Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Современное машиностроение и приборостроение без научного подхода невозможно. Ведь именно прогресс в науке определяет и технический прогресс.

Лет 20 назад мне довелось побывать на Корсике. Этот остров представляет собой, по сути, одну большую гору, сложенную из нескольких десятков отдельных гор разной высоты. Вдоль их подножия вокруг всего острова тянется узкая полоска пляжей с отелями, ресторанами и яхтенными портами. Остальное, а именно весь остров — горы. Решили мы с друзьями пересечь остров насквозь, с севера на юг, то есть перевалить через горы.

Пока мы ехали по побережью и серпантинам, нам всюду на дорогах попадалась советская «Нива» песочного цвета. «Нивы» стояли на приколе во дворах частных домов, в виноградниках, в шато и винодельнях. Причем это были не только новые «Лада Нива», но и купленные еще в 70–80-х годах в СССР.

Я, конечно, поинтересовалась, откуда такая любовь. На что мне охотно ответили, что нет более надежного внедорожника для корсиканских гор, чем советская «Нива». Да и починить ее можно самому, если что. И соотношение цена — качество идеальное. В общем, мне как человеку русскому и советскому было очень приятно это слышать.

Вообще «Ниву» считают лучшим автомобилем в истории Волжского автозавода и самой успешной экспортной моделью ВАЗа за всю его историю. «Ниву» сразу оценили зарубежные егери, врачи, фермеры, коммивояжеры и полицейские. Западный спрос превышал предложение, потому что тогда у полноприводной «Нивы» не было аналогов. Британский исследователь советского автомобилестроения Энди Томпсон считает, что русский внедорожник «Нива» стала прототипом компактных кроссоверов Suzuki Vitara.

Я, конечно, совсем не автолюбитель. Но мне кажется, что наши машины всегда отличала надежность и неприхотливость. И вот вам свежайший пример очередного внедорожного чуда на гусеничном ходу, выпущенного Курганмашзаводом. Называется это чудо «снегоболотоход ТМ-140».

Он создан специально для бездорожья. Мало того что машина проходит пересеченную местность с уклонами и подъемами до 30 градусов, плавает со скоростью 4 км/час и перевозит грузы до 4 тонн. Еще на этот снегоболотоход можно установить что угодно — хоть жилой блок, хоть ремонтную мастерскую или кран-манипулятор. То есть мгновенно преобразить ее для решения специальных задач.

А специальные задачи то и дело подбрасывает нам природа. Называются они стихийные бедствия. Этой весной вездеходы отлично отработали в поселках Зауралья, которые затопило во время экстремального паводка. Они доставляли воду и продукты в деревни Курганской области и были на подхвате для эвакуации людей.

Эта техника не могла не понравиться нефте- и газоперерабатывающим компаниям, предприятиям геологоразведки и муниципального обслуживания районов Крайнего Севера. Недавно к ним присоединилось Министерство по чрезвычайным ситуациям. Первые машины они уже получили. До конца года Курганмашзавод передаст министерству еще несколько партий вездеходов.

А вот еще одно чудо — отечественный вездеход «Русак К-10». Его представил МФТИ на главной промышленной выставке России «Иннопром-2024», которая проходила в июле в Екатеринбурге.

Это первый в мире вездеход, который работает на водороде. У него электромеханическая коробка передач. Он огромный — длиной 12 метров и весом 12,5 тонны. У него пять пар больших колес, и при полной загрузке — а это восемь человек на борту и 2,5 тонны груза — он развивает скорость до 60 км/час.

Вездеход создали сотрудники Института арктических технологий МФТИ специально для работы на Крайнем Севере. Поэтому он и в минус 60°С чувствует себя хорошо. Легко преодолевает водные препятствия и минимально топчет хрупкий покров арктической тундры, потому что у него огромные шины низкого давления.

Сердце нового супервездехода — это водородный топливный элемент. Он преобразовывает чистый водород в электричество, которое заряжает литий-ионные аккумуляторы. Водород находится в шести баллонах суммарной емкостью 1200 литров на борту машины.

В общем, как рассказали разработчики, водородный вездеход способен проехать по зимнику на крейсерской скорости до 400–500 км без дозаправки. Скоро, после сертификации, «Русак К-10» отправится на испытания на Ямал. Специалисты проверят не только работу машины, но и водородной заправочной станции, которую тоже сделали физтеховцы.

Похоже, в МФТИ с водородными технологиями уже на ты. На Сахалине МФТИ вместе с Дальневосточным отделением РАН возводит водородный кластер, где будут отработаны все технологии водородной энергетики, все элементы ее инфраструктуры. Здесь водород хотят получать с помощью электролиза воды, энергию для которого будут поставлять солнечные панели. Здесь же начнут обкатывать станции хранения водорода, заправки транспорта. И здесь же выйдут на свои первые маршруты водородные газели.

