Трубадурень.рф История становления науки и техники. 2012 год. Один год из жизни науки. nauka-002-003-2012

Ваш браузер не поддерживает скрипты, или их поддержка отключена пользователем! Без поддержки JavaScript меню навигации не отображается! Если Вы не имеете возможности включить поддержку JavaScript или же сознательно не хотите этого делать, то для альтернативной навигации по сайту Вы можете воспользоваться "Картой сайта".

ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ НАУКИ И ТЕХНИКИ.

ПРОДОЛЖЕНИЕ - 2012 ГОД.

(СМ. НАЧАЛО РАЗДЕЛА).

Годы н.э.	НАУКА ОТКРЫТОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА. За счёт стремительного развития интернета, интеграция науки достигает беспрецендентных масштабов. Многие научные проекты (если это оказывается допустимо с их технической стороны) успешно работают вне зависимости от конкретного месторасположения его отдельных членов. Всё большее количество научных статей выкладывается в открытый доступ. Окрытость научных результатов постепенно становится общим правилом. Процесс обучения также становится более открытым (за счёт поступления учебных материалов во всемирную сеть, на условиях бесплатного доступа). Новый этап в изучении дальнего космоса и Солнечной системы: целый ряд успешных космических миссий позволил сделать существенный шаг в данном направлении, что, вместе с вводом в эксплуатацию БАК и новых данных с других ускорителей, запущенных ранее, подвело физику к очередному рубежу в познании мира. Заметный прогресс в самых различных областях науки, прежде всего в роботехнике, генетике, других биологических науках, а также в медицине. Культурное наследие человечества постепенно переводится в цифру и становится общедоступным во всемирной сети. (*См. примечание в конце таблицы).
2012	6 июня 2012 года объявлено Днем всемирного запуска IPv6. В списке участников акции оказалось более трех тысяч сайтов, в том числе крупнейшие российские компании - Mail.ru, "Яндекс" и "ВКонтакте". Переход на новый протокол будет происходить постепенно и, скорее всего, незаметно для конечного пользователя. Запущенная новая версия межсетевого протокола IPv6 должна постепенно прийти на смену своему предшественнику IPv4. IPv4 пока доминирует в Интернете, но неумолимо стремится к заложенному тридцать лет назад техническому пределу. В IPv4 для адресации используется 32 бита. Таким образом можно указать более 4 миллиардов уникальных пунктов назначения. Четыре байта IPv4-адреса записывают в десятичной системе счисления и разделяют точками - от 0.0.0.0 до 255.255.255.255. В IPv6 длина адреса увеличена с 32 до 128 бит, что кардинально решает проблему исчерпания адресного пространства. IPv6-адреса принято записывать в шестнадцатеричной системе счисления: восемь блоков по два байта отделяются двоеточиями, в некоторых случаях можно воспользоваться сокращенным вариантом. Исчерпание IPv6-адресов, даже в пределах одной подсети, в настоящее время выглядит событием совершенно невероятным.
2012	"Революция" в онлайн-обучении. Представители Гарвардского Университета и Массачусетского технологического института на пресс-конференции в Кембридже (США) 2 мая 2012 года объявили о запуске совместного проекта дистанционного онлайн-обучения edX. Об этом сообщается на сайтах учебных заведений и самого проекта. По словам представителей вузов, они собираются устроить "революцию в онлайн обучении", сделав его свободным, бесплатным, качественным и максимально доступным. Под онлайн-обучением идеологи проекта понимают не просто видеокурсы лекций, а целый комплекс дистанционных уроков, включающий тесты, общение в группах и контроль со стороны преподавателя. Для этого авторы edX планируют создать специальное программное обеспечение, не только контролирующее весь процесс обучения, но и анализирующее поведение учеников с целью улучшения существующих программ, в том числе и очных. Созданное ПО авторы обещают сделать свободным и призывают другие учебные заведения им воспользоваться. По словам создателей edX, основным приоритетом для них является улучшение качества очного образования. Планируется, что созданная онлайн-система поможет очным студентам обоих вузов лучше осваивать материал. Проект носит, прежде всего, экспериментальный характер. В качестве подготовительного этапа Массачусетский институт в течение года проводил пилотный проект MITx, пользовавшийся очень большой популярностью. На развитие edX каждый из институтов выделил по 30 миллионов долларов. Создатели планируют расширять партнерство и привлекать к нему другие учебные заведения. Руководство проектом будет осуществляться президентом, назначаемым попечительским советом. Первым главой edX стал Анант Агарвал (Anant Agarwal), профессор инженерной электроники и информатики Массачусетского института. К проекту планируется привлечь до миллиарда студентов по всему миру. Обучение в edX будет бесплатным, однако учащиеся, показавшие хорошие результаты и желающие получить соответствующий сертификат, должны будут внести за него небольшую плату.
2012	Два профессора Стэнфордского университета предложили отменить лекции в медицинских институтах и обучать студентов при помощи видеороликов. Статья под названием "Лекционные залы без лекций" профессора Чарльза Пробера (Charles Prober) и его коллеги профессора Чипа Хеза (Chip Heath) опубликована в майском номере The New England Journal of Medicine. По мнению преподавателей, система обучения студентов практические не изменилась за последнее столетие несмотря на значительные изменения, произошедшие в самой медицине. Посещаемость лекций традиционного формата постоянно снижается, а время, отведенное на обучение, тратится впустую. "Преподаватели должны давать студентам актуальные знания, а не просто что-то рассказывать", - считают авторы статьи. В основу своей модели обучения студентов-медиков профессора из Стэнфордского университета положили систему, придуманную и реализованную Салманом Ханом (Salman Khan) в его одноименной онлайн-академии. Пробер и Хез предлагают весь материал, который сейчас принято давать студентам на лекциях, записать в формате видеороликов продолжительностью 10-15 минут. Каждый учащийся будет просматривать видео столько раз, сколько необходимо для усвоения материала. После этого студентам будут предложены проверочные тестовые задания. Оставшееся время должно быть использовано для интерактивного обсуждения только что усвоенного материала, в ходе которого преподаватель обязательно должен приводить примеры из клинической практики. Таким образом студентам будет показана актуальность и важность только что полученных знаний. "Я верю, что это очень эффективная модель для восприятия материала. Она способствует обучению студентов, позволяя им усваивать ключевые знания в доступной форме. Ряд тестов помогает учащимся убедиться, что они действительно все поняли", - отметил профессор Пробер. По мнению авторов статьи, такая форма обучения позволяет более эффективно использовать время, отведенное на образование. В этом году базовый курс биохимии в Медицинской школе Стэнфордского университета был реорганизован в соответствии с данной программой. Посещаемость занятий выросла с 30 до 80 процентов, хотя присутствие на них сделали необязательным. "Представьте студента-первокурсника, который учит важнейшие биохимические пути метаболизма, просматривая короткие видеоролики. Затем проводится дискуссия, в которой участвуют студенты, ребенок, имеющий соответствующее тематике заболевание, его родители, лечащий врач ребенка и профессор биохимии. Тогда такая сухая на страницах учебника биохимия оживает", - прокомментировали авторы свой по внедрению новой системы обучения.
2012	Люди в 70 процентах случаев лучше компьютера справляются с выравниванием нескольких небольших последовательностей ДНК. С таким результатом завершился эксперимент Phylo, проводимый канадскими и американскими исследователями с 2010 года. Результаты их работы опубликованы в журнале PLoS One. Ученые создали специальную игровую оболочку, в которой от игрока требовалось выровнять несколько последовательностей ДНК таким образом, чтобы число совпадений между ними было максимальным. Для простоты ДНК была представлена цветными квадратами четырех цветов, которые соответствовали четырем нуклеотидам, из которых она состоит. Если игрок справлялся с задачей за отведенное время, его результат вносился в базу Phylo. Далее авторы сравнивали полученные выравнивания с теми, которые способна делать одна из самых совершенных на данный момент программ для множественного выравнивания MULTIZ. Если результат игрока превосходил результат компьютерного алгоритма, то его имя вносилось в "зал славы" Phylo. Оказалось, что из 350 тысяч выравниваний, сделанных тремя тысячами игроков с начала эксперимента, 70 процентов оказалось точнее компьютерных. На данный момент существуют алгоритмы гарантированно оптимального выравнивания не более двух последовательностей. Сложность такой задачи зависит от квадрата их длины n (сложность O (n²)). Если же требуется множественное выравнивание, то сложность возрастает пропорционально длине последовательностей n, возведенной в степень их числа k (сложность O (n^k)) и оказывается в большинстве случаев недоступной для современных компьютеров при k>3. Поэтому программисты используют эвристические алгоритмы, дающие, как видно по успехам игроков, весьма приблизительный результат. Алгоритмы выравнивания последовательностей ДНК и белков для современной биологии очень важны. Правильное выравнивание часто является основным источником информации о функционировании и родственных отношениях генов и организмов. Эксперимент по своей концепции - привлечения широкой публики для решения актуальных научных задач напоминает проект FoldIt, в ходе которого волонтеры сворачивают белки в трехмерные структуры. В свою очередь, FoldIt был вдохновлен сетевым проектом по поиску внеземной жизни SETI.
2012	Благотворительный фонд Wellcome Trust поддержал стремление ученых к публикации своих работ в открытом доступе и анонсировал научный биомедицинский журнал, статьи из которого будут доступны всем желающим онлайн, сообщает BBC. Уже определено имя для нового журнала — он будет называться eLife. Представители фонда считают, что eLife будет способен конкурировать с традиционными платными академическими изданиями. Многие исследователи хотели бы, чтобы их работы находились в свободном доступе, поскольку считают, что такая модель будет способствовать значительному ускорению научного прогресса. Также одним из аргументов модели свободного доступа является то, что результаты исследований, в большинстве случаев оплачиваемых деньгами налогоплательщиков, доступны широкой общественности только после оформления платной подписки. Директор Wellcome Trust сэр Марк Волпорт (Mark Walport) считает важным способствовать развитию модели открытого доступа к научным исследованиям. "Один из важных моментов, существующих и на сегодняшний день, заключается в следующем: если я представляю свою статью на рассмотрение в научный журнал, то я фактически подписываю отказ от авторского права. Это действительно смешно", - отмечает он. Другой представитель благотворительного фонда Роберт Килей (Robert Kiley) полагает, что на фоне развития модели открытого доступа платные издания также переменят свою точку зрения. В свою очередь, представители платных изданий говорят о том, что поступающие от продажи подписки доходы позволяют им посвятить больше времени отбору достойных научных трудов, их редактированию и публикации. При этом они указывают на такие журналы, как Nature, которые отвергают около 90 процентов представленных им на рассмотрение работ. Тем не менее, в Nature Publishing Group положительно отреагировали на новость о появлении бесплатного конкурента. Часть ученого сообщества полагает, что такой способ публикации работ может нанести ущерб системе рецензирования. "Конечно, существуют журналы низкого качества с открытом доступом, но также на рынке присутствуют и платные журналы низкого качества. Качество и цена издания не связаны между собой" — возразил Килей. Идея создания Директории научных журналов открытого доступа обсуждалась и получила одобрение в 2002 году на Первой Скандинавской конференции по проблемам научных коммуникаций. Благотворительный фонд Wellcome Trust был основан в 1936 году для поддержки научных исследований в области медицины и ветеринарии.
2012	1 июля 2012 года DELSA Global, новый глобальный альянс, имеющий целью повышение эффективности использования данных в биомедицине и науках о жизни, запускает несколько масштабных научно-прикладных проектов DELSA Endorsed Projects. Это международные проекты, в рамках которых будет происходить обмен, анализ и распределение огромных массивов данных, находящихся в он-лайновых облачных хранилищах. К примеру, исследователь сгенерировал терабайты данных, из них удалось набрать материал на одну-две статьи по тому частному направлению, в котором он является специалистом, но все остальное оказалось закрыто для научного сообщества. Поэтому сейчас условием любого высокоэффективного эксперимента является размещение данных в так называемых общедоступных репозиториях. От 20 до 40 тысяч лабораторий во всем мире производят количество данных в эксабайтах (эксабайт – единица измерения количества информации, равная 10¹⁸ байт), которые используются в пределах лишь 10 процентов - не более того, а не используются они потому, что нигде не размещены и недоступны. Помочь в этом могут компании типа Google, Amazon, Яндекса, или китайского поисковика Baidu. У них есть соотвтствующие технологии, распределительные центры, а в последнее время они стали исключительно эффективно использовать облачные технологии. Эти компании умеют анализировать данные, вне зависимости от их природы. Общедоступые репозитории и предоставляют т.н. облачные сервисы, или облачные технологии. Они обеспечивают повсеместный и удобный сетевой доступ по требованию к общему пулу данных и являются очень разумным партнёром научных исследований.
2012	Биобанк Соединенного Королевства (UK Biobank) - хранилище образцов биоматериала и медицинских сведений о 500 тысячах человек, - открыл доступ к своим данным для ученых и сотрудников фармацевтических компаний, - сообщает Science Now. Проект стоимостью 62 миллиона фунтов стерлингов был запущен Советом по медицинским исследованиям (Medical Research Council) и фондом Wellcome Trust в 2003 году. За период с 2006 по 2010 годы в Биобанк поступили данные о каждом пятидесятом жителе Соединенного Королевства в возрасте от 40 до 69 лет. "Сейчас мы надеемся, что этими сведениями начнут пользоваться ученые", - говорит Рори Коллинс (Rory Collins), научный руководитель британского Биобанка и одновременно профессор эпидемиологии Оксфордского университета. По словам Коллинса, идея Биобанка заключается в том, чтобы информировать исследователей, изучающих самые распространенные заболевания, такие как старческая деменция, диабет и рак для того, чтобы они могли выявить корреляции между развитием заболеваний и огромным количеством сопутствующих факторов, включая курение и содержание жира в организме. В Биобанке хранятся образцы крови, слюны и мочи, а также результаты обследований, включающие такие показатели как артериальное давление, острота слуха, вес, рост, плотность костной ткани и функция легких наряду с данными опросов добровольцев, принимавших участие в создании банка. К концу этого года у 10 тысяч человек из них может развиться диабет, у 2500 - рак молочной железы. Масштаб проведенных обследований, по мнению экспертов, позволяет делать прогнозы намного более точные, чем обычные эпидемиологические исследования. Данные Биобанка Соединенного Королевства, предоставляемые на условиях анонимности, доступны не только британским ученым, но и исследователям из других стран. Объем хранящейся в Биобанке защищенной информации в настоящее время равен 20 терабайтам, что эквивалентно 30 тысячам компакт-дисков. На следующие пять лет Биобанку выделено 25 миллионов фунтов стерлингов. Рори Коллинс планирует расширить сбор данных, введя в арсенал приборов для обследования также нагрудные акселерометры, измеряющие двигательную активность человека. По словам представителя Совета по медицинским исследованиям Венди Эуарт (Wendy Ewart), заинтересованность в сотрудничестве с Биобанком недавно проявили некоторые благотворительные фонды и фармацевтические компании.
2012	Вики-платформу для формирования памяток, адресованных больным бронхиальной астмой, успешно внедрил в госпитале Св. Майкла в канадском городе Торонто специалист по заболеваниям дыхательной системы Самир Гупта. Об этом, как передает EurekAlert, сообщается в последнем номере Journal of Medical Internet Research. По словам доктора Гупты, многие памятки, посвященные контролю бронхиальной астмы, создаются экспертами без участия пациентов или сотрудников лечебных учреждений, в которых эти памятки будут распространяться. Поскольку такие документы сложно читать и понимать, пациенты не следуют им. Особенно это характерно для наших дней, когда врачи соревнуются за внимание пациентов с вебом и приложениями на айпадах. В рамках этого проекта врачи предложили пациентам сотрудничать со специалистами в разработке необходимых рекомендаций. Как отмечается, такой подход позволяет больным чувствовать себя более вовлеченными в лечебный процесс, что по крайней мерее делает их более счастливыми, а то и более здоровыми. Для работы над памяткой Гупта собрал специалистов по дыханию, пациентов, семейных врачей и экспертов из астма-школ, открыл вики-страницу и позволил участникам управлять не только содержанием, но и шрифтом, цветом и оформлением памятки. На странице можно было организовывать голосования, а также был открыт блог для обсуждения проекта. Участники могли вносить изменения в проект так часто, как они считали необходимым. Авторы исследования считают результаты работы обнадеживающими. В исходный текст была внесена масса поправок, возникла плодотворная дискуссия, а итоговый результат был весьма полезен. По мнению авторов исследования, этот метод следует применять не только при подготовке памяток для пациентов, но и в ходе маркетинговых разработок медицинской направленности.
2012	Пользователи социальной сети Facebook диагностировали у четырехлетнего Эвана Оуэнса (Evan Owens) редкое жизнеугрожающее заболевание — рефлекторный бескислородный припадок (RAS), сообщает South Wales. Медики не могли выявить это заболевание, а приступы мальчика, сопровождавшиеся задержкой дыхания, объясняли детскими истериками. Мама мальчика разместила на своей странице в Facebook видеоролик с записью припадка Эвана. Она спросила, не знает ли кто-нибудь, какое заболевание может быть причиной такого припадка. Один из ее друзей в социальной сети ответил, что приступы Эвана напоминают проявление рефлекторного бескислородного припадка, который может быть вызван болью или испугом. По словам мамы, во время приступа у Эвана темнело в глазах, а в ушах раздавался гул. У мальчика могло быть до 17 припадков в день. После этого родители отвезли сына в Университетскую больницу Уэллса, где медики подтвердили диагноз пользователя социальной сети. "Мы ужасно себя чувствовали, когда не знали, что вызывает припадки. Если бы я не задала вопрос в Facebook, причина припадков так и осталась бы неизвестной", - рассказала мама мальчика. По словам врачей, это очень редкое заболевание, которое тяжело диагностировать.
2012	Сотрудники Рочестерского университета (Нью-Йорк) разработали основанную на сообщениях в твиттере компьютерную модель распространения инфекционных заболеваний, в первую очередь гриппа, в мегаполисе, представляющую информацию в режиме реального времени, сообщает The New Scientist. Авторы утверждают, что их разработка позволяет давать индивидуальный прогноз заболеваемости за восемь дней до появления симптомов. Модель была представлена на проходящей в Торонто Конференции по искусственному интеллекту и действует по аналогии с сервисом Google Flu Trends, который использует сводные данные о поисковых запросах Google, связанных с гриппом, для оценки текущей активности вирусов гриппа по всему миру. Эдам Сэдилек (Adam Sadilek) и его коллеги попробовали сделать такой сервис более индивидуализированным. Они разработали специальное программное обеспечение, позволяющее анализировать текстовую информацию и различать твиты людей, сообщающих о симптомах заболевания и твиты, в которых просто использованы аналогичные слова, но в переносном значении. Было проанализировано 4,4 миллиона сообщений от 630 тысяч находившихся в Нью-Йорке пользователей за один из месяцев 2010 года. При этом учитывалась их географическая привязка к местности. Вся информация сводилась в интерактивную карту, в режиме реального времени отражающую концентрацию больных гриппом в различных точках городской среды. По замыслу авторов, в дальнейшем такую карту в виде мобильного приложения к смартфону сможет получать на свой телефон каждый желающий и система будет предупреждать владельца о степени риска заражения при входе в различные публичные места, а также присылать сообщения, предупреждающие о высокой вероятности заболевания в следующие несколько дней. Авторы утверждают, что точность такого прогноза достигает 90 процентов, а продолжительность инкубационного периода - восемь дней. В то же время лидер группы разработчиков, Эдем Сэдилек, признал, что у предложенной модели есть много недостатков. В частности, далеко не все заболевшие сообщают об этом в твиттере. Кроме того, контакт с больным отнюдь не стопроцентно означает заболевание. Подверженность инфекции очень индивидуальна и зависит от многих превходящих обстоятельств, таких как уровень иммунитета, социально-экономический статус и так далее. Стоит отметить, что сервис микроблогов уже использовался для мониторинга эпидемического процесса – к примеру, во время пандемии гриппа H1N1 в 2009-2010 годах. Кроме того, в июле 2011 года сообщалось о том, что бразильские ученые разработали программное обеспечение для слежения по сообщениям в твиттере за эпидемией лихорадки денге.
2012	Германия установила рекорд по производству энергии из возобновляемых источников (ВИЭ), пишет n-tv.de со ссылкой на федеральный союз энергетического и водного хозяйства (BDEW). За первое полугодие 2012 года из ВИЭ было получено более 25 процентов всей энергии. Большую часть из этого объема составляет ветровая энергия - на ее долю приходится 9,2 процента. Федеральный союз ветровой энергии признал этот вид экологически чистой энергии самым выгодным с экономической точки зрения и потребовал от правительства поддержки федеральных земель в строительстве ветропарков. На втором месте среди ВИЭ оказалась энергия биомассы, составившая 5,7 процента. На третьем - солнечная энергия. Причем доля этого вида энергетики за последние полгода увеличилась вдвое. В первом полугодии 2011 года доля ВИЭ в общем производстве энергии составляла 21 процент. Германия приняла документы о реформе в сфере энергетики летом 2011 года. Власти решили полностью отказаться от АЭС и перейти на возобновляемые источники энергии. Закрытие последних атомных станций намечено на 2022 год. По плану к 2050 году Германия должна производить 80 процентов энергии из ВИЭ.
2012	Пилотируемый самолет на солнечных батареях Solar Impulse благополучно приземлился в столице Марокко Рабате, завершив рекордный межконтинентальный перелет. Solar Impulse преодолел около 2500 километров, пробыв в воздухе почти 48 часов. Это самый продолжительный перелет в истории пилотируемых аппаратов на солнечных батареях. Полет начался 24 мая 2012 года в швейцарском Пейерне. На следующий день самолет прибыл в испанскую столицу Мадрид, чтобы Пикар сменил пилота Андре Боршбера. Планировалось, что остановка займет три дня, однако вылет задержался из-за неблагоприятных погодных условий, и полет продолжился лишь утром 5 июня.
2012	ВВС США впервые провели испытания самолета - штурмовика A-10 Thunderbolt II - на "алкогольном" (ATJ, Alcohol To Jet) топливе, сообщает Defence Talk. В ходе испытаний в баки штурмовика была залита топливная смесь из ATJ и стандартного авиационного топлива JP-8. A-10 вел себя в воздухе, как если бы был заправлен обычным топливом. Испытания A-10 проводятся в рамках программы ВВС США по переводу всех летательных аппаратов на альтернативное топливо. ATJ вырабатывается из сахаров в древесине, бумаге, траве и другом растительном материале, содержащем много клетчатки. Затем полученные сахара ферментируются в алкоголь, который затем проходит через процедуру гидроочистки. Полученное в результате топливо может заменить используемое в настоящее время стандартное авиационное горючее JP-8.
2012	Беспилотный летательный аппарат на водородном топливе Phantom Eye производства Boeing совершил свой первый полет. Беспилотник взлетел 1 июня с авиабазы Эдвардс ВВС США. Самолет поднялся на высоту 1243 метра и пробыл в воздухе 28 минут. При посадке шасси беспилотника увязло в грунте и сломалось. Вместе с тем специалисты компании признали полет успешным.
2012	Американские компании Lockheed Martin и LaserMotive провели испытания беспилотного летательного аппарата Stalker с питанием от лазерного луча. В ходе испытаний беспилотник провел в воздухе 48 часов, что на 2400 процентов больше обычной продолжительности полета Stalker. Перед испытаниями конструкция Stalker была изменена таким образом, чтобы его возможно было запускать в помещении. На время испытаний аппарат был помещен в аэродинамическую трубу, причем заряд его батарей был минимальным. По окончании 48-часового полета батареи Stalker, оборудованного лазерной системой зарядки, были практически полностью заряжены и аппарат мог бы продолжать полет, который испытатели прервали намеренно, поскольку все тесты были пройдены. После того, как будут подведены все итоги проведенных испытаний, Lockheed Martin и LaserMotive намерены приступить к полетам аппарата на открытых пространствах. О намерении создать "вечный" беспилотник компания LaserMotive впервые в мае 2010 года. Технология подзарядки аппарата основана на использовании лазерной установки, которая ведет "подсветку" разрядившегося в воздухе аппарата. На самом беспилотнике установлены модифицированные фотоэлементы, преобразующие лазерную энергию в электрическую и подзаряжающие бортовые элементы питания.
2012	Министерство обороны Великобритании закупило для своих войск в Афганистане источники питания на солнечных элементах, ветряные электростанции, а также более емкие аккумуляторы и современные системы распределения энергии. Таким образом в британском военном ведомстве намерены на 45 процентов сократить потребление войсками топлива и снизить зависимость контингента от поставщиков, на которых нередко нападают боевики.
2012	В Москве открылась первая в России быстрая заправочная станция для электромобилей. В общей сложности в Москве планируется открыть три таких экспресс-заправки, позволяющих зарядить аккумуляторы электромобиля до 80-85 процентов за полчаса. 80-процентного заряда аккумуляторов на электромобиле Mitsubishi i-MiEV, единственной машине такого типа, продающейся в России, хватит на 100-120 километров. Полной зарядки аккумуляторов хватает примерно на 140 километров, или на два-три дня. Продолжительность зарядки электромобиля на обычной станции составляет около семи часов. В крупнейших городах России, включая Москву и Санкт-Петербург, до конца года появится до 300 станций сети "Револьта" для зарядки электротранспорта. К 2013 году "Револьта" планирует запустить в России две тысячи электрозаправок. Помимо "Револьты" сеть электрозаправочных станций развивает компания МОЭСК в рамках программы "МОЭСК-EV". Как сообщалось ранее, МОЭСК планировала до конца 2012 года запустить в России 40-50 экспресс-заправок для электротранспорта. Отсутствие развитой сети электрозаправок является одной из причин медленного развития электромобилей в России. По состоянию на середину мая в России продали всего 71 электрокар.
2012	Продолжается совершенствование конструкции солнечных батарей. Так, инженеры из Массачусетского технологического университета показали, что придание поверхности кремния в фотоэлементах формы обращенных пирамид может уменьшить его расход и увеличить долю поглощенного излучения. Оказалось, что наиболее эффективно создать на поверхности кремния углубления в виде обращенных четырехгранных пирамид. Площадь в таком случае увеличивается всего на 70 процентов, а толщину слоя кремния при той же доле поглощенного света можно уменьшить в 30 раз. Создание микроструктур осуществлялось традиционным методом фотолитографии и не требовало введения дополнительных технологических процессов. По расчетам авторов, энергетическая эффективность новых фотоэлементов должна составить около 20 процентов, что не намного меньше 24 процентов лучших на сегодняшний день солнечных панелей. Однако новые фотоэлементы должны стать значительно дешевле своих предшественников. Там же, в Массачусетском технологическом институте был создан новый тип фотоэлементов, в которых используются только углеродные нанотрубки и фуллерены. очень высокое светопоглощение нанотрубок в инфракрасном диапазоне позволяет сделать их слой достаточно тонким. Поскольку материал прозрачен для видимого света, новые фотоэлементы целесообразно располагать поверх традиционных кремниевых. Инфракрасное излучение составляет около 40 процентов от всей энергии солнечного света, и потенциально такие композитные батареи могут стать в полтора раза эффективнее обычных. Пока созданный инженерами прототип преобразует лишь 0,1 процента солнечной энергии. Другая гуппа учёных установила, что слой аморфного кремния эффективнее поглощает солнечный свет и преобразует его в электричество, если придать ему форму складок. Слой кремния толщиной около 70 нанометров, имеющий форму складок, поглощает такую же долю излучения, как и плоский слой толщиной 400 нанометров.
2012	Физики Массачусетского технологического института прояснили, как меняются фотоэлектронные свойства пигментов при складывании их в двуслойные нанотрубки. Подобная структура была позаимствована учеными у бактерий и может стать основой для солнечных батарей нового типа. Работа опубликована в журнале Nature Chemistry. Структуру двуслойных нанотрубок из искусственных пигментов ученые подсмотрели у зеленых серных бактерий. Эти микроорганизмы обычно обитают на большой глубине, где мало солнечного света. Бактериохлорофилл у них организован в структурированные комплексы и очень эффективно поглощает излучение. Ученым удалось организовать искусственные пигменты в нанотрубки, сделав их амфифильными - то есть присоединив к молекуле гидрофобные и гидрофильные заместители. В водном растворе такие вещества в зависимости от структуры образуют мицеллы, мембранны, или, в данном случае, двуслойные нанотрубки. Связи между отдельными молекулами вещества в нанотрубках оказались настолько сильны, что это изменяло светопоглощающие свойства пигмента. Эффективность абсорбции излучения также зависела от ориентации молекул в структурах. В то же время взаимодействие между внутренним и внешним слоями двуслойной нанотрубки оказалось минимальным. Полученные результаты, по словам авторов, имеют важное значение для создания теоретической модели поведения пигментов в структурированных комплексах. Для создания прототипов солнечных батарей на нанотрубках потребуется глубокое понимание влияния их структуры на эффективность. Ранее другая группа физиков из Массачусетского технологического института предложила использовать для сбора солнечной энергии нанотрубки, созданные из однослойного углерода. Эффективность таких фотоэлементов пока невысока, но они позволяют использовать для получения энергии инфракрасную часть спектра солнечного света, которая недоступна традиционным фотоэлементам. Предполагается, что они могут стать внешней частью комбинированных солнечных батарей.
2012	Американские физики из Стэнфордского университета разработали технологию создания кремниевых наносфер, использование которых, позволяет значительно увеличить эффективность солнечных батарей. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. На первом этапе работы были изготовлены шары из чистого кварца. После этого шары покрыли кремнием и с помощью плавиковой кислоты вытравили кварц изнутри полученных конструкций. В результате в распоряжении ученых оказались кремниевые сферы диаметром несколько нанометров. На основании полученных сфер были созданы солнечные батареи. По словам исследователей, сферы позволяют значительно увеличить количество поглощаемого батареями света, благодаря эффекту "шепчущих галерей". Речь идет о том, что в некоторых помещениях шепот в одном точке прекрасно слышен в другой, достаточно удаленной. Это связано с явлением резонанса при распространении звука (стоячими резонансными модами). Благодаря этим модам, ученым удалось "запереть" внутри сфер больше света, чем если бы структура батареи была сплошной. Эффективность батареи из 50-нанометрового слоя сфер была сопоставима с эффективностью батареи толщиной в микрон. При этом для некоторых длин световых волн удалось добиться поглощения на уровне 75 процентов. По мнению ученых, новая технология может быть востребована при создании эффективных солнечных батарей. В частности, она позволяет уменьшить количество материала, используемого при создании таких батарей, и, как следствие, массу. Физики надеются, что уменьшение расхода материалов позволит использовать при производстве батарей дорогостоящие соединения. В конце декабря 2011 года в Physical Review Letters появилась работа, в которой ученые предлагали схему разделения экситонов (квазичастицы в материале, состоящие из электрона и дырки) при помощи углеродных нанотрубок. Это разделение играет ключевую роль в возникновении электрического тока в фотовольтаических батареях.
