VIVOS VOCO: Новости науки в журнале "Природа"

Космология

Уникальный снимок молодой Вселенной

В марте 2004 г. научной общественности был представлен сделанный космическим телескопом "Хаббл" уникальный снимок неба: он охватывает небольшой участок в южном полушарии, где находится около 10 тыс. объектов, среди которых есть и весьма "юные" по астрономическим меркам - их возраст не достигает и 1 млрд лет. Снимок сделан с выдержкой около 300 ч и отличается высочайшей четкостью изображения по сравнению со снимком 1995 г., выполненным с выдержкой 10 сут тем же телескопом, но с менее совершенным оборудованием. Новая камера была установлена на "Хаббле" попутно с техническим обслуживанием всех его приборов и механизмов во время последнего посещения этой космической обсерватории шаттлом.

Научная ценность снимка состоит в том, что, помимо четкости и большого охвата, он запечатлел в близком инфракрасном диапазоне излучение от весьма удаленных галактик, к тому же "растянутое" процессом расширения Вселенной. Хотя на снимке заснят участок неба, по площади равный лишь 1/67 доле видимой поверхности Луны в полнолуние, на нем отчетливо различимы сотни объектов, светящихся в инфракрасной полосе спектра. В результате стало возможным изучать "строительные блоки", из которых вскоре после Большого взрыва начали формироваться существующие ныне галактики.

Группа астрономов во главе с С.Мальотрой (S.Malhotra; Институт Космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд) использовала специальное приспособление к камере этого телескопа, которое позволяет определять красное смещение излучения объектов и тем самым - расстояния, отделяющие их от Земли.

Оказалось, что некоторые из галактик светились уже тогда, когда возраст Вселенной не превышал 800 млн - 1 млрд лет. Интересно, что астроном К.Глейзбрук (K.Glazebrook), работая на 8-метровом телескопе Джемини Южный (обсерватория Серро-Пачон в чили) с применением инфракрасного спектрографа, указывал на сходный возраст этих объектов, но тогда его утверждения были встречены скептически.

Смонтированный на борту "Хаббла" криогенно охлаждаемый спектрограф принес информацию о процессе рождения звезд в протогалактиках, начавшемся, вероятно, спустя всего около 500 млн лет после Большого взрыва. Обработкой этих данных заняты сотрудники Университета штата Калифорния во главе с астрофизиком Г.Иллингвортом (G.Illingworth).

Science. 2004. V.303. №5664. P.1596 (США).

Астрофизика

Частицы малой массы в гамма-лучах

Среди астрофизиков общепринято мнение: около четверти Вселенной состоит из материи с весьма экзотическими свойствами. Кандидатами на роль этого вещества наиболее часто называют весьма массивные слабо взаимодействующие частицы, например те, что предполагаются теорией суперсимметрии, вытекающей из Стандартной модели атомной физики.

В марте 2004 г. англо-французская группа исследователей сообщила о полученном ими косвенном свидетельстве существования частиц совсем иного рода. Они имеют массу, не менее чем в 1 тыс. раз уступающую упомянутым выше суперсимметричным частицам, и в то же время несут всю "полноту ответственности" за присутствие темной материи. Физик-теоретик С.Бём (C.Boehm; Оксфордский университет, Великобритания) указывает, что эти частицы должны сталкиваться со своими античастицами, порождая электроны и позитроны. Те в свою очередь вступают в реакцию, и возникает гамма-излучение с энергией около 551 кэВ.

Аппаратура искусственного спутника "INTEGRAL" уже зарегистрировала такое распределение гамма-излучения, которое следует ожидать от источников в Млечном Пути, если диск Галактики окружен гало, состоящим из легких частиц темной материи.

Гипотеза принята не всеми учеными. Так, физик Дж.Эллис (J.Ellis; ЦЕРН, Женева) подчеркивает, что такие легкие частицы должны были бы возникать в ходе вполне "земных" экспериментов на ускорителях, однако этого не наблюдалось.

Science. 2004. V.303. №5665. P.1746 (США).

Астрономия

У Солнца обнаружен "близнец"

На конференции Американского астрономического общества (Атланта, январь 2004 г.) сотрудники Виллановского университета (штат Пенсильвания) сообщили о своем открытии: оказалось, что слабо светящаяся Восемнадцатая звезда в созвездии Скорпиона - "двойник" нашего Солнца.

Это небесное тело расположено сравнительно недалеко от нас: "всего" примерно в 47 св. годах. Его можно, хотя и с трудом, разглядеть даже невооруженным глазом, но из-за тусклости свечения о Восемнадцатой Скорпиона до сих пор было известно немного. Теперь установлено, что масса, температура, химический состав и период обращения этой звезды вокруг собственной оси совпадают с соответствующими характеристиками нашего дневного светила. Судя по ультрафиолетовому и рентгеновскому излучению Восемнадцатой Скорпиона, уровень ее активности (появление и исчезновение пятен) тоже весьма сходен с солнечным. Есть ли около этой звезды свои планеты, пока неясно.

Science. 2004. V.303. №5657. P.461 (США).

Астрономия

Самая маленькая экзопланета

С момента, когда у звезды 51 Пегаса в 1995 г. была открыта первая внесолнечная планета, удалось обнаружить более 120 гигантских планет у других звезд (cм.: Сурдин В.Г. Каталог экзопланет // Природа. 2000. №7. С.20-21; Вибе Д.З. Каталог экзопланет пополняется // Там же. №11. С.84-85; Экзопланета со странностями // Природа. 2003. №7. С.77-78). Сделано это преимущественно методом лучевых скоростей. Он основан на измерении доплеровского смещения линий в спектре звезды, которое отражает ее движение под воздействием гравитационного притяжения невидимой экзопланеты, вращающейся вокруг этой звезды. Оценка вариаций лучевой скорости по смещению спектральных линий позволяет вычислить параметры орбиты планеты, в частности период и расстояние от звезды, а также минимальную массу.

