2000 г.
Новости науки
Коротко
Новые книги
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
|
2000 г. |
Новости науки
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12]
|
Спиральная туманность в Большом Магеллановом Облаке, В.Г.Сурдин
О чем говорит гавайский плюм
"Кассини" идет своим курсом
На пути к телескопам-великанам
Обсерватория им.Пьера Оже
Хищная улитка — охотник на прыгучих рачков
Конвергенция у пустынных ящериц. Семенов Д.В.
Полет — средство от депрессии
Фитогормоны и урожайность
Болезнь Альцгеймера: факторы риска
Острова архипелага Самоа — цепь "горячих точек"?
Эоловое происхождение красных глин в Северном Китае
"Немо" — обсерватория под водой
Остров-призрак
Извержение было предсказано точно
Японо-американский климатологический центр
Такой засухи в США не было 100 лет
Модель прогноза ураганов
Зачем ихтиозаврам такие большие глаза?
Какова древность первых многоклеточных организмов?
Судостроение в Древнем Риме
Загадочные дициемиды — высокоорганизованные животные, К.Н. Несис
АстрономияСпиральная туманность в Большом Магеллановом Облаке Могут ли столкнуться два облака? Обычно мы не наблюдаем этого в атмосфере Земли, поскольку облака, плывущие по воле ветра, выделяются из окружающего воздушного массива лишь своей непрозрачностью. Иное дело в космосе. Облака межзвездного газа вполне самостоятельны, а по сравнению с окружающей их почти абсолютной пустотой плотны и массивны. Как и звезды, они движутся по баллистическим траекториям под управлением гравитационного поля галактики и почти не замечают сопротивления окружающей их разреженной среды. Однако, в отличие от звезд, которые практически никогда не сталкиваются друг с другом, огромные космические облака время от времени встречаются "в лоб" на весьма приличных скоростях. Что же из этого получается? Астрономы на этот вопрос отвечают так: "От встречи двух облаков рождаются звезды".
Именно такой эпизод космической жизни удалось обнаружить международной группе астрономов (Annie Laval из Марсельской обсерватории, Patricia Ambrocio-Cruz из Мексиканского национального университета и др.), которые изучают соседнюю галактику Большое Магелланово Облако (ESO Press Release. 22 June 1999; ESO Press Release Photos 26a—f/99.).
Изображенная на фото эмиссионная туманность (объект №119) неспроста имеет четкую спиральную форму; ее вращение и особенности распределения газа указывают, что в этом месте косым ударом столкнулись два холодных межзвездных облака. Они слиплись и стали вращаться вокруг общего центра масс, как фигуристы, которые завертелись, сцепившись руками. В области соударения облаков газ оказался сильно сжат. Это привело к рождению целого скопления звезд (в центре красной фигуры), которые своим излучением разогрели остатки облака, и они стали видны в телескоп.
Фотография этой великолепной туманности получена на телескопе диаметром 2.2 м Европейской южной обсерватории Ла-Силья (Чили). Кроме описанного спирального облака, на ней еще немало примечательных объектов. Например, несколько богатых звездами шаровых скоплений (два особенно крупных расположены в нижнем правом углу фото). Это — скопления сравнительно молодых звезд. Таких нет в нашей Галактике, и, возможно, теперь мы понимаем причину этого: мощное гравитационное поле Галактики заставляет облака газа двигаться в ровном строю, как на параде, "плечом к плечу", не сталкиваясь. А Большое Магелланово Облако — галактика маленькая, она не может так строго "руководить" движением облаков газа, вот они и сталкиваются. (Невольно напрашиваются социальные аналогии, но мы оставим их на волю фантазии читателя.) А от столкновения облаков, как мы уже знаем, рождаются звездные скопления.
Любопытны технические детали этой съемки. Изображение получено не на фотопластинку, а электронным методом. Тем не менее угловой размер изображения очень велик (32' x 32'), в эту рамку как раз впишется полная Луна. К тому же этот электронный кадр имеет очень высокое разрешение (8000 x 8000 точек), которое удалось получить, используя комбинированный приемник света, составленный из восьми отдельных ПЗС-матриц. Однако на фото мы не видим границ между ними. Чтобы этого добиться, пришлось делать не одну, а четыре экспозиции, каждый раз слегка сдвигая телескоп. Кроме того, для получения цветного изображения каждая серия экспозиций делалась сначала через голубой фильтр, затем через желто-зеленый и наконец через узкополосный красный фильтр, пропускающий только одну линию излучения ионизованного водорода (линию Ha ). Совместив с помощью компьютера все 12 кадров, удалось получить безупречный цветной снимок большого участка неба.
Пока немногие обсерватории мира освоили подобную методику. Такие изображения не только трудно получить и обработать, но и непросто хранить — каждое из них занимает сотни мегабайтов компьютерной памяти. Но, как ни странно, даже в денежном выражении это обходится дешевле, чем фотопластинка. А надежность, сохранность, удобство обработки и распространения — выше любых мечтаний о новой технике, которые еще недавно могли себе позволить астрономы. Хочется верить, что скоро она станет доступна и отечественным специалистам.
© В.Г.Сурдин,
кандидат физико-математических наук
МоскваО чем говорит гавайский плюм
Представления о структуре и составе глубинных недр Земли в значительной мере сформировались благодаря изучению Гавайских о-вов. Данные о стабильном положении здешней "горячей точки" легли в основу гипотезы, согласно которой природа вулканизма океанических островов, подобных Гавайям, определяется наличием плюмов — "заякоренных" на большой глубине колоннообразных вертикальных струй раскаленного мантийного материала.
Различия в изотопном составе базальтов океанических островов и срединно-океанических хребтов давно используются для проверки справедливости тех или иных моделей, описывающих конвекцию в мантии и химическую эволюцию Земли. Так, в своей недавней работе Ж.Блишер-Тофт с коллегами (J.Blichert-Toft et al.) на основе анализа изотопов Hf показали, что некоторые гавайские лавы несут следы переработки древних глубоководных осадков. Этот интереснейший результат важен тем, что дает надежду решить посредством комплексных геохимических и сейсмологических исследований гавайского плюма одну из важных проблем наук о Земле. Речь идет о характере конвекции в мантии: однородна она по всей глубине или же многоярусна?
В пользу последнего свидетельствует главным образом геохимическая стратификация мантии. Распределение изотопов He и Ar указывает на сохранение частью мантии ее первичного газового состава: там содержится немалая доля 40Ar, образовавшегося при распаде 40K. Чтобы подобный состав вещества мог сохраняться в течение всего времени существования планеты, его резервуар должен быть надежно изолирован от верхней мантии, которая в процессе образования коры в пределах срединно-океанических хребтов и островных дуг утратила большую часть первоначальных редких газов и литофильных элементов с крупным ионным радиусом (КИР). Таким образом, наиболее вероятное их местонахождение — нижняя мантия. Изменения в минеральном составе на глубине 660 км фиксируются сейсмическим разделом, который представляет собой поверхность резкого изменения скорости сейсмических волн; эту границу между сейсмическими слоями уже давно считают барьером для конвекции, блокирующим погружение холодных плит и подъем разогретого вещества ближе к поверхности. Следовательно, этот раздел отмечает, как и полагали, границу между истощенной верхней мантией и более примитивной нижней.
Однако эта модель входит в противоречие с недавно полученными данными сейсмической томографии, которые указывают на погружение многих литосферных плит глубже 660-километровой отметки. Если плиты в значительной мере проникали в нижнюю мантию на протяжении длительного периода земной истории, химическая стратификация имела мало шансов сохраниться.
Тем не менее необходимо учитывать, что сейсмическая томография может дать лишь "моментальный снимок" тепловой структуры мантии. Земля же последние 4.4 млрд лет медленно остывала, поэтому едва ли слоистый характер конвекции в мантии мог существовать в продолжение большей части геологического прошлого. Геохимические следы древней переработанной коры и осадков в гавайском плюме указывают на необходимость объединения усилий сейсмологов и геохимиков в изучении механизма конвекции в мантии.
