Тема: Научная информация

Нейроны лечатся слиянием
21 апреля, 16:07

Чтобы помочь восстановлению одного из видов нейронов, не способных к делению, стволовые клетки крови объединяются с ними в двуядерные образования и начинают синтезировать белки нервной ткани. Чтобы выяснить это, учёным пришлось сшить двух мышей, соединив их кровеносную и лимфатическую системы.

Капуста высосала тяжелые металлы
22 апреля, 10:34

Найдено растение, способное очищать почву от тяжёлых металлов -- кадмия и цинка. Им оказался близкий родственник модельного растения генетиков Arabidopsis thaliana из семейства капустных. Правда, высосанные из почвы металлы всё равно нужно куда-то девать.

Графен поставил точку на транзисторах
18 АПРЕЛЯ, 19:35 // Валерий Кривецкий


// scideanews.com
Учёные создали на основе графена миниатюрный транзистор, работающий при комнатной температуре, и попутно обнаружили в нём новое физическое явление. Об уникальном достижении нам рассказал сам Константин Новосёлов – первооткрыватель графена и один из авторов новой работы.

Полупроводниковая промышленность продолжает свой триумфальный марш – транзисторы становятся все меньше, микрочипы – все производительней, электронные схемы – все сложнее и сложнее. Однако чем дальше заходит миниатюризация кремниевых микрочипов, тем сильнее начинают проявляться в их работе квантовые эффекты, нарушающие электронные свойства проводников и диэлектриков.

Пока компании-производители постепенно подбираются к так называемому квантовому порогу в изготовлении микрочипов из кремния, ученые без устали ищут направления дальнейшего развития наноразмерных электронных устройств. Взгляды большинства из них устремлены в сторону двумерного углеродного материала – графена. Как показали первооткрыватели этого удивительного материала – Константин Новосёлов и его команда из британского Манчестерского университета, использование графена позволяет обратить мешающие в других случаях наноразмерные квантовые эффекты во благо.

Пока множество научных групп продолжает заниматься характеризацией электрофизических параметров материала, манчестерская группа сумела сделать на его основе одноэлектронный транзистор – потенциальный единичный элемент графеновых микросхем будущего.
Ученым удалось не только показать работоспособность подобного рода электронных устройств уже при комнатной температуре, но и обнаружить новое физическое явление, не получившее пока теоретического объяснения и нуждающееся в дальнейших исследованиях. Работа Новосёлова и его коллег опубликована в сегодняшнем номере Science.

Речь передалась половым путём
21 апреля, 13:15



Развитием всей своей культуры люди могут быть обязаны скрещиванию с неандертальцами. Именно в их костях обнаружены древнейшие следы мутации, позволяющей нам говорить. А возникла она уже после отделения неандертальцев от нашей эволюционной ветви.


Примерно полгода назад команде антропологов поду руководством Йоханнеса Краузе удалось расшифровать часть ядерной ДНК древнего человека неандертальского типа. Образцы для анализа были взяты из костей двух вымерших гоминидов, сохранившихся до наших дней в одной из пещер на севере Испании. Самым ярким результатом работы стало обнаружение у неандертальца человеческой – с точностью до последнего азотистого основания – версии «гена речи» FOXP2.

Отсюда следовали два вывода. Во-первых, неандертальцы, имей они человеческий речевой аппарат – на этот счёт пока точных данных нет, могли обладать развитой членораздельной речью. Таким образом, теряла свою привлекательность версия, согласно которой конкурентные преимущества людей современного типа над неандертальцами были обусловлены развитой речью и более эффективной организацией первобытного социума.

Второй вывод, сделанный на основании работы Краузе: мутация, обеспечившая появление «человеческой версии» FOXP2, произошла до отделения неандертальцев от нашей эволюционной ветви, то есть более 300 тысяч лет назад.

Однако, оказывается, всё не так просто. Последняя работа американских антропологов показывает, что мутации лишь около 40 тысяч лет.



