Новости науки

[Rise]

picture.jpg

Желатин и папайя избавят мороженое от кристаллов

Цитата: Профессор Шренивасан Дамодаран (Srinivasan Damodaran) из Университета Висконсин-Мэдисон открыл новый пищевой антифриз на основе желатина. Добавление такого антифриза в мороженное предотвращает образование кристалликов льда при хранении, сообщается в пресс-релизе на сайте университета. В качестве исходного материала брался желатин, который представляет собой продукт денатурации коллагена - белка соединительной ткани животных. Для получения антифриза Дамодаран обрабатывал желатин ферментом папаином. Он добывается из папайи и разрушает пептидные связи в молекулах белка. Под действием папаина длинные молекулы желатина распадалась на маленькие куски. Полученную массу добавляли в мороженое. После этого смесь подвергали воздействию перепадов температуры. В такие условия попадает мороженое, хранящееся в холодильнике, который постоянно открывают и закрывают. При этом обычно в нем образуются кристаллики льда. В мороженом с разработанным Дамодараном антифризом такого не происходило. Обработанный папаином желатин играет роль антифризного белка. Антифризные белки – группа белков, которые предотвращают замерзание плазмы крови у некоторых организмов при отрицательных температурах. Схема их работы отличается от обычного антифриза в автомобиле, который просто понижает температуру замерзания воды. Молекула антифризного белка прикрепляется к микроскопическому кристаллу льда, не давая ему расти. В настоящее время уже существует мороженое, в котором кристаллики льда при хранении не образуются. Оно производится американской компанией Unilever с добавлением настоящего антифризного белка, полученного из печени рыбы. Этот белок не добывается из рыб, а производится промышленно. Многие потребители, опасающиеся генно-модифицированных продуктов, не хотят покупать мороженое с таким белком. Новый антифриз лишен подобных недостатков. Кроме этого, по словам самого профессора, эта добавка может похожим образом помочь в хранении мяса, в котором кристаллы льда портят внешний вид.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/02/icecream/

[LiO]

picture.jpg
Массив Джек Хиллс в Австралии -
участок нетронутой древней Земли.
Фото с сайта nlineminerals.com

Ученые отодвинули дату зарождения
жизни на 750 миллионов лет

Цитата: Международная команда ученых, изучавшая залежи циркона в массиве Джек Хиллс (Jack Hills) в Австралии, пришла к выводу, что жизнь могла зародиться на Земле на 750 миллионов лет раньше, чем принято считать. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. В Джек Хиллс были обнаружены самые древние из известных залежей углерода. Команда ученых под руководством Симона Вилде (Simon A. Wilde) из Технологического университета Кертина исследовала соотношение изотопов углерода 12C и 13C в крошечных углеродных и алмазных гранулах, находящихся внутри кристаллов циркона. Такие гранулы, также известные как включения, защищенные циркониевой "оболочкой", остаются неизменными с течением времени. По словам ученых, исследование включений показало, что они образовались независимо, а не сформировались внутри кристалла циркона, и поэтому могут считаться "маркерами" древней эволюции. Всего ученые проанализировали 22 включения, обнаруженных в 18 кристаллах циркона. Их возраст варьировал от 3,05 до 4,25 миллиарда лет. В части исследованных включений содержание тяжелого изотопа 13C оказалось почти в два раза ниже среднего значения, выведенного по результатам анализа других древних образцов углерода. К появлению большого количества легких изотопов углерода могут приводить некоторые процессы, происходящие в живых клетках, например, фотосинтез. Тем не менее, ученые не исключают, что появление изотопа 12C в гранулах может объясняться другими процессами. Так, легкий изотоп мог образоваться при некоторых реакциях оксидов углерода, метана, водорода и воды. Все эти вещества присутствовали в атмосфере ранней Земли. Чтобы подтвердить, как именно образовался изотоп углерода 12C во включениях из Джек Хиллс, необходимо провести дополнительное исследование. Интересно, что анализ кристаллов циркона из Джек Хиллс "отодвинул" не только время зарождения жизни (хотя, повторимся, этот факт требует подтверждения), но и возраст континентов. Наиболее распространенная теория предполагает, что жизнь образовалась на Земле около 3,5 миллиардов лет назад. В этот период наша планета подвергалась интенсивной метеоритной бомбардировке. Некоторые исследователи считают, что органические молекулы, ставшие стартовым материалом для формирования живых организмов, могли быть занесены на Землю на одном из метеоритов. Доказательством этой точки зрения может стать опубликованная в прошлом месяце работа, авторы которой доложили о том, что найденные на метеорите Мурчисон органические молекулы имеют внеземное происхождение.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/03/life/

[LiO]

picture.jpg
Внешний вид гелиосферы (синим цветом).
Оранжевым показан межзвездный газ.
Сфера в центре – граница ударной волны.
Яркая точка в центре сферы – Солнце.
Изображение NASA/Walt Feimer