Блишер-Тофт с коллегами также показали, что лавы с наиболее необычным изотопным составом гафния, который характерен для современных пелагических осадков, происходят из источника, в котором отношение Pb/Hf существенно более высокое, чем во многих гавайских лавах. Все это подтверждает предположения о том, что в гавайских лавах содержатся продукты переработки коры.
Присутствие в гавайском плюме древней переработанной коры позволяет предположить два различных сценария мантийной конвекции. Если корни плюма находятся вблизи сейсмического раздела на глубине 660 км, то этот уровень скорее всего служил нижней границей проникновения погружающихся плит. Это подкрепляет гипотезу, что полноглубинная конвекция в мантии началась недавно. Напротив, если гавайский плюм зарождается на границе ядро—мантия, присутствие в нем элементов древней коры требует, чтобы такой же переработанный материал содержался и в нижней мантии. А это в свою очередь делает необходимым, чтобы плиты и 1—3 млрд лет назад проникали за пределы сейсмического раздела на глубине 660 км так же, как они это делают сегодня.
Каким образом можно определить глубину зарождения плюма? Геохимия дает лишь косвенный ответ на этот вопрос. По мнению некоторых исследователей, аномально высокое содержание изотопов осмия 186Os в некоторых гавайских лавах отражает присутствие в них небольших объемов материала из ядра Земли. Блишер-Тофт с коллегами также полагают, что отношение изотопов Hf и Nd в этих лавах указывает на плавление примитивной нижней мантии. Отсутствие следов верхней мантии в гавайских базальтах косвенно свидетельствует о том, что этот плюм рождается на больших глубинах.Схемы мантийной конвекции: слева — в двухслойной модели сейсмический раздел на уровне 660 км служит для нее барьером; справа — в альтернативной модели погружающийся коровый материал достигает нижней мантии, а затем снова поднимается в виде плюма.Новейшие сейсмические данные показывают, что исландский плюм берет начало на границе ядра с мантией. Подобных исследований гавайского плюма еще не предпринималось. Для этого необходимо развернуть широкую сеть донных сейсмометров и только результаты такого мониторинга могут дать ответ на вопрос о характере конвекции в мантии.
Science. 1999. V. 285. № 5429. P. 846, 879 (США).
"Кассини" идет своим курсом
Космический аппарат "Кассини", направленный в район Сатурна, совершил свой второй маневр вокруг Венеры, которая своим тяготением придала необходимый ему импульс. Пролет мимо этой планеты активно использован для ее изучения.
24 июня 1999 г. "Кассини" прошел всего в 620 км от Венеры и передал результаты своих наблюдений для обработки. 18 августа аппарат снова оказался в околоземном пространстве — в 1166 км от нашей планеты и совершил очередной гравитационный маневр, который вывел его на путь к Юпитеру. Около планеты-гиганта он проследует на расстоянии 9.7 млн км, и ее мощное тяготение направит, наконец, аппарат на финишную прямую — к Сатурну.
В пути бортовые приборы постоянно регистрируют космическую пыль: за 41 сут с начала измерений было зарегистрировано семь столкновений с подобными частицами. Их размеры и скорости говорят как о межпланетном, так и межзвездном их происхождении, но отчетливо различать одни и другие пока не удается.
Astronomy and Geophysics. 1999. V. 40. №4. P. 33 (Великобритания).
На пути к телескопам-великанам
За время, прошедшее с момента, когда Галилео Галилей впервые нацелил в небо свою 4-сантиметровую астрономическую трубку, размеры телескопов многократно возросли, и "чемпионом" ныне считается Оптический телескоп им. Кека, установленный на гавайской вершине Мауна-Кеа. Диаметр его входного светового отверстия достигает 10 м. Но ученые мечтают о приборах намного чувствительней к слабому световому потоку удаленных источников. Этой проблеме был посвящен прошедший недавно в Швеции специальный симпозиум, на который собрались директора обсерваторий, астрономы, оптики, инженеры-телескопостроители из многих стран мира.
Конечно, уже действующие интерферометры, в которых в одну точку сводятся световые лучи разных приемников, тоже дают резкие изображения удаленных небесных объектов. Пример — Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории (Подробнее см.: Сурдин В.Г. Первые спектры, полученные Очень большим телескопом // Природа. 1999. №2. с. 70; Он же. Крестины восьмиметровых телескопов // Там же. 2000. №1. с. 60—62; Он же. Спектрограф Очень большого телескопа // Там же. 2000. №2. с. 60.). Но с помощью единого гигантского зеркала можно будет собирать куда больше света, а значит, обнаруживать и анализировать спектры весьма тусклых объектов. Такой прибор позволил бы выделять излучение, отраженное планетами звездных систем, расположенных вблизи Солнечной, исследовать химический состав их атмосфер (в частности, для выяснения возможности там жизни) или наблюдать чрезвычайно удаленные галактики, по которым можно судить о ранней эволюции Вселенной.
Удвоение диаметра главного зеркала увеличивает расходы на создание инструмента примерно в шесть раз, так что 100-метровый телескоп обошелся бы не менее чем в 20—30 млрд амер. долл. Но технология совершенствуется, и специалисты ЕЮО полагают, что теперь на это уйдет менее 1 млрд (вдвое меньше, чем на постройку Очень большого телескопа).
Большинство специалистов склоняется в пользу составных зеркал из сотен или даже тысяч сегментов, но немало конструкторов считают технически возможным отлить цельное 50-метровое зеркало. Такой монолит даст лучшие изображения и потребует менее сложных конструкций для его поддержания.
С проектом Крайне большого телескопа выступили несколько шведских специалистов. Они предлагают создать гигантское составное зеркало из 550 шестиугольных сегментов 2-метрового размера. Вместе они образуют параболическую поверхность, фокусирующую свет звезды на 4-метровое вторичное зеркало, устанавливаемое в 70—80 м над главным. Оно в свою очередь посылает луч обратно через центральное отверстие в главном зеркале, где его анализируют фотокамеры и спектрографы. Однако такую большую систему зеркал (рассматривается даже вариант со 104 тыс.!) очень трудно отъюстировать.
В целях удешевления можно было бы отказаться от привычной параболической формы в пользу сферического зеркала, однако неизбежные тогда искажения пришлось бы корректировать. Преимущество же в том, что все сегменты могут быть одинаковыми, а это облегчит проблему полировки кривых поверхностей.
Группа астрономов из Национального объединения оптических обсерваторий (Тусон, штат Аризона), Университета штата Техас в Далласе и Пенсильванского университета в Юниверсити-Парке предлагает проект 30-метрового телескопа, копирующего Телескоп им. Хобби и Эберли, который действует в Макдональдской обсерватории в Техасе. Его сферическое зеркало должно монтироваться на вращающейся платформе, нацеленной на высоту 55° над горизонтом. Постройка его не вызовет особых затруднений, а стоимость не превысит 250 млн амер. долл.
Коллектив ЕЮО готов разработать Ошеломляюще большой телескоп со 100-метровым сферическим зеркалом. Его первичное зеркало размером с футбольное поле должно будет поддерживаться сооружением, по высоте почти равным египетской пирамиде, а светособирающая поверхность вдесятеро превысит площадь всех построенных до сего дня телескопов. В отличие от других предлагаемых гигантов он сможет поворачиваться на 360°. На изготовление проектируемых в нем зеркал размером по 2.3 м в лучшем случае уйдет не менее восьми лет. Общая масса подвижной конструкции оценивается в 17 тыс. т, что в 35 раз больше, чем у знаменитого Телескопа им.Хейла, установленного в обсерватории Маунт-Паломар в Калифорнии. Проект этого воистину ошеломляющего гиганта должен быть завершен в 2002 г.; его строительство обойдется в 900 млн амер. долл.
Разнообразие идей, по мнению участников симпозиума, — фактор положительный. По-видимому, во многих случаях потребуется координация сил и средств, предоставляемых различными странами.
Science. 1999. V. 284. № 5422. P. 1913 (США).