Но физтеховцы смотрят в завтрашний день и вынашивают планы уже в ближайшем будущем питать машины водой или снегом. А этого добра у нас на Севере — в изобилии. Так что физтеховцы стремительно приближаются к исполнению предсказания Жюля Верна.

Помните Сайруса Смита, одного из главных героев романа Жюля Верна «Таинственный остров»? Вот что говорил этот ученый и инженер: «Да, друзья мои, я думаю, что воду когда-нибудь будут употреблять как топливо, что водород и кислород, которые входят в ее состав, будут использованы вместе или поодиночке и явятся неисчерпаемым источником света и тепла, значительно более интенсивным, чем уголь. Повторяю, я думаю, что, когда истощатся залежи каменного угля, человечество будет отапливаться и греться водой. Вода — уголь будущего». Кстати, роман был написан в 1874 году, 150 лет назад.

А что же наша легендарная «Нива», с которой я начала свой рассказ? Она прекрасна, универсальна и по-прежнему уместна в любые времена. Вот и сейчас тольяттинская тюнинговая фирма F-Design начала мелкосерийное производство багги «Арта». Эти легкие вездеходные машины сейчас очень нужны. Как вы думаете, на базе какого автомобиля? Правильно, багги «Арта» — это модифицированная «Нива».

Так что в машиностроении началась настоящая движуха. И то, о чем я сегодня рассказала, это лишь малая толика новинок в области специального транспорта, который так необходим нам для освоения гигантских территорий нашей страны.

…скрученные углеродные нанотрубки могут накапливать в три раза больше энергии на единицу массы, чем современные литий-ионные аккумуляторы (Nature Nanotechnology)…

…удалось собрать полный геном штамма бактерий из рода Microbacterium, который стимулирует рост и развитие семян пшеницы и представляет собой экологичную альтернативу химическим удобрениям (Патент РФ № 2820245, 31 мая 2024 г.)…

…большой риск для биологических видов связан с добычей лития и кобальта для солнечных панелей, ветряных турбин и электромобилей (Current Biology)…

…созданы первые в истории атомные фильмы, показывающие, как атомы перестраиваются внутри квантового материала при переходе от изолятора к металлу (Nature Materials)…

…разработан флуоресцентный микроскоп с разрешением 5 нм, который позволяет рассмотреть внутренние детали живой клетки, например — каркас из тонких трубочек шириной всего около 7 нм (Nature Photonics)…

…предки устриц, виноградных улиток и им подобных более полумиллиарда лет назад защищались не раковинами, а хитиновыми шипами и были похожи на азиатский фрукт дуриан (Science)…

…создан недорогой бинт, который использует электрическое поле и заживляет хронические раны на 30% быстрее, чем обычный бинт (Science Advances)…

…исследователи искусственно воссоздали так называемые фитохелатины растений, которые избирательно очищают воду от тяжелого металла кадмия (Nature Communications)…

…даже низкие концентрации яда крошечного книжного скорпиона размером 1–7 мм (Chelifer cancroides), питающегося пылевыми клещами и книжными вшами, убивают устойчивый больничный микроб золотистый стафилококк (iScience)…

…иммунные клетки головного мозга, микроглия, образуют крошечные трубки, ведущие к нервным клеткам, через которые они отводят вредные белки и доставляют полезные вещества (Neuron)…

…новый метод 3D-печати создает разветвляющиеся сосуды, которые в точности повторяют архитектуру естественных кровеносных сосудов (Advanced Materials)…

…состав кишечных бактерий месячных чистокровных скаковых лошадей может предсказать их будущие спортивные результаты, например чем больше бактерий Bacillaceae, тем лучше результаты в гонке (Scientific Reports)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Россия — родина слонов. В этой шутке из советских анекдотов есть только доля шутки. Да и какие уж тут шутки. Вот поезжайте в городок Одоев. Есть такой райцентр в 75 километрах от Тулы. Так там прямо на канализационных люках отлит в чугуне лозунг «Одоев — родина слонов». Кстати, очень красивые люки. А еще установлен дорожный знак «Слонам обгонять машины запрещено!».

Откуда слоны в Одоеве? В XIX веке во время раскопок археологи обнаружили здесь останки мамонта. Один его зуб и бивень до сих хранит местный краеведческий музей. А при чем здесь слоны — спросите вы? А при том, что мамонты и слоны — родственники, у них общий предок. Это доказали российские ученые во главе с известным генетиком, академиком Евгением Рогаевым.

Шерстистые мамонты появились около 400 тысяч лет назад в Сибири и расселились по Евразии и Северной Америке. Ученые все чаще родиной мамонтов называют Якутию. Может это, конечно, и не историческая родина, но, по крайней мере, в прошлом здесь обитала самая большая популяция мамонта. Это подтверждает тот факт, что у нас, в Якутии, нашли больше всего останков этих гигантов. Точнее — подавляющее большинство, 80%. И еще найдут, несомненно.

