности, что поверхность Марса скрывает гораздо больше, чем мы считали раньше. источник


В арктических льдах обнаружен настоящий монстр: загадки природы

В арктических льдах обнаружен настоящий монстр: загадки природы

Биологи обнаружили во льдах на территории Арктики «маленького монстра» — странно выглядящее животное, напоминающее пришельца из космоса.

В арктических льдах обнаружен настоящий монстр

фото: popmech.ru

Когда мы говорим «монстр», то подсознательно подразумеваем огромное, внушающее ужас чудовище. Однако размер — вовсе не главный критерий монструозности. Еще в XIX веке Джеймс Дуайт Дана впервые описал странный вид планктона, не похожий на своих сородичей. Он назвал его Monstrilla, «маленький монстр», и имя это вполне соответствует внешнему виду морских существ. Ученые прошлых веков славились своей любовью к броским и экзотическим названиям, что и по сей день придает ботанике и зоологии изрядный колорит.

В 2014 году экспедиция в Арктику продолжила дело Дуайта и открыла совершенно новый вид крошечных монстров благодаря тому, что некоторые его представители вмерзли в лед. Исследователи окрестили разновидность Monstrillopsis planifrons, то есть «маленький монстр с плоской головой». Исследования, подобные этому, в очередной раз показывают, что Арктика и Антарктида полны загадок, которые ждут своих первооткрывателей.

новый вид обнаружен в Арктике

Ведущий автор исследования Аурели Делафорг отмечает в статье на портале ZooKeys, что по мере продвижения исследовательской деятельности и анализа биомов различных региональных зон Арктики число новых видов животных и растений будет только увеличиваться. Несмотря на то, что планктон едва виден человеческим глазом, на самом деле это один из самых важных типов морских обитателей, который напрямую влияет на экосистему всей планеты.

M. planifrons — это странное миниатюрное ракообразное длиной всего в несколько миллиметров, напоминающее одноглазую восьмилапую креветку с пушистыми «усиками». Помимо этого, у «маленького монстра» можно заметить дополнительную пару конечностей, напоминающую уменьшенную копию конечностей выдры, а также необычного вида гениталии.

Открытие было удачным, потому что именно в мае-июне можно наблюдать взрослых особей во всей своей красе. В остальное время они или находятся в стадии личинок, или уже активно паразитируют на моллюсках. ист: popmech.ru


Фильмы ужасов и комнаты страха успокаивают мозг, подобно медитации

Фильмы ужасов и комнаты страха успокаивают мозг, подобно медитации

Фильмы ужасов пользуются неизменной популярностью, хотя с точки зрения биологии или просто здравого смысла пристрастие к ужастикам кажется нонсенсом.

Фильмы ужасов и комнаты страха успокаивают мозг, подобно медитации

фото: youtube.com

Вряд ли можно найти много людей, которым в реальности, например, повезло бы уйти живыми от акулы-людоеда и которые потом захотели бы еще раз пережить этот волнующий опыт (о любителях экстремального спорта мы сейчас не говорим). Если человека, который ходит на хорроры, читает мрачно-готическую фантастику и посещает разнообразные комнаты страха, спросить, почему его тянет на мрачное и ужасное, он, скорее всего, ответит, что ему оно нравится. Но всё равно возникает другой вопрос – а почему нравится?

Исследователи из Питтсбургского университета попытались разобраться, почему нас (ну, по крайней мере, многих из нас) тянет на ужасы. Они попросили посетителей комнаты страха, организованной как дом с привидениями, ответить на ряд вопросов, касающихся их психологического состояния; на вопросы нужно было ответить до и после того, как ты побывал в «доме с привидениями». Кроме того, у некоторых участников исследования с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) оценивали активность мозга во время выполнения разных когнитивных задач (активность мозга также оценивали до и после аттракциона).