2012	Физики из Японии и Австрии создали сверхтонкие - около 1,5 микрометра толщиной - органические солнечные батареи. Статья ученых появилась в Nature Communications. Новая батарея представляет собой несколько слоев органических прослоек - например, из политиофена, - соединенных вместе. С обеих сторон батарея покрыта лавсановой пленкой, защищающей органику от повреждений. Поверх пленки напылением нанесены электроды, а также эластичные полоски, которые обеспечивают батарее гибкость и предохраняют электроды от разрывов. По словам исследователей, в лабораторных условиях пленка превращает в электричество до 4 процентов энергии падающего на нее света. Несмотря на то, что этот показатель ниже, чем у некоторых кремниевых батарей, по соотношению вес-производительность, эти батареи заметно превосходят своих полупроводниковых конкурентов. Сами исследователи говорят, что их изобретение найдет применение при создании, например, беспилотников. Разработка австрийцев и японцев актуальна и потому, что в настоящее время активно ведутся разработки по созданию летательных аппаратов, работающих на энергии солнечного света. Самый известный пример - самолет на солнечных батареях Solar Impulse. Летом 2010 года он установил рекорд пребывания в воздухе, проработав без перерыва в небе над Швейцарией 26 часов 10 минут и 19 секунд.
2012	Американские ученые предложили новый материал для производства энергии в результате пьезоэлектрического эффекта. В качестве основы для производства были взяты безвредные для человека вирусы-бактериофаги M13. Используя подобный генератор, ученые заставили работать небольшой жидкокристаллический экран. Интегрирование такого элемента питания в обувь или одежду позволить получать некоторое количество энергии при ходьбе. Эту энергию можно будет использовать, например, для питания мобильной электроники.
2012	Управление транспортных средств американского штата Невада 7 мая 2012 года одобрило выдачу компании Google первой в мире лицензии на испытания управляемых автопилотом автомобилей на дорогах общего пользования. Возможности беспилотного Toyota Prius, оснащенного арсеналом различных датчиков, специалисты Google успешно продемонстрировали на скоростных шоссе штата, в жилых районах Карсон-Сити и центре Лас-Вегаса. "Гугломобиль" оснащен полностью автономным управлением - роботизированная система отвечает за повороты руля, ускорение и торможение. Безопасное передвижение по дорогам в реальных условиях (со светофорами, перекрестками, автомобилями и пешеходами) обеспечивается за счет системы спутниковой навигации, сервиса Google Street View и целого комплекса датчиков. В их число входят расположенный на крыше оптический датчик LIDAR, определяющий расстояние до объектов при помощи отраженного света, радары на передней части автомобиля, датчик позиционирования на заднем колесе, и видеокамеры в салоне автомобиля. Разработку подобных беспилотных автомобилей помимо Google проводят General Motors, Ford, Mercedes-Benz, Volkswagen, Audi, BMW и Volvo. Компания Cadillac, в частности, работает над полуавтоматической системой управления Super Cruise, которую планируется выпустить на рынок в ближайшие несколько лет.
2012	Горнодобывающий гигант Rio Tinto инвестирует более полумиллиарда долларов в развитие сети автоматических поездов на железорудных рудниках в Пилбаре (северо-запад Австралии). В результате замены почти всех обычных поездов на автоматические 500 машинистов компании останутся без работы. Трудовые договоры машинистов заканчиваются в 2014 году, когда Rio Tinto планирует пустить первый автоматический поезд. Rio Tinto располагает в Пилбаре железнодорожной сетью протяженностью в полторы тысячи километров, по которой ходят более 40 поездов. Каждый из них, длиной около 2,5 километра, способен перевозить до 25 тысяч тонн железной руды.
2012	Японская компания Canon станет первым изготовителем цифровых фотоаппаратов, который полностью перейдет на автоматизированное производство. Canon планирует заменить всех рабочих на своих заводах на роботов к 2015 году. Сначала будут автоматизированы заводы компании в Японии, а потом, если эксперимент признают успешным, роботов внедрят еще на трех предприятиях за пределами страны. В числе первых будет автоматизирован завод по производству сменных объективов в городе Уцуномия, префектура Тотиги. Роботы там придут на смену людям в 2013 году. При этом рабочим, места которых займут машины, не грозит увольнение. Люди будут осуществлять контроль за производством, а часть из них получит работу в других подразделениях Canon.
2012	Армия США приступила к испытанию двух новых разведывательных роботов, разработанных компанией Boston Dynamics. Колесный робот Sand Flea ("Песчаная блоха") способен прыгать на высоту более девяти метров, а шагающий робот-таракан RHex умеет без труда перемещаться по грязи и гористой местности, а также плавать под водой. RHex имеет шесть "ног" и весит чуть более 13 килограммов. Робот оснащен камерами наблюдения и может работать от аккумулятора в течение шести часов. Радиус действия робота составляет около 600 метров. Sand Flea представляет собой легкого четырехколесного робота весом 4,9 килограмма. Заряда его аккумулятора хватает для 25 прыжков. "Песчаная блоха" с легкостью запрыгивает на крышу девятиметрового здания. Для прыжка Sand Flea использует поршень со сжатым углекислым газом.
2012	Управление перспективных исследовательских проектов (DARPA) министерства обороны США приступила к масштабным полевым испытаниям прототипа четырехногого робота-носильщика. В рамках испытаний проекту LS3 (Legged Squad Support System) предстоит в течение суток без дозаправки нести груз массой около 180 килограммов на расстояние 32 километра. По замыслу разработчиков, робот-носильщик должен ориентироваться на "хозяина" (в лице военнослужащего Армии США или Корпуса морской пехоты) при помощи видеосенсоров, обходить препятствия на пути, а также, при необходимости, самостоятельно корректировать маршрут. Помимо функции вьючного мула LS3, как ожидается, будет выполнять роль дополнительного источника энергии для подзарядки радиостанций и портативных устройств. В дальнейшем робота планируется оснастить аудиодатчиками и "научить" откликаться на команды вроде "стой", "сидеть" и "ко мне".
2012	Федеральное агентство оборонных технологий Германии (BWB) заказало у компании Rheinmetall партию новых комплектов "экипировки будущего" Gladius для 900 военнослужащих бундесвера. Экипировка Gladius превосходит по своим характеристикам все существующие аналоги, включая базовую экипировку "солдата будущего" IdZ (Infanterist der Zukunft) также производства немецкой компании. Первыми в 2013-2014 году Gladius получат немецкие военнослужащие в Афганистане. Как и базовая версия IdZ, Gladius представляет собой комплекс из защитной экипировки (с бронежилетом и шлемом), вооружения, портативного компьютера, аккумуляторов, а также систем навигации и связи. Gladius рассчитан на подразделения численностью до 10 человек (отделение или взвод) и транспортное средство, что позволяет военнослужащим постоянно находиться на связи с сослуживцами и эффективней планировать и выполнять боевые задачи. Для ориентирования на местности в комплекс Gladius входит GPS-навигатор и магнитный компас. Защитная экипировка маскирует как от визуального обнаружения, так и от обнаружения при помощи инфракрасных датчиков. Кроме того, снаряжение рассчитано на использование в экстремальных климатических зонах и защищает от биологического и химического оружия. Заказ на разработку комплексов Gladius Rheinmetall получила в 2009 году. Работы над "экипировкой будущего" первого поколения компания начала по поручению бундесвера в 2005 году. В общей сложности разработкой "экипировки будущего" занимаются в двух десятках стран, включая Францию (FELIN), Великобританию (FIST), Испанию (COMFUT), США и Азербайджан. В России проект перспективной экипировки получил название БЭС (боевая экипировка солдата). В феврале 2012 года командующий ВДВ генерал-лейтенант Владимир Шаманов заявлял, что российская "экипировка будущего" будет готова в течение полутора - двух лет.
2012	Роботы-"поплавки" Wave Gliders за четыре месяца автономного плавания преодолели расстояние в 6000 километров, тем самым установив мировой рекорд дальности среди аппаратов своего класса. Wave Gliders совершают плавание по Тихому океану. В "заплыве" участвуют четыре робота. Они стартовали из Сан-Франциско 17 ноября 2011 года, а конечными точками их путешествия являются Австралия и Япония. В настоящий момент роботы добрались до Гавайских островов. Первую часть пути они преодолели вместе, но дальше они разделятся: первая пара направится в Японию, а вторая в Австралию.Каждый робот состоит из двух элементов: доски-"поплавка", которая находится на поверхности океана, и подводной части с пластинами-рулями. Оба элемента соединены кабелем. Поплавок приводят в движение океанские волны, а пластины отвечают за направление движения. Все Wave Gliders оборудованы модулем GPS и датчиками, с помощью которых они собирают информацию о температуре и составе океанской воды, атмосферном давлении, высоте волн, направлении ветра и так далее. Эти данные они отсылают исследователям. Датчики питаются от солнечных батарей, которые закреплены на "поплавке". Компания-производитель роботов Liquid Robotics заявляет, что вся собранная роботами информация будет размещена в общем доступе. Наблюдать за перемещениями Wave Gliders в программе Google Earth.
2012	Американские ученые (Тереза Клейн (Theresa Klein) и Энтони Льюис (Anthony Lewis)) создали робота, биологически точно воспроизводящего походку человека. Его движения контролирует простейшая модель нейронной сети, контролирующая "мышцы" при ходьбе. В спинном мозге млекопитающих расположена нейронная сеть, позволяющая ходить в "автоматическом" режиме, не думая о том, как сделать шаг, - так называемый центральный генератор упорядоченной активности (central pattern generator, CPG). CPG отвечает за чередование периодов возбуждения и торможения различных мотонейронов. При помощи обратной связи, поступающей в мозг от двигательного аппарата, корректировка движения может производиться по ходу его осуществления. Простейшей моделью CPG служит сеть, состоящая всего из двух нейронов, которые не могут вырабатывать ритмические сигналы поодиночке, а действуют только в паре. На основе этой двухнейронной модели Клейн и Льюис создали роботизированные ноги, биологически наиболее точно воспроизводящие походку человека. CPG подает сигналы "мышцам" робота, которые состоят из моторов Robotis RX-28 и ремней. Встроенные в конечности сенсоры играют роль системы обратной связи. "Эта нейронная сеть является основным элементом CPG и помогает объяснить, как у людей с поврежденным спинным мозгом после определенных видов стимуляции восстанавливается утраченная возможность ходить", - отметила Клейн. Кроме того, при помощи этой модели ученые постарались объяснить, как дети обучаются ходьбе. По их мнению, дети сначала используют простейшую нейронную сеть, подобную той, что встроена в их робота, и уже затем "обучают" эту сеть более сложным движениям. Этим же можно объяснить, что дети, не научившиеся ходить самостоятельно, могут выполнять простые движения на беговой дорожке.
2012	Роботы начинают составлять все более серьезную конкуренцию журналистам. С недавних пор на американском сайте Forbes стали появляться статьи, автором к которым указан Narrative Science (дословно "рассказывающая наука"). Это технология, которая позволяет создать связный текст без участия человека, причем, если раньше роботы-журналисты работали только с мертвой статистикой и писали о результатах спортивных матчей или финансовых прогнозах, то теперь они могут составлять и околополитические тексты. Робот берёт за основу таблицу или финансовый отчет, вычленяет главные факты, которые идут в первый абзац статьи, выстраивает композицию и даже придумывает к материалу заголовок, отражающий основное содержание. Narrative Science может работать с любым видом информации и любой темой. Для этого в работе программистам помогают журналисты, с которыми сотрудничает Narrative Science. Технология Narrative Science, хотя и использует один и тот же основной алгоритм, изменяется в деталях под каждого нового клиента. Самая простая часть - это смена формата (имен, дат, шрифтов). Перед журналистами же ставится более серьезная задача: определить, каким должен быть стиль статей, и подобрать необходимый набор специфических слов и выражений, которые должен знать робот. Именно благодаря тому, что журналисты задают роботам стандарты и язык обычных журналистских материалов, статьи от Narrative Science в действительности не выглядят, как написанные машиной. В феврале этого года Narrative Science сгенерировал статью на околополитическую тему: она была сделана на анализе записей в Twitter и рассказывала о частоте упоминаний в микроблоге имен кандидатов в президенты от партии республиканцев. При этом робот сделал и попытку анализа собранных данных, хотя и не очень глубокого:"Хотя общий характер твитов о Ньюте Гингриче позитивен, в общественном мнении, касающемся кандидата и его образа, наблюдается негативная тенденция". Но компания ставит перед собой куда более амбициозные задачи, чем простой анализ статистики и записей в социальных сетях. Создатели технологии сейчас работают над проектом "аудитория одного", в рамках которого они надеются научить Narrative Science генерировать тексты, предназначенные одному человеку или небольшой группе людей. Статьи будут подстраиваться под интересы отдельных людей, а их тематика будет варьироваться от оценки биржи с предложением, какие акции покупать, до разъяснений медицинских анализов клиента.
2012	Лондонский симфонический оркестр впервые исполнит музыкальные произведения, полностью написанные компьютерной программой без человеческого вмешательства. По словам музыкантов, многие из них были удивлены, когда после знакомства с партитурой, узнали, что музыка была написана программой под названием Iamus. Например, руководитель оркестра Леннокс Маккензи заявил, что вначале музыка показалась ему "слишком плотной", однако, ближе к концу произведения он проникся ее величественностью. В сентябре 2012 года выйдет первый диск, целиком состоящий из написанных компьютером произведений. Программа была создана в Малагском университете в Испании. Принципы ее работы не разглашаются, однако, ученые говорят, что программа создает произведения последовательными преобразованиями партитуры до тех пор, пока не получается удовлетворительная с ее точки зрения композиция. Для работы программа использует кластер с вычислительной мощностью порядка 13 терафлопс, объемом памяти 6,7 терабайта и 885 терабайтами дискового пространства. В середине июня 2012 года в Proceedings of the National Academy of Sciences вышла статья, авторы которой предложили получать музыку похожим способом из шума (при помощи искусственной эволюции). Программа ученых получила название DarwinTunes. Для работы программы, правда, нужны были человеческие добровольцы, в то время как Iamus работает полностью самостоятельно.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института создали алгоритм, способный отличить счастливую улыбку от усмешки, вызванной неожиданной неприятностью. Разработанный алгоритм способен справляться с этой задачей даже лучше, чем люди. Точность компьютерного алгоритма достигала 92 процентов, при том что сами испытуемые совсем не могли правильно угадать реакцию - их точность не превышала случайные 50 процентов. Авторы исследования считают, что полученные результаты могут пригодиться при обучении пациентов с аутизмом. Такие люди очень плохо "считывают" эмоциональную реакцию. Кроме того, многие современные фотоаппараты реагируют на улыбку - возможно, в будущем они будут учить своих обладателей улыбаться "правильно".
2012	Специалисты из Google создали крупнейшую нейронную сеть. После серии экспериментов сеть заинтересовалась котами. В Google воспользовались не существующими в настоящее время алгоритмами машинного обучения, основаными на анализе огромного количества предварительно рассортированных экспериментальных данных, а предложил альтернативу, которая получила название "самообучающееся обучение" (self-taught learning). Суть его состоит в том, что в систему загружается неотсортированная информация, которую системе предлагается разобрать по принципу "похожести" (при работе такой системы операторам нужно будет наблюдать за промежуточными результатами разбора, а не начальными данными). Например, если в машину загрузить фотографии мотоциклов и не мотоциклов, то рано или поздно она научится различать первые и вторые. В основу работы системы положены так называемые нейронные сети - математические модели, симулирующие процессы в реальном головном мозге. Практическая реализация таких сетей является весьма сложной задачей - в некотором смысле существующая архитектура компьютеров для этого плохо приспособлена, поэтому их реализации очень затратны с вычислительной точки зрения. В новой работе ученые из Google запустили такую систему на 16 тысячах процессоров. В результате они смоделировали систему с примерно миллиардом взаимосвязей между отдельными процессами (нейронами). Для сравнения, до этого в экспериментах по машинному обучению применялись только сети с 1-10 миллионами связей. В качестве материала для работы полученная сеть использовала видеоролики с YouTube. Как следствие, спустя некоторое количество времени, система научилась отличать видео с котами от остальных. По словам ученых, им также удалось улучшить качество распознавания информации в системе.
2012	Компанией Bazelevs создана технология "Киноязык", позволяющая "переводить сценарный текст в трехмерную анимацию в автоматическом режиме". Сейчас рабочий прототип работает только на русском и на английском языках. "Киноязык", работает как подключаемый модуль к графическим движкам компьютерных игр, используемых в рамках Machinima (своеобразного вида киноискусства с персонажами компьютерных игр в главных ролях). У интернет-пользователей будет возможность свои сценарии превращать в ролики с помощью "Киноязыка", Изначально это будет на сайте Paramount Comedy. Воспользовавшись специальной формой, надо будет выбрать персонаж и декорацию, ввести сценарий - реплика-действие-реплика, а затем нажать кнопку "создать мультфильм". Через несколько минут интернет-пользователь получит готовый ролик, который можно будет опубликовать на Facebook, YouTube или еще где-то. Кроме того в этот сценарий можно будет подтягивать ролики с внешней видеоплатформы, а также сделать так, чтобы в создаваемый видеоролик добавлялся какой-то кусочек интернет-видео. Итоговое видео можно будет озвучить. Использование данного сервиса предусматривает два режима - упрощённый (без регистрации) и Pro (с регистрацией). Оба режима будут бесплатными.
2012	Разработан метод осязания, позволяющий роботам различать сходные по текстуре поверхности лучше, чем это делают люди (Университет Южной калифорнии). Исследователи собрали тестового робота из коммерчески доступных компонентов и занялись созданием программного обеспечения, которое позволило бы ему максимально достоверно различать сходные поверхности. Тактильный сенсор, на основе которого происходило осязание, имитировал строение человеческого пальца. Снаружи он был покрыт эластичной "кожей", несущей папиллярные узоры, а внутри был заполнен жидкостью. Внутри находились датчики тепла, силы и давления. Когда искусственный палец скользил по поверхности, в жидкости возникали колебания, которые записывались напоминающим микрофон датчиком. Обработка полученных данных основывалась на теории вероятностей и теореме Байеса. Она позволяет на основе косвенных данных, которые могут быть не точны (результаты ощупывания), определить вероятность события (наличие той или иной поверхности). Сначала авторы обучали робота на тестовой подборке из 117 материалов, а затем предложили ему определить один из них с помощью ощупывания. Оказалось, что для различения поверхностей с вероятностью в 95 процентов, роботу было достаточно совершить всего пять тактильных движений. Если количество движений не было ограничено, то вероятность правильного определения поверхности достигала 99,6 процента, что, по словам ученых, превышает способности человека. Разработанная методика может пригодиться для создания протезов, способных чувствовать текстуру поверхности. Также с ее помощью можно будет изготавливать роботов, наделенных осязанием.
2012	Созданы перчатки, преобразущие язык жестов в "обычную" речь, которая воспроизводится через динамик. Разработка, получившая название Enable Talk, призвана облегчить взаимодействие с людьми с нарушениями слуха. Данная разработка была представленна украинской командой quadSquad из Донецка в рамках конкурса студенческих технологических проектов Imagine Cup, который организует компания Microsoft. Enable Talk получила первое место в номинации "Разработка ПО".
2012	Компания Chaotic Moon Labs представила скейтборд, управлять которым можно "силой мысли", сообщает CNET News. Желающий покататься на скейтборде должен встать на доску, надеть нейрошлем и мысленно сосредоточиться на точке на местности, куда он хочет доехать. Нейрошлем считает электрические сигналы мозга и передаст их на закрепленный на доске планшет. Планшет, в свою очередь, отправит указания электромотору, который приводит в движение скейтборд. Скейтборд, получивший название Board of Imagination (букв. "Доска воображения"), также понимает команды "Ускорение", "Замедление" и "Остановка". Скейтборд может развивать скорость до 50 километров в час. Максимальное расстояние, которое он может проехать на одном заряде батареи, составляет 16 километров. Для управления "доской" используется нейрошлем Emotiv EPOC, вышедший в 2008 году. Он представляет собой гарнитуру с комплектом электродов, которые регистрируют мозговые волны и передают их на компьютер по беспроводному каналу. Шлем подключается к компьютерам на базе Windows и позиционируется разработчиком как игровая периферия. Он стал одним из первых устройств такого рода, доступных в массовой продаже (цена на Emotiv EPOC составляет 299 долларов). В январе 2012 года на выставке потребительской электроники CES Chaotic Moon Labs показала скейтборд, управлять которым можно с помощью сенсора Kinect.
2012	Ученые из авиационной лаборатории Израильского технологического института (Технион) начали проводить эксперименты на насекомых, итогом которых станет разработка средств контроля их полета на расстоянии. Исследования финансируются командованием Армии США. В исследованиях также принимают ученые Тель-Авивского университета. Если эксперименты окажутся успешными, Израилю удастся разработать экономичных и малозаметных разведывательных биороботов. В настоящее время эксперименты проводятся на мухах, кузнечиках, жуках и стрекозах. Насекомых на специальной штанге помещают в аэродинамическую трубу и создают поток воздуха, заставляющий их работать крыльями, как если бы они летели самостоятельно. На первом этапе исследователям предстоит изучить, как именно работает мускулатура насекомых в каждый момент полета. Каждое движение кузнечика или мухи фиксируется двумя специальными видеокамерами. Одновременно специальные электроды снимают электрические сигналы в мускулах насекомых. Все сигналы, получаемые с электродов записываются, а полученные данные впоследствии анализируются - ученые пытаются выяснить какой сигнал отвечает за то или иное движение. Впоследствии исследователи рассчитывают научиться отправлять записанные сигналы мускулатуре насекомых, чтобы те начинали двигаться по заранее определенной программе. Использование насекомых в качестве миниатюрных беспилотников имеет множество преимуществ над созданием искусственных таких аппаратов. В частности, можно будет экономить на массе полезной нагрузки за счет отказа от систем энергоснабжения - вся энергия, необходимая для работы дополнительного оборудования, генерируется организмом насекомого. Кроме того, не потребуется и дополнительного топлива для полета живого биоробота. в настоящее время исследования в области дистанционного управления насекомыми проводятся в пяти лабораториях, в числе которых Технион, Тель-Авивский университет, Университет Мичигана и лаборатория в Хайфе. Исследователям Университета Мичигана удалось непродолжительное время дистанционно контролировать насекомых, а исследователи в Хайфе сумели управлять полетом мухи в специально созданном симуляторе. Следует также отметить, что к возможности использования насекомых в качестве киборгов Пентагон проявляет активный интерес уже с 2007 года.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института создали элекрогенерирующее устройство (квадратный микрочип площадью в один или два квадратных миллиметра), которое окисляет глюкозу из спинномозговой жидкости. Созданный элемент питания может пригодиться для снабжения электрической энергией машинно-мозговых интерфейсов у пациентов со слепотой или глубокими поражениями мозга. В настоящий момент все экспериментальные устройства подобного рода питаются путем беспроводной индукции электричества или от батарей, которые нужно периодически менять в ходе хирургических операций. Микрочипы, вырабатывающие энергию из глюкозы, в будущем смогут сделать такие устройства совершенно автономными.
2012	Американские ученые предложили следить за состоянием пациентов с помощью наклеек на кожу, напоминающих татуировки. Электронные наклейки разработала группа специалистов под руководством Джона Роджерса (John Rogers) из Иллинойского университета в Урбана-Шампейн. Функциональность наклеек обеспечивается электронными микросхемами, изготовленными на основе тончайших нитей кремния. Нанесенные на определенный рисунок микросхемы наклеиваются непосредственно на кожу аналогично пленочным переводным тауировкам. Благодаря электронной начинке, устройства используются для регистрации сигналов, отражающих состояние сердца, мозга и скелетных мышц. Кроме того, после создания соответствующих передатчиков наклейки смогут отправлять собранные данные по беспроводному каналу связи на внешние устройства, в частности мобильные телефоны. Последняя модель наклеек, разработанных группой Роджерса, способна не только измерять электрическую активность мышечной ткани, но и проводить электростимуляцию мышц. Такие устройства предлагается использовать для развития мышечной силы во время реабилитации пациентов. По мнению Роджерса, в дальнейшем электронные наклейки найдут более широкое применение. Он предположил, что устройства будут использоваться для оценки степени увлажнения кожи, например в косметологии или при мониторинге состояния спортсменов во время тренировок и соревнований. В ноябре 2009 года британцы приступили к клиническим испытаниям электронного пластыря, также способного считывать основные физиологические показатели. Устройство, разработанное специалистами Имперского колледжа Лондона, позволяет регистрировать электрокардиограмму, температуру тела, частоту дыхания, а также уровень глюкозы и газовый состав крови.
2012	Компания Google приступила к тестированию очков дополненной реальности. Прототип очков не имеет стекол. Устройство представляет собой ободок, который удерживается на голове с помощью креплений у переносицы и заушников. Напротив правого глаза расположены миниатюрный прозрачный экран и камера, которая смотрит в направлении "от пользователя". Технических характеристик очков Google не приводит, но предположительно, в них встроены динамики, микрофон и модули GPS и Wi-Fi. Пример использования очков показан в видеоролике "Project Glass: один день". Устройство информирует пользователя о входящих сообщениях, напоминает о назначенных встречах и помогает добраться в нужное место, выводя карту с указаниями. Человек общается с очками с помощью голосовых команд. Все сведения "накладываются" на изображение действительности, каким его видит пользователь собственными глазами, а не затмевают его. Технология привнесения виртуальных объектов в картину реального мира носит название "дополненная реальность". Не исключено, что камера в очках используется не только для фото- и видеосъемки, но и для анализа ситуации. Например, когда человек в ролике смотрит в окно, на экране появляется прогноз погоды. Очки дополненной реальности аналогичные тем, что разрабатывает Google, создаёт и Olympus.
2012	Компания Fujitsu и японский Национальный институт информационных технологий и связи (NICT) создали систему, которая призвана помочь слепым и слабовидящим людям ориентироваться в помещении. Система состоит из базовых станций, которые размещаются внутри помещения, мобильных станций (одна станция находится у пользователя, а остальные - в пунктах назначения), компьютера и смартфона на Android. Система действует в режиме реального времени: перемещаясь в пространстве, пользователь получает новые инструкции. Станции позволяют установить координаты объекта с точностью до 30 сантиметров. В будущем разработчики планируют ввести в систему функцию распознавания препятствий.
2012	Для создания искусственной сетчатки ученые решили использовать фотоэлементы, активируемые инфракрасным лучом, что позволило совместить передачу визуальной информации с передачей энергии и упростить устройство импланта. Разработанная система состоит из нескольких компонентов: специальных очков, портативного компьютера и собственно искусственной сетчатки. Имплантируемое устройство представляет собой множество миниатюрных (около 70 микрон) ячеек, которые несут фотоэлементы, чувствительные к ближнему инфракрасному свету. Изображение, которое записывает встроенная в очки миниатюрная камера, упрощается и подготавливается для каждого глаза отдельно портативным компьютером. Из сложного изображения выделяются только контуры. Результат проецируется на искусственную сетчатку. Попадание инфракрасного луча на ячейку устройства вызывает ее включение, что приводит к активации близлежащих нейронов. Мозг воспринимает активацию нейронов сетчатки как появление видимых объектов. Разработчики протестировали созданное устройство на здоровой и поврежденной сетчатке крыс и показали, что передаваемой энергии хватает для активации нейронов, при том, что интенсивность используемого инфракрасного луча на два порядка меньше максимально безопасного уровня. Ученые планируют проверить работоспособность устройства на живых крысах, а затем и на добровольцах.
2012	Частный космический корабль Dragon приводнился в Тихом океане, сообщается на сайте NASA. Приводнение произошло в нескольких сотнях километров от побережья Мексики в 19:42 по Москве, на две минуты раньше запланированного времени. Dragon - первый в мире частный космический корабль, который успешно пристыковался, а затем и отстыковался от МКС. Отстыковка корабля от МКС проводилась с помощью роботизированной руки-манипулятора SSRMS. Капсула отстыковалась от Международной космической станции около 14:00 по московскому времени, в 18:51 были запущены двигатели корабля, после чего он начал снижение и вошел в плотные слои атмосферы. Капсулу извлекут из воды три спасательных судна. Корабль доставил на МКС около 600 килограммов полезного груза и вернул на Землю приблизительно столько же груза со станции. Так как этот полет считался тестовым, астронавты не загружали на Dragon никакого ценного груза, а вернули на Землю лишь некоторое оборудование и образцы материалов, находившихся в космосе в научных целях. Планируется, что корабль Dragon, разработанный компанией SpaceX, в будущем будет доставлять на МКС до шести тонн груза. Dragon будет использоваться не только как грузовик, но и как пилотируемый корабль, который сможет отправлять в космос до семи астронавтов. Первые тестовые пилотируемые полеты запланированы на 2017 год. Dragon является первым частным космическим кораблем в мире. Предполагается, что он может стать основным космическим транспортом и придет на смену шаттлам, миссия которых завершилась в 2011 году. На данный момент единственным средством доставки астронавтов на орбиту остаются российские ракеты-носители "Союз".
2012	В Сиэтле во вторник, 24 апреля, состоялась презентация проекта Planetary Resources по добыче полезных ископаемых на астероидах, поддержку которому оказывают режиссер Джеймс Кэмерон и члены совета директоров Google Ларри Пейдж и Эрик Шмидт. Об этом сообщается на сайте проекта. Основателями программы стали американский бизнесмен Питер Диамантис, создавший фонд X-Prize для поддержки рискованных проектов, а также один из первых космических туристов Эрик Андерсон. Консультантом проекта выступает бывший астронавт NASA Том Джонс. Создатели программы намерены использовать беспилотные космические корабли для добычи химических компонентов топлива, а также полезных ископаемых, среди которых будет золото и металлы платиновой группы, из астрономических объектов. В рамках программы на астероидах планируется добывать не только металлы, но также и воду. По словам Диамантиса, в космосе в практически неисчислимых количествах находятся "редкие на Земле металлы и минералы". Из примерно 9 тысяч известных околоземных астероидов 1,5 тысячи по энергозатратам достигнуть так же легко, как достигнуть Луны, подчеркивается в сообщении компании. Освоение ископаемых на астероидах, считают в Planetary Resources, принесет огромную пользу человечеству и сможет добавить десятки миллиардов долларов к мировому ВВП. Компания, которая будет заниматься извлечением ископаемых из астероидов, зарегистрирована в США. Фирма уже разработала первые разведывательные космические корабли для работы в открытом космосе - Arkyd-100 Series. Эти аппараты в первые два года работы программы будут заниматься поиском астероидов, богатых полезными ископаемыми. Основатели проекта намерены создать своеобразный "топливный склад" в космосе уже к 2020 году, сообщает BBC News. Ряд ученых скептически восприняли проект, предполагая, что он станет слишком затратным и не окупит вложения.