А значит, «ген речи» современные люди вполне могли получить в результате скрещивания с неандертальцами. Или наоборот.
На данный момент, с формальной точки зрения получается, что первый в истории Homo sapiens пример наличия человеческой мутации FOXP2 имеется именно в костях неандертальцев – ДНК из настолько древних костей наших прямых предков на предмет такой мутации не анализировалась за ненадобностью.

В апреле к публикации в журнале Molecular Biology and Evolution принята работа Грэма Купа и его коллег из Университета Чикаго, которые провели технические изыскания и показали слабость оснований, на основе которых Краузе сделал свои выводы.



Интрон
область ДНК, являющаяся частью гена, однако не участвующая в синтезе белков на основе РНК, транскрибированной с данного участка. После транскрипции иРНК, являющейся основой для построения новой полипептидной цепочки интронная часть от неё отсекается в процессе сплайсинга. Чикагские антропологи воспользовались методом филогенетической датировки, позволяющей определить самого позднего общего предка на основании мутаций в ДНК. Используются при анализе лишь так называемые интронные участки ДНК, не участвующие в синтезе белков и потому не подверженные естественному отбору. По кодирующим участкам установить истинную дату сложнее: если та или иная мутация обеспечивает эволюционное преимущество, то вполне вероятно её независимое появление у двух не связанных друг с другом видов.



Результаты анализа показали, что человеческой мутации FOXP2 около 42 тысяч лет.
Это существенно меньше, чем возраст последнего общего предка современных людей и их менее удачливых в борьбе за выживание неандертальских собратьев. Археологическими методами надёжно установлено, что мы разделились существенно раньше, а к 40-му тысячелетию до н. э. сосуществовали как разные подвиды Homo sapiens, отличавшиеся не только образом жизни, но и строением тела.

Авторы последней публикации заключают, что наличие одинаковых версий «гена речи» – скорее всего, результат медленного перетока генов между неандертальцами и кроманьонцами. По-простому говоря, первые скрещивались со вторыми, и их потомки несли смешанные признаки двух типов людей.

Вообще, смешение крови между человеком современного типа и неандертальцами новостью не являются. На многих стоянках наших предков находят кости людей, показывающих некоторые неандертальские признаки. Однако то обстоятельство, что именно таким образом передавался ген речи, появившийся около 40 тысяч лет назад, поразительно.

При этом процесс передачи генов шёл в обоих направлениях, а значит, не исключено, что наличием речи, языка и в конечном итоге литературы мы обязаны какому-то древнему предку, «погулявшему на стороне».



«Ген речи» FOXP2
человека находится в седьмой хромосоме и считается связанным с развитием у человека развитой речи. Название происходит от английской аббревиатуры forkhead box P2.

Как конкретно работает кодируемый Более того, считается, что FOXP2 – пример гена, несущего признаки недавней положительной селекции. То есть гибрид, плод любви неандертальского юноши и кроманьонской девушки или наоборот, имел эволюционное преимущество и в дальнейшем чаще смешивался с представителями своего подвида, передавая способность к речи всё дальше и дальше. В генетике такой переток генов называется интрогрессией.

Если наша версия FOXP2 пришла со стороны неандертальцев, то мутация была более чем успешной: сейчас ею обладают абсолютное большинство людей, и не исключено, что именно она дала начало человеческой культуре. От того, что произошло всё лишь за 40 тысяч лет, не может не захватывать дух.

Впрочем, возможен и другой вариант. Работа «гена речи» плохо изучена, и не исключено, что в реальности объектом селекции был какой-то другой признак, наследуемый вместе с FOXP2. Какой именно – пока непонятно. Кроме того, направление движения генов могло быть и обратным – от наших прямых предков к неандертальцам, которых от вымирания «ген речи» не спас. Впрочем, по данным последних исследований, даже при наличии этого гена говорить им было сложно из-за несколько иного строения голосовых связок.