В статье в журнале Emotion говорится, что после «дома с привидениями» у людей улучшалось настроение, у них уменьшалась тревожность и они чувствовали себя менее уставшими, причем чем сильнее они пугались, тем лучше психологическое состояние было на выходе.

Анализ ЭЭГ показал, что активность мозга при этом уменьшалась – что следует понимать так, что мозг, столкнувшись с какой-то задачей, не перевозбуждался и не тратил силы по пустякам. Авторы работы отмечают, что такой же эффект на мозг оказывают некоторые медитационные практики, которые тоже учат мозг спокойствию и адекватности – хотя сравнение комнаты страха и медитации может показаться очень странным.

Исследователи предлагают и другое сравнение: по их словам, посещение комнаты страха или фильма ужасов сродни альпинизму или многокилометровому кроссу: достигнув какой-то особенно высокой точки или добежав до конца, вы чувствуете, что несмотря на все препятствия, несмотря на свою неуверенность и пр., вы всё же достигли цели. Кому-то для этого нужно действительно забраться на Эверест или встретиться с толпой настоящих зомби, но многом хватает похода на свежий ужастик.

Кроме того, сидя в зрительном зале или блуждая по лабиринтам аттракциона, мы понимаем, что серьёзная опасность нам всё же не грозит, и потому мы в состоянии смотреть на себя со стороны, отслеживая собственные реакции и анализируя причины собственного страха. Так что в некотором смысле это ещё и способ познать самих себя.

Наконец, ещё одно, о чём авторы работы говорят в своей заметке на портале The Conversation, это что посещение фильмов ужасов помогает укрепить социальные связи – особенно, если вы пришли в кино с друзьями: вы переживаете одинаковые эмоции и потому становитесь ближе друг другу.

Кстати говоря, два года назад мы писали о похожем исследовании, которое касалось грустных фильмов – тогда в статье в Royal Society Open Science исследователи из Оксфорда сообщали, что совместные переживания на грустном кино помогают нам почувствовать общность с другими людьми. ист: nkj.ru


Может ли мама стать папой?

Может ли мама стать папой?

С молекулярно-генетической точки зрения, мама вполне может стать папой, а папа – мамой. Правда, для этого понадобятся недюжинные усилия со стороны специалистов в эмбриологии и молекулярной биологии.

Как мы все прекрасно знаем, для продолжения рода зверям нужно соединить сперматозоид с яйцеклеткой. После оплодотворения в яйце появится двойной набор хромосом, от отца и от матери, со всей необходимой для развития организма информацией. Однако, как мы опять же знаем, в природе есть примеры, когда эмбрион прекрасно развивается без оплодотворения, только на одном лишь материнском наследственном материале.

Может ли мама стать папой

фото: nkj.ru

Это называется партеногенез, и встречается он у насекомых, рыб, рептилий, даже у птиц. Более того, существует еще так называемый мужской партеногенез, когда собственное ядро женской половой клетки со всеми материнскими хромосомами исчезает, и развитием управляет только отцовский генетический материал, прибывший в яйцо с мужской половой клеткой. Но у млекопитающих ни мужского, ни обычного партеногенеза нет.

Почему зверям необходимо оплодотворение? Ведь в материнских хромосомах (тех, что изначально есть в яйцеклетке) находятся те же гены, что и в отцовских. Материнские и отцовские гены могут отличаться вариантами (аллелями) генов, но их набор всё-таки один и тот же. Значит, если судить по генам, то ничего нового сперматозоид в яйцеклетку не приносит, и в самой яйцеклетке есть все, что нужно для развития. То же самое верно и для сперматозоида. Но яйцеклетка сама по себе не может пройти эмбриогенез – очевидно, потому, что некоторые гены по какой-то причине не работают. И если заменить в ней собственное ядро на ядро сперматозоида, то будет то же самое – яйцеклетка может начать делиться, но эмбриональное развитие до конца не дойдет.