Найдена "потерянная" энергия солнечного ветра

Цитата: Ученые из университета Беркли, Калифорния, закончили исследование отдаленных областей гелиосферы – района космоса, в котором присутствуют потоки заряженных частиц, испускаемых Солнцем. В 2007 году было обнаружена, что энергия таких потоков (называемых солнечным ветром) в отдаленных районах гелиосферы (heliosheath) на 70 процентов ниже расчетной. В результате исследования астрономам удалось найти недостающую энергию. Работа ученых опубликована в журнале Nature Космическая программа "Стерео" ("STEREO") изначально была направлена на изучение Солнца. В рамках этой программы на орбиту были выведены два спутника с научным оборудованием. На каждом был установлен супратермальный электронный детектор, предназначенный для обнаружения электронов. Как выяснилось, такие детекторы могут улавливать так называемые нейтральные энергетические атомы. Они образуются при попадании плазмы в разряженную среду. Ионы плазмы начинают сталкиваться с атомами среды, порождая поток быстрых атомов, называемых нейтральные энергетические атомы. Такие атомы движутся со скоростью ионов, сохраняя информацию о породившей их плазме. Кроме того, они не подвержены воздействию магнитных полей, поскольку не обладают электрическим зарядом. Изучая потоки таких атомов, идущие из дальних районов гелиосферы, ученым удалось получить карту распределения ионов плазмы. Средняя скорость солнечного ветра рядом с Солнцем составляет 450 километров в секунду. Область гелиосферы, где скорость частиц становится дозвуковой, называется границей ударной волны. За этой границей лежит наименее изученная область гелиосферы. Именно там ионы солнечного ветра взаимодействуют с частицами межзвездного газа и порождают нейтральные энергетические атомы, которые регистрировала аппаратура на борту спутников "Стерео". Граница ударной волны была обследована аппаратами "Вояджер 1" и "Вояджер 2". Они установили, что энергия космического ветра после пересечения границы составляет менее трети от энергии солнечного ветра до пересечения. Новые данные, полученные "Стерео", показывают, что недостающая энергия содержится в облаках ионов, заполняющих гелиосферу.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/04/solarwind/

[Agent 007]

Может ли история стать настоящей наукой?

peter_turchin_war_&_peace_&_war_300.jpg
Одна из книг Петра Турчина, в которой апробируются подходы к превращению истории в строгую аналитическую науку. Изображение с сайта eclectic.ss.uci.edu

Цитата: По мнению многих экспертов, история не может стать строгой аналитической наукой из-за огромной сложности человеческих обществ и принципиальных различий, существующих между странами и эпохами. Однако специальные исследования показали наличие в историческом процессе строгих математических закономерностей. Для их изучения предлагается создать новую науку — «клиодинамику». Идея о том, что в историческом развитии человечества можно найти строгие закономерности, давно витает в воздухе. Любителям научной фантастики эта идея хорошо известна по знаменитой эпопее Айзека Азимова «Основание». Сюжет этого классического произведения основан на том, что великому математику Сэлдону удалось разработать математический аппарат, позволяющий с большой точностью предсказывать поведение больших масс людей. Разработанная Сэлдоном новая наука — «психоистория» — показала, что реакции больших человеческих масс подчиняются строгим законам, хотя поведение каждого отдельного человека остается непредсказуемым. Несмотря на всю правдоподобность и привлекательность этой идеи, прошли десятилетия, прежде чем она постепенно начала перебираться со страниц фантастических романов в серьезные научные издания. И вот наконец она пробилась «на самый верх». Журнал Nature опубликовал краткое эссе Петра Турчина, профессора Коннектикутского университета (США), который в течение многих лет занимается поиском математических закономерностей, одинаково справедливых для самых разных обществ и исторических эпох. Среди ближайших коллег и соратников Турчина, на работы которых он ссылается в своем эссе, — российские историки Андрей Коротаев и Сергей Нефёдов. Турчин отмечает, что истории как строгой науки на сегодняшний день, по сути дела, не существует. Например, для объяснения причин гибели Римской империи предложено более 200 гипотез, в том числе взаимоисключающих, и никакого консенсуса не предвидится. Это всё равно, как если бы в физике теория флогистона и термодинамика продолжали бы по сей день существовать «на равных». Общество оплачивает биомедицинские исследования, чтобы поддерживать наше телесное здоровье, и экологические исследования — чтобы поддерживать здоровье экосистем, однако представления о том, от чего зависит здоровье общества, до сих пор остаются на донаучной стадии развития. Это положение можно и нужно исправить. По мнению Турчина, лучше не пытаться реформировать историческую науку, которая традиционно ищет причины явлений в частных особенностях конкретного общества и эпохи, а создать совершенно новую дисциплину — «клиодинамику» (Клио — муза истории). Задачей клиодинамики должен стать поиск объединяющих теорий и проверка их на основе разнообразных массивов данных — исторических, археологических и прочих, вплоть до нумизматических. Выполнима ли задача в принципе? Многие историки отвечают на этот вопрос отрицательно, ссылаясь на огромную сложность человеческих обществ, на наличие у людей свободы воли (что якобы делает их поведение непредсказуемым) и, самое главное, на глубокие качественные различия между обществами и эпохами. Если бы эти возражения были верны, замечает Турчин, в истории не было бы строгих количественных закономерностей. Любая взаимосвязь между важными количественными показателями была бы специфична для данного региона, культуры, эпохи. Это, однако, не соответствует действительности. Некоторые общие закономерности прослеживаются в развитии совершенно разных обществ, удаленных друг от друга во времени и пространстве. Например, для многих аграрных (доиндустриальных) обществ характерны периодические всплески внутренней нестабильности (бунтов, гражданских войн, революций и т. п.), которые продолжаются около ста лет и случаются раз в два-три столетия. Периодам нестабильности всегда предшествует быстрый рост населения. Например, в Западной Европе после периода бурного роста населения в XIII веке наступил «позднесредневековый кризис», включающий столетнюю войну во Франции, войну Алой и Белой розы в Англии и гуситские войны в Германии. Рост населения в XVI веке сменился «кризисом XVII века» (религиозные войны и Фронда во Франции, тридцатилетняя война в Германии, Английская революция и т. д.) Главный вопрос состоит в том, являются ли подобные закономерности статистически значимыми, выдерживают ли они строгую математическую проверку? Или, может быть, это всего лишь некие расплывчатые тенденции, которые историк может заметить, а может и не заметить в зависимости от того, какие факты из огромного множества имеющихся исторических данных он выберет для анализа? Чтобы ответить на этот вопрос, Турчин, Нефёдов и Коротаев собрали подробные количественные данные по важнейшим демографическим, социальным и политическим «переменным» для различных обществ и исторических эпох. Анализ восьми «демографических циклов» в Англии, Франции, Римской империи и России показал, что некоторые закономерности характеризуются высоким уровнем статистической значимости. Например, политическая и социальная нестабильность, как выяснилось, всегда в несколько раз выше в периоды снижения численности населения, чем во время демографического роста. Вероятность того, что эта и другие подобные закономерности объясняются случайным совпадением, пренебрежимо мала. Аналогичные расчеты позже были проведены для древнего Китая и Египта. Выявленные ранее закономерности полностью подтвердились и на этом материале. Исследователям удалось построить количественные модели демографических циклов, которые с большой точностью описывают динамику изученных переменных. В ходе этой работы, в частности, выяснилось, что связь между ростом населения и общественной нестабильностью не является прямой (по принципу «больше людей — нехватка продовольствия — гражданские беспорядки»); она опосредуется долгосрочными эффектами, которые оказывает рост населения на структуру общества. Важную роль играет явление, получившее название «перепроизводство элиты» (подробнее о механизмах, лежащих в основе демографических циклов, можно узнать из интервью с Петром Турчиным, Андреем Коротаевым и Сергеем Нефедовым; см. ссылки внизу). Главный вывод состоит в том, что далеко не всё в истории объясняется «частностями» — конкретными особенностями данной культуры, страны и эпохи. Некоторые аспекты исторической динамики одинаковы для самых разных обществ — от Римской Империи и средневекового Китая до средневековой Франции и царской России. Приложимы ли модели, разработанные для аграрных обществ, к современной исторической эпохе — это, конечно, большой вопрос. По мнению Турчина, ряд косвенных данных указывает на то, что модели, возможно, не придется очень сильно переделывать. Впрочем, некоторые коллеги, возможно, не согласятся с этим утверждением. В частности, есть основания полагать, что демографические законы радикально изменились в последние 50 лет, поскольку развитые общества наконец сумели вырваться из так называемой «мальтузианской ловушки»: дальнейший научно-технический прогресс и рост валового продукта уже не ускоряют рост населения, как это было на протяжении большей части человеческой истории, а наоборот, способствуют его замедлению в развитых странах. В отличие от психоистории Сэлдона, клиодинамика Турчина не сможет предсказывать будущее даже после того, как теория пройдет все эмпирические проверки. По крайней мере, так считает сам Петр Турчин, ссылаясь на такие объективные трудности, как «математический хаос», «свободная воля» и эффект «самоопровергающихся пророчеств». Однако «прогностические возможности науки» — это более широкое понятие, чем умение предсказывать будущее. Достижения клиодинамики можно будет использовать для оценки возможных эффектов тех или иных политических решений и для выбора оптимальных путей общественного развития. Как и подобает сложной системе с нелинейными обратными связями, общество порой может реагировать на вмешательства весьма неожиданным образом. В качестве примера Турчин приводит отказ французского правительства утвердить новый земельный налог в 1787 году, что спровоцировало Великую Французскую революцию. Также и Тони Блэр, который в свою бытность премьер-министром пытался довести уровень молодых людей с высшим образованием до 50%, видимо, не знал, что быстрый рост численности образованной молодежи предшествовал политическим кризисам во многих обществах от Западной Европы в середине XIX века до Японии в период сёгуната Токугава, современного Ирана и Советского Союза. Те, кто не учится на историческом опыте, обречены его повторять. По мнению Петра Турчина, для того чтобы учиться у истории, ее нужно сначала превратить в науку.

