Ученые предлагают есть питонов

Легенда гласит, что в пятом веке святой Патрик истребил змей в Ирландии, загнав их в море. Видимо, он хорошо поработал, поскольку змеи в Ирландии не завелись до сих пор.

Однако на самом деле змеи никогда не водились в Ирландии. Так почему же Ирландия столь особенна, если змей можно встретить почти повсюду в мире - от Австралии до Арктического круга?

Во-первых, Ирландия - это остров. Ирландское море имеет ширину более 50 миль (80,5 км). Для наземного животного это было бы долгое плавание. Морская змея бы справилась, но морские змеи обитают в теплых тропических водах, а не в холодной Атлантике.

Однако вы можете вспомнить,, что в Великобритании, которая тоже остров, есть змеи. Это верно. Однако долгое время ни в Британии, ни в Ирландии не было змей. Ледниковый период сделал эти острова непригодными для рептилий, которым ввиду их холоднокровности нужны внешние источники тепла. Ледники отступили около 10 000 лет назад, открыв сухопутный мост между Европой и Британией, а также между Британией и Ирландией, благодаря чему стало возможно перемещаться между островами. Тающие ледники затопили сухопутный мост Ирландии 8500 лет назад, в то время как британский просуществовал еще 2000 лет. Таким образом, животные из Европы просто имели больше времени для колонизации Великобритании, и даже при этом там смогли обосноваться только три вида змей. Ни одна из этих трех не почувствовала необходимости двигаться дальше на запад к Ирландии; нет свидетельств наличия этих ползучих рептилий в ирландской летописи ископаемых.

В числе других островов, на которых нет змей, находятся Новая Зеландия, Гавайи, Гренландия, Исландия и Антарктида. Тем не менее, отсутствие змей кажется несколько удивительным, учитывая глобальную торговлю домашними животными и потенциал змей к тому, чтобы стать инвазивным видом.

На Гуаме инвазивная коричневая бойга стала распространилась настолько, что истребила местные популяции птиц и ящериц. Местные власти были вынуждены прибегнуть к отчаянным мерам для того, чтобы попытаться искоренить этих ползучих злодеев. В декабре 2013 года Министерство сельского хозяйства США в четвертый раз сбросило мертвых мышей с вертолетов на Гуам. Мыши были пропитаны достаточно высокой дозой ацетаминофена (основного ингредиента Парацетамола и Тайленола), который убивает съевшую мышь змею в течение 24 часов. "Авиаудары" были успешными, но они истребляли популяцию змей только временно. В 2018 году Министерство внутренних дел США выделило 2,8 млн долларов для борьбы с инвазивной змеей.

Вполне вероятно, что Ирландия однажды может оказаться в подобной ситуации. Хотя коричневую бойгу занесли на Гуам случайно, новые виды змей намеренно завозятся в Ирландию. Содержание домашних змей не запрещено в Ирландии, в отличие от Гавайев, Новой Зеландии и Исландии.

Домашние змеи стали статусным символом во времена ирландского экономического бума в конце 1990-х годов, но во время рецессии 2008 года и после многие люди выпустили своих змей на волю, будучи не в состоянии их содержать. Змей находили в самых неожиданных местах, но пока они, кажется, особо не приживаются в дикой природе.

Будем надеяться, что так оно и останется. Ведь если взять пример Гуама, то если змеи когда-нибудь обоснуются в Ирландии, для их истребления потребуется гораздо больше, чем взмах посоха святого Патрика.

https://www.popsci.com/why-doesnt-ireland-have-snakes/

Местность, находящаяся примерно на полпути между двумя античными греческими городами Коринфом и Лехео вокруг древнего порта Коринфа, проявляет признаки активной тектонической деятельности. Данный факт делает этот район еще более ценным и важным для научного изучения. Многие археологические памятники, датируемые тысячелетиями назад, оказались погребенными под поднявшимся уровнем мирового океана, в то время как это конкретное место сохранилось благодаря постепенному тектоническому поднятию земной коры, продолжавшемуся в течение нескольких столетий. В настоящий момент некоторые части древнего порта располагаются выше уровня моря, включая внутреннюю гавань, в защищенном от волн канале которой, по всей видимости, некогда швартовались корабли.

В древнем Средиземноморье Коринф был экономической силой. Построенный на узком перешейке — естественной перемычке между севером и югом — город контролировал торговлю между Северной Грецией и полуостровом Пелопоннес. Окруженный с обеих сторон естественно защищенными бухтами, Коринф также служил удобным морским путем между Эгейским и Ионическим морями.

Главный порт города, расположенный вдоль Коринфского залива, был крупнейшим портом в древней Греции. В предыдущих работах археологи, изучавшие захоронения и исторические документы, выяснили, что более 2600 лет назад, в VII веке до н.э., из порта, известного как Лехео, купцы отправляли свои корабли, вероятно, груженные керамикой, парфюмерией, пищей и тканями, с целью торговли по всему региону.

Однако недавнее открытие — пять кусков бурого угля и следы древнего свинцового загрязнения — отодвинуло историю этого ключевого порта как минимум на 500 лет назад, сделав его одним из древнейших действующих портов Европы. Пересмотр истории обоснован результатами международной исследовательской работы, в рамках которой с 2013 года ведется изучение древней гавани.

Используя ручные и механические буры, французский геоархеолог Антуан Шаброль из Парижского университета Сорбонны и его коллеги аккуратно извлекали цилиндры осадочных отложений во внутренней гавани, куда суда заходили вверх по реке, чтобы встать на якорь. Анализируя керны грязи, они обнаружили резкий скачок уровня свинца на глубине менее трех метров. Столь резкий и устойчивый скачок мог быть вызван только человеческой деятельностью на берегах реки, говорит Шаброль.

Свинцовое загрязнение происходит от плавки, горного дела и металлообработки, а ученые датировали его в порту временем не позднее 1381 года до н.э. — 3405 лет назад — периодом бронзового века.

Пять кусков бурого угля, каждый не больше спичечного коробка, добавляют дополнительных свидетельств древности порта. Эти фрагменты представляют собой специфический вид угля, называемый лигнитом, а куски, извлеченные из осадочных отложений гавани, датируются временем не позднее 1122 года до н.э. Ближайший известный источник лигнита находится более чем в 50 километрах, что свидетельствует о том, что уже в XII веке до н.э. купцы импортировали эти ископаемые куски топлива, чтобы растапливать гаванские печи.

Корабли бронзового века могли отплывать из порта, неся амфоры с оливковым маслом, большие корзины с фруктами и узкогорлые кувшины с вином на Крит, Кипр и дальше. Однако пока команда, обнаружив убедительные доказательства деятельности в порту Коринфа в бронзовом веке, все еще не нашла частей самого порта той эпохи. Физические свидетельства, которые можно распознать до сих пор, включая каменные причалы, деревянные сваи и возможный маяк, датируются I веком н.э. или позже, периодом римской империи.

Но даже без физических конструкций бронзового века находки показывают, что порт Коринфа использовался непрерывно почти 2600 лет. С XIII века до н.э. по XIII век н.э. из этого стратегического места отплывали микенские, финикийские, римские и византийские корабли.

"Их присутствие обнаруживается только на этом месте", — говорит Панайотис Афанасопулос, археолог из Датского института в Афинах, сотрудничающий с проектом. "Это словно самая суть исторической преемственности".

Однако,  к удивлению, возраст порта даже после пересмотра может оказаться недооцененным. Ранее археологи находили свидетельства присутствия людей в Коринфе более 8000 лет назад, а также горшки из культуры позднего каменного века, жившей к северо-западу, вдоль Адриатического моря. Бьёрн Ловен, содиректор проекта "Порт Лехео" и соавтор новой работы, говорит, что это наводит на мысль, что морская торговая сеть Коринфа может уходить еще глубже в историю.