Проблема в том, что многие гены действительно молчат, причем у тех, которые молчат на материнских хромосомах, есть работающие копии на отцовских, и наоборот. Молчат они потому, что на ДНК, где записаны эти гены, сидят особые химические метки, которые не дают работать с ДНК белкам, что занимаются считыванием генетической информации. Такая ситуация, когда активность гена зависит от того, от какого родителя он пришел, называется генным импринтингом. Исследователи из Зоологического института и Института стволовых клеток и регенерации Китайской академии наук решили преодолеть генный импринтинг и попытаться вывести мышей, у которых оба родителя были бы самками или самцами. В 2012 и 2013 году они получили два вида эмбриональных стволовых клеток, у которых был одинарный (гаплоидный) хромосомный набор. «Женские» стволовые клетки получали, побуждая делиться неоплодотворённую яйцеклетку, «мужские» – заменяя в яйцеклетке ее собственное ядро на ядро сперматозоида и опять-таки побуждая такую яйцеклетку к делению. И у «женских», и «мужских» стволовых клеток был одинарный набор хромосом.

В следующих экспериментах «женские» стволовые клетки соединяли с яйцеклеткой. Это был некий аналог оплодотворения: две клетки с одинарным набором хромосом объединяли свой генетический материал, чтобы дать начало зародышу, только вместо сперматозоида использовали эмбриональную стволовую клетку с женским набором хромосом. Зародыш от двух матерей получался вполне жизнеспособным: мышата, которые появлялись потом на свет, впоследствии сами успешно размножались. Правда, такие мыши, рожденные от двух матерей были меньше обычных.

В следующих экспериментах исследователи решили усовершенствовать таких мышей, а заодно сделать других, которые развивались бы только на мужском генетическом материале. Мы говорили, что генам не дают работать определенные химические метки на ДНК. С помощью методов генетического редактирования из ДНК гаплоидных стволовых клеток, предназначенных на роль сперматозоидов, удалили те области, на которых появляются запрещающие метки и которые важны для эмбрионального развития. Затем для яйцеклеток и стволовых клеток снова организовали оплодотворение: в одном случае гаплоидная стволовая клетка несла в себе женский генетический материал и сливалась с обычной яйцеклеткой, в другом – «мужская» стволовая клетка сливалась с яйцеклеткой, в которой ее собственное ядро перед тем заменяли на ядро сперматозоида (то есть во втором случае объединялись два мужских гаплоидных генома). Зародыши пересаживали суррогатным матерям.

Результаты всех этих изощрённых манипуляций описаны в статье в Cell Stem Cell. В случае эмбрионов с двойным женским набором хромосом из 210 на свет появились 14%, которые были вполне здоровы и плодовиты. В случае эмбрионов с двойным мужским набором хромосом до рождения дотянули лишь 1,2% из 1023, и почти все они были в два раза меньше обычных мышат. Такие детёныши, рожденные от двух отцов, умирали вскоре после рождения. Тем не менее, здесь примечателен сам факт, что хоть сколько-то эмбрионов со столь необычным генетически наследством появилось на свет; как видим, при определенных усилиях со стороны эмбриологов и молекулярных биологов мама может стать папой, а папа – мамой.

Вряд ли всё это пригодится для репродуктивной медицины, однако подобные манипуляции с эмбриональным развитием помогают лучше понять, как развиваются зародыши млекопитающих (наши в том числе), как отцовские и материнские варианты генов управляют развитием организма и как можно предотвратить патологии индивидуального развития, которые могут случиться из-за беспорядка в эмбриональных генах. ист: nkj.ru


Пирамида Хеопса может концентрировать радиоволны

Пирамида Хеопса может концентрировать электромагнитную энергию во внутренних камерах и фокусировать ее в пространство под своим основанием. К такому выводу пришли ученые, воздействовавшие на пирамиду радиоволнами, чтобы исследовать ее резонансный электромагнитный отклик. Результаты исследования физики планируют использовать при проектировании наночастиц, которые смогут воспроизводить подобные эффекты в оптическом диапазоне. Подобные наночастицы могут найти применение, например, при разработке сенсоров и эффективных солнечных элементов. Исследование опубликовано в Journal of Applied Physics.