http://elementy.ru/news/430766

[Rise]

picture.jpg

Сейсмологи нашли новый способ предсказывать землетрясения

Цитата: Сейсмологи из Университета Райса в Хьюстоне и института Карнеги случайно, в ходе другого исследования, обнаружили сигнал, который можно использовать для краткосрочного прогноза землетрясений. В настоящий момент ученые начали длительную проверку полученных результатов и надеются, что им удастся создать эффективную систему предсказания землетрясений. Работа будет опубликована в журнале Nature. С целью изучения влияния атмосферы на напряжение подземных пластов сейсмологи погрузили измерительные приборы и генераторы искусственных сейсмических волн в две километровые скважины, пробуренные поблизости от разлома Сан Андреас. Эти отверстия рядом с городком Паркфилд (Parkfield) в центральной Калифорнии были сделаны в рамках проекта по мониторингу разлома известного под названием "Глубинная обсерватория разлома Сан Андреас" (SAFOD). Ученые проводили исследование, посылая искусственные сейсмические волны от одной скважины до другой, когда неожиданно, в декабре 2005 года, в области разлома прошли два небольших землетрясения с магнитудой 3,0 и 1,0. Примерно за несколько часов до их начала скорость прохождения сейсмических волн заметно снизилась. Она оставалась такой же медленной и во время землетрясений, и длительное время после. Скорости волн вернулись к своему обычному уровню лишь спустя пару дней. Если такого рода изменения действительно были вызваны наступающими землетрясениями, то они могли бы служить знаком, предупреждающим об их скором приближении, – так называемым предиктором. Предсказание землетрясений – это важнейшая, но так и не решенная проблема в сейсмологии. Поэтому ученые уточняют, что полученные данные нуждаются в проверке. Тем более что третье землетрясение, проходившее неподалеку, не было зарегистрировано системой измерительных приборов буровых скважин. Сейчас исследователи планируют проверить обнаруженный эффект, вновь установив сейсмографы внутри скважин в сентябре 2008 года.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/10/earthquake/