Нафсика Андриопулу, геоархеолог из Института средиземноморских исследований Фонда исследований и технологий — Эллада в Греции, не участвовавшая в исследовании, считает, что более широкий анализ металлов, которые могут содержаться в почве, мог бы помочь заполнить даже больше белых пятен. Например, отслеживание других металлов, таких как медь — основной компонент бронзы, — могло бы рассказать геоархеологам еще больше о ранних применениях порта. Аналогичный отбор проб в близлежащих местах, добавляет Андриопулу, мог бы даже помочь выявить древние торговые пути.

Команда продолжит свою работу летом 2024 года, разыскивая новые улики древней коммерции и возрождая активность в этом издревле оживленном порту.

https://www.popsci.com/science/ancient-greeces-biggest-port-is-older-than-we-thought/

Идея о том, что в большинстве биологических видов самцы физически крупнее самок, восходит к книге Чарльза Дарвина 1871 года "Происхождение человека". Хотя это обычно верно для некоторых видов, включая горилл, буйволов и слонов, это не является универсальным фактом.

Исследование, опубликованное 12 марта в журнале Nature Communications, показало, что самцы в большинстве видов млекопитающих не крупнее самок. Мономорфизм – или приблизительно одинаковый размер обоих полов – очень распространен, а самки в некоторых случаях могут быть крупнее. Авторы предполагают, что предвзятость в научной литературе на протяжении более чем столетия и фокусировка на более харизматичных видах, таких как приматы и хищники, вероятно, привели к этому заблуждению.

Устойчивый нарратив
У некоторых млекопитающих физические различия в размерах действительно варьируются в зависимости от конкуренции за партнеров и различий в том, как матери и отцы инвестируют время и энергию в потомство. Самцы львов и бабуинов обычно вступают в физическую конкуренцию за партнеров, и самцы крупнее самок. Считалось, что половой диморфизм, когда полы различаются по размеру, наиболее распространен у животных. Кроме того, идея о том, что самцы вида всегда крупнее, что справедливо для львов, распространяется на большинство видов и сохранялась на протяжении десятилетий.

"Так Дарвин изобразил эту картину", - сказала соавтор исследования и эволюционный биолог Кайя Томбэк в интервью PopSci. "И это очень викторианское мышление о гендерных ролях".

В 1970-х годах одной из первых, кто действительно научно подошел к изучению этого нарратива и выступил против идеи о том, что большинство самцов млекопитающих крупнее, была маммолог и специалист по сохранению биоразнообразия Кэтрин Раллс. Она обнаружила доказательства того, что большинство млекопитающих не имеют резкого диморфизма. Более типично, что самки вида имеют такой же размер, как и самцы. Крупные самки удивительно распространены в природе. Согласно Томбэк, слова Раллс часто неправильно цитируются как поддерживающие нарратив о более крупных самцах.

"Наука всегда меняется, поэтому возможно, что история изменится, - говорит Томбэк, который в настоящее время является постдокторантом в Пердью. - Однако этот научный нарратив являлся заблуждением ввиду слабой доказательной базы".

От летучих мышей до лемуров и морских слонов

Новое исследование Томбэк и ее коллег охватило 429 видов млекопитающих - от крохотных летучих мышей до гигантских морских слонов. Ученые проанализировали обширный научный материал и сравнили размеры самцов и самок в естественных условиях обитания. Результаты опровергли распространенное мнение о том, что самцы обычно крупнее самок. На деле, в большинстве случаев между полами не было существенной разницы в размерах. У многих видов, таких как лемуры, златокроты, лошади, зебры и тенреки, самцы и самки практически идентичны по габаритам.

Конечно, встречались и исключения с ярко выраженным половым диморфизмом. Пример тому - северные морские слоны, которых Томбэк назвала видом, который известен своим диморфизмом. У этих ластоногих самцы в среднем втрое крупнее самок.

На противоположном конце спектра оказались трубконосые крыланы. В этом случае ситуация обратная - самки примерно на 40% крупнее самцов. "Если говорить о млекопитающих в целом, то львиная доля приходится на грызунов и рукокрылых. И среди них самки часто превосходят самцов по размерам", - отмечает Томбэк. По одной из гипотез, крупные габариты помогают самкам летучих мышей успешнее переносить плоды и детенышей во время полета. А для самцов, ведущих борьбу за самок, важнее не размер, а маневренность и ловкость в воздухе.

Более сложная репродуктивная стратегия

Хотя исследование не охватило все виды млекопитающих, ученые выявили некоторые закономерности. Эти тенденции объясняются спецификой более ранних работ в данной области. По мнению авторов, устойчивый стереотип о превосходстве самцов по размерам сложился из-за избыточного внимания к харизматичным видам, таким как приматы и тюлени. У этих животных самцы действительно крупнее и конкурируют за возможность спаривания.

"Изучая литературу, мы открыли для себя много интересных биологических фактов, - говорит Томбэк. - Наше исследование показывает, что репродуктивные стратегии гораздо более многогранны и разнообразны, чем простая физическая борьба самцов за самок".

В качестве примера можно привести топи - вид антилоп, у которых самки борются между собой за право размножаться. Такие наблюдения долго игнорировались, так как противоречили теориям Дарвина.

"На протяжении длительного времени одна из сторон вопроса просто не рассматривалась, - отмечает Томбэк. - С научной точки зрения это важная проблема, поскольку излишний акцент делался на мужской перспективе, конкуренции между самцами и теории полового отбора".

Авторы рекомендуют провести дополнительные исследования биологии самок разных видов, чтобы получить реалистичную картину размерных различий и полового отбора. Они продолжают работу в этом направлении. Вместе с тем, ученые предупреждают, что выводы данного исследования могут быть скорректированы по мере накопления новых данных о размерах тела у млекопитающих.

https://www.popsci.com/environment/male-female-mammal-size/

Селекционеры вывели ряд сортов томатов с равномерно созревающими плодами. Это облегчило сбор и реализацию урожая, но плохо сказалось на вкусовых качествах помидоров. Биологи из США и Испании расшифровали генетическую основу произошедшего изменения. Оказалось, что равномерное созревание вызывается мутацией, выводящей из строя регуляторный ген GLK2. Этот ген стимулирует развитие хлоропластов в незрелых плодах, преимущественно в их верхней (пристеблевой) части.

У растений с испорченным GLK2 незрелые плоды имеют равномерную бледно-зеленую окраску и так же равномерно краснеют.

При этом из-за пониженного уровня фотосинтеза в них образуется меньше сахаров и других растворимых веществ, что и лишает помидор вкуса и аромата.

Если вставить в геном таких растений работающий ген GLK2 и заставить его экспрессироваться во всём плоде, а не только в верхней части, можно получить помидоры с еще более высоким содержанием ценных веществ, чем в исходных, неиспорченных селекцией плодах.

Равномерно созревающие сорта томатов (Solanum lycopersicum) нравятся производителям, потому что их легче собирать и продавать: сразу видно, когда плод созрел, и не приходится гадать, что делать с плодами, которые с одного бока уже красные, а с другого еще не очень. Правда, такие помидоры водянисты на вкус, в них понижено содержание сахаров, но что поделаешь: массовое производство требует жертв.

Признак «равномерное созревание» определяется генетическим локусом uniform ripening (u), от которого зависит количество и распределение хлорофилла в незрелых плодах. Доминантный аллель U определяет обычное, неравномерное созревание, при котором верхняя часть незрелого плода имеет темно-зеленую, а низ — светло-зеленую окраску.

Растения, гомозиготные по рецессивному аллелю u (генотип u/u) дают равномерно созревающие плоды. В незрелом состоянии такие помидоры одинаково бледно-зеленые со всех сторон.

Молекулярная природа локуса u до сих пор была неизвестна. Генетики из США и Испании решили восполнить этот пробел. Для начала они воспользовались стандартными методами генетического картирования, скрещивая равномерно созревающие сорта (u/u) с дикими родственниками культурных томатов, Solanum pennellii и S. pimpinellifolium, и подсчитывая частоту рекомбинации между локусами. Это позволило выявить небольшой (60 тысяч пар оснований) участок короткого плеча 10-й хромосомы (у томата 12 хромосом в гаплоидном геноме), в котором находится искомый локус u.