Для продолжающегося поиска экзопланет требуются все более и более точные инструменты. Лидирует в этом отношении Европейская южная обсерватория (ESO) - во многом благодаря спектрографу HARPS (High Accuracy Radial Velocity Planet Searcher - Высокоточный искатель планет по лучевым скоростям), который установлен на 3.6-метровом телескопе ESO. Этот уникальный прибор позволяет измерять лучевые скорости звезд с точностью 1 м/с.

Чтобы выполнить на 3.6-метровом телескопе самый амбициозный на сегодняшний день систематический поиск экзопланет, группе под руководством М.Майора (Mayor M. // Astronomy and Astrophysics. 2004. V.426. P.L19) (Женевская обсерватория, Швейцария) выделено на пять лет по 100 наблюдательных ночей в год. Для этой цели астрономы многократно измеряют лучевые скорости сотен звезд, у которых могут быть планетные системы.

Тем удивительнее, что планета у солнцеподобной звезды m Жертвенника, которая тоже входила в программу обзора, была открыта случайно. Точность спектрографа HARPS так высока, что позволяет следить не только (и даже не столько) за движением звезды как целого, но и за движениями газа в ее атмосфере. Н.Сантош (N.Santos; Центр астрономии и астрофизики при Лиссабонском университете, Португалия) намеревался использовать результаты наблюдений m Жертвенника, проведенных в июне 2004 г., чтобы изучить внутреннее строение звезды методами астросейсмологии. Астрономы рассчитывают, что такая информация позволит понять происхождение необычно высокого содержания тяжелых элементов, наблюдаемых в атмосфере m Жертвенника и большинства других звезд с планетами. К удивлению исследователей, в ходе анализа новых измерений обнаружилось поверх акустических осцилляций регулярное колебание лучевой скорости с периодом в 9.5 дня.

С этого момента звезда постоянно отслеживалась по тщательно проработанной методике наблюдений, которая позволяет уменьшить "астросейсмический шум". Новые данные подтвердили амплитуду и периодичность изменений лучевой скорости. После тщательной проверки осталось лишь одно убедительное объяснение периодичности сигнала: вокруг m Жертвенника вращается планета с периодом 9.5 дней.

Из амплитуды лучевой скорости астрономы вывели нижнее ограничение на массу планеты - всего 14 масс Земли! Это почти масса Урана, самого скромного гиганта Солнечной системы. Поскольку велика вероятность, что реальная масса сильно отличается от выведенного из наблюдений нижнего предела, приходится признать: новый спутник m Жертвенника пока что самая маленькая из известных экзопланет у звезд солнечного типа. Его масса близка к предельно допустимой массе каменной планеты и существенно уступает массам большинства планет-гигантов. Этот факт налагает жесткие ограничения на механизм образования планеты m Жертвенника.

По современным представлениям о ходе образования планет, ядро будущей планеты формируется из твердых планетезималей. Когда масса ядра достигает определенного критического значения, на него начинает с очень высокой скоростью аккрецировать газ, и масса планеты быстро возрастает. В данном случае до фазы аккреции газа дело вряд ли дошло, иначе планета стала бы намного массивнее. Кроме того, низкая масса указывает на то, что планета, скорее всего, образовалась именно там, где она сейчас находится. Согласно современным моделям, масса планеты быстро возрастает при ее миграции из внешних областей протопланетного диска к его центру, поэтому данный объект вряд ли мигрировал на большое расстояние, оставшись маломассивным. Вероятнее всего, спутник m Жертвенника представляет собой планету с каменным ядром, которое окружено незначительной (порядка 0.1 общей массы) газовой оболочкой. Иными словами, в отличие от других известных экзопланет, он скорее может быть отнесен к планетам земного типа, нежели к планетам-гигантам.

К слову сказать, такая "супер-Земля" - не единственный обитатель планетной системы звезды m Жертвенника. Ранее там уже была обнаружена планета размером с Юпитер и периодом в 650 дней. Имеются также указания на существование еще одного, значительно более далекого компаньона.

Планетология

Кратер Гусева безводен

По общему мнению специалистов, данные космических аппаратов, находившихся на околомарсианской орбите, указывали, что в глубине кратера Гусева некогда находилось большое озеро. Однако трехмесячные исследования самоходного аппарата "Spirit" никаких следов присутствия влаги в прошлом не показали. Между тем при выборе района посадки именно эта крупная впадина считалась наиболее вероятным кандидатом (из 185) на присутствие воды. К тому же к кратеру Гусева подходит протянувшийся на 900 км "канал" долины Ма'адим Валлис, по которому, как полагали, миллионы лет назад поступала вода. Но и ее следов не было обнаружено. Впрочем, если такой сток и существовал когда-то, принесенные осадки уже давно были бы перекрыты на дне озера грязевыми породами или вулканическим пеплом от расположенного поблизости древнего вулкана Аполлинарис Патера.

На дне впадины марсоход обнаружил крупные блоки темной вулканической лавы и тонкие слои желто-коричневой пыли. Даже достигнув кромки близлежащего кратера Боннвиль (диаметр 200 м), ничего, кроме лавовых блоков и пыли, марсоход не обнаружил. Такая пыль покрывает чуть ли не все изученные участки поверхности планеты. Все это привело планетологов к серьезному разочарованию.

Что же касается марсохода "Opportunity", высадившегося на равнине Меридиани Планум, то и там многие из предположений специалистов не оправдались. Хотя следы солоноватых вод здесь и зафиксированы, они не подтверждают гипотезу, будто в этом регионе некогда плескалось целое море.

После посещения кратеров Гусева и Боннвиль марсоход "Spirit" направился в район холмов Колумбия - 100-метровых возвышенностей к востоку от Боннвиля. Там, по представлениям ученых, геологические и топографические черты местности должны резко отличаться от уже изученных им ранее.

Science. 2004. V.304. №5668. P.197 (США).

