2006 г.
Калейдоскоп
Коротко
Рецензия
Новые книги
|
2006 г. |
Новости науки
Калейдоскоп Коротко Рецензия Новые книги |
Черная дыра в Туманности Андромеды окружена звездами
Астрономам уже давно известно, что в ядре галактики Туманность Андромеды (М31) есть два пика яркости видимого излучения - Р1 и Р2. В начале 1990-х годов выяснилось, что пик Р2 совпадает с областью более коротковолнового излучения, которую незатейливо назвали Р3. Уже три года спустя выяснилось, что источником этого излучения является скопление молодых горячих звезд, но лишь теперь Р.Бендеру (R.Bender; Мюнхенский университет, Германия) и его коллегам удалось подсчитать эти звезды и определить их пространственное распределение.
По данным, полученным с помощью космического телескопа “Хаббл”, они установили, что в объект Р3 входит около 400 звезд, образующих диск поперечником всего 1 св. год, что очень мало по космическим меркам. Эти звезды относятся к короткоживущим, а значит, теперешнее население диска возникло совсем недавно, примерно 200 млн лет назад в результате единой вспышки звездообразования.
По мнению исследователей, ядро М31 состоит из двух вложенных один в другой звездных дисков: один - более обширный - наблюдается в виде пиков Р1 и Р2; второй - компактный диск Р3 - непосредственно окружает центральную черную дыру. Самые быстрые из звезд совершают один оборот вокруг центра галактики за 100 лет, двигаясь со скоростями, измеряемыми сотнями километров в секунду. С такой же скоростью вращался вокруг черной дыры и газ, из которого они образовались. Столь неистовое движение и жесткие физические условия вблизи черной дыры должны были препятствовать звездообразованию.
Однако все факты пока говорят о том, что формирование звезд в непосредственных окрестностях массивного компактного объекта представляет собой не уникальное, а вполне обыденное явление. Во-первых, маловероятно, что при возрасте Туманности Андромеды в 12 млрд лет такой короткоживущий диск появился там именно сейчас, поэтому механизм образования диска не может быть “одноразовым”. Во-вторых, подобные массивные звезды есть и в непосредственном окружении центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути. И тем не менее природа диска Р3 остается совершенно загадочной.
Так или иначе, новые наблюдения налагают существенное ограничение на размер и массу центрального темного объекта Туманности Андромеды. Размер его, видимо, не превышает размеров диска, а масса равна 140 млн масс Солнца. Авторы подробно анализируют возможность объяснения природы центрального объекта в М31, не прибегая к гипотезе о черной дыре, и приходят к выводу, что на сегодняшний день такое объяснение невозможно.
Таким образом, Туманность Андромеды становится третьей (после Млечного Пути и NGC 4258) галактикой, в которой существование центральной черной дыры можно считать практически доказанным.
Astrophysical Journal. 2005. V.631. P.280 (США).
Открыта идеальная экзопланета
На сегодняшний день подавляющее большинство планет вне Солнечной системы открыто методом лучевых скоростей, который в действительности позволяет судить лишь о наличии планеты, но не дает никаких сведений о ее свойствах. Ситуация меняется для планет, орбиты которых наклонены к лучу зрения под небольшими углами. В этом случае есть надежда зафиксировать планетное затмение, т.е. прохождение планеты по диску звезды. По продолжительности и глубине затмения можно определить размер планеты (поскольку известен угол наклона ее орбиты к лучу зрения, точнее, известно, что он мал), а также измерить ее массу. Именно поэтому особое внимание астрономов привлекают так называемые “транзитные” планеты.
Девятая по счету затменная система с планетой, открытая 15 сентября 2005 г., имеет все шансы в ближайшие годы стать одним из излюбленных объектов для наблюдений. О ее открытии сообщили в октябре 2005 г. М.Майор (M.Mayor; Женевская обсерватория, Швейцария) и его коллеги. Планета обращается вокруг довольно яркой звезды HD 189733 в созвездии Лисички. Поначалу она была обнаружена с помощью традиционного метода лучевых скоростей на 1.9-метровом телескопе Обсерватории Верхнего Прованса (Франция). Ее небольшой орбитальный период (2.219 дня) означает, что планета находится очень близко к звезде, а это повышает шансы на обнаружение затмения. Последующие наблюдения системы на 1.2-метровом телескопе той же обсерватории показали, что надежда эта оправданна: планета действительно периодически проходит перед звездой, примерно на два часа ослабляя ее блеск на 3%. Это самое “глубокое” затмение среди всех транзитных планет.
Совокупность данных о затмениях и вариациях лучевой скорости звезды свидетельствует, что обращающаяся вокруг нее планета имеет массу, равную 1.15 массы Юпитера, и диаметр в 1.26 раз больше юпитерианского. Планета нагрета излучением звезды до температуры в несколько сотен градусов и потому обладает довольно низкой плотностью (0.75 г/см3). Эти параметры делают планету звезды HD 189733 уникальным объектом для изучения свойств планетных атмосфер. Во-первых, затмения происходят часто. Во-вторых, из-за относительно большого размера планеты они достаточно глубоки, чтобы их можно было наблюдать в небольшие, даже любительские телескопы. В-третьих, система удалена от Солнца всего на 63 св. года, что также расширяет возможности ее изучения с помощью относительно небольших инструментов. Наконец, высокая температуры звезды вселяет надежду, что ее удастся разглядеть в космический инфракрасный телескоп “Spitzer”.
Субмиллиметровый телескоп APEX
Летом 2005 г. начались первые научные наблюдения на субмиллиметровом телескопе APEX (Atacama Pathfinder Experiment - Пилотный эксперимент в Атакаме). Этот уникальный инструмент с диаметром рефлектора 12 м сооружен на высокогорном плато Чахнантор (Chajnantor) в пустыне Атакама на высоте 5100 м, примерно в 50 км к востоку от деревни Сан-Педро де Атакама на севере Чили (ESO Press Release 18/05. 14 July 2005). Одно из самых сухих мест на Земле, оно считается идеальным для наблюдений на субмиллиметровых волнах, которые особенно интенсивно поглощаются атмосферными парами воды. Новый телескоп будет наблюдать в диапазоне от 0.2 до 1.5 мм - слабоизученном, но чрезвычайно интересном для астрономов: в нем лежит излучение самых далеких галактик (сдвинутое туда эффектом Доплера в расширяющейся Вселенной); на этих волнах излучают редкие молекулы межзвездного вещества; в этом же диапазоне можно увидеть процесс рождения звезд и планет, скрытый от оптических телескопов плотными слоями межзвездной пыли.
Предшественником телескопа APEX был 15-метровый телескоп SEST (Swedish-ESO Submillimetre Telescope), работавший в 1987-2003 гг. в Европейской южной обсерватории (ESO) в Ла-Силья (Чили), на высоте 2400 м. Многие годы это был единственный инструмент такого рода в Южном полушарии; с ним проводились наблюдения на волнах 0.8-3 мм, существенно расширившие наше представление о южном небе. Сейчас по соседству с новым телескопом APEX (но на меньшей высоте) сооружен еще один субмиллиметровый инструмент - японский 10-метровый телескоп ASTE. Сооружение таких телескопов требует использования высоких технологий: например, отклонение поверхности рефлектора от идеального параболоида не должно превышать 0.017 мм. Строительство и обслуживание такого инструмента в труднодоступном высокогорном районе требует немалого труда и средств. Работу эту совместно осуществляют Институт радиоастрономии общества Макса Планка (Германия), Космическая обсерватория Онсала (OSO) и Европейская организация по астрономическим исследованиям в Южном полушарии (ESO).
Субмиллиметровый телескоп APEX Европейской южной обсерватории в Чили.
ESO Press Photo 21/05Но все это только начало, можно сказать, разведка нового места и новых технологий. Опыт строительства и эксплуатации телескопа APEX поможет в осуществлении грандиозного проекта ALMA (Atacama Large Millimeter Array - Атакамская большая составная антенна миллиметрового диапазона) (Сурдин В.Г. ALMA - крупнейший радиотелескоп // Природа. 2003. №10. С.69). Этот синтетический инструмент, который вступит в строй к концу десятилетия там же, на плато Чахнантор, будет состоять из 64 параболических концентраторов диаметром по 12 м каждый, разнесенных на максимальное расстояние в 14 км и объединенных оптоволоконной связью в единую систему. Таким образом, эффективный диаметр этой составной антенны приблизится к 100 м, а четкость изображения будет просто фантастической - сотая доля угловой секунды! Вместе с расположенным невдалеке европейским оптическим комплексом VLT/VLTI1 он станет крупнейшим в мире плацдармом для астрономических исследований. Прототипом для элементов системы ALMA как раз и послужит телескоп APEX. Поскольку одиночная антенна APEX не сможет получать такого четкого изображения, как система ALMA, ее главной задачей станет субмиллиметровая спектроскопия межзвездной среды, протозвезд и сверхдалеких галактик.