Из восьми генов, находящихся в этом участке, главным подозреваемым сразу стал ген GLK2, кодирующий регуляторный белок (транскрипционный фактор) Golden 2-like — важнейший регулятор развития хлоропластов у растений.

У наземных растений, от мхов до цветковых, есть два гена со схожими функциями — GLK1 и GLK2, роль которых состоит в активации множества генов, необходимых для роста хлоропластов и фотосинтеза.

В листьях работают оба гена вместе, причем их функции отчасти перекрываются: для серьезных нарушений фотосинтеза часто бывает недостаточно отключить один из них, нужно вывести из строя оба.

Как они работают в сочных плодах, до сих пор не было известно.

Авторы установили, что в листьях томатов, как и у других растений, работают оба гена-регулятора, а в зреющих плодах — только один, GLK2. Они отсеквенировали этот ген у сортов с генотипами U/U и u/u и обнаружили, что в первом случае ген GLK2 кодирует полноценный регуляторный белок длиной в 310 аминокислот. Во втором случае из-за вставки одного лишнего нуклеотида в гене образовался преждевременный стоп-кодон, что приводит к синтезу никуда не годного, «усеченного» варианта белка длиной в 80 аминокислот. Больше никаких различий в нуклеотидных последовательностях между равномерно созревающими и обычными помидорами обнаружено не было.

Таким образом, ген GLK2 — это и есть локус u, а мутация, приводящая к равномерному созреванию, представляет собой его поломку, из-за которой в плодах не вырабатывается важнейший регулятор фотосинтеза.

Чтобы окончательно убедиться в этом и уточнить детали, авторы провели серию экспериментов с генно-модифицированными томатами, в геном которых были вставлены гены GLK1 или GLK2, заимствованные у другого растения — любимого модельного объекта генетиков резуховидки Таля (Arabidopsis thaliana).

Гены вставлялись в комбинации с разными промоторами (регуляторными участками), что заставляло их работать в разных органах растения и на разных этапах развития.

Оказалось, что если любой из двух генов (GLK1 или GLK2) активируется в незрелом плоде растения с генотипом u/u, то хлоропласты там становятся крупнее и многочисленнее, а сам плод приобретает темно-зеленую окраску.

Из-за более активного фотосинтеза в таком помидоре, когда он созревает, оказывается на 40% больше глюкозы и фруктозы.

Общее содержание растворимых сухих веществ в соке спелых генно-модифицированных помидоров оказалось на 21% выше, чем у контрольных плодов u/u.

_______________________

Резюмируя, можно сказать:

покупая помидоры,выбирайте разно-окрашенные (зелёно-красные), они вероятно будут вкуснее.

Данные из Узбекистана отодвигают корни эксплуатации зерновых культур глубже в Азию и подвергают сомнению наши представления об истоках земледелия.

Размышляя об истоках сельского хозяйства, большинство людей обращаются к Плодородному полумесяцу — широкой дуге речных долин, где впервые начали выращивать пшеницу, ячмень и чечевицу. Эта история знакома, ясна и глубоко укоренилась. Но открытие, сделанное в предгорьях южного Узбекистана, смещает её с пьедестала.

В пещере Тода в долине реки Суркандарья археологи обнаружили доказательства того, что 9000 лет назад, задолго до того, как первые тракторы начали пахать землю, люди уже собирали дикий ячмень каменными серпами. Это был не Плодородный полумесяц. Это было почти в 2000 километрах к северо-востоку, в труднопроходимой местности на границе с Центральной Азией.

«Это открытие должно изменить представление учёных о переходе от собирательства к земледелию», — заявил Синин Чжоу из Института палеонтологии позвоночных и палеоантропологии, возглавлявший исследование. «Оно показывает, насколько широко были распространены эти переходные формы поведения».

Результаты исследования опубликованы в Трудах Национальной академии наук (PNAS).1, усложняют вопрос, который антропологи задают себе уже несколько десятилетий: зародилось ли сельское хозяйство в одном месте, а затем распространилось за его пределы? Или же человеческие сообщества, расположенные на обширных территориях, независимо друг от друга экспериментировали с возделыванием растений?

Собиратели с серпами: новое окно в доисторический период

Команда раскопала самые глубокие слои пещеры Тода, обнаружив каменные орудия, остатки растений и древесный уголь. Следы износа на орудиях – известняковых лезвиях и отщепах – указывают на их предназначение. Это были не охотничьи орудия, а режущие инструменты, заточенные для срезания травы и стеблей растений. Микроскопический анализ выявил борозды, характерные для сбора урожая зерновых.

А среди осадка сохранились крошечные следы: фрагменты зёрен дикого ячменя с обугленной от древних пожаров шелухой. Рядом с ними встречались скорлупки фисташек и яблочные семечки, что свидетельствовало о широком спектре собирательской экономики.

Это самое раннее свидетельство систематической эксплуатации дикого ячменя к северу и востоку от Плодородного полумесяца. Его последствия выходят далеко за рамки одной пещеры.

Переосмысление истоков сельского хозяйства

На протяжении десятилетий господствующая модель предполагала существование «ядра» сельскохозяйственных инноваций — очага изобретений в Леванте, где климатические изменения или перенаселенность заставляли людей сажать и сеять. Отсюда, согласно этой логике, сельское хозяйство распространялось вширь.

Но пещера Тода не вписывается в эту схему. Её обитатели были не просто собирателями, которые время от времени собирали зерно. Они изготавливали специальные инструменты для скашивания травы, используя методы, удивительно похожие на те, что применялись в регионах, где уже было развито сельское хозяйство.

«Эти древние охотники и собиратели уже были вовлечены в культурные практики, которые привели к зарождению сельского хозяйства», — отметил Роберт Шпенглер из Института геоантропологии Общества Макса Планка, соавтор исследования.

Данные свидетельствуют о том, что одомашнивание, возможно, изначально не было преднамеренным актом. Скорее всего, оно развивалось посредством повторяющихся действий — сбора одних и тех же растений в одно и то же время каждый год и, возможно, даже уничтожения конкурирующей растительности. На протяжении поколений эти действия начали формировать эволюционную траекторию самих растений.

Почему ячмень и почему здесь?

Ячмень ( Hordeum vulgare ) — один из древнейших в мире возделываемых злаков, ценимый за свою приспособляемость к суровым условиям. В высокогорьях Центральной Азии его устойчивость сделала бы его идеальным кандидатом для раннего освоения. Сегодня этот регион засушливый и континентальный, но в раннем голоцене его долины были покрыты пышной сезонной зеленью.

Выводы группы поднимают волнующий вопрос: были ли эти зерна просто собраны в дикой природе или ранние формы их культивирования уже укоренились?

«Всё больше исследований свидетельствуют о том, что одомашнивание произошло без сознательного участия человека, — сказал Шпенглер. — Тот факт, что люди постоянно развивали модели поведения, которые привели к развитию сельского хозяйства, подтверждает эту точку зрения».

Если ячмень из пещеры Тода действительно был окультурен (то есть морфологически все еще дикий, но каким-то образом обработанный), это указывает либо на независимое происхождение земледелия в Центральной Азии, либо на гораздо более раннее распространение сельскохозяйственных практик на восток, чем считалось ранее.

Что это значит для истории человечества

Это открытие позволяет переосмыслить распространение сельскохозяйственных практик как мозаичную картину, а не как волну. Люди по всей Евразии использовали растительные ресурсы таким образом, что грань между собирательством и земледелием стиралась. В некоторых местах эти практики кристаллизовались в сельское хозяйство. В других же они сохранялись в виде гибких стратегий на протяжении тысячелетий.

Следующий шаг ясен: найти больше участков, протестировать больше образцов и составить более полную картину того, как ранние люди взаимодействовали с окружающей средой на обширных ландшафтах.