Неандертальцы и кроманьонцы
Неандертальцы – древние ископаемые люди - палеоантропы, обитавшие 200-35 тысяч лет назад (конец раннего и средний палеолит) в Европе, Азии и Африке. Название по одной из первых (1856) находок в долине Неандерталь (Neandertal), близ Дюссельдорфа в Германии. Неандертальцы занимали промежуточное положение... Разобраться с направлением передачи мутации могли бы дальнейшие работы по расшифровке ядерных ДНК из останков древних людей нашего и неандертальского типа. К сожалению, статья Купа и его коллег предлагает пессимистичный взгляд на перспективы подобных исследований.

Краузе значительную часть своей работы полугодовалой давности посвятил тому, чтобы удостовериться: исследованные образцы ДНК принадлежат именно неандертальцам, а не современным людям – например, тем же археологам, которые могли каким-то образом занести свой генетический материал на древние кости, обнаруженные в испанской пещере.



Чикагские антропологи показывают, что распознать загрязнение на самом деле очень сложно.
Тесты, которые использовал Краузе, основываются на том, что, если образец и был загрязнен современными ДНК, их количество должно быть не слишком велико. Поэтому лишь присутствие вариантов генов, присущих исключительно современному человеку, даст однозначный ответ, что образцы были загрязнены.

Загвоздка в том, что ДНК современных людей и неандертальцев должны иметь много участков, варианты – так называемые аллели – которых имеются и у человека, и у неандертальцев. Такие участки неизменно должны были достаться от общих предков, и часть из них за 300 тысяч лет совместного существования не изменится. Поскольку Краузе работал только с небольшими участками ДНК, а не со всей наследственной молекулой, его тест мог не сработать, если примесь современных ДНК содержала исключительно такие древние аллели генов. Образцы Краузе не прошли бы тест на загрязнение при более жёстких критериях, заключают Куп и его коллеги.



Это замечание поднимает ещё более серьёзную проблему.
Выделить из образов костей, пролежавших в земле десятки тысяч лет, полный набор нетленных человеческих хромосом не представляется возможным. Кроме того, в настоящее время никто не расшифровывает ДНК «в один присест», нуклеотид за нуклеотидом три миллиарда раз (именно столько пар азотистых оснований в геноме человека). ДНК химическим образом «разрезаются» на короткие участки, многократно копируются и лишь после параллельной расшифровки всех кусочков объединяются в гены и более крупные фрагменты.

Понятно, что наличие любых загрязнений ДНК современных людей в данном случае обнаружить существенно сложнее. Большая схожесть наших ДНК и наличие огромного количества их вариантов делает ошибку слишком вероятной.

Без облаков Земле стало жарко
11 АПРЕЛЯ, 14:44 // Алексей Петров, Артём Тунцов


Самые масштабные потепления климата в истории Земли связаны с исчезновением туч вследствие гибели водорослей у поверхности океанов. Нам такое потепление не грозит: благодаря хозяйственной деятельности человека эти организмы теперь оказывают небольшое влияние на образование облаков.

Земля знала парниковый эффект, во много раз превышающий тот, что часто приписывают деятельности человека. Согласно палеонтологическим данным, в меловом и палеогеновом периодах имели место эпизоды так называемого сверхпарникового эффекта. Последний из них, случившийся около 55 миллионов лет на границе палеоценовой и эоценовой эпох палеогена, называют даже «термальным максимумом».

Во время этого и более древних эпизодов, имевших место в меловом периоде, когда на Земле безраздельно господствовали динозавры, среднегодовая температура в тропическом поясе планеты могла превышать +40 по шкале Цельсия, что на 20 с лишним градусов больше современной. Температура на полюсах отличалась ещё сильнее: среднегодовые её значения составляли около +10o C (что, впрочем, не помешало в какой-то момент нарастить огромную ледовую шапку на антарктическом континенте).