Обсерватория им. Пьера Оже
На проект, реализация которого позволит раскрыть тайну происхождения космических лучей, 19 стран инвестируют 70 млн долл. США. В декабре 1999 г. начато строительство первой в мире обсерватории космических лучей.
Еще в 1938 г. французский физик П.Оже (P.Auger) пришел к выводу, что частицы космических лучей возникают вследствие каких-то грандиозных событий во Вселенной, масштаб которых почти невозможно оценить. В память об этом выдающемся физике и было решено назвать его именем будущую обсерваторию.
В Аргентине на площади в 3000 км2 (что в 30 раз превышает территорию Парижа) будет размещен гигантский детектор космических частиц. Он включает 1600 резервуаров, каждый из которых наполняется 11 тыс. л дистиллированной воды. К 2001 г. детектор будет полностью готов к проведению исследований. Астрономы получат возможность улавливать такое количество частиц, которое достаточно для статистической оценки масштабов космических событий.
Сооружение такого детектора — путь к познанию более мощных космических событий, чем рождение сверхновых звезд и гамма-всплески. В 2002 г. на территории США намечено строительство второй подобной обсерватории, что позволит улавливать потоки частиц со всего небосвода.
Science et Vie. 1999. № 984. P. 16 (Франция).
Хищная улитка — охотник на прыгучих рачков
Среди наземных брюхоногих моллюсков известно немало хищников. Как правило, их жертвами становятся относительно малоподвижные существа, например черви. Изредка брюхоногие моллюски поедают членистоногих, но это обычно трактовалось как случайность, а съеденные жертвы тоже относились не к самым подвижным животным. Тем более удивительными кажутся наблюдения новозеландского исследователя М.Эффорда (M.Efford), изучавшего хищных моллюсков-рутидид (Rhytididae), которые распространены в Южном полушарии.
В поле зрения исследователя попала эндемичная новозеландская рутидида Wainuia urnula. Оказалось, что основу пищевого рациона этой относительно крупной улитки с 2—3-сантиметровой тонкой декальцинированной раковиной составляют рачки-амфиподы (бокоплавы) из группы талитрид. Талитриды принадлежат к особой экологической группе амфипод, покинувших воду и перешедших к жизни на суше. Почти все они уже неспособны жить под водой, но все еще обычно обитают у берегов водоемов (моря, озер, ручьев). Некоторые талитриды могут далеко, до километра, удаляться от водоемов и жить в лесной подстилке. Они весьма подвижны и неплохо прыгают (за что и получили свое английское название "landhoppers"). Иногда талитриды становятся добычей мелких млекопитающих, но для большинства беспозвоночных хищников они слишком шустры. И вдруг — улитка!
Наловив в лесу под Веллингтоном несколько живых W. urnula, Эффорд сумел проследить и заснять, как происходит охота. Оказалось, улитки видят свою добычу с расстояния около сантиметра. Подобравшись к рачку, улитка сначала замирает, приподняв голову и приоткрыв рот, а потом быстро, за десятые доли секунды, выворачивает свой одонтофор — мускулистый язык, на котором расположена ленточка радулы, той самой "терки" с рядами зубчиков, которой улитки соскребают пищу. Только у хищных моллюсков зубы длинные и напоминают иголки. Одонтофор у W. urnula имеет в сечении V-образную форму и образует желобок, который захватывает рачка. Одонтофор выворачивается, захватывает добычу и втягивает ее в рот одним движением, затрачивая на все не более двух секунд. В большинстве случаев рачок не успевает среагировать, и только когда улитка атакует с расстояния более полусантиметра, талитриде все-таки удается иногда удрать.
Талитриды Parorchestia tenuis, на которых охотится моллюск, весьма обычны в подстилке новозеландских лесов и местами достигают численности 1000 экз/м2. Вероятно, именно такое большое количество этих рачков делает охоту на них энергетически выгодной, что и определило пищевые пристрастия моллюска. Рачки P. tenuis имеют яркую красную окраску — за счет каротиноидов. И возможно, именно эти вещества придают красноватую окраску раковинам W. urnula, что не характерно для других видов рода. Кроме талитрид жертвами W. urnula иногда оказывались другие членистоногие — насекомые (включая муравьев) и мокрицы, а также мелкие улитки и земляные черви. Встречаются в их рационе и растительные остатки.
Интересно, что разные подвиды W. urnula охотятся на амфипод с различным успехом: талитриды составляли более 80% пищи у W. urnula urnula с Северного острова Новой Зеландии и только 30% — у W. urnula nasuta с Южного острова; остальные проценты пришлись преимущественно на "традиционных" червей. Другие же виды моллюсков рода Wainuia оказались неспособны поймать и съесть амфипод даже в лабораторных садках.
Journal of Molluscan Studies. 2000. V. 66. Part 1. P. 45—52 (Великобритания).
Конвергенция у пустынных ящериц
Своеобразное поведение американской пустынной жабоголовой ящерицы (Phrynosoma platyrhinos) наблюдал Ч.Петерсон (Peterson Ch. // The Southwestern Naturalist. 1998. V. 43. № 3. P. 391—418). Во время проливного дождя при довольно низкой для ящериц температуре (15°С) жабоголовка не только не убежала в какое-нибудь убежище, а, наоборот, подставила спину под струи воды, приняв необычную позу: широко расставила лапы, приподняла заднюю часть тела, опустила голову. При этом животное производило частые ритмичные движения нижней челюстью. Ящерица пила! Достоен внимания не только тот факт, что эти, живущие в крайне засушливых пустынях, ящерицы вообще пьют воду (ранее считалось, что они относятся к числу специализированных пустынных организмов, получающих влагу только из пищи), но и то, как они это делают. Поскольку попить из лужицы в пустыне довольно трудно (вода моментально впитывается грунтом), ящерица собирает ее всей поверхностью тела и "транспортирует" прямо в пасть. Именно для этого она и принимает столь необычную позу. Мало того, на коже ящерицы имеются микроскопические бороздки, специально приспособленные для стекания воды в определенном направлении.
Такой феномен у жабоголовки Петерсон наблюдал впервые. Но вообще о подобном способе питья было известно у другого вида жабоголовок, и, что особенно замечательно, у совершенно далеких от них в родственном отношении ящериц — австралийского молоха (Moloch horridus) и круглоголовок (Phrynocephalus), распространенных главным образом в Центральной Азии и встречающихся в России. Эти три группы ящериц представляют собой удивительный пример конвергенции (схождения признаков у неблизкородственных групп организмов в процессе их эволюции). Молох и круглоголовки — две совершенно разные ветви обширного семейства агамовых ящериц, а жабоголовки — уклоняющаяся ветвь игуан, последнее время выделяемая в отдельное семейство. Живут они в разных частях света, объединяет же их то, что все они — обитатели крайне засушливых пустынь и потребители своеобразного корма: муравьев.
Специализация к жизни в суровых пустынях и питанию муравьями наложила хорошо выраженный и сходный отпечаток на их облик и жизнедеятельность. Первое, на что обратили внимание герпетологи, — удивительное внешнее сходство: приплюснутое укороченное тело, круглая голова, загибающийся на спину хвост — совершенно "неящеричный" облик. Кроме того, тело их обычно украшено шиповидными чешуями (в чем молоху нет равных); у них сходная окраска и одинаковые приспособления для защиты ноздрей и глаз. Все ящерицы этих трех групп используют одинаковую стратегию и тактику охоты, одинаково едят. Даже многие элементы социального поведения у них совпадают. И вот теперь выяснилось, что и воду они собирают одинаково. Подобного умения нет у других пустынных ящериц (но сходным образом "пьют" некоторые пустынные черепахи и намибийские жуки).
Обнаружение у молоха, круглоголовок и жабоголовок одинаковых кожных структур для транспортировки воды и одинаковых связанных с этим поведенческих адаптаций расширяет представления о конвергенции этих ящериц. Петерсон связывает их способ добывания воды с мирмекофагией (питанием муравьями): в сравнении с другими пищевыми объектами муравьи содержат относительно мало воды, и поэтому ящерицы особенно нуждаются в дополнительном ее источнике. В крайне засушливых пустынях только редкие дожди дают такую возможность, и ящерицам приходится использовать ее максимально, собирая дождевые капли всей поверхностью тела.