Источник: www.anthropology.net

Древнеримский бетон - один из самых долговечных строительных материалов в истории человечества. Многие сооружения, возведенные римлянами более 2000 лет назад, сохранились до наших дней и продолжают поражать своей прочностью и устойчивостью к разрушению. Современные ученые уже давно пытаются разгадать секрет этого удивительного материала, чтобы использовать древние технологии для создания более долговечных и экологичных бетонов в наши дни. И вот, группе исследователей из Массачусетского технологического института, похоже, удалось приблизиться к разгадке этой тайны.

В статье, опубликованной в журнале Science Advances, ученые под руководством профессора Адмира Масича представили результаты детального анализа образцов древнеримского бетона, взятых из руин города Привернум недалеко от Рима. Используя современные методы микроскопии и спектроскопии, они смогли заглянуть вглубь структуры этого материала и обнаружить ключевые особенности, которые, вероятно, и обеспечивают его феноменальную долговечность.

Главным открытием стало обнаружение в составе бетона многочисленных включений извести размером с гальку, которые ученые назвали "известковыми комками". Эти комки представляют собой частицы негашеной извести (оксида кальция), которые, по мнению исследователей, специально добавлялись в бетонную смесь в процессе ее приготовления. Такая технология получила название "горячего смешивания".

EDS-карта (электронная микроскопия) образца древнеримского бетона. Богатые кальцием участки окрашены в красный цвет.

При обычном производстве бетона известь предварительно гасят водой, превращая ее в гидроксид кальция. Римляне же, вероятно, добавляли негашеную известь непосредственно в смесь с другими компонентами - вулканическим пеплом, песком и водой. При этом происходила бурная экзотермическая реакция гашения извести, что приводило к локальному повышению температуры до 60-100°C.

Такой "горячий" процесс смешивания имел несколько важных последствий. Во-первых, высокая температура ускоряла химические реакции между компонентами смеси, способствуя более быстрому схватыванию и набору прочности бетона. Во-вторых, из-за быстрого протекания реакции часть извести не успевала полностью прореагировать и оставалась в виде отдельных комков внутри затвердевшего бетона.

Именно эти известковые включения и стали, по мнению ученых, ключом к уникальной долговечности римского бетона. Дело в том, что они выполняют роль своеобразных "капсул самовосстановления" внутри материала. При образовании трещин или микроповреждений в структуре бетона в них может проникать вода. Растворяясь в воде, известковые комки высвобождают ионы кальция, которые вступают в реакцию с другими компонентами и образуют новые кристаллы, заполняющие возникшие пустоты.

Таким образом, римский бетон обладает способностью к самовосстановлению - он может самостоятельно "залечивать" возникающие в нем повреждения на протяжении многих веков. Это объясняет, почему древние сооружения смогли простоять так долго, несмотря на воздействие землетрясений, эрозии и других разрушительных факторов.

Сравнение образца древнеримского бетона (верний ряд) и современной реконструкции (средний ряд). Ниже приведены более подробные изображения известковых включений в современном образце, в том числе, демонстрирующие кристаллическую оболочку, образовавшуюся вокруг известкового комка во время реакции с водой.

Чтобы подтвердить свою гипотезу, исследователи провели серию экспериментов с современными бетонами, в которые добавляли негашеную известь по аналогии с римской технологией. Результаты оказались впечатляющими - такие образцы действительно продемонстрировали способность к самовосстановлению. После намеренного растрескивания и воздействия проточной воды, трещины шириной до 0,5 мм полностью затянулись новообразованными кристаллами в течение нескольких недель.

Пример затянувшейся трещины.

Это открытие может иметь огромное значение для современной строительной индустрии. Производство цемента - основного компонента бетона - является одним из крупнейших источников выбросов углекислого газа в атмосферу. На его долю приходится до 8% мировых выбросов парниковых газов. Если удастся создать бетон, способный к самовосстановлению, это позволит значительно увеличить срок службы зданий и сооружений, сократить потребность в ремонте и, как следствие, уменьшить негативное воздействие строительной отрасли на окружающую среду.

Однако исследователи подчеркивают, что простое добавление негашеной извести в современные бетонные смеси не решит всех проблем. Римский бетон был уникальным материалом, обладающим целым комплексом особенностей. Помимо извести, в его состав входил вулканический пепел, который вступал в реакцию с известью, образуя прочные алюмосиликатные соединения. Кроме того, сам процесс приготовления и укладки бетона у римлян, вероятно, существенно отличался от современных технологий.

Тем не менее, понимание принципов, лежащих в основе долговечности римского бетона, открывает новые перспективы для разработки инновационных строительных материалов. Ученые уже работают над созданием современных составов, вдохновленных римскими технологиями, которые могли бы сочетать в себе прочность, долговечность и способность к самовосстановлению.

Исследование древнеримского бетона - это не только попытка разгадать древнюю технологическую загадку, но и яркий пример того, как изучение исторического наследия может помочь в решении современных проблем. Древние римляне, не имея доступа к современным научным знаниям и технологиям, сумели методом проб и ошибок создать поистине революционный материал. Теперь, спустя тысячелетия, их опыт может помочь нам справиться с одним из главных вызовов нашего времени - необходимостью сделать строительную отрасль более устойчивой и экологичной.

Конечно, внедрение новых технологий в строительство - процесс небыстрый и сложный. Требуются дополнительные исследования, чтобы полностью понять все нюансы состава и структуры римского бетона, а также адаптировать древние технологии к современным требованиям безопасности и стандартам строительства. Необходимо также учитывать экономические аспекты - новые материалы должны быть не только эффективными, но и конкурентоспособными по стоимости.

Тем не менее, открытие, сделанное учеными из MIT, уже сейчас вызывает большой интерес в научном сообществе и строительной индустрии. Оно не только проливает свет на загадку древнеримских технологий, но и открывает новые горизонты в разработке современных строительных материалов. Возможно, в недалеком будущем мы увидим здания и сооружения, построенные из "умного" самовосстанавливающегося бетона, способного простоять века, подобно великим творениям древних римлян.

Это исследование также напоминает нам о важности междисциплинарного подхода в науке. Объединение знаний из области археологии, материаловедения, химии и инженерии позволило ученым взглянуть на древний материал с новой точки зрения и извлечь из него уроки, актуальные для решения современных проблем. Такой подход может быть плодотворным и в других областях, где изучение исторического опыта может привести к неожиданным и важным открытиям.

В конечном счете, история римского бетона - это история человеческой изобретательности и стремления к совершенству. Она показывает, что даже в отсутствие современных технологий, при наличии наблюдательности, упорства и творческого подхода, можно создавать поистине выдающиеся вещи. И сегодня, в эпоху стремительного научно-технического прогресса, мы все еще можем многому научиться у наших предков, чьи творения продолжают восхищать нас спустя тысячелетия.

Реддит

Источник: https://www.reddit.com/r/Popular_Science_Ru/

Для многих людей, похоже, целью жизни является не умереть. И если бессмертие - ваша цель, то где лучше искать вдохновение, как не у "суперстолетних" долгожителей - тех, кто прожил более 110 лет. Почему им это удалось, когда большинство других не смогли? Питание? Гены? Отказ от социальных сетей? Согласно новому исследованию Оксфордского университета, долголетие сильно коррелирует с проживанием в бедных регионах с высоким уровнем преступности. Правда? Да, правда.

Исследование было проведено Солом Ньюманом, который внимательно изучил качество данных о суперстолетних долгожителях. Эта работа еще не прошла рецензирование, но то, что он обнаружил, очень удивительно и более чем немного тревожно.

Первый вывод, заставляющий поднять брови, получен из данных США. Ньюман сравнил распределение дат рождения в общей популяции с распределением среди предположительно сверхстарых людей. Статистические данные показывают, что люди очень преклонного возраста чаще всего рождаются первого или пятнадцатого числа месяца. Это наводит на мысль, что кто-то когда-то просто записал свое лучшее приблизительное предположение об их возрасте. Так что, возможно, долгожители просто выглядели старше, чем были на самом деле.