Мамонты вымерли около 11–15 тысяч лет назад, когда климат резко потеплел. Но на острове Врангеля небольшая популяция этих мохнатых слонов сохранилась.

Дело в том, что когда климат стал разогреваться, поднялась вода в Мировом океане. В результате кусок суши вместе с мамонтами отделился водой от нашего континента и превратился в остров. Сегодня это остров Врангеля, в 140 километрах к северу от Чукотки.

Мохнатые гиганты оказались изолированными от внешнего мира и жили еще долго и счастливо, пережив континентальных мамонтов на несколько тысяч лет. Впрочем, и они в конце концов исчезли около 4 тысяч лет назад.

Остров Врангеля небольшой, три Москвы по площади. Большая часть территории — это горы. Не такие высокие, но все же. Зато много рек, речушек и несколько сот озер. А растительное разнообразие царствующей здесь тундры удивительно богатое — сотни видов растений и мхов. Зима суровая, метельная, до минус 30, лето холодное, плюс 5 градусов — это уже жара. Наверное, мамонтам здесь было хорошо.

Остров Врангеля открыл в 1707 году путешественник Иван Львов. Тогда-то остров и нанесли на русские карты. А в конце XX века на острове нашли останки мамонтов. Их анализ показал, что эти мамонты дольше всего задержались на Земле. Но почему же они все-таки исчезли?

Конечно, можно было бы поискать здесь следы древних людей-охотников. Но не получается — самые старые поселения людей появились здесь через 200–400 лет после исчезновения последних мамонтов. Так что люди ни при чем.

Тогда у исследователей появилась гипотеза. Если мамонты жили изолированно на маленьком острове, то близкородственные браки были неизбежны. Это называется инбридинг. И, логически рассуждая, он должен приводить к генетическому коллапсу и вымиранию, потому что при близкородственном скрещивании в геномах накапливаются дефекты и мутации и популяция становится все менее жизнеспособной.

Международная группа ученых, в которую входили и российские исследователи, сравнила геномы островного мамонта и материкового. Действительно, разница была заметная — потеря участков ДНК, поломанные гены. И все же она не была фатальной. Тогда что же стало причиной вымирания?

Тогда ученые проанализировали соотношения изотопов углерода, азота и серы в костях 52 мамонтов, обитавших в Северной и Западной Сибири, в Европе, на Аляске и на севере Канады 17–48 тысяч лет назад, а также животных, обитавших на острове Врангеля 4–42 тысячи лет назад. Изотопные подписи углерода и азота рассказывают о рационе животных, а соотношение изотопов серы позволяет в том числе оценить, происходило ли выветривание горных пород (Cell). И тогда появились еще две гипотезы

Первая — мамонты отравились питьевой водой, в которую попали тяжелые металлы — свинец, кадмий, уран и таллий. Действительно, 5,5 тысячи лет назад на острове началось выветривание пород, и в воду попали вредные металлы. Это показал изотопный анализ останков.

Вторая гипотеза — ученые доподлинно установили, что все мамонты на острове Врангеля погибли зимой. Могло случится, что прошел снег с дождем, земля покрылась ледяной коркой, из-под которой животные не могли достать траву. Они же были ослаблены генетическими мутациями и отравленной питьевой водой. И погибли от голода.

Но есть еще одна гипотеза. Ученые предположили, что к гибели многих самцов мамонтов привел их холостяцкий образ жизни. Видимо, мода такая пошла. Молодые самцы после достижения половой зрелости покидали материнскую группу и отправлялись бродяжничать в одиночестве. В незнакомой местности они часто проваливались в природные ловушки, из которых не могли выбраться. А помочь-то им было некому — ни жены, ни детей, ни родственников рядом. Выводы сделайте сами.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Каждый год на Землю падает около 17 тысяч метеоритов. Замечаем мы их редко, потому что большинство из них сгорают в атмосфере Земли. Интересно, а как дела обстоят на Марсе, где атмосфера в сто раз тоньше и более разреженная? Значит ли это, что на Красную планету падает больше метеоритов?

До сих пор планетологи делали свои оценки, подсчитывая кратеры на поверхности Марса и оперируя моделями, которые создали на основании исследования кратеров на Луне. Но сопоставления здесь не совсем корректны. На Марсе ведь и гравитация посильнее, и пояс астероидов поближе. К тому же постоянные пыльные бури засыпают кратеры, поэтому их не так-то легко рассмотреть на снимках, которые делают аппараты с орбиты планеты.

Ясность внес космический зонд InSight, который запустило NASA в 2018 году. Вместе с InSight на Марс отправили несколько исследовательских инструментов. Один из них — сейсмометр SEIS (Seismic Experiment for Interior Structure), который создали в содружестве французские, швейцарские и британские ученые.