© Д.В.Семенов, канд. биол. наук
МоскваПолет — средство от депрессии
Немецких зоологов Х.А.Хофмана и П.А.Штефенсона (H.A.Hofman, P.A.Stevenson) побудили к исследованию насекомых китайские уличные игроки: с древних времен они традиционно проводят бои сверчков, собирая зрителей, которые делают ставки на бойцов.
Как ведут себя самцы сверчков, которых после содержания в изоляции выпускают на "ринг"? Их действия подчинены определенному ритуалу. Сначала они шевелят и как бы "фехтуют" своими антеннами, потом демонстрируют мандибулы (челюсти), вначале с одной стороны, затем — с обеих, после чего начинается сама схватка, когда челюсти смыкаются и поражают противника. Если партнер отступает, состязание может быть прекращено на любой стадии. После сражения проигравший сверчок находится в состоянии депрессии, уходит от контактов с другими самцами. И только через 24 ч он способен снова принимать участие в схватке.
Китайским игрокам было совсем не интересно выдерживать проигравшего сверчка в течение суток. Чтобы быстрее восстановить его боеспособность, они применяли такой прием: трясли сверчка в ладонях и подбрасывали в воздух. После полета сверчок снова был готов к схватке.
Ученые решили экспериментально проверить, как влияет полет на восстановление агрессивности самцов. Их результаты полностью подтвердили практику китайцев: полетавшие сверчки восстанавливали боеспособность. Это не зависело от длительности полета — 10-секундный полет был так же эффективен, как и 15-минутный.
Казалось бы, агрессия и полет — совершенно разные формы проявления жизнедеятельности сверчков; центр возбуждения агрессивного поведения находится в головном мозге, а двигательный центр — в нервном узле грудного отдела. Но между этими центрами существуют связи, они-то и обеспечивают активацию агрессивного поведения в ответ на активацию двигательного центра. Если же в результате схватки эта связь повреждается, то, увы, побежденному сверчку полет не помогает.
Nature. 2000. V. 403. № 6770. P. 613 (Великобритания).
Фитогормоны и урожайность
Достижения в исследованиях по физиологии растений позволяют активно внедрять различные фитогормоны для успешного выращивания сельскохозяйственных культур. В Орловском государственном университете Т.И.Пузина и ее коллеги изучали распределение фитогормонов в тканях картофеля. Именно фитогормоны регулируют поступление усвоенных веществ в клубни во второй половине вегетационного периода. Исследователям удалось понять общую картину распространения по органам растения одного из фитогормонов — индолилуксусной кислоты — и описать динамику ее распределения в онтогенезе.
Они также установили ключевые соотношения других фитогормонов: цитокининов, гиберрелинов, абсцизовой кислоты, влияющих на физиологические процессы. В частности, выяснилось, что высокому соотношению индолилуксусной и абсцизовой кислот соответствует максимальная активность хлоропластов, при этом усиливаются дыхание и темпы роста. При изменении гормонального статуса меняется и характер минерального питания.
Внешнее введение индолилуксусной кислоты изменяет гормональный баланс растения, вследствие чего изменяются состав и анатомические показатели клубня, возрастает количество крахмала и клетчатки. В поставленном исследователями полевом опыте растения опрыскивали, а посадочные клубни замачивали в растворе индолилуксусной кислоты. В результате было достигнуто существенное повышение урожайности: прибавка общей массы клубней по сравнению с контролем составила 28%, или в пересчете на площадь — около 300 ц на гектар.
Известия РАН. Серия биологическая. 1999. № 4. с. 320—334 (Россия).
Болезнь Альцгеймера: факторы риска
Риск приобрести в пожилом возрасте болезнь Альцгеймера выше у детей из многодетных семей, а также — у выросших в больших городах. К такому выводу пришли ученые из Американской академии неврологии.
Взяв для обследования группу из 770 человек старше 60 лет, среди которых половина страдала болезнью Альцгеймера, они проанализировали условия их жизни, в том числе детских лет. Выяснилось, что большинство респондентов родилось в многодетных, недостаточно обеспеченных семьях. Исследователи подсчитали, что риск болезни увеличивается на 8% с каждым последующим ребенком. Так, у выросших в семьях, где было пять и более детей, риск заболеть на 39% больше, чем в малодетных семьях (возраст матери не увеличивает риск заболевания).
Таким образом, истоки старческой болезни закладываются в раннем возрасте, причем они обусловлены физиологически. Область мозга, в которой появляются первые признаки заболевания, наиболее длительно созревает в детстве и юношестве, поэтому на нее особенно влияет недостаток питания, витаминов и т.д. Нарушенный процесс созревания в дальнейшем может привести к патологии. Следовательно, дело сводится к социально-экономическому положению многодетных семей.
Но ученые обнаружили еще один фактор риска: этой болезнью чаще страдают люди, выросшие в больших городах. Причина, по мнению исследователей, в том, что дети мегаполисов получают менее здоровую и естественную пищу, что снижает общую сопротивляемость организма.
Neurology. 1999. №1; http://www.aan.com
Острова архипелага Самоа — цепь "горячих точек"?
Американский геохимик С.Харт (S.Hart) открыл к востоку от архипелага Самоа, состоящего из 14 островов вулканического происхождения, подводный действующий вулкан Фа'афанине (Fa'afanine). Детальное изучение его строения и состава изверженных пород может послужить дальнейшему развитию теории формирования островных цепей (См. также: Закономерности расположения вулканических островов // Природа. 2000. № 4. с. 85).
Существующие карты дна океана вокруг этих островов были составлены несколько лет назад по материалам спутниковой альтиметрии и оказались крайне неточными. Обследуя рельеф дна, Харт констатировал, что и батиметрические карты, имевшиеся в его распоряжении, не давали реальной картины: вместо мощного вулкана высотой 4300 м на этом месте показано небольшое холмообразное поднятие. Только благодаря использованию многолучевого сонара "Sea Beam" удалось определить фактические размеры вулкана и важные детали рельефа дна.
Харт и его коллеги собрали пробы донных пород, проведя 17 драгировок в различных точках на склонах вулкана, три — в его кальдере и еще три — по внешним рифтовым зонам. Состав пород, поднятых из кальдеры, указывает на недавнее извержение (целые серии землетрясений, отмеченных на о-вах Самоа несколько лет назад, говорят о высокой вулканической активности района).
Харт полагает, что о-ва Самоа — цепь "горячих точек", на конце которой пока находится самый молодой вулкан Фа'афанине.
Geotimes. 1999. V. 44. № 7. P. 9 (США).
Эоловое происхождение красных глин в Северном Китае
Палеомагнитное исследование разрезов Лессового плато (среднее течение р.Хуанхэ) показало, что контакт между красноватыми глинистыми осадками позднего кайнозоя (названными свитой красных глин) и покрывающими их лессами проходит около границы геомагнитных эпох Гаусс и Матуяма.
Исследования, проведенные китайскими специалистами в последние годы, позволили установить, что:
- свита красных глин (мощность до 130 м) формировалась в миоцене и плиоцене; нижние горизонты в центральных частях Лессового плато имеют возраст 7 млн лет;В позднем миоцене и плиоцене летние муссонные дожди были интенсивнее, чем в голоцене. Из этого следует, что около 7 млн лет назад Тибетское плато достигало высоты, достаточной для поддержания летней муссонной циркуляции.- скорость осадконакопления красных глин сопоставима со скоростью формирования погребенных почв в лессовой части разрезов;
- литологический и геохимический анализ показал, что красные глины имеют эоловое происхождение; в их составе преобладают частицы размером менее 30 мкм;
- переход от красных глин к лессам отражает крупную перестройку атмосферы. В меридиональном направлении гранулометрия частиц красных глин не меняется, а в лессах показывает их измельчание в отложениях южного направления, что согласуется с преобладанием зимних муссонов. В период перехода от накопления красных глин к отложениям лесса происходило формирование или резкое усиление азиатского зимнего муссона.