На следующем графике также видно, что количество зарегистрированных суперстолетних в США резко упало, почти на 80%, в какой-то момент, обозначенный здесь как 0.

Что тогда произошло? Может, американцы умерли со смеху от европейских модных тенденций?

Нет, падение произошло, когда в США ввели регистрацию новорожденных. Это подтверждает подозрение, что у большинства, если не у всех предыдущих суперстолетних, возраст в какой-то момент был неправильно записан.

В Италии регистрация новорожденных была введена раньше, но данные также содержат немало сюрпризов. Если разбить их по регионам, то количество долгожителей отрицательно коррелирует с уровнем выживаемости в среднем возрасте. Оно также отрицательно коррелирует с региональным валовым внутренним продуктом, который можно рассматривать как меру благосостояния.

Это означает, что чем хуже условия жизни для среднего итальянца в регионе, тем больше их, кажется, доживает до более высокого возраста. Автор говорит, что это "подтверждает гипотезу о том, что итальянские долгожители в значительной степени представляют собой набор ошибок и пенсионного мошенничества".

Во Франции тоже региональное количество сверхстарых людей коррелирует с бедностью и высоким уровнем преступности. Похожая история и в Англии. Там тоже достижение якобы высокого возраста более вероятно в бедных и проблемных регионах.

Очень показательный пример - Тауэр-Хэмлетс, район Лондона. 

В нем самое большое количество суперстолетних на душу населения в Англии. Также в нем самый высокий уровень бедности, самое высокое неравенство доходов и самый высокий уровень финансовых трудностей среди пожилых людей.

Самое показательное - в нем не только удивительно большое количество людей старше 110 лет, но и удивительно малое количество людей в возрастной группе чуть моложе. Это наводит на мысль, что некоторые выдавали себя за более старых, чем они есть на самом деле.

А как насчет всех японцев, которые якобы доживают до такого возраста благодаря употреблению овощей и рыбы?

Там тоже данные выглядят похоже. Соотношение суперстолетних в Японии коррелирует с бедностью, и, что очень показательно: чем больше денег регион тратит на социальное обеспечение пожилых людей, тем меньше в нем оказывается долгождителей. Опять же, это указывает на то, что многие возрастные рекорды обусловлены мошенничеством с социальными выплатами.

Все это не означает, что все суперстолетние - мошенники, но это означает, что исследования, которые были проведены об их якобы здоровом образе жизни, можно отправить в мусорную корзину науки. Это также означает, что ожидаемая продолжительность жизни человека гораздо сильнее детерминирована, чем мы думали ранее.

Действительно, недавнее исследование показало, что если экстраполировать прошлые данные, кажется, что мы достигаем плато средней продолжительности жизни около 100 лет. То есть, если не произойдет существенных медицинских прорывов, мы вряд ли сможем добиться больших успехов отсюда.

Проблема в том, что человеческое тело не эволюционировало для того, чтобы жить так долго, и очень трудно быстро изменить то, что эволюция создавала на протяжении сотен тысяч лет. Да, мы можем выращивать запасные части и пытаться заменять отказывающие органы, но это, я подозреваю, не даст нам слишком много.

Лично я думаю, что наш лучший шанс существенно увеличить продолжительность жизни - это симбиоз с долговечной электроникой, в котором мы экспортируем нашу когнитивную функцию на совершенно другую систему. Именно поэтому я думаю, что весь этот страх перед ИИ исчезнет, потому что это будем не мы против них, а мы с ними, создающие новый вид.

Пока это не произошло, возможно, нам стоит навести порядок в том беспорядке, которым являют собой научные публикации, боже мой!

Длина от 150 до 180 см, взрослых самок — до 200 см. Молодые животные жёлтого или красного цвета. Через год, достигая метровой длины, змеи меняют цвет на зелёный и поднимаются в полог леса, где окраска помогает слиться с древесной листвой.

Пищей молодым особям служат насекомые и ящерицы, взрослым — мелкие птицы и грызуны. Молодые особи охотятся в основном днём, метровые и более крупные самцы — ночью, а взрослые самки часть времени охотятся днём.

Продолжительность жизни в неволе — от 15 до 20 лет.

Ареал охватывает тропические дождевые леса Папуа — Новой Гвинеи, его прибрежные острова и полуостров Кейп-Йорк в Австралии. 

По словам ученых из университета Вагенингена, употребление хрустящей и твёрдой еды способствует похудению и надолго сохраняет чувство сытости. Из-за активного жевания кажется, что вы съели большую порцию.

Источник: https://www.reddit.com/r/Popular_Science_Ru/

Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.

Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.

Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.

Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.

Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.

Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных. 

Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.

Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.

И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.

Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.

Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.

Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.

Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.

Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.

Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.

Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов. 

Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.

Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.

И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.

По материалам:

В ближайшие месяцы до сентября 2024 года ожидается весьма редкое астрономическое явление - вспышка новой звезды в системе T Coronae Borealis (T CrB), расположенной на расстоянии 3000 световых лет от Земли. Согласно прогнозам, система переживет вспышку новой, в результате чего ее яркость станет доступной для наблюдения невооруженным глазом. Столь нечастое событие, последний раз зафиксированное в 1946 году, временно повысит видимую яркость системы до уровня Полярной звезды, предоставив уникальную возможность для наблюдений.

Данное редкое небесное явление обещает осветить наши небеса в ближайшее время вспышкой новой звезды в системе T Coronae Borealis, что станет поистине беспрецедентным событием.

Обычно невидимая невооруженным глазом тусклая система звездной величины +10, как ожидается, вспыхнет до яркости величины +2, сравнимой с Полярной звездой Полярис. Столь драматическое увеличение яркости позволит наблюдать систему T Coronae Borealis на ночном небе примерно в течение недели, после чего она потускнеет, и ее следующее появление в подобном великолепии может не произойти еще 80 лет.

Возможность наблюдать вспышку новой в T Coronae Borealis представляет собой уникальную возможность для изучения, способную привлечь внимание не только специалистов в области астрофизики, но и всех любителей наблюдения ночного неба. Благодаря высокой яркости, даже жители городских районов, обычно страдающих от светового загрязнения, смогут увидеть это небесное явление.

Грядущая вспышка новой в системе T Coronae Borealis объясняется тем, что она является двойной системой, состоящей из белого карлика и красного гиганта. Уникальное взаимодействие между этими небесными телами приводит к накоплению вещества на поверхности белого карлика, в конечном итоге инициируя термоядерную реакцию, наблюдаемую с Земли как вспышка новой звезды.

Данное событие предоставляет редкую возможность наблюдения ночного неба и дает бесценные сведения о жизненных циклах звезд и управляющих ими процессах.

Джонатан Блейзек, доцент физики Северо-Восточного университета, подчеркивает важность подобных явлений как для любителей астрономии, так и для астрофизического сообщества. Он поясняет, что вспышка новой в системе T Coronae Borealis является наглядным примером переноса массы в двойных звездных системах, приводящего к взрывным результатам, процесса, имеющего центральное значение для понимания таких космических событий, как сверхновые.

Сверхновые, особенно типа 1а, играют ключевую роль в исследовании Вселенной, предоставляя стандартизированную меру яркости, помогающую в ее изучении.

"Эта повторяющаяся новая является одной из пяти в нашей галактике", - отмечает Лорен Перкинс из Центра космических полетов NASA Маршалл.

"Это происходит потому, что T Coronae Borealis представляет собой двойную систему, состоящую из белого карлика и красного гиганта. Звезды находятся достаточно близко друг к другу, чтобы по мере нестабильности красного гиганта, вызванной повышением температуры и давления, приводящей к выбросу его внешних слоев, белый карлик собирал это вещество на своей поверхности. В конечном итоге мелкая плотная атмосфера белого карлика нагревается настолько, что вызывает неконтролируемую термоядерную реакцию, которая и порождает наблюдаемую с Земли вспышку новой звезды".

https://watchers.news/2024/03/22/upcoming-nova-explosion-in-t-crb-star-system-offers-rare-night-sky-event/

Это атомно-силовой микроскоп, и он работает немного иначе, чем обычные электронные микроскопы. Это устройство создаёт изображение, постукивая по образцу очень маленьким зондом, обычно шириной всего 20-30 нанометров. 