Сейсмометр SEIS за более чем год зафиксировал 322 марсотрясения. Но ведь поверхность планеты могут сотрясать не только внутрипланетные явления, но и упавшие метеориты. Действительно, 24 декабря 2021 года сейсмометр SEIS зафиксировал крупное сейсмическое событие, вызванное падением метеорита. Это событие подтвердили наблюдения с орбитального аппарата Mars Reconnaissance Orbiter, которые зафиксировали образование нового 150-метрового кратера глубиной 21 метр.

И тогда исследователи проанализировали все данные сейсмографа, отделили колебания, связанные с падением метеоритов, и разработали совершенно новый способ измерения скорости удара о Марс.

Оказалось, что мы сильно недооценивали метеоритную активность на Красной планете. По оценкам ученых, она в 5 раз выше, чем мы полагали (Nature Astronomy).

Новые данные показывают, что каждый год на планету падает от 280 до 360 метеоритов в основном размером с баскетбольный мяч. Новый кратер диаметром не менее 8 метров образуется на поверхности Марса почти каждый день, а 30-метровый кратер — примерно раз в месяц.

А почему нам важно знать, сколько метеоритов падает на Марс и как часто? В первую очередь средняя скорость образования кратеров на планете позволяет оценить возраст поверхностных структур на Марсе — чем меньше кратеров в регионе, тем он моложе. Таким образом, можно сделать выводы о том, когда произошли изменения поверхности в результате вулканизма. А это дает возможность составлять хронологию геологической истории и эволюции Красной планеты.

Да и для пилотируемых полетов на Марс эта информация важна — космонавты должны знать, что их ждет, заранее оценивать риски и продумывать защитные мероприятия.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Меня всегда интересовал вопрос — зачем светятся светлячки теплыми летними ночами? Они же становятся хорошо видны хищникам. Этот вопрос, но в несколько другой, более корректной интерпретации волнует и биологов.

Около двух тысяч видов светлячков обитают в разных частях света. В их брюшке, в специальном светящемся органе, происходит биохимическая реакция, порождающая люминесценцию. Биологи полагают, что сегодня этим свечением жуки привлекают партнеров по спариванию. Но ведь светятся и личинки, и яйца, и куколки, которые размножением пока не озабочены. Значит, эта биолюминесценция появилась ради других целей.

Тогда биологи предположили, что своим свечением эти жуки предупреждали хищников, что они ядовиты. То есть отпугивали хищников, а не привлекали. Интересно, что эту гипотезу никто не проверял, пока недавно за нее не взялись ученые из Университета Вестлейк в Чжэцзяне, Китай.

Они разумно рассудили, что если светлячки развили биолюминесценцию как предупреждение о своих токсинах, то можно ожидать, что синтез ядов появился одновременно или раньше, чем биолюминесценция. Решили проверить.

Команда собрала данные о геномах 41 вида светлячков и провела поиск ядовитых стероидов люцибуфагинов, которые должны запускать свечение, чтобы отпугнуть хищников. Геномный анализ показал, что эти токсины появились после того, как биолюминесценция уже работала вовсю.

Но если ухаживание за партнерами и отпугивание хищников не были причинами появления биолюминесценции, то почему жуки начали светиться? Подсказка кроется в самом веществе люциферин, которое, собственно, и светится. Оказывается, оно может действовать как антиоксидант. И, судя по всему, события разворачивались следующим образом.

В то время, когда эволюционировали предки светлячков, содержание кислорода в атмосфере резко повысилось. Континентальная среда тогда была жаркой и колебалась между экстремально влажными и засушливыми сезонами. Судя по всему, люциферин и биолюминесцентная реакция могли изначально появиться, чтобы противостоять усиливающемуся окислительному стрессу в жаркой и сухой среде. А потом светлячки адаптировались и стали использовать новый инструмент для поиска партнера и отпугивания хищников (PNAS Nexus). Похоже на правду.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Есть разные способы определить биологический возраст человека — анкетирование, измерение давления, оценка гибкости и выносливости. Теперь появился еще один — по температуре щек, носа и лба. На ощупь — вряд ли, потому что отклонения не столь велики. Но с помощью тепловизора отлично получается.

Давно известно, что внутренняя температура человеческого тела снижается с возрастом. А как насчет температуры лица? Зависит ли она от возраста?

Задавшись этим вопросом, китайские исследователи из Пекинского университета с помощью тепловизора сделали снимки лица более 2800 человек из Китая в возрасте от 21 до 88 лет. А затем обучили модель искусственного интеллекта соотносить температуру каждой области лица с возрастом и состоянием здоровья любого человека.