Метеоритика

С Луны на Землю

В 1795 г. в Бремене знаменитый немецкий астроном Генрих Вильгельм Ольберс (1758-1840), читая лекцию о падении метеорита в Сиене, впервые высказал идею о лунном происхождении метеоритов. Расчеты П.С.Лапласа дали этой идее обоснование с точки зрения небесной механики, и она приобрела популярность. Некоторое время считалось, что камни выбрасываются с Луны в результате мощных вулканических извержений. В 1797 г. известный физик и астроном Г.К.Лихтенберг иронизировал, что Луна - неприятный сосед, так как она швыряется в нас камнями. Однако дальнейшие исследования показали, что метеориты приходят из далекого космоса, в основном из пояса астероидов, и никак не связаны с Луной. Идея была практически забыта на многие годы, и лишь иногда рассматривалась в качестве теоретического упражнения (Еремеева А.И. Рождение научной метеоритики. М., 1982).

В 1969-1976 гг. экспедиции "Apollo" и зонды "Луна" доставили на Землю образцы лунного грунта. Изучив их, астрономы узнали особенности лунного вещества и принялись искать похожие камни... на Земле. Первый метеорит лунного происхождения (ALHA 81005) был найден в Антарктиде в 1981 г., а к 2003 г. в мировых коллекциях насчитывалось уже более 50 лунных метеоритов общей массой 8.5 кг. Кроме Антарктиды, их находят в Сахаре и на Аравийском п-ове. Однородная светлая поверхность почвы в этих местах позволяет легко обнаруживать темные метеориты, а сухой климат способствует их длительной сохранности. Особо урожайной на метеориты считается провинция Дофар на территории Омана: там к 2003 г. на площади около 10 тыс. км² было обнаружено более 300 метеоритов весом от нескольких граммов до 270 кг и общим весом более 530 кг. Из 51 лунного метеорита, имевшегося в коллекциях в 2003 г., 29 были найдены в Омане, 15 - в Антарктиде, 6 - в Сахаре и 1 - в Австралии. Самый старый из них прилетел на Землю около 500 тыс. лет назад.

Статистику лунных метеоритов изучили недавно М.А.Назаров и его коллеги из Института геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН (Назаров М.А., Бадюков Д.Д., Лоренц К.А., Демидова С.И. // Астрон. вестник. 2004. Т.38. №1. C.53-62). Оказалось, что среди всех выпадающих на поверхность Земли каменных метеоритов с массами от 10 г до 1 кг примерно 2-3% прилетает с Луны. Всего на Землю падает несколько сотен лунных метеоритов в год. Хотя статистика пока не очень надежная, все же можно оценить, что за год в атмосферу Земли попадает порядка 100 кг лунного вещества. Примерно половина его не достигает поверхности Земли, так что на поверхность планеты (включая океаны) выпадает около 50 кг лунных метеоритов в год.

Исследование радиационной истории лунных метеоритов показало, что по пути с Луны на Землю они проводят в открытом космосе в среднем около 100 тыс. лет, хотя путешествие некоторых из них могло продолжаться и несколько миллионов лет. Для "старта" с Луны необходима скорость 2.4 км/с. Вероятно, выбросы лунного вещества связаны с падением на поверхность нашего спутника мелких астероидов поперечником от 10 до 300 м, приводящих к образованию кратеров диаметром от 1 до 10 км. Расчеты показывают, что таким образом Луну покидает не намного больше вещества, чем его попадает на Землю. Не исключено даже, что Земля собирает практически все вещество, потерянное Луной. Так что наша планета - неплохой космический пылесос.

Физика

Сверхпроводимость гидридов металлов

Американский специалист по физике твердого тела Н.У.Ашкрофт (N.W.Ashcroft; Корнеллский университет, США), детально проанализировав формулу Макмиллана для критической температуры (T_c) сверхпроводников с фононным механизмом спаривания, пришел к выводу о возможности высокотемпературной сверхпроводимости в гидридах металлов (соединениях типа MH₄, где M - металл IV группы) (Ashcroft N.W. // Phys. Rev. Lett. 2004. V.92. P.187002).

Напомним, что в последние годы был открыт целый ряд новых сверхпроводников, в состав которых входят легкие химические элементы (подробнее см.: Причина аномальной сверхпроводимости MgB₂ // Природа. 2003. №3. С.76-77; Сверхпроводимость лития // Там же. 2003. № 6. С.84; Сверхпроводящий MgB₂-провод получен в Курчатовском институте // Природа. 2003. №8. С.84). При этом критические температуры T_c оказались хотя и не рекордными, но для простых и бинарных соединений весьма высокими (правда, при высоком давлении): например, у MgB₂ T_c = 40 К, а у лития T_c = 15 К. Возможно, именно эти открытия, а также старые теоретические работы по сверхпроводимости металлического водорода и побудили Ашкрофта провести данное исследование.

Давления, которые требуются для перевода гидридов металлов в металлическое (и, как полагает ученый, сверхпроводящее) состояние, вполне достижимы на современном техническом уровне, причем они гораздо ниже, чем необходимо для металлизации водорода. Таким образом, определен еще один класс материалов, перспективных для изготовления сверхпроводников.

http://perst.isssph.kiae.ru/inform/perst/4_10/index.htm

Космическая биология

Сердце в невесомости

Какие изменения происходят в клетках организма млекопитающих в условиях невесомости? Этот вопрос - один из центральных в космической биологии и медицине, однако ответ на него все еще неясен. Для соответствующих исследований разработаны модели, имитирующие на Земле некоторые эффекты невесомости. Наиболее известна и широко используема в научных экспериментах на мелких млекопитающих так называемая модель вывешивания животных в антиортостатическом положении (таз выше головы). Это вызывает в организме характерные для невесомости изменения гемодинамики, при этом значительно меняются условия работы сердечно-сосудистой системы.

Как известно, основная масса мышечных клеток сердца (кардиомиоцитов) специализирована на выполнении его основной функции - сокращения. Однако у сердца есть и вторая функция - секреция пептидов, обладающих натрийуретическим, диуретическим и вазоактивным действием, т.е. участие в регуляции водно-солевого баланса организма. Секреторная функция особенно выражена в кардиомиоцитах правого предсердия. Л.С.Погодина с коллегами (Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова) (Погодина Л.С., Шорникова М.В., ченцов Ю.С. // Известия РАН. Серия биол. 2004. №1. С.8-20) впервые изучали изменения кардиомиоцитов правого предсердия крыс после длительных сроков их антиортостатического вывешивания (14 и 30 сут эксперимента), а также, что особенно интересно, в период после его окончания и при повторе.