© Сурдин В.Г.,
кандидат физико-математических наук
Москва
Объект крупнее Плутона: планета или астероид?
В последние годы сообщения об открытии десятой планеты появляются примерно раз в несколько месяцев. Виною тому - постепенно раскрывающиеся перед нами глубины пояса Койпера, уже несколько обитателей которого оказались больше самого крупного астероида Главного пояса - Цереры.
Нелишне напомнить, что Церера поначалу считалась полноправной планетой Солнечной системы, хотя и очень небольшой. Позже, когда выяснилось, что в той же области пространства пролегают орбиты множества других тел, Цереру лишили планетного статуса, понизив его до “малой планеты”. Теперь, когда история повторяется с Плутоном, астрономов обуяла нерешительность. Уже с 1992 г. стало очевидно, что Плутон движется вокруг Солнца не в одиночестве, а в весьма многочисленной компании (как и Церера). Тем не менее до сих пор он считался именно планетой, а не самым крупным астероидом пояса Койпера. Это почти не вызывало затруднений, пока все обнаруживаемые за Нептуном тела уступали Плутону по размерам, но понятно было, что вопрос встанет ребром, когда в поясе Койпера будет найдено тело больше Плутона.
И вот после многократных ложных тревог, долгожданное событие, наконец, свершилось! Группа астрономов из США с помощью 1.2-метрового телескопа Паломарской обсерватории и 8-метрового телескопа “Джемини-Север” на горе Мауна-Кеа (Гавайские о-ва, США) открыла самый большой из всех известных объектов пояса Койпера, по размерам превосходящий Плутон или по крайней мере равный ему (http://science.nasa.gov/headlines/y2005/29jul_planetx.htm ). М.Браун (M.Brown; Калифорнийский технологический институт, США), Ч.Трухильо (Ch.Trujillo, Обсерватория “Джемини”, США) и Д.Рабинович (D.Rabinowitz, Йельский университет, США) впервые сфотографировали объект 21 октября 2003 г. (отсюда его обозначение 2003 UB313), но узнали об этом только в январе 2005 г., проводя повторный анализ снимков. После этого астрономы нашли старые изображения объекта в более ранних обзорах, вплоть до 1989 г., что позволило им точно определить его орбиту. Она оказалась очень вытянутой и наклонной - угол между нею и основной плоскостью Солнечной системы составляет 44°. Столь существенное наклонение орбиты - единственная причина, по которой объект не был открыт ранее; никто не искал планеты так далеко от плоскости эклиптики. В перигелии 2003 UB313 подходит к Солнцу на расстояние в 38 а.е., совершая один оборот за 557 лет. Сейчас он находится вблизи афелия (точки максимального удаления от Солнца) и отстоит от нашей звезды на 97 а.е.
К слову сказать, группа рассчитывала объявить о находке несколько позже, после окончательного анализа наблюдений и подготовки научной статьи. Однако в результате стечения обстоятельств ключевые данные об объекте 2003 UB313 оказались в общедоступной части Интернета, причем, как показала проверка, эта возможность не осталась незамеченной. Браун и его коллеги испытывали реальные опасения, что их открытие будет “украдено”, и решили сообщить о нем немедленно - в июле 2005 г.
Огромное расстояние до объекта 2003 UB313 делает его самым удаленным из известных тел Солнечной системы. На таком расстоянии увидеть диск планеты земным телескопам трудно, поэтому оценить ее размер можно только по видимому блеску. Звездная величина объекта - 18.9m. Чтобы иметь такую яркость на расстоянии почти 100 а.е., он должен обладать примерно тем же диаметром, что и Плутон, даже в случае предельного предположения, что его поверхность отражает 100% падающего света. Поскольку столь высокое альбедо маловероятно, реальный размер должен быть больше. По мнению Брауна, диаметр 2003 UB313 не превышает 3000 км.
Предварительные спектры в ближнем инфракрасном диапазоне, полученные на 8-метровом телескопе “Джемини-Север”, говорят о присутствии на поверхности объекта метанового льда, что неудивительно: в спектре Плутона также доминирует метановый лед. Интересно, что признаков других молекул (N2, CO, CO2), имеющихся на Плутоне, в спектре 2003 UB313 не обнаружено.
Еще одно сходство новой планеты с Плутоном обнаружилось 10 сентября 2005 г., когда та же группа исследователей с помощью телескопа “Кек” на Гавайских о-вах определила, что рядом с 2003 UB313 есть крохотное тело. Открытие было сделано при помощи системы адаптивной оптики, недавно установленной на “Кеке”. Пока о компаньоне 2003 UB313 неизвестно почти ничего. Выяснено лишь, что он следует по небу вместе с главным телом, так что по всем признакам является его спутником. Первые качественные оценки показывают, что диаметр спутника примерно в 8 раз меньше диаметра основного тела, а расстояние между ними составляет примерно 40000 км.
Ясно, что объект 2003 UB313, по крайней мере на первый взгляд, похож на Плутон и по размеру, и по составу. Из этого следует очевидный вывод: если Плутон - планета, то и 2003 UB313 должен считаться планетой. Однако не исключено, что в результате открытия этого объекта планет в Солнечной системе станет все-таки не десять, а восемь. Точное определение того, что такое планета, обсуждается сейчас рабочей группой Международного астрономического союза. После полугода дебатов группа пока не пришла к единому мнению. Дискуссия уходит корнями в тот факт, что четкого определения термина “планета” у астрономов не было никогда. По мнению Брауна, теперь оно и не может появиться, поскольку понятие планеты давно уже перешло из области науки в область культуры.
© Вибе Д.З.,
доктор физико-математических наук
Москва
Настольный синхротрон
Для исследования структуры материалов наиболее эффективны синхротроны - гигантские (периметром в сотни метров) сооружения, для доступа к которым специалистам приходится становиться в очередь. Японская Photon Production Laboratory изготовила синхротронный источник излучения “MIRRORCLE-6X” столь малого размера (диаметр его накопительного кольца 60 см), что он может поместиться в лаборатории.
Используя новую технологию инжекции электронов, установка генерирует рентгеновские лучи энергией до нескольких мегаэлектронвольт. Приемлемая цена (2.5 млн долл. США) делает новый синхротрон доступным для многих лабораторий и частного бизнеса. Предполагается, например, что им заинтересуются производители полупроводниковых приборов и фармацевтических препаратов.
Nature. 2005. V.434. P.8 (Великобритания);
http://perst.isssph.kiae.ru/Inform/perst/5_05/index.htm
Новый материал для “умных” микросенсоров
В настоящее время многие микродатчики изготавливаются по полупроводниковой технологии, поскольку она позволяет подвергать собранные данные цифровой обработке прямо в том же чипе, в котором размещается чувствительный элемент (такая компоновка сенсора и процессора называется монолитной интеграцией). В каких бы устройствах ни использовались “интеллектуальные” датчики, они более функциональны по сравнению с традиционными, имеют лучшие характеристики (экономят объем и электрическую мощность) да к тому же дешевле в изготовлении. Однако возникает проблема объединения на одной подложке очень разных материалов.
Сейчас применяются три метода реализации монолитной интеграции: 1) сначала размещают микросенсор, а потом (обычно рядом с ним) - процессор; 2) оба устройства компонуют одновременно; 3) сначала формируют процессор, а затем над ним - микродатчик. Третий метод мог бы стать универсальным, так как существенно упрощает создание межсоединений. Однако широкого распространения он не получил, поскольку подобен погоне за двумя зайцами: необходимо подобрать хороший материал для сенсора и разработать технологию, не разрушающую уже размещенный под датчиком процессор.
Главная точка преткновения - температура. Интегральные схемы процессора нельзя нагревать выше 450°С, а для осаждения и обработки поликристаллического кремния (он наиболее широко применяется при изготовлении сенсоров) требуется T > 800°С. Другие же используемые для датчиков материалы (которые не надо так сильно нагревать) нуждаются в деликатном обращении, поскольку не переносят механических напряжений.
