Рубрика: ₽

Революция, переписавшая историю возникновения жизни

Книжки по биологии придётся подредактировать

С давних пор, ещё до того, как молекулярная филогенетика начала всё усложнять, биологи спорят по поводу того, как правильно определять виды живых существ. Эта концепция появилась ещё во времена Карла Линнея, если не раньше. В XVIII веке он определял вид в своей системе бинарной номенклатуры, как одну из записей (хотя вид – это собрание многих существ), у которого имеется постоянство и сущность.

В XIX веке Чарльз Дарвин при помощи Альфреда Уоллеса и других отказался от подобного идеализма, убедив людей, что виды меняются, виды возникают и исчезают, виды состоят из отдельных особей, отличающихся друг от друга, имеющих просто некое сходство, но никакой жёсткой сущности.

В XX веке уточнённое определение видов дал Эрнст Майр, один из нео-дарвинистов. Знаменитое определение Майра 1942 года гласит: “Вид представляет собой группу фактически или потенциально скрещивающихся естественных популяций, которая физиологически изолирована от других подобных групп”. Благодаря таким революционерам, как микробиолог Карл Ричард Вёзе, определивший “третий домен” биологических форм жизни, архей, мы теперь знаем достаточно, чтобы обнаружить в этом определении две проблемы.
(далее…)

Самолёты с лазерами на борту открывают огромные и широко раскинувшиеся города майя

В июле 2016 года группа археологов арендовала небольшой самолёт – и пилотов-специалистов – для пролёта над густым покровом джунглей северной Гватемалы, близ границы с Мексикой. Пролетая на достаточно большой высоте над деревьями, пилоты прочёсывали территорию, направив на землю три лазера, испускавших по 300 000 световых импульсов в секунду.

За 12 дней команда использовала лазеры для создания одной из самых крупных по масштабу карт городов майя, построенных с 1000 г до н.э. по 1500 г н.э. Хотя в прошлом археологи натыкались на обрывки сведений об этих столичных руинах, новые карты впервые демонстрируют целые города, укладывая в общую схему величественные пирамиды майя, городские дороги и сельскохозяйственные террасы. Этот вид предлагает археологам более широкую перспективу, после того, как те долгое время занимались анализом отдельных структур. В целом самолёт разметил площадь более 2000 кв. км. (что примерно на 20% меньше площади Москвы). И на основе этого обширного набора данных исследователи смогли гораздо точнее, чем раньше, дать оценку демографии майя.
(далее…)

Когда животные выходят в ночную смену

Они предпочитают есть в темноте, чем рисковать встречей с одним из нас

Несколько лет назад Кэйтлин Гэйнор и её коллеги заметили интересную закономерность. Началась она с данных, полученных из Танзании, где камеры с датчиками движения обнаружили тенденцию: антилопы, когда-то перемещавшиеся преимущественно в дневное время, теперь предпочитали бродить по ночам. Обсуждая это изменение, Гэйнор, кандидат в доктора в Калифорнийском университете в Беркли, и её коллеги-исследователи, поняли, что похожий сдвиг к ночному образу жизни произошёл и у многих других млекопитающих. В Мозамбике слоны начали ходить по дорогам по ночам, когда те были относительно свободны от людей, а днём оставаться в лесу. В Непале тигры чаще передвигались при свете луны, пока люди спят. В Польше кабаны, живущие в заповеднике, равномерно делили свои дни на перемещение и сон, а кабаны в городских условиях почти всегда бодрствовали по ночам. Как только “мы обратили внимание” на этот ночной феномен, сказала мне Гэйнор, “мы начали видеть его практически повсеместно”. И это не преувеличение: в работе, опубликованной в июне, Гэйнор и её соавторы предлагают свидетельства ночного сдвига у десятков видов, регулярно встречающихся с людьми, на всех континентах, за исключением Антарктики. Гэйнор подозревает, что эти поведенческие изменения несут в себе и быстрые эволюционные изменения.
(далее…)

Смогли бы мы лучше понять жизнь, создав её в лаборатории?