Учёные не сомневаются, что причиной потепления было увеличение содержания парниковых газов в атмосфере – в первую очередь углекислого газа и метана. Об этом свидетельствуют, в частности, отложения той эпохи. Например, концентрация CO2 в атмосфере в определённые моменты увеличивалась вчетверо. Однако, по всем расчётам, даже этого четырёхкратного подъёма недостаточно, чтобы температура выросла настолько, насколько показывает изотопный анализ древних отложений.

К настоящему моменту было предложено немало сложных механизмов, способных усилить парниковый эффект до «сверхпарникового» уровня. Работают они, в первую очередь, через перестройку воздушных и морских течений. Однако «эффект» всё-таки не дотягивает до нужного учёным. Уже почти отчаявшись, Ли Камп и Дэвид Поллард из Университета Пенсильвании подняли глаза к небу и увидели решение именно там. Вернее, то решение, которое пришло им в голову, увидеть нельзя: это не появление в небе чего-то нового, а, напротив, исчезновение важной составляющей классической картинки.

По мнению Кампа и Полларда, к резкому повышению температуры могло привести исчезновение облаков.
Американские палеоклиматологи полагают, что ключевое влияние на температуру воздуха имеют тропосферные облака. Они подсчитали, что исчезновение облачного покрова способно увеличить поток энергии, приходящей от Солнца, на 6–10%, и этого вполне достаточно для подъёма температур до прежде не объяснимого уровня. Работа учёных опубликована в последнем номере Science.

Большой слив
18 АПРЕЛЯ, 17:32 // Пётр Смирнов


На глазах учёных с поверхности ледника в Гренландии исчезло целое озеро. Миллионы кубометров воды за полтора часа обрушились в километровую расщелину. Из-за этого весь ледник поднялся на метр вверх и на образовавшейся «водной подушке» стал вдвое быстрее сползать в море.
Ледниковое озеро площадью 5,6 квадратных километров и объемом около 44 миллионов кубометров исчезло за полтора часа.

Таяние гренландских ледников стало даже более популярной темой для обсуждения, нежели ледовый покров Арктики и Антарктики. Это связано не только с исчезающими на глазах снежными шапками, но и со значительной ролью миллионов тонн пресной воды, которую ледники содержат. Хотя общий подъем уровня моря – главная причина для сиюминутного беспокойства, резкий выброс талой воды может привести к нарушению функционирования главного «теплообменника» двух полушарий – Гольфстрима. По-видимому, именно с этим столкнулась планета 8–10 тысяч лет назад. Не исключено, что сценарий озера Агассиз может повториться, хотя и в меньших масштабах.

Пятый океан Солнечной системы
21 МАРТА, 10:31 // Артём Тунцов


// NASA
Астрономы нашли пятый мировой океан. Огромные запасы воды и аммиака расположены на спутнике Сатурна Титане. Заметить присутствие воды помогли ветры в его атмосфере, слишком сильно раскрутившие твёрдый панцирь спутника, под которым и прячется океан.

До сих пор учёным были известны лишь четыре мировых океана – на Земле и трёх спутниках Юпитера – Европе, Каллисто и Ганимеде, хотя относительно последнего полной уверенности нет. Из этих океанов только земной течёт по поверхности небесного тела, остальные спрятаны под толстой корой юпитерианских лун на той или иной глубине.

Данные космического аппарата Cassini и расчёты американских астрономов позволяют добавить к этим океанам пятый – тот, что скрывается на глубине около сотни километров под поверхностью крупнейшего спутника Сатурна – Титана. По мнению Ральфа Лоренца из Университета имени Джона Хопкинса, Брайана Стайлза из Калтеха и их коллег, опубликовавших работу в последнем номере престижного журнала Science, только массивный океан, полностью отделяющий кору Титана от его ядра, может объяснить необычные изменения в скорости вращения спутника. Другие объяснения этих странных покачиваний кажутся учёным неправдоподобными.