[LiO]

picture.jpg

Северная Америка откололась от Антарктиды

Цитата: Который год ученые вынашивают гипотезу о том, что Северная Америка когда-то давно - а если точнее, около миллиарда лет назад - граничила с Восточной Антарктидой, являя собой часть древнейшего суперконтинента Земли - Родинии (от русского слова "родина"). И вот на днях группа ученых из США и Австралии опубликовала в журнале Science статью, в которых содержатся новые свидетельства в поддержку этого предположения. По мнению современных исследователей, Родиния была расположены в южном полушарии, будучи окруженной океаном, именуемым Мировией (от слова "мировой"), и включала в себя всю или почти всю сушу на Земле. Однако около 800 млн лет суперконтинент распался на несколько частей, которые впоследствии, в эпоху палеозоя, вновь собрались в суперконтинент Пангею. Та, в свою очередь, распалась около 200 млн лет назад на два континента - северный (Лавразия) и южный (Гондвана). Позже Лавразия раскололась на Северную Америку и Евразию, а Гондвана положила начало Африке, Южной Америке, Индии, Австралии и Антарктиде. При этом ученые полагают, что в будущем эти континенты могут вновь собратсья в один материк - Пангею Ультиму ("последнюю"). Так вот: положение одной из частей Лавразии - Лаврентии (территории, которая соответствует современной Северной Америке) - и вызывало многочисленные споры среди специалистов. "Положение Лаврентии и других частей докембрийского суперконтинента Родиния остается дискуссионным, - отмечают авторы исследования. - Хотя геологические данные и результаты изучения изотопного состава говорят о том, что западная Лаврентия граничила с восточной Антарктикой, другие варианты реконструкции говорят о соседстве Австралии, Сибири или южного Китая". Чтобы проверить самую известную модель структуры древнейшего суперконтинента, предполагающую соседство нынешней территории юго-запада США с Восточной Антарктидой, ученые проанализировали геологические и геохронологические данные, а также результаты изучения изотопного состава пород из Антарктиды. Выяснилось, что одной из наиболее характерных особенностей коры Лаврентии является слой гранита-рапакиви (вид гранита, отличающийся крупными округлыми полупрозрачными зернами полевого шпата), возраст которого составляет около 1,4 млрд лет. "Если гипотеза соседства восточной Антарктики и Лаврентии верна, следы этого слоя, а также содержащей его архейской и протерозойской коры должны быть обнаружены в Антарктиде", - отмечают ученые. И действительно: авторы публикации представили данные об изотопном составе и возрасте гранитов, обнаруженных в Трансантарктических горах, которые "показывают, что этот отличительный гранитный слой Лаврентии также присутствует и в Антарктиде". В связи с этим ученые отмечают, что дальнейшее исследование эволюции Родинии, ее структур и истории распада необходимо для изучения истории всей планеты, поскольку распад суперконтинента, в частности, совпал с кардинальными изменениями в Мировом океане, наступлением протерозойского ледникового периода и появлением макроскопических живых организмов.

http://www.utro.ru/articles/2008/07/11/751348.shtml

[LiO]

picture.jpg
Модель структуры рибозима типа
головки молотка.
Иллюстрация с сайта chem.ucsb.edu

У млекопитающих нашли новый тип регуляции генов

Цитата: Биологи из Университета Калифорнии в Санта-Круз обнаружили новый метод регуляции генов у млекопитающих. Согласно их данным, работа некоторых генов, отвечающих за иммунный ответ и метаболизм костей, контролируется молекулами РНК, встроенными в последовательность регулируемых генов. До сих пор молекулярные биологи не сталкивались с таким механизмом. Работа исследователей опубликована в журнале Nature. Рибозимы - это молекулы РНК, обладающие каталитическими свойствами. Благодаря своей химической структуре РНК способна образовывать различные пространственные конформации. В данной работе ученые изучали рибозим типа головки молотка (hammerhead ribozyme). До сих пор считалось, что этот рибозим "работает" только у вирусоподобных паразитов растений - вироидов. Однако, изучая ДНК нескольких млекопитающих, исследователи обнаружили, что они содержат последовательности, кодирующие рибозим типа головки молотка. Последовательность этого рибозима была разделена на две части, которые располагались довольно далеко друг от друга. Используя несколько баз данных о ДНК различных организмов, ученые выявили эти последовательности в геномах мыши, крысы, лошади, утконоса и еще нескольких млекопитающих. В клетках живых существ последовательность ДНК "переводится" в последовательность РНК с помощью особого фермента - РНК-полимеразы. При этом образуется так называемая м-РНК (матричная РНК), на которой с помощью особых структур синтезируются белки. В случае м-РНК, содержащих последовательности рибозима типа головки молотка, все происходит несколько иначе. После синтеза молекулы м-РНК последовательности рибозима "объединяются", образуя функциональный рибозим, который разрезает себя на две части. При этом м-РНК инактивируется, то есть, синтез генов с нее прекращается. В клетках должен существовать механизм, прекращающий инактивацию м-РНК, содержащих рибозим типа головки молотка, однако исследователи пока не смогли обнаружить его. Авторы работы предполагают, что такой тип регуляции генов с помощью рибозимов мог возникнуть у общих предков млекопитающих. Интересно, что анализ ДНК человека не выявил последовательности рибозима типа головки молотка, и контроль за активностью соответствующих генов осуществляется по другому механизму. Исследование рибозимов является одним из самых "модных" направлений в молекулярной биологии. Они были открыты сравнительно недавно, так как долгое время считалось, что функции катализаторов химических реакций в биологических системах выполняют только белки. Впервые наличие у РНК каталитических свойств предположили Карл Везе, Фрэнсис Крик и Лесли Оргель в 1967 году. На эту мысль их натолкнула способность РНК образовывать сложные структуры. Первые экспериментальные доказательства существования рибозимов были получены в 1980 году Томасом Кетчем и Сидни Альтманом. В 1989 году за открытие каталитических свойств РНК они получили Нобелевскую премию.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/14/ribozyme/

[LiO]

picture.jpg
a, b - структура наночастицы из 102 атомов золота;
c, d - структура наночастицы из 102 атомов золота;
e - вид свзей атомов внешнего слоя с атомами серы.
Изображение одного из авторов работы Hannu Hakkinen.