И вот выяснилось, что всем этим противоречивым требованиям удовлетворяет поликристаллический SiGe. У него высокие температура плавления и модуль упругости (значительно выше 900°С и около 150 ГПа соответственно) и низкие потери энергии упругих деформаций. Используя метод химического осаждения из газовой фазы или плазмостимулированного осаждения, при температуре 450°С и скорости осаждения 100 нм/мин получали пленки SiGe толщиной 10 мкм с механическими свойствами, близкими к свойствам поликристаллического кремния: небольшим растягивающим напряжением и очень малым градиентом деформации. Такой материал по всем параметрам подходит для изготовления кинематических сенсоров, таких как гироскопы и емкостные акселерометры.
Популяционная и эволюционная генетика
В-хромосомы у млекопитающих
Добавочные (В-) хромосомы встречаются примерно у 2% видов млекопитающих. В отличие от А-хромосом, они необязательны и обнаруживают межтканевую, межиндивидуальную и межпопуляционную изменчивость по числу и морфологии. Как правило, добавочные хромосомы состоят из С-гетерохроматина и включают различные повторяющиеся нуклеотидные последовательности.
В Институте экологии растений и животных РАН (Екатеринбург) изучали млекопитающих с В-хромосомами. Наибольшее число (до 38) таких хромосом обнаружено у копытного лемминга Dicrostonyx torquatus, обитающего на Чукотке. У некоторых видов в В-хромосомах выявлены рибосомальные цистроны, которые не транскрибируются, - например, у черной крысы (Rattus rattus) и у единичных особей восточноазиатской мыши Apodemus peninsulae. Однако в большинстве случаев хроматин добавочных хромосом млекопитающих сходен с повторами в перицентромерных или теломерных, а иногда и в интерстициальных районах А-хромосом.
Окрашивание В-хромосом (методом FISH) и изучение их мейоза показали, что у восточноазиатской мыши и копытного лемминга Dicrostonyx groenlandicus они содержат последовательности, схожие с сегментами половых хромосом. Видимо, судьба добавочных хромосом в природных популяциях млекопитающих в значительной степени зависит от баланса двух факторов - плодовитости их носителей и характера наследования. Это убедительно продемонстрировано для некоторых видов насекомых и растений. Данные для млекопитающих (их, правда, пока недостаточно) тоже не противоречат предположению о роли этих факторов. Например, у лисы и копытного лемминга В-хромосом в зародышевых клетках больше, чем в соматических. С другой стороны, копытные лемминги, отличающиеся наиболее высоким содержанием В-хроматина, имеют меньшие размеры тела и черепа, что в условиях Арктики и Субарктики должно сказываться отрицательно. У серебристо-черных лис и хомячка Reithrodontomys megalotis с высоким числом В-хромосом также наблюдаются селективно значимые фенотипические эффекты. Судя по всему, В-хромосомы участвуют в генетическом контроле роста и развития млекопитающих.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 02-04-49071).
© Гилева Э.А., доктор биологических наук
Екатеринбург
Естественный отбор усиливает изоляцию видов
Как известно, биологический вид есть совокупность популяций, представители которых способны в естественных условиях скрещиваться и производить полноценное (плодовитое и жизнеспособное) потомство и неспособны скрещиваться или оставлять полноценное потомство с представителями иных популяций. Особи одного биологического вида обмениваются генами, а разные виды репродуктивно изолированы друг от друга. Изоляция может осуществляться за счет неспособности оплодотворенной яйцеклетки развиться в полноценную особь (постзиготическая изоляция) и за счет невозможности спаривания организмов или неспособности их гамет слиться (презиготическая изоляция).
Теоретически эти представления разработали Ф.Добржанский (1900-1975), Э.Майр (1904-2005) и ряд других эволюционистов еще в середине XX в. Тем не менее популяционные и генетические механизмы возникновения репродуктивной изоляции (и, соответственно, новых видов) до сих пор остаются предметом разногласий. Большинство авторов традиционно склонялись к тому, что видообразование - длительный процесс, происходящий за счет постепенного накопления генетических различий между популяциями, обычно пространственно изолированными. Другие полагали, что видообразование - сальтационный (скачкообразный, т.е. почти мгновенный) процесс, происходящий либо за счет макромутаций (т.е. генетических мутаций, приводящих к значительным перестройкам организма), либо за счет системных мутаций, скачкообразно перестраивающих хромосомный набор без изменения фенотипа. Сторонники обеих гипотез, несмотря на полярность взглядов, соглашались в одном - в том, что собственно видообразование, т.е. возникновение репродуктивной изоляции, напрямую не связано с развитием адаптаций и поэтому происходит не непосредственно благодаря естественному отбору, а по иным причинам (таким, как накопление генетических различий или макромутации). Иную точку зрения впервые высказал Добржанский в 1937 г.: естественный отбор приводит к усилению презиготической изоляции, поощряя окончательное расхождение двух будущих видов и накопление различий между ними, если гибридные особи имеют хотя бы частично пониженную жизнеспособность.
Несмотря на простоту, гипотеза усиления презиготической изоляции до недавнего времени не имела надежного эмпирического обоснования. Однако в работе В.А.Лухтанова из Санкт-Петербургского университета, Н.П.Кандула из Гарварда и их коллег эта гипотеза получила убедительные подтверждения (Lukhtanov V.A. et al. // Nature. 2005. V.436. P.385-389) на примере нескольких десятков близких видов и подвидов бабочек-голубянок (семейство Lycaenidae) из рода Agrodiaetus. Вначале авторы изучили у голубянок признаки, потенциально важные для возникновения и презиготической (различия в окраске крыльев), и постзиготической изоляции (различия в хромосомных наборах, уровень генетической дивергенции). При исследовании окраски учитывались различия не только в видимой части спектра, но и в невидимом для человека, но видимом для самих бабочек ультрафиолетовом диапазоне. Затем, используя методы молекулярной филогенетики (реконструкции эволюционных связей по молекулярным признакам), они фактически реконструировали возникновение новых видов в роде.
Полученные данные свидетельствуют, что исследуемые таксоны бабочек первоначально разделились на разных участках ареала предковых видов и лишь потом вновь встретились и стали обитать совместно уже как разные виды. Выяснилось, что отличия хромосомных наборов постепенно накапливаются в географически удаленных популяциях, тем самым способствуя постзиготической изоляции. Несмотря на отличия в хромосомных наборах, близкородственные таксоны, обитающие аллопатрично, внешне не отличаются друг от друга. Установлено также, что переход к совместному обитанию (симпатрии) молодых сестринских (т.е. наиболее близкородственных) таксонов всегда сопровождается появлением контрастных отличий в окраске крыльев. Филогенетический анализ позволил протестировать несколько альтернативных вариантов объяснения быстрой эволюции окраски крыльев при переходе к симпатрии и показал, что она является результатом усиления презиготической изоляции. Отбор увеличивает различия в окраске, поскольку непохожий на представителя другого вида самец имеет больше шансов быть узнанным самкой своего вида и избежать невыгодного для собственного репродуктивного успеха межвидового спаривания.
Данные Лухтанова и его коллег подтверждают прямую роль естественного отбора в видообразовании у голубянок за счет усиления презиготической репродуктивной изоляции и свидетельствуют в пользу широкого распространения этого механизма видообразования в природе.
© Петров П.Н.,
кандидат биологических наук
Москва
Материнское воспитание влияет на половое поведение птиц
Широко известно, что среди самцов и самок разных видов птиц существуют индивидуальные различия в половом поведении, иначе говоря, в том, как они взаимодействуют с особями противоположного пола. Так, одни самцы ведут себя более агрессивно, что позволяет им успешнее конкурировать с другими самцами за право обладания самкой. Другие могут отличаться более красивой песней и быть привлекательными для самок не агрессивностью, а выдающимися личными качествами. Одни самки предпочитают самцов с одним набором признаков, другие - с иным. И до сих пор не очень понятно, чем обусловлены эти различия.
Ответить на этот вопрос попыталась группа американских орнитологов во главе со специалистом в области формирования пар у птиц Т.Биркхэдом (Birkhead T. // Evolution. 2004. V.58. №11. P.2574-2583).