2012	Частный фонд B612 объявил о создании инфракрасного телескопа Sentinel для регистрации космических объектов, которые могут столкнуться с Землей. Об этом сообщает Nature News. В настоящее время фонд ведет переговоры с компанией Ball Aerospace, создавшей детали для телескопа "Кеплер". Предполагаемая стоимость аппарата, который должен стать первой частной космической миссией, запущенной в дальний космос (то есть не в околоземное пространство), - несколько сотен миллионов долларов. В фонде говорят, что источником финансирования являются частные пожертвования. Какую часть суммы уже удалось собрать, пока не сообщается. Телескоп Sentinel предлагается запустить на гелиоцентрическую орбиту с периодом 8 месяцев. В общей сложности телескоп будет следить за более чем 500 тысячами астероидов диаметром свыше 140 метров. По утверждению создателей, аппарат будет способен обнаружить опасные небесные тела за 50-100 лет до того, как они столкнутся с Землей. При этом под надзором окажется около 90 процентов небесных тел. Фонд B612 получил свое название в честь астероида, на котором жил Маленький принц - главный герой одноименной сказки Антуана де Сент-Экзюпери. В настоящее время вопрос защиты Земли от космической угрозы является предметом пристального изучения. Недавно, например, ученые предложили использовать для защиты планеты систему спутников, вооруженных лазерами на солнечных батареях. По замыслу создателей, система будет способна менять траекторию движения небесных тел, испаряя часть их массы.
2012	Компания британского миллиардера Ричарда Брэнсона Virgin Galactic получила заявки в общей сложности от 529 человек, желающих совершить полет в космос. Об этом сам Брэнсон заявил на презентации проекта, устроенной в рамках авиасалона "Фарнборо", сообщает Agence France-Presse. Как уточнил бизнесмен, он сам и его семья, включая двоих детей, станут участниками первого полета в космос, который предлагает Virgin Galactic. Брэнсон добавил, что заявки подали также актер Эштон Катчер и ученый Стивен Хокинг. По словам основателя Virgin Galactic, которые передает CNN, первый полет должен состояться в декабре 2013 года. Всего после презентации на полеты в космос записались около 120 человек. AFP напоминает, что первая заявка была получена еще в 2004 году от ирландского 70-летнего бизнесмена Билла Каллена (Bill Cullen). Virgin Galactic разработала систему, состоящую из самолета-носителя WhiteKnightTwo и собственно космического корабля SpaceShipTwo, где помещается шесть человек. WhiteKnightTwo поднимает корабль до условной границы космоса (около ста километров), после чего SpaceShipTwo отделяется и продолжает полет самостоятельно. Полет продолжается два часа; стоимость космического тура составляет 128 тысяч фунтов стерлингов (200 тысяч долларов).
2012	Астрономы зафиксировали рост уровня космического излучения вокруг "Вояджера-1". Об этом сообщается на сайте Лаборатории реактивного движения. По словам исследователей, с 2009 по 2012 год наблюдалось снижения количества космических лучей, регистрируемых детекторами аппарата. Вместе с тем, с мая 2012 года количество этих лучей снова начало возрастать со скоростью примерно 5 процентов в неделю. Ученые говорят, что это один из индикаторов того, что "Вояджер" покидает пределы Солнечной системы. Точно обозначить границу исследователи затрудняются, поэтому факт выхода аппарата в межзвездное пространство предполагается определять по нескольким признакам. Рост уровня космического излучения - один из них. Два других признака: изменение ориентации магнитного поля вокруг аппарата и интенсивность частиц, вылетающих из гелиосферы (региона пространства, где средняя скорость солнечного ветра отлична от нуля). В настоящее время ученые не знают, выполняются ли эти условия - обработка данных с космического аппарата занимает достаточно много времени. В конце 2011 года "Вояджер - 1" добрался до так называемого региона стагнации. В этой части космического пространства давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства заставляет уплотняться создаваемое Солнцем магнитное поле. Как следствие, индукция этого поля в данном регионе крайне высока. В 2010 году аппарат покинул пределы гелиосферы. "Вояджер 2" и "Вояджер 1" (аппараты стартовали вопреки нумерации именно в таком порядке) отправились в космос в 1977 году. Благодаря удачному расположению планет, "Вояджеры" удалось направить в сторону границ Солнечной системы. В настоящее время "Вояджер 1" находится на расстоянии 119 астрономических единиц (то есть расстояний от Земли до Солнца) от нашей планеты - это примерно 17,8 миллиарда километров. Питают аппараты радиоизотопные источники энергии.
2012	Астрономы Европейского космического агентства с помощью телескопа "Гершель" сфотографировали скопления межзвездного газа, служащие материалом для образования новых массивных звезд. Об этом сообщается на сайте агентства. Изображение получено в результате комбинации фотографий в трех диапазонах глубокого инфракрасного излучения (70, 160 и 250 микрон). Они представлены синим, зеленым и красным цветом соответственно. Яркие, окруженные светящимися нитями точки, которых особенно много в правой части снимка, представляют собой недавно сформированные из скоплений пыли массивные звезды. Они окружены ореолом пыли и газа, имеющего повышенную температуру, вызванную мощным излучением новых светил. В центре изображения находится протяженное скопление разогретого излучением межзвездного вещества (OB2). При этом сами звезды не видны на изображении, потому что их свет находится вне диапазона, к которому чувствителен "Гершель". Синий цвет вещества говорит о его высокой относительно других объектов температуре. В левой части изображения видна туманность, напоминающая шею лебедя. Правее и ниже можно разглядеть другую туманность, являющуюся, по словам астрономов, выбросом газа сверхгигантом G79.29+0.46, расположенным в ее середине. Самого сверхгиганта на изображении не видно.
2012	Зонд "Кассини" сфотографировал Титан и Прометей на фоне Сатурна. Снимки и их описания появились на сайте проекта CICLOPS, который занимается анализом изображений, полученных зондом. Фотографии были сделаны еще 5 января 2012 года, однако опубликовали их только сейчас. На фото хорошо виден Сатурн, его кольца (а также тени, которые они отбрасывают на газовый гигант) и Титан. Прометей - маленькая белая точка над кольцами в правой части снимка. Снимок сделан с расстояния 685 тысяч километров от газового гиганта через инфракрасный фильтр. Масштаб изображения - 37 километров на один пиксель. Диаметр Титана составляет 5150 километров, диаметр Прометея - 86 километров. Несколько позже, астрономы, работающие с зондом "Кассини", опубликовали также снимки сатурнианского спутника Рея. Фото и их описания доступны на сайте Лаборатории реактивного движения. В сообщении на сайте Лаборатории говорится, что аппарат прошел на достаточно большом расстоянии от Реи - примерно 26 тысяч километров. Подобные сближения идеально подходят для изучения глобальной геологической структуры спутника. Диаметр Реи составляет 1,5 тысячи километров. Небесное тело является вторым после Титана по величине спутником Сатурна. Полный оборот вокруг газового гиганта она делает за 4,5 дня. Рея состоит преимущественно из водяного льда - по некоторым оценкам, его в коре более двух третей. Также учеными, работающими с зондом "Кассини" были опубликованы новые фото спутника Сатурна Дионы. Встреча с Дионой состоялась сразу после сближения зонда с Энцеладом. Аппарат прошел на расстоянии примерно 8 тысяч километров от сатурнианского спутника. На фото хорошо различима поверхность спутника, представляющая собой ледовое поле, покрытое крупными кратерами. Ученые говорят, что в следующий раз "Кассини" сблизится с Дионой через три года. До 2015 года аппарат будет заниматься изучением преимущественно колец Сатурна и его полярных регионов.
2012	Ученые обнаружили в экзосфере - верхнем слое атмосферы - спутника Сатурна Дионы кислород. Статья ученых появилась в журнале Geophysical Research Letters. В рамках работы ученые использовали данные, собранные аппаратом "Кассини" в апреле 2010 года. Тогда зонд сближался со спутником и смог получить данные о его атмосфере. Количество кислорода крайне невелико - 0,01 - 0,09 иона кислорода на кубический сантиметр экзосферы. По словам ученых, ионы кислорода образуются в результате бомбардировки поверхности спутника заряженными частицами, захваченными магнитным полем Сатурна. Помимо Дионы кислород был обнаружен на Рее, а также на юпитерианских спутниках Ганимед, Европа и Каллисто.
2012	Астрономы обнаружили на Титане два типа дюн. Ученые надеются, что этот факт поможет в понимании погодных процессов на спутнике Сатурна. Статья ученых появилась в журнале Icarus. По словам исследователей, тип дюн определяется преимущественно расположением - на севере находятся относительно жиденькие дюны, в то время как на юге они более "полные". Также тип дюн зависит от высоты региона - в низинах расстояния между гребнями много меньше, чем на возвышенностях. По мнению ученых, дюны на Титане состоят из частиц замерзших углеводородов. Линейные размеры частиц составляют порядка 0,1 сантиметра (как именно они образуются, ученым до сих пор неизвестно). Сами дюны достигают 100 метров в высоту, 1-2 километра в ширину и сотни километров в длину. Дюны располагаются в полоске между 30 градусами южной широты и 30 градусами северной. При этом, с точки зрения геологии, дюны являются вторым по распространенности ландшафтом на спутнике - они занимают 13 процентов площади Титана. На первом месте при этом находятся однородные (во всяком случае они представляются такими со спутника) равнины. По мнению ученых, разные свойства дюн могут объясняться неравномерным распределением углеводородных океанов на Титане. Титан - первое небесное тело, на котором обнаружен цикл наподобие земного круговорота воды в природе. Роль воды в нем выполняет метан. На Титане идут метановые дожди, есть озера жидкого метана и метановый туман. Все эти открытия были сделаны при помощи зонда "Кассини", данные которого использовались и в последней работе.
2012	Астрономы обнаружили в пустынной экваториальной области Титана метановое озеро, глубина которого составляет не менее метра. Сообщение о находке опубликовано в журнале Nature. Открытие было сделано на основе наблюдений в инфракрасном диапазоне, проведенных аппаратом "Кассини" с 2004 по 2008 годы. Сквозь плотную атмосферу крупнейшего спутника Сатурна удалось разглядеть овальное озеро длиной около 60, а шириной около 40 километров. Изображение было получено путем комбинирования данных по семи длинам волн инфракрасного света. Помимо озера в тропическом поясе Титана были обнаружены еще четыре водоема существенно меньшей глубины. По словам ученых, по глубине находящейся в них жидкости они напоминают земные болота. До сих пор считалось, что экваториальная область спутника представляет собой каменистую пустыню, и в жидком виде углеводороды могут присутствовать только на полюсах. Титан привлекает внимание ученых, так как является единственным (помимо Земли) объектом в Солнечной системе, где выявлено существование жидкости на поверхности. Озера на Титане состоят из соединений углерода и водорода, преимущественно из метана. Жидкость на Титане находится в постоянной циркуляции - испаряется и выпадает в виде осадков. Существование жизни в привычном Земном виде в таких условиях невозможно, однако это не исключает возможностей существования самоорганизации на иных химических принципах. Кроме того, изучение Титана может рассказать о путях предшествующей жизни химической эволюции в экстремальных условиях космоса.
2012	Астрофизики обнаружили под поверхностью Титана океан. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводит New Scientist. Помимо Титана, по мнению астрофизиков, океаны жидкости есть под поверхностью другого сатурнианского спутника - Энцелада, а также юпитерианского спутника Европы. Титан движется вокруг Сатурна по орбите с периодом около 16 дней. При этом гравитационное поле газового гиганта деформирует спутник во время этого движения. Используя данные наблюдений с зонда "Кассини", собранные за шесть сближений с Титаном, ученые смогли определить параметры этой деформации. Данные были собраны в период с 2006 по 2011 годы. Оказалось, что сатурнианский спутник ведет себя как небесной тело с довольно легко деформируемой внутренностью. По словам исследователей, наиболее вероятным объяснением таких механических свойств Титана является наличие глубоко под поверхностью (на глубине порядка 100 километров) гигантского океана. Расчеты вязкости показывают, что речь идет об океане из воды. Ученые, к которым New Scientist обратился за комментариями, заявили, что, несмотря на размеры океана (он должен превосходить все земные вместе взятые), говорить о наличии жизни в нем не приходится. Дело тут не только в высоком давлении в недрах Титана - океан, скорее всего, отделен от каменного ядра планеты слоем льда. При этом контакт воды с каменистой поверхностью считается одним из необходимых условий формирования жизни. Титан считается единственным телом в Солнечной системе за исключением Земли, в атмосфере которого имеется круговорот жидкости. Роль воды на спутнике играет метан.
2012	Ученые обнаружили у атмосферы Титана пограничный слой, который раньше считался прерогативой земной атмосферы. Статья ученых появилась в журнале Nature Geoscience. Пограничный слой атмосферы - нижний слой, свойства которого определяются свойствами планетарной поверхности. На Земле он простирается на высоту до 2,5 километров. До последнего времени исследователи полагали, что подобная структура присутствует только у земной атмосферы. В рамках новой работы ученые провели компьютерное моделирование атмосферы Титана. Данные моделирования сравнивались с результатами наблюдений, выполненных аппаратами Voyager-1, "Кассини" и "Гюйгенс", а также данными о распределении дюн на поверхности сатурнианского спутника. В результате ученым удалось установить, что на Титане есть аналогичный земному пограничный слой, который простирается на высоту до 800 метров. При этом смены времен года могут оказывать влияние на атмосферу на высоте до 2 тысяч метров. Из полученных результатов ученые заключили, что атмосфера Титана похожа на земную. Главным недостатком новой модели, однако, является то, что в нее не включен активный метановый цикл, открытый в 2000-х. Дело в том, что метан в атмосфере Титана является своего рода аналогом воды в земной - на сатурнианском спутнике есть озера этого углеводорода, метановые облака и осадки. Включение цикла, по мнению специалистов, может сказаться на расчетной высоте пограничного слоя.
2012	Астрономы из Лаборатории прикладной физики Джона Хопкинса установили, что в некоторых регионах Титана засуха может продолжаться до 1000 лет. Свои результаты они доложили на конференции по изучению Луны и планет, которая прошла в Техасе. Краткое изложение доклада астрономов приводит Universe Today. Титан считается единственным телом в Солнечной системе за исключением Земли, где имеется круговорот жидкости. Роль земной воды на сатурнианском спутнике исполняют углеводороды метан с некоторой примесью этана. На Титане бывают метановые дожди, метановые туманы и есть большие озера жидких углеводородов. В рамках новой работы ученые использовали математическое моделирование, чтобы определить частоту осадков на спутнике. Модель калибровалась по данным зонда "Кассини", которому за все время работы (c 2004 года), удавалось обнаружить единичные случаи выпадения осадков - ученые регистрировали дождь по потемнению поверхности в соответствующем регионе. В результате исследователи определили, что в полярных регионах осадки достаточно часты по меркам Титана - от 10 до 100 часов дождя каждые 30 земных лет. При этом в районах экватора засуха продолжается на порядки дольше - там дожди могут выпадать раз в 1000 лет. Исследователи говорят, что проверить на практике их предположения сможет миссия Titan Mare Explorer (TiME). В рамках этого научного проекта предлагается отправить специальный зонд, который будет плавать в метановом океане на спутнике Сатурна Титане. Данная миссия, первая в истории по изучению океана на другом небесном теле, получила первое финансирование (3 миллиона долларов) на детальную разработку проекта в мае 2011 года. Она один из трех финалистов программы DSMCE NASA, победитель которой получит финансирование в размере 425 миллионов долларов.
2012	Астрофизики проанализировали фотографии, полученные аппаратом "Кассини", и показали, что метановые реки на Титане необычно молоды, что говорит о возможности недавних мощных преобразований ландшафта спутника Сатурна. Работа опубликована в журнале Journal of Geophysical Research-Planets. Поскольку Титан является единственным телом в Солнечной системе помимо Земли, где существует круговорот жидкости, ученые решили проанализировать ее влияние на эрозию поверхности спутника. Для этого фотографии, полученные аппаратом "Кассини", сравнивали со специально созданной математической моделью эрозии и данными о реках на Земле. Ученые анализировали протяженность 52 титановых рек, количество их притоков и разветвленность речных бассейнов. Система метановых рек на спутнике Сатурна оказалась необычно молодой - не более 9 процентов его поверхности испытало влияние эрозии. Реки были преимущественно вытянутыми, а притоки достаточно короткими. Такая картина характерна для ранних стадий эволюции речных систем. Исследователи считают, что эти данные говорят о том, что, либо процессы эрозии идут на Титане очень медленно (что сложно объяснить), либо нынешнее состояние вызвано недавним массовым обновлением поверхности. Из-за того, что спутник Сатурна несет очень мало кратеров, он выглядит значительно моложе, чем можно было бы ожидать, если судить по его возрасту. Новое исследование также говорит о наличии на Титане процессов, ведущих к его периодическому омолаживанию.
2012	Ученые, работающие с телескопом "Кеплер", отчитались об открытии 11 новых планетарных систем, суммарное количество планет в которых составляет 26. Свои результаты исследователи описали четырех статьях, опубликованных в Astrophysical Journal и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Краткое изложение результатов приводится на сайте Лаборатории реактивного движения. Вокруг каждой звезды было обнаружено как минимум две планеты. Самая "населенная" из открытых систем - Kepler-33. Всего около звезды, которая старее и массивнее Солнца, было обнаружено пять планет, размеры которых варьируются в пределах от 1,5 до 5 земных. Периоды обращения планет вокруг собственных звезд варьируются в пределах от 6 до 143 дней. Сколько из открытых планет имеют каменистую поверхность, ученые сказать пока не могут. "До того, как "Кеплер" начал работу, нам было известно всего 500 экзопланет, - говорит Дуг Хаджинс из NASA, - Теперь же, всего за два года на участке неба размером с кулак телескоп открыл 60 планет и 2,3 тысяч кандидатов в планеты. Это означает, что наша галактика просто переполнена планетами разных размеров с самыми разными орбитами." В рамках исследования ученых интересовали, среди прочего, так называемые орбитальные резонансы - устойчивые конфигурации орбит, при которых периоды обращения соотносятся как небольшие целые числа (например, Сатурн и Юпитер в Солнечной системе находятся в резонансе 2 к 5). Астрономам удалось обнаружить, что в пяти системах - Kepler-25, Kepler-27, Kepler-30, Kepler-31 и Kepler-33 - есть планеты с резонансом 1:2, а в четырех - Kepler-23, Kepler-24, Kepler-28 и Kepler-32 - с резонансом 2:3. Кроме того, на основе данных космической обсерватории "Кеплер" астрономы обнаружили планету, обращающуюся вокруг звезды KIC 12557548. Планета испаряется, образуя поблизости от себя пылевое облако, и в течение ближайших 100 миллионов лет может исчезнуть.
2012	Космический телескоп "Планк" завершил работу по изучению реликтового излучения. Об этом сообщается на официальном сайте Европейского космического агентства. У одного из двух инструментов аппарата HFI (High Frequency Instrument - Высокочастотный инструмент) закончился жидкий гелий, который использовался для охлаждения его до температуры 0,1 кельвина. Это было необходимо, поскольку температура самого излучения не превышает в среднем 2,7 кельвина. За время работы "Планк" "прошелся" по небесной сфере пять раз - составление самой первой, предварительной карты завершилось еще в июле 2010 года. Второй инструмент на борту, LFI (Low Frequency Instrument - Низкочастотный инструмент), проработает почти весь 2012 год. Это связано с тем, что он работает при заметно более высокой температуре - чуть больше 18 кельвинов, - поэтому расходует охлаждающую жидкость более экономно, чем HFI. Данные LFI будут использоваться для калибровки уже собранных данных. Окончательные результаты наблюдений планируется опубликовать в начале 2013 года. Кроме того, телескоп "Планк" составил карту распределения угарного газа в Млечном пути. Угарный газ (CO) представляет интерес для ученых, поскольку встречается в холодных облаках молекулярного водорода, в которых идут интенсивные процессы звездообразования. Угарный газ излучает лучше водорода, поэтому, несмотря на относительно небольшое его количество в облаках, ученые предпочитают регистрировать именно его. По словам ученых, новые результаты демонстрируют, что "Планк" отлично подходит для поиска подобных газовых облаков - аналогичные исследования, проводимые с помощью наземных телескопов, отнимают гораздо больше времени и позволяют исследовать лишь небольшую часть неба. В свою очередь "Планк" сканирует сразу всю сферу. Исследователи говорят, что новая карта уже позволила найти несколько ранее неизвестных облаков угарного газа в Млечном пути. Помимо карты данные "Планка" позволили обнаружить довольно жесткое синхротронное излучение (то есть излучение заряженных частиц, движущихся с ускорением под воздействием магнитного поля), исходящее из центра Галактики. По словам исследователей, что является источником этого излучения, исследователи пока не знают.
2012	Астрономы подтвердили обнаружение редкого космического объекта - двойной гамма-звезды. Статья ученых появилась в журнале Science. Основным инструментом исследования выступал орбитальный телескоп "Ферми". Двойная гамма-звезда представляет собой двойную систему, состоящую из обычной звезды и компактного компаньона - нейтронной звезды или черной дыры. Из-за взаимодействия двух компонент в излучении системы присутствует сильная гамма-составляющая, отличная от аналогичной составляющей в излучении других звезд. Она является следствием процессов поглощения материи черной дырой или же разгона гамма-излучения компактным компаньоном. Объектом исследования выступала звезда 1FGL J1018.6-5856, расположенная на расстоянии примерно 22 тысяч световых лет от Земли на стыке созвездий Киля и Паруса. О том, что этот объект относится к классу двойных гамма-систем, ученые сообщали еще в прошлом году, однако только теперь им удалось получить убедительные доказательства. Раньше, например, им не удавалось идентифицировать компаньона основного светила - им оказалась нейтронная звезда. По словам ученых, новый объект является всего лишь третьей звездой такого класса после объектов Cygnus X-3 и PSR B1259-63 (еще пара объектов - LS 5039 и LS I+61 303 - являются вероятными кандидатами на включение в этот класс). По словам ученых, новые результаты показывают, что подобные звезды могут быть широко распространены в нашей галактике.
2012	С помощью телескопа "Хаббл" астрономы обнаружили новый класс планет. Объектом исследования выступала планета GJ1214b, которая относится к классу суперземель (это означает, что она меньше Урана и больше Земли). Планета была открыта в 2009 году в системе, расположенной на расстоянии 40 световых лет от Земли в созвездии Змееносца. Масса экзопланеты составляет примерно 6,5 земных и радиус - 2,7 земных. Орбитальный период обращения GJ1214b - примерно 1,58 дня. Планета расположена очень близко к своей звезде и ее температура составляет свыше 3 тысяч градусов по Цельсию. Сразу после открытия планеты высказывались гипотезы о том, что в ее атмосфере может присутствовать вода. Вместе с тем, для доказательства этой гипотезы не хватало данных - особенности полученных данных можно было объяснить с помощью облака разреженного газа, окутывающего планету. В рамках новой работы ученые проанализировали данные спектральных наблюдений, собранные камерой WFC3 на борту "Хаббла". Их отдельно интересовали особенности рассеивания света атмосферой планеты. Астрофизикам удалось установить, что водяной пар в атмосфере GJ1214b есть (то есть гипотезу с газовым облаком отбросили) и его достаточно много. Подобные планеты образуют совершенно новый класс водных суперземель. По словам одного из авторов исследования, Захари Берта, из-за высоких температуры и давления на планете могут существовать довольно экзотические вещества - например, горячий лед (то есть кристаллическая форма воды, образованная при достаточно высокой температуре) и сверхтекучая вода (то есть жидкость, текущая без внутреннего трения из-за квантовых эффектов). Также с помощью телескопа "Хаббл" удалось найти самое удаленное из известных протоскоплений. Новый объект, получивший название BoRG 58, располагается на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет от Земли, и состоит всего из пяти галактик. Для сравнения, скопление Вирго, центр которого расположен на расстоянии почти 60 миллионов световых лет от Земли, содержит по разным подсчетам от 1500 до 2000 галактик. Все галактики, входящие в скопление, имеют размеры от десятой до половины Млечного Пути. Ученые полагают, что спустя некоторое время галактики сольются в одну большую, которая составит центр скопления. Кроме того, европейские астрономы, работающие с телескопом "Хаббл", опубликовали новые фото шарового скопления Messier 107. Скопление Messier 107, также известное как NGC 6171, располагается на расстоянии 21 тысячи световых лет от Земли в созвездии Змееносца. Фото были сделаны при помощи камеры Wide Field Camera на борту космического телескопа. Всего в Млечном пути известно около 150 шаровых скоплений. Считается (по крайней мере по одной из самых распространенных гипотез), что эти объекты состоят преимущественно из звезд, образовавшихся примерно в одно время из общего газо-пылевого облака. Светила в таких скоплениях относятся к одним из старейших в Галактике, поэтому представляют для ученых значительный интерес. Другой группе астрономов из Европы и США удалось с помощью телескопа "Хаббл" сфотографировать несколько гравитационных линз в далеких галактиках. На фотографиях, которые можно посмотреть на сайте телескопа, видно, как ближние к Земле галактики, содержащие квазар, искажают изображение лежащих за ними дальних. Авторы находки использовали Слоановский обзор неба (Sloan Digital Sky Survey) чтобы отобрать квазары, имеющие в своих спектрах следы посторонних объектов. После этого "Хаббл" сделал несколько изображений галактик-кандидатов. На трех из них оказались видны арки и кольца света (Эйнштейновские кольца), возникающие при искажении изображения дальних галактик гравитационной линзой квазара. Массу квазар-содержащих галактик трудно оценить обычным способом, основывающемся на суммарной светимости звезд, входящих в ее состав. Это связано с исключительной светимостью самого квазара. Теперь, на основе параметров искажения света, которые напрямую зависят от массы линзы астрономы смогут получить независимую оценку исследуемых галактик. Телескоп "Хаббл" сфотографировал также спиральную галактику в созвездии Гидры. Галактика под порядковым номером NGC 4980, которую фотографировал орбитальный телескоп, относится к классу спиральных. Помимо рукавов (на новой фотографии они плохо различимы), у галактики есть бар. NGC 4980, располагается на расстоянии 80 миллионов световых лет от Земли. Этот объект был открыт астрономом Джоном Гершелем в 1835 году. По словам астрофизиков, галактика представляет для ученых значительный интерес. Например, известно, что форма NGC 4980 несколько искажена. Обычно это является следствием взаимодействия с некоторой близлежащей галактикой, однако подобных объектов вблизи скопления не наблюдается. Кроме того, астрономы, работающие с телескопом "Хаббл", опубликовали новое фото туманности Яйцо. Туманность Яйцо, известная также как RAFGL 2688 и CRL 2688, располагается в созвездии Лебедь на расстоянии примерно 3 тысячи световых лет от Земли. Она относится к так называемым пропланетарным туманностям, которые образуются в конце существования звезды после сброса светилом внешней оболочки. Яйцо представляет интерес для астрономов, поскольку стадия протопланетной туманности является переходной от стадии звезды к стадии обычной планетарной туманности и длится несколько тысяч лет (очень недолго по астрономическим меркам). В это время звезда нагревает окружающий ее газ, который, среди прочего, отражает часть света звезды. В настоящее время ученые не могут объяснить строение туманности, и в частности понять, что создает "дырки" в газопылевом облаке, ответственные за проникающие сквозь него лучи. По предположению исследователей, просветы возникают под воздействием струй материи, которые, в свою очередь, вызваны гравитационным взаимодействием двух компонент системы.
2012	Японские астрофизики обнаружили самое удаленное галактическое протоскопление из известных на настоящий момент. Статья ученых появится в издании The Astrophysical Journal. Протоскопление было обнаружено при помощи 8,2-метрового телескопа Subaru, расположенного на Гавайских островах. Оно находится на расстоянии примерно 12,7 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Волосы Вероники. Это соответствует красному смещению z=6 (расстояния в космологии измеряются при помощи красного смещения, связанного с гравитационным расширением Вселенной). Диаметр нового скопления, состоящего из 15 (во время исследования было обнаружено 30 кандидатов, из которых только половину удалось подтвердить) отдельных галактик, составляет около 3 миллионов световых лет. Таким образом, довольно сложные структуры существовали в космосе уже через миллиард лет после Большого Взрыва. По утверждению исследователей, ранее был обнаружен кандидат в протоскопления, расположенный на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет от Земли, однако, открытие до сих пор не было подтверждено. Это делает найденное японскими учеными скопление "самым удаленным из известных на настоящий момент".

2012	Американские астрономы обнаружили пятую луну Плутона. Небесное тело диаметром от 10 до 24 километров, открытое при помощи телескопа "Хаббл", получило временное название S/2012. В 2011 году "Хаббл" открыл четвертую луну Плутона - диаметром от 13 до 34 километров. В 2005 году этот же телескоп обнаружил у Плутона две луны, получившие название Никс и Гидра (от 32 до 113 километров в диаметре). А первую - самую большую - луну Плутона, носящую название Харон, открыли в 1978 году астрономы Военно-морской обсерватории США (US Naval Observatory). Диаметр Харона - 1043 километра.Плутон до 2006 года считался девятой планетой Солнечной системы, затем Международный астрономический союз понизил его статус до карликовой планеты. В 2008 году астрономы присвоили Плутону статус плутоида.
2012	Астрономы, работающие с телескопом "Чандра", получили данные, которые говорят о том, что из галактики CID-42 при ее формировании была выброшена сверхмассивная черная дыра. Работа опубликована в Astrophysical Journal. Заключение астрономов основано на наблюдении за расположенной в четырех миллиардах световых лет от Земли галактикой CID-42. В видимом диапазоне у нее имеются два мощных источника света. Наблюдения с помощью телескопа "Чандра" показали, что при этом только один из источников излучает также в рентгеновском диапазоне. Галактика CID-42 представляет собой продукт слияния двух родительских галактик. Два мощных источника света поблизости от ее центра выглядят как две сверхмассивные черные дыры, лежавшие в центре слившихся галактик. Обе черные дыры в процессе поглощения окружающего материала должны излучать рентгеновские лучи, но "Чандра" наблюдает их только от одного из них. У этого, по словам астрономов, может быть два объяснения. Либо второй источник закрывают плотные скопления межзвездного вещества, либо второй источник может вовсе не содержать черной дыры, а быть таким скоплением. В таком случае первый источник является единственной черной дырой, возникшей в результате слияния черных дыр, которые лежали в центрах столкнувшихся галактик. Удаленное от центра галактики положение слившейся черной дыры астрономы объясняют тем, что она была выброшена из-за несимметричного излучения гравитационных волн в процессе слияния. Таким образом, наблюдение за галактикой может стать первым прямым подтверждением их существования, предсказанного еще Эйнштейном в его общей теории относительности. Несмотря на то что выбрасывание черных дыр должно быть очень редким явлением, сам факт такого наблюдения говорит о возможности существования многих странствующих черных дыр во вселенной.
2012	Астрономы, работающие с Австралийским компактным радиоинтерферометром, объявили, что им удалось получить независимые подтверждения того, что HLX-1 является так называемой черной дырой средней массы. Статья ученых появилась в журнале Science. Объектом исследования выступали джеты. Это выбросы материи, которые образуются во время поглощения черной дырой материала из окружающего ее диска. Скорость выбросов может составлять значительную часть от скорости света. Для регистрации подобных выбросов используются в том числе и радиотелескопы, поскольку разогнанная до огромных скоростей материя излучает и в радиодиапазоне. Используя математическое моделирование, ученые по результатам наблюдений смогли уточнить массу HLX-1. Она оказалась в пределах от 9 до 90 тысяч солнечных масс. Напомним, что разброс вероятных масс этого объекта после первоначального анализа данных составлял от сотни до ста тысяч солнечных. Объект HLX-1 был открыт в 2004 году во время поиска так называемых ультраярких источников рентгеновского излучения (ultraluminous X-ray source, ULX). В 2009 году в Nature появилась статья международной группы исследователей, в которой те, используя данные наблюдений XMM-Newton, установили, что HLX-1 располагается на расстоянии 290 миллионов световых лет от Земли и, скорее всего, представляет собой черную дыру средней массы. Именно тогда появилась оценка на массу объекта в пределах от ста до ста тысяч солнечных. Черные дыры средней массы представляют для астрономов значительный интерес. Согласно современным представлениям, сверхмассивные черные дыры (то есть дыры с массой свыше миллиона солнечных) в центрах галактик образовались в результате постепенного поглощения материи обычной черной дырой, то есть дырой, образовавшейся в результате гравитационного коллапса звезды. Вместе с тем до последнего времени дыр средней массы, то есть переходного от обычных к сверхмассивным классам, известно не было (хотя кандидаты на звание такой дыры были).