INQUA Congress. 3—11 August. 1999. Durban. South Africa. P. 53.
"Немо" — обсерватория под водой
В июне 1999 г. научно-исследовательское судно, принадлежащее Университету штата Вашингтон в Сиэтле (США), совершило специальный рейс в район Тихого океана, удаленный от побережья штата Орегон на 400 км. Здесь находится подводный вулкан Аксиал (Осевой), на вершине которого около 30 американских и канадских ученых и инженеров начали оборудовать автоматическую подводную обсерваторию.
С этой целью ранее там уже были установлены приборы для изучения химического состава воды и регистрации землетрясений: Аксиал — активно действующий вулкан, находящийся в пределах подводного хребта Хуан-де-Фука, который известен высокой сейсмической и вулканической активностью, связанной с проходящим здесь крупным разломом земной коры.
Вершина горы Аксиал находится на глубине 1400 м под поверхностью океана и возвышается на 1 тыс. м над окружающим ее морским дном. Специалисты намерены пробурить несколько скважин с целью взять образцы геологических пород для изучения в лабораторных условиях. Морские биологи интересуются чрезвычайно специфическим сообществом организмов, обитающих вблизи горячих излияний и выходов газов из кратера вулкана и трещин на его склонах.
Этой подводной комплексной установке присвоено имя "Немо" ("New Millennium Observatory" — "Обсерватория нового тысячелетия").
Science. 1999. V. 284. № 5422. P.1901(США).
Остров-призрак
8 января 1999 г. в южной части Тихого океана, в точке с координатами 20.86°ю.ш., 175.54°з.д., поднялся над волнами столб дыма. Через четверо суток самолет, посланный Силами обороны Королевства Тонга, провел аэрофотосъемку, позволившую установить, что здесь возник остров, не нанесенный ни на какие карты. С самолета, опустившегося до высоты 150 м, была сделана в моменты разрывов облачности достаточно детальная фото- и киносъемка.
Островок имел 200—300 м в длину и 30—40 м в ширину. Казалось, что он то поднимается над уровнем моря примерно на 13 м, то опускается. В пределах свежего конуса из небольшой расселины изливалась раскаленная лава. Авиаслужба опубликовала предостережение для самолетов об опасности приближения к району менее чем на 5 км.
Бурная подводная активность продолжалась до 14 января, после чего остров полностью исчез. На его месте осталась сравнительно мелководная банка, погруженная на глубину от 300 до 400 м. Над нею вода была покрыта слоем пепла, а вокруг плавало множество обломков пемзы. На следующий день эту акваторию обследовало судно "Savea", на борту которого находились специалисты из Австралии, Королевства Тонга, Канады и Новой Зеландии.
Ученым известно, что в пределах о-вов Тонга, к северо-западу от о.Тонгатапу, протянулась подводная вулканическая дуга Тофуа. Здесь на дне находится довольно крупный безымянный стратовулкан, местами поднимающийся почти до морской поверхности (прежние батиметрические измерения в одной из точек показали глубину всего 13 м). Подводный хребет простирается, по-видимому, на северо-северо-восток.
Вулканическая активность прежде отмечалась здесь в августе 1911 и июле 1923 г., причем во втором случае облака пара поднимались на многие десятки метров; в январе 1970 г. воды океана внезапно приобрели совершенно необычную окраску, и это тоже может быть связано с вулканическими выбросами.
Smithsonian Institution Bulletin of the Global Volcanism Network. 1999. V. 24. № 3. P. 5 (США).
Извержение было предсказано точно
В середине дня 10 мая 1999 г. в Мексике взорвался вулкан Колима. Взрыв был такой силы, что содрогнулись все здания в одноименном городе, находящемся в 32 км от него.
Полной неожиданностью это событие не было: за 2 ч до взрыва сейсмолог Г.Рейес (G.Reyes) сообщил о возможности извержения в ближайшее время. Свой прогноз он основывал на характере нараставшей сейсмичности (См.: Колима продолжает извергаться // Природа. 2000. № 5. с. 86) и на поступавших с февраля сведениях о том, что у вершины вулкана сначала появились новые небольшие кратеры и трещины, из которых бурно выделялись газы, а затем процесс резко прервался, одновременно сильно углубился главный вершинный кратер.
Получив прогноз, власти штата Халиско срочно передали по телефону и радио предупреждение об опасности в деревни, расположенные на склонах горы. Жители были эвакуированы, и жертв удалось избежать.
Сразу после мощного взрыва над вершиной на высоту 6.5 км (более 10 км над ур.м.) поднялось грибообразное облако дыма. Свидетели, находившиеся в 8 км от вершины, сообщили, что со склонов скатилось несколько небольших потоков пирокластического материала. Вулканические бомбы, вылетавшие на расстояния до 4.5 км от жерла, подожгли леса на склонах горы.
После четырехдневной паузы взрывы возобновились. Столбы пепла поднимались на пятикилометровую высоту. За одни сутки 17 мая произошло около 20 взрывов. Активность Колимы не утихала по крайней мере до 26 мая.
Наблюдения ведут сотрудники местного университета, а также НАСА (США), осуществляющего спутниковый мониторинг.
Smithsonian Institution Bulletin of the Global Volcanism Network. 1999. V. 24. № 4. P. 4 (США).
Климатология. Организация науки
Японо-американский климатологический центр
Осенью 1999 г. в Фэрбенксе (штат Аляска, США) было открыто новое совместное японо-американское научное учреждение — Международный центр арктических исследований. Сейчас он насчитывает 50 научных сотрудников, а к 2005 г. штат должен возрасти до 150 человек, не считая временно приглашенных иностранных специалистов.
Основная цель Центра — выработка прогноза глобальных изменений погоды, на что самым значительным образом влияет полярный регион Северного полушария. Особое внимание будет уделяться состоянию вечной мерзлоты в условиях глобального потепления. Существуют опасения, что рост температуры приведет к таянию этого слоя почвы и высвобождению заключенных в нем больших масс CO2 и CH4 — основных парниковых газов. В результате граница постоянного снежного покрова может резко сместиться к северу, сократив площадь поверхности, активно отражающей солнечное излучение. Так может возникнуть самоусиливающаяся система глобального потепления.
Наблюдениями уже установлено, что в Арктике есть районы, где потепление идет быстрее, чем к югу от них. Так, среднегодовая температура на территории Аляски в каждое из двух последних десятилетий повышалась на 1°С, тогда как общепланетарная среднегодовая температура поднялась менее чем на 1°С за все истекшее столетие. Ныне вскрытие полярных льдов происходит весной ранее, а осеннее их замерзание — позднее, чем в прежние годы.
Новый коллектив займется также изучением того, как именно климатические изменения на Крайнем Севере влияют на погодные условия в более южных широтах. Известно, например, что несколько лет назад четверть урожая риса в Японии погибла из-за изменений в динамике воздушных масс Заполярья. Явно влияет на рыболовство характер сдвигов в циркуляции вод северной части Тихого океана и Берингова моря.
Создание нового Центра обошлось в 32 млн амер. долл.; дальнейшее финансирование берут на себя государственные, университетские и частные фонды обеих стран.
Science. 1999. V. 285 № 5435. P. 1827 (США).
Такой засухи в США не было 100 лет
Летняя засуха 1999 г., охватившая территорию США от штата Мэн до штата Джорджия, заставила федеральные власти и администрации штатов обратиться за помощью к специалистам — гидрологам и гидрогеологам.
Необходимо отметить, что еще за три года до засухи материалы наблюдений водомерных постов и данные об уровнях грунтовых вод указывали на ее вероятное наступление: речной сток со всей площади водосбора среднеатлантических штатов сократился на 3/4 от нормы, что сопровождалось падением уровня подземных вод.