Они изучали содержащуюся в клетках популяцию зебровой амадины (Taeniopygia guttata). У этого представителя пернатых, широко известного любителям птиц, образовавшиеся пары сохраняются длительное время, поэтому ясно, что при выборе партнера они руководствуются не сиюминутными впечатлениями, а подходят к делу основательно. Исследователи задались целью установить происхождение индивидуальных различий в половом поведении, выбрав такие особенности, как агрессивность самца при конкуренции за самку, интенсивность пения самца при формировании пары с конкретной самкой и критерии, используемые самкой при выборе партнера. Были выдвинуты два предполагаемых механизма: генетическое наследование и социальное наследование, обусловленное воспитанием.
Для решения этой задачи экспериментаторы меняли яйца в некоторых кладках, так что в одних гнездах оказывались собственные яйца данной самки, а в других - чужой. Благодаря этому можно было установить, какие поведенческие черты наследуются генетически, а какие формируются путем наблюдения птенцов за выкармливающими их родителями. Оказалось, что все изученные исследователями признаки поведения напрямую зависели от воспитания, причем значение в этом процессе имела только самка, а на самца птенцы не обращали пристального внимания. Поэтому иногда могло получаться, что самки из одного и того же выводка предпочитают неагрессивных самцов, тогда как их братья, напротив, в будущем становились агрессивными. Далее ученых привлекла идея о возможной зависимости полового поведения от того, вылупился ли птенец из яиц, отложенных по времени первыми или последними. Обычно яйца, откладываемые первыми, содержат больше белка, и поэтому птенцы оказываются более жизнеспособными. Для самцов такой зависимости обнаружить не удалось, а вот у самок выявилось интересное свойство. В эксперименте по изучению выбора самкой самца в центральную клетку помещали контрольную самку, а по периферии ставили клетки четырех самцов и наблюдали, кому из них она отдает предпочтение. Выбранным считался тот самец, у клетки которого самка проводила больше времени. Оказалось, что самки, вылупившиеся из яиц, отложенных первыми, т.е., как предполагают, более привлекательные и качественные, большую часть времени проводили у выбранного самца, а птицы из яиц, отложенных последними, распределяли свое внимание более равномерно. Возможно, они зависели в своем выборе и от внимания самца, так как не исключено, что некоторые выдающиеся самцы могли попросту пренебречь ими и оказываемым им вниманием в пользу лучших самок, которым повезло вылупиться из яиц, отложенных в первую очередь.
© Опаев А.С.
Москва
Протеолиз миелина аутоантителами
Более полувека назад пионерские работы групп У.П.Дженкса и Л.Полинга впервые показали, что антитела (иммуноглобулины) не только обладают связывающими и рецепторными свойствами, но и проявляют каталитическую активность. К настоящему времени известно значительное число антител, катализирующих более 30 различных химических реакций.
Особый интерес вызывает роль каталитических антител (абзимов) в развитии различных аутоиммунных заболеваний. Спонтанное образование абзимов, специфически деградирующих собственные антигены (это явление впервые продемонстрировали С.Паул и А.Г.Габибов в начале 1990-х годов), - один из основных патогенных факторов при таких нарушениях. Исследования в этом направлении весьма перспективны как для понимания механизмов заболевания и разработки новых подходов к терапии, так и с точки зрения решения фундаментальных вопросов иммунологии.
Ранее сотрудники лаборатории биокатализа Института биоорганической химии РАН под руководством А.Г.Габибова впервые показали, что в организме человека при рассеянном склерозе, а также в случае экспериментального аутоиммунного энцефаломиелита у мышей линии SJL образуются каталитические иммуноглобулины класса G, специфичные к основному белку миелина (MBP) - одному из главных компонентов оболочки нервных волокон (Ponomarenko N.A., Durova O.M., Vorobiev I.I. et al. // J. Immunol. Methods. 2002. V.269. P.197-211; Idem // Dokl. Biochem. Biophys. 2004. V.395. P.120-123). В дальнейших работах подтверждена абзиматическая природа исследуемой активности, а также получена статистически достоверная корреляция между уровнем протеолиза миелина аутоантителами и тяжестью течения рассеянного склероза.
Кроме того, измерены кинетические параметры гидролиза основного белка миелина специфичными аутоантителами, выделенными из сывороток крови пациентов с рассеянным склерозом и модельных животных. Так, каталитическая эффективность составила 1.1·103 и 3.0·103 с–1·М–1 соответственно. Эти значения свидетельствуют о возможной роли исследуемых абзимов в патогенезе заболевания. Установлено, что молекула белка расщепляется с примерно одинаковой скоростью по шести основным сайтам. Пять из них расположены в иммунодоминантных участках (причем два из этих пяти - еще и в районе энцефалитогенного пептида). Исследование субстратной специфичности выделенных абзимов при помощи библиотеки рекомбинантных фрагментов миелина показало, что расщеплению подвергается преимущественно энцефалитогенный пептид MBP84-101.
Обобщение накопленного экспериментального материала поможет разработке новых методов лечения и диагностики рассеянного склероза. Можно надеяться, что мы стоим на пороге заключительного, решающего этапа исследований - получения моноклональных каталитических антител к основному белку миелина.
© Белогуров Ал.А.
Москва
“Чертовы сады” поддерживаются муравьями
“Чертовыми садами” в Южной Америке называют встречающиеся в тропических дождевых лесах заросли, образованные исключительно Duroia hirsuta - деревьями из семейства мареновых. Существование таких “монополий” в местах, где на одном гектаре может произрастать около сотни видов древесных растений, всегда удивляло людей. По верованиям аборигенов, “сады” - порождение злого лесного духа. Ученые же полагали, что D.hirsuta выделяет в окружающую среду специфические вещества (продукты вторичного метаболизма), которые тормозят рост конкурирующих видов.
Однако исследования коллектива американских специалистов во главе с М.Е.Фредериксоном (M.E.Frederickson; Станфордский университет, штат Калифорния) показали, что одновидовые заросли существуют благодаря муравьям Myrmelachista schumanni, которые используют в качестве убежищ полые вздутые стебли D.hirsuta. В серии экспериментов по пересадке в центр “чертова сада” молодых деревьев других видов эти растения погибали от муравьиной кислоты. Насекомые прокусывали жвалами центральную жилку листа и, подогнув вперед брюшко, впрыскивали в нее содержимое своих ядовитых желез (наполненных, как показал анализ, в основном муравьиной кислотой). В течение суток в поврежденном листе развивался некроз тканей, и он отмирал. В эксперименте почти все листья пересаженных деревьев отмирали за пять дней.
Зная скорость прироста D.hirsuta, ученые подсчитали, что самый большой обследованный ими “чертов сад” существует уже около 800 лет, а поддерживающая его колония муравьев насчитывает около 3 млн рабочих особей и около 15 тыс. самок.
Nature. 2005. V.437. P.495-496 (Великобритания).
Рыбы и опыление наземных растений
Небольшой водоем и прилегающую к нему сушу экологи обычно трактуют как разные, достаточно изолированные друг от друга экосистемы. Связь между ними если и рассматривается, то, как правило, в терминах потоков вещества и энергии. К примеру, давно известно, что достигаемый в пруду или озере уровень развития фитопланктона определяется в значительной мере тем количеством фосфора, которое поступает с окружающей суши. Однако, как выяснила недавно Т.Найт и ее коллеги из Университета штата Флорида (Knight T.M., McCoy M.C., Chase J.M. et al. // Nature. 2005. V.437. P.880-883), трофические цепи в сообществах водных и наземных организмов могут быть связаны между собой напрямую - через животных, меняющих среду своего обитания в ходе жизненного цикла. В описанном случае такими посредниками оказались крупные стрекозы (Anax junius и Erythemis simplicollis), личинки которых живут в воде, а взрослые, как всем известно, - на суше. Хотя личинки стрекоз - это хищники, потребляющие всевозможных мелких водных беспозвоночных, сами они нередко становятся добычей более крупных хищников - рыб.
Найт и ее коллеги проводили свои исследования на прудах, расположенных на территории университетского заказника на севере Флориды. Они обнаружили, что около прудов, в которых есть рыбы (главным образом Centrarchidae - американские солнечные окуни), стрекоз значительно меньше, чем около тех прудов, в которых рыбы нет. Обследование самих водоемов подтвердило, что численность личинок стрекоз существенно ниже в прудах с рыбами. Последствия этой зависимости сказываются и на суше: стрекозы держатся в основном около тех водоемов, где рыб нет.
Взаимоотношения водного и наземного сообществ.