Титан, который по размерам вполне можно было бы отнести к планетам земной группы, обращается вокруг Сатурна уже многие миллионы лет. Притяжение окольцованной планеты-гиганта и вызванные им приливы давно сделали орбиту Титана почти круглой и синхронизировали его вращение вокруг своей оси с движением по этой орбите. Подобно Луне, которая постоянно повёрнута к Земле одной и той же стороной, Титан, по всем расчётам, должен смотреть на своего господина немигающим взглядом.

Проверить эти построения долгое время было невозможно. Титан – единственный в Солнечной системе спутник, обладающий мощной атмосферой. Её плотность у поверхности небесного тела вчетверо выше плотности приземного воздуха, а состоит она из рыжеватого «тумана», скрывающего поверхность от внешнего наблюдателя. В прошлом веке, когда готовилась миссия Cassini-Huygens, непрозрачная атмосфера оставляла учёным надежду, что за этим оранжевым туманом скрываются моря и океаны из жидких углеводородов.

Надежды оказались напрасными – прибыв на орбиту вокруг Сатурна, космический аппарат показал, что на Титане присутствуют лишь локальные углеводородоёмы, а большая часть его поверхности твёрдая. Однако для учёных, исследующих вращение спутника, это была хорошая новость: в отличие от океана, на твёрдой поверхности можно найти немало деталей, по которым можно очень точно определить эту самую скорость вращения. И хотя увидеть эти детали атмосфера по-прежнему не даёт, радару, которым оснащён Cassini, никакой туман не помеха.

Хоббит ходил к дантисту
16 АПРЕЛЯ, 20:01 // Алексей Петров




Учёные разглядели в зубе «хоббита», обитавшего на индонезийском острове Флорес около 12 тысяч лет назад, запломбированный канал. Кто поставил очень качественную даже по современным меркам пломбу, непонятно. Одни антропологи считают, что пломба указывает на то, что все эти останки принадлежат современным людям, другие вовсе не верят в её наличие. Доступа к челюсти им пока не дают.

На закончившейся в выходные ежегодной конференции Американской ассоциации физических антропологов одной из самых горячо обсуждаемых тем стал вновь человек флоресийский, Homo floresiensis, часто называемый не иначе как хоббитом. Останки этих миниатюрных людей, причисляемых к неизвестному прежде виду доисторических гоминидов, вызывают все новые и новые споры ученых, одни из которых причисляют их к новому виду людей, другие же видят недоразвитых Homo Sapiens.

Как пишут в своих блогах участники конференции, один из ярых противников идеи нового вида Homo, Матвей Хеннеберг, нашёл новое обоснование для своей точки зрения, ставшее одной из самых популярных тем для обсуждения в кулуарах конференции.

Разглядывая фотографии черепа хоббита LB1 – наилучшим образом сохранившиеся кости H. floresiensis из пещеры Лианг-Буа, –



он обнаружил запломбированный корневой канал пульпы первого нижнего коренного зуба гоминида.
Это обстоятельство может означать, что ученые имеют дело никак не с древними гоминидами, а с останками современных людей, причём погибших совсем недавно. Если, конечно, не предполагать, что доисторические хоббиты были знакомы с современной стоматологией.

Серьёзный антрополог Хеннеберг, разумеется, не собирался создавать антинаучной сенсации. Его утверждение призвано лишь подлить масла в огонь вражды двух групп антропологов, смотрящих на хоббитов с разных позиций.

Вся аргументация сводится к серии фотоснимков челюсти древнего человека. Свои наблюдения Хеннеберг сделал еще в 2005 году, когда и обнаружил необычное формирование в челюсти гоминида, однако с тех пор не публиковал своей теории, так как дожидался разрешения на непосредственную работу с останками. Однако разрешения он до сих пор не получил и уже сам сомневается, что когда-либо получит. С отчаяния Хеннеберг и решил обнародовать свою спекулятивную теорию в нынешнем виде.

Разумеется, противники теории принадлежности H. floresiensis к подвиду H. sapiens накинулись с яростной критикой на Хеннеберга. В качестве аргументов против справедливости его предположения они также приводят компьютерные томограммы и различные фотографии.