Оказалось, возраст меняет температурный режим: начиная примерно с 50 лет щеки становятся теплее, нос резко холодеет, а температура лба и глаз повышается сильнее. Поскольку различия чрезвычайно малы, их невозможно определить простым ощупыванием. На тепловизионных снимках различия были очевидны, поэтому искусственный интеллект безошибочно определял возраст здоровых людей, основываясь только на температурных характеристиках лица.

Если оценка возраста искусственным интеллектом с фактическим возрастом расходились, то, значит, человек страдал хроническими заболеваниями. «Тепловой возраст» у людей с диабетом, жировой болезнью печени и гипертонией был выше, чем предусматривал год рождения. Кроме того, анализы крови показали, что повышение температуры в определенных областях лица связано с воспалительными реакциями. Так что тепловые часы тесно связаны с метаболическими заболеваниями (Cell Metabolism).

А можем ли мы уменьшать тепловой возраст? Можем! Это подтвердил другой эксперимент ученых. В течение двух недель 23 испытуемых тренировались в прыжках со скакалкой. Затем им повторно просканировали лицо и отдали на заключение ИИ. Результат ошеломил — минус пять лет!

Теперь исследователи хотят выяснить, как на тепловой возраст влияет продолжительность сна, как он связан с другими заболеваниями, есть ли этнические различия и многое другое.

Конечно, на тепловой портрет могут повлиять эмоции человека, температура наружного воздуха. И тем не менее ученые надеются, что их метод будет полезен в клинической практике для ранней диагностики заболеваний.

А знаете, не удивительно, что это исследование было выполнено в Китае. Традиционная китайская медицина как раз предполагает, что термографические черты лица можно использовать в качестве маркеров старения или болезней. Теперь этот подход получил научное обоснование.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

«Что за друг, без которого мужик из дома не выйдет?» Правильный ответ — шапка, потому что это старинная русская загадка. Интересно, а вы что подумали? Загадайте своим детям и узнаете, что нынче это совсем другой друг — это смартфон. А вот еще одна загадка, тоже старинная:

«Кто над нами вверх ногами
Ходит не страшится,
Упасть не боится?»

Дети до второй половины ХХ века уверенно давали правильный ответ — муха. А вот дети, родившиеся в эпоху расцвета космонавтики, отвечали иначе — космонавт.

Конечно, загадки, их смысл, меняются под влияние меняющегося мира. Причем меняющегося по воле человека, создающего смартфоны и спутники.

Давайте поговорим сегодня о спутниках. Идею использовать спутники на земных орбитах для связи высказывал еще К.Э. Циолковский в начале ХХ века. Первый искусственный спутник запустили мы в 1957 году. Повторяю это при каждом удобном случае, потому что на Западе историю космонавтики тоже начали переписывать.

А вот саму идею спутниковой связи популяризировал известный английский писатель-фантаст Артур Кларк. В 1945 году, то есть 80 лет назад, он опубликовал в журнале «Wireless World» научно-популярную статью про внеземные ретрансляторы, которые должны обеспечить всемирное радиовещание.

Кларк предложил поместить ретрансляционный аппарат на такую орбиту, где он будет вращаться с той же скоростью, что и Земля. Соответственно такой аппарат для наблюдателя с Земли будет оставаться неподвижным, как будто привязанным тросом к тому месту, над которым висит.

Через такой аппарат можно передавать радио- и телесигнал. А спутниковая тарелка и прочие антенны наземных станций могут быть постоянно направлены в это место, и им не нужно вращаться, чтобы отслеживать спутник. Орбиту Кларк предложил назвать геостационарной. Поэтому сегодня геостационарные орбиты называют на Западе орбитами Кларка, а совокупность спутников на этой орбите поясом Кларка.

Кстати, именно Кларк рассчитал, что три геостационарных спутника обеспечат покрытие всей планеты, потому что с каждого спутника видно 42,4% поверхности нашей планеты. А вот спутник на низкой орбите высотой в 300 километров может наблюдать только 2,25% земной поверхности.

Сегодня лишь 10% из общего количества спутников находятся на геостационарной орбите и остаются неподвижными для земного наблюдателя. Это большие и сложные аппараты, да и запускать их на высоту почти 36 тысяч километров — дорогое удовольствие. Остальные 90% спутников, то есть подавляющее большинство, — это небольшие приборы на низких околоземных орбитах в несколько сот километров, которые легко запускать.

Вся эта громадная семья обеспечивает нам спутниковую связь, телевидение, позволяет нам пользоваться смартфонами, наблюдать за Землей и собирать разнообразные данные, которые облегчают нам жизнь и, конечно, помогают делать научные открытия.

Пояс Кларка вокруг нашей Земли становится все плотнее и плотнее, причем буквально на наших глазах. Из 8 с лишним тысяч аппаратов, действующих сегодня на низкой околоземной орбите, которые обеспечивают нам мобильную связь, 6 тысяч — это спутники системы Starlink компании «Спейс-Икс» Илона Маска. К 2027 году она выведет на орбиту еще 12 тысяч спутников. А в планах — 42 тысячи.