Представление художника о молекуле рибонуклеиновой кислоты (РНК)

Что есть жизнь? Большую часть XX века этот вопрос не особенно занимал биологов. Жизнь – понятие для поэтов, а не учёных, утверждал специалист по синтетической биологии Эндрю Эллингтон в 2008-м, начавший свою карьеру с изучения вопроса происхождения жизни. Несмотря на это замечание, связанные между собой области исследования происхождения жизни и астробиологии снова начали проявлять интерес к поискам смысла жизни. Чтобы узнать, какие формы жизнь могла принять 4 млрд лет назад, или какой вид она может иметь на других планетах, исследователям необходимо понять, почему нечто становится живым.

Жизнь, однако, представляет собой движущуюся мишень, как давно стало ясно философам. Аристотель отделял концепцию жизни от “живущих” – набора существующих в нашем мире организмов, таких, как собака соседа, мой кузен или бактерия, размножающаяся в вашей раковине. Чтобы познать жизнь, нам надо изучать живущих; однако живущие постоянно меняются во времени и пространстве. Чтобы дать определение жизни, необходимо рассматривать известную нам жизнь и неизвестную. Как говорит исследователь происхождения жизни Пьер Луиджи Луизи из Университета Рома Тре, существует жизнь такая, какая есть, жизнь такая, какой она могла бы быть, и жизнь такая, какой она когда-то была. Эти категории указывают на дилемму, к которой обращались средневековые философы-мистики. Они заметили, что жизнь всегда представляет собой нечто большее, чем живущие, что парадоксально делает её недоступной для живых. Из-за этого разрыва между жизнью реальной и потенциальной многие определения жизни концентрируются на её способности меняться и эволюционировать, не пытаясь определить конкретные характеристики.
(далее…)

Огненные стены чёрных дыр могут оказаться слишком прохладными для того, чтобы гореть

Специалисты по теории струн отменяют парадокс чёрных дыр, затушив окружающие их стены огня, существования которых боялись многие


Пересмотренная теория заменяет чёрные дыры шарами из струн (тех, что из теории струн)

Несмотря на свою возможность искривлять пространство и напрягать умы, эйнштейновская чёрная дыра (ЧД) выглядит настолько просто, что её может нарисовать и ребёнок. В её центре расположена точка, на некотором отдалении от которой имеется сферическая граница – вот и всё.

Точка – это сингулярность, бесконечно плотная и невообразимо маленькая точка, так сильно деформирующая пространство, что всё, что окажется поблизости, падает прямо в неё, оставляя за собой лишь вакуум. Сферическая граница отмечает горизонт событий, точку невозврата между вакуумом и остальной Вселенной. Но, согласно теории гравитации Эйнштейна, горизонт событий не представляет собой ничего такого, что смог бы заметить неудачливый космонавт, его пересекший. “Это похоже на горизонт, видимый из вашего окна, – сказал Самир Матур, физик из Университета Огайо. Если вы туда придёте, там ничего не будет”.

Однако в 2012 году эта мирная картина вдруг исчезла во вспышке пламени. Команда из четырёх физиков взяли загадку, впервые озвученную Стивеном Хокингом, касающуюся того, что происходит с информацией, падающей в ЧД, и перевернули её с ног на голову. Вместо того, чтобы настаивать на том, что космонавт (которого часто называют Алисой) плавно пройдёт сквозь горизонт событий, они выдвинули на первый план ключевой постулат квантовой механики: информация, как материя или энергия, не должна уничтожаться. Это изменение превратило горизонт событий из математической границы в физический объект, красочно наречённый ими “стеной огня”.
(далее…)

Найдено прямое доказательство того, что первые звёзды появились не позже 250 млн лет после Большого взрыва


Большое изображение слева заполнено множеством галактик массивного скопления MACS J1149+2223. Гравитационное линзирование гигантского скопления усиливает свет недавно обнаруженной галактики, MACS 1149-JD, примерно в 15 раз. Справа вверху частичное увеличение демонстрирует MACS 1149-JD крупнее, а справа внизу увеличение ещё больше. Всё это полностью соответствует Общей теории относительности и не зависит от того, как мы визуализируем космос

Как бы далеко мы ни заглядывали во Вселенную, пока мы не можем напрямую наблюдать первые звёзды или галактики.
(далее…)

Как следующее поколение наземных супертелескопов сможет напрямую наблюдать экзопланеты

За несколько последних десятилетий количество обнаруженных и подтверждённых внесолнечных планет выросло экспоненциально. В настоящее время подтверждено существование 3778 экзопланет в 2818 планетарных системах, а ещё 2737 кандидатов ожидают подтверждения. С таким количеством доступных к изучению планет интерес учёных постепенно сдвигается от простого обнаружения к описанию их свойств.