Различия в обилии стрекоз, как выяснилось, сказываются на опылении зверобоя Hypericum fasciculatum, заросли которого весьма обычны по берегам пруда. Дело в том, что стрекозы охотятся на основных опылителей зверобоя - перепончатокрылых (прежде всего на Agapostemon spp. из семейства Halictidae), а также на некоторых крупных двукрылых. Наблюдения за частотой посещения зверобоя опылителями показали, что она значительно ниже около водоема с рыбами. Авторы не исключают также возможности избегания взрослыми стрекозами прудов с рыбами, равно как избегания перепончатокрылыми тех мест, где много стрекоз. Особенно существенная разница проявляется в отношении перепончатокрылых.
Данное исследование - кажется, первое, где количественно доказано влияние трофических взаимоотношений в сообществе водоема на систему связей в сообществе наземных организмов.
© Гиляров А.М.,
доктор биологических наук
Москва
Кислород и эволюция млекопитающих
Кислород поступает в атмосферу в результате фотосинтеза и удаляется из нее посредством дыхания живых организмов, а также горения и гниения отмершей биомассы. Итоговый баланс определяется скоростью захоронения органического вещества в анаэробных условиях, о которой можно судить по скорости накопления органического углерода в донных осадках.
Изотопный анализ углерода в колонках грунта, полученных при бурении морского дна на материковых окраинах, позволил группе американских геологов и палеонтологов реконструировать содержание кислорода в атмосфере за весь период формирования этих донных осадков - т.е. с начала юрского периода. Для большей достоверности изотопного анализа применялись два независимых метода: углерод изучался в составе карбонатов и в захороненном органическом веществе, причем керны брались из скважин, расположенных в разных точках атлантического шельфа от Уэльса до Антарктиды. Корреляция полученных данных подтверждает реальность и глобальный характер обнаруженных изменений.
При сопоставлении кривой уровня атмосферного кислорода и важнейших этапов эволюции млекопитающих выявились любопытные хронологические совпадения. Так, становление наиболее характерных черт этого класса (теплокровность, плацентарность, увеличение размеров и морфологическая дивергенция, приведшая к формированию современных отрядов млекопитающих) было приурочено к периодам резкого повышения уровня атмосферного кислорода, и, возможно, хотя бы отчасти определялось этими изменениями. Для такого предположения есть веские физиологические аргументы.
Во-первых, плацентарный способ размножения требует высокого содержания кислорода в артериальной крови беременной самки. Плод снабжается кислородом за счет диффузии этого газа между кровяными руслами матери и плода через капилляры плаценты и существует в условиях глубокой гипоксии. Поэтому ныне ни одно плацентарное животное не может размножаться на высотах свыше 4500 м, что соответствует парциальному давлению кислорода на уровне моря в начале юрского периода (вдвое ниже современного). Во-вторых, хотя метеоритная катастрофа, погубившая динозавров в конце мелового периода, расчистила экологическое пространство и создала условия для адаптивной радиации плацентарных млекопитающих еще в палеоцене, быстрый рост средних размеров животных этой группы приурочен к резкому подъему содержания кислорода в середине эоцена.
Сопоставление хронологии эволюции млекопитающих и модельной кривой изменения уровня кислорода в атмосфере за последние 205 млн лет. Жирные вертикальные линии указывают на современные и вымершие отряды млекопитающих, тонкие прямые линии - на их филогенетические связи, реконструированные по данным молекулярной генетики.Возможность укрупнения млекопитающих ограничена тем, что плотность капилляров на единицу массы мышц плацентарных млекопитающих подчинена аллометрической зависимости: она растет как размер тела в степени 0.87, т.е. для более крупных животных условия снабжения мышц кислородом становятся более жесткими. Обширное исследование более 2000 ископаемых млекопитающих Северной Америки показало, что на протяжении всего кайнозоя размерный диапазон животных этой группы постоянно расширялся. Первый эпизод быстрого увеличения размеров от мелкого до среднего приходится на первые несколько миллионов лет после границы мел-кайнозой, хотя эта тенденция вряд ли связана с ростом содержания кислорода. Второй эпизод начался в раннем эоцене и продолжался на протяжении всего среднего эоцена (50-40 млн лет назад), за которым последовало дальнейшее, хотя и не столь драматическое, укрупнение млекопитающих на протяжении всего миоцена. Эта тенденция отражает рост уровня атмосферного кислорода, который был вызван формированием материковых шельфов и окраинных морей, а также повышением эффективности захоронения органического вещества на материковых окраинах.Представленные данные свидетельствуют о длительной тенденции повышения уровня кислорода в атмосфере на протяжении последних 205 млн лет, в целом хорошо соответствующей трем главным аспектам эволюции позвоночных, а именно теплокровности, плацентарности и увеличению размеров.
Science. 2005. V.309. №5744. P.2202-2204 (США).
Гладиаторы были актерами
По мнению американского археолога С.Така (S.Tuck; Университет штата Майами), римские гладиаторы были не бесстрашными воинами, как принято считать, а, скорее, актерами. Впрочем, такая гипотеза выдвигалась и ранее, но Так подошел к изучению этого вопроса с необычной стороны: он исследовал хранящиеся в Германии и Италии руководства по единоборствам, относящиеся к Средним векам и раннему Возрождению. Оказалось, что в то время демонстрация боевых искусств представляла собой своеобразное хореографическое зрелище, главная цель которого - произвести впечатление на публику, а не убить или ранить бойца, причем правила борьбы были сходны с гладиаторскими.
Вывод исследователя таков: уже со II в. на аренах Древнего Рима более всего ценился артистический дар сражающихся, так что убивать обладавших этим талантом гладиаторов было просто неразумно.
Sciences et Avenir. 2005. №697. P.23 (Франция).
КАЛЕЙДОСКОПУщерб от плотин
Плотины, изменяя расход речных водотоков, в значительной степени нарушают состояние водной флоры и фауны: сокращается численность рыб-мигрантов, исчезает водная растительность, происходят изменения среды обитания водных микроорганизмов. К такому заключению после 20-летних исследований пришли эколог Х.Нильссон (C.Nilsson) с сотрудниками из Университета г.Умеа (Швеция).
Изучив современное состояние 292 крупных речных систем, за счет которых осуществляется орошение более 50% культивируемых земель, исследователи установили, что расход воды в 172 из них изменился в пределах от нескольких литров до 428% от первоначальных показателей. Уже двухпроцентного изменения расхода достаточно для нарушения всей экосистемы. В Европе, где всего три реки свободны от плотин, более 60% речных систем отнесены к разряду “сильно затронутых”. Во Франции расход бассейна р.Одур остается почти неизменным, тогда как Рона, Гаронна и Дордонь испытывают значительные колебания водного режима. Наиболее неустойчивы к антропогенным воздействиям гигантские водные системы Африки и Амазонии. Самая худшая в мире ситуация складывается ныне от активного гидростроительства в Азии. Помимо возведения китайской плотины “Три ущелья” (cм. также: Величайшее гидростроительство требует величайшей осторожности // Природа. 2005. №3. С.83-84), высота которой к 2009 г. достигнет 181 м, сейчас разрабатываются проекты строительства более 70 плотин, преимущественно на Янцзы и Ганге. Нильссон с коллегами составили первую мировую карту, на которой показана степень ущерба, причиненного речным системам гидроэлектростанциями.
Science et Vie. 2005. №1053. P.35 (Франция).
Истинная численность тигров в Индии
Официально считается, что численность тигров в Индии составляет 3500-3700 особей, но скорее всего их значительно меньше. Недостоверные сведения основаны на фальшивой информации, предоставляемой администрациями некоторых охраняемых территорий, например всемирно известного заповедника Сариска (штат Раджастан).
В.Вейнстекерс, генеральный секретарь Конвенции о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения, предложил Индии свою помощь в борьбе с браконьерами. Он подчеркнул, что преступники используют бедственное положение индийских крестьян, нанимая их для охоты на тигров и леопардов и контрабанды шкур животных в соседние страны.
Terre Sauvage. 2005. №208. P.50 (Франция).
Пальмовый вор
Пальмовый вор (Birgus latro) - десятиногий рак, близкий родственник раков-отшельников, - обитает на тропических островах Индийского и западной части Тихого океана. Во взрослом состоянии живет на суше, но размножается в морской воде. Некоторое время назад он привлек внимание специалистов устойчивостью к радиоактивным осадкам, выпадавшим в период атомных испытаний в Тихом океане, а недавно шведских биологов заинтересовало необычайно развитое обоняние животного.