Но это только одна группировка Starlink. Амбициозный Amazon и другие компании по всему миру намерены создать свои группировки от 3 до 13 тысяч спутников. Все это будет кружить над Землей. И в какой-то момент вышедшие из строя спутники, а каждый такой спутник служит в среднем пять лет, будут сыпаться нам на головы в прямом смысле этого слова.

Конечно, эти небольшие аппараты сгорят в плотных слоях атмосферы. Собственно, спутники Starlink так и спроектированы, чтобы они полностью сгорали при входе в атмосферу в конце срока службы или в случае поломки. Но ничто на Земле не проходит бесследно. Дело в том, что при сгорании спутника в атмосфере Земли образуются, среди прочего, наночастицы оксида алюминия. Один небольшой спутник связи весит в среднем 250 килограммов и на треть состоит из алюминия. Сгорая в атмосфере, он будет оставлять там около 30 килограммов оксида алюминия.

Эти частицы со временем, но неизбежно, попадут в стратосферу и в озоновый слой, который находится на высоте около 20–30 километров. И вот тут-то и начнут разворачиваться нежелательные события. Частицы оксида алюминия начнут работать катализаторами, на поверхности которых будут идти реакции озона с хлорсодержащими соединениями. Это будет цепная реакция, в которой один атом хлора может разрушить до 100 тысяч молекул озона в стратосфере (Geophysical Research Letters).

Концентрация оксида алюминия за последние шесть лет уже увеличилась в 8 раз и продолжает нарастать по мере того, как на орбиты выводят все новые и новые спутники. Проблема в том, что эти частицы могут болтаться в атмосфере десятилетиями.

И к тому времени, когда запланированные группировки спутников будут завершены, каждый год в атмосферу будет попадать 360 тонн оксида алюминия. А это в 7 раз превышает естественный фон.

Разрушение озонового слоя, который защищает все живое от жесткого ультрафиолета, очень опасно. Но такова любая рукотворная технология. Она обязательно имеет побочные эффекты, которые надо учитывать.

Никто не отрицает, что и пользы от спутников очень много. Связь, навигация, интернет, метеорология, наблюдения из космоса с научными целями — все это крайне важно сегодня.

Недавно вычитала в журнале «Прикладная геодезия», что накануне разрушительного турецкого землетрясения в 2023 году спутники зафиксировали множество аномалий в земле, атмосфере и ионосфере.

За 19 дней изменилась температура поверхности суши в районе будущего землетрясения. За 5–10 дней до катастрофы изменилось содержание водяного пара, метана, озона и моноксида углерода в атмосфере. Все это регистрировали спутники.

Так что теперь с их помощью мы можем предсказывать разрушительные землетрясения и давать возможность заранее эвакуировать людей из эпицентров будущей стихии. Это, несомненно, польза.

Существование спутников и пояса Кларка на руку и астрофизикам. Мало того что это орбитальные телескопы и летающие обсерватории. Наличие такого пояса вокруг далекой планеты — это совершенно четкое и однозначное указание на то, что планета обитаема. Это своего рода техническая сигнатура, отпечаток пальца высокоразвитой цивилизации. Если у нее есть спутники на орбитах, то она развита ну уж никак не меньше, чем мы.

Поиски далеких планет на расстоянии от нескольких десятков до нескольких тысяч световых лет с такими техномаркерами начнутся в ближайшее время. Нам уже известно более 5 тысяч экзопланет, вращающихся вокруг других звезд. Правда, из них всего 200 представляют в этом смысле интерес, потому что они похожи на Землю. Остальные — это газовые гиганты.

Современная техника наблюдения за космосом умеет многое. С помощью телескопа «Джеймс Уэбб» уже сегодня можно искать эти пояса Кларка на дальних планетах, тщательно анализируя кривые блеска их звезд. Но, с другой стороны, этот отпечаток пальца в виде пояса Кларка есть и у нашей планеты Земля. Не правда ли? Значит, мы тоже видимы для других цивилизаций?

Пока пояс Кларка человечества еще слишком тонок, чтобы его можно было обнаружить с экзопланет прямо сейчас — по крайней мере, с помощью такой технологии, как наша. Но за последние несколько десятилетий его заселенность увеличилась в геометрической прогрессии. Если так пойдет и дальше, то к 2200 году наш пояс Кларка увидят с других обитаемых планет.

И вот вопрос — хотим ли мы, чтобы нас обнаружили другие, неизвестные миры? Эту интересную дискуссию стоит начинать уже сейчас.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

К большому сожалению, мира без войны не бывает, такова диалектическая природа вещей. И распространяется она на весь мир, включая животных. Одни муравьиные войны чего стоят!