2012	Астрономы обнаружили следы джетов - мощнейших выбросов материи - у черной дыры Стрелец A*, расположенной в центре Млечного пути. Статья ученых принята к публикации в Astrophysical Journal. В рамках работы ученые анализировали данные, собранные телескопом LAT на борту орбитальной обсерватории "Ферми". Анализ этих данных позволил обнаружить следы двух мощных гамма-выбросов. Такие выбросы возникают, когда вращающаяся черная дыра поглощает значительное облако газа и пыли. При этом материя разгоняется до околосветовых скоростей, излучая, в том числе и в гамма-диапазоне. Ученые подчеркивают, что пока говорить об обнаружении джетов рано, однако, если их открытие подтвердится, оно позволит прояснить многие вопросы современной космологии. Например, дыра в центре Млечного Пути считается довольно спокойной. Новые данные о джетах говорят, что ситуация могла быть совершенно иной 20-50 тысяч лет назад. Это, в свою очередь, позволяет заключить, что активность дыры довольно сильно менялась со временем. Сейчас, по оценкам астрономов, скорость роста дыры как минимум на три порядка ниже, чем должна была бы быть для достижения современной массы с момента формирования Галактики 13,2 миллиарда лет назад. Другим вопросом, который позволит прояснить открытие джетов, является возникновение гигантских гамма-пузырей с двух сторон плоскости Галактики. Пузыри, диаметр которых составляет около 25 тысяч световых лет, были описаны астрономами в ноябре 2010 года. Объекты, заполненные рентгеновским излучением, также были зарегистрированы при помощи телескопа "Ферми". Сам телескоп (изначально он назывался GLAST) был запущен на орбиту в июне 2008 года. Срок службы аппарата - около 10 лет, а стоимость - 650 миллионов долларов. Обсерватория располагается на орбите высотой 565 километров. Приборы аппарата используются для поиска следов темной материи, а также для изучения пульсаров, не видимых с Земли.
2012	Исследователи подвели итог эксперимента по изучению влияния условий открытого космоса на живые организмы. Результатам исследования посвящен последний выпуск журнала Astrobiology. Эксперимент, который получил название "Expose-E", проводился на борту международной космической станции с 2008 года. На ее внешней стороне был закреплен небольшой штатив с гнездами, в которых помещались образцы живых организмов, а также датчики ионизирующего излучения, термометры и другие измерительные приборы. Некоторые из образцов были частично защищены от космических лучей, другие полностью экспонировались во внешнее пространство. Разброс в дозе облучения, получаемой образцами, составлял около 70 процентов. В космосе побывали споры бактерий Bacillus subtilis и Bacillus pumilus, семена растений, лишайники и простые аминокислоты. Образцы подвергались воздействию космических условий в течении полутора лет, а в 2009 году вернулись на Землю для анализа. Его результаты исследователи представили публике только сейчас. Помимо данных о воздействии космического излучения на бактерий и семена растений биологи получили свидетельства необычной живучести лишайников. Эти организмы, представляющие собой симбиоз между грибами и водорослями, прекрасно пережили путешествие на орбитальную станцию. После полутора лет, проведенных на орбите, многие из них выжили и по возвращению продолжили свой рост. В космосе они подвергались сильному высушиванию и впадали в анабиоз, но, когда вновь попадали в благоприятные условия, возобновляли жизнедеятельность. Интересно, что устойчивость к суровым условиям космоса сочетается у лишайников с требовательностью к чистоте воздуха. Она хорошо известна среди биологов и даже используется для косвенного контроля местной экологической обстановки (в городах, например, обычно лишайники не выживают). Среди известных по другим экспериментам рекордсменов по выживанию в суровых условиях клещи, тихоходки и многие бактерии, например, Deinococcus radiodurans. Исследование устойчивости организмов к космическим условиям имеет фундаментальный и практический научный аспект. Живучие организмы могут использоваться для подготовки к колонизации других планет, их исследования могут рассказать о границах возможной жизни и пролить свет на теории ее распространения. Кроме того, по словам представителей ESA, устойчивость лишайников к прямому солнечному свету уже заинтересовала производителей солнцезащитных кремов.
2012	Астрономы, работающие с японским спутником HINODE, опубликовали фото прохождения Венеры по диску Солнца. Снимки и их описание доступны на сайте NASA. Транзит Венеры (именно так называется произошедшее событие) представляет для ученых значительный интерес. Астрономы используют его для подтверждения тех или иных данных. Первые масштабные наблюдения проводились в 1761 и 1769 годах. Периодичность прохождение Венеры по диску Солнца обусловлено особенностями орбит этой планеты и Земли. Подходящая конфигурация небесных тел случается четырежды в 243 года. Временные промежутки между транзитами составляют 8 лет, 121,5 года, 8 лет и 105,5 года соответственно. HINODE был запущен в космос 23 сентября 2006 года с японского космодрома Утиноура. Основным предназначением космического аппарата является изучение Солнца. Установленные на обсерватории инструменты позволяют спутнику наблюдать за солнечной короной, а также измерять скорость и направление солнечного ветра. В апреле 2009 года HINODE участвовал в исследовании Солнца, проводимом Японским космическим агентством совместно с Россией. Тогда спутник совместно с отечественным "Коронас-ФОТОН" сделал несколько десятков тысяч синхронных снимков светила, которые, среди прочего, позволили получить представления о трехмерной структуре корональных выбросов.
2012	NASA запустило космический телескоп NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array). Аппарат был запущен на ракете Pegasus с самолета Stargazer. Ракета-носитель должна вывести аппарат на расчетную геоцентрическую низкоапогейную орбиту высотой примерно 550 километров. Предполагаемое время работы аппарата составляет 2 года. NuSTAR представляет собой космический телескоп, который будет наблюдать за астрономическими объектами в рентгеновском диапазоне. Аппарат сконцентрируется на регистрации излучения с энергиями от 5 до 80 килоэлектровольт. Зеркало аппарата состоит из 4680 сегментов и обеспечивает беспрецедентное разрешение в диапазоне жесткого рентгеновского излучения. Источниками изучаемого излучения являются акреционные диски сверхмассивных черных дыр, квазары - активные центры удаленных галактик. Планируется, что данные телескопа помогут прояснить детали образования тяжелых элементов в результате взрыва сверхновых благодаря так называемому R-процессу. Разработка телескопа началась в 2005 году, однако в 2007-м из-за сокращения бюджета NASA на научные программы проект был заморожен. В этом же году, однако, ученые возобновили работы по миссии. Запуск аппарата неоднократно откладывался - изначально, он планировался на август 2011 года. Последней вероятной датой старта было 14 марта 2012 года.
2012	Астрономы определили, что во время роста сверхмассивные черные дыры питаются преимущественно половинками двойных звезд, а не газом, пылью или одиночными светилами, как считалось до сих пор. Статья ученых появилась в журнале The Astrophysical Journal. Согласно современным представлениям, сверхмассивные черные дыры в центрах галактик вырастают из черных дыр звездной массы (то есть образовавшихся в результате гравитационного коллапса массивной звезды) в результате постепенного поглощения материи. Одним из основных недостатков этой теории является то, что механизм поглощения материи не до конца ясен. В частности, не очень понятно, как дыры так быстро (по космическим меркам) набирают массу. В рамках работы ученые использовали численное моделирование процессов в окрестности черной дыры. Ранее уже было известно, что высокая скорость роста может объясняться поглощением звезд, а не пыли и газа. Моделирование позволило установить, что захватить отдельную звезду гравитационным полем и поглотить ее дыре достаточно трудно. Вместе с тем, если в окрестность дыры попадает двойная звезда, то эффективность процесса поглощения заметно вырастает - одна из звезд обычно выбрасывается под воздействием гравитации, а другая падает на черную дыру. Таким образом, скорость роста черной дыры определяется количеством двойных систем в ее окрестности. Ученые говорят, что для проверки новой гипотезы необходимо получить более точные данные о спектре излучения окрестностей дыры. Кроме этого необходимо оценить популяцию двойных систем в окрестности дыры. Все эти задачи могут быть реализованы на телескопах следующего поколения.
2012	Ученые обнаружили самую удаленную из известных на настоящий момент черных дыр звездной массы. Такие дыры образуются в результате гравитационного коллапса отдельных звезд. Статья ученых принята к публикации в The Astrophysical Journal. В рамках работы ученые использовали данные, собранные орбитальным телескопом "Чандра" еще в 2007 году. Тогда телескопу удалось зарегистрировать мощный всплеск излучения в рентгеновском диапазоне у объекта CXOU J132527.6-430023 в галактике NGC 5128 (известной также как Центавр А). Эта галактика располагается на расстоянии 10-16 миллионов световых лет от нашей. Проведенный теперь подробный анализ кривой блеска вспышки и ее спектральных свойств позволил установить, что данный объект представляет собой двойную систему, в которой одна компонента - обычная звезда, а другая - черная дыра. В этом случае источником рентгеновского излучения служит материя, которую дыра ворует у звезды и поглощает. Второй случай - пара нейтронных звезд, крайне ярко излучающая в рентгеновском диапазоне. По словам ученых, второй тип объектов является крайне редким, поэтому с достаточной степенью уверенности можно говорить, что CXOU J132527.6-430023 - двойная звездная система, содержащая черную дыру звездной массы. До последнего времени подобные дыры удавалось обнаружить только в близлежащих галактиках, входящих в так называемую локальную группу - 30 галактик, включая Млечный Путь, расположенных в области пространства диаметром около 5 миллионов световых лет, гравитационно взаимодействующих между собой.
2012	Международная группа исследователей провела наблюдения удаленного квазара - активного ядра галактики. Отличительной особенностью нового исследования стало то, что оно было выполнено при помощи радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой в ранее не использовавшемся в таком методе диапазоне частот. О проведенном исследование сообщается на сайте Европейской южной обсерватории (ESO). Объектом наблюдений выступал квазар 3C 279. Он представляет собой сверхмассивную черную дыру массой около миллиарда солнечных, которая активно поглощает материю. Дыра расположена в центре галактики на расстоянии примерно 5 миллиардов световых лет от Земли в созвездии Девы. Для работы ученые объединили три радиотелескопа - APEX в Чили, SMA на Гавайских островах и SMT в Аризоне - в единую систему. Стороны полученного треугольника, составляли 9447, 7174 и 4627 километров. Наблюдения проводились для излучения с длиной волны 1,3 миллиметра. Собранные данные (по четыре терабайта данных на аппарат), подвергались так называемой корреляционной обработке. Для этого был задействован суперкомпьютер в Институте радиоастрономии в Бонне. По словам ученых, им удалось получить уникальные данные, касающиеся строения окрестностей черных дыр, благодаря высокому разрешению полученных после обработки результатов. Исследователи подчеркивают, что новые результаты будут улучшаться. Наблюдения 3C 279 стали первыми, в которых участвовал телескоп APEX. Он расположен в чилийских Андах на высоте около пяти тысяч метров над уровнем моря.
2012	Астрофизики предложили вероятный механизм регуляции численности черных дыр на заре образования Вселенной, объясняющий необычное распределение их масс. Работу учёных приводит Phys.org. Авторы публикации пытаются объяснить тот факт, что во Вселенной существует относительно немного сверхмассивных черных дыр и дыр промежуточной массы. Количество сверхмассивных черных дыр гораздо меньше, чем можно было бы ожидать, если бы их образование полностью описывалось имеющимися теориями. Астрофизики считают, что после возникновения первых черных дыр процесс накопления ими массы замедлился, и предлагают механизм, лежащий в основе этого замедления. По мнению исследователей, после возникновения первых черных дыр накопление массы шло относительно быстро. Это привело к резкому росту рентгеновского излучения во Вселенной (которое возникает при падении вещества в дыру), что вызвало нагревание межзвездного вещества. Горячее межзвездное вещество является не таким эффективным "топливом" для черных дыр как холодное, поэтому процессы накопления массы стали со временем замедляться. Таким образом, рентгеновское излучение и нагревание межзвездного вещества выступили механизмами обратной связи в процессе образования сверхмассивных черных дыр и определили их наблюдаемое на сегодняшний день количество.
2012	Ученые рассчитали последствия столкновения Земли с первичной черной дырой. Статья ученых принята к публикации в The Astrophysical Journal. Первичные черные дыры образовались сразу после Большого взрыва. Это объекты относительно небольшой (по космическим меркам) массы - в рамках работы рассматривались дыры до миллиарда тонн. Диаметр такой дыры сопоставим с диаметром ядра атома водорода - несколько фемтометров (1 фемтометр равен 10-15 метра). Эти черные дыры являются одним из кандидатов на звание темной материи. В рамках новой работы ученые рассчитали, что произойдет в случае столкновения такой дыры с Землей, а также оценили вероятность такого столкновения. Оказалось, что результатом такого столкновения будет сейсмическая волна, которая достигнет всех точек поверхности планеты примерно одновременно. Магнитуда такого толчка будет 4, и его практически невозможно будет засечь. Кроме того, ученые установили, что время ожидания одного такого события составляет примерно 10 миллионов лет. В свою очередь прохождение такой дыры рядом с Землей происходит примерно раз в 100 тысяч лет. Из этого физики заключили, что встреча с дырой, представляющей хоть какую-то опасность ничтожно мала. В июне 2011 года физики предложили аналогичный способ обнаружение столкновения первичных черных дыр с Солнцем. В своих выкладках ученые показали, что при подобных столкновениях звезда начинает слегка вибрировать на ультразвуковых частотах. Исследователи также показали, что с существующим оборудованием такие колебания можно зарегистрировать.
2012	Физики-теоретики установили, что в аккреционных дисках черных дыр могут проходить реакции синтеза ядер лития-7. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Теоретики из Стокгольмского университета и Технической школы Мюнхена моделировали поведение вещества в микроквазарах - парах небесных тел, которые являются источниками сильного рентгеновского излучения. Такие пары состоят из традиционной звезды-донора и партнера-акцептора, которым может быть белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра звездной массы. Вещество, стекая с донора, закручивается в аккреционный диск, подобно тому, как в раковине закручивается воронка стекающей воды. В диске вещество движется с ускорением и из-за трения между разными слоями довольно сильно разогревается. В тех микроквазарах, где акцептором является черная дыра, температура может достигать сотни миллиардов градусов. Ученые установили, что в таких условиях могут происходить реакции ядерного синтеза - слияние ядер гелия с образованием лития-7. Большая часть образовавшегося лития безвозвратно падает в черную дыру, но его значительная доля выбрасывается в окружающее пространство вместе с релятивистскими струями (джетами) у самой границы черной дыры. Если аккреционные диски достаточной плотности имеются хотя бы у одного процента черных дыр звездной массы, то образование лития по такому механизму может быть значительным. По расчетам физиков, его количество может сравняться с тем, которое было произведено в первые минуты большого взрыва. Работа теоретиков имеет прямое отношение к одной из самых больших загадок современной космологии - проблеме недостатка лития во вселенной. Теория Большого взрыва очень хорошо предсказывает количество ядер водорода и гелия, синтезированных в первые минуты существования Вселенной, но по отношению к литию предсказание отличается от наблюдения почти в три раза. Некоторые теоретики считают проблему лития самой главной угрозой для теории Большого взрыва, поэтому работы, объясняющие механизмы его производства и уничтожения, могут повлиять на основы современной космологии.
2012	Физики установили, что в аккреционных дисках белых карликов из-за мощного магнитного поля могут существовать вещества в экзотических квантовых состояниях. Работа опубликована в журнале Science. Максимально достижимая на сегодня мощность (индукция) постоянного магнитного поля в лабораториях не превышает 30-40 тесла. В то же время магнитные поля некоторых астрономических объектов - белых карликов и нейтронных звезд могут достигать сотен или даже тысяч тесла. Поведение веществ в таком поле является слабо изученной областью, полностью основанной на теоретических квантовых расчетах. Авторы новой работы показали, что мощное постоянное магнитное поле влияет на квантовые состояния молекул и способно изменять расстояния между атомами. Так, молекула водорода, помещенная в поле, ориентируется перпендикулярно силовым линиям, а связи между атомами становятся прочнее. Из-за этого размер молекулы сокращается на четверть. Такое же сокращение наблюдается и для других соединений с линейной структурой. Самым необычным из предсказанных авторами соединений является, вероятно, молекулярное соединение гелия - He2. Гелий, самый инертный из благородных газов и элементов вообще, не образует такого соединения ни при каких других условиях (известен только ион He2+). Проверить расчеты физиков в лабораторных условиях в ближайшее время вряд ли удастся, хотя использование сверхпроводимости постепенно увеличивает пределы мощности искусственных магнитных полей. Однако, можно надеяться на то, что экзотические молекулы удастся обнаружить в ходе астрономических наблюдений за спектром излучения в окрестностях белых карликов и нейтронных звезд.
2012	Американское космическое агентство опубликовало первый снимок светящихся потоков, созданных ракетами в рамках проекта ATREX. Фото и их описания доступны на сайте NASA. В рамках проекта ATREX (Anomalous Transport Rocket Experiment) в суборбитальный полет с промежутком в 80 секунд были запущены пять ракет Terrier. Запуски состоялись днем 27 марта с территории исследовательского центра на острове Уоллопс в штате Вирджиния. Во время полета в верхних слоях атмосферы (свыше 80 километров) ракеты выбрасывали специальный реагент - триметилалюминий, который светится, вступая в реакцию с кислородом (продукты реакции - оксид алюминия, углекислый газ и водяной пар - безвредны). Наблюдая за движением светящегося облака, ученые планировали восстановить динамику движения воздушных масс на границе космического пространства - на высоте 100-110 километров. В сообщении на сайте NASA говорится, что опыт прошел успешно, и светящиеся облака были хорошо видны. Изучать косвенными методами потоки, о которых идет речь, почти невозможно - на такой высоте плотность воздуха крайне мала. Скорость ветра при этом может достигать нескольких сотен километров в час.
2012	Американским геологам из Калифорнийского технологического института удалось обнаружить в составе метеорита Альенде новый минерал, который получил название "пангит". Статья с описанием пангита опубликована в журнале American Mineralogist. Ученые исследовали метеорит при помощи сканирующей электронной микроскопии, благодаря чему внутри небесного тела удалось обнаружить микроскопические вкрапления неизвестного минерала. Химический анализ показал, что он имеет формулу (Ti4+,Sc,Al,Mg,Zr,Ca)1.8O3. Таким образом, он содержит как распространенные в составе земной коры элементы, так и довольно редкие цирконий и скандий. По словам геологов, пангит в составе метеорита сформировался очень давно - около 4,5 миллиардов лет назад. Таким образом, минерал присутствовал в протопланетарном диске, обращающемся вокруг Солнца еще до формирования Земли и других планет. Древность пангита объясняет выбор имени, которое дали минералу геологи. Оно происходит от названия китайского мифического гиганта Пань Гу, который взмахом огромного топора отделил Инь от Ян и сотворил таким образом Небо и Землю. Комиссия по новым минералам, номенклатуре и классификации Международной минералогической ассоциации утвердила данное название. Метеорит Альенде упал на Землю в 1969 году, при падении он распался на множество мелких осколков. Общая масса метеорита составляла около пяти тонн, три из которых собрали ученые. Сейчас части метеорита находятся в различных научных учреждениях по всему миру.
2012	Ученые установили, что органический углерод, содержащийся в марсианских метеоритах, действительно образовался на Марсе, однако не в результате деятельности живых существ, а в ходе химических процессов в недрах Красной планеты. Работа опубликована в журнале ScienceExpress. Ученые проанализировали образцы 11 метеоритов, возраст которых охватывает период марсианской истории длиной более 4 миллиардов лет. Значительное количество углерода было обнаружено в 10 из 11 метеоритов - его соединения были заключены внутри кристаллизованного вещества. Для химического анализа метеоритов ученые использовали рамановскую спектроскопию (комбинационное рассеяние света), которая позволяет определить по спектру отраженного света химический состав поверхности объекта. В составе метеорита удалось найти высокомолекулярный графит и его низкомолекулярные полициклические "осколки" - фенантрен, антрацен, пирен и другие. Вывод о геохимическом происхождении углерода авторы сделали на основе анализа минералов, внутри которых были заключены скопления углерода. Их химический и изотопный состав свидетельствовал о том, что скопления углерода образовывались при застывании магмы, а не в результате отложений остатков живых организмов. Температура, при которой образовывались углерод-содержащие минералы составляла около 1200-1300 градусов, что несовместимо с существованием даже самых термоустойчивых микроорганизмов. Марсианские горные породы попадали на Землю в результате извержения вулканов или бомбардировки Красной планеты крупными астероидами. На настоящий момент установлено марсианское происхождение 34 метеоритов, первый из которых был найден в 1911 году. Ученые, анализируя их состав, пытаются найти свидетельства существования жизни в прошлой истории Марса, что почти всегда рождает оживленные споры в научной среде.
2012	Американские геологи обнаружили на Марсе стеклянные дюны. Статья ученых появилась в журнале Geology. Объектом исследования выступали так называемые темные регионы Марса - пятна на поверхности Красной планеты с низким альбедо (то есть отражающие мало света) в северной части, занимающие порядка 10 миллионов квадратных километров. Для анализа состава отложений на этих равнинах использовались данные, собранные зондом Mars Express. Ученые установили, что, скорее всего, равнины покрыты крупными зернами железосодержащего вулканического стекла. Оно образуется при быстром остывании вулканического расплава и подобные стеклянные поля на Земле встречаются, например, в Исландии. По словам ученых, их результаты можно рассматривать как очередное подтверждение мощной вулканической активности в прошлом Красной планеты. Также, особенности спектра указывают на то, что стеклянные зерна подвергались эрозии: в частности, они покрыты коркой с повышенным содержанием кремния. Подобная эрозия, по словам ученых, наблюдается в результате длительного воздействия на такие зерна воды с повышенной кислотностью.
2012	Геологи обнаружили на Марсе следы вулканической активности, которые раньше находили только на Земле. Статья ученых появилась в журнале Science. В рамках работы ученые изучали снимки долины Атабаска в экваториальной части Красной планеты, сделанные аппаратом Mars Reconnaissance Orbiter. Совершенно случайно при большом приближении на одной из фотографий ученым удалось обнаружить на фотографиях круговые образования, характерные для лавовых потоков на Земле. После этого ученые проанализировали снимки Атабаска и обнаружили большое количество (200 только в одной изучавшейся части долины) подобных образований на других снимках. Образования, о которых идет речь, образуются в результате возникающего в лаве напряжения при сдвиге, когда разные слои движутся в разных направлениях с разными скоростями. Часть этого напряжения реализуется в виде волн на поверхности токов, а часть - в виде обнаруженных воронок. Подобные образования встречаются, например, на Гавайских островах, а также в потоках лавы под водой. По словам исследователей, среди геологов бытует мнение, что Марс является своего рода недопланетой - в прошлом он напоминал Землю, однако, затем остановился в своем развитии. Как следствие такого подхода, многие, в том числе и тектонические, процессы считаются невозможными на Красной планете. Примечательно, что диаметры найденных на снимках образований составляют около 30 метров, что заметно больше диаметра аналогичных образований на Земле. Следы тектонической активности на Марсе известны достаточно давно во многом благодаря аппаратам, работающим на орбите Красной планеты. Например, известное плато Большой Сирт после изучения было признано щитовым вулканом. Также крупнейшая гора Солнечной системы Олимп (ее высота относительно основания составляет 21 километр) представляет собой вулкан. Снимки, которые позволили сделать новое открытие, были сделаны при помощи камеры HiRISE, установленной на зонде NASA Mars Reconnaissance Orbiter. Этот инструмент позволяет разглядеть с высоты около 300 километров объекты, диаметр которых не меньше 30 сантиметров. Сам аппарат был запущен на орбиту в 2005 году, а основная часть его миссии завершилась в 2008 году, однако он продолжает работать до сих пор.
2012	NASA опубликовало видео обратной стороны Луны, сделанное зондами-близнецами GRAIL. Об этом сообщается на официальном сайте агентства. На видео видна панорама обратной стороны Луны от северного до южного полюса. Хорошо различим сложный рельеф земного спутника (известно, что геология обратной стороны сильно отличается от геологии видимой). Кроме этого в нижней трети диска различим край Восточного моря, которое находится на видимой стороне. Его диаметр 327 километров. Пара зондов GRAIL (Gravity Recovery and Interior Laboratory) была запущена 9 сентября 2011 года. На орбиту земного спутника аппараты, получившие названия GRAIL-A и GRAIL-B, вышли с разницей в 24 часа 1 и 2 января 2012 года соответственно. В настоящее время они движутся на высоте примерно 50 километров над поверхностью спутника. Цель аппаратов - составление точной гравитационной карты Земного спутника. Ученые надеются, что собранная аппаратами информация поможет прояснить многие вопросы, касающиеся процессов формирования спутника, а также его внутреннее устройство. Особенно ученых интересует строение лунного ядра.
2012	Международная группа исследователей установила, что соотношение изотопов титана в лунных образцах, собранных в рамках миссии "Аполлон", совпадает с земным. Этот результат противоречит основной на настоящий момент гипотезе образования земного спутника. Статья ученых появилась в журнале Nature Geoscience. Согласно современным представлениям, Луна образовалась в результате столкновения Земли с небесным телом, получившим название Тейя, размером с Марс примерно 4,6 миллиарда лет назад. Считается, что значительная часть Луны (порядка 40 процентов) состоит из материала, оставшегося от Тейи. Из-за этого изотопные составы пород Земли и спутника должны отличаться. Ранее ученым удалось установить, что соотношения различных изотопов кислорода в образцах лунного и земного грунтов совпадают. Тогда ученые показали, что несмотря на то, что "кусок" мантии, который позже превратился в Луну, отделился от Земли довольно быстро, наша планета в течение некоторого времени могла обмениваться с ним кислородом. Это связано с тем, что этот кислород относительно легко покидает мантию в виде газа. В рамках новой работы ученые изучали соотношение изотопов титана-47 и титана-50. В отличие от кислорода из-за высокой температуры испарения титан, если и покидал мантию после столкновения в виде газа, то только в небольших количествах. Вместе с тем, анализ показал, что соотношение двух изотопов титана в лунных и земных образцах, как в случае с кислородом, одно и то же. Один из авторов работы, Цзюньцзунь Чжан, рассказал NatureNews, что их результаты требуют пересмотра существующих моделей формирования Луны. В частности, обязательным требованием при создании таких моделей должно стать требование изотопной однородности. В настоящий момент есть несколько модификаций гипотезы о столкновении, которые позволяют объяснить эту однородность. Например, Тейя могла быть массивнее, чем считалось до сих пор и, как следствие, оказала влияние на изотопный состав Земли. По другой версии, Луна могла остывать дольше, чем считалось ранее, в результате чего земной спутник и наша планета успели обменяться достаточным количеством изотопов. Примечательно, что в августе 2011 года в Nature появилась работа, в которой на основании соотношений разных изотопов трех металлов - свинца, неодима и самария (207Pb-206Pb, 147Sm–143Nd и 146Sm–142Nd) - ученые определили точный возраст Луны. Он оказался равным 4,36 миллиарда (плюс-минус три миллиона) лет. Как следствие, исследователи определили, что Луна после столкновения остывала быстрее, чем считалось до сих пор.
2012	Астрономы предложили новый сценарий образования Луны, который позволяет объяснить изотопное сходство между ней и Землей. Препринт статьи доступен в архиве Корнельского университета. Кратко о содержании работы пишет блог Technology Review. Современная теория происхождения Луны говорит о том, что спутник образовался в результате столкновения Земли с небесным телом размером с Марс - Тейей. Кроме того, в соответствии с классическими расчетами, основанными на угловой скорости Земли и Луны, скорость, с которой Тейя столкнулась с Землей, должна была быть относительно небольшой. Данная теория принимается большинством астрономов, однако, она не объясняет большое сходство между изотопным составом внешней кремниевой оболочки Земли и ее спутника. Если бы скорость столкновения была низкой, то внешняя часть Луны была бы составлена преимущественно из Тейи, которая совершенно не обязана походить на Землю по изотопному составу. Для объяснения данного сходства ученые вновь обратились к менее популярному сценарию "ударил-убежал" ("hit-and-run"), согласно которому Тейя, после того как выбила лунный материал, удалилась. В таком случае она могла унести с собой часть углового момента, что снимает в расчетах ограничения на скорости столкнувшихся тел. Ранее такой сценарий из-за сложности моделирования обычно не рассматривался, но развитие вычислительных мощностей компьютеров позволило авторам его проверить. Подробность созданной модели превосходила все проведенные на данный момент подобные исследования. Так, вся система была представлена полумиллионом отдельных частиц, а в конце процесса Луна была составлена из 10 тысяч частиц. Моделирование показало, что такой сценарий объясняет наблюдающийся лунный изотопный состав, причем для этого не требуется тонкого подбора условий. Если расчеты физиков верны, это будет означать наличие в космосе остатков Тейи, сохранившихся после удара с Землей. Моделирование накладывает определенные ограничения на их массу и состав, что может подсказать астрономам места их поиска.
2012	Ученые предложили объяснение магнитным аномалиям, обнаруженным американскими миссиями "Аполлон". Все они - следствие падения огромного метеорита в далеком прошлом. Статья ученых появилась в журнале Science. Анализ грунта, доставленного на Землю в 1960-е годы миссиями "Аполлон", показал, что он не обладает магнитными свойствами. Вместе с тем, на Луне были зарегистрированы магнитные аномалии, то есть регионы, где поле было гораздо сильнее, чем в остальной части земного спутника. Используя данные наблюдений за Луной, собранные автоматическими миссиями за последние несколько десятков лет, и компьютерное моделирование, ученые установили, что расположение регионов с сильным магнитным полем можно объяснить падением крупного небесного тела на Луну. Ученые полагают, что тело обладало мощным магнитным полем. От удара оно расплавилось и его в жидкой форме разбросало по всей Луне. Исследователи даже смогли определить предполагаемое место падения - так называемый бассейн Южный полюс-Эйткен, расположенный, как следует из названия, на южном полюсе земного спутника. Диаметр кратера 2500 километров, а глубина - 13 километров. Магнитное поле Луны является объектом пристального изучения. В феврале 2012 года в Nature Geoscience появилась работа, авторы которой утверждали, что тектоническая активность Луны не прекратилась 3,6 миллиарда лет назад, как считалось ранее, а могла продолжаться до относительно недавнего (50 миллионов лет назад) времени. Так как активность и наличие магнитного поля взаимосвязаны, то ученые заключили, что земной спутник мог потерять поле позже, чем считалось до сих пор. В начале 2009 года в Science появилась работа, авторы которой утверждали, что магнитное поле (существование поля напрямую связано с тектонической активностью - например, земное поле является результатом движения потоков заряженной материи в жидком ядре) у Луны существовало дольше, чем считалось на тот момент - до 4,3 миллиарда лет назад. В конце 2011 года в Nature появилась работа, в которой ученые заявили, что магнитное поле могло существовать вплоть до 2,7 миллиарда лет назад.