Ниже приведена фотография нижней челюсти LB1, сделанная Питером Брауном, сотрудником американского Университета Новой Англии, руководившим первоначальным исследованием найденных в Лианг-Буа останков.

Неандерталец заговорил через компьютер
16 АПРЕЛЯ, 12:02 // Алексей Петров




Точное измерение параметров голосового тракта древнего человека позволило синтезировать голос неандертальца, погибшего на территории современной Франции около 50 тысяч лет назад. Звуки получились ужасающие, и это подтверждает теорию, согласно которой речь не была главным средством общения неандертальцев.

Благодаря усилиям антропологов из Университета Флориды в Бока-Ратон давно вымершие гоминиды, неандертальцы смогли заговорить. Конечно, не самостоятельно, а посредством компьютерного синтезатора. Ученые смогли синтезировать их голос, измерив параметры реконструированных речевых трактов древних людей. Работа была представлена на ежегодной встрече Американской ассоциации физических антропологов в американском штате Огайо.

Роберт Маккарти, главный автор данной работы, отмечает, что древние люди, судя по всему, не знали «универсальных» гласных звуков, то есть гласных, количественные изменения которых (долгота – краткость) имеют смыслоразличительную функцию. Именно такие звуки в наши дни составляют основу речи практически в любом языке. Благодаря навыку обращения с такими гласными люди, обладающие речевыми трактами разного размера, могут свободно понимать друг друга.

Таким образом, неандертальцам, согласно Маккарти, было трудно понять слова друг друга: все они разговаривали немного поразному.


Скептический взгляд на работу Либермана

Оригинальную работу Либермана не все ученые сразу восприняли всерьез. Многие высказали критические замечания в свете обнаружения археологических свидетельств, доказывающих существование развитой культуры у неандертальцев. По мнению многих, без наличия членораздельной речи неандертальцы никогда бы не смогли прийти к той организации социума, останки которой то и дело попадаются археологам.

Впрочем, некоторые специалисты отстаивают свое собственное мнение по этому поводу. Некоторые высказывают предположение, что общение неандертальцев строилось на основе некой музыкальной культуры – пении и танцах, которая позволила развить манипулятивно-миметическую систему общения с помощью жестов и междометий. Существует мнение, что коммуникации способствовало развитие изобразительной культуры неандертальцев, раскрашивавших не только стены пещер, но и собственные тела.

А некоторые антропологи, обнаружив неточности в реконструкции Либерманом речевого тракта неандертальцев – работа была выполнена не слишком аккуратно, попросту отвергли его теорию.

http://www.gazeta.ru/science/2008/04/16_a_2696300.shtml

Все дело в убийцах-пузырьках
24 МАРТА, 17:33 // Алексей Петров




// trekearth.com
Найдено первое подтверждение вулканической гипотезы вымирания динозавров. Анализ пузырьков воздуха, сохранившихся в породах тех времён, показал обилие соединений серы и хлора. До сих пор все «вулканические спекуляции» основывались на совпадении вымирания динозавров с возрастом Деканских траппов.

Причиной массовых вымираний древних видов на Земле, последнее из которых 65 миллионов лет назад привело к исчезновению динозавров, действительно могла стать серия гигантских вулканических извержений, оставивших после себя на поверхности Земли Деканские траппы в Индии.

Этот тип континентального магматизма формируется в ходе грандиозных излияний базальта за геологически короткое время на огромных территориях. Траппы встречаются в разных уголках нашей планеты, однако, судя по всему, свидетелями и виновниками вымирания динозавров являются траппы индийского плато Декан.

Если дело действительно в вулканизме, то гигантский метеорит, о падении которого примерно 65 миллионов лет назад говорит огромный кратер Чиксулуб на мексиканском полуострове Юкатан, мог внести не самый значительный вклад в дело уничтожения древней земной флоры и фауны.

http://www.gazeta.ru/science/2008/03/24_a_2675958.shtml