Муравьи воюют на протяжении многих десятков миллионов лет. Их армии насчитывают миллионы бойцов, их конфликты, внутривидовые и межвидовые, жестоки и драматичны. А поскольку муравьи — это такие же социальные существа, как и люди, сложно удержаться от параллелей между нашими обществами. А параллели есть.

Хочу вспомнить гениального русского хирурга Николая Ивановича Пирогова. Николай Иванович спасал раненых на Крымской войне в XIX веке, где впервые применил гипсовую повязку. Тогда же он первым выполнил операции под эфирным наркозом в военно-полевых условиях, когда была необходима ампутация.

Так вот Пирогов говорил, что «война — это травматическая эпидемия». Он, несомненно, знал, о чем говорил. И эта формула справедлива не только для человеческих, но и для муравьиных войн. Но как же справляются с ранеными муравьями их сородичи? Гипсовая повязка и эфирный наркоз?

Почти! Маленькие и хрупкие, на наш взгляд, муравьи на самом деле прекрасные и очень сильные воины. Муравей может поднять вес, в 50 раз превышающий свой собственный. А мощные жвалы могут буквально перекусить противника. И вот что выяснили биологи, наблюдая за муравьями с травмированными конечностями.

Вообще в муравьиных колониях работает система здравоохранения. Это ученые выяснили давно. Но оказалось, что в муравьиных царствах есть и неотложная медицинская помощь раненым. Среди муравьев есть врачи, которые этим занимаются. С помощью своего ротового аппарата они чистят рану пострадавшему. А некоторые виды, способные вырабатывать антибиотики, еще и обрабатывают рану противомикробным препаратом, чтобы не допустить распространения инфекции.

Однако есть виды муравьев, которые не вырабатывают антибиотики. Как же они справляются с травмами? У этого вида за дело берутся хирурги. Сначала муравьи-врачи осматривают травму конечности, которую получил боец, а затем принимают решение, что делать.

Если у воина травмировано бедро, хирурги откусывают ему эту ногу, одну из шести. Откусывают у так называемого вертела, там, где нога соединяется с телом. «Пациенты» в основном хорошо переносят и лечение, и потерю одной из своих шести ног. Подавляющее большинство, около 90% прооперированных, выживают и могут продолжать выполнять общественные обязанности.

Если же ампутацию не делать, то рана инфицируется, и выживают менее 40%. На самом деле, это первый известный случай сложной и систематической ампутации в животном мире.

Однако муравьи-хирурги ногу отсекают не всегда. Если травмирована голень, то здесь врачи бросают все усилия на то, чтобы вычистить рану и не допустить распространения инфекции по телу. В этом случае выживают около 75% пациентов, то есть сильно меньше. И возникает вопрос — почему же муравьям не ампутируют ноги при травмах голени?

Причину помогли найти исследования лапок муравьев с помощью компьютерной томографии. Оказалось, что травма бедра воздействует на кровоток и сильно замедляет распространение инфекции по организму. Это дает врачам достаточно времени для ампутации ноги, которая занимает 40 минут (Current Biology).

Если же у муравья травмирована голень, то инфекция распространяется очень быстро. И на ампутацию ноги остается слишком мало времени. Поэтому хирурги в данном случае не идут на риск и бросают все силы на то, чтобы как можно быстрее механически вычистить рану. Повторяю, антибиотиков у этого вида муравьев нет.

Получается, что муравьи-хирурги обдуманно принимают решение, в каком случае делать ампутацию раненому, а в каком — нет, то есть оценивают, в каком случае вероятность его выживания больше. Просто поразительно.

Рядом с нами миллионы лет существует цивилизация крошечных работяг и воинов. Гигантская цивилизация, насчитывающая примерно 10 квадриллионов особей. Они умеют вкалывать с утра до ночи, защищать и воевать, а также лечить своих сородичей и даже в случае необходимости ампутировать поврежденные конечности, чтобы спасти жизнь сородичу. А мы все смотрим в небо, чтобы найти разумные внеземные цивилизации. Хотя смотреть-то надо под ноги.

…вид Homo sapiens эволюционировал более чем в 20 раз быстрее всех других видов млекопитающих (Nature Ecology & Evolution)…

…ИИ различает хлорид натрия и хлорид калия, рассматривая следы от высохших крошечных капель водных растворов этих солей (Proceedings of the National Academy of Sciences)…

…самцы комаров умеют различать самок своего и другого вида по разнице в их писке, издаваемом биением крыльев насекомого, что препятствует межвидовому скрещиванию (iScience)…

…созданы борсодержащие органические соединения с флуоресцентными свойствами, которыми можно управлять с помощью электрического тока, повторяя цикл включения-выключения флуоресценции много раз (Dyes and Pigments)…

…у курящих людей 50+ когнитивные показатели за 10 лет снизились на 85% больше, чем у некурящих (Nature Communications)…