2012	Геологи установили, что тектонические процессы на Луне шли дольше, чем считалось до сих пор. Статья ученых появилась в журнале Nature Geoscience. Согласно современным представлениям, движение литосферных плит и другие тектонические процессы завершились на Луне 3,6 миллиарда лет назад. При этом процессы, связанные с утолщением коры земного спутника, остановились только 1,2 миллиарда лет назад. В рамках новой работы ученые определили, что эти процессы, по крайней мере в некоторых регионах, продолжались много дольше - возраст некоторых их следов не превосходит 50 миллионов лет. Объектом исследования выступали грабены - участки коры, опущенные относительно окружающих их пород. Грабены, в большом количестве встречающиеся, например, на Земле, были обнаружены на земном спутнике относительно недавно и в настоящее время являются объектом пристального внимания исследователей. На снимках, сделанных аппаратом LRO, ученые обнаружили небольшой грабен, глубиной около метра. Анализ показал, что возраст этого грабена составляет не более 50 миллионов лет (если бы возраст был больше, что углубление должно было заполниться реголитом). Новые результаты, по утверждению авторов работы, противоречат гипотезе о том, что в начале своего существования Луна была полностью расплавленной. Согласно современным представлениям, Луна образовалась после столкновения Земли с небесным телом размером с Марс под названием Тейа примерно 4,5 миллиарда лет назад. Отсюда и возникла гипотеза о полностью расплавленной луне.
2012	Астрономы объяснили, почему Луна повернута к Земле именно равнинной стороной. Статья ученых появилась в журнале Icarus. Луна повернута к Земле всегда одной стороной или, как говорят ученые, находится в спин-орбитальном резонансе типа 1:1. Обратная сторона земного спутника покрыта горами, в то время как смотрящая на Землю половина состоит преимущественно из равнин. Расчеты показывают, что в системе Земля-Луна конфигурация, при которой Луна смотрит на Землю горной стороной, является более энергетически выгодной. В рамках работы ученые использовали компьютерное моделирование. После своего формирования в результате столкновения Земли с Тейей (тело размером с Марс) примерно 4,5 миллиарда лет назад земной спутник вращался вокруг собственной оси достаточно быстро, постепенно замедляясь. Как показало моделирование, скорость замедления - важный параметр, непосредственно влияющий на то, какой стороной Луна в конечном счете будет смотреть на Землю. Как показала статистика, при известной на настоящий момент скорости замедления вероятность того, что она попадет в резонанс равнинной стороной, составляла примерно две трети. Таким образом, с точки зрения статистики существующая конфигурация Земля-Луна является наиболее вероятной. В середине февраля 2012 года в Nature Geoscience появилась работа, авторы которой установили, что тектонические процессы на Луне шли дольше, чем считалось до сих пор. В частности, они определили, что грабены на земном спутнике формировались даже 50 миллионов лет назад (ранее считалось, что эти процессы прекратились сотни миллионов лет назад).
2012	Японские астрономы обнаружили, что на звездах, похожих, на Солнце, могут происходить супервспышки - мощнейшие выбросы энергии. Статья ученых появилась в журнале Nature. Мощнейшая вспышка на Солнце была зарегистрирована в 1859 году и получила название вспышки Каррингтона. Мощность выброса была такова, что полярные сияния наблюдались на Гавайях и Кубе, а телеграфные провода искрили. Последствия такого события, случись оно сейчас, по словам ученых, будут катастрофическими. В настоящее время известно, что на некоторых звездах происходят вспышки на несколько порядков превосходящие вспышку Каррингтона по мощности - такие события регистрировались различными космическими аппаратами. Причины подобных событий до сих пор неизвестны, и до недавнего времени у ученых не было статистики по таким вспышкам. В рамках новой работы ученые использовали данные, собранные телескопом "Кеплер". Этот аппарат следит за небольшим участком неба между созвездиями Лиры и Лебедя, отслеживая поведение примерно 150 тысяч звезд. За 120 дней наблюдения из 80 тысяч похожих на Солнце звезд вспышки произошли на 146. Все события имели мощность от 10 до 10 тысяч мощностей вспышки Каррингтона. По словам ученых, основная часть супервспышек происходит на звездах, которые достаточно быстро вращаются вокруг своей оси - с периодом порядка 10 дней (для сравнения период вращения Солнца на экваторе составляет примерно 24,5 дня). Такой небольшой период характерен для молодых светил. Часть вспышек, однако, была зарегистрирована на звездах, напоминающих Солнце. У ученых была гипотеза, что такие события могут быть результатом взаимодействия звезды с планетой-гигантом, однако она не подтвердилась. Единственное, что пока установили японские исследователи - сверхмощным вспышкам предшествуют гигантские темные пятна на звезде.
2012	Ученые, занимающиеся анализом данных со спутника IBEX, обнаружили, что Солнечная система замедляется относительно заполняющего межзвездное пространство газа. Статья ученых, вместе еще с четырьмя, посвященным результатам работы аппарата, появилась в Astrophysical Journal Supplement. IBEX (Interstellar Boundary Explorer – Исследователь границ межзвездного пространства) предназначен для изучения границ Солнечной системы. Он был запущен в космос 19 октября 2008 года и движется вокруг Земли по сильно вытянутой эллиптической орбите с апогеем в 300 тысяч километров. Аппарат регистрирует частицы, прорывающиеся сквозь границу Солнечной системы, в частности, неионизированный гелий. Эти частицы способны проникать внутрь границы как раз благодаря отсутствию заряда - в противном случае они попали бы под действие магнитного поля, создаваемого Солнцем. По словам исследователей, новые данные позволили оценить скорость движения создаваемого солнечным ветром пузыря в межзвездном веществе. Она оказалась равной примерно 22,8 километра в секунду. В свою очередь зонд "Улисс" в 1993 году установил, что скорость составляла 26,3 километра в секунду. По мнению ученых, разница в скоростях может быть обусловлены тем, что Солнечная система оказалась в районе галактики, где межзвездная среда отличается от межзвездной среды региона, где наше светило было в 1993 году. Многие вопросы, связанные с данными IBEX, смогут прояснить "Вояджеры". Первый из двух аппаратов, напомним, в декабре 2011 года добрался до последнего рубежа Солнечной системы - так называемого региона стагнации. Протяженность этого региона неизвестна, поэтому ученые не знают, когда аппарат окажется в межзвездном пространстве.
2012	Астрономы определили радиус протопланетного диска, из которого когда-то образовалась Солнечная система. Статья ученых принята к публикации в The Astronomical Journal. В рамках работы ученые проанализировали поведение при формировании Солнечной системы небольших тел из камня и льда. Исследователи установили, что, если бы радиус протопланетного диска вокруг Солнца 4,56 миллиарда лет назад составлял бы более 80 астрономических единиц (астрономическая единица - среднее расстояние от Земли до Солнца), то достаточно много подобных тел имело бы орбиты с большим наклонением и маленьким эксцентриситетом. Исследователи говорят, что, если бы такие тела существовали, то их бы уже удалось обнаружить. На настоящий момент этого не произошло, поэтому авторы работы заключают, что радиус протопланетного диска был меньше 80 астрономических единиц. Существующие модели формирования планет очень сильно зависят от размеров диска, поэтому вопрос определения размера диска, из которого потом сформировалась Солнечная система, представляет значительный интерес. Наблюдения показывают, что протопланетный диск вокруг звезды может иметь радиус от нескольких десятков до тысяч астрономических единиц. Средний радиус таких дисков вокруг молодых звезд составляет примерно 60 астрономических единиц.
2012	Астрофизики обнаружили в короне Солнца образования, которые они назвали "клетками". Статья ученых появится в журнале The Astrophysical Journal. Образования были найдены на фотографиях солнечной короны, сделанных аппаратом SDO. По словам исследователей, они напоминают похожие (по крайней мере, по внешнему виду) образования на поверхности Солнца с темными границами и светлым центром. Как показал анализ динамики короны, клетки формируются между двумя дырками - темными областями в солнечной короне. "Мы думаем, что клетки выглядят как пламя свечи", - приводит NASA слова авторов исследования, - "Если смотреть сбоку, они смотрятся как огонь, а если смотреть прямо сверху, то они напоминают клетки". Анализ трехмерной структуры клеток позволил определить, что они представляют собой столбы материи, которые тянутся от поверхности звезды прямо в корону. Наблюдения трехмерной структуры проводились при помощи пары аппаратов STEREO-A и STEREO-B. Аппараты STEREO были запущены в космос в октябре 2006 года. Они обращаются вокруг Солнца по той же орбите, что и Земля, но один спутник опережает ее, а второй отстает. Друг напротив друга STEREO-A и STEREO-B расположились 6 февраля 2011 года. Они работают совместно с солнечной обсерваторией SDO, запущенной в феврале 2010 года, и будут работать минимум до 2018 года.
2012	Ученые обнаружили в атмосфере Солнца гигантские вихри, которые могут служить переносчиками энергии и разогревать солнечную корону. Наблюдения астрономов изложены в статье, опубликованной в журнале Nature. Наблюдения проводились двумя разными телескопами. С помощью орбитального телескопа, установленного на борту принадлежащей NASA Обсерватории солнечной динамики, ученые наблюдали за движением элементов в атмосфере светила. Изображения поверхности звезды в высоком разрешении получали с помощью установленного на Канарах Шведского солнечного телескопа. Анализ изображений позволил обнаружить в атмосфере Солнца вихри газа, температура в которых менялась от нескольких тысяч до миллиона градусов. Диаметр вихрей достигал полутора тысяч километров, а простирались они от поверхности до самой короны звезды. Они существовали не дольше десяти-пятнадцати минут, однако одновременно в атмосфере Солнца находилось около 11 тысяч таких суперторнадо. На проведенных авторами компьютерных симуляциях силовые линии магнитного поля в солнечных торнадо напоминают потоки воздуха в земных вихрях. Именно магнитное поле вихрей отвечает, по словам ученых, за передачу энергии от поверхности звезды к ее короне. Проблема переноса энергии в атмосфере Солнца интересует физиков с 1869 года, когда Уильям Харкнес и Чарльз Янг обнаружили в его излучении полосу, которая не соответствовала ни одному известному элементу. Оказалось, что она возникает из-за наличия в атмосфере звезды иона железа Fe 13+. Такая высокая степень ионизации железа соответствовала температуре в 2 миллиона градусов, что в 300 раз больше, чем температура на поверхности Солнца. До сих пор подробной и общепризнанной теории, которая бы объясняла такой перепад температуры между поверхностью и короной звезды не существовало.
2012	Астрономы предсказали, что ждет Юпитер после того, как Солнце исчерпает большую часть своего топлива, станет красным гигантом и увеличится в размерах. Работа принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal. Исчерпание топлива Солнцем приведет прежде всего к его резкому - в сто раз - расширению и увеличению количества излучаемой энергии. При этом расстояние от поверхности звезды до газового гиганта уменьшится с 765 до 500 миллионов километров. Это приведет к увеличению температуры на поверхности Юпитера до 700 градусов Цельсия, и вызовет темно-красное свечение планеты. После таких изменений гигант Солнечной системы перейдет в класс горячих юпитеров - типов планет, возможность существования которого была показана только благодаря наблюдениям. Первая обнаруженная экзопланета относилась как раз к этому классу. Впоследствии горячие юпитеры составили значительную долю среди всех известных планет. Считается, что обычно горячие юпитеры появляются благодаря уменьшению диаметра орбиты планеты за счет трения в межпланетном облаке. С уменьшением орбиты увеличивается количество поглощаемой звездной энергии и, соответственно, температура небесного тела. В данной работе показано, что горячие юпитеры могут проявляться и благодаря в некотором смысле противоположному процессу - не приближению планеты к звезде, а звезды к планете.
2012	Ученые построили самую точную на сегодняшний день геологическую карту спутника Юпитера Ио. Об этом сообщается на сайте Университета штата Аризона. Саму карту, подготовленную для NASA, можно посмотреть тут. В рамках работы ученые использовали снимки, сделанные в 1979 году "Вояджерами" и аппаратом "Галилео" (он работал в системе Юпитера с 1995 по 2003 годы, после чего был направлен в атмосферу газового гиганта, где сгорел). Кроме этого для работы использовалась мозаика поверхности спутника, полученная в 2006 году. Размер пикселя на карте составляет соответствует примерно 1 километру поверхности. По словам ученых, используя новую карту, им удалось идентифицировать 425 отдельных вулканических регионов. Дело в том, что Ио представляет собой самое вулканически активное тело в Солнечной системе - масштабы активности, например, выше земных в 25 раз. Считается, что причина этой активности - приливные силы, возникающие в результате гравитационного воздействия Юпитера. Юпитерианский спутник Ио был открыт Галилео Галилеем в 1610 году. Диаметр спутника составляет примерно 3660 километров и он имеет отличную от круглой форму. Масса при этом составляет 0,015 земной. В настоящее время к газовому гиганту летит аппарат "Юнона". Он был запущен 5 августа 2011 года. Главная цель зонда - это изучение самого гиганта, его магнитного поля, атмосферы, а также наблюдение за спутниками. Орбиты Юпитера "Юнона" достигнет только в 2016 году. Планируется, что зонд сделает вокруг планеты 33 витка.
2012	Астрономы, работающие с аппаратом Messenger, установили, что железное ядро Меркурия много больше, чем считалось до сих пор. Статья ученых появилась в журнале Science. В рамках работы ученые использовали два набора данных. Первый был получен по результатам наблюдения за аппаратом Messenger, который движется по орбите вокруг Меркурия. Регистрируя изменение силы тяжести, действующее на аппарат, ученые смогли определить некоторые параметры гравитационного поля самой маленькой планеты Солнечной системы. Второй набор данных был собран при помощи наземных радиотелескопов. Сравнив и проанализировав полученные данные, ученые пришли к выводу, что металлическое ядро Меркурия больше, чем считалось до сих пор. В частности, например, радиус этого ядра составляет примерно 0,83 планетарного (для сравнения у Земли этот показатель равен 0,55). Кроме этого ученые говорят, что вокруг ядра Меркурия может быть слой сульфида железа. Это может объяснить относительно слабое магнитное поле планеты - оно экранируется сульфидом, окружающим жидкое металлическое ядро.
2012	Группа астрономов из Италии, Германии и Франции обнаружила, что венерианские сутки заметно длиннее, чем считалось ранее. Объяснить это различие ученые пока не в состоянии. Статья ученых появилась в журнале Icarus. Первые данные о длительности венерианского дня были получены аппаратами Magellan и "Венера" в 80-х и 90-х годах прошлого века. Аппараты с помощью радаров следили за изменением местоположения деталей рельефа планеты. В результате им удалось установить, что длительность венерианского дня очень велика и составляет 243,0185 земного дня. В рамках новой работы ученые использовали данные, собранные аппаратом Venus Express, который в настоящее время работает на орбите Венеры. Спектрометр VIRTIS на борту зонда, также способный пробивать плотный слой облаков планеты, позволил ученым снова оценить местоположение различных деталей рельефа планеты и сравнить его с местоположением вычисленным, исходя из известной длительности года. В результате ученые установили, что рельеф отстает от рассчитанного теоретически. Из этого исследователи заключили, что Венера вращается медленнее, чем считалось до сих пор - венерианский день примерно на 6,5 минуты длиннее ранее рассчитанного значения и составляет 243,023 дня. Причины расхождения пока неизвестны. Исследователи полагают, что вариация длительности венерианского дня связана с изменением погодных условий, например, доминирующего направления ветров. На Земле такие вариации приводят к тому, что длительность суток в зависимости от времени года варьируется в пределах одной миллисекунды от среднего значения. Вместе с тем, некоторые специалисты считают, что подобные вариации должны быть заметны на более длительных временных промежутках.
2012	Астрономы обнаружили, что магнитное поле Венеры активнее, чем считалось до сих пор. В частности, на этой планете возможно образование полярных сияний. Свои результаты ученые изложили в работе, опубликованной в Science. В рамках работы ученые анализировали данные, собранные зондом Venus Express. Известно, что магнитное поле Венеры много слабее земного. В 2000-х, однако, ученым удалось обнаружить, что поле активно взаимодействует с солнечным - в частности, за второй планетой от Солнца образуется магнитный хвост, аналогичный земному. Также Venus Express зарегистрировал в этом хвосте структуры, которые указывают на перезамыкание силовых линий магнитного поля. Это явление связано с движением плазмы - разнонаправленные линии в ходе такого движения оказываются слишком близко друг от друга и замыкаются. В результате топология линий меняется с выделением большого количества энергии, среди прочего разогревающей и разгоняющей заряженные частицы. В 2005 году на высоте 6-18 тысяч метров был зарегистрирован замкнутый "кусок" магнитного поля - еще одно доказательство пересоединения линий в атмосфере Венеры. Перезамыкание связано с множеством важных процессов в магнитосфере небесного тела. Ученые говорят, что на Венере оно, например, может приводить к возникновению полярных сияний. На Земле, например, сияния возникают в результате того, что заряженные частицы, двигаясь по линиям магнитного поля планеты, сталкиваются с молекулами в атмосфере. На Венере, однако, движением частиц управляет процесс перезамыкания.
2012	Советские зонды засняли в 70-х и 80-х годах прошлого века на поверхности Венеры объекты, обладающие "свойствами живых существ". Об этом сообщается в издании "Астрономический вестник". В сообщении отдельно отмечается, что статья была опубликована "в порядке дискуссии". По словам автора статьи, Ленида Ксанфомалити, интерес к записям, сделанным аппаратами серии "Венера" в прошлом веке, возник благодаря появлению большого количества новых данных об экзопланетах относительно небольшой массы. Серии телевизионных панорам Венеры были получены аппаратами "Венера-9" и "Венера-10" в 1975 году, а затем "Венера-13" и "Венера-14" в 1982 году. В статье говорится, что на этих панорамах были обнаружены объекты размером 0,1-0,5 метра, которые в процессе проведения съемок изменялись. При этом отмечается, что просто шумом такие объекты было бы очень тяжело объяснить. Среди заинтересовавших ученого объектов - меняющий форму диск, черный лоскут и "скорпион". "Не обсуждая существующие представления о невозможности жизни в условиях Венеры, сделаем смелое предположение, что морфологические признаки все же позволяют предположить, что часть найденных объектов имеет свойства живых существ" - пишет в заметке Ксанфомалити. В следующих работах ученый обещает опубликовать результаты анализа остальных видеозаписей.
2012	Бразильский астроном представил расчеты, по его утверждению, доказывающие, что за орбитой Плутона существует "планета Икс" - небесное тело, размером с четыре Земли. Такой вывод специалист сделал на основании анализа отклонения орбит ледяных объектов, располагающихся за орбитой Нептуна. О работе сотрудника Национальной обсерватории Бразилии в Рио-де-Жанейро Родни Гомеса (Rodney Gomes) пишет портал Space.com. Гомес анализировал движение объектов так называемого рассеянного диска - региона за орбитой Нептуна, слабо заполненного малыми телами, которые в основном состоят изо льда. Считается, что рассеянный диск образовался, когда часть объектов пояса Койпера - обширного региона, также заполненного малыми телами, рассеялась под воздействием гравитации Нептуна. Орбиты объектов рассеянного диска несколько отличаются от теоретически предсказанных. Астрономы предлагали различные объяснения этого явления, однако единой точки зрения в научном сообществе нет. Гомес предположил, что орбиты малых тел изменяются под воздействием пока не открытого крупного небесного тела. Согласно расчетам астронома, по размеру оно может быть сравнимо с Нептуном (эта планета в четыре раза больше Земли) и располагаться на расстоянии около 225 миллиардов километров от Солнца (намного дальше Нептуна и Плутона). Другой вариант предполагает, что "планета Икс" по размерам не превышает Марс и обращается по очень сильно вытянутой орбите за орбитой Плутона. Многие ученые скептически относятся к поискам "планеты Икс" - по мнению многих специалистов аномалии в движении удаленных небесных тел могут объясняться множеством других причин или же вовсе происходят из-за ошибок и неточноси наблюдений.
2012	Астрофизики установили, что поздняя тяжелая бомбардировка продолжалась как минимум на 600 миллионов лет дольше, чем считалось до сих пор. Сразу две статьи, посвященные этому вопросу, появились в журнале Nature. Поздняя тяжелая бомбардировка - период в истории Солнечной системы (с 4,1 миллиарда лет назад по 3,8 миллиарда лет назад) , когда на каменистые планеты выпало огромное количество метеоритных осадков. В рамках первой работы ученые из США предложили способ оценки интенсивности осадков. При столкновении метеорит испаряет массу, примерно равную собственной. После удара раскаленная материя конденсируется в воздухе с образованием так называемых сферул - небольших шариков застывшей материи. Эти шарики выпадают на Землю в виде осадков. По расчетам ученых, если диаметр упавшего тела был достаточно большой - свыше 10 километров, - то сферулы должны были оседать по всей планете. Таким образом, анализируя древние отложения на наличие таких шариков, ученые могут определить, падали ли в то время на Землю крупные метеориты, а также оценить массу и скорость этих небесных тел (последние два параметра сказываются на количестве и строение сферул). Проведя анализ древних отложений, ученые установили, что поздняя тяжелая бомбардировка закончилась не 3,8 миллиарда лет назад, а 3,2 миллиарда лет назад. Во второй работе ученые проанализировали астрономические причины "продолжения" бомбардировки. Согласно современным представлениям, она была вызвана изменением орбит Юпитера и Сатурна после формирования Нептуна и Урана. В рамках второй работы, опубликованной в Nature, ученые предположили, что пояс астероидов в прошлом начинался на расстоянии 1,7 астрономической единицы от Солнца вместо сегодняшних 2,1 астрономической единицы (астрономическая единица равна среднему расстоянию от Солнца до Земли). В результате гравитационного воздействия со стороны планет-гигантов астероиды на границе пояса перешли на орбиты с большим наклонением. Как следствие, они сталкивались с каменистыми планетами Солнечной системы позже, чем другие небесные тела. По словам ученых, некоторые из этих тел продолжали падать на Землю вплоть до 2 миллиардов лет назад. В ноябре 2011 года в Nature появилась статья, авторы которой с помощью поздней тяжелой бомбардировки смогли объяснить существование у Луны магнитного поля в прошлом. Следы этого были обнаружены еще в образцах, собранных "Аполлонами", однако до последнего времени ученые не могут прийти к согласию о том, как это получилось. По одному из сценариев существование поля поддерживалось поздней тяжелой бомбардировкой.
2012	В рамках проекта The Deep Space Atomic Clock NASA опубликовало первое фото прототипа бортовых высокоточных атомных часов для космических аппаратов. Фото и их описания доступны на сайте проекта. В основе созданных учеными портативных атомных часов ионы ртути, помещенные в линейную ионную ловушку. Роль маятника в таких часах играет процесс перехода электрона между разными энергетическими уровнями в ионе под воздействием лазера. Пока в лабораторных условиях исследователям удалось достичь стабильности полученного устройства в одну наносекунду за 10 дней. Точность новых часов превысит существующие аналоги на порядок. The Deep Space Atomic Clock разрабатывается в рамках программы Technology Demonstration Missions. Помимо часов в эту программу входят солнечный парус и система лазерной коммуникации с космическими аппаратами - скорость работы такой системы будет превосходить существующие (радио-)аналоги на два порядка. На разработку каждого проекта NASA выделяет 175 миллионов долларов. Проект с часами планируется испытать в ближайшие три года. Технология оптической коммуникации потребует как минимум четыре года для практической реализации. Запуски проектов намечены на 2015 и 2016 годы.
2012	Ученые разработали технологию, которая позволяет определить положение космических аппаратов в пространстве, даже если они находятся за сотни миллионов километров от Земли. Сообщение об этом опубликовано на сайте финского Университета Аальто. Авторы работали на радиотелескопе обсерватории "Метсахови", установленном в Финляндии. В рамках европейской коллаборации "JIVE" ученые получили доступ к данным радиотелескопов, установленных по всему миру. Эти телескопы предназначены для радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ), и одновременно записывают радиоданные в разных уголках планеты. В дальнейшем эти данные обрабатываются так, словно они были приняты одним интерферометром размером с расстояние между самыми дальними из обсерваторий. Авторам удалось создать программное обеспечение, которое использует для позиционирования межпланетных станций только радиосигнал от самого аппарата и контрольный сигнал от какого-либо небесного тела (звезды или планеты). На основании этих данных алгоритм определяет положение искомого аппарата с точностью до миллиардной доли расстояния объекта до Земли. Речь идет именно об определении положения аппарата на Земле, а не нахождении своего положения самим аппаратом. При наличии двустороннего канала связи пространственную информацию можно будет передать и с Земли. Так, астрономам удалось установить положение спутника "Венера-экспресс" с погрешностью в несколько сотен метров, при том что его расстояние до Земли на момент измерения составляло 200 миллионов километров. В данном измерении были использованы данные с 10 радиотелескопов, входящих в систему РСДБ. Новая технология может помочь контролировать траектории межпланетных станций и корректировать их в случае необходимости.
2012	Астрономы зафиксировали радиосигналы от рекордно холодного коричневого карлика J1047+2. Это самый холодный космический объект, радиоизлучение которого было обнаружено до сих пор. Работа опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters. Для детекции излучения ученые использовали самый большой в мире радиотелескоп Аресибо, расположенный в Пуэрто-Рико. Исследователи обнаружили, что объект J1047+2, коричневый карлик, входящий в созвездие Льва и расположенный в 33,6 световых года от Земли, испускает спорадическое радиоизлучение в районе 4,47 гигагерц. Температура коричневого карлика (627 градусов Цельсия) по звездным меркам лишь ненамного превышает температуру массивных планет (например, температура Юпитера составляет около -113 градусов Цельсия). Из-за низкой температуры поверхности, небесный объект едва виден в оптическом диапазоне. Тем не менее, радиоизлучение говорит о том, что он, по-видимому, имеет сильное магнитное поле. Коричневые карлики - это небесные тела промежуточной массы между звездами и планетами. Холодные коричневые карлики (Т и Y-типа) имеют размеры, сопоставимые с крупными планетами. В них идут термоядерные реакции, но, в отличие от большинства звезд, они быстро теряют энергию и остывают, превращаясь в планетоподобные объекты. Авторы исследования считают, что полученный результат позволяет надеяться на возможность открытия радиоизлучения от других, еще более холодных и тусклых коричневых карликов и, возможно, даже планет. Если последнее действительно удастся, то астрофизики получат, таким образом, еще один инструмент для поиска экзопланет. В настоящее время поиск экзопланет осуществляется двумя основными способами - регистрацией периодического красного смещения излучения звезды, вокруг которой вращается экзопланета. Этот способ используют наземные телескопы. Второй способ связан с измерением периодического падения светимости звезд, которое происходит при затенении звезды проходящей планетой. Такой способ использует космический телескоп "Кеплер".
2012	Ученым удалось рассмотреть процесс формирования коричневого карлика из протопланетной туманности в созвездии Змееносца. Работа опубликована в журнале Science. Внимание астрономов привлекло плотное ядро Oph B-11 в туманности, расположенной 460 световых годах от Земли. Наблюдения проводились с помощью радиоинтерферометрии в миллиметровом диапазоне, которая позволяет установить распределение плотности в межзвездных пылевых скоплениях. Скорости движения окружающего Oph B-11 газа определяли по красному смещению спектральных линий излучения ионов. Установленные масса (от 0.02 до 0.03 массы Солнца) и радиус плотного ядра в скоплении говорили о том, что в будущем Oph B-11 станет не звездой, а огромной планетой - коричневым карликом. Тем не менее, распределение плотности окружающего вещества показало, что процесс формирования Oph B-11 мало чем отличается от образования звезд. В отличие от планет, которые формируются в процессе скопления вещества в протопланетных дисках, звезды появляются в результате прямого коллапса сгустков пыли в туманностях. Таким образом, наблюдения европейских астрономов показывают, что коричневые карлики по своему происхождению скорее похожи на звезды, чем на планеты. Коричневыми карликами называют астрономические объекты, имеющие промежуточную массу между планетами и самыми маленькими звездами - красными карликами. Массы коричневых карликов немного не хватает, чтобы запустить самоподдерживающуюся реакцию ядерного синтеза, дающую энергию звездам. Тем не менее, некоторое время после формирования они излучают в инфракрасном диапазоне.
2012	Астрономы обнаружили еще одну экзопланету, похожую на Землю. Статья ученых принята к публикации в Astrophysical Journal Letters. Объектом исследования выступала тройная система красных карликов GJ 667, расположенная на расстоянии 22 световых лет в созвездии Скорпиона. Ученые проанализировали данные, собранные за 4 года наблюдений за одной из компонент системы - звездой Gl 667C, спектрографом HARPS, установленном на 3,6-метровом телескопе в обсерватории Ла-Силья Европейской южной обсерватории (ESO) в Чили. Астрономы установили, что в системе присутствует как минимум одна экзопланета (обозначения она пока не получила). Ее период обращения вокруг звезды составляет 28 дней, а масса - 4,5 земных. Так как светимость GJ 667C на порядок меньше светимости Солнца, близость планеты к светилам вовсе не означает экстремальность условий на ее поверхности. В частности, новая планета располагается в зоне, пригодной для обитания, то есть на ней может существовать вода в жидком виде. Планета была обнаружена благодаря анализу спектра звезды, в частности, влияния на него гравитационного воздействия планет. Кроме этого ученым удалось зарегистрировать еще несколько сигналов, которые могут быть следствием наличия у GJ 667C еще нескольких планет. Так, один из кандидатов вращается вокруг звезды с периодом 75 дней, другой, вероятно газовый гигант, - с периодом в 10 лет. Кроме этого в 2009 году в системе GJ 667C был обнаружен еще один кандидат с периодом 7,3 дня. Таким образом, потенциальное число планет в двойной звездной системе достигает четырех. Новая планета стала четвертой планетой земного типа в зоне, пригодной для обитания. Первая была обнаружена в начале декабря 2011 года и получила название Kepler-22b. Она вращается вокруг звезды спектрального класса G (того же, что и наше Солнце) на расстоянии 600 световых лет от Земли.