пирамиды Хеопса

фото: infreactor.org

Египетские пирамиды окружены множеством мифов и легенд, но достоверной научной информации о некоторых их качествах мало. В новой работе физики решили изучить, как пирамида будет взаимодействовать с электромагнитными волнами соразмерной, то есть резонансной, длины.

Расчеты показали, что в таком резонансном состоянии пирамида способна концентрировать электромагнитное поле, причем плотность энергии во внутренних камерах пирамиды может быть существенно повышенной. Также оказалось, что пирамида способна фокусировать радиоволны в пространстве под основанием, где располагается третья недостроенная камера.

Такие выводы ученым удалось сделать благодаря численному моделированию и аналитическим методам физики. Сначала группа ученых из Университета ИТМО и Лазерного центра Ганновера (Германия) оценила, что резонансными для пирамиды будут радиоволны с диапазоном длин от 200 до 600 метров. Затем они смоделировали электромагнитный отклик пирамиды и рассчитали сечение экстинкции — долю энергии падающих волн, которую пирамида может рассеивать и поглощать в резонансных условиях. Затем для этих же условий ученые получили распределения электромагнитных полей внутри пирамиды.

«Учитывая большой интерес к египетским пирамидам, мы решили взглянуть на Великую пирамиду (другое название пирамиды Хеопса — Великая пирамида Гизы) как на частицу, резонансно рассеивающую радиоволны, — рассказывает один из авторов статьи Андрей Евлюхин. — Из-за недостатка сведений о физических свойствах пирамиды нам пришлось использовать некоторые допущения. Например, мы считали, что никаких неизвестных полостей в ней нет, а материал, из которого она сделана, однородно распределен в ее объеме и имеет свойства обычного известняка».

Чтобы объяснить полученные результаты, ученые провели мультипольный анализ. В физике этот метод применяют для того, чтобы изучить, как сложный объект взаимодействует с электромагнитным полем. Объект, рассеивающий поле, при этом заменяется на множество более простых источников излучения — мультиполей. Совокупность излучения мультиполей дает такую же картину, как рассеяние поля целым объектом. Поэтому, зная тип каждого мультиполя, можно предсказать и объяснить распределение и конфигурацию рассеянных полей в системе. ист: indicator.ru


Как доход влияет на мозг - исследование

Новое исследование связывает социально-экономическое положение с пагубными изменениями головного мозга. Зачастую мы объясняем финансовые проблемы неправильными жизненными решениями. Почему этот человек не учился в колледже? Почему он не выбрал более доходную карьеру? Почему у него так много детей? Но проведенные недавно исследования показали, что низкие доходы негативно влияют на мышление и память. В ходе последних научных работ ученые отыскали связь между низким положением на социально-экономической лестнице и изменениями в головном мозге.

Как доход влияет на мозг

фото: youtube.com

Результаты этой работы были опубликованы на этой неделе в журнале «Труды Национальной академии наук» (Proceedings of the National Academy of Sciences). Исследователи из Центра долголетия при Техасском университете Далласа просканировали головной мозг 304 человек в возрасте от 20 до 89 лет. При этом ученые искали две вещи. Во-первых, они хотели узнать, сколько у их пациентов серого вещества в головном мозге. Во-вторых, как организованы их мозговые сети.

Участки мозга с взаимосвязанными функциями часто демонстрируют аналогичную активность: например, участки, отвечающие за речь, больше взаимодействуют друг с другом, и меньше — с теми участками, которые отвечают за различные функции организма. В целом такая «сегрегация» считается полезной для мозговых сетей.

После этого исследователи сопоставили эти изображения мозга с уровнем образования испытуемых и с их карьерой. Вместе это называется социально-экономическим положением. Оказалось, что среди людей среднего возраста (от 35 до 64 лет) у участников с более высоким положением больше серого вещества и выше степень полезной «сегрегации» в мозговых сетях. Оба показателя связаны с лучшей памятью и считаются защитной мерой от старческого слабоумия и прочих признаков старения мозга.