Стабильные наночастицы оказались суператомами

Цитата: Международная команда ученых определила, чем объясняется стабильность наночастиц золота. Согласно данным исследователей, золотая "сердцевина" наночастицы защищена оболочкой из атомов серы, которые взаимодействуют со внешними атомами золота. Свои выводы ученые опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Команда, в которую входили специалисты из США, Финляндии и Швеции, установили структуру наночастицы, состоящей из 102 атомов золота, используя суперкомпьютеры из исследовательских центров в Финляндии, Швеции и Германии. Вычисления показали, что по своей структуре такая частица напоминает "суператом". Ядро такого "суператома", состоящего из 79 атомов золота, имеет вид усеченного десятигранника, образованного двумя пирамидами, в основании которых лежат пятигранники. Вершины этих пирамид "срезаны". Расположенные вокруг ядра 23 атома золота образуют связи с атомами серы. Стабильность такой наночастицы определяется тем, что каждый из атомов золота внешнего слоя связан химической связью с атомом серы, в результате чего у наночастицы не остается "свободных" электронов, которые могут реагировать с окружающими ее атомами или молекулами (если речь не идет о термоядерном синтезе, все химические реакции определяются именно взаимодействием электронов). В наночастице, состоящей из 102 атомов золота, 44 из них - атомы внешнего слоя - "расходуют" свои свободные электроны на взаимодействие с атомами серы. Оставшиеся 58 электронов образуют "облако" вокруг сердцевины и заполняют все "вакантные места". Такая структура является самодостаточной: она энергетически стабильна и поэтому неохотно вступает в химические реакции, которые разрушают эту стабильность. Схожее строение электронной оболочки имеют атомы благородных, или инертных, газов. Структура наночастицы из 102 атомов совпадает с предсказанной одним из авторов исследования структуры наночастицы, состоящей из 38 атомов золота. Меньшая наночастица также должна состоять из ядра (24 атома) и защитного слоя атомов золота (14 атомов), связанных с атомами серы. Наночастицы, включающие 11, 13 и 39 атомов золота, также построены по принципу "суператома" благородного газа. Исследователи надеются, что в будущем им удастся определить структуру наночастиц, содержащих другое число атомов золота. На данный момент ученые уверены, что они будут построены по тому же принципу. Если им удастся экспериментально подтвердить свою гипотезу, то его можно будет назвать универсальным.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/14/nanostability/

[LiO]

picture.jpg
Кристаллическая решетка графена.
Иллюстрация с сайта math.ucr.edu

Графен признан самым прочным материалом на Земле

Цитата: Эксперименты, проведенные группой физиков Колумбийского университета, показали, что графен является самым твердым материалом из известных науке на сегодняшний день. Свои выводы ученые опубликовали в журнале Science. Графен - углеродная пленка толщиной в один атом, был получен в 2004 году группой Андре Гейма (Andre Geim) из Манчестерского университета. Графен можно представить себе как двумерный "срез" кристаллической гексагональной решетки графита. Физики из Колумбийского университета изучали механические свойства графена. В своих экспериментах они использовали частицы графена диаметром от 10 до 20 микрометров. Ученые помещали частицы на кристаллическую пластину, с отверстиями диаметром от одного до полутора микрометров. Ученые "давили" на незакрепленные частицы графена, расположенные над отверстиями, с помощью алмазной иглы атомно-силового микроскопа и оценивали, насколько сильно они деформируются. Исследователи обнаружили, что прежде чем частицы графена начнут разрушаться, их можно продавить вниз приблизительно на 100 нанометров с силой около 2,9 микроньютона. Согласно подсчетам ученых, это соответствует пределу прочности на разрыв, равному 55 ньютонов на метр. Если бы физикам удалось получить слой графена толщиной с обычную пищевую пленку (около 100 нанометров), то для ее разрыва потребовалось бы приложить силу около 20 тысяч ньютонов. Если принять во внимание, что вес тела - это сила, с которой оно давит на опору, то для разрыва гипотетической графеновой пленки потребовалась бы тело массой около двух тонн. Кроме необычной прочности графен обладает еще целым рядом уникальных характеристик. В частности, самая высокая среди известных материалов подвижность электронов делают его вероятным кандидатом на "материал номер один" в наноэлектронике.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/18/graphene/

[LiO]

picture.jpg
На данной фотографии изображен закат
над Балтийским морем в районе Эстонии.
Часть пикселей была обработана таким образом,
что эта фотография содержит подробную карту
центра Вашингтона.
Фото Charles Boncelet, University of Delaware.

Ученые научились находить скрытый смысл в картинках

Цитата: Группа ученых под руководством доктора Чарльза Бонселета (Charles Boncelet) из Университета Делавера разработала новый алгоритм обнаружения закодированной информации в обычных изображениях. Об этом сообщается в официальном пресс-релизе на сайте Государственного Научного Фонда (США). В настоящее время работа еще ученых не опубликована. Основной упор исследователи делали на выяснение вероятности того, что данная конкретная картинка содержит скрытое сообщение. Для этого сначала картинка сжималась специальным алгоритмом. После этого в полученном файле искались аномалии, то есть куски кода, которые не должны возникнуть в случае, если сжималась картинка, не содержащая дополнительных данных. Каждой такой аномалии присваивалась вероятность того, что она содержит некоторое количество лишней информации. Полученные значения суммировались. В результате получалось число от нуля до одного, показывающее вероятность того, что данная картинка содержит скрытое сообщение. По данному алгоритму была написана программа. Она была протестирована на более чем 2000 различных изображений в формате BMP. В некоторых из этих картинок цвета пикселей были изменены таким образом, что эти изменения несли в себе закодированную информацию. Программа показала результаты, значительно превосходящие своих конкурентов. Так для картинок с 20 процентами измененных пикселей показатель обнаружения составил 93 процента. Для картинок с 30 процентами – 91 процент. Наука, занимающаяся изучением скрытых сообщений, называется стеганографией. В отличие от криптографии, которая скрывает смысл сообщения, стеганография скрывает сам факт его существования. В свою очередь наука об обнаружении "дополнительной" информации называется стеганализом. Самым простым приемом стеганографии является письмо "невидимыми чернилами", которые проявляют себя, только если выполнены некоторые условия (специальное освещение, нагрев). В настоящее время ученые работают над расширением возможностей своего алгоритма. В частности, они планируют создать аналогичную систему обнаружения скрытого смысла в картинках формата JPEG и видеороликах.