К примеру, учёным всё больше становится интересен вопрос описания атмосфер экзопланет, чтобы они могли с уверенностью установить наличие в них необходимых для жизни ингредиентов (азота, двуокиси углерода, и т.п.). К сожалению, текущими методами сделать это очень тяжело. Однако, согласно новому исследованию, проведённому международной командой астрономов, всё изменят инструменты следующих поколений, способные напрямую получать изображения планет.

Исследование “Прямое получение изображений в отражённом свете: характеристики старых экзопланет с умеренным климатом при помощи 30-метровых телескопов” недавно появилось в интернете. Им руководили Майкл Фитцджеральд, адъюнкт-профессор астрофизики в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса, и Бен Мазин, физик-экспериментатор из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре.
(далее…)

Технология CRISPR замедлила развитие мускульной дистрофии у собак. На очереди – люди?

Порядка десяти лет назад британские ветеринары обнаружили несчастливое семейство кинг-чарльз-спаниелей, у щенков мужского пола которых развивался загадочный набор болезней до того, как им исполнится год. Они вырастали неуклюжими и слабыми, и часто давились собственными языками. Виной всему была мутация в X-хромосоме, в гене, кодирующем амортизационный белок дистрофин. Когда исследователи из Королевского ветеринарного колледжа (RVC) поняли, что у щенков развилась собачья версия наиболее распространённого детского смертельного генетического заболевания – миодистрофии Дюшенна (МД) – они начали скрещивать больных спаниелей с биглями, чтобы положить начало колонии собак в надежде однажды отыскать лекарство.

Сегодня учёные сообщают, что остановили развитие заболевания у некоторых из потомков этих собак при помощи технологии редактирования генов CRISPR-Cas (Crispr).
(далее…)

От потери памяти страдают не только старики: как молодые люди могут поддерживать мозг в форме

Ко мне на выступлениях часто подходят люди, беспокоящиеся по поводу своей памяти. Возможно, они готовятся к экзамену, и им кажется, что они учатся не так хорошо, как однокурсники. Возможно, они постоянно забывают закрыть окно, уходя из дома. Возможно, они с трудом вспоминают событие, произошедшее несколько недель назад, в то время как другие люди способны описать его в мельчайших деталях.

Ощущение того, что ваша память не работает на должном уровне, может тревожить вас или даже пугать. Это неудивительно – именно память делает нас теми, кто мы есть. Способность переживать прошлое и делиться им находится в основе нашего чувства идентичности, наших взаимоотношений и нашей способности представлять себе будущее.

Потеря какой-то части этой возможности может не только создать проблемы в повседневной жизни, но и угрожать самой идее того, кто мы есть. Самым большим страхом, связанным со здоровьем, для людей старше 50 является болезнь Альцгеймера, и связанная с ней катастрофическая потеря памяти.
(далее…)

Млечный Путь до сих пор ощущает последствия древней встречи

Небольшая галактика, сотни миллионов лет назад пролетавшая очень близко к нашей, подняла такие волны в Млечном Пути, которые астрономы могут видеть до сих пор

В полутора миллионах километров от Земли космический корабль, имеющий форму цилиндра, под названием Гайя провёл последние пять лет за сканированием галактики и изучением её звёздного населения. В апреле Гайя выдала наилучшую на сегодня перепись звёзд в Млечном Пути, огромное количество точных данных по 1,7 млрд звёздам в Галактике. В предыдущей переписи, вышедшей в 2016 году, содержались данные всего по 2 млн звёзд.

Сама по себе перепись уже является невероятным достижением, однако в ней таится ещё множество потенциальных открытий. Гайя измерила яркость почти всех звёзд каталога, поверхностную температуру порядка 100 млн звёзд, и некоторые другие звёздные свойства, важные для учёных, изучающих эволюцию звёзд и галактик. Также космический корабль играл роль рыболовной сети, отлавливая тысячи астероидов в нашей Солнечной системе и яркие галактики за пределами нашей.
(далее…)