Эта взаимосвязь прослеживалась даже после того, как ученые проверили такие моменты как умственное и физическое здоровье, познавательные способности и даже социально-экономическое положение испытуемых в детстве, а не только во взрослом возрасте. Получается, что жизнь детей в богатой или бедной семье не влияет на их умственное здоровье в среднем возрасте. На него влияет нечто из их взрослой жизни.

мозг человека

Что же это такое? У людей с невысокой зарплатой меньше доступа к здравоохранению и к здоровой пище. Иногда они живут в более грязных районах, либо жизнь у них не очень сильно стимулирует интеллект. Стресс от нахождения в нижней части социально-экономического тотемного столба усиливает аллостатическую нагрузку, как называют уровень гормонов нервного напряжения, которое изнашивает наш организм, в том числе, головной мозг.

«Мы начинаем все больше узнавать о воздействии стресса и непрерывного обучения на головной мозг, — говорит нейробиолог Техасского университета Гейган Уиг (Gagan Wig), ставший одним из главных авторов проведенного исследования. — И это соответствует идее о том, что жизненный опыт может влиять на состояние и здоровье головного мозга».

Прежние исследования также указывали на то, что низкое социально-экономическое положение влияет на наш образ мышления. В 2013 году в журнале «Сайнс» появилась одна работа, авторы которой сделали вывод о том, что «когнитивная функция человека ослабевает из-за постоянных и всепоглощающих попыток справиться с хроническим безденежьем, когда надо сокращать расходы и экономить, чтобы оплачивать счета». Авторы исследования сделали вывод, что когнитивные издержки бедности практически сопоставимы с одной бессонной ночью. В прошлом году было проведено еще одно исследование на эту тему, авторы которого обнаружили, что живущие в бедности люди показывают худшие результаты по сравнению с людьми состоятельными в тестах на словесную память, на скорость выполнения операций и на исполнительное функционирование.

«Я думаю, это исследование (в журнале „Труды Национальной академии наук") базируется на прошлой работе по вопросам познавательной функции и бедности, — сказал психолог из Университета Британской Колумбии Цзяин Чжао (Jiaying Zhao), ставший автором исследования от 2013 года. — Оно показывает, как хроническая бедность может повлиять на анатомию головного мозга. Эта работа представляет невральные доказательства».

В работе, опубликованной в «Трудах Национальной академии наук», в выборках не доказана связь между социально-экономическим положением и показателями головного мозга у людей очень молодого возраста (от 20 до 34 лет), а также у самых пожилых людей (старше 64 лет). Возможно, до преклонного возраста дожили лишь самые здоровые люди из групп с низким социально-экономическим статусом. Либо же к тому времени, когда человек доживает до 70-80 лет, социально-экономическое положение для здоровья его головного мозга уже не так важно, как биологический процесс старения. Кроме того, в исследование включили очень мало людей, живущих за чертой бедности, хотя в прежних работах им уделялось серьезное внимание.

Но в совокупности все эти исследования говорят о том, что бедность (или по крайней мере, отсутствие богатства) отчасти может стать самовозобновляющимся явлением. Люди, у которых меньше средств, ведут постоянную борьбу, пытаясь свести концы с концами. Они испытывают стресс, у них хуже память, и они показывают более слабые результаты при выполнении тех когнитивных задач, которые ведут к увеличению достатка в нашей сегодняшней информационной экономике.

Чжао в своем исследовании в 2013 году сказал так: «Прежде в личных неудачах и провалах винили бедность, а также среду, которая не способствует жизненному успеху. Мы утверждаем, что нехватка финансовых средств сама по себе может привести к ослаблению познавательных функций. Причиной бедности может стать само положение человека, когда у него недостаточно средств».