Ранее считалось, что пальмовый вор питается свежими кокосовыми орехами (отсюда и название). Однако оказалось, что, несмотря на свои размеры (массу около 4 кг, длину до 32 см), этот рак неспособен расколоть скорлупу. Не подтвердились и сведения о том, что он влезает высоко на пальму, чтобы сбросить орех с дерева. На самом деле B.latro питается другими ракообразными, плодами растений рода Pandanus, содержимым расколотых орехов и органическим веществом грунта. Пищу находит по запаху даже на значительном расстоянии благодаря расположенным во внутренних частях антенн специализированным структурам; они родственны сенсиллам насекомых, однако сильно отличаются от органов обоняния других ракообразных. Исследователи полагают, что такая особенность пальмового вора обусловлена адаптацией к жизни на суше.
Sciences et Avenir. 2005. №697. P.28 (Франция).
Новая биполярная картографическая проекция
Институт полярных исследований им.Р.Скотта (Великобритания) разработал в 2005 г. новую биполярную картографическую проекцию. Поводом к ее созданию стала потребность в логограмме института. При этом требовалось сохранить ту же общую форму, которую имеет стандартная проекция Мольвейде, но сделать акцент на полярные области Земли без сильного искажения (деформации) площадей и контуров материков.
Проанализировав плюсы и минусы ряда уже давно используемых проекций (Галля, Фурнье и др.), картографы остановились на модификации поперечной проекции Мольвейде, в которой степень искажения площадей достигает 13%.
Основное отличие новой биполярной проекции - вполне удовлетворительная степень искажения (~38%) площади областей, лежащих к северу и югу от 60-х параллелей соответственно. Линейный масштаб по полюсам увеличен почти в два раза; общая форма проекции сохранена до 40-х параллелей, хотя сжатие по экваториальным областям делает их слабо заметными.
Поскольку новая проекция не обладает такими свойствами, как равновеликость, равноугольность, равноудаленность, она не имеет большой практической ценности. Ее назначение - наглядно показать особо значимое положение обеих полярных областей Земли одновременно.
Polar Record. 2005. V.41. №218. P.215-222 (Великобритания).
Песцы повинны в оскудении флоры
Флора островов Алеутской гряды может разительно отличаться даже на соседних островах, отстоящих друг от друга всего на несколько километров. На некоторых из них некогда обильная растительность сменилась сухой тундрой - таков результат обитания там песцов.
Как выяснили американские биологи и экологи из Службы США по рыбным ресурсам и дикой фауне, причина столь резких изменений - обеднение почв азотом и фосфором. Песцы, завезенные на некоторые из островов в конце XIX в. русскими промышленниками пушнины, стали активно охотиться на гнездящихся там морских птиц, что в конце концов привело к исчезновению залежей гуано - их помета. Лишившись азотно-фосфорного удобрения, растительность на островах, где обитали песцы, оскудела.
Science et Vie. 2005. №1053. P.40 (Франция).
Проект “Дождь”
Международная группа ученых, в которую входят сотрудники Свободного университета Брюсселя (Бельгия), Университета Саламанки (Испания) и Университета им.Бен Гуриона (Израиль), проводят в Израиле, в пустыне Негев, эксперимент, которому дано название “Гешем”, что в переводе с иврита означает дождь.
В основу эксперимента положен парадоксальный принцип - жара как оружие борьбы с засухой. Сам принцип прост: “островки жары” (участки, более прогретые по сравнению с соседними из-за своей повышенной засоленности или более темной поверхности) способствуют формированию мощных восходящих потоков, которые несут водяные пары на высоты, где они конденсируются и образуют облака. Хорошо известно, что в городских зонах температура воздуха может на 6°С превышать температуру соседствующих с ними сельских пригородов. Этот феномен приводит к увеличению осадков в соседних районах.
Исследователи намерены использовать этот принцип и создать в пустыне - пока на один год - “островок жары”, используя материал темного цвета, применяемый для солнечных водогреев. Одна сторона островка длиной 2.5 км будет расположена на некотором удалении от морских берегов. Такое местоположение “островка жары” может сконденсировать морскую влагу и, следовательно, будет способствовать формированию ежедневных дождей летом. По мнению физика Л.Бренига (L.Brenig; Свободный университет Брюсселя), можно рассчитывать на 300-600 мм дополнительной влаги ежегодно, сейчас же в пустыне Негев в среднем выпадает 205 мм осадков. Расходы на создание искусственного “островка жары” составят всего 20-ю часть затрат на строительство завода по опреснению морской воды.
Science et Vie. 2005. №1057. P.36 (Франция).
Английские петроглифы не моложе французских
Недавно удалось наконец определить возраст настенных рисунков, открытых в гроте у пос.Кресуэлл Крэгс (Великобритания) (подробнее см.: Пещерная живопись в Англии // Природа. 2005. №4. С.37). Трудность датировки петроглифов, нанесенных на карбонатные породы, состояла в том, что нельзя было применить традиционный радиоуглеродный метод, поскольку использованные в них пигменты не содержали углерода.
Пришлось применить уран-ториевый метод датировки. Изображения частично восстановили. Оказалось, что им более 12 800 лет. Таким образом, английские петроглифы можно считать ровесниками рисунков, найденных во французских пещерах (см. также: Трофимова Е.В. Путешествие по карстовым пещерам Франции // Природа. 2006. №1. С.25-33) - таких, как Нио.
La Recherche. 2005. №388. P.16 (Франция).
“Взрывное” цветение
Кизил канадский (Cornus canadensis) в период цветения побивает рекорды в скорости двигательной реакции, которые принадлежат кузнечику во время прыжка и растению-мухоловке при выбросе стрекальца для отлова насекомых . Цветок канадского кизила - жителя влажных лесов Северной Америки - раскрывается менее чем за 0.5 мс, катапультируя пыльцу на высоту до 2.5 см.
Д.Эдвардс (D.Edwards) и его коллеги сняли на кинопленку “взрывной” тип цветения C.canadensis. Длина его пыльника в 10 раз больше размера цветка. Когда лепестки раскрываются, тычинки испытывают ускорение приблизительно в восемь раз большее, чем то, которому подвергаются астронавты при взлете космического корабля.
Sciences et Avenir. 2005. №700. P.32 (Франция).
Поиск нефти на Аляске
Сенат США 51 голосом против 49 одобрил в марте 2005 г. проведение изысканий на нефть в Арктическом национальном резервате, расположенном на побережье моря Бофорта на площади 8.7 млн га; 8% этой площади отводится под буровые работы.
Результаты голосования, поддержанные Белым Домом, положили конец 20-летнему спору между нефтяными компаниями и защитниками окружающей среды, с которыми солидарно местное население. Сторонники геологоразведочных работ утверждают, что нефтепромысел в резервате будет давать 1.5 млн баррелей нефти в сутки на протяжении 20 лет, а нефтедобыча, проводимая по экологически чистым технологиям, откроет тысячи рабочих мест. Противники же возражают, указывая на нефтепромыслы в заливе Прюдхо, соседствующем с резерватом, где уже нанесен серьезный урон окружающей среде в результате 400 утечек нефти. Кроме того, разведочные работы сосредоточатся в прибрежной части резервата, где обитают перелетные птицы, мускусные овцебыки, белые медведи, олени-карибу. Защитники окружающей среды опасаются еще и того, что решение Сената не ставит преграду на пути изыскательских работ в других заповедных местах, особенно в Калифорнии.
Science et Vie. 2005. №1052. P.42 (Франция).
КОРОТКОРанее считалось, что в “заморских департаментах” Франции принимаются серьезные меры по охране природы. Однако в ходе исследования видового разнообразия орхидей на о.Гваделупа, входящем в группу Малых Антильских о-вов и принадлежащем Франции, выяснилось, что почти 40% из 102 видов этих растений оказались под угрозой исчезновения. Так, местным ботаникам удалось найти лишь один экземпляр эндемика Octomeria frenchiana. А Pleurothallis mazei, также произрастающий только на этом острове, исчез из поля зрения ученых уже более 10 лет назад.
Terre Sauvage. 2005. №208. P.52 (Франция).
В окрестностях Лондона, на берегу одного из притоков Темзы, обнаружено захоронение в дубовом гробу, датированное началом XI в., т.е. временем римского владения Британией. Находясь в постоянно влажной среде, гроб прекрасно сохранился, свидетельствуя о необычном для британцев и римлян того времени погребальном обряде: по крайней мере до III в. у них была принята кремация умерших.