2012	Астрономы обнаружили, что планеты, расположенные в пригодной для обитания зоне вокруг красных карликов, могут испытывать "смертельные" приливы. Пригодной для обитания зоной вокруг звезды называется регион в котором на поверхности гипотетической каменистой, то есть похожей на Землю планеты может существовать вода в жидком виде (это считается необходимым условием развития жизни). Объектом исследования выступали красные карлики - самая многочисленная популяция звезд в нашей галактике, которая, к тому же, отличается достаточно большой пригодной для обитания зоной. Ученым удалось обнаружить неожиданный эффект. Оказалось, что, если каменистая планета располагается достаточно близко к своей звезде (менее 0,12 астрономической единицы), то она может потерять свою воду. Причиной этого является нагрев планеты в результате приливного воздействия звезды (аналогичным образом, например, внутренности Титана разогреваются в результате приливного воздействия Сатурна, что приводит к появлению водных гейзеров). В результате нагрева вода испаряется, а пар под воздействием излучения звезды разлагается на кислород и водород. Последний постепенно покидает атмосферу. Как следствие, планета постепенно высыхает. Примечательно, что работа ученых пока носит теоретический характер - им не удалось обнаружить конкретную планету, которую бы иссушило приливное воздействие. Свои расчеты они проверяли на планете Gl 667C с, которая вращается вокруг звезды Gl 667C - третьей компоненты в тройной системе. Система находится на расстоянии 22,7 световых лет от Солнца в созвездии Скорпиона. Масса планеты составляет примерно 4,5 земной, а радиус орбиты - 0,12 астрономических единиц. Ученым удалось установить, что эта планета, скорее всего, не растеряла свою воду.
2012	Астрономы обнаружили пару старейших экзопланет - их возраст составляет около 12,8 миллиарда лет. Для сравнения, возраст Земли составляет 4,5 миллиарда лет, а в то время, когда эти планеты образовались, Млечный Путь только начинал формироваться. Статья ученых появилась в журнале Astronomy and Astrophysics. В рамках работы ученые искали планеты вокруг звезд с низким содержанием тяжелых элементов - считается, что такие звезды являются одними из самых старых в космосе. Когда планета движется вокруг звезды, она заставляет последнюю колебаться, что сказывается на радиальной скорости звезды. Ученые наблюдали за большим количеством бедных металлами звезд с помощью 2,2-метрового телескопа FEROS Европейской южной обсерватории в Ла-Силье. Наблюдения проводились в период с августа 2009 года по январь 2011 года. В результате астрономам удалось обнаружить пару планет у звезды HIP 11952. Это светило располагается на расстоянии примерно 350 световых лет от Земли в созвездии Кита. Масса звезды составляет примерно 0,8 солнечных, а возраст - 12,8 миллиарда лет (правда, с погрешностью в 2,6 миллиарда лет). Новые планеты получили обозначения HIP 11952b и HIP 11952с. Масса первой составляет примерно три юпитерианские и она обращается вокруг своей звезды с периодом 290 дней. Масса второй почти в четыре раза меньше - 0,8 юпитерианской, - а ее период обращения составляет 7 дней. Обе планеты относятся к классу газовых гигантов. Согласно современным моделям формирования планет, они образовались вскоре после звезды из оставшегося от формирования светила материала. Таким образом, возраст планет примерно совпадает с возрастом звезды. По словам ученых, новое открытие интересно не только древностью обнаруженных небесных тел. В настоящее время считается, что, чем ниже содержание металла в звезде, тем меньше вероятность обнаружения вокруг нее экзопланет. Ученые полагают, что их система - важный пример, который поможет прояснить аспекты формирования планет вокруг таких звезд.
2012	Американские астрономы обнаружили рекордно маленькие экзопланеты - сразу три штуки. О своем открытии они доложили на ежегодном съезде Американского астрономического общества, который проходит в городе Остин, штат Техас. Работа исследователей появилась в журнале The Astrophysical Journal. Планеты были обнаружены вокруг звезды KOI-961. Это красный карлик, расположенный на расстоянии примерно 130 световых лет от Земли в созвездии Лебедя. Новые планеты, получившие обозначения KOI-961.01, KOI-961.02 и KOI-961.03, имеют радиусы 0,78, 0,73 и 0,57 земных соответственно. Третья планета имеет почти марсианские размеры (диаметр Красной планеты составляет примерно 0,53 земных). Небольшие размеры планет системы KOI-961 говорят о том, что, скорее всего, они имеют каменистый состав. Планеты располагаются очень близко к своему светилу - их периоды обращения лежат в пределах от 0,5 до 2 земных дней. Из-за приливных сил звезды они, скорее всего, постоянно повернуты к светилу одной стороной. Ученые отмечают, что в рамках работы они пользовались только имеющимися в открытом доступе данными телескопа "Кеплер" (KOI расшифровывается как Kepler Object of Interest - кеплеровский объект, представляющий интерес). Наличие экзопланет вокруг KOI-961 было доказано при помощи независимых наблюдений, выполненных на телескопах Кека и Паломарской обсерватории. Примечательно, что предыдущий рекорд был установлен в начале декабря 2011 года. Тогда появились сообщения о том, что ученые нашли в системе Kepler-20 две планеты, сравнимые по размерам с Землей. Радиус одной из них, получившей обозначение Kepler-20e, составляет 0,87 земных, а радиус другой (Kepler-20f) - 1,03 земных. Тогда планеты были найдены тоже при помощи телескопа "Кеплер". Аппарат был запущен в космос в марте 2009 года. Главной его целью является поиск экзопланет с большим периодом обращения транзитным методом - аппарат регистрирует малейшие колебания яркости звезды, вызванные прохождением по ее диску планеты. "Кеплер" держит под постоянным наблюдением около 150 тысяч звезд на небольшом участке небе между созвездиями Лебедя и Лиры.
2012	Ученые объявили о том, что им удалось найти пару татуинов - такое прозвище получили планеты, которые вращаются вокруг двойных звезд, в честь одноименной планеты из "Звездных войн" с двумя солнцами (доклад на 219-м съезде Американского астрономического общества). Первая такая планета была обнаружена совсем недавно - об открытии стало известно в сентябре 2011 года из статьи в Science. Тогда планету, удаленную от Земли на 200 световых лет, обнаружили по данным телескопа "Кеплер", который с 2009 года непрерывно наблюдает за более чем 150 тысячами звезд, расположенными на небе между созвездиями Лебедя и Лиры. Новое открытие, как и два предыдущих, было сделано благодаря этому же телескопу. Обнаруженные планеты получили названия Kepler-34b и Kepler-35b. Они вращаются вокруг двойных звезд (Kepler-34 и Kepler-35 соответственно), расположенных на расстояниях 4,9 тысячи световых лет и 5,4 тысячи световых лет от Земли. Планеты относятся к классу газовых гигантов, сравнимых по массе с Сатурном. Примечательно, что обе планеты имеют длительные периоды обращения - 289 и 131 день соответственно.
2012	Астрономы впервые обнаружили пару планет, получившихся из одного гигантского предшественника, разорванного гравитацией звезды. Статья исследователей опубликована в The Astrophysical Journal. Объектом исследования выступала звезда KIC 05807616, расположенная на расстоянии 3,8 тысяч световых лет в созвездии Лебедя. Эта звезда относится к классу горячих субкарликов - в какой-то момент своей жизни она превратилась в красного гиганта, однако, по неизвестным причинам, растеряла внешние слои с высоким содержанием водорода и снова вернулась к размеру карлика. Вокруг этой звезды в декабре 2011 года астрономы, работающие с телескопом "Кеплер", зарегистрировали пару экзопланет, получивших обозначение KOI 55.01 и KOI 55.02 (Kepler Object of Interest - объект, представляющий интерес для "Кеплера"). Радиусы найденных объектов составляли 0,76 и 0,87 земных соответственно, а периоды обращения вокруг звезды - 5,76 и 8,23 часа. Обе планеты располагались очень близко к светилу (0,0060 и 0,0076 среднего расстояния от Земли до Солнца). Из этого ученые заключили, что тела представляют собой останки газовых гигантов, когда-то попавших внутрь KIC 05807616, когда та была красным гигантом. В рамках новой работы, исследователи предложили новое объяснение существованию подобных планет: они показали, что небесные тела могут быть остатками одной большой планеты, разорванной притяжением звезды.
2012	Астрономы установили, что металличность звезды (доля элементов в составе, отличных от гелия и водорода) никак не связана с наличием у нее небольших каменистых планет. Это кардинально отличается от ситуации с газовыми гигантами. Статья ученых появилась в журнале Nature. Астрофизикам известно, что между наличием у звезды планет-газовых гигантов и ее металличностью существует зависимость - чем этот показатель выше, тем больше вероятность образования таких планет. Этот принцип был подтвержден наблюдениями и компьютерным моделированием. В 2006 году, однако, астрономы установили, что такая связь ослабевает с уменьшением размера планет в выборке - зависимость двух параметров для газовых гигантов типа Нептуна была меньше, чем для тел, больших Юпитера. В рамках новой работы ученые проанализировали данные о 226 кандидатах в экзопланеты (так называемые KOI), собранные телескопом "Кеплер". Сравнив данные о планетах с данными о металличности их звезд, ученые обнаружили следующий факт: планеты с радиусом, не превосходящим четырех земных, могут образовываться практически у любых типов звезд. Из этого ученые делают вывод, что планеты земного типа могли быть распространены и в прошлом. Дело в том, что в молодой Вселенной было большое количество звезд с низким содержанием металлов, вокруг которых не могли образовываться газовые гиганты.
2012	Астроном Микко Туоми из Университета Хартфордшира установил, что вокруг звезды HD 10180 вращается как минимум 9 экзопланет. Это делает систему рекордсменом по количеству планет, поскольку, согласно современным представлениям, в нашей Солнечной системе всего 8 тел обладает этим статусом. Статья ученых принята к публикации в Astronomy and Astrophysics. Звезда HD 10180, которая представляет собой желтый карлик, располагается в созвездии Южной Гидры на расстоянии 127 световых лет от Земли. В 2010 году группа астрофизиков, работающих со спектрографом HARPS, установленном на 3,6-метровом телескопе в обсерватории ESO Ла-Силла в Чили, опубликовала в Astronomy and Astrophysics работу, где говорилось, что вокруг HD 10180 имеется как минимум пять похожих на Нептун планет. Кроме этого, ученые отмечали, что полученные спектрографом данные указывают на вероятное наличие еще двух экзопланет - гиганта массой в 65 земных и, вероятно, каменистой планеты массой 1,4 земных. В рамках новой работы Туоми провел более детальный статистический анализ собранных HARPS данных. В результате ученому не только удалось подтвердить наличие семи планет, но обнаружить, что в системе, вероятно, присутствует еще две планеты. Новые тела имеют массы 5,1 и 1,9 земной и вращаются вокруг звезды с периодами в 10 и 68 дней. Одним из методов обнаружения экзопланет, который применялся в данной работе, является анализ изменений спектра излучения звезды, вызываемых притяжением планет вокруг нее.
2012	Ученым впервые удалось применить спектрополяриметрию (определение угла вращения вместе с измерением ) для изучение обитаемости планеты. Исследователи проверили методику на Земле, однако в теории она может использоваться для изучения экзопланет. Статья исследователей появилась в журнале Nature. В рамках работы ученые использовали тот факт, что свет Солнца, отраженный от Земли приобретает специфическую поляризацию, обусловленную свойствами поверхности планеты. Изучить свечение Земли напрямую не представляется возможным (это необходимо делать с достаточно большого расстояния), поэтому они изучали свет, который после отражения от земной поверхности снова отразился уже от темной стороны Луны. Для работы ученые использовали телескоп VLT на Паранальской обсерватории. Наблюдения проводились в течение двух дней - 20 июня и 11 апреля 2011 года. Сравнив полученные данные с результатами наблюдений, ученые установили, что отраженный свет несет информацию об изменении облачного покрова, наличии океанов и специфических аэрозолях в атмосфере. Все эти факторы являются необходимыми для существования жизни в привычном человеку смысле. Исследователи говорят, что подобная методология может быть применена к изучению атмосфер экзопланет. При этом они отмечают, что это потребует астрономических приборов следующего поколения - таких как, например, Европейский исключительно большой телескоп (E-ELT). Строительство этого телескопа планируется завершить в ближайшие 10-11 лет. Астрофизики говорят, что E-ELT сможет напрямую фотографировать экзопланеты.
2012	Астрономы, работающие на спектрографе HARPS, опубликовали первые оценки количества потенциально обитаемых экзопланет, полученные на основе прямых наблюдений. По их словам, 41 процент систем красных карликов содержат суперземли в зоне обитаемости. Текст статьи доступен на сайте arXiv.org. Планеты, по сравнению со звездами, имеют очень малую светимость и обнаруживаются наблюдением за звездами. Один из методов наблюдения, который использовали исследователи в данной работе, подразумевает очень точное определение периодических изменений скорости звезд. Если вокруг звезды вращается планета, то звезда тоже вращается вокруг их общего центра масс. Звезда во время вращения, конечно, смещается очень незначительно, но это смещение можно заметить, если длительно за ней наблюдать, так как оно периодично. Когда во время вращения звезда приближается к наблюдателю, то в спектре её излучения происходит голубой сдвиг, когда удаляется - красный. По величине и периодичности сдвига можно рассчитать массу планеты и ее орбиту, если известна масса звезды. Чем меньше масса звезды и больше масса планеты, тем сильнее сдвиг и тем легче обнаружить вращающуюся планету. Поэтому астрономов интересовали прежде всего красные карлики - звезды, масса которых существенно меньше массы Солнца. Кроме того, красные карлики составляют около 80 процентов всех звезд Млечного Пути, и их анализ во многом справедлив для всей галактики. Исследователи работали на спектрографе, установленном на 3,6-метровом телескопе в Чили, который с 2003 года записывал спектры от 102 ближайших красных карликов. Авторам удалось обнаружить 9 планет, вращающихся вокруг нескольких звезд. Потенциально обитаемыми считаются только суперземли (планеты, имеющие массу от 2 до 10 масс Земли) в зоне, где возможно существование воды в жидком состоянии. Поскольку не все существующие планеты могут быть обнаружены подобным наблюдением, исследователи рассчитали долю красных карликов, вокруг которых обращаются потенциально обитаемые суперземли в 41 процент. Из этого следует, что треть звезд Галактики, то есть десятки миллиардов, окружены потенциально обитаемыми планетами.
2012	Астрономы установили, что в системе Кеплер-30 три обнаруженные экзопланеты и звезда обращаются в одной плоскости - так же, как это происходит Солнечной системе. Работа опубликована в журнале Nature. Звезда Кеплер-30а по размеру напоминает Солнце. При помощи орбитального телескопа "Кеплер" астрономам удалось обнаружить три вращающихся вокруг нее экзопланеты. Одна из них имеет диаметр в 4, а две другие - более чем в 10 раз превышающие диаметр Земли. Период их обращения составляет 29, 60 и 143 дня соответственно. Астрономы показали, что все обнаруженные экзопланеты вращаются в одной плоскости и ось их вращения почти совпадает с осью вращения самой звезды. Открытие удалось совершить благодаря наблюдениям за обширными пятнами на поверхности звезды. Вращаясь вместе со звездой, они уменьшают ее свечение каждые 16 дней. Ученые обнаружили, что положение всех трех планет часто совпадает с положением звездных пятен. Поскольку размер пятен гораздо меньше размера самой звезды, то такое совпадение означает, что наклон орбит планет почти не отличается. Совпадение плоскостей орбит планет до сих пор была уникальна для Солнечной системы. Оно является главным свидетельством образования планет из протопланетного диска. Кроме того, совпадение плоскостей орбит говорит о том, что планеты системы не испытывали сильных гравитационных воздействий извне. Обнаружение у экзопланет плоских орбит имеет значение для понимания распространенности в Галактике систем, подобных нашей.
2012	Астрономы показали, что длительность нахождения экзопланет в пределах обитаемой зоны зависит от химического состава их звезд. Это открывает возможности по спектру излучения определять те из них, что наиболее благоприятны для возникновения жизни. Работа принята к публикации в журнале The Astrophysical Journal Letters. Потенциально обитаемой зоной называется диапазон орбит, который допускает существование на поверхности планет жидкой воды. Поскольку возникновение жизни считается тесно связанным с водой, то чем дольше планета находится в потенциально обитаемой зоне, тем больше времени имеется у нее для возникновения жизни. Возможность существования жидкой воды определяется количеством энергии, получаемом планетой. Оно, в свою очередь, зависит от расстояния от планеты до звезды и ее светимости в данный момент. Однако существование звезды не статично и зависит от ее массы и химического состава. Авторы показали, что время существования планет в потенциально обитаемой зоне для каждой звездной системы зависит от количества кислорода, которое входит в состав звезды. Для звезд одинаковой массы именно кислород определяет различие в скорости эволюции светила. Наиболее благоприятны для возникновения жизни оказались звезды с высоким содержанием кислорода - планеты в таких системах дольше всего находятся в пределах обитаемой зоны. По словам авторов, если бы Солнце содержало значительно меньше кислорода, то Земля покинула бы пределы обитаемой зоны еще миллиард лет назад, до того, как успели возникнуть сложные формы жизни. Работа открывает возможности для более целенаправленного поиска звездных систем с потенциально обитаемыми планетами. В настоящий момент поиском экзопланет занимаются орбитальный телескоп "Кеплер" и расположенный в Чили телескоп HARPS. Первый из приборов находит планеты по падению светимости звезды при транзите, второй - по красному смещению, возникающему из-за гравитационного действия планеты на звезду.
2012	Астрономы впервые применили интерферометр для поиска сигналов от внеземных цивилизаций. Статья ученых принята к публикации в The Astronomical Journal. Метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) заключается в наблюдении за космическими объектами одновременно с нескольких телескопов. Собранные данные после обрабатываются особым образом, как если бы наблюдения проводились гигантским интерферометром (прибором, получающем данные об объекте излучения благодаря явлению интерференции). В рамках новой работы ученые проанализировали данные, собранные австралийским массивом Australian Long Baseline Array в 2007 году. Объектом наблюдения выступала система красного карлика Gliese 581, расположенного на расстоянии 20 световых лет от Земли в созвездии Весы. Ученые показали, что существующие методы анализа в теории позволяют вычленить искусственный сигнал, исходящий от удаленной системы. Применив собственную методику к Gliese 581, исследователи обнаружили, что из этой системы никаких сигналов не исходит. Вокруг изучавшегося красного карлика вращается как минимум шесть планет. В 2010 году система привлекла пристальное внимание ученых и СМИ. Сообщалось, что одна из планет системы - Gliese 581g - находится в так называемой пригодной для обитания зоне, то есть условия на планете в теории могут поддерживать жизнь. Позже это открытие было оспорено и до настоящего момента существование планеты находится под вопросом. В мае 2011 года исследователи определили что планета Gliese 581d может оказаться пригодной для обитания. В частности, из-за парникового эффекта на ее поверхности вполне может существовать вода в жидком виде.
2012	Астрономы, работающие с телескопом Spitzer, опубликовали новые снимки галактики NGC 4594, известной как Сомбреро. В результате исследователям удалось выяснить, что она "страдает раздвоением личности" - внутри гигантской эллиптической галактики по сути находится более мелкая спиральная. Статья ученых появится в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Согласно классификации Хаббла, все галактики делятся на четыре основных класса - эллиптические, спиральные, линозообразные и неправильные. Первые отличаются эллиптической формой и отсутствием внутренней структуры, вторые обладают центральным утолщением почти сферической формы (балджем) с рукавами - к этому типу относится Млечный Путь. Третий класс галактик представляет собой переходный тип между первыми двумя (по сути балдж без рукавов), а в последний помещаются галактики, не попавшие в первые три. Из-за того, что NGC 4594 повернута к наблюдателю на Земле боком, астрономы затрудняются однозначно определить форму этого скопления, хотя до последнего времени считалось, что она спиральная. В рамках новой работы ученые анализировали данные, собранные телескопом Spitzer в инфракрасном диапазоне. Аппарату удалось обнаружить, что расположение старых звезд в гало галактики согласуется с предсказаниями моделей развития эллиптических галактик. По словам ученых, структура галактики выглядит так, как будто внутрь эллиптической галактики вложена спиральная. Четкость структуры говорит о том, что она не является результатом взаимодействия с другой галактикой. Ученые затрудняются объяснить, как такая структура вообще сформировалась - они говорят только, что, вероятно, примерно 9 миллиардов лет назад скопление получило подпитку газом из межгалактического пространства. Галактика Сомбреро располагается на расстоянии 28 миллионов световых лет от Земли в созвездии Девы. Свое название она получила за то, что в оптическом диапазоне предстает в виде светящегося облака эллиптической формы с ребром из темного вещества.
2012	Астрономы прояснили эволюцию шаровых скоплений - оказалось, что активные процессы звездообразования, которые являются причиной формирования таких скоплений, приводят к уничтожению части из них сразу после рождения. При этом вероятность выживания напрямую зависит от массы скопления - чем она больше, тем больше вероятность. В рамках этой работы исследователи анализировали динамику образования скоплений с помощью компьютера. В результате им удалось установить, что комбинация нескольких факторов - в частности, гравитационного возмущения и нагрева газа, создаваемые молодыми звездами, приводит к быстрому разрушению некоторых только что рожденных скоплений. Гибнет от 2 до 50 процентов таких скоплений, причем, преимущественно имеющие небольшую массу. Самой оптимальной массой для выживания скопления ученые признают массу порядка 1000 солнечных. Исследователи говорят, что их предсказания вполне можно проверить на практике - среди наблюдаемых галактик имеются те, которые в настоящее время проходят процессы интенсивного звездообразования. В таких галактиках уничтожение легких скоплений должно быть видно явно. Шаровые скопления, их формирование и эволюция представляют для ученых значительный интерес. Так, согласно одной из версий, ядро Млечного пути образовалось в результате слияния некоторого количества шаровых скоплений.
2012	Международная группа астрономов опубликовала изображение Млечного Пути, позволяющее рассмотреть более миллиарда отдельных звезд. Изображение было представлено на Национальной астрономической конференции в Манчестере 28 марта 2012 года, сообщается на сайте Эдинбургского Университета. Само изображение можно будет посмотреть здесь. Изображение было составлено из тысяч отдельных снимков, полученных двумя обсерваториями. На полученной фотографии наша дискообразная галактика представлена в виде вытянутого среза - так, как она выглядит с Земли. Северная часть небесной сферы (на изображении справа) фотографировалась телескопом, расположенным на Гавайях и работающим в рамках британского проекта UKIDSS/GPS. Южная (левая) часть была составлена из изображений телескопа VISTA, находящегося в Чили. Фотографирование проводилось в инфракрасном диапазоне. Свет с большей длиной волны лучше огибает небольшие препятствия, поэтому изображения в инфракрасном диапазоне меньше страдают от рассеяния межзвездным газом. Сбор данных занял у исследователей около десяти лет. Изображение на данный момент имеет размер около 150 гигапикселей, но, судя по наличию небольшого количества пробелов, эта цифра еще будет увеличиваться. Полученная информация будет интегрирована в международную астрономическую базу данных VISTA Data Flow System, где станет доступна для изучения тысячам астрономов по всему миру. Миллиард звезд, запечатленный на фотографии, представляет только малую часть всех звезд нашей галактики. Общее их число оценивается в настоящий момент в 200-400 миллиардов.
2012	Астрономы получили самые точные на сегодняшний день подтверждения будущего столкновения галактики Андромеды с Млечным путем. Сразу три статьи, посвященные масштабному исследованию, появятся в The Astrophysical Journal. Галактика Андромеды (известная также как Туманность Андромеды) располагается на расстоянии 2,5 миллиона световых лет от Земли. Это ближайшая к Млечному пути галактика. Ученые достаточно давно предполагали, что в будущем эта галактика столкнется с нашей, однако точных подтверждений данному факту у них не было (при этом сама гипотеза стала довольно популярной, в том числе и в фантастической литературе). В рамках работы ученые проанализировали движение 12 тысяч звезд в Андромеде. В частности, они смогли установить их поперечную скорость, а не только радиальную, как раньше. Первая представляет собой компоненту скорости, полученную проекцией на плоскость, перпендикулярную радиус-вектору звезды, в то время как радиальная - компонента, коллинеарная радиус-вектору. Последняя вычисляется, например, с помощью эффекта Доплера. Новые данные позволили уточнить время столкновения - оно произойдет примерно через 4 миллиарда лет (ранее речь шла о 3-5 миллиардах лет). Также дальнейшее компьютерное моделирование динамики этого процесса позволило установить, что столкновение выбросит Солнечную систему на окраину новой Галактики - Солнце вместе с планетами окажется на расстоянии 26 тысяч световых лет от своего теперешнего положения. При этом с вероятностью 0,1 Солнечная система улетит на расстояние 160 тысяч световых лет от центра Галактики. Примечательно, что моделирование показало, что у карликовой галактики M33 (таких галактик в окрестности Млечного пути встречается достаточно много) есть 9-процентный шанс столкновения с Млечным путем до того, как до него долетит Андромеда.

2012	Предложена гипотеза, согласно которой темная материя, которая, как считается, отвечает за 23 процента всей массы-энергии Вселенной, не нужна для объяснения движения звезд и планет в Млечном Пути. Работа астрофизиков опубликована в журнале The Astrophysical Journal. Темной материей, или скрытой массой, называют пока не обнаруженную экспериментально субстанцию, гравитационное притяжение которой необходимо для того, чтобы космические объекты вели себя так, как они это делают. Согласно расчетам, гравитации "обычной" материи не хватает для того, чтобы обеспечивать видимое распределение галактик, звезд и планет. Авторы новой работы под руководством Кристиана Мони Бидин (Christian Moni Bidin) из университета Консепсьон в Чили намеревались уточнить свойства темной материи, оценив скорость движения около 400 звезд, расположенных в относительно узком - 15 градусов - коническом секторе длиной около 13 тысяч световых лет. Изучаемый сектор находился под Галактическим диском. Полученные результаты исследователи затем аппроксимировали на такой же участок пространства, расположенный над диском. Специалисты заключили, что для объяснения распределения и движения звезд в исследованном регионе темная материя практически не нужна - максимальное ее количество, которое могло бы потребоваться, составило около 10 процентов от того, которое обычно закладывается в большинстве моделей. Если расчеты ученых окажутся верными, это будет означать, что современные теории, объясняющие устройство и эволюцию Вселенной с привлечением темной материи, неверны - или, по крайней мере, требуют очень серьезного пересмотра. Чтобы "сохранить" темную материю с учетом новых результатов, астрофизикам потребуется заново расчитывать возможные конфигурации ее распределения - так, чтобы изученный регион оказался практически лишен ее. Сейчас большинство моделей предполагают, что области темной материи более или менее однородны по плотности. Коллеги Мони Бидин и его соавторов отнеслись к их работе сдержанно. Многие специалисты отмечают, что в статье сделано слишком много допущений. Кроме того, критики отмечают, что все расчеты авторов в целом могут оказаться неверны.
2012	Удалось составить самую полную из имеющихся на настоящий момент карту темной материи (доклад на 219-м съезде Американского астрономического общества). Несмотря на то, что эта карта покрывает менее 0,06 процента небесной сферы (при глубине охвата в 6 миллиардов световых лет), она является важным подтверждением использованной методики, которую можно будет применить для создания более крупных карт. В рамках работы две группы ученых независимо друг от друга изучали четыре небесных региона по данным Слоановского цифрового обзора неба. Темную материю они искали по искажениям света удаленных галактик - несмотря на то, что темная материя не участвует в электромагнитном взаимодействии, гравитационное воздействие ее крупных скоплений способно влиять на свет. Анализируя это влияние, ученые и составили карту. Примечательно, что у двух групп получились почти одинаковые результаты, что, по их словам, указывает на корректность метода.
2012	Астрономы обнаружили галактику из темной материи. Для поиска невидимой галактики ученые воспользовались так называемой линзой Эйнштейна - методом, который позволяет находить объекты по их гравитационному влиянию на окружение. Работа авторов представлена в журнале Nature. Существование темной материи было постулировано в 1930-е годы шведским астрономом Фрицем Цвикки для объяснения недостатка во Вселенной массы - видимых галактик "не хватало" для того, чтобы небесные тела вели себя так, как наблюдают астрономы. В названии этой субстанции отражена ее основная особенность: темная материя участвует в гравитационном взаимодействии и не участвует в электромагнитном (то есть ее нельзя наблюдать непосредственно). Количественно во Вселенной намного больше темной материи, чем "обычной". Не так давно астрономы выдвинули гипотезу, что одним из типов объектов, состоящих из этой невидимой субстанции, являются карликовые галактики-спутники больших звездных скоплений. Считается, что "полноценные" галактики наподобие Млечного Пути формируются, притягивая и поглощая своих миниатюрных соседей. Из этого предположения следует, что такие крупные звездные образования должны быть окружены большим количеством мелких спутников (в случае Млечного Пути приблизительное количество оценивается в 10 тысяч). Однако в действительности астрономам удалось обнаружить в непосредственной близости от Галактики только около 30 "соседок". Ученые предположили, что оставшиеся галактики по тем или иным причинам не смогли сформировать звезд и состоят из темной материи. Авторы новой работы решили найти такую невидимую спутницу системы JVAS B1938+666, состоящей из двух галактик, которые находятся на одной прямой друг с другом, если наблюдать их с Земли. Такое расположение позволяет использовать метод гравитационного линзирования, или линзу Эйнштейна. Гравитация массивных объектов вроде галактик заметно отклоняет пути света, идущего от более удаленных объектов, и параметры этого отклонения зависят от массы отклоняющей "линзы". Наблюдая при помощи телескопа Keck II на Гавайских островах систему JVAS B1938+666, астрономы выяснили, что эта система отклоняет пути прохождения света не так, как предсказывает теория. Соответственно, ученые сделали вывод о существовании у системы спутника из темной материи. Это уже вторая галактика, состоящая из ненаблюдаемой субстанции, известная специалистам. Первая была в 18 раз массивнее нынешней, и была слишком велика для того, чтобы быть галактикой-спутником.
2012	Исследователи из института физики и математики Токийского университета и университета Нагойи заявили, что говорить о границе галактики не имеет смысла. К такому выводу они пришли по результатам компьютерного моделирования и сопоставления данных моделирования данными астрономических наблюдений. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Известно, что во Вселенной содержится 22 процента темной материи, при том, что привычное нам вещество занимает всего 4,5 процента. Долгое время ученые не могли прийти к общему мнению, как именно располагается темная материя во Вселенной. Исследователи из Токийского университета пришли к выводу, что у галактик нет четко обозначенных границ представления материи. Скопления звезд, по данным ученых, являются лишь узлами, между которыми растягивается сеть темной материи. Это снимает понятие массы галактики, поскольку скопление звезд не является отдельным образованием в пространстве. В соответствии с теорией относительности Эйнштейна, галактика, как и любой массивный объект, искривляет своим гравитационным полем траекторию луча, проходящего вблизи или через него, порождая так называемое "гравитационное линзирование". Скопление звезд довольно яркий объект, поэтому сам по себе эффект линзирования заметить трудно, но с его помощью можно выяснить распределение темной материи во Вселенной. Опираясь на уже известные факты и данные, полученные с помощью оптического телескопа SDSS, ученые смоделировали положение темной материи по отношению к галактикам. Прямое наблюдение темной материи невозможно, поскольку она не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. В научной среде есть много мнений о том, что именно является темной материей, но пока не подтверждено ни одно из них.