…сканирование мозга с помощью позитронно-эмиссионной томографии показывает, что у женщин во время менопаузы количество рецепторов эстрогена во многих областях мозга увеличивается и остается высоким даже после менопаузы (Scientific Reports)…

…токсичные фтортеломерные спирты, летучие предшественники перфторированных карбоновых кислот, присутствуют в выхлопных газах свалок и могут переноситься по воздуху на большие расстояния (Environmental Science & Technology Letters)…

…создали модель мыши TruHuX («по-настоящему человек») с полностью развитой и полностью функциональной иммунной системой человека (Nature Immunology)…

…у самых крупных животных мозг, вопреки ожиданиям, непропорционален их массе — он сильно меньше прогноза (Nature Ecology & Evolution)…

…в лаборатории созданы более экологичные литий-металлические аккумуляторы, в электролите которых содержится всего лишь 0,1% (масс.) фтора, что как минимум в 20 раз меньше, чем в предыдущих исследованиях (Energy & Environmental Science)…

…наскальные рисунки и петроглифы возрастом несколько тысяч лет уничтожают специфические грибы и лишайники, выделяющие кислоты, которые растворяют известняк камней (Frontiers in Fungal Biology)…

…потеря среды обитания влияет на разнообразие пчел сильнее, чем повышенное воздействие пестицидов (Journal of Applied Ecology)…

…кластеры биметаллических оксидов на основе RhRu катализируют реакции перекрестного дегидрирования (CDC) с использованием молекулярного кислорода в качестве единственного окислителя (Journal of the American Chemical Society)…

…сложность мелодий и тональность аранжировок самых популярных песен в США каждый год, начиная с 1950 года, неуклонно снижалась (Scientific Reports)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Почему шерстистые носороги исчезли в конце последнего ледникового периода, который начался около 115–110 тысяч лет назад и закончился около 11,7–11,6 тысячи лет назад? Что случилось с рогатыми мохнатыми гигантами?

Сегодня носороги встречаются только в Африке и Юго-Восточной Азии. Но когда-то, десятки тысяч лет назад, их мохнатые предки бродили по холодным степям Севера, в том числе в нашей Сибири, о чем свидетельствуют многочисленные окаменелости. Шерстистый носорог питался травой, которую, вероятно, мог очистить от снега с помощью своего особенно длинного рога. Этот представитель мегафауны ледникового периода был широко распространен в северной Евразии в течение длительного периода плейстоцена.

Но затем, примерно 35 тысяч лет назад, их поголовье начало сокращаться. Затем, в конце эпохи, ископаемые следы шерстистых носорогов теряются. Однако исследования ДНК окружающей среды из донных отложений показывают, что остаточные популяции существовали еще около 10 тысяч лет назад.

Что могло стать причиной исчезновения шерстистых носорогов? Безусловно, важную роль сыграли климатические изменения. Но ведь этот вид уже переживал периоды суровых условий окружающей среды и впоследствии смог восстановиться. Значит, дело не только в климате.

Используя компьютерные модели, окаменелости и древнюю ДНК, исследователи из Университета Аделаиды проследили 52-тысячелетнюю историю популяции шерстистого носорога по всей Евразии с разрешением, которое ранее было невозможным.

Модель проследила закономерность упадка и исчезновения шерстистых носорогов и, помимо климатического фактора, выявила еще один смертоносный фактор — человека-охотника. Правда, это был низкий уровень охоты, тогда люди охотились только ради пропитания. И тем не менее, именно охота, этот постоянный фактор, могла сыграть решающую роль в исчезновении, став последней каплей в климатическом давлении.

Это недавнее открытие противоречит предыдущим исследованиям, которые доказывали, что люди не играли никакой роли в вымирании шерстистого носорога. Теперь ясно, что играли, да еще как.

На мой взгляд, этот вывод не требует доказательств, потому что виден невооруженным глазом.

В каком-то смысле появление человека на Земле стало приговором для диких животных. В позднем плейстоцене существовал 61 вид крупных наземных травоядных, весом более одной метрической тонны, и только восемь из них существуют сегодня. Пять из этих выживших видов — носороги. Без человека-охотника здесь точно не обошлось.

Сегодня масса диких наземных млекопитающих составляет 22 миллиона тонн. Для сравнения, человечество сейчас весит в общей сложности около 390 миллионов тонн, то есть почти в 18 раз больше! А вес одомашненных нами видов, овец и крупного рогатого скота — в 30 раз больше, чем диких наземных млекопитающих. А все домашние собаки и кошки весят столько же, сколько дикие наземные млекопитающие (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Мир природы и его дикие животные исчезают, причем с ошеломляющей скоростью. И началось это еще тогда, когда по Евразии и нашему Северу гуляли шерстистые носороги. Вот такая рукотворная эволюция. Будет ли от этого лучше человеку? Не думаю.