Но поскольку он такой маленький, объяснить, как он работает, очень сложно, поэтому продемонстрируем принцип его работы на увеличенной модели. Простая латунная пластинка с прикрепленным к ней магнитом, над которой расположена катушка с противоположной полярностью, заставляющая пластинку совершать вертикальные колебания. Конец заострен и отогнут вниз, им пластинка и касается образца, имитируя щуп AFM-микроскопа.

Атомно-силовой микроскоп (AFM) имеет резонирующую консоль с острым наконечником на конце. Он перемещает этот наконечник по поверхности образца, и везде, где он контактирует с образцом, записывает высоту в этом положении. 

Таким образом можно построить его трехмерное изображение.

Демонстрационное устройство собрано из 3D-принтера и любительской электроники, поэтому оно может достигать точности только на уровне миллиметров. Но настоящие AFM могут давать разрешение на уровне нанометров или даже пикометров, хотя обычно в довольно маленьком поле зрения, меньшем, чем человеческий волос. Несмотря на это, AFM крайне важны для исследований в области материаловедения.

По материалам:

Рыба-попугай представляет собой одно из самых удивительных семейств морских рыб, чья жизнедеятельность оказывает колоссальное влияние на формирование тропических экосистем. Семейство скаровых, к которому относятся эти рыбы, насчитывает около 90 видов, распространенных в теплых водах Тихого, Индийского и Атлантического океанов.

Характерной особенностью рыб-попугаев является их необычное строение ротового аппарата. Многочисленные мелкие зубы этих рыб срастаются в прочные пластины, образуя структуру, внешне напоминающую клюв попугая. Именно эта анатомическая особенность и дала название всему семейству.

Размеры представителей варьируются от относительно небольших видов длиной 30-40 сантиметров до настоящих гигантов, достигающих полутора метров и веса в несколько десятков килограммов.

Образ жизни рыбы-попугая тесно связан с коралловыми рифами, которые служат для них и домом, и источником пищи. Основу рациона составляют микроскопические водоросли, растущие на поверхности кораллов. Чтобы добраться до этой пищи, рыба использует свой мощный клюв для соскабливания и откусывания фрагментов коралловой породы. Этот процесс сопровождается характерным хрустящим звуком, который становится неотъемлемой частью акустического ландшафта рифа.

Переваривание пищи у рыб-попугаев происходит весьма необычным образом. После того как откушенные кусочки коралла попадают в пищеварительную систему, специальные глоточные зубы измельчают твердый карбонат кальция до состояния мелкого порошка. Питательные вещества из водорослей усваиваются организмом, а неперевариваемые частицы коралла выводятся наружу в виде чистого белого песка.

Масштабы этого процесса поражают воображение. Одна крупная особь способна производить сотни килограммов песка ежегодно. Некоторые исследования показывают, что до тонны. Именно деятельность рыб-попугаев является основным источником формирования песчаных пляжей и целых атоллов в тропических регионах. По различным оценкам, от 70 до 85 процентов песка на пляжах таких мест, как Мальдивы, Багамы или Гавайские острова, прошло через пищеварительную систему этих рыб.

Биология размножения рыб-попугаев демонстрирует еще одну удивительную адаптацию. Большинство видов являются последовательными гермафродитами, то есть способны изменять свой пол в течение жизни. Практически все особи рождаются самками и имеют довольно скромную окраску, обычно в серовато-коричневых тонах, что помогает им маскироваться среди кораллов. По мере взросления и в зависимости от социальной структуры группы, наиболее доминантная самка может трансформироваться в самца.

Этот процесс сопровождается кардинальными изменениями внешнего вида. Превратившись в самца, рыба приобретает яркую окраску с преобладанием синих, зеленых, оранжевых и розовых цветов. Различия между самками и самцами настолько разительны, что долгое время ученые описывали их как отдельные виды, не подозревая об их родственной связи.

Поведение рыб-попугаев в ночное время демонстрирует еще одну поразительную адаптацию. С наступлением темноты многие виды начинают выделять специальную слизь, постепенно окутывая себя прозрачным коконом. На формирование такого защитного укрытия требуется от тридцати минут до часа. Исследователи считают, что этот слизистый кокон выполняет несколько защитных функций: маскирует запах спящей рыбы от ночных хищников и служит барьером против мелких паразитов.

Экологическая роль рыб-попугаев в коралловых экосистемах трудно переоценить. Поедая водоросли с поверхности кораллов, они предотвращают зарастание рифов и способствуют здоровому росту коралловых полипов, что поддерживает баланс всей рифовой экосистемы и способствует ее устойчивости к различным стрессовым факторам.

Однако в настоящее время популяции рыб-попугаев сталкиваются с серьезными угрозами. Чрезмерный промысел, особенно направленный на крупных ярко окрашенных самцов, нарушает естественную структуру популяций и снижает их репродуктивный потенциал. Деградация коралловых рифов вследствие изменения климата, загрязнения и других антропогенных факторов лишает этих рыб основного источника пищи и среды обитания.

Понимание важности рыб-попугаев для морских экосистем привело к введению охранных мер во многих регионах. Например, в некоторых странах Карибского бассейна действуют ограничения или полные запреты на вылов этих рыб. Такие меры направлены не только на сохранение самих популяций, но и на поддержание здоровья коралловых рифов, от которых зависит благополучие целых островных государств и прибрежных сообществ.

Исследователи из США придумали простой метод уменьшения статического электричества, вырабатываемого при измельчении целых кофейных зерен, что делает вкус и аромат кофе более насыщенным. Они также предложили конкретные рекомендации того, как этого добиться.

Кофе — один из самых любимых напитков огромного числа людей. Около трети его потребляется в странах-производителях, в частности в Бразилии и Индонезии. А вот крупнейшими потребителями — импортерами кофе остаются Евросоюз (особенно Германия, Италия и Франция), США, Япония, Россия, Канада, Южная Корея, Алжир, Австралия, Саудовская Аравия и Турция. Неудивительно, что бариста и просто искушенные ценители напитка находятся в вечном поиске сделать его вкуснее. Над той же задачей работают ученые.

На этот раз ею озаботились химики и физики из Университета штата Орегон. Их способ улучшить вкус и аромат напитка заключается в простом сбрызгивании кофейных зерен водой перед измельчением. Интересно, что многие опытные бариста давно интуитивно так делают. Но ученые смогли ответить на вопрос о том, какое количество воды можно назвать оптимальным для улучшения вкуса напитка, и объяснили физико-химические процессы: что именно происходит с кофейными зернами при смачивании их водой.

Секрет в том, что смачивание водой уменьшает статическое электричество, вырабатываемое во время измельчения целых кофейных зерен, которое в противном случае приводит к их слипанию (а заодно к засорению кофемолки). Измельчение зерен создает сильное трение, так как частицы трутся друг о друга и разрушаются. Этот процесс генерирует статическое электричество (разделение заряженных частиц) и похож на трение частиц пыли в вулканических шлейфах, когда образуется молния.

В распоряжении ученых были наборы кофейных зерен, которые отличались друг от друга по происхождению, времени обжарки и содержанию влаги. Некоторые из них исследователи обжаривали сами — в лаборатории. Затем помололи их и измерили статическое электричество в каждой порции зерен, а еще сравнили размер частиц и вкус готового напитка. Ученые показали, что большая часть статического электричества после помола возникает не столько из-за трения зерен друг о друга, сколько из-за их разрушения.

Наиболее сухие, сильно прожаренные зерна производили больше статического электричества, чем менее обжаренные. Авторы исследования предположили, что первые более хрупкие и разрушаются быстрее, чем вторые, которые сохраняют влагу. Поэтому ученые добавили немного воды перед помолом зерен. Это, как и ожидалось, снизило статическое электричество, а еще увеличило время приготовления кофе. Зато он стал крепче и ароматнее.

