Номер 08, 2006

В этой рубрике мы анонсируем для читателей «Ст.М» научную информацию, которой располагает журнал. К сожалению, не все материалы можно разместить на страницах журнала. Но каждый, кого заинтересовал тот или иной заявленный тезис, может обратиться с электронным запросом в редакцию. И тогда в индивидуальном порядке мы познакомим вас с нужной научной публикацией (в запросе укажите название информации).

Голубое кольцо

Внешнее кольцо планеты Уран – ярко-голубого цвета. Это второе кольцо голубого цвета в Солнечной системе. Первым «опоясан» Сатурн.

Астрономы связывают голубой цвет обоих колец со спутниками планет, точнее, с силами, действующими на их пылинки. Эти силы позволяют «выжить» в кольцах мелким частичкам, которые в основном отражают голубую часть светового диапазона. Более крупные образования захватывают гравитационные «объятья» лун.

«Внешнее кольцо Сатурна – голубое, его спутник Энцелад пролетает как раз рядом с самой яркой его областью. С Ураном та же картина: голубое кольцо находится на верхушке орбиты спутника по имени Маб, – говорит Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли. – Голубой цвет свидетельствует, что кольцо преимущественно содержит частицы субмикронного размера, намного меньше тех, что в большинстве других колец, отливающих красным».

Де Патер и ее коллеги считают, что схожесть внешних колец планет подразумевает и одинаковое объяснение их цвета. Многие ученые полагают, что кольцо Сатурна – голубое из-за маленьких частиц пыли, газа и льда, которые «забрасывают» на орбиту Энцелада недавно открытые на его поверхности «гейзеры».

Подобное объяснение не годится для Маба, маленького, мертвого, каменистого шара диаметром около 25 километров, в двадцать раз меньше Энцелада. У него нет такой внутренней активности, как у его небесного «коллеги». Спутники, скорее всего, играют роль своеобразного космического «фильтра», притягивающего более крупные структуры вещества.

Пятая планета?

Быть может, между Марсом и Юпитером когда-то существовала «пятая планета». Но однажды гравитационные силы швырнули ее в объятья Солнца или изгнали из Солнечной системы вовсе.

Пытаясь узнать судьбу гипотетической планеты, ученые из США создали компьютерную модель, согласно которой газовые гиганты Солнечной системы сначала двигались по круговым орбитам и лишь позднее переместились на нынешние, более вытянутые. Это произошло примерно четыре миллиарда лет назад, через семьсот миллионов лет после образования Солнечной системы. Пока газовые гиганты придерживались круговых траекторий, каменные планеты должны были занимать устойчивые орбиты на расстоянии до 2,2 астрономических единиц друг от друга (а.е. – астрономическая единица – расстояние между Землей и Солнцем).

Однако между Марсом, который находится в 1,5 а.е. от Солнца, и Юпитером, что в 5,2 а.е., планет нет. Эта загадка мучила Шона Реймонда из Университета Колорадо в Боулдере и Джона Чемберса из Института Карнеги. «Между Марсом и Юпитером наверняка было местечко для другой планеты», – утверждает Чемберс.

Авторы работы смоделировали события, пытаясь выяснить, что могло произойти в этой области. Они обнаружили, что планета размером с Марс могла образоваться на расстоянии в 2 а.е. от Солнца, ее орбита должна была оставаться устойчивой, пока не изменились орбиты газовых гигантов.

Модель демонстрирует, что перемещение Юпитера и Сатурна сильно повлияло на другие планеты и могло привести к тому, что «пятая планета» вылетела со своей орбиты – либо прямиком на Солнце, либо за пределы Солнечной системы. Если планету поглотило Солнце, она была слишком мала, чтобы оставить на нем какой-либо заметный след. Возможно, современные орбиты астероидов указывают на присутствие планеты в поясе астероидов.

Рэймонд считает, что доказательства надо искать в семействе астероидов Hungaria, которые расположились на расстоянии 1.9 а.е. от Солнца и выглядят не совсем обычно.