http://www.lenta.ru/news/2008/07/18/steganography/

[LiO]

picture.jpg
Графеновый колпак "глазами" атомного
силового микроскопа. Изображение
авторов исследования

Самые тонкие пузыри в мире оказались газонепроницаемыми

Цитата: Ученые из США создали самый тонкий в мире пузырь. Микрокамера из графена - углеродной пленки толщиной в один атомный слой - не пропускает внутрь себя газы, включая гелий. Работа ученых будет опубликована в журнале Nano Letters. Интернет-версия статьи доступна на сайте Американского химического общества. Ученые из Корнельского университета под руководством Пол Макьюэна (Paul McEuen) заметили, что графитовая пленка газонепроницаема, случайно "надев" ее на трубку с газом. Физики решили проверить, молекулы каких газов могут задерживаться в пузырьках из графена. Строго говоря, созданную учеными структуру нельзя назвать пузырьком. Она, скорее, представляет собой графеновый колпак, закрепленный с помощью сил Ван-дер-Ваальса на подложке из оксида кремния. Ученые протестировали проницаемость графеновых камер для аргона, воздуха и гелия. Они проверили пузырьки из графена, толщина стенок которых колебалась от одного до 75 слоев. Во всех случаях физики регистрировали утечку газа, причем ее скорость не зависела от количества слоев в стенке. Исходя из этих данных, исследователи заключили, что молекулы газа просачиваются через "шов", который замыкает графеновый слой (или слои) в пузырек. Ученые видят много вариантов будущего использования газонепроницаемости графена. В частности, графеновые структуры можно использовать для определения степени прохождения газов сквозь атомные слои. Пленки из графена с внесенными дефектами могут "работать" в качестве фильтров. Графен, полученный в 2004 году группой Андре Гейма (Andre Geim) из Манчестерского университета, подвергается тщательному изучению "со всех сторон". За четыре года ученые обнаружили у этого материала ряд уникальных свойств. В начале января 2008 года было показано, что графен характеризуется самой высокой подвижностью электронов из всех твердых тел. В середине июля физики из Колумбийского университета присвоили этому материалу звание самого твердого на Земле.

http://lenta.ru/news/2008/08/12/balloon/

[LiO]

picture.jpg
Составленная учеными генетическая карта Европы.
Цветом отмечены генетические "границы"
различных популяций. Фото авторов исследования

Ученые генетически разделили Европу

Цитата: Международная группа генетиков создала самую большую на сегодняшний день генетическую карту Европы. Согласно полученным учеными результатам, анализ ДНК европейца может показать, из какой конкретно страны он с наибольшей вероятностью происходит. Статья исследователей опубликована в журнале Current Biology. Ученые изучили ДНК 2514 человек, принадлежащих 23 субпопуляциям людей, распространенных в Европе. Чтобы получить генетический "портрет" исследованных людей, генетики анализировали распределение в их ДНК мутаций, получивших название SNP (от англ. single nucleotide polymorphism - однонуклеотидный полиморфизм). SNP - это мутация, произошедшая только в одном нуклеотиде - "букве" генетического кода. У людей из различных популяций в одной и той же части генома могут происходить замены разных нуклеотидов (или один и тот же нуклеотид может заменяться различными "буквами"). Те или иные SNP часто связаны с определенными признаками человека, например, наследственными заболеваниями. В своей работе ученые проанализировали распределение около 500 тысяч SNP. Для составления карты были выбраны 300 тысяч самых "надежных". В общих чертах генетическая и географическая карты совпадают. Больше всего различий ученые обнаружили у жителей северной и южной части Европы. Как считают исследователи, это можно объяснить на основании данных о колонизации Европы. Люди засели европейскую территорию трижды и каждый раз миграция шла с юга на север. Между большинством стран генетические границы оказались размыты, однако две популяции четко отделяются от остальных. Так, ДНК финнов заметно отличается от ДНК остальных европейцев. Авторы работы связывают такую "обособленность" с тем, что численность финской популяции в определенный момент очень сократилась, а потом вновь выросла. При этом генетические особенности небольшого числа отцов-основателей (и матерей) закрепились у их потомков. Выходцы из Италии также отличаются от остальных европейцев. Исследователи полагают, что в данном случае барьером для смешения стали Альпы. Это не первая попытка картировать Европу на генном уровне. Авторы работы утверждают, что созданная ими карта является самой большой на сегодняшний день как в плане генетического, так и географического охвата. Полученные учеными данные могут оказаться полезными в криминалистике для установления происхождения преступников или жертв.

http://lenta.ru/news/2008/08/14/map/

[LiO]

picture.jpg
Линии напряженности магнитного поля Земли.
Иллюстрация Gary A. Glatzmaier (UCSC)

В магнитном поле Земли обнаружены опасные изменения

Цитата: В ближайшее время магнитное поле Земли может ослабнуть, лишив находящиеся на орбите искусственные спутники защиты от солнечной радиации. К такому выводу пришли немецкие геофизики, проанализировав данные об изменениях земного ядра за девять лет. Статья ученых была опубликована в журнале Nature Geoscience. Основные выводы работы приводит портал space.com. Исследователи утверждают, что в последние несколько месяцев изменения магнитного поля были особенно сильными. До сих пор им не удавалось зафиксировать настолько резких "движений". Магнитное поле меняется в районе южной части Атлантического океана. В этом месте его "толщина" составляет около одной трети от "нормальной". Всего за последние 150 лет поле ослабло на десять процентов. Считается, что магнитное поле Земли образуется из-за движений металлического (а значит, проводящего электричество) жидкого ядра нашей планеты. Имеющее каплевидную форму поле простирается в космос на расстояние около 58 тысяч километров. Оно защищает флору и фауну Земли, а также вращающиеся по околоземной орбите спутники от интенсивного солнечного излучения. Периодически магнитное поле меняет свою "ориентацию": его полюса меняются местами. Последний раз такое изменение произошло 780 тысяч лет назад. Измерения движения земного ядра, проведенное с помощью спутников CHAMP и Orsted показали, что в ближайшее время должна произойти очередная смена полярности.