В 1999 г. мониторинг водного режима проводился на 7 тыс. водомерных постов, причем 4 тыс. из них оснащены приборами спутниковой телеметрии, которые работают в реальном масштабе времени и имеют вход в Интернет.
Геологическая служба США постоянно сообщала средствам массовой информации и Конгрессу о состоянии и перспективах использования водных ресурсов в районах, пораженных засухой. Существенный ущерб был нанесен вторжением засоленных вод в пресные грунтовые воды восточных окраин штатов, где горизонты резко понизились; засоленные воды просочились даже в заливы Чесапик и Делавэр и проникли в низовья р.Гудзон, осложнив там экологическую ситуацию.
Как информировал главный гидролог Геологической службы США Б.Хёрш (B.Hirsch), эта служба регулярно обеспечивала власти данными о запасах и расходах воды в водохранилищах, реках, содержании в грунтах и ее качестве, а также о состоянии водной флоры и фауны. Располагая столь широким объемом информации, власти различных уровней могли принимать оперативные и эффективные меры.
С наступлением осени гидрогеологические исследования не потеряли своих темпов, поскольку еще много времени потребуется для оценки последствий этого колоссального стихийного бедствия, чтобы на базе полученных материалов давать надежные прогнозы подобных явлений.
Geotimes. 1999. V. 44. № 7. P. 9 (США).
Модель прогноза ураганов
Если сейчас синоптики располагают надежными методами прогноза траекторий ураганов (тропических циклонов), то определение их интенсивности остается достаточно сложной проблемой. Так, в 1988 г. движение урагана "Митч", обрушившегося на центральные области США, предсказано точно, но в прогнозе его мощности были допущены ошибки. Аварийным же службам для организации и оптимизации мероприятий по устранению последствий ураганов остро необходим именно прогноз их интенсивности.
К.Эмануэль (K.Emanuel) недавно предложил точный и несложный способ прогноза. Он смоделировал процесс теплообмена между поверхностью океана и центральной частью урагана — "глазом бури", а затем дополнил интенсивность теплообмена двумя другими параметрами: начальной скоростью развития урагана и термодинамическим состоянием области атмосферы, которую тот пересекает. Приложив расчеты по своей модели к собранной информации по силе ураганов последних лет, он обнаружил по большинству данных впечатляющее совпадение.
Sciences et Avenir. 1999. № 634. P. 26 (Франция).
Зачем ихтиозаврам такие большие глаза?
Ихтиозавры, жившие 250—90 млн лет назад, имели одну характерную особенность — необыкновенной величины глаза, бOльшие, чем у кого-либо из ныне живущих позвоночных. Специалисты Палеонтологического музея в Калифорнии (R.Motani, B.M.Rothschild et al.) подробно исследовали эту особенность.
Диаметр глазного яблока в какой-то степени соотносится с размером тела, но у разных позвоночных варьирует очень незначительно. Ихтиозавры, как и некоторые птицы, представляют исключение. Самое большое глазное яблоко (253 мм) было у ихтиозавра рода Temnodontosaurus, представители которого достигали в длину 9 м. Возможно, могли существовать и такие морские рептилии, которые имели длину 15 м, а глаз — более 300 мм. Ясно: чем больше глазное яблоко, тем больше в нем фоторецепторных клеток и, как следствие, лучше зрение. Поэтому обычно крупные глаза у тех животных, для которых зрение играет важнейшую роль в их ориентации. Большой же зрачок обеспечивает животному способность видеть предметы при слабом освещении.
Самые большие относительно длины тела глаза (более 220 мм) оказались у ихтиозавра рода Ophthalmosaurus, у них же и наибольший диаметр зрачка — около 100 мм.
Ихтиозавры Ophthalmosaurus жили и охотились в мезопелагическом слое океана, на глубине от 200 до 1000 м, где единственные источники света — светящиеся органы некоторых рыб. Поэтому, полагают калифорнийские ученые, этим морским рептилиям и нужны были такие крупные глаза с большими зрачками.
Nature. 1999. V. 402. P. 747 (Великобритания).
Какова древность первых многоклеточных организмов?
Американские палеонтологи из Йельского университета, работая осенью 1998 г. в районе бассейна р.Виндхья (Центральная Индия), обнаружили в местных породах извилистые ходы, оставленные червеобразными организмами толщиною около 0.5 см. Радиометрический анализ показал тогда, что осадочные породы, испещренные такими "тоннелями", имеют возраст около 1.1 млрд лет. Это стало сенсацией, так как до тех пор древнейшие следы многоклеточных организмов относились к периоду (См.: Бурзин М.Б., Гниловская М.Б. Какими были древнейшие животные // Природа. 1999. № 11. с. 31—41.), отстоящему от нас "всего" на 600 млн лет.
Однако многие специалисты по геохронологии указали, что зернистые породы с ходами могли быть продуктом эрозии весьма древних пород, затем переотложившихся, а уже позже в эти осадочные породы проникли червеобразные организмы.
Индийский седиментолог Д.М. Банерджи (D.M. Banerjee) совместно с австрийским геохронологом В.Франком (W.Frank) применили K/Ar методику датирования (измерялось количество аргона, накопившегося при радиоактивном распаде калия в вулканическом пепле, выпавшем до появления осадочных пород с "тоннелями" червей). Все изученные образцы дали согласный возраст — примерно 620 млн лет. Но П.Ренн (P.Renne) подчеркивает, что его предшественники подвергали анализу все образцы целиком, а не мелкие зерна породы, что может исказить результаты в любую сторону, так как не исключено, что в образец входят отдельные зерна с совершенно различным возрастом. Кроме того, в процессе выветривания часть содержавшегося в породе аргона могла улетучиться, что также отразится на выводах.
В апреле 1999 г. в Лакнау (Канада) на специальном семинаре, посвященном данной проблеме, большинство специалистов подвергли сомнению возраст находки в 1 млрд лет. Однако столь же решительно отвергли и называемый некоторыми учеными более чем вдвое меньший возраст. Так, индийский палеонтолог Р. Дж. Азми (R.J.Azmi), обработав образцы слабыми кислотами, выделил "мелкие ископаемые раковины", которые, по его утверждению, характерны для кембрийской эпохи (540 млн лет).
Согласно проведенному британскими коллегами на месте исследованию образцов, "ископаемые раковины" на самом деле — артефакт, появившийся вследствие химических изменений породы. Никто из участников семинара не согласился с утверждением Азми, что им вскрыты следы более молодых организмов.
Общий вывод, к которому пришли ученые: более чем миллиарднолетний возраст, несомненно, завышен, а 620 млн лет можно считать достаточно доказанным возрастом, что отодвигает время появления на Земле первых многоклеточных животных примерно на 20 млн лет.
Science. 1999. V. 284. № 5413. P. 412 (США).
Судостроение в Древнем Риме
Во время работ по реконструкции и модернизации железнодорожной магистрали Генуя—Рим были обнаружены восемь хорошо сохранившихся судов среди развалин античного порта у г. Пизы. Изучение их конструкций позволяет с новых позиций говорить о состоянии и уровне морского судостроения в Древнем Риме, а также реконструировать природную среду, в которой началось строительство портовых сооружений Пизы. Все это может дать представление об интенсивности торгового мореплавания по Средиземному морю в период между последними десятилетиями I в. до н.э. и концом V в. н.э.
Руководитель раскопок с. Бруни (S. Bruni) считает, что 14-метровая длина и 6-метровая ширина корпуса одного из найденных судов позволяет считать его конструкцию исключительно редкой. Бруни полагает, что это уникальное судно — одно из первых совершенных боевых кораблей Римской империи. Корабль оснащен сложной системой защиты и нападения, которая представляла собой выдвинутые по бортам горизонтально ориентированные деревянные брусы, уходящие торцами в остов корабля; носовая часть этой "плавучей крепости" имела форму клыка или когтя, закованного в металл.
В трюмах найденных торговых судов сохранилась часть грузов: амфоры, чаши, масляные светильники, монеты. В развалинах порта археологи нашли около 300 амфор, исполненных в пуническом и итальянском стилях, характерных для II в. н.э.