La Recherche. 2005. №385. P.18 (Франция).
Таможенники парижского аэропорта Руасси при досмотре багажа, перевозившегося из Республики Нигер в Бельгию, обнаружили бесценные вещи, которые внесены в Красный список Международного совета музеев. Груз, изъятый 6 января 2005 г., весил 503 кг и содержал 845 археологических находок, среди которых ископаемые кости динозавров, шлифованные камни возрастом 8-10 тыс. лет, изделия из глины и погребальные статуэтки, датируемые X в. На все эти награбленные, украденные и запрещенные к вывозу предметы наложен арест.
Sciences et Avenir. 2005. №697. P.27 (Франция).
Американское агентство круизных рейсов “Carnival” намерено приобрести “Калипсо” - легендарное судно капитана Кусто - с целью его ремонта. Этот бывший минный тральщик, переоборудованный в 1950 г. под океанографическое судно, уже шесть лет находится в жалком состоянии во французском порту Ла-Рошель. Все работы по его реставрации должны быть проведены на верфи Багамских о-вов.
Sciences et Avenir. 2005. №695. P.34 (Франция).
РЕЦЕНЗИЯ
В.Хисдаль.
АРХИПЕЛАГ ШПИЦБЕРГЕН (СВАЛЬБАРД):
ПРИРОДА И ИСТОРИЯ.
Под ред. В.А.Маркина.
М.: Научный мир, 2005. 132 с.Шпицберген глазами
норвежских исследователейВ.С.Корякин,
доктор географических наук
МоскваКнигу Хисдаля, бывшего сотрудника Норвежского полярного института, поработавшего на архипелаге 28 полевых сезонов, можно отнести к жанру научно-популярной литературы. И в то же время это достаточно серьезный обзор исследований природы и истории архипелага норвежскими учеными, представляющий интерес как для новичка, желающего составить свое мнение об этих арктических островах, так и для специалиста.
Тематический охват книги широк: местоположение и размеры, историческая геология, ландшафт, погода, свет и темнота, лед на суше и на море, растения, животные, люди на островах. Книга издана под редакцией гляциоклиматолога, участника советских исследований на архипелаге, кандидата географических наук В.А.Маркина. Он же написал послесловие, дал небольшой перечень литературы о Шпицбергене на норвежском, русском и английском языках, а также две важные обзорные карты - геологическую и ландшафтную, к сожалению, в слишком мелком масштабе - всего 1:5 млн.
Однако необходимый раздел “Местоположение и размеры” слишком скуп на информацию, поскольку не дает представления об арктической специфике архипелага, выделяющей его среди других.
Мне самому довелось провести 11 полевых сезонов на архипелаге, поэтому могу сказать на основе собственного полярного опыта, что более интересного для исследователя архипелага в Арктике я не встречал. Это объясняется его положением в зоне арктического фронта на контакте холодных арктических и теплых атмосферных и морских течений из средних широт, что вызвало большую амплитуду природного процесса во времени и малую относительную ошибку наблюдений, а это, в свою очередь, способствовало надежности полученных выводов. Еще одна особенность архипелага - нарушение здесь широтной зональности, что, по мнению англичанина Дж.У.Тиррелла, создало настоящую загадку оледенения.
“Историческая геология”, в отличие от предшествующего раздела, написана подробно (с превосходными иллюстрациями - целых 13 страниц) и богата по содержанию. В соответствии с современными представлениями, Хисдаль рассматривает особенности геологии архипелага с позиций глобальной тектоники и дрейфа континентов, несомненно, выбрав правильное направление - без этого, например, невозможно объяснить наличие древних отложений с древесной флорой в современном арктическом окружении, а также признаки современного и древнего вулканизма (включая термальные источники с температурой до 30°С, с каждым годом, правда, слабеющие). Удивляться не приходится, поскольку зона спрединга с активными проявлениями вулканизма на протяжении Срединно-Атлантического хребта располагается по соседству. Автор немало внимания уделил фауне былых геологических эпох, и не случайно, потому что по наличию следов жизни в виде различных окаменелостей архипелаг местами напоминает палеонтологический музей под открытым небом. И, конечно, настоящее стратиграфическое богатство, как по возрасту пород, так и по генезису, когда в дневном маршруте западнее Баренцбурга перед глазами полевого исследователя проходит практически вся геохронологическая таблица в различных своих проявлениях. Что касается ледникового периода, то здесь доктор Хисдаль, к сожалению, мало внимания уделил проблеме преемственности современного и древнего оледенения.
Не будучи геоморфологом, автор просто и доходчиво в разделе “Ландшафт” рассказал читателю об особенностях побережья, гор и фьордов, формах морозного выветривания, реках и озерах архипелага, широко используя возможности иллюстраций, как цветных, так и черно-белых. Став настоящим украшением книги, они нередко объясняют генезис форм рельефа лучше пространного текста.
Раздел “Погода” привлекает внимание не столько таблицами изменений метеоэлементов (в первую очередь температур) по месяцам, что является несомненным достоинством книги, сколько стремлением автора показать читателю динамику атмосферных процессов в этом весьма сложном арктическом регионе. Здесь, на “стыке” тепла, поступающего из средних широт, и арктического холода, создаются местные контрасты с большими градиентами, объясняющие бурное протекание атмосферных процессов как на самом архипелаге, так и в омывающих его морях. И немудрено, если разница экстремальных значений колеблется на архипелаге в пределах от –49 до +21°С, что мне довелось испытать на себе в полевом сезоне 1979 г., когда реки буквально взревели от таяния ледников, растаявшая мерзлота сделала тундру непроходимый, а горные гребни высохли настолько, что можно было наблюдать на них пыльные бури. Само собой, на контрастах тепла и холода возникают зоны возмущений, прокладывающие дорогу циклонам с их ветрами и осадками, столь знакомые населению Шпицбергена. В Российской Арктике (на что, кстати, обратил особое внимание в предисловии к книге Маркин) эти процессы протекают уже не столь интенсивно по мере удаления на северо-восток от Северной Атлантики в глубь высоких широт, где атмосфера становится суше, холоднее и спокойней. По непонятной причине доктор Хисдаль мало уделил внимания осадкам, тем более что они во многом определяют формирование ледников, важнейшего элемента природы Шпицбергена, которые покрывают, как известно, почти две трети суши на архипелаге.
Раздел “Лед на суше и на море” особенно богат иллюстрациями, способными удовлетворить самый взыскательный вкус как художника, так и специалиста-гляциолога, демонстрируя разнообразие ледников от зачаточных каровых до типичного ледникового покрова на Северо-Восточной Земле, причем, казалось бы, в самых невероятных сочетаниях. Возникает вопрос: какой же признак является определяющим для характеристики оледенения и как выделить, наконец, сам ледник? Для горного оледенения характерна дисперсность (разобщенность массы отдельных ледников), для покровного - консолидация массы льда воедино, когда понятия ледника и оледенения в реальности совпадают. Отсюда шаг до понимания ледника как скопления атмосферного льда с присущей ему системой движения -
однонаправленной у горных и разнонаправленной (от ледораздела в противоположных направлениях) для покровов. Так что рецензируемая книга не просто содержит ценную информацию, но заставляет искать ответы на поставленные вопросы, что, увы, далеко не всегда характерно даже для научного издания.
Несомненно, на любителя природы сильное впечатление произведут разделы, посвященные животному миру и растительности, такой неброской по сравнению с более южными территориями и вместе с тем способной противостоять самым суровым условиям, сохраняя эстетическую привлекательность, ласкающую глаз взыскательного ценителя прекрасного. Сопровождающие этот раздел иллюстрации усиливают впечатление от превосходного текста.
Что касается исторического раздела, то в нем, к сожалению, нет ничего о возникновении нынешнего названия архипелага. Норвежцы (особенно представители государственной власти) предпочитают не обсуждать официальное название архипелага, ссылаясь на мнение великого Нансена, заявившего об открытии архипелага викингами в 1194 г. Это, как когда-то в нашей научной литературе ссылка на классиков марксизма-ленинизма в недавнем прошлом, прекращало саму научную дискуссию. Однако эту точку зрения не разделяли в прошлом ни В.Стефанссон, ни А.Гумбольдт. Американский историк Рамзай объясняет использование этого топонима чисто политическими причинами. В прошлом какой-то “Свальбард” (в переводе “холодный край”) действительно существовал в Арктике - доктор исторических наук В.Ф.Старков, например, обнаружил его на старинных картах Гренландии XVII в.