2012	Международная группа исследователей из США и Японии получила очередное подтверждение ускоренного расширения Вселенной и существования темной энергии. Статья ученых принята к публикации в The Astrophysical Journal. В 90-х годах прошлого века астрофизики установили, что со времени Большого Взрыва Вселенная расширяется с ускорением. Это открытие было сделано благодаря наблюдениям за так называемыми сверхновыми класса Ia, за которое американцам Солу Перлмуттеру и Адаму Рису и австралийцу Брайану Шмидту в 2011 году вручили Нобелевскую премию. Для объяснения ускоренного расширения ученым пришлось ввести понятие темной энергии. В рамках новой работы ученые использовали для оценки скорости расширения Вселенной независимый статистический подход. Проведя некоторую теоретическую работу, они установили, что разные "форматы" расширения пространства (с ускорением, без ускорения, с замедлением) взаимосвязаны с количеством наблюдаемых "космических миражей". Так ученые окрестили многократные изображения квазаров в результате гравитационного линзирования - процесса искажения направления движения света под воздействием гравитации сверхмассивного объекта. Иногда, в ходе такого взаимодействия свет от квазара разделяется на два и наблюдателю на Земле видно сразу два квазара. За 10 лет работы группа исследователей изучила изображения 100 тысяч квазаров, собранные в рамках программы SDSS. Из этих, а также ранее известных миражей, было отобрано 19 квазаров, на основе которых ученые проверили свои статистические гипотезы. Как оказалось, распределение квазаров по расстояниям лучше всего согласуется с гипотезой расширяющейся с ускорением Вселенной. Более того, новые результаты показывают, что темная энергия ведет себя как космологическая постоянная - дополнительный член, введенный Эйнштейном в собственное уравнение, описывающее гравитационное взаимодействие. Известно, что Эйнштейн ввел этот член для того, чтобы получить статическую Вселенную, то есть не расширяющуюся и не сжимающуюся. Однако, после открытия расширения космоса Хабблом великий физик назвал космологическую постоянную своей "величайшей ошибкой". В свою очередь уже после открытия ускорения у этого расширения стало понятно, что космологическая постоянная Эйнштейна может отвечать за загадочную темную энергию.
2012	Ученые обнаружили, что скопление ACT-CL J0102-4915, известное также как Эль Гордо (El Gordo, что переводится как "толстяк"), является на самом деле двумя скоплениями, "пойманными" астрономами в процессе столкновения (доклад на 219-м съезде Американского астрономического общества). Скопления располагаются на расстоянии 7 миллиардов световых лет от Земли, и их суммарная масса достигает двух квадриллионов (2 x 10¹⁵) солнечных. Изначально Эль Гордо был обнаружен во время анализа реликтового излучения по так называемому эффекту Сюняева-Зельдовича, суть которого состоит в следующем - реликтовые фотоны взаимодействуют с горячим газом в массивных скоплениях, что сказывается на спектре реликтового излучения. Примечательно, что, смоделировав столкновение скоплений на компьютере, ученые пришли к выводу, что формирование таких гигантов, как Эль Гордо, является все-таки большой редкостью.
2012	Исследователи проанализировали излучение удаленной на 7 миллиардов световых лет гамма-вспышки GRB 090510A, чтобы определить масштабы квантовых возмущений пространства (если таковые имеются) (доклад на 219-м съезде Американского астрономического общества). Дело в том, что, согласно некоторым теориям, пространство-время непрерывно только на больших масштабах. Когда же речь идет о длинах порядка 10-35 метра (планковская длина - много меньше диаметра атома водорода), пространство распадается на отдельные частицы, то есть квантуется. От GRB 090510A телескопам удалось зарегистрировать пару фотонов с энергиями 25 гигаэлектронвольт и 1,5 гигаэлектронвольта, которые пришли с разницей всего 0,00136 секунды. Предполагая, что фотоны были выпущены одновременно, ученые смогли оценить размеры, на которых пространство-время должно начинать проявлять квантовые эффекты - дело в том, что фотоны с высокой энергией имеют меньшую длину волны, поэтому с большей вероятностью взаимодействуют с квантовыми "колдобинами". В результате оказалось, что эффекты не проявляются вплоть до длин, много меньше планковской. Единственный недостаток новой работы - вероятность того, что фотоны испущены одновременно, составляет примерно 0,99, что на самом деле для физиков недостаточно.
2012	Обнаружен "Сатурн на стероидах" (доклад на 219-м съезде Американского астрономического общества). Так ученые обозвали объект, обнаруженный вокруг звезды 1SWASP J140747.93-394542.6, расположенной на расстоянии почти 500 световых лет от Земли. В 2007 году ученые зарегистрировали неожиданное затмение звезды. Кривая яркости продемонстрировала, что затмение было крайне необычным. В частности, у кривой был обнаружен не один большой провал, а несколько последовательных и более мелких. Теперь ученым удалось объяснить причины особенностей - они определили, что вокруг звезды вращается массивный объект, снабженный кольцами. Точную массу объекта определить не удалось, но ученые полагают, что это либо очень тяжелый газовый гигант, либо легкий коричневый карлик. Колец у объекта четыре, и они получили имена "Рочестер", "Сазерленд", "Кампанас" и "Тололо", по расположению исследовательских центров.
2012	Студент Калифорнийского университета Джонатан Аллен (Jonathon Allen) нашел в исторической хронике возможную причину недавно обнаруженного всплеска в космическом излучении, который произошел в 774 году. Письмо с обоснованием этого предположения опубликовано в журнале Nature. Существование космической вспышки ученые определили, проанализировав содержание углерода-14 в древесных кольцах и донных отложениях. Они заметили, что с 774 по 775 год концентрация этого изотопа в атмосфере выросла на 1,2 процента, что в 20 раз превышает типичные колебания. Углерод-14 образуется в верхних слоях атмосферы при воздействии космического излучения на ядра азота. Ученые рассчитали, что подобный всплеск концентрации углерода-14 мог быть вызван только очень мощной вспышкой сверхновой звезды или солнечным выбросом. В первом случае мощность вспышки должна была быть такой, что она была бы видна даже днем. Во втором случае солнечные выбросы должны были вызвать заметные северные сияния на южных широтах. Однако, найти в исторических документах свидетельств подобных явлений ученым не удалось. Джонатан Аллен, ознакомившись с результатами японских астрономов, обратился к Англо-Саксонским хроникам и обнаружил, что в записи за 774 год там есть слова о явлении "красного распятия", которое появилось на небе "после заката". По его мнению, это может быть свидетельством появления вспышки сверхновой звезды. Красный цвет вспышки мог бы объясняться тем, что она была заслонена от Земли облаком межзвездной пыли (из-за рассеяния Релея через взвесь лучше проходит свет большей длины волны). Наличие облака пыли также могло бы объяснять и незаметность данной сверхновой для современных астрономов. По словам Nature, при отсутствии альтернативных объяснений предположение Аллена для многих ученых выглядит достаточно обоснованно. Хотя исторические свидетельства редко бывают надежными и однозначными, история науки знает множество примеров подтверждения астрономами исторических фактов. Так, предсказание солнечного затмения первым греческим философом Фалесом Милетским в 585 году позволило точно определить время его жизни.
2012	Физики применили нейтринную обсерваторию IceCube для изучения нейтринных осцилляций на высоких энергиях. Об этом представители проекта рассказали на 25-й Международной конференции по нейтринной физике и астрофизике в Киото. Краткое изложение доклада приводит Nature News. Обсерватория предназначена для регистрации космических нейтрино, испускаемых, например, во время гамма-всплесков и взрывов сверхновых. Вместе с тем, обсерватория способна улавливать и высокоэнергетические нейтрино, рождающиеся в верхних слоях атмосферы в результате ее взаимодействия с космическими лучами. Из 1,8 квадриллиона (квадриллион равен 10¹⁵) частиц, рождающихся каждый час, телескоп улавливает около десятка. Энергии улавливаемых частиц лежат в пределах от 10 до 100 гигаэлектронвольт. Физики обнаружили четкий сигнал на энергиях около 30 гигаэлектронвольт, связанный с превращениями (осцилляциями) мюонных и тау нейтрино. Ранее этот тип осцилляций был достаточно подробно изучен в экспериментах с ускорителями - в этих экспериментах источниками нейтрино служат ускорители элементарных частиц, - однако на более низких энергиях. Новые результаты, по словам физиков, прекрасно согласуются с существующими теориями, что среди прочего подтверждает корректность работы IceCube. Всего известно три типа нейтрино - мюонные, тау и электронные. Разные типы нейтрино во время движения могут превращаться друг в друга. Этот процесс определяется так называемой матрицей Понтекорво-Маки-Накагавы-Сакаты (PMNS) и противоречит классическим представлениям Стандартной модели, поскольку означает, что у нейтрино имеется ненулевая масса (вместе с тем изменения, которые нужно внести в модель для учета осцилляций минимальны). В настоящее время осцилляции являются объектом пристального изучения. Обсерватория IceCube располагается на Южном полюсе. Она представляет собой 86 скважин, глубина которых варьируется в пределах от 1,4 до 2,5 километра. Детекторы в скважинах регистрируют рождение лептонов в ходе столкновения нейтрино с молекулами воды.Если у таких лептонов достаточно большая энергия, то из-за эффекта Вавилова-Черенкова они испускают фотоны.Эти фотоны и ловят детекторы. Новые результаты - первые, полученные с помощью полноценного массива детекторов, строительство которого было завершено в декабре 2011 года.
2012	Американские астрономы уточнили процесс формирования сверхновой типа Ia. Статья ученых появилась в журнале The Astrophysical Journal Letters. Согласно современным представлениям, сверхновые типа Ia образуются в результате набора белым карликом критической массы. Механизм этого процесса, однако, до сих пор неясен. По одной из версий, карлик ворует материю в двойной системе у массивного компаньона (это основная гипотеза на данный момент), а по другой, достижение критической массы происходит в результате столкновения двух белых карликов. В рамках новой работы ученые пытались сначала оценить массу компаньона карлика в первом сценарии развития событий. Моделирование показывает, что в случае крупной звезды-компаньона - например, красного или голубого гиганта - или достаточно старой звезды средней массы в системе должно накапливаться большое количество свободной материи, которую карлик украл, но не успел "съесть". Как следствие, во время взрыва сверхновой, ударная волна, проходя через эту массу, должна вызывать свечение в рентгеновском диапазоне. Исследователи проанализировали данные о 53 сверхновых, собранные космической рентгеновской обсерваторией Swift, и не смогли обнаружить источники рентгеновского излучения ассоциированные с описанным сценарием. Аналогичным образом проанализировав столкновение пары белых карликов, ученые пришли к выводу, что ни одна из 53 сверхновых не была результатом этого процесса. Отсюда исследователи заключили, что, скорее всего, взрывы сверхновых типа Ia происходят в двойных системах, состоящих из белого карлика и относительно небольшой звезды-компаньона. Практически одновременно с американскими астрономами на сайте препринтов arXiv.org появилось сразу две работы, в которых делаются аналогичные выводы. В этих работах объектом исследования выступала сверхновая SN2011fe. Она была зарегистрирована в конце августа 2011 года Паломарской обсерватории. Взрыв произошел в системе на расстоянии 21 миллиона световых лет от Земли в созвездии Большой Медведицы. Сверхновые типа Ia используются для оценки космических расстояний. Дело в том, что взрыв белого карлика происходит при достижении некоторой конкретной массы, известной как предел Чандрасекара. Таким образом, кривая блеска сверхновой всегда одинакова и известна, а расстояние можно определить по видимой звездной величине объекта. В 90-х годах прошлого века таким образом было открыто ускоренное расширение Вселенной - за это американцам Солу Перлмуттеру и Адаму Рису и австралийцу Брайану Шмидту в 2011 году была вручена Нобелевская премия по физике.
2012	Физики при помощи компьютерного моделирования показали, что взрыв быстро вращающихся сверхновых сопровождается колебаниями в излучении нейтрино и гравитационными волнами. Регистрация этих колебаний позволит заглянуть в момент, непосредственно предшествующий взрыву звезды. Работа опубликована в журнале Physical Review D. Моделирование проводилось с железосодержащими звездами-предшественниками сверхновых масса которых составляла 12 или 40 масс Солнца. В симуляции учитывалось влияние на процесс скорости вращения и структуры исходной звезды. Симуляция показала, что вне зависимости от массы и структуры звезды-предшественника взрыв сопровождается излучением гравитационных волн. Если звезда-предшественник перед тем как взорваться вращалась со значительной скоростью, то излучение гравитационных волн сопровождается колебаниями в интенсивности излучения различных видов нейтрино. Результаты симуляции указывают на способ заглянуть в момент, непосредственно предшествующий взрыву - для этого достаточно сопоставить данные нейтринных детекторов с детекторами гравитационных волн. В результате можно будет оценить скорость вращения звезды-предшественника и понять механизм взрыва. В настоящее время существует несколько проектов по обнаружению нейтрино от космических взрывов, например гигантский детектор IceCube. Существуют и гравитационные детекторы-интерферометры, способные регистрировать волны пространства-времени. Cамые крупные из них, VIRGO и LIGO, построены в Италии и США соответственно.
2012	Световое эхо взрыва Эты Киля (когда-то принятого за взрыв сверхновой) позволило астрономам прояснить детали этого события - оказалось, что существующие модели таких взрывов не соответствуют действительности. Статья ученых появилась в журнале Nature. Эта Киля была открыта Галеем в 1677 году. Многолетние наблюдения за звездой позволили установить, что ее яркость со временем менялась. Пика яркости звезда достигла в апреле 1843 года (в тот момент по звездной величине она была сравнима с самой яркой звездой ночного неба - Сириусом). Тогда многие исследователи предположили, что Эта Киля стала сверхновой и погибла, однако, спустя некоторое время яркость звезды упала, однако сама она не исчезла. Позже аналогичные события повторялись и этот класс астрономических явлений получил название "фальшивых сверхновых". Согласно современным представлениям причиной роста яркости стал сброс звездой внешних слоев оболочки при достижении так называемого предела Эддингтона. Ученые проверили эту теорию, проанализировав спектр светового эха взрыва. В результате им удалось обнаружить, что температура внешних слоев составляла всего 5000 градусов вместо положенных 7000. Сами ученые затрудняются объяснить причины столь сильного расхождения практических и теоретических данных - они предполагают, что существующие модели, скорее всего, упускают из вида некоторый важный физический процесс, который играет существенную роль в работе "фальшивой сверхновой".
2012	Астрономы из Австралии и США сообщили о таинственном исчезновении пылевого диска вокруг звезды TYC 8241 2652. Свои результаты они изложили в статье, опубликованной в журнале Nature. Молодая (всего 10 миллионов лет против 4,5 миллиарда лет у Солнечной системы) звездная система TYC 8241 2652 располагается на расстоянии 456 световых лет от Земли. В 2009 году вокруг этой планеты был обнаружен пылевой диск - ученые зарегистрировали его по инфракрасному излучению. По оценкам исследователей, температура диска составляла около 180 градусов Цельсия. В рамках новой работы ученые представляют результаты наблюдений за TYC 8241 2652 за два года с 2009 по 2011 годы. За это время интенсивность инфракрасного излучения снизилось на несколько порядков. Объяснить произошедшее ученые, по их собственным словам, не в состоянии, однако, они предлагают следующую гипотезу: наблюдавшаяся пыль образовалась в результате столкновения неких тел - планет или крупных астероидов. После этого достаточно быстро материал осел на звезду, либо оказался "выметен" из системы давлением света. Вместе с тем, новые результаты могут привести к пересмотру существующих представлений о формировании планетарных систем. Об этом Nature News заявил Джордж Райки, астрофизик из Университета Аризоны. В 2012 году у него вышла статья в Astrophysical Journal Letters, в которой говорилось о похожем снижении яркости сразу в нескольких звездных системах. Из этого Райки заключает, что, возможно, астрофизики в случае с TYC 8241 2652 наблюдается не уникальное событие, а важный этап формирования планетарной системы, который, возможно, проходила и наша Солнечная система. Согласно современным представлениям, планеты формируются из газопылевого диска, оставшегося после образования самой звезды. В настоящее время астрофизики понимают этот процесс только в общих чертах. Например, остается до конца невыясненным вопрос о связи состава планетарных систем - то есть типы планет (газовые гиганты, каменистые планеты), которые встречаются в системе, - с металличностью звезд.
2012	Астрономы при помощи телескопов "Хаббл" и "Кек" получили изображение ранней галактики, чье спиральное строение не соответствует современным представлениям о формировании звездных скоплений. Работа опубликована в журнале Nature. Ученые обратили внимание на галактику Q2343-BX442 в созвездии Пегаса во время анализа изображений, полученных телескопом "Хаббл". Из 306 далеких галактик, данная обладала ярко выраженным спиральным строением, которое не характерно для ранней вселенной. Тем не менее, величина красного смещения света ее звезд указывало на то, что обнаруженная галактика расположена на расстоянии 10,7 миллиардов световых лет от Земли. Это значит, что полученное "Хабблом" изображение показывает звездное скопление таким, каким оно было спустя всего 3 миллиарда лет после Большого взрыва. Измерения, сделанные "Хабблом", подтвердили с помощью данных, полученных в гавайской обсерватории "Кека". Кроме того, астрономы установили скорость движения звезд в скоплении. Она оказалась примерно равной скорости светил в нашей галактике. По размеру BX442 приблизительно в два раза меньше Млечного пути - около 50 тысяч световых лет в диаметре. Однако, в ней содержится больше газа и возникает значительно больше новых звезд - в прямом соответствии с ее юным возрастом. В соответствии с современными представлениями о формировании звездных скоплений, спиральная структура характерна для галактик поздней вселенной. Быстрое движение звезд и газа внутри ранних скоплений не дает сформироваться в них достаточно четким рукавам или спиралям. Ранние галактики обычно похожи на скомканные сгустки звезд. Формирование спиральных структур происходит значительно позднее, после того, как в результате торможения относительная скорость разных звезд в скоплении упадет. Сейчас спиральными являются около двух третей известных галактик, но среди ранних звездных скоплений такая структура обнаружена впервые. Ученые пока не знают точно, о чем говорит находка, но предлагают две возможные причины возникновения спиральной структуры BX442. По их словам, она может быть связана с гравитационным влиянием звездного скопления, расположенного неподалеку от галактики. Впрочем, обычно скопления-компаньоны вызывают образование двух, а не трех звездных рукавов, как это наблюдается в случае BX442. Свою роль могла сыграть также необычно большая масса газа в скоплении. Возможно, именно она ответственна за удерживание рукавов галактики от расползания.
2012	На Канарских островах заработал телескоп "Грегори" (GREGOR), ставший крупнейшим солнечным телескопом в Европе и третьим по размеру среди солнечных телескопов в мире. В постройке прибора участвовали четыре немецких исследовательских института. Церемония открытия состоялась 21 мая 2012 года на Тенерифе, об этом сообщает информационное агентство Agence France-Presse. Телескоп установлен у подножия вулкана Тейде на острове Тенерифе. Он назван в честь шотландского астронома Джеймса Грегори, жившего в XVII веке и придумавшего принципиальную схему, по которой построен телескоп. Диаметр его первичного, самого крупного, зеркала составляет 1,5 метра. Зеркало имеет постоянную систему охлаждения. Телескоп построен по открытой схеме, то есть не имеет кожуха, что позволяет снизить вибрацию, возникающую из-за порывов ветра. От неблагоприятной погоды прибор защищает складной купол. Телескоп оборудован системой подстройки под атмосферные искажения. На приборе установлены камеры, поляриметры, интерферометры, и спектрографы. Изображения можно получать в видимом и инфракрасном спектре. Главной задачей телескопа станет изучение магнитных процессов на Солнце. Крупное зеркало и система компенсации искажений позволяет получать изображение с разрешением в 70 километров на поверхности звезды. Ученые, участвовавшие в разработке, отмечают, что такое разрешение позволит хорошо разглядеть солнечную грануляцию и получить данные о ее формировании. Двумя другими задачами исследований станет получение данных об изменениях магнитного поля Солнца и характеристика его хромосферы.
2012	Японские астрофизики обнаружили самое удаленное галактическое протоскопление из известных на настоящий момент. Статья ученых появится в издании The Astrophysical Journal. Протоскопление было обнаружено при помощи 8,2-метрового телескопа Subaru, расположенного на Гавайских островах. Оно находится на расстоянии примерно 12,7 миллиарда световых лет от Земли в созвездии Волосы Вероники. Это соответствует красному смещению z=6 (расстояния в космологии измеряются при помощи красного смещения, связанного с гравитационным расширением Вселенной). Диаметр нового скопления, состоящего из 15 (во время исследования было обнаружено 30 кандидатов, из которых только половину удалось подтвердить) отдельных галактик, составляет около 3 миллионов световых лет. Таким образом, довольно сложные структуры существовали в космосе уже через миллиард лет после Большого Взрыва. По утверждению исследователей, ранее был обнаружен кандидат в протоскопления, расположенный на расстоянии 13,1 миллиарда световых лет от Земли, однако, открытие до сих пор не было подтверждено. Это делает найденное японскими учеными скопление "самым удаленным из известных на настоящий момент". В середине апреля 2012 года появлялась информация о том, что ученым удалось обнаружить самую удаленную из известных на настоящий момент галактик - объект MACS1149-JD. Она располагалась на расстоянии примерно 13 миллиардов световых лет от Земли (красное смещение z=9,6).
2012	Физики обнаружили новую элементарную частицу. Параметры частицы согласуются с параметрами гипотетического бозона Хиггса, однако пока об открытии этого бозона речи не идет. По утверждению самих физиков, им предстоит еще многое проверить. Предполагаемая масса новой частицы - чуть более 125 гигаэлектронвольт. Об этом сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте CERN. Новые результаты были доложены в ходе открытого семинара, который проводился непосредственно в CERN. Доклад делали представители двух групп ученых, работающих с детекторами Atlas и CMS соответственно. Эти детекторы регистрируют элементарные частицы, образующиеся во время столкновений пучков в Большом адронном коллайдере. Примечательно, что пресс-релиз был опубликован до того, как закончился доклад. Первым выступал Джо Инкандела, представитель CMS. Он рассказал, что ученые из его коллаборации, куда входит 3,6 тысячи человек, анализировали данные по пяти возможным сценариям распада гипотетического бозона Хиггса. Первые два сценария дали очень сильный статистический сигнал (больше 5 сигма) для масс около 125 гигаэлектронвольт. Три других канала (так физики называют сценарии распада), однако, подпортили статистику. Из-за этого статистическая значимость открытия составляет для CMS около 4,9 сигма. Открытие считается совершенным, если значимость 5 сигма и выше. За Инканделой выступала Фабиола Джианотти, глава коллаборации Atlas. Она представила данные, собранные только по двум каналам. Полученная учеными статистическая значимость нового открытия составила 5 сигма. Показатель массы, однако, для Atlas несколько другой - около 126 гигаэлектронвольт. Свой доклад Джианноти закончила фразой: "На энергиях 126 ГэВ мы можем изучить новую частицу очень подробно. Спасибо, Природа". Таким образом, физики заключили, что открыта новая частица. При этом они подчеркивают, что результаты предварительные, и отмечают, что необходимо установить свойства новой частицы. Они, например, могут оказаться отличными от предсказанных свойств бозонов Хиггса (на самом деле существует несколько вариантов теорий, в некоторых из которых может быть больше одного бозона Хиггса). Бозон Хиггса - гипотетическая частица, квант поля Хиггса, ответственная за наличие у других элементарных частиц массы. Это последняя недостающая частица Стандартной модели - теории, описывающей взаимодействие в микромире.
2012	Физики-теоретики предложили несколько альтернативных объяснений результатам, полученным на Большом адронном коллайдере (БАК). Сразу несколько препринтов статей с изложением соответствующих результатов появились на сайте arXiv.org. 4 июля 2012 года во время открытого семинара в CERN (организация, курирующая БАК) были представлены результаты коллабораций CMS и Atlas, из которых следовало, что физикам удалось обнаружить новую частицу с массой около 125 гигаэлектронвольт. Вместе с тем, уверенности в том, что это именно бозон Хиггса, у ученых пока нет. Предстоит проверить многие свойства этой частицы (например, спин), прежде чем ученые смогут сказать, что это искомая частица. В свою очередь теоретики рассматривают разные альтернативные варианты. Так, физики из США рассматривают вариант, что обнаруженный при анализе данных сигнал может быть не сигналом самого бозона, а суперпозицией ("смесью") нескольких частиц. Как, например, состояние частицы нейтрино описывается суперпозицией нескольких базисных ароматов - тау, мюонного и электронного. В частности, самое лучшее согласование с данными наблюдений дает "смесь" сразу трех частиц. При этом сами авторы отмечают, что в статистику "в общем" лучше вписывается бозон Хиггса. Группа европейских физиков предлагает в качестве альтернативы "нестандартный" бозон Хиггса - частицу, поведение которой невозможно объяснить в рамках Стандартной модели. В своих рассуждениях они использовали то, что, согласно собранным данным, сигнал в канале распада на гамма-фотоны выше предсказанного. Дело в том, что физики не регистрируют сам бозон, а изучают результаты его распада. Так как в квантовой механике все основано на вероятности, то существует несколько вариантов (каналов) распада частицы. Один из таких каналов - превращение бозона Хиггса в два гамма-фотона. Сами исследователи пишут, что будут обновлять собственный препринт по мере появления новой статистики.
2012	Физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера (БАК) обнаружили ранее неизвестную частицу - возбужденный прелестный кси-барион. Работа будет опубликована в журнале Physical Review Letters. Открытие основано на наблюдениях результатов столкновений протонов, разогнанных в БАК. Эксперименты проводились в 2011 году, при этом энергия столкновений достигала 7 тераэлектронвольт. Частица была обнаружена при наблюдении результатов ее распада, анализ которого позволил установить массу новой частицы - 5945.0 ± 2.8 мегаэлектронвольт (в физике элементарных частиц масса и энергия измеряется в одних и тех же величинах). Это значительно больше, чем масса такой же частицы в невозбужденном состоянии, которую в 2011 году обнаружили физики, работающие на другом ускорителе - Теватрон в США. Возбужденный прелестный кси-барион (?_b^*0), как и все барионы, в том числе протоны и нейтроны, состоит из трех кварков. Кварки имеют шесть сортов или "ароматов", и, сочетаясь в разных комбинациях, образуют наблюдаемые элементарные частицы. Обнаруженный кси-барион состоит из верхнего, прелестного и странного кварков. Отрицательные заряды прелестного и странного кварков (по трети заряда электрона) компенсируются положительным зарядом верхнего кварка (две трети заряда электрона), поэтому в целом частица электрически нейтральна. Детектор CMS (компактный мюонный соленоид), данные которого были использованы в данной работе - только один из детекторов столкновения частиц, установленных на БАК. Разные детекторы "специализируются" на поиске частиц разной массы с помощью разных технологий. Недавно физики, работающие на БАК доложили о достижении рекордной светимости прибора - характеристики, отражающей частоту производимых столкновений, и скорость накопления экспериментальных данных.
2012	Коллаборация Belle, работающая с электрон-позитронным коллайдером KEKB в Японии, объявила об открытии новых экзотических адронов. Статья исследователей подана в Physical Review Letters. Во время работы ускорителя в нем сталкиваются пучки электронов и позитронов. В результате подобных столкновений образуются новые частицы, часто живущие совсем недолго. Статистически анализируя состав, направление и энергию разлетающихся "обломков", ученые определяют, какие частицы сталкивались. В новой работе было установлено, что во время столкновений работает следующая схема (или, как говорят физики, канал) по образованию пи-мезонов и мюонов. Сначала образуется экзотический адрон Zb, содержащий b-кварк и b-антикварк. После этого он распадается на кварконий (тип мезона, состоящий из кварка и антикварка одного аромата, в данном случае b) и пару обладающих зарядом пи-мезонов. Кварконий позже распадается на пару мюонов. Схема распада Zb говорит о том, что у него есть заряд. По утверждению ученых, из этого следует, что в его состав, помимо упомянутых выше b-кварка и b-антикварка входит еще как минимум два кварка. Если открытие подтвердится, то это станет первым экспериментальным случаем обнаружения частицы, состоящий из четырех кварков. Дело в том, что на настоящий момент известны только частицы, в состав которых входит два (мезоны) или три (барионы) кварка. Существование частиц, состоящих из большего количества этих элементарных кирпичиков, вообще говоря, не запрещается квантовой хромодинамикой - теорией, описывающей сильное взаимодействие. Вместе с тем, достоверно обнаружить их пока не получалось, хотя в экспериментах намеки на подобные частицы регулярно возникают - последний раз такое было в 2009 года на Тэватроне, когда была найдена частица Y(4140). Достоверное обнаружение такой частицы будет означать, что существующая классификация адронов, вообще говоря, далеко не полна.
2012	Физики, работающие на детекторе CMS Большого адронного коллайдера (БАК) обнаружили ранее неизвестную частицу - возбужденный прелестный кси-барион. Работа будет опубликована в журнале Physical Review Letters. Открытие основано на наблюдениях результатов столкновений протонов, разогнанных в БАК. Эксперименты проводились в 2011 году, при этом энергия столкновений достигала 7 тераэлектронвольт. Частица была обнаружена при наблюдении результатов ее распада, анализ которого позволил установить массу новой частицы - 5945.0 ± 2.8 мегаэлектронвольт (в физике элементарных частиц масса и энергия измеряется в одних и тех же величинах). Это значительно больше, чем масса такой же частицы в невозбужденном состоянии, которую в 2011 году обнаружили физики, работающие на другом ускорителе - Теватрон в США. Возбужденный прелестный кси-барион (=_b^*0), как и все барионы, в том числе протоны и нейтроны, состоит из трех кварков. Кварки имеют шесть сортов или "ароматов", и, сочетаясь в разных комбинациях, образуют наблюдаемые элементарные частицы. Обнаруженный кси-барион состоит из верхнего, прелестного и странного кварков. Отрицательные заряды прелестного и странного кварков (по трети заряда электрона) компенсируются положительным зарядом верхнего кварка (две трети заряда электрона), поэтому в целом частица электрически нейтральна. Детектор CMS (компактный мюонный соленоид), данные которого были использованы в данной работе - только один из детекторов столкновения частиц, установленных на БАК. Разные детекторы "специализируются" на поиске частиц разной массы с помощью разных технологий. Недавно физики, работающие на БАК доложили о достижении рекордной светимости прибора - характеристики, отражающей частоту производимых столкновений, и скорость накопления экспериментальных данных.
2012	Испанские ученые из Университета Саламанки, Хосе Сеновилла, Марк Марс и Рауль Вера, пришли к выводу о том, что не Вселенная расширяется с ускорением под воздействием темной материи, а в действительности замедляется время и замедляется сам космос. Исследователи опубликовали свою гипотезу в журнале Physical Review D. Ученые полагают, что в определенный момент, когда Земля уже давно прекратит свое существование, время и вовсе остановится, и "все будет выглядеть, как будто бы было заморожено, подобно картине, которая всегда существовала". По мнению космолога из Кембриджского университета Гарри Гибсона, эта гипотеза не настолько абсурда, как может показаться: "Мы полагаем, что время возникло во время Большого взрыва, и так же, как оно родилось, оно может и исчезнуть".