La Recherche. 1999. № 32. P. 25 (Франция).
Загадочные дициемиды — высокоорганизованные животные В царстве животных есть несколько небольших групп со столь своеобразным строением, что их не удается с достоверностью отнести ни к какой более крупной группе. Одна из таких групп — дициемиды (класс или самостоятельный тип Dicyemida). Это удивительно просто устроенные нитевидные животные длиной до 10 мм. Все дициемиды (их насчитывается 8 родов и около 70 видов) — паразиты донных и придонных головоногих моллюсков, чаще всего осьминогов. Они обитают в почечных мешках (точнее, почечных придатках полой вены) и не причиняют хозяевам видимого вреда, так что, возможно, они вовсе и не паразиты, а полезные симбионты. В умеренных широтах практически невозможно найти свободного от дициемид осьминога, даже совсем молодого.
Строение дициемиды
(стадия первичного нематогена) – слева и ее жизненный цикл.1—4 — окружающие клетки четырех типов,
5 — осевая клетка,
6 — ядро,
7 — генеративные клетки (аксобласты),
8—9 — бородавчатые и хвостовые клетки;а — двухклеточный зародыш, б — нематоген-основатель,
в — первичный нематоген,
г — ромбоген,
д — инфузориген внутри осевой клетки ромбогена,
е — инфузориформная личинка.(Малахов В.В.
Загадочные группы морских беспозвоночных.
М., 1990.)Естественно, жизнь в венозных придатках почки, в жидкой среде, делает ненужными для взрослых дициемид пищеварительную, выделительную, кровеносную, нервную системы, органы чувств, мускулатуру и т.д. Тело взрослой дициемиды состоит из чрезвычайно длинной — во всю длину тела — осевой клетки и нескольких (10—40) окружающих ее мелких ресничных клеток. Число клеток постоянно и характерно для вида, причем постоянство их числа устанавливается еще у зародыша.
Жизненный цикл очень сложен и включает чередование партеногенетического (девственного) и полового (самооплодотворяющегося, гермафродитного) поколений. Половые клетки развиваются внутри осевой клетки (так что и обособленной половой системы нет). Эмбриональное развитие крайне упрощено. Имеются два сорта личинок: одни (червеобразные) возникают в результате партеногенеза, остаются в почечном мешке хозяина и вырастают в новых партеногенетических особей (нематогенов); другие образуются в результате полового размножения и выходят во внешнюю среду, чтобы найти нового хозяина. Половые особи (ромбогены) возникают из партеногенетических, когда размножившимся дициемидам становится тесно в почке.
Свободноживущая личинка очень похожа на инфузорию и называется инфузориформной личинкой (хотя инфузория — одноклеточная, а у личинки дициемиды 37 или 39 клеток!). Поскольку осьминоги и каракатицы — животные одиночные и не столь уж массовые, личинке приходится довольно долго плавать в придонном слое воды, пока не отыщется тот, кто ей нужен. Тут уж органы чувств необходимы, и у инфузориформной личинки на переднем конце имеется пара крупных пузыревидных светопреломляющих телец, нечто вроде глаз. Попав в почечный мешок головоногого моллюска, личинка утрачивает их за ненадобностью.
Свыше 100 лет большинство зоологов рассматривает дициемид как промежуточную группу между одноклеточными и многоклеточными. Чаще всего их включают в тип Mesozoa, само название которого указывает на его промежуточное положение (meso — промежуточное, zoon — животное), но некоторые исследователи причисляют их к простейшим; В.В.Малахов соединяет их с губками и "ожившей загадкой" трихоплаксом в подцарство Prometazoa ("предмногоклеточные"); В.А.Догель рассматривает их как "дополнение" к типу плоских червей, а О.Г.Кусакин и А.Л.Дроздов — как самостоятельный тип, стоящий рядом с круглыми червями [1]. Не проясняет положения дел и анализ строения гена, кодирующего 18s РНК.
Попытку разобраться в филогенетическом положении дициемид предприняли японские исследователи совместно с их английским коллегой [2]. Для этого они использовали ген Hox из чрезвычайно важного семейства генов, определяющего план строения тела и отличающегося большой консервативностью в ходе эволюции. Исследователи клонировали ДНК гена DoxC ("местного представителя" семейства Hox) дициемиды Dicyema orientale, обитающей в почках кальмара Sepioteuthis, и сравнили структуру клонированного гена с нуклеотидной последовательностью того же гена других животных. Оказалось, что по своему строению ген DoxC совершенно отличен от генов губок, кишечнополостных и других просто организованных животных и ближе всего к генам группы, называемой Lophotrochozoa. Такой же результат получен и при сравнении C-концевых аминокислотных последовательностей белков, кодируемых этими генами. К этой совсем недавно, и тоже на основании строения ДНК, выделенной группе относятся плоские, мало- и многощетинковые черви, коловратки, немертины, мшанки, моллюски и плеченогие, а вот круглые черви входят в совершенно другую группу, Ecdysozoa ("линяющих животных"), вместе с ракообразными, паукообразными и насекомыми [3].
Этот неожиданный вывод вовсе не означает, что дициемиды — прямые родственники их хозяев моллюсков, подобно не менее загадочной ксенотурбелле (Xenoturbella bocki) [4]. На мой взгляд, гораздо более вероятно, что они ближе к плоским червям, тоже не слишком сложно организованным животным. Но ясно, что дициемиды вовсе не промежуточная группа между одноклеточными и многоклеточными, а достаточно высоко организованные и бесспорно многоклеточные животные, близкие к высшим первичноротым. Следовательно, их примитивная организация не первична, а результат глубокого вторичного упрощения вследствие паразитического образа жизни. Наряду с трихоплаксом (принадлежащим к наиболее примитивным многоклеточным типа пластинчатых) дициемиды — один из самых крайних примеров вторичного упрощения среди животных.
© К.Н.Несис,
доктор биологических наук
Москва1 Малахов В.В. Загадочные группы морских беспозвоночных. М., 1990; Догель В.А. Зоология беспозвоночных. М., 1975; Кусакин О.Г., Дроздов А.Л. Филема органического мира. СПб., 1994. Т.1.; Hochberg F.G. // Diseases of Marine Animals. 1990. V. 3. P. 84—110.
2 Kobayashi M., Furuya H., Holland P.W.H. // Nature. 1999. V. 401, № 6755. P. 762.
3 Aguinaldo A.M.A. et al. // Nature. 1997. V.387. №6632. P.489—493.
4 Несис К.Н. Живой мешок с ресничками — зоологическая загадка // Природа. 1998. №10. С.97—98.
КОРОТКО Верховный комиссариат по делам беженцев и Институт исследований по проблемам развития ООН разработали и уже используют на практике методику составления точных и подробных карт лагерей беженцев. Работа с такими картами позволяет быстро и детально вникнуть во внутреннюю организацию лагеря, сложившуюся в ней ситуацию, и на этой базе проводить необходимые мероприятия по оказанию помощи. В 1998 г. данная методика впервые была использована в Кении.
Географические координаты лагеря определяются по Глобальной системе позиционирования объектов. Затем самолет с цифровой видеокамерой на борту совершает облет лагеря и снимает его территорию. Математическое обеспечение обработки видеоинформации позволяет монтировать снимки в карту без искажений, изменений масштаба и с точностью привязки объектов до 1 м. Таким образом составляется карта, дающая точные расстояния, сведения о рельефе местности, количестве убежищ или строений, населенности лагеря.
Science et Vie. 1999. № 984. P. 36 (Франция).
В октябре 1999 г. ООН и Всемирный банк представили сводный анализ ситуации по снабжению продовольствием стран, распложенных к югу от Сахары. К 2025 г., когда население этих стран составит 1 млрд человек, обеспечить их продовольствием окажется возможным только на 40%. В настоящее время 550 млн человек 48 стран "под Сахарой" обеспечиваются только на 70%. Плодородие здешних земель неуклонно снижается. Почвы истощаются в результате их размывания водами (46%), ветровой эрозии (38%), нерационального применения химических удобрений (12%), их уплотнения при продолжительном выпасе домашних животных (4%).