Главное же в истории архипелага - это уроки, которые извлекает человек из своего общения с природой высоких широт, когда идея преодоления экстремальных условий Арктики, борьбы за выживание на протяжении столетий сменяется идеей сотрудничества и познания. В истории Шпицбергена этот процесс прослеживается совершенно отчетливо: сначала истребление практически всего живого на суше и на море, затем эксплуатация недр, сопровождаемая разрушением природной среды, и, наконец, переход к системе научных наблюдений, для которых Арктика создала уникальные условия, не существующие в иных широтах и на континентах. Отмечая и признавая вклад ученых разных стран в изучение природы высоких широт с развитием новейших геофизических и дистанционных направлений, автор, к сожалению, не сделал попытки оценить достоинства и недостатки различных научных школ в условиях Арктики на современном этапе, тем более что опыт самой Норвегии весьма поучителен.
Доктор Хисдаль, несмотря на небольшой объем своего труда, написал очень интересную книгу, достойную внимания российских ученых и полярников, а издательство “Научный мир”, несомненно, сделало весьма полезное дело, издав ее и сделав тем самым доступной широкому кругу русскоязычных читателей.
НОВЫЕ КНИГИБотаника
Л.И.Лотова, А.К.Тимонин. АНАТОМИЯ КОРЫ РОЗОЦВЕТНЫХ: разнообразие, эволюция, таксономическое значение. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2005. 264 с.
Розоцветные (Rosaceae) - одно из крупных (более 3 тыс. видов) и наиболее известных семейств покрытосеменных растений. И хотя розоцветные - объект многочисленных исследований, до сих пор они изучены на удивление неполно: нет даже общепринятой их системы, а сосуществует несколько ее вариантов. Связано это с тем, что использование признаков, на которых традиционно основывались систематики, уже не позволяет разрешить многочисленные противоречия в их представлениях. Решить эту проблему можно было бы, используя анализ признаков вегетативных органов, в частности особенности анатомии коры. Однако знания о структурном разнообразии этого сложного комплекса тканей у цветковых растений крайне фрагментарны.
В книге подробно описана анатомия первичной и вторичной коры в стеблях разного возраста у 153 видов из 86 родов из всех обычно признаваемых триб семейства Rosaceae; изучена кора как древесно-кустарниковых, так и травянистых форм. Выявлен комплекс наиболее информативных признаков первичной коры и флоэмы, описано их таксономическое значение, впервые проведен кладистический анализ анатомических признаков коры розоцветных и указаны основные эволюционные тенденции в ее структуре. Книга рассчитана не только на специалистов, дендрологов и систематиков, но может быть использована также как учебное пособие в курсах структурной ботаники.
Сейсмология
С.А.Федотов. ДОЛГОСРОЧНЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ ПРОГНОЗ ДЛЯ КУРИЛО-КАМЧАТСКОЙ ДУГИ, ОСНОВАННЫЙ НА СВОЙСТВАХ “СЕЙСМИЧЕСКИХ БРЕШЕЙ” И СЕЙСМИЧЕСКОГО ЦИКЛА. М.: Наука, 2005. 306 с.
В книге рассмотрены основные научные и практические результаты исследований по долгосрочному сейсмическому прогнозу для Курило-Камчатской дуги, проводимые на протяжении 40 лет в Институте вулканологии и сейсмологии РАН. В сборнике опубликовано 14 статей, написанных за период 1962-2002 гг., в которых приведены основы метода, разработанного автором, показаны его развитие и длительный опыт успешного использования. Полученные результаты стали обоснованием нескольких правительственных Постановлений 1986-2001 гг. о подготовке Камчатской области к сильным землетрясениям. Показаны возможности дальнейшего развития этого метода, его сочетания с другими возможными методами прогноза, применения для оценки сейсмического риска и его использования в других регионах мира.
Издание предназначено для сейсмологов, специалистов в области наук о Земле и всех интересующихся прогнозом землетрясений.
Орнитология
В.Т.Бутьев, Н.И.Зубков, В.П.Иванчев и др. ПТИЦЫ РОССИИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ РЕГИОНОВ. М.: Т-во науч. изд. КМК, 2005. 487 с.
Книга представляет собой очередной, шестой том серии “Птицы СССР” (название изменено на “Птицы России и сопредельных регионов”) и служит непосредственным продолжением вышедшего в 1993 г. в издательстве “Наука” труда “Рябкообразные, голубеобразные, кукушкообразные, совообразные”.
Приведены современные данные об ареалах, зимовках, местообитании, гнездовании, поведении, питании и других особенностях биологии 44 видов птиц отрядов совообразных, козодоеобразных, стрижеобразных, ракшеобразных и дятлообразных. Рассмотрены хозяйственное значение и проблемы охраны. Видовые очерки составлены по стандартной схеме, и изменения, внесенные в некоторых случаях, специально оговорены. Окраска птичьих нарядов дана в значительной степени по материалам авторов с использованием коллекций основных зоомузеев страны. Названия частей тела и оперения птиц, а также способы измерения приняты по “Определителю птиц СССР” (1964). Промеры сделаны авторами в поле при отлове птиц для кольцевания, добыче и обработке, а также по музейным экземплярам. Книга снабжена цветными таблицами, картами и рисунками.
География
П.М.Борисов. МОЖЕТ ЛИ ЧЕЛОВЕК ИЗМЕНИТЬ КЛИМАТ. Под ред. акад. В.М.Котлякова. М.: Наука, 2005. 270 с.
В середине XX в. инженер и географ П.М.Борисов (1901-1973), строитель магистральных трубопроводов и других объектов нефтяной и газовой промышленности, мечтал о том, чтобы вернуть теплый климат в умеренные и полярные широты Северного полушария, построить пресные водохранилища на арктическом шельфе. В 1956 г. он предложил создать Полярный Гольфстрим, гибкий и управляемый терморегулятор климата. Суть его проекта заключалась в том, что благодаря постройке плотины в Беринговом проливе прямоток теплых атлантических вод через Арктический бассейн в Тихий океан приведет к таянию ледяного покрова в Северном Ледовитом океане и, в конечном счете, обеспечит сдвиг всех природных зон к северу, т.е. “улучшит” климат всей северной части Евразии и, вероятно, также и Северной Америки.
Этот проект нес яркий отпечаток своего времени. Он был пронизан духом великих строек, стремлением активно вмешиваться в природные процессы, будь то недостаточность солнечного тепла в Сибири или низкое плодородие таежной зоны. С тех пор многое переменилось, и в том числе отношение к грандиозным планам преобразования природы. Однако проект Борисова, человека высоких устремлений, талантливого инженера, уже в конце жизни попытавшегося постичь географические премудрости, чтобы научно обосновать проект своей жизни, остался памятником нашей культуры.
Геология
Г.Ф.Уфимцев. ГИМАЛАЙСКАЯ ТЕТРАДЬ: Очерки морфотектоники и геоморфологии Евразии. Отв. ред. Д.А.Тимофеев. М.: Научный мир, 2005. 303 с.
В феврале 2000 г. автор посетил Непал и совершил в этой стране несколько самостоятельных поездок, поработал в библиотеке с малодоступными у нас изданиями. Интерес к этой удивительной стране с ее культурой и традициями, к Гималаям с тех пор постоянно подогревался знакомством с популярными географическими изданиями, отчетами альпинистских экспедиций. Из поездки в Непал автор привез “Гималайские тетради” и глубокую увлеченность геоморфологией и морфотектоникой Тибет-Гималайского горного сооружения. Стимулом стало приобретение отечественных топографических карт разных масштабов на этот регион, что позволило осуществить картографический анализ в полном объеме и достаточно подробно.
В книге описывается геоморфология и новейшая тектоника различных частей Евразии: Непальских Гималаев и Тибет-Гималаев, Байкальской рифтовой зоны и великих платформенных равнин, переходной зоны от континента к океану, а также памятные геоморфологические ландшафты. Особое внимание уделено проблемам нового научного направления - эстетической геоморфологии.
Содержание книги в равной степени опирается на кабинетные исследования (морфометрический анализ топографических карт) и на увиденное в путешествиях. Автор дает в качестве иллюстраций карты, схемы и путевые зарисовки.