Если удастся доказать, что в Солнечной системе существовала «пятая планета», придется признать, что мы живем в очень динамичном окружении. Результаты исследования Реймонд и Чемберс представили на Астробиологической научной конференции в Вашингтоне.

Гормон мозга

Состоянием зимней спячки управляет специфический белковый комплекс, концентрация которого в мозге изменяется в зависимости от внутреннего ритма млекопитающего, утверждают японские ученые.

Некоторые млекопитающие, медведи, например, или грызуны, впадают в зимнюю спячку, которая позволяет им пережить неблагоприятные внешние условия. Это состояние характеризуется замедлением процессов жизнедеятельности, прежде всего, обмена веществ. Не одно десятилетие исследователи пытались выяснить, что за этим стоит, но существенно продвинуться вперед до сих пор не удавалось.

Изучая бурундуков, которым свойственна спячка, сотрудники японской Академии наук и технологий в Канагаве под руководством Такаси Отсу некоторое время назад выявили специфический белковый комплекс, содержание которого в крови существенно снижается, когда зверьки «выпадают» из жизни. Оказалось, что с началом спячки его концентрация в мозге резко возрастает, независимо от температуры тела.

Авторы работы впервые зафиксировали, что состояние спячки подчинено внутреннему годичному ритму животных и ни в коей мере не зависит от внешних температур. У 20 бурундуков, за которыми наблюдали ученые, концентрация белкового комплекса в крови начинала снижаться непосредственно перед началом спячки и замирала на нижней отметке в течение всего периода сна. Вместе с ее увеличением завершалась и спячка.

Одновременно в мозге происходило обратное: содержание белкового комплекса в спинномозговой жидкости внезапно возрастало, столь же резко падая перед тем, как зверьки «оживали». Когда исследователи антителом блокировали деятельность одного белка из состава комплекса, время спячки значительно сократилось.

Отсу и его коллеги полагают, что в соответствии с индивидуальным годовым ритмом животных специфический белковый комплекс начинает перемещаться из крови в спинномозговую жидкость, управляя не только спячкой, но и другими сезонными изменениями в поведении. Возможно, в частности, он руководит спариванием, перелетами птиц.

Сезонные перепады настроения свойственны и людям – возвратная депрессия, например, характеризуется повышенной сонливостью, чрезмерным аппетитом и, как следствие, существенной прибавкой в весе.

Ученые уверены, что их открытие со временем проложит новые пути в хирургии сердца и мозга, а также трансплантации органов и тканей.

Электрические стекла

Именно они в скором времени вытеснят в очках бифокальные, уверены американские специалисты.

После сорока пяти лет у большинства из нас начинает развиваться дальнозоркость – хрусталик становится менее эластичным, ему сложнее перенастраивать фокусное расстояние с далеких объектов на близкие. В некоторых случаях возникает необходимость носить би-, а то и трифокальные очки, когда стекло поделено на две или три области с разными фокусными расстояниями.

Это ограничивает поле зрения. К тому же приходится перемещать взгляд, чтобы увидеть отдаленные или приближенные объекты. Частые движения глаз могут вызывать головокружение и головные боли.

Решить проблему взялись сотрудники расположенного в Таксоне Аризонского университета. Они остановили свой выбор на жидкокристаллических стеклах со встроенными крошечными концентрическими электродами.

Жидкие кристаллы в действительности жидкие лишь наполовину. Все их молекулы, как правило, ориентированы в определенном направлении. Но если подать на материал напряжение, не превышающее того, что дает обычная батарейка, молекулы повернутся, вновь выстроившись в одном направлении. На это им понадобится не более секунды. При этом фокусное расстояние жидкокристаллической линзы изменится.

Новые линзы прошли клинические испытания и через два-три года могли бы появиться на рынке. Ученые рассчитывают за это время доработать их, чтобы фокусное расстояние менялось автоматически, как в фотоаппарате.

Дантисты каменного века

Жители Пакистана умели сверлить зубы еще во времена каменного века, 9000 лет назад.

Исследователи из университета французского города Пуатье уверены, что люди каменного века лечили зубную боль, используя кремниевые сверла. Об этом свидетельствуют результаты раскопок погребения в Мергаре (пакистанская провинция Белуджистан).