Оказалось, что после двухнедельного срока усиливается сократительная активность кардиомиоцитов и интенсифицируется выведение из них секрета. Но в некоторых клетках отмечены признаки истощения функций. При увеличении длительности опыта до 30 сут структура большинства кардиомиоцитов приближалась к норме. Возрастала секретообразующая способность клеток и сохранялось усиленное выведение секрета. Важно отметить, что последующее пребывание крыс в течение 30 сут в нормальном положении не приводило к полной структурно-функциональной нормализации кардиомиоцитов и сопровождалось накоплением в них секрета. Из этого следует, что восстановление клеток предсердия после имитации эффектов невесомости протекает медленнее, чем развиваются изменения во время моделирования невесомости. Эти данные полезны при разработке временных графиков космических полетов.

При повторном 14-суточном вывешивании крыс (после первого 30-суточного и последующего 30-суточного перерыва) изменения гормонпродуцирующего аппарата предсердных клеток менее выражены по сравнению с первым воздействием такой же продолжительности.

Эти исследования дополняют серию проведенных ранее работ, установивших, что клетки сердца крыс, как и некоторых других органов (мозга, гипофиза, щитовидной железы), способны в определенной степени "запоминать" изменение силы тяжести на период около 30 сут, что облегчает их последующую адаптацию к повторному изменению силы тяжести. Безусловно, для практического использования полученных результатов необходимы полетные эксперименты и анализ изменений после пребывания в невесомости во время космического полета.

Медицина

Решена обратная задача электрокардиографии

Роль электрокардиографии (ЭКГ) - одного из инструментов диагностики многих аномалий электрической активности сердца - в современной кардиологии общеизвестна. Однако ЭКГ, будучи непрямым методом регистрации, во многих случаях не дает необходимой информации. Например, этих сведений явно недостаточно, чтобы судить об активности в суправентрикулярных отделах сердца (правом и левом предсердиях, ушках предсердий и пр.) в условиях клинической патологии. В частности, до сих пор остается малоизученной картина самой распространенной аритмии - мерцания-трепетания предсердий. Но, по-видимому, в клиническом анализе электрической активности сердца в ближайшее время могут быть достигнуты значительные успехи благодаря новому методу, недавно предложенному учеными из Кливлендского университета (штат Огайо, США) (Ramanathan C., Ghanem R.N., Jia P., Ryu K., Rudy Y. // Nature Medicine. 2004. 14 March. P.1-7).

Этот метод, названный ECGI (ElectroCardioGraphic Imaging), позволяет неинвазивно проводить прямой анализ электрической активности сердца. При ECGI на торс пациента помещается жилетка, в которую вмонтировано 224 электрода, регистрирующих соответствующее число электрограмм. Пациенту делают компьютерную томограмму торса, что позволяет получить точную пространственную картину торса и сердца, а также расположения отводящих электродов на торсе относительно сердца. Описав эти данные с помощью математического алгоритма, авторы продемонстрировали возможности ECGI для анализа процессов возбуждения (деполяризации) и восстановления исходного электрического состояния (реполяризации) предсердий и желудочков в нормальном сердце, в сердце с нарушением проведения возбуждения (блок правой и левой ножки пучка Гиса) и т.д. Наиболее наглядно преимущества ECGI видны при выявлении мерцания-трепетания предсердий. Дело в том, что при традиционной ЭКГ активность предсердий регистрируется на электрокардиограмме в виде зубца Р, который отражает лишь деполяризацию предсердий, а процессы реполяризации скрыты в желудочковом комплексе и обозначены зубцами Q, R, S, T. Более того, зубец Р растянут во времени, что связано с анатомическими особенностями ориентации предсердий по отношению к проекциям стандартных отведений ЭКГ, с малыми размерами предсердий и другими причинами. Именно поэтому с помощью обычной ЭКГ до сих пор не удавалось точно реконструировать траектории волны возбуждения при различных предсердных аритмиях. При ECGI эта траектория прослеживается почти на всей поверхности обоих предсердий, что позволяет наблюдать хронотопографию возбуждения во время мерцания-трепетания предсердий.

Это лишь одна иллюстрация принципиально новых возможностей метода ECGI для клинического изучения электрофизиологии сердца человека. Главное же в том, что авторам метода удалось решить так называемую обратную задачу электрокардиографии: трансформировать дистанционно зарегистрированные сигналы электрического поля сердца в электрические потенциалы на его поверхности и в результате построить карту активации - траекторию распространения возбуждения по предсердиям в норме и при различных типах патологии сердечного ритма.

В 2002 г. в Голландии торжественно отмечали 100-летие создания В.Эйнтховеном электрокардиографии (Розен М.Р. // Кардиология. 2002. Т.42. №12. С.70-78), которая к настоящему времени стала незаменимым инструментом в кардиологии. Начало второго столетия существования электрокардиографии ознаменовалось созданием на ее базе метода ECGI, что принципиально меняет современные возможности анализа электрических процессов в сердце человека и тем самым создает предпосылки для существенного улучшения диагностики и контроля за лечением заболеваний сердца.

Зоология. Этология

Необычный образ жизни австралийского сцинка

У австралийского сцинка Egernia stokesii необычная форма социальных отношений. Вообще говоря, большинство ящериц - выраженные индивидуалисты; они не поддерживают устойчивых брачных, семейных или иных форм группового взаимодействия. А у этого сцинка неполовозрелые братья и сестры остаются жить постоянной коммуной, которая может существовать до пяти лет и насчитывать до 17 членов. Особи в такой семейной группе используют одно убежище и коллективно греются на солнце. Последнее особенно важно, поскольку у холоднокровных ящериц регулярные и длительные солнечные ванны - необходимый элемент образа жизни. Однако в такие периоды ящерицы наиболее уязвимы для хищников, поскольку лежат неподвижно и на открытых местах.

Логично предположить, что групповые солнечные ванны оказываются для эгерний более безопасными: ведь известно, что хищнику труднее подкрасться незамеченным к стае, чем к одиночке. В целом, стайные животные лучше защищены от внезапных нападений, чем ведущие одиночный образ жизни.