http://lenta.ru/news/2008/08/19/magnetic/

[LiO]

picture.jpg
Фрагмент молекулы ДНК.
Изображение Michael Ströck

Химики показали возможный механизм образования жизни

Цитата: Британским химикам удалось поставить опыт, в котором из смеси возникла сложная молекула, способная к саморепликации (то есть самовоспроизведению). Об этом было рассказано в докладе, сделанном на конференции Американского химического общества, сообщает Nature News. В опыте ученые использовали смесь из 25 компонентов: различных альдегидов и малеинимида. Составляющие были подобны таким образов, что все 25 веществ могли переходить друг в друга химическим путем. Перед опытом смесь находилась в равновесии - количественное соотношение ее компонент было постоянным. Туда добавлялось некоторое количество производного малеимида немного другого строения. Эту молекулу "использовал" один из компонентов смеси для преврящения в самовоспроизводящуюся. Впервые такие соединения были получены в 2006 году. Попав в определенные условия, эти молекулы начинают работать как шаблоны, по которым из окрестных атомов собираются их точные копии. В опыте британских химиков спустя некоторое время смесь на 93 процента состояла из клонов. Как считают ученые, подобные процессы, могли лежать в основе появления самых первых молекул ДНК. До настоящего времени не существует общепринятых теорий, объясняющих возникновение в природе столь сложных соединений.

http://lenta.ru/news/2008/08/27/molecul/

[LiO]

picture.jpg

Научный журнал Nature опасается
за будущее российской науки

Цитата: На новостной странице сайта авторитетного научного журнала Nature появилась статья, в которой высказываются опасения за развитие российской науки после военных действий в Южной Осетии. Автор материала, Куирин Ширмайер (Quirin Schiermeier) считает, что конфликт может негативно сказаться на сотрудничестве между российскими учеными с коллегами из других стран. Ранее Ширмайер опубликовал материал, посвященный вреду, нанесенному грузинской науке военными действиями в Осетии. По мнению автора статьи, рост напряженности между Россией и некоторыми западными странами может отразиться и на отношениях между научными сообществами этих стран. Ширмайер упоминает о двух документах, определяющих направление международного сотрудничества в науке и политику выделения исследовательских грантов. Первый - это основное соглашение о развитии науки и технологий, подписанное представителями России и Евросоюза в 2000 году и возобновленное в 2004 году. Документ посвящен необходимости совместных усилий для развития фундаментальной науки. Неназванный источник сообщил автору материала, что соглашение, скорее всего, будет продлено несмотря на политическую обстановку. Второй документ - это Седьмая рамочная программа, которая является основным инструментом Европейского Союза по финансированию научно-исследовательской деятельности. Россия стремится стать действующим партнером программы к 2010 году. В этом статусе находится, например, Израиль и еще несколько стран, не входящих в Евросоюз. Исследователи из государств, являющихся действующими партнерами программы, могут участвовать в конкурсах на предоставление финансирования. Общий бюджет программы, длящейся с 2007 по 2013 годы, составляет около 53,2 миллиарда евро. Российская сторона объявляла о своем желании стать действующим партнером Седьмой рамочной программы и предоставить необходимые для этого средства, однако комиссия по принятию новых членов пока не получила одобрения стран Евросоюза на ведение переговоров. Ширмайер ссылается на политических аналитиков, которые предсказывают, что страны бывшего Восточного блока (например, Польша и страны Балтии) могут заблокировать это решение. Еще одним "скользким местом" для международного научного сотрудничества после конфликта в Южной Осетии стал космос. После 2010 года США планировали полностью отказаться от использования шаттлов. Американские астронавты должны были летать к МКС на специально построенных Россией "Союзах". Ухудшение отношений между двумя странами спровоцировало многих американских политиков и некоторых сотрудников NASA на высказывания в пользу продления миссии шаттлов и отказа от сотрудничества с Россией. Подробнее доводы "за" и "против" такого решения изложены здесь. Вопрос влияния конфликта в Осетии на развитие науки в мире периодически обсуждается в российской и иностранной прессе. Предыдущая статья Ширмайера, в которой он обсуждает последствия войны для грузинской науки, вызвала бурную дискуссию на форуме сайта Nature. Новый материал Ширмайера практически одновременно с публикацией на сайте журнала появился на портале GeorgianDaily.

http://lenta.ru/news/2008/09/03/ruscience/

[LiO]

picture.jpg
Наглядное представление теории
возникновения жизни, предложенной Опариным.
Изображение с сайта wsyachina.narod.ru

На древней Земле жизнь поглотила "прежизнь"

Цитата: Математики из Гарвардского университета построили модель развития молекул в первичном бульоне - смеси различных веществ, где, согласно общепринятой теории, зародилась жизнь. Результаты ученых, которые приводит New Scientist, показывают, что сначала на Земле шла химическая селекция молекул (преэволюция). Возникшие позже молекулы, способные к самовоспроизведению, вытеснили своих предшественников, захватив все ресурсы. Полная версия работы опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Термин "первичный бульон" был впервые предложен советским биологом Александром Опариным. Согласно теории Опарина, в первичном бульоне плавали простые органические молекулы, образовавшиеся из неорганических под воздействием высоких температур и солнечной радиации. Простые молекулы соединялись друг с другом, образуя более сложные. Для синтеза длинных цепей необходимо большое число реакций присоединения. Соответственно, утверждают математики, длинные цепи должны быть менее распространенными, чем короткие. Однако если некоторые реакции присоединения идут легче, чем другие, молекулы, построенные из таких "коммуникабельных" элементов, получат преимущество. Таким образом, дарвиновскому естественному отбору предшествовала химическая селекция. Среди образовавшихся длинных цепей появились молекулы, способные к самовоспроизведению. "Лучшие" из них преимущественно размножались, вытесняя остальных. Авторы работы считают, что предложенная ими концепция "прежизни" позволяет отчасти заполнить брешь между существованием в первичном бульоне отдельных молекул и появлением живых систем. Тем не менее, выдвинутая математиками гипотеза, скорее, является дополнением к наиболее общепринятой теории биологической эволюции, один из вариантов которой был недавно смоделирован в лаборатории.