Чтобы добиться такого эффекта, исследователи посоветовали добавлять около 20 микролитров (один микролитр равен 0,001 миллилитру, то есть 20 микролитров — 0,02 миллилитра) воды на один грамм кофе или около половины миллилитра для обычной порции эспрессо.

Ответ: магнитные поля можно увидеть с помощью стеклянного визуализатора, в котором содержится ферромагнитная жидкость

Реддит

Реддит

Сверхпроводники - перспективная идея, однако на практике их использование крайне затруднительно. Но что, если я скажу вам, что есть компания, которая, по их мнению, знает, как сделать электрическую сеть сверхпроводящей? Да, именно так, давайте рассмотрим этот вопрос подробнее.

Сверхпроводник - это материал, обладающий нулевым электрическим сопротивлением. Внутри сверхпроводника электрические токи перемещаются абсолютно без потерь. Сверхпроводники также обладают уникальным свойством: линии магнитного поля не могут проникнуть внутрь них, поэтому они парят над магнитами, что используется в поездах-маглевах.

Проблема заключается в том, что все известные сверхпроводники требуют либо очень низких температур, либо высокого давления. Наиболее практичными на данный момент являются так называемые высокотемпературные сверхпроводники, которые становятся сверхпроводящими при температурах выше -196°C.

Сложно воспринимать - 196°C как "высокую" температуру, но такой материал хорош тем, что его можно охлаждать жидким азотом. Те сверхпроводники, которые сверхпроводят при более низких температурах, намного сложнее и дороже в плане охлаждения, но это лишь часть проблемы.

Другая проблема заключается в том, что известные высокотемпературные сверхпроводники трудно производить, и они хрупкие. Их невозможно просто вытянуть в провод и начать пользоваться. Если вы помните прошлогоднюю историю с несуществующим сверхпроводником LK-99, это то представляете, в чем дело. Помните, как лаборатории по всему миру что-то выпекали в течение нескольких дней, а на выходе получились только левитирующие крошки? Да, даже если бы это сработало, изготовить линию электропередач из такого материала было бы сложно.

Сверхпроводящие линии электропередачи существуют и уже эксплуатируются, однако они работают принципиально иначе, нежели обычные провода. В стандартном проводе внутри находится, к примеру, медь, а снаружи - изолятор.

В сверхпроводящем же кабеле есть различные слои, между которыми циркулирует хладагент, а сам сверхпроводник обматывается поверх них. Обычно он выглядит, как на картинке ниже - напоминает буррито, но вместо бобов и сыра он наполнен мечтами и надеждами инженеров-электриков.

И да, они работают, но проблема в том, что производство жидкого азота требует больших энергозатрат. Если цель - сделать передачу энергии более эффективной, то бессмысленно вкладывать в систему охлаждения больше энергии, чем экономится при передаче. Кроме того, по мере течения азота по кабелю он нагревается, поэтому требуется регулярное охлаждение, для линий высокого напряжения обычно каждые 5 км.

Поэтому существующие сверхпроводниковые ЛЭП неудобно возводить и дорого эксплуатировать. Но американская компания VEIR утверждает, что нашла решение. Она базируется в Массачусетсе и за последние годы неоднократно привлекала существенные инвестиции, даже провела демонстрационный проект, хотя суть их разработки оставалась несколько неясной.

Однако теперь мне удалось найти статью и два патента, которые, на мой взгляд, объясняют их деятельность. Это похоже на детективное расследование, только вместо раскрытия убийств - разгадка тайны сверххолодных проводов. Первая тайна скрывалась за названием компании VEIR, которое происходит от закона Ома: V = I * R (Voltage Equals current Intensity multiplied by Resistance). Они используют в своей разработке идею, озвученную Национальной лабораторией Лос-Аламос в 2010 году: не прокачивать жидкий азот, а испарять его. 

Схематическое изображение приведено ниже.

Преимуществом данной конструкции является дополнительное охлаждение за счет самого испарения. Похоже на ситуацию, когда ветер ощущается более холодным из-за испарения воды с мокрой кожи (тело теряет энергию на испарение воды и, как следствие, свою температуру). В двух патентах компании описаны конструкция системы охлаждения вдоль маршрута и система подвеса для воздушных кабелей.

По сути, конструкция предназначена для выкачки части азота из кабеля, прокачки его через систему охлаждения и возврата в следующий сегмент. Сам азот можно извлекать из воздуха, который на 78% состоит из него. В любом случае, по их утверждению, с такой системой достаточно иметь станцию охлаждения примерно каждые 100 км, хотя, вероятно, эта оценка слишком оптимистична.

Использование сверхпроводящих кабелей поможет избежать потерь энергии и повысить эффективность передачи электричества, так как такие кабели не нагреваются и могут транспортировать больше энергии. Соответственно, для передачи того же объема энергии потребуется меньшее количество кабелей. В рамках тестового проекта протяженностью около 30 метров разработчики заключили партнерство с энергетической компанией National Grit, которая представлена в США и Великобритании, для испытаний технологии на больших расстояниях. Если бы такие кабели использовались повсеместно, их создатели могли бы разбогатеть.

Однако, как вы уже догадались, существуют проблемы, главная из которых - неизвестная надежность работы системы в крупных масштабах. К тому же высокотемпературные сверхпроводники пока дороже обычных кабелей, а поставщиков немного. Также необходимо решить вопросы образования наледи на линиях и безопасности для птиц, которые могут примерзнуть лапами к холодным проводам. Возможно, это просто вопрос маркетинга: "Криогенные голуби скоро появятся на ЛЭП рядом с вами!"

Всем привет! Я тут намедни задумался: а почему бананы дорожают? Раньше они были так дешевы, что на них часто поскальзывались, как видно в старых комедиях. И в конце концов, не останемся ли мы без бананов?

Жили да были в Юго-Восточной Азии два вида бананов — банан Бальбиса и банан заострённый. Они и сейчас встречаются, но никому уже не интересны дикие плоды, в которых больше косточек, чем мякоти. В древние времена с едой было похуже, поэтому и этих возделывали. Но однажды какой-то крестьянин заметил, что один из кустов даёт чудо-плоды — без косточек и полные мякоти. Да, косточек нет, но ведь можно размножать вегетативно, из корневища сами растут новые кусты, знай отрезай корневище с побегами и сажай на новом месте (а то без этого кусты сильно концентрируются, истощают почву). И никакой селекционной лотереи, все растения таким способом получаются одинаковые, фактически клоны друг друга. 

Было таких несколько сортов, но мы можем выделить две группы: десертные и овощные. Десертные идут на экспорт северным народам вроде нас с вами, а овощные едят жители тропиков вместо картошки, жареными или варёными. 

Примерно к середине Средневековья они уже попали в Африку с арабскими торговцами, в 15 веке они уже растут на Канарах, а из Канарских островов монах Томас де Берланга притащил бананы на Гаити, откуда они расползлись по островам Карибского бассейна и ещё в Центральную Америку. Культура удобная, плоды всегда даёт, рабов кормить само то, да ещё для нежного кофе даёт тенёк. Но надо помнить, что 90% тех бананов были овощными, то есть вообще не сладкими и требующими варки. Десертных почти не было — был сорт "Красный банан", но его было сложно перевозить и урожайность у красных была так себе. Короче, удовольствие для богачей. 

Но всё изменилось в XIX веке. В конце XVIII века натуралист Николя Боден привёз очень сладкий и удобный банан (точнее, его клубни) на остров Мартинику. В 1835 ботаник Жан Франсуа Пуйя заметил этот сорт и привёз к себе на Ямайку, назвав его Гро-Мишель (с фр. Большой Мишель, англичане ещё прозвали его Большой Майк). И тут началось его победоносное шествие по всей Латинской Америке. Гро-Мишель был сладким, как любой десертный банан, но при этом удобен в перевозке из-за очень крепкой шкурки, быстроспелым и крайне урожайным, не хуже овощных сортов. И тут торговцев осенило...