Гипотезу о таком преимуществе группового образа жизни эгерний проверяли Э.Лэнхам и М.Булл (E.Lanham, M.Bull; Флиндерский университет, Австралия). В течение нескольких лет они содержали потомков 20 беременных самок эгерний, пойманных в природе. В ходе экспериментов исследователи наблюдали за поведением ящериц как в семейных группах, так и отделенных от собратьев. Тонкие нюансы (например, греется ли сцинк с открытыми или закрытыми глазами) регистрировали путем видеонаблюдения.

Исследователям удалось подтвердить предположение о том, что находящиеся в группе эгернии раньше реагируют на потенциальную опасность, чем одиночные особи. Кроме того, ящерицы, греющиеся на солнце компаниями, больше времени проводят с закрытыми глазами, очевидно, чувствуя себя более уверенно. Таким образом, социальные взаимодействия повышают шансы выживания эгерний.

Journal of Zoology. London. 2004. V.263. №1. P.95-99 (Великобритания).

Организация науки

Система систем наблюдения Земли

Представители 47 государств, отвечающие за организацию и проведение метеорологических, океанологических, климатологических и экологических работ в своих странах, приняли на Втором саммите руководителей наблюдений за состоянием нашей планеты (Токио, апрель 2004 г.) 10-летний план взаимного обмена данными, что позволит обнаружить существующие в них пробелы и создать условия для их ликвидации. Этот план станет частью более широкой программы GEOSS (Global Earth Observation System of Systems - Система систем глобального наблюдения Земли).

Такое объединение потребует преодолеть ряд серьезных технических и политических барьеров, в частности выработать единые форматы для собираемых наблюдательных данных. Отмечается, что в ряде случаев государство может отказаться от обмена некоторыми видами информации (например, Япония не станет раскрывать ихтиологические и океанологические данные, которые помогли бы китайским и корейским рыболовам увеличить добычу в водах, омывающих эти страны; не исключено вето на информацию, которая будет сочтена государством важной для своей безопасности и т.п.).

Выполнение плана будет связано с немалыми расходами, которые, вероятно, затруднительны для развивающихся стран; глава Национального управления по изучению океана и атмосферы США К.Лаутенбахер (C.Lautenbacher) констатировал, что ныне существующая система GLOSS (Global Sea-Level Observation - Глобальное наблюдение за уровнем моря) страдает из-за пробелов во многих национальных сетях. По мнению японского министра образования, индустриальные страны должны им в этом помочь.

Идея создать подобную систему систем была предложена США еще на предыдущем совещании (Вашингтон, 2003 г.). Теперь соответствующие организации всех 47 государств должны представить свои конкретные предложения.

Science. 2004. V.304. №5671. P.661 (США).

Антропология. Демография

Роль бабушек в эволюции человека

Может ли естественный отбор действовать на признаки, проявляющиеся лишь в пострепродуктивный период, когда организм уже неспособен к размножению? Ответ утвердительный: может, если такие признаки наследуются и увеличивают жизнеспособность или репродуктивный успех потомков пожилого организма. Эта гипотеза была высказана много лет назад. Она позволяет объяснить, почему, например, женщины преклонного возраста, когда они уже не могут иметь детей, живут в среднем дольше, чем мужчины, у которых репродуктивная способность может сохраняться до глубокой старости. Тем не менее до недавнего времени данная гипотеза не была проверена.

Группа исследователей из Финляндии, Великобритании и Канады впервые получила экспериментальное подтверждение этих умозрительных построений (Lahdenperд M. // Nature. 2004. V.428. P.178-181). Используя полные демографические данные о населении одного района Финляндии и одного района Канады в XVIII и XIX вв., они доказали, что у бабушек, проживших более долгую жизнь, в среднем было достоверно больше внуков, чем у бабушек, умерших молодыми. Следовательно, в человеческих популяциях идет отбор, поддерживающий долголетие бабушек, так как признаки бабушек-долгожительниц достаются большему числу потомков, чем признаки бабушек, умирающих рано. Очевидно, причина этого в том, что бабушки помогают матерям и отцам заботиться о детях, поэтому в семьях, где жива бабушка, родители могут позволить себе завести больше детей, а детская смертность в среднем ниже, чем в семьях, где родители вынуждены растить детей без помощи бабушки.

По-видимому, именно такой отбор привел к возникновению у людей столь редкой особенности - долго жить в пострепродуктивный период. Человеческие дети становятся самостоятельными намного позже, чем детеныши наших ближайших родственников - шимпанзе, поэтому забота бабушки для детей человека важнее, чем для маленьких обезьян. Вероятно, на том этапе человеческой эволюции, когда развитие детей стало достаточно долгим, естественный отбор начал работать в пользу бабушек-долгожительниц.

КОРОТКО

Всемирный союз охраны природы в настоящее время располагает базой данных по 24 тыс. видов растений и животных. Она составлена на основе информации, присланной 8 тыс. ученых из 181 страны. На сайте www.iucnredlist.org можно ознакомиться с Красной книгой Союза, здесь же содержится наиболее полный и достоверный перечень сведений о работах по сохранению видов.

Terre Sauvage. 2004. №191. P.16 (Франция).

Американские исследователи изучили образцы тканей, взятых с 283 мумий, которые очень хорошо сохранились в условиях сухого климата западного побережья Южной Америки. У 41% обследованных мумий была обнаружена трипаносома (Trypanosoma crusi) - одноклеточный паразит, возбудитель болезни Чагаса. Эти данные позволяют считать, что доля населения, пораженного этой болезнью, и ее распределение по возрасту и полу достаточно близки к современным показателям. Исследователи полагают, что болезнь Чагаса уже существовала как минимум 9 тыс. лет назад.

Sciences et Avenir. 2004. №685. P.30 (Франция).