2012	Физики выяснили, что эксперименты, связанные с путешествием нейтронов между параллельными Вселенными, осуществимы на имеющейся в настоящее время аппаратуре. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В рамках работы ученые рассматривали трехмерное пространство как 3-брану - своего рода поверхность в пространстве большей размерности. В 2011 году физики уже установили, что две параллельные 3-браны могут обмениваться фермионами в присутствии достаточно мощного магнитного поля. Теперь ученые рассмотрели вопрос реализуемости описанных в работе условий на практике. В частности, они рассматривали ультра холодные нейтроны. Такие нейтроны могут быть заперты в специальных сосудах в вакууме. В таких условиях эти частицы хранят для изучения, в частности, бета-распада. Ученые определили, что при столкновении со стенкой сосуда существует ненулевая вероятность того, что нейтрон перескочит в иную Вселенную. Исследователям удалось оценить эту вероятность сверху. При этом они говорят, что для проверки гипотезы достаточно провести эксперимент, аналогичный экспериментам по изучению бета-распада, длительностью более года. По словам ученых, изменения гравитационного потенциала должны влиять на параметры распада, что можно будет зарегистрировать. Ученые отмечают, что главным достоинством их работы является то, что она позволяет получить экспериментальные подтверждения существования параллельных миров.
2012	CERN официально опроверг информацию о сверхсветовых нейтрино, полученных в ходе эксперимента OPERA. Об этом сообщается в пресс-релизе центра. В сообщении приводятся слова Серджио Бертолуччи, директора по исследованиям CERN, сказанные им во время доклада на конференции по нейтринной физике и астрофизике, проходящей в Киото. Он заявил, что "полученные результаты - это то, что все мы глубоко внутри и ожидали получить". По его словам, данные о сверхсветовых скоростях частиц стали результатом ошибки эксперимента, обнаруженной благодаря данным "конкурирующих" с OPERA экспериментов - Borexino, ICARUS и LVD. Все четыре используют в рамках работы замеры времени прибытия нейтринных пучков. "Мы смогли наглядно продемонстрировать силу научного метода - неожиданный результат был представлен на суд общественности и опровергнут. Именно так наука и движется вперед," - добавил Бертолуччи. Первые сообщения о регистрации мюонных нейтрино, движущихся со сверхсветовой скоростью, появились 23 сентября 2011 года. Тогда удалось установить, что нейтрино из CERN приходят в Гран-Сассо в среднем на 60 наносекунд раньше расчетного времени. Как следствие, получалось, что частицы движутся с 1,0000248 световой скорости. За несколько последних месяцев появилось большое количество разных объяснений, как теоретических, так и связанных с практической реализацией эксперимента. В частности, основной версией было плохое соединение кабеля.
2012	Международная группа физиков, в которую входят и российские исследователи, измерила важный параметр нейтринных осцилляций - так называемый тета 1-3, который оказался существенно выше, чем ожидалось. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Нейтрино и антинейтрино бывают трех сортов - электронные, мюонные и тау-нейтрино, а изменения сорта частиц называют нейтринными осцилляциями. Исследователи работали на экспериментальной установке, расположенной неподалеку от Шанхая. Электронные антинейтрино, которые образовывались в ядерных реакторах, обнаруживались двумя группами детекторов. Первая группа располагалась в непосредственной близости от реакторов, а вторая группа находилась на удалении около двух километров. Поскольку нейтрино практически беспрепятственно проходят через вещество, то уменьшение количества детектируемых частиц на дальних установках физики объясняли изменением их сорта. Детекторы ученых были способны фиксировать нейтрино только одного вида. Поэтому изменение сорта частицы приводило к её невидимости для прибора. Было установлено, что порядка 6 процентов нейтрино меняют свои свойства за время путешествия от ближних до дальних детекторов. Физики утверждают, что это дает значение тета 1-3 существенно выше, чем они могли предполагать, и планируют новые эксперименты. Прежде всего исследователей интересует, отличается ли уровень осцилляций у нейтрино и антинейтрино, поскольку ответ на этот вопрос сможет пролить свет на загадку асимметрии вещества во вселенной. Согласно современным представлениям, на ранних стадиях большого взрыва вещество и антивещество образовалось практически в равных количествах, однако первого было все же больше. Именно эта разница и составляет сейчас всю материю Вселенной. Поэтому исследования нейтрино, составлявших значительную часть ранней вселенной, должны помочь физикам понять, почему имел место перевес вещества и, таким образом, почему известная нам вселенная вообще существует.
2012	Ученые из Брукхейвенской национальной лаборатории попали в Книгу рекордов Гиннесса - на ускорителе RHIC они получили кварк-глюонную плазму, температура которой составляла 4 триллиона градусов Цельсия. Книга официально признала достигнутый температурный показатель самым высоким. Об этом сообщается на сайте лаборатории. Кварки представляют собой составные части адронов - частиц, участвующих в сильном взаимодействии (одно из четырех фундаментальных взаимодействий, наряду со слабым, электромагнитным и гравитационным). Они обладают так называемым свойством конфайнмента, суть которого состоит в том, что взаимодействие между кварками растет (а не уменьшается) с увеличением расстояния. Из-за этого в свободном виде кварки не встречаются, однако, в первое время после большого взрыва материя существовала в виде кварк-глюонной плазмы, состояния вещества, аналогичного обычной плазме с ионами (их роль играют кварки) и электронами (их роль играют глюоны). В Брукхейвенской национальной лаборатории такого состояния удается достичь благодаря столкновению ионов золота на околосветовых скоростях. Самое горячее вещество было получено еще в феврале 2010 года. Вместе с тем, до последнего времени этот рекорд оставался непризнанным Книгой рекордов Гиннесcа. Также, в Большом адронном коллайдере в ноябре 2010 года была получена температура в 10 триллионов градусов, однако, официально эти данные не были опубликованы. Из-за этого признанным оказался результат ускорителя RHIC. В 2005 году физикам удалось определить, что кварк-глюонная плазма ведет себя как идеальная, почти полностью лишенная трения жидкость.
2012	Физики установили, что вязкость кварк-глюонной плазмы могла быть переоценена. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters. Кварк-глюонная плазма - это экзотическое состояние адронного вещества, при котором облако вещества остается глобально бесцветным (взаимодействие кварков, из которых состоят адроны, описывается цветами или ароматами), в то время как каждая конкретная частица обладает некоторым цветом. В рамках новой работы ученые рассматривали анизотропную кварк-глюонную плазму, то есть плазму, свойства которой не одинаковы по всем пространственным направлениям. По словам ученых, именно такого рода плазма образуется в ускорителях, поскольку при столкновении частицы летят и сталкиваются вдоль одной линии, поэтому ни о какой симметрии речи не идет. Как следствие, физикам удалось получить меньшую оценку на вязкость плазмы, чем была известна ранее. В сообщении ученые говорят, что сделали "идеальную жидкость" (имея в виду плазму) еще "более идеальной". Исследователи отмечают, что предсказанные учеными свойства плазмы можно будет проверить на практике в Большом адронном коллайдере. В этом ускорителе происходит столкновение пучков протонов, которые и приводят к образованию кварк-глюонной плазмы. Считается, что в состоянии кварк-глюонной плазмы вещество находилось после Большого взрыва. Впервые в лаборатории такая плазма была получена в 2005 году на ускорителе RHIC Брукхейвенской национальной лаборатории. Разумеется, посчитать напрямую вязкость такой плазмы невозможно, поэтому ученые используют различные теоретические модели. Примечательно, что даже они дают ненулевое значение этого физического параметра (для сравнения, идеальная жидкость в гидродинамике - жидкость с нулевой вязкостью), которое, впрочем, много меньше вязкости "обычных" жидкостей, как, например, сверхтекучего гелия.
2012	Ученые показали, как физические законы, симметрично действующие в пространстве, могут приводить к образованию несимметричных объектов, которых в нашей вселенной большинство. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Исследователи использовали созданную ими математическую модель, которая помогала анализировать двумерные узоры, образуемые расположением виртуальных точек. Зная расположение точек, ученые могли сказать, как именно эти точки должны взаимодействовать, чтобы получился наблюдаемый узор. Математики решили обратить используемый алгоритм, и узнать, смогут ли взаимодействующие равномерно во всех направлениях частицы породить узор, который был бы несимметричен. Причем речь шла именно о зеркальной несимметричности, то есть хиральности. Хиральные объекты не могут быть совмещены друг с другом, как их ни поворачивай. Например, правую руку никак нельзя заставить совпадать с левой, если только не отразить ее в зеркале. Сила взаимодействия между частицами в модели зависела только от расстояния между ними. Это значит, что во всех направлениях она была одинакова. Оказалось, что если специально подобрать свойства притягивания и отталкивания взаимодействующих частиц, то они смогут складываться в узоры, имеющие как "левые" так и "правые" зоны. Впрочем, характер закона, по которому взаимодействовали частицы, оказался довольно сложным. На каком-то расстоянии частицы отталкивались, на каком-то притягивались. Большинство реальных физических взаимодействий имеют гораздо более простой характер. Тем не менее, ученым удалось показать интересный факт, который может помочь теоретикам предложить новые сценарии возникновения сложности во Вселенной. Симметрия является неотъемлемым свойством большинства физических законов. В то же время наблюдаемая Вселенная несимметрична, и не вполне понятно, как именно эта несимметричность может возникать. Она наблюдается на многих уровнях. Не известны причины асимметрии между веществом и антивеществом, разница в количестве которых составляет основу существования видимой Вселенной. Асимметрия играет важную рроль в биологии. Почти все биологические вещества, в том числе аминокислоты, сахара и нуклеотиды хиральны, зеркально несимметричны, причем в живой природе всегда присутствует только один вид молекул из пары "левого" и "правого" вариантов. В качестве одной из гипотез о возникновении хиральности ученые рассматривали влияние метеоритов.
2012	Физики предложили новую схему обнаружения загадочных частиц темной материи, которая поможет найти частицы относительно небольших масс (если, конечно, такие существуют). Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters. В настоящее время, одной из господствующих гипотез является гипотеза о вимпах - слабо взаимодействующих массивных частицах, которые не участвуют в электрослабом и сильном взаимодействиях (и, как следствие, лежат вне Стандартной модели). Для поиска такого рода частиц используются разнообразные детекторы, в которых предполагается регистрировать взаимодействие вимпов с атомами некоторого рабочего тела с последующей ионизацией атомов. При расчете отклика от такого детектора обычно считается, что частица темной материи взаимодействует с ядром атома. Подобный метод имеет существенные ограничения на массу вимпов, которые можно поймать таким образом. В частности, они должны быть достаточно тяжелыми, чтобы ионизировать атомы рабочего тела. В рамках новой работы ученые предложили новую методику расчетов сигнала. В частности, они предположили, что частицы темной материи могут взаимодействовать не с ядром атома, а с его электронами. Их расчеты показали, что такого рода взаимодействие можно методами статистического анализа "выловить" в массе собранных данных. В частности, их метод может помочь в регистрации частиц с массой менее одного гигаэлектровольта (если таковые существуют). Чтобы доказать, что их метод работает, физики проанализировали данные, собранные экспериментом XENON. В рамках этого эксперимента детекторы, содержащие в общей сложности около 150 килограммов ксенона (он выступает в роли рабочего тела), размещены в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии. Эта лаборатория с одной стороны располагается на высоте почти километр над уровнем моря, с другой - скрыта горными породами толщиной 1,4 километра. Она совсем недавно попала на страницы изданий по всему миру благодаря тому, что именно здесь располагается эксперимент OPERA, в котором из-за технической ошибки были зарегистрированы нейтрино, движущиеся со сверхсветовой скоростью. По словам ученых, их метод пока не дал конкретных результатов, однако, может пригодиться для будущих исследований.
2012	Ученые из Мичиганского университета и университета Стокгольма количественно оценили взаимодействие человеческого тела с темной материей. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В рамках исследования ученые рассматривали среднего человека массой 70 килограммов. Темную материю они считали состоящей из вимпов (WIMP) - слабо взаимодействующих массивных частиц. Всего сквозь человеческое тело каждую секунду пролетают миллиарды частиц темной материи, из которых взаимодействуют с атомами тела лишь единицы. Сначала ученые определили, что основная часть взаимодействий происходит между вимпами и атомами кислорода или водорода. При энергии вимпов около 60 гигаэлектронвольт происходит несколько десятков подобных столкновений в год. При более низких энергиях (ученые рассматривали сразу несколько вероятных теорий ) количество столкновений может достигать сотен тысяч в год (порядка одного столкновения каждые пять минут).
2012	Профессор Канзасского университета Михаил Медведев предложил объяснение дефициту гало темной материи и проблеме каспов - он предложил считать, что у этого типа материи есть как минимум два аромата. Об этом сообщает ФИАН-инфо. Медведев действовал по аналогии с нейтрино. Известно, что эти частицы бывают трех ароматов (к кварковым ароматам этот термин не имеет никакого отношения) - мюонные, тау- и электронные. Всякое возникающее в природе нейтрино оказывается, по сути, смесью (суперпозицией) нескольких типов нейтрино. Так как разные ароматы имеют разную массу, то они распространяются в пространстве по-разному, поэтому, во время движения состав "смеси" меняется и частица меняет свой тип. В рамках новой работы физик предположил, что темная материя состоит из неких, как минимум двухкомпонентных частиц (то есть у темной материи имеется два аромата). Описав взаимодействие таких частиц между собой, Медведев установил, что динамика такой материи будет несколько отличаться от принятой в теории вимпов (WIMP - слабо взаимодействующие частицы). "Все, что находится на больших масштабах - галактики, их скопления, большие филаменты, которые любят изображать на картинках, - все это останется на месте. Изменится структура Вселенной на очень маленьких масштабах - порядка килопарсека. И эти изменения вполне могут решить основные на сегодняшний день проблемы холодной темной материи", - приводит агентство слова физика. Первая проблема - это дефицит сгустков темной материи. Согласно существующим моделям, таких сгустков (речь идет про так называемые гало карликовых галактик) должно быть как минимум в 30 раз больше, чем наблюдается сейчас. Вторая проблема - сверхвысокая плотность темной материи в скоплениях. Эта проблема получила название проблемы каспов, поскольку приводит к возникновению изломов на графике зависимости плотности темной материи от расстояния. Все эти сложности позволяет преодолеть предложенная Медведевым поправка теории. Согласно современным представлениям, обычная материя составляет 4 процента от всей материи-энергии Вселенной (эквивалентность материи и энергии определяется известным уравнением Эйнштейна E=mc2), темная - 24 процента, а остальные 72 приходятся на темную энергию. Существование темной материи, участвующей в гравитационном взаимодействии и не участвующей в электромагнитном, было обнаружено после изучения аномально высоких радиальных скоростей звезд на краю многих галактик.
2012	Японские физики выяснили причины зависимости сверхпроводимости теллурида железа от обработки красным вином. В 2009 году группа японских ученых обнаружила, что пленки материала SrFe2As2 под воздействием воды превращаются в сверхпроводники. В 2010 году в Physical Review B появилась работа другой группы японцев, в которой аналогичный эффект (речь идет о температурах 5-10 кельвинов) был обнаружен для поликристаллов теллурида железа, допированных серой, которые при нормальных условиях свойств сверхпроводимости не демонстрирует. При этом ученые установили, что сверхпроводимость возникает не только под воздействием воды, но и в результате воздействия на образец воздуха, легирования кислородом и (благодаря этому ученые привлекли внимание непрофильных СМИ) обработки материала алкоголесодержащими веществами. В качестве последних выступали пиво, саке и разные вина. При этом исследователи обнаружили, что лучше всех сверхпроводимость индуцирует красное вино. В рамках новой работы исследователи пытались выяснить, что именно в вине воздействует на теллурид железа. Для этого ученые подготовили несколько образцов красных вин, приготовленных из разных сортов винограда - гаме, мерло, каберне совиньон, пино нуар и санджовезе. Выращенный в кварцевой камере тилллурид ученые разделили на несколько фрагментов, каждый из которых был помещен в сосуд с вином, в котором его держали при температуре 70 градусов 24 часа. Наибольший эффект продемонстрировало Божоле 2009 года (оно делается из гаме). Проанализировав состав вин, ученые пришли к выводу, что именно этот образец содержал наибольшее из всех количество винной кислоты. После исследователи повторили эксперимент, взяв вместо вина смесь воды с винной кислотой. Эта смесь показала себя лучше обычной воды, но до эффекта Божоле не дотянула. По словам исследователей, это означает, что обнаруженный эффект требует дальнейшего изучения.
2012	Физики из института имени Лебедева обнаружили у металлических наноостровов необычные свойства. В частности, они обнаружили фотопроводимость, не характерную для металлов, гигантскую диэлектрическую проницаемость, а также возможность управления удельной проводимостью при помощи внешнего поля. Об этом сообщает "ФИАН-инфо". В рамках работы изучалась система, которая представляет собой металлические островки толщиной от 5-15 ангстрем и диаметром 50-400 ангстрем (1 ангстрем равен 0,1 нанометра) на обязательно шероховатой диэлектрической подложке, выполненной, например, из стекла, керамики или даже бумаги. Ранее предполагалось, что электрические свойства таких систем описываются прыжковой проводимости Шкловского и Эфроса. В рамках этой теории свойства материалов определяются расположением центров легирования (центров островов). В ходе эксперимента было обнаружено, что с ростом температуры проводимость систем растет, напоминая в этом смысле легированные полупроводники. Ничего подобного теория прыжковой проводимости объяснить не в состоянии, поэтому авторы работы предоставили собственное объяснение эффекта. По их мнению, поведение системы объясняется тем, что часть из островков заряжена положительно, а часть - отрицательно. Как следствие, исследователям удалось предсказать и обнаружить фотопроводимость. "В справочниках каждому металлу присуща своя удельная проводимость. Это константа, которая не зависит ни от внешних сильных воздействий, ни от поля. У наших систем проводимость константой не является, она изменяется с возрастанием поля. Например, если приложить к системе электрическое поле, то проводимость начинает нелинейно возрастать и может меняться от нескольких процентов до 2-3 раз. Этот факт открывает большой прикладной аспект - мы имеем систему, проводимостью которой можно управлять", - приводит "ФИАН-инфо" слова одного из авторов исследования Федора Пудонина.
2012	Ученые из Австралии и США установили, что закон Ома выполняется и для нанопроводов. Ранее это ставилось под сомнение из-за возможных квантовых эффектов. Статья ученых появилась в журнале Science. В рамках исследования ученые покрыли подложку из кремния водородом, после чего проделали в покрытии борозды при помощи иглы сканирующего туннельного микроскопа. Полученную поверхность обработали фосфором, в результате чего обнаженные регионы кремниевой подложки приобрели вкрапления этого вещества. В конце опыта после нагрева (это позволило избавиться от водорода) подложка была покрыта слоем кремния. В результате операции ученые получили подложку с "проводами" из легированного фосфором кремния, самые миниатюрные из которых были высотой в один атом, а шириной в четыре. Экспериментально ученые установили, что удельное сопротивление электрическому току не зависит от диаметра такого провода, в то время как остальные "металлические" характеристики проводов удалось проверить при помощи численного моделирования. Из этого ученые заключили, что закон Ома, который связывает напряжение, силу тока и сопротивление проводника, по-прежнему выполняется. Исследователи полагают, что ключевую роль в классическом поведении нанопроводов играет тот факт, что они расположены непосредственно внутри кремниевой подложки. Из-за этого у них нет поверхности, которая могла бы влиять на мобильность электронов в материале. По словам специалистов, которые приводит Nature, новые результаты имеют непосредственное значение для электроники. Так, одним из препятствий в дальнейшей миниатюризации электронных цепей является возникновение квантовых эффектов. В рамках новой работы исследователи показали, что влияние этих эффектов может быть существенно переоценено. При этом специалисты по производству электроники утверждают, что метод производства проводов, использованный в работе, не подойдет для современных производств. В настоящее время электроника печатается методом фотолитографии, при котором цепи формируются непосредственно на поверхности подложки.
2012	Физики из Шанхайского Института Керамики и Калифорнийского Технологического Института установили, что хорошая эффективность селено-медных термоэлектрических генераторов объясняется характерным для жидкости поведением атомов меди в кристаллической решетке селена. Работа опубликована в журнале Nature Materials. Сплавляя в тигле медь и селен, а затем медленно остужая полученный расплав, физики давали селену образовать кристаллическую решетку. Полученное вещество оказалось термоэлектриком, то есть преобразовывало тепловую энергию в электрическую. Если пластину такого вещества поместить на границу между горячим и холодным телом, электроны потекут сквозь пластину, генерируя электрический ток. Эффективность термоэлектриков зависит от их теплопроводности. При высокой теплопроводности градиент температуры в веществе быстро исчезнет, а вместе с ним прекратится и электрический ток. Чем хуже проводит тепло термоэлектрик, тем эффективнее он генерирует электричество. Хороший генератор должен обладать, казалось бы, противоположными свойствами. С одной стороны, он должен хорошо проводить генерируемое электричество, и, следовательно, обладать кристаллической решеткой, обеспечивающей транспорт электронов. С другой стороны, кристаллические вещества, в отличие от жидких(аморфных), хорошо проводят тепло, что снижает эффективность термоэлектрика. Физики установили, что в селено-медном сплаве сочетаются два состояния вещества - жидкое и твердое. Селен образует кристаллическую решетку, обеспечивая проведение генерируемого тока, а медь заполняет в ней полости, при этом совершенно хаотично. Атомы меди могут двигаться внутри кристаллической решетки селена словно в жидкости. Жидкое состояние меди в сплаве не дает распространяться поперечным тепловым колебаниям, что сильно снижает теплопроводность. Поэтому сплав обладает столь необычной эффективностью. Термоэлектрики уже применяются в космических технологиях для генерации электричества. Потенциальная сфера их применения очень широка. Впервые сплав меди и селена использовало NASA около 40 лет назад, но тогда никто не мог объяснить его высокой эффективности. Знание принципов, лежащих в основе работы должно помочь ученым получить гораздо более эффективные их разновидности.
2012	Физик из Университета королевы Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия, показал, что одноименно заряженные металлические сферы при сближении на достаточно короткое расстояние чаще всего будут притягиваться, а не отталкиваться. Работа ученого принята к публикации в журнале Proceedings of the Royal Society A. Отталкивание одноименных зарядов - одно из фундаментальных положений теории электричества еще с середины XVIII века. Новозеландский физик Джон Лекнер (John Lekner ) показал, что когда речь идет о взаимодействии одноименно заряженных металлических сфер, то они ведут себя далеко не всегда так, как предполагает интуиция. Необычное поведение, по словам физика, объясняется тем, что металлические сферы практически свободно проводят ток, благодаря чему на их поверхности могут образовываться отображенные заряды. Такое происходит, когда одна из сфер (допустим, положительно заряженная) приближаясь к другой сфере, отталкивает ее положительные заряды на противоположную сторону, обнажая пятно отрицательных зарядов. Статья физика посвящена расчетам того, как именно будут вести себя заряды на сферах в разных условиях и какая из сил - притяжения или отталкивания должна в каждом случае возобладать. Оказывается, что отталкивание является частным случаем взаимодействия заряженных сфер - оно наблюдается, когда заряды на телах одинаковы, - тогда ни один из них не может индуцировать образование значительного отображенного заряда. Точнее говоря, речь идет не о равных зарядах, а их распределении, идентичном тому, которое образовалось бы при их соприкосновении. Ученый отмечает, что эффект притяжения может наблюдаться только на небольшом расстоянии. Когда размеры сфер малы по сравнению с расстоянием между ними, тела отталкиваются, то есть ведут себя так, как и должны себя вести одноименно заряженные материальные точки. Лекнер отметил, что физики работают с электричеством уже более двух столетий, поэтому эффекты, подобные описанным, наверняка уже наблюдались и ранее, но не привлекали внимания исследователей. Так, Уильям Сноу Харрис, придумавший молниеотвод для кораблей, писал, что в его опытах с заряженными дисками "отталкивание иногда совершенно исчезало и сменялось притягиванием".
2012	Исследователи под руководством нобелевского лауреата Константина Новоселова засняли процесс спонтанного восстановления дыр в графене. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology Review. Авторы создали с помощью пучка электронов в одноатомном слое углерода дыры, а затем наблюдали за их поведением с помощью электронной микроскопии. Стабильность дефектов зависела от химического состава среды. Если в ней присутствовали ионы палладия, то они образовывали комплексы с краевыми атомами углерода. При высоких концентрациях палладия дефекты имели тенденцию расширяться. При низкой концентрации ионов металлов и наличии в среде углерода, пограничные атомы оказались способны формировать новые связи, которые "зашивали" дефект. Дыры в таком случае исчезали. Если углерод присутствовал в форме углеводородов, то "заплаты" преимущественно состояли из циклов углерода из 5, 6, или 7 атомов. При этом в слой включался углерод, валентности которого были заняты водородом. Если же углерод присутствовал в атомарной форме, то дефекты залечивались практически идеальными шестичленными циклами, характерными для графена. Работа показывает, что образующиеся при производстве графена дефекты можно эффективно удалять с помощью относительно несложной процедуры. Кроме того, из опубликованных данных следует, что, при правильном подборе химического окружения, графен можно получать не только с помощью стандартной процедуры отслаивания, но и непосредственно наращивая однослойный кристалл на затравке. Окажется ли такой способ производства практичным, пока не ясно. Константин Новоселов совместно с Андреем Геймом за работы по изучению графена в 2010 году удостоился Нобелевской премии по физике. Из-за своих уникальных электрических и механических свойств одноатомный углерод считается на сегодняшний день одним из самых перспективных материалов. Он может стать основой новых видов микропроцессоров, сенсоров или, например, мембран для обессоливания воды.
2012	Физики обнаружили у родственника графена графина (также двумерной аллотропной модификации углерода) необычные электрические свойства, которые могут послужить созданию транзисторов на основе этого материала. Статья ученых появилась в Physical Review Letters. В графине атомы углерода лежат, как и в графене, в одной плоскости. В отличие от последнего, однако, имеются атомы с двойными и тройными связями, то есть полученная структура отличается от правильной гексагональной решетки. Как следствие, существует множество разных структур графина - в рамках работы изучался так называемые 6,6,12-графин, который состоит из двух типов шестиугольников, правильного со стороной 1, и неправильного со сторонами 1 и 3. Используя теорию функционала плотности - основной метод для расчета электронной структуры молекул и конденсированного вещества в физике и химии, основанный на законах квантовой механики - исследователи пришли к выводу, что в подобном материале электропроводность зависит от направления. По словам ученых, это свойство можно использовать для создания транзисторов. На настоящий момент графин (причем не 6,6,12-графин) был синтезирован всего лишь один раз. По словам химиков, которые приводит Physical Review Focus, в лабораторных условиях можно синтезировать небольшие фрагменты графина, однако полноценных листов, которые и демонстрируют необычные свойства, пока получить не удавалось. Андрей Гейм, получивший в 2010 году Нобелевскую премию за открытие графена, заявил изданию, что "графин - это и так очень интересный материал, а новые результаты делают его еще интереснее." При этом он надеется, что на создание практических технологий получения материала уйдет не 60 лет (имеется в виду история с графеном, который теоретически был предсказан задолго до своего получения на практике). В начале 2009 года ученым удалось получить графан. В результате обработки графена газообразным водородом в присутствии электрического тока атомы водорода присоединились к атомам углерода поочередно один сверху "листа", другой снизу, немного деформируя плоскую структуру исходного материала. Статья ученых появилась в журнале Science.
2012	Китайские физики предложили два новых вида твердого углерода, который, вероятно, отличается относительной стабильностью. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В настоящее время физики активно изучают преобразования, которые претерпевает углерод при высоком давлении и различных температурах. Для работы используются как экспериментальные установки с алмазными наковальнями, так и теоретические расчеты на основе численного моделирования процессов внутри материала. Новая работа китайцев относится ко второй категории. Исследователи моделировали поведение углерода при комнатной температуре и высоком давлении (до 10 гигапаскаль). В результате им удалось обнаружить две новые модификации, которые получили названия H- и S-углерод. Сами исследователи настаивают, что полученные таким образом вещества отличаются сравнительной стабильностью, в отличие от прежних похожих результатов. В 2009 году ученые открыли другую экзотическую модификацию углерода - так называемый M-углерод. Статья исследователей с изложением результатов появилась в журнале Physical Review Letters в мае этого года. Примечательно, что в 2003 году ученые получали этот материал в лабораторных условиях.
2012	Графен, представляющий собой одноатомный слой углерода, широко известен как материал с необычными физическими свойствами. Однако сам по себе не подходит для создания фотодетекторов, поскольку плохо поглощает свет. Ученые решили увеличить долю поглощаемого света за счет нанесения на графен квантовых точек. Квантовыми точками называют частицы проводников, имеющие настолько небольшой размер, что их электроны проявляют квантовые свойства - например, могут возбуждаться, поглощая квант света. Длина волны поглощаемого квантовой точкой света зависит прежде всего от размера и формы кристалла. В ходе эксперимента к графену (полученному стандартным способом с использованием липкой ленты) присоединяли микроскопические золотые электроды. Затем на него наносили кристаллы сульфида свинца, после чего полученное устройство облучали светом разных длин волн. Для увеличения диапазона поглощаемых длин волн, кристаллы имели разный размер. После тщательного подбора методики изготовления и нанесения кристаллов авторам удалось добиться внутренней квантовой эффективности (то есть доли переданных графену квантов, от тех, что образовались в квантовых точках) в 25 процентов, что, по мнению авторов, говорит о весьма высокой эффективности передачи. Разработанный метод авторы надеются применить в создании светочувствительных приборов - матриц фотоаппаратов, камер, приборов ночного видения. Многие ученые считают графен материалом "номер один" в электронике, из-за его высокой электропроводности, прочности и других необычных свойств. Они надеются, что со временем он сможет заменить кремний во многих устройствах, например при создании на основе графена электрических батарей.
2012	Ученые из Кембриджа предложили новый способ получения графена при температурах, "близких к комнатным". Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. В настоящее время получение графеновых пленок представляет собой довольно сложный процесс. При температурах порядка 1000 градусов углеродосодержащие материалы испаряют, после чего они конденсируются на специальных подложках. После формирования пленки ее необходимо еще перенести непосредственно на "рабочую" поверхность. В рамках новой работы ученые предложили следующий метод. На первом этапе поверхность покрывается тонкой пленкой из никеля. После этого поверх пленки наносится паста, содержащая графит. После этого полученный "бутерброд" высушивается. При этом часть атомов углерода проникает сквозь естественные каналы под никелевую пленку, формируя под ним слой толщиной в один атом, то есть графен. Верхние слои после этого удаляются химическим способом. Новый метод проще предыдущих сразу по нескольким параметрам. Он не требует дорогостоящих и сложных в получении монокристаллических подложек - пленку можно формировать на самых разных поверхностях (в работе ученые опробовали свой метод на стекле, пластике, кремниевых подложках и других). В частности, это означает, что пленку можно получать сразу на рабочей поверхности, например, для создания электронных схем. Во-вторых, новый метод требует сушки при температурах в 25-160 градусов Цельсия, что на порядок упрощает установку для получения графена и ее потенциальную стоимость.
2012	Группе физиков под руководством Кирилла Болотина из Университета Вандербильда удалось установить причину низкой электронной подвижности в графене. Кроме этого они смогли увеличить этот показатель в три