В 1860-е некий Карл Франк решил привезти бананы в Америку. Ну как — купил пару десятков связок, договорился с капитаном судна, разместил бананы на палубе и молился, чтобы они не сгнили по пути. Попался Франку пароход — дошёл гарантированно за 10 дней, есть 3-4 дня на продажу. Попался парусник — молись, чтобы не было штиля. Короче, дело было рисковое, объёмы скромные, а цена была немаленькая. Бананы продавались по десять-двадцать центов за штуку — для сравнения, яблоко стоило один цент, а чернорабочий получал не больше полутора долларов в день. Но всё-таки бизнес шёл!

Это заметил Лоренцо Бейкер. Он обычно просто курсировал на паруснике между США и Латинской Америкой, зашёл по пути в Ямайку, ну и купил 160 связок (в каждой по 100-150 бананов) по 25 центов за связку, все равно трюмы пустовали. И продал в Нью-Йорке каждую связку по 2-3 доллара, в десять раз дороже, 1000% чистейшей прибыли. Тут-то у него в голове и щёлкнуло. Это ж какие бабки! Он скинулся с Эндрю Престоном и ещё девятью мелкими торговцами и основал "Бостон-Фрут-Компани" в 1885, закупая бананы на Ямайке. Именно отсюда идёт песня Day-O Гарри Белафонте, где ямайские рабочие грузят бананы, отсчитывая грозди.

Тем временем на материке процветал некий Майнор Кит. Он взялся строить дорогу от столицы в порт в Коста-Рике, окупив её до конца строительства, просто засаживая бананы вдоль путей и экспортируя (ведь строительство началось от порта), а потом он выкупил госдолг правительства в обмен на 320 тысяч гектаров (7% площади страны). И пошло-поехало, он начал расширять свой бизнес, контролировал провинцию Панаму, имел виды на все другие республики Центральной Америки... Но в 1898 лопнул банк, срочно потребовались деньги, и произошло слияние с бостонцами. Образовалась великая и ужасная "Юнайтед-Фрут-Компани". Они буквально захватили экономику Центральной Америки, из-за чего почти все страны региона стали банановыми республиками, что было осмеяно О. Генри в романе "Короли и капуста".

Когда они ещё запустили холодильные установки и проспонсировали строительство Панамского канала, то они стали окончательными монополистами. Если спелые бананы надо продавать и есть сразу, а то испортятся, то зелёные можно и подержать в порту, чтобы цены повысить, да и на железных дорогах они проникнут вглубь континента. К тому же их можно дальше перевозить — "Юнайтед Фрут" стали абсолютными монополистами в обеих Америках и контролировали 50% перевозок бананов в Британии через Ямайку. В континентальной Европе всё было не так радужно, всё-таки у европейцев были африканские колонии, но и там у них было большое влияние.

К началу XX века все ели бананы в Америке, это был фастфуд своего времени. Сладкий, калорийный, дешёвый, удобный для перекуса на ходу. Чего ещё надо? Чистоты! Люди сто лет назад не то что мусор не разделяли, они и обычные шкурки бананов кидали куда попало. А Гро-Мишель был довольно маслянистым, поэтому на его шкурке легко поскользнуться. Поэтому-то в старых комедийных мультфильмах и фильмах люди часто поскальзываются на бананах, хотя сейчас такого не увидишь.

Так вот, возвращаясь к Центральной Америке, экономики тех стран стали фактически монокультурными. Но и сами бананы не отличались разнообразием — Гро-Мишель и всё. А внутри сорта разнообразия тоже не было — помните же, что их размножают вегетативно, по сути клонируя? Короче, везде всё одинаковое. А тем временем в конце XIX века появилась так называемая "Панамская болезнь", штамм грибка Tropical Race 1 (TR1). Если грибок попадал на плантацию, то вся плантация через годик уже была заражена, кусты просто гнили изнутри. "Юнайтед Фрут" пытались лечить землю химией, но всё бесполезно. Они переходили на новые плантации, занимая сотни тысяч гектаров новой земли, но грибок проникал и туда с землёй, с заражёнными корнями, с водой. Начался дефицит бананов, появилась даже песня Yes! We have no bananas, решения не было.

В итоге сначала их конкурент "Стандарт Фрут", в 50-е начал переходить на сорт Кавендиш, а затем сдались и "Юнайтед Фрут". Мы до сих пор едим этот сорт, хоть он не такой сладкий, не такой ароматный (запах изоамилацетата проникал даже сквозь шкуру Гро-Мишеля), и более сухой, с минимумом масел. У него более тонкая кожица, поэтому пришлось перестраивать логистику: нельзя теперь просто кидать бананы в трюм, надо упаковывать в коробки. Гро-Мишель остался только где-то на удалённых плантациях в Африке и Новой Зеландии. К слову, говорят, что запах ароматизаторов в жвачках и конфетах основан именно на Гро-Мишеле. Это неправда! Просто в запахе бананов сильнее всего проявляет себя изоамилацетат, а Гро-Мишель был богаче этим веществом. Но запах настоящего банана, конечно. состоит из многих веществ, и простецкий ароматизатор мало походит даже на Гро-Мишель. 

Всё, история закончена? О-хо-хо... Ведь мы ничему не научились с эпохи Кита и Бейкера! Мы засадили всё одинаковыми клонами Кавендиша, и вновь попались в ту же ловушку. Грибок, уничтоживший Гро-Мишель, мутировал. Штаммы TR2 и TR3 были безвредными, но TR4 научился уничтожать многие сорта, включая Кавендиш. Первые вспышки начались в 1990-е, в 2013 он проник в Африку, а в 2019 обнаружен в Латинской Америке. Сейчас, конечно, с биобезопасностью получше, чем во времена О. Генри, но все равно. Несмотря на обработку фунгицидами, выжигание заражённых плантаций, обработку обуви, заборы — грибок всё равно распространяется. Достаточно, чтобы из-за наводнения заражённая вода попала на чистую плантацию, достаточно одной мышки или одного рабочего с грязными ногами, и плантация гибнет. Убытки уже составляют сотни тысяч долларов, а химия всё так же бессильна.

Есть ли решение? Безусловно! Есть три варианта.

Старый — это сорт Голдфингер, по свойствам нечто среднее между десертным и овощным бананом. Можно жарить, а можно есть сырым. Но по вкусу тоже не такой сладкий, с кислинкой. В 1990-е как-то не прижился в Америке. Он, к слову, устойчив и к чёрной сигатоке. Но сигатоку можно забороть химией, поэтому преимущество небольшое.

Новый вариант — это модифицированный Кавендиш. Сорт Tai-Chiao No. 8 из Тайваня устойчив к TR4, а по вкусу точно Кавендиш. Есть и ГМО-Кавендиш, QCAV-4 в Австралии, но его пока не выращивают, только разрешение получили. 

Ну и есть перспективы вывести бактерию, которая уничтожает весь этот грибок со всеми штаммами. Но пока её даже на горизонте не видно. 

Лично я надеюсь, что если смогли генномодифицировать сорт Кавендиш, то можно будет вернуть и Гро-Мишель, более сладкий, более маслянистый... Но это всё только мечты. Возможно, если корпорации поймут угрозу грибков, мы будем выращивать несколько сортов бананов одновременно, а не только один на половину планеты. Будет дороже, но безопаснее. Хотя это ещё менее вероятно, не так ли?

В общем, у бананов сложная история. Их путь прошёл от мешков с косточками во Вьетнаме к хищным монополиям Позолоченного века и к ГМО-ответу природе. Поскользнуться на шкурках от бананов теперь сложнее, а монокультурный сорт бананов второй раз за сто лет на грани исчезновения. Запомните хорошенько вкус бананов из магазина! Может, через двадцать лет вовсе не будет никакого Кавендиша, а ваши дети будут знать только кисловатый, похожий на картошку Голдфингер.