Печальный рекорд по числу исчезнувших видов флоры и фауны установлен в США штатом Гавайи. Согласно опубликованному в мае 2004 г. докладу Центра по биологическому разнообразию, из 108 видов, вымерших в стране за 1973-1994 гг., на этот штат приходится 49. В их число входят 15 видов брюхоногих моллюсков, 12 - растений, 14 - насекомых и восемь - птиц, в том числе большой певчий дрозд кауаи, некогда самый распространенный на архипелаге вид птиц.

Sciences et Avenir. 2004. №688. P.42 (Франция).

В Швейцарии с 1 января 2004 г. введен налог на бензин и дизельное топливо, в которых содержание серы превышает 10 мг/кг, т.е. составляет 0.001%. Этот налог должен способствовать уходу с топливного рынка марок автомобильного горючего, не очищенных от серы. Европейским Союзом установлены следующие нормы содержания серы: 150 мг/кг для бензина и 350 мг/кг для дизельного топлива.

Terre Sauvage. 2004. №190. P.18 (Франция).

В Германии обнаружены две ископаемые птицы длиной 4 см, по строению клюва и крыльев сходные с колибри. Это означает, что колибри, ныне распространенные лишь в Америке, 30 млн лет назад обитали в Европе.

Sciences et Avenir. 2004. №688. P.24 (Франция).

В отдельных районах бассейна Эйткена - гигантской низины поперечником около 2500 км, расположенной вокруг южного полюса Луны, встречаются углубления, уходящие на 13 км от поверхности. Возраст бассейна, вероятно, 4 млрд лет, а значит, этот древнейший геологический объект в Солнечной системе мог быть свидетелем ранних стадий формирования всей системы. В планах НАСА - запуск на Луну автоматических устройств с целью отбора и доставки на Землю образцов лунных пород, а также решение все еще спорной проблемы - в каком количестве и качестве на Луне имеется вода. На такие операции потребуется примерно 700 млн долл. Запуск американских космических аппаратов, несущих луноходы к южному полюсу естественного спутника Земли, запланирован на 2010 г.

Science. 2004. V.303. №5658. P.612 (США).

РЕЦЕНЗИЯ

О.А. Гомазков.
ПОРТРЕТЫ РАЗНЫХ ВРЕМЕН.
ОЧЕРКИ. ЭССЕ. ПОВЕСТЬ
М.: ИКАР, 2004. 172 с.

О временах
и времени жизни

Б.Я. Гурвиц,
доктор биологических наук
Институт биохимии им. А.Н. Баха РАН
Москва

По-видимому, есть какая-то закономерность, что человек, профессионально работающий в биологии, тяготеет к профессиональному занятию литературой. Точнее, к писательству. Сколько их, известных поэтов, прозаиков, эссеистов, - биологи, вышедшие из Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова за последние полвека! Автор прекрасных рассказов о животных Игорь Акимушкин, кинодраматург Эдгар Дубровский, поэт Дмитрий Сухарев, создатель повестей о Беломорье Вадим Федоров и еще немало тех, кто успешно сочетает работу в науке с профессиональной литературой. Да и Букеровский лауреат Людмила Улицкая тоже получила диплом биолога в те же 1960-е годы. Кто-то пошутил, что гены биолога соединены спиральной связью с генами филолога, и, экспрессируясь по мере познания мира природы - как ее внешнего облика, так и внутреннего устройства, - они рождают потребность излить свое видение и свои эмоции на бумагу.

Вот книга профессионального биолога, физиолога и биохимика, О.А.Гомазкова, который еще в пору студенчества был заметен как незаурядная художественная натура. Эпоха пятидесятых на биофаке МГУ, отмечавшего тогда свое 200-летие, была полна кипения и инициатив в научной и общественной жизни, наполненной студенческими спектаклями, агитпоходами, концертами на целине и больших стройках.

Олег Александрович - профессор, доктор биологических наук, один из ведущих специалистов в исследовании физиологически активных пептидов, автор восьми научных монографий. Первая его научная публикация появилась в журнале "Природа" в 1958 г. [1]. "Вторая натура" продолжала жить все эти годы, и с перерывом в несколько лет он написал сначала небольшую книжку "Доминанта" (1994) - сборник рассказов и очерков о людях науки, с которыми сводила работа (И.Д.Папанине, В.Н.Черниговском, В.А.Неговском), а также прекрасные портреты-эссе о И.М.Сеченове и А.А.Ухтомском. Уже тогда обращало на себя внимание его умение, будучи в научной поездке, увидеть новые, необычные срезы окружающего мира ("Листки из японского блокнота", "Притча о национальном генотипе").

В 1996 г. вышла биографическая книга Гомазкова "Прогулки в детство", обозначенная как "повесть вне жанра". Это был документально и литературно выверенный рассказ о жизни нашего современника - мальчика из военного Сталинграда, студента-биолога, стажера в Университете А. и В.Гумбольдтов в Берлине, ученого, отца и гражданина. Повесть оказывается необычно построенной: в главное содержание встроено реалистическое жизнеописание близких, но давно потерянных людей, как если бы они дожили до наших дней. В той книге, которая писалась в период нынешних больших перемен в стране и в отечественной науке, отчетливо проступило чувство причастности ко всему, что связано со страной, ее историей, вплетенной в канву мировой цивилизации. И в то же время это был рассказ о доброте как исходном качестве человека в разрезе всех событий и времен эпохи.

Новая книга Гомазкова называется "Портреты разных времен". Она открывается предисловием, которое написал его "собрат" по студенческим годам академик В.П.Скулачев (одна из глав так и называется - "Беседы с собратом"). "Хемингуэй как-то заметил, - пишет Скулачев, - что писать надо так, чтобы прочитанное становилось для читателя частью его жизненного опыта. Я очень горжусь своим старинным товарищем Олегом Гомазковым за то, что он вышел на этот, в сущности, высший уровень писательского мастерства. <...> Страшная беда нашего времени, которое рискует войти в историю как смутное время или даже безвременье, - это исчезновение писателей, способных отразить действительность, не исказив ее до неузнаваемости. Гомазков - очень современный писатель, хотя любит экскурсы вглубь веков. Седая старина в его описании - это взгляд человека нашего поколения".