http://lenta.ru/news/2008/09/15/evolution/

[LiO]

Открыто гигантское простое число

Цитата: Американские математики открыли новое гигантское простое число из 13 миллионов цифр. За это открытие ученые из Калифорнийского университета удостоены премии фонда Electronic Frontier в 100 тысяч долларов, сообщает Би-би-си. На поиски простого числа, для записи которого необходимо больше 10 миллионов десятичных цифр, команда математиков объединила мощности 75 компьютеров и задействовала неиспользуемую мощность каждой машины. Простые числа – целые положительные числа, большие, чем единица, которые без остатка делятся только на единицу и на самих себя. Чтобы найти простые числа среди больших чисел, необходимо совершить большое количество вычислительных операций. При этом закономерности распределения простых чисел в числовом ряду до сих пор не открыты.

http://www.rian.ru/science/20080928/151663608.html

[LiO]

picture.jpg
Колонии плесневого грибка Penicillium chrysogenum
на чашке Петри. Фото с сайта sci.muni.cz

Ученые расшифровали геном производителя пенициллина

Цитата: Голландские биологи расшифровали геном плесневого грибка Penicillium chrysogenum, из которого получают антибиотик пенициллин. Статья с описанием работы появится в октябре в журнале Penicillium chrysogenum. Пресс-релиз можно найти на сайте биотехнологической компании Life Sciences and Materials Sciences, сотрудники которой являются авторами статьи. Длина генома P. chrysogenum составляет 32,3 миллиона пар нуклеотидов. В ДНК грибка ученые "насчитали" 13653 гена. К настоящему моменту генетики определили или предсказали функции около 6000 из них. Проект по определению полной последовательности ДНК грибка P. chrysogenum и определения функций его генов был начат в 2004 году. Эти знания необходимы исследователям для того, чтобы полностью изучить процесс биосинтеза пенициллина. Полученная информация, в свою очередь, позволить увеличить эффективность производства антибиотиков и разработать приемы борьбы с устойчивостью к ним (с течением времени в геноме бактерий происходят мутации, и они "обучаются" защищаться от конкретных антибиотиков, становясь к ним невосприимчивыми). Пенициллин был открыт 80 лет назад шотландским бактериологом Яном Флемингом. В ходе своих опытов он выращивал на чашках бактерии и тестировал различные вещества, пытаясь найти те, которые убивают микроорганизмы. На нескольких чашках проросла плесень из грибков рода Penicillium . Флеминг обратил внимание, что вокруг зараженной области в бактериальном мате образовались "проплешины". Ученый занялся изучением грибков и, в конце концов, выделил молекулу пенициллина.

http://lenta.ru/news/2008/09/30/penicillin/

[LiO]

picture.jpg
"Мадонна" кисти Сассоферрато.
Изображение с сайта artchive.com

Ученые обнаружили болеутоляющий эффект религии

Цитата: Британские исследователи установили, что религиозная вера может притуплять болевые ощущения, сообщает The Guardian. Результаты исследования сотрудников Оксфордского университета должны быть опубликованы в среду. Энцефалограммы показали, что при демонстрации подопытным добровольцам изображения Девы Марии католики испытывали меньшую боль от электрических разрядов, чем атеисты и агностики. У верующих при этом более активно действовал участок мозга, ответственный за реакцию на угрожающие ситуации. В опытах принимали участие двенадцать студентов-католиков и столько же неверующих. Исследователи использовали две картины - изображение Мадонны кисти Сассоферрато, итальянского живописца XVII века, и "Даму с горностаем" Леонардо да Винчи. Ту или иную картину демонстрировали подопытным в течение 30 секунд, затем на 12 секунд включался электрический разряд. Степень болезненности своих ощущений по стобалльной шкале оценивали сами подопытные. Как оказалось, после просмотра картины да Винчи католики и неверующие чувствовали одинаковую боль, а работа Сассоферрато уменьшала болевые ощущения католиков в среднем на 12 процентов. Руководившая экспериментом Катя Вич (Katja Wiech) отметила, что обнаруженный эффект аналогичен действию плацебо, которое может спровоцировать нечувствительность к боли. Вич подчеркнула, что решающую роль играют не религиозные верования как таковые, а воздействие религиозных образов на психическое состояние верующего человека, и неверующие могут добиться того же эффекта другими способами - например, посредством медитации.

http://lenta.ru/news/2008/10/01/pain/

[LiO]

Анализ ДНК поможет узнать фамилию

Цитата: Британские ученые обнаружили потенциальную возможность установления фамилии английского мужчины при помощи одного только анализа ДНК, сообшает Reuters. Ученые из университета Лестера утверждают, что им удалось обнаружить высокую вероятность генетического родства между носителями одной и той же фамилии. Суть исследования заключается в сравнении особенностей строения Y-хромосомы, которая, подобно английским фамилиям, передается от отца к сыну. Автор открытия доктор Тури Кинг провела анализ генетического материала двух с половиной тысяч мужчин, носящих 500 различных фамилий. Выяснилось, что вероятность генетического родства у мужчин с распространенной фамилией составляет 24%. У носителей редких фамилий эта вероятность увеличивается до 50%. Около 70% мужчин с такими фамилиями, как Аттенборо или Свиндлхерст являются обладателями практически идентичных Y-хромосом. По словам доктора Кинг, при условии создания достаточно обширной базы данных подобные сведения могут оказаться полезными не только при составлении генеалогического древа, но и в криминалистике.

http://science.compulenta.ru/373756/