Environmental Science and Technology. 2000. V. 34. № 1. P. 17A (США).
В 1996 г. молодая французская альпинистка Лоранс де ла Феррьер (Laurence de la Ferriere) совершила в одиночку путешествие по Антарктиде. В 2000 г. она намерена пройти по еще никем не освоенному маршруту от Южного полюса (научная база США Амундсен-Скотт) к побережью Земли Адели протяженностью 3000 км. На этом пути она предполагает не только любоваться прекрасными пейзажами Южного материка, но и вести отбор проб снега и льда, представляющих интерес для гляциологов и палеоклиматологов.
Sciences et Avenir. 1999. № 634. P. 40 (Франция).
В докладе Национального управления США по изучению океана и атмосферы сообщается о повышении влажности воздуха в процессе глобального потепления климата, что грозит значительным дискомфортом и стрессовыми ситуациями для жителей ряда регионов Земли. Расчеты по моделям глобального изменения климата показали, что уровень влажности будет расти вместе с ростом температуры воздуха. Полученный результирующий тепловой индекс (resulting heat index) позволяет количественно оценивать, какие именно факторы (и прежде всего содержание водяных паров в атмосфере) определяют способность человеческого организма рассеивать тепло. В регионах с повышенной влажностью воздуха (юго-восток США, Юго-Восточная Азия, Северная Австралия) тепловой индекс может существенно возрасти.
Environmental Science and Technology. 2000. V.34. №1. P.17A (США).
Американские ученые из Висконсинского университета исследовали траектории, структуры и другие параметры мощных циклонов над Атлантическим океаном. В частности, они изучили полную информацию о циклоне 1994 г. "Гордон", скорость ветра в котором превышала 200 км/ч, и установили, что спустя четверо суток после его прохождения фотосинтетическая активность фитопланктона возросла более чем в пять раз. Причина — поступление в поверхностный слой больших количеств питательных веществ с глубин порядка 150 м, вызванное интенсивным перемешиванием вод ветрами. Так разрушительный для людей циклон обернулся благом для фитопланктона.
Sciences et Avenir. 1999. №633. P.47 (Франция).
НОВЫЕ КНИГИ АнатомияА.Д.Ноздрачев, Е.Л.Поляков, В.П.Лапицкий. Б.С.Осипов, Н.И.Фомичев. Анатомия беспозвоночных. СПб.: Лань, 1999. 320 с. (Анатомия лабораторных животных)
Вышла еще одна книга в серии учебных руководств "Анатомия лабораторных животных".
К беспозвоночным животным относят более 20 типов. Авторы же описали представителей лишь трех типов: кольчатых червей, моллюсков и членистоногих. В выборе руководствовались доступностью объекта, частотой повсеместного использования, характерной выраженностью той или иной системы. Поэтому остановились на пяти видах: пиявка, прудовик, дрозофила, таракан, речной рак.
Для каждого из них дается краткое описание биологии, филогении и систематической принадлежности вида на основании данных микроанатомии, гистологии и даже электронной микроскопии.
В отличие от предыдущих изданий серии, где максимально использовалась латинская терминология, в книге о беспозвоночных приводятся также (в скобках) и русские эквиваленты анатомических терминов. Например: пульвиллы (присоски), прементум (подбородок), скутум (щит). Объясняется это тем, что в описаниях беспозвоночных животных прочно укоренилось использование латинских терминов в русской транскрипции.
Книга не имеет аналогов в отечественной литературе.
Биохимия
Г.К.Головенко. Дыхание растений: Физиологические аспекты. СПб.: Наука, 1999. 204 с.
Несмотря на то что дыхание — фундаментальный процесс и неотъемлемое свойство всей живой материи, его биологическое значение для растений было осознано значительно позже, чем для животных. Дыхание растений — процесс окисления органических веществ кислородом воздуха с выделением CO2.
Цель книги — проанализировать результаты исследований по физиологии дыхания за последние 25—30 лет. Считая дыхание основой жизнедеятельности растений, автор рассматривает: функциональные составляющие этого процесса в клетках , тканях и органах; его организацию и регуляцию; влияние внешних и внутренних факторов на показатели дыхания; его связь с эффективностью роста и продуктивностью.
Микробиология. Медицина
Р.В.Петров, А.А.Михайлова, Л.А.Фонина, Р.Н.Степаненко. Миелопептиды. М.: Наука, 2000. 181 с.
Миелопептиды — группа иммунорегуляторов костного мозга. После расшифровки первичной структуры этих пептидов их удалось синтезировать. Помимо иммунокорректирующего действия миелопептиды обладают и противоопухолевым (в частности, при лейкозах), они оказывают также положительный эффект при бактериальных инфекциях.
В книге собраны и проанализированы результаты экспериментов, проведенных авторами книги. Описаны структура и функции миелопептидов, обсуждаются результаты клинического применения разработанного авторами препарата миелопида. Рассматриваются перспективы создания других лекарств нового поколения на основе синтетических миелопептидов.
Ихтиология
Д.С.Павлов, А.И.Лупандин, В.В.Костин. Покатная миграция рыб через плотины ГЭС. М.: Наука, 1999. 255 с.
Миграция животных — один из наиболее сложных, разнообразных и интересных биологических процессов. У рыб миграции весьма различны по своей протяженности, направлению и формам (пассивные и активные). Нерестовые (непродуктивные), кормовые (нагульные) и зимовальные миграции вместе составляют единый миграционный цикл как часть общего жизненного цикла.
Миграции рыб, как правило, тесно связаны с системой течений в области распространения отдельных популяций. При этом передвижение рыб против течения (контрнатантные миграции) обычно чередуются с передвижением вниз по течению (денатантные миграции). У пресноводных рыб такие миграции называются покатными (downstream migration). В русскоязычной литературе синоним этого термина — скат рыб.
В книге рассматриваются вопросы, связанные с влиянием зарегулирования стока рек на покатную миграцию рыб. Обобщены материалы по 45 водоемам, проведен сравнительный анализ закономерностей (видового и размерного состава покатников, сезонной и суточной динамик их миграций), а также механизмов миграций рыб через плотины ГЭС. Показано, что основным фактором их формирования является экологическая зональность изъятия стока. Развитие гидротехнического строительства привело к зарегулированию стока большинства рыбохозяйственных рек мира. Создание водохранилищ резко изменило режим течений во внутренних водоемах, нарушив веками сложившиеся условия миграций, в том числе и покатных.
Дан аналитический обзор работ по травмированию рыб при прохождении ГЭС.
История науки
В.Е.Борейко. Дон Кихоты. История. Люди. Заповедники. М.: ЛОГАТА, 1999. 288 с.
Замечательные люди исчезают у нас, не оставляя по себе следов. Мы ленивы и нелюбопытны.
А.С.Пушкин
История — это воскрешение. Несколько десятков человек отвоеваны у беспамятства. Восстановлены их добрые имена. Но сколько еще деятелей заповедного дела и охраны дикой природы остались забытыми! Разве это справедливо?
С 1982 г. в газете "Комсомолец Донбасса" был опубликован первый очерк Владимира Евгеньевича Борейко, посвященный деятелю охраны природы края — зоологу, врачу и краеведу Борису Сергеевичу Вальху. Занимаясь его биографией, автор столкнулся со многими природоохранниками, его соратниками В.И.Талиевым, В.Г.Авериным, и др. Круг стал расширяться… Более 10 лет напряженной работы — и в 1995 г. появился двухтомник "Популярный биографо-библиографический словарь-справочник деятелей заповедного дела и охраны природы Украины, царской России и СССР (1860—1960)". В него вошло 120 персоналий.
О некоторых пионерах охраны природы удалось собрать гораздо больше сведений, чем позволяли скупые строчки словаря. Поэтому автор написал об этих людях более подробно, "вольным стилем", вложив в очерки душу.