Действительно, немало страниц книги посвящено "седой старине": в рассказе "Ксения - царская дочь. Густав - сын короля" через трагические судьбы царских отпрысков повествуется о современном понимании добра и зла, судьбы и справедливости. Поездка в небольшой городок Тверской обл., казалось бы случай, подвиг автора к литературным "раскопкам", представленным читателю на пороге нового технократического и информационного века. Поездка в Казань послужила поводом высветить еще одну судьбу - выдающегося человека, врача, ученого, литератора Карла Фукса, совсем забытого - нет, не в России, а на родине, в Германии, откуда он почти случайно приехал в этот древний волжский город, да и остался там на всю жизнь. Он стал одним из самых почитаемых жителей Казани, ректором университета, собирателем этнографических ценностей, в его доме гостили А.С.Пушкин, Е.Боратынский, А.Гумбольдт, Н.И.Лобачевский, С.Т.Аксаков... Гомазков - автор эссе о Карле Фуксе - во время командировки в Германию посетил по приглашению бургомистра город Герборн, где родился Фукс, сделал там иллюстрированный доклад и соединил, таким образом, времена и пространства двух столетий нашей истории.

И еще одно соединение культур России и Германии. Эссе "Великий непоседа" повествует о путешествии знаменитого ученого-энциклопедиста Гумбольдта в Россию в 20-х годах XIX в. В стиле исторически достоверных сведений и забавных казусов рассказывается о малоизвестной экспедиции Гумбольдта и его спутников от Санкт-Петербурга до Алтая. И хотя путешествие носило характер официального, спонсированного российским правительством вояжа, что предполагало невероятное число встреч, приемов и заседаний, Гумбольдт сумел собрать огромную коллекцию растений и минералов, сделать массу ценнейших наблюдений касательно географии и геофизики России. Недаром по завершении этой экспедиции он начинает работу над фундаментальной книгой о космосе, названной "Космос и гуманитарность". "Никогда в течение моей беспокойной жизни я не в состоянии был собрать в короткое время (6 месяцев) такую массу наблюдений и идей! <...> Здесь научная география соприкасается с рациональным разысканием и применением минералов и, следовательно, с настоящим практическим горным делом", - писал он.

Небольшая повесть ("День рождения сына") - интересно выстроенный сплав "старины и современности", где поездки автора в Голландию и в Париж послужили поводом для рассказов о судьбах художника Харменса ван Рейна Рембрандта, скульптора Огюста Родена, физиолога Клода Бернара, Наполеона, и о современных ученых - биологах М.С.Мицкевиче и С.Е.Северине. Академик Сергей Евгеньевич Северин, выдающийся отечественный биохимик - "рыцарь науки XX века", как говорится о нем в одной из глав книги. Профессор Северин в течение 55 лет руководил кафедрой биохимии животных на биолого-почвенном факультете МГУ, воспитал сотни специалистов, оставил глубокий след в науке второй половины XX в. В книге отыскиваются его фамильные корни, след которых возникает в средневековой Франции, что знаменует идущую через века и страны непрерывность культуры.

Повесть-сюжеты, повесть-портреты, повесть-размышления о науке и о современном мире, где отношения людей, потребности и стиль жизни, содержание науки и вообще ценность человека как социальной частицы цивилизации существенно видоизменяются. По-видимому, неслучайно в предисловии автор говорит: "когда все это писалось, подспудно жила основная идея, осознаваемая уже потом, с последними страницами темы. На пороге века и на пороге новой цивилизации казалось важным напомнить о непрерывности нашей жизни - исторической и жизни каждого из нас. Но я - биолог-физиолог по образованию - хорошо усвоил два правила. Первое - то, что в основе социального мироустройства лежит все-таки биологическая, если хотите, генетическая природа живого, самого человека. И потому (второе) - все не начинается "заново", после разрушенного до основания, а все продолжается ЗАНОВО". И дальше - как организующий алгоритм всей книги, как тембр фонового звучания - слышится главный инструмент этого закона. "Наверное, мы здесь потому, чтобы научиться любить" - эти слова кинорежиссера А.Тарковского вынесены эпиграфом ко всему изложению.

И как иллюстрация этой темы - рассказ о жизни и смерти поэта Евгения Боратынского, основанный на новом, удивительном для неспециалиста-литературоведа, прочтении исторических документов. Физиолог Гомазков предлагает свою трактовку трагической судьбы поэта, не востребованного эпохой, не сумевшего "вытащить" себя из обыденности благополучия.

В этом контексте особенно интересно читается очерк "Беседы с собратом", где в разговоре о современной науке и о современной жизни собеседники пытаются очертить контуры будущего мира [2]. Темы, в нем изложенные, касаются как жизни научного сообщества ("Гранты и гранды"), так и сообщества человеческого вообще. И снова, как рецепт спасения, автор рисует необычный литературный образ: "Мы выходим на улицу, в полночную весеннюю темень. У подъезда Корпуса стоят одинокие "жигуленки": кто-то еще "пашет" со своими сцинцилляторами и центрифугами. Рядом, за оградой тихо просыпается после зимы университетский ботсад. Вдоль дороги и дальше по проспекту к главному зданию лежат огромные серебристые цистерны. Как всегда, физикам не хватает места <...>. Цистерны похожи на пузатые космические дирижабли, словно приготовленные для бегства с Земли <...>. Я хочу сказать об этом Скулачеву, но что-то мешает озвучить мрачную шутку. - Я очень домашний, я очень люблю место, где я живу", - сказал Скулачев.

В заключение нельзя не отметить высокую эстетичность книги. Это, несомненно, документальное изложение, основанное на действительных, строго выверенных фактах. И в то же время оно оформлено в хорошем литературном стиле, в форме ассоциаций и даже стихотворных строчек. Манера изложения - спокойная, лиричная, однако автор умеет выстроить интригу повествования, держит читателя в постоянном интересе к новой информации и размышлениям.

В книге немало забавных сцен и портретов коллег, встреченных на симпозиуме или в лаборатории ("День рождения сына"). Большое число персонажей из "разных времен", однако органично встроенных в общую канву содержания. Здесь же воочию представлены улицы, дома, музеи, скульптуры, обычаи, приметы Амстердама и Парижа, где, судя по описанию, автор побывал совсем недолго, но так много сумел рассмотреть, сплетя в единое полотно современности.