Всего здесь найдено 11 зубов со следами сверления. Один экземпляр, судя по всему, подвергся более сложной процедуре, когда сначала была удалена эмаль, а затем проведено лечение стенки полости. Еще четыре, скорее всего, разрушились именно вследствие посещения «дантиста».

Тем не менее сглаженные края зубов свидетельствуют, что процедуры осуществлялись на живых людях, которые затем продолжали пользоваться своим жевательным аппаратом.

Скорее всего, к мысли использовать кремниевые инструменты для сверления зубов первыми пришли те, кто занимался изготовлением бус из кости, ракушек, панцирей и бирюзы: им приходилось делать в них дырочки. Схожие с зубными, кремниевые сверла обнаружены на месте древней мастерской.

«Стоматологическая» практика процветала в Мергаре почти 1500 лет, а потом неожиданно прекратилась. Это поселение располагалось на дороге, связывавшей Афганистан с долиной Инда. Здесь выращивали ячмень, пшеницу, хлопок.

Недоношенные дети

До сих пор оставалось до конца не выясненным, испытывают ли рожденные раньше срока малыши настоящую боль или демонстрируют рефлекторные реакции. Многие специалисты настаивали именно на последнем, уверяя, что мозг у таких ребятишек еще не «вызрел», и боль, скорее всего, до него просто не «доходит», хотя дети демонстрируют поведенческие, психологические и метаболические признаки боли и страдания.

Сотрудники лондонского Университетского колледжа, используя технику магнито-резонансного сканирования, обследовали 18 новорожденных в возрасте от 25 до 45 недель после зачатия. Их интересовала активность мозга малышей до, во время и после забора крови.

Ученые наблюдали приток крови и кислорода в область мозга, связанную с сенсорными ощущениями. Это означает, что боль «обрабатывается» мозгом и, следовательно, речь идет вовсе не о рефлекторном ответе. Болевой ответ, в свою очередь, влияет на развитие мозга.

Авторы работы уверены, что необходимо пересмотреть правила ухода за такими малышами. Каждый подвергается в день в среднем четырнадцати процедурам, среди которых есть и весьма болезненные: забор крови, например, или введение дыхательных трубок.

Одежда меняет цвет

Сказка о шапке-невидимке может стать реальностью. Ученые придумали материал, который меняет цвет, подстраиваясь под окружающую среду.

Грег Сотцинг из Университета Коннектикута изобрел нити-хамелеоны из электрохромных полимеров. Их цвет зависит от силы воздействующего электрического поля. Они прекрасно моются и годятся для создания, например, футболок, меняющих цвет или узор, мимикрируя под окружающую среду.

Четвероногая рыба

Американские исследователи обнаружили на одном из канадских островов останки животного, которое представляется им промежуточным звеном эволюции, свидетельством одного из ключевых ее моментов – заселения суши. Рыбоподобное существо жило 375 миллионов лет назад, его строение объясняет, как рыбьи плавники превратились в конечности.

Эдвард Дэшлер из Академии естествознания в Филадельфии, Нейл Шубин из Чикагского университета и Фариш Дженкинс из Гарвардского университета в Кембридже нашли в дельте реки на острове Элсмир несколько экземпляров рыбоподобных четвероногих животных, которым дали имя Tiktaalik roseae. По словам Шубина, один экземпляр попался ему случайно, когда он искал место для обеда. Это чешуйчатое чудовище с крокодильей головой и костистыми плавниками. Передние уже начинают превращаться в конечности, внутри них оформился скелет локтя и запястья, но вместо пальцев пока еще плавники. Ученые надеются найти целый скелет Tiktaalik roseae, чтобы иметь полное представление и о его задних конечностях.

На голове у этого создания есть отверстие, похожее на маленькую жаберную щель, которое в будущем превратится в ухо или хобот. По мнению исследователей, Tiktaalik roseae был неповоротливым водоплавающим, жил на мелководье и выползал на сушу только для того, чтобы скрыться от хищников. Так что животные не столько покоряли землю, сколько искали спасения на твердой почве.

К началу ^