Читателю кажется, что истории и переживания автора, столь близкие и понятные, становятся событиями его собственной жизни, образами его многих воспоминаний. Все повторяется в этом мире. Непостижимым образом в книге удается передать вибрации изображения не реальности, а отношения к ней, не глаз, а взгляда, не жеста, а чувства, впечатления, настроения; не слова, а мысли. И приоткрывается тайна искусства: мы рассматриваем картину, но и она смотрит на нас; мы изучаем статую, но и она пытается заговорить с нами; мы играем на виолончели, и инструмент "стонет" под нашими пальцами. Иначе - звук, полотно и камень мертвы!

В наше бешеное время, безуспешно стремящееся склеить разрыв времен двух тысячелетий, соединить ненависть и гордыню с милосердием, красотой и любовью, эта замечательная книга призывает придержать бег, сделать остановку внутри себя, в спокойствии души. И подумать о том, что в сущности литература, искусство и наука рождаются в попытке вырваться за пределы предуготовленного порядка и ритма жизни, выявить ее неразгаданный смысл, изменить общий информационный фон времени.

Литература

1. Гомазков О.А. Еще раз о свечении морских одноклеточных организмов // Природа. 1958. №6. С.127-128.

2. Скулачев В.П., Гомазков О.А. Энергетика науки // Природа. 1995. №10. С.62-77.

НОВЫЕ КНИГИ

Микробиология

Труды Института микробиологии им.С.Н.Виноградского. Вып. ХII: Юбилейный сборник к 70-летию института. Отв. ред. В.Ф.Гальченко. М.: Наука, 2004. 423 с.

Истекший год был богатым на интересные книги, выпущенные издательством "Наука". Юбилейный сборник "Трудов Института микробиологии" - тому пример. Этот академический институт - один из старейших, и издает подобные Труды с 1951 г. В последнем, 12-м, сборнике освещены основные направления фундаментальных и прикладных исследований, проводимых в институте и касающихся общей микробиологии. Диапазон работ очень широк: от криптожизни на Марсе и спутниках Юпитера, разнообразия микроорганизмов, населяющих ледниковую толщу Антарктиды, до молекулярной биологии бактериофагов. Обсуждаются также микробное население метановых сипов, глубоководных гидротерм, нефтяных месторождений; физиология, биохимия и экология уникальных микроорганизмов и многое другое.

Конечно, юбилейный выпуск будет полезен и интересен микробиологам - и сотрудникам научных учреждений, и аспирантам, и студентам.

Уже, наверное, набило оскомину упоминание о неполадках в русском языке. К сожалению, в сборнике немало огрехов, связанных со склонением существительных и прилагательных, а ведь в выходных данных значатся корректоры.

Этнография

Г.Г.Ершова. МАЙЯ: ТАЙНЫ ДРЕВНЕГО ПИСЬМА. М.: Алетейа, 2004. 296 с. (Из сер. "Vita memoriae".)

Вышла новая книга Галины Ершовой, доктора исторических наук, автора нескольких монографий, посвященных истории древних американских цивилизаций. Это своеобразное учебное пособие, в котором интересно и доступно рассказывается о древней письменности индейцев майя, что позволит даже неподготовленному читателю овладеть основами удивительного искусства чтения текстов древних индейцев.

Многочисленные иллюстрации позволят совершить увлекательное путешествие по книге, а данный в приложении список иероглифов, составленный дешифровщиком письма майя Ю.В.Кнорозовым, представит несомненный интерес для научных сотрудников, занимающихся проблемами индеанистики и истории древней Америки.

История науки

ЛЕОНАРДО ДА ВИНЧИ И КУЛЬТУРА ВОЗРОЖДЕНИЯ. Отв. ред. Л.М.Брагина. М.: Наука, 2004. 274 с. (Из сер. "Культура Возрождения".)

Дарования Леонардо да Винчи позволили ему проявить себя на удивление многогранно: он был художником, архитектором, ученым. Его научные интересы не имели границ: математика и физика (механика, оптика, гидравлика), астрономия, геодезия и картография, ботаника, физиология и анатомия. Он изложил основные принципы конструирования цепных передач, технологических средств шлифования оптических стекол, различных летательных аппаратов, всевозможных машин и транспортных устройств, станков для обработки материалов. Научные прозрения и технические идеи Леонардо не были востребованы эпохой, однако спустя 250-300 лет инженерная практика подтвердила правоту и гениальность его разработок.

550-летие со дня рождения Леонардо да Винчи было отмечено проведением Международной научной конференции "Творческое наследие Леонардо да Винчи". Статьи написаны по материалам докладов, с которыми участники конференции выступили в Политехническом музее. В них освещаются разные грани творчества Леонардо - художника, инженера, писателя, мыслителя, а также влияние его идей на культуру эпохи Возрождения Италии, Германии, Франции, Чехии.

История науки

Л.И.Лотова, А.К.Тимонин, Г.Г.Куликова и др. КАФЕДРЕ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ 200 ЛЕТ: Учебно-методическое пособие. Отв. ред. А.К.Тимонин. М.: Т-во науч. изд. кмК, 2004.152 с.

Книга написана в связи с 250-летним юбилеем Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова и посвящена кафедре ботаники, которая моложе самого университета на 50 лет. В ней рассказано об истории становления кафедры, ее заведующих, научных достижениях и трудностях, возникавших в ходе реорганизации университета, в частности биологического факультета, и их преодолении. Большое внимание уделено современным научным направлениям, существующим в ботанике.

Издание иллюстрировано оригинальными фотографиями и предназначено для всех желающих познакомиться с кафедрой морфологии и систематики высших растений - прямой наследницей кафедры ботаники, организованной в 1804 г. Это учебное пособие, рассчитанное на ботаников, историков и широкий круг читателей, интересующихся развитием науки в России. Создатели книги надеются, что она привлечет выпускников кафедры, которые, вероятно, с теплым чувством вспомнят студенческие годы, проведенные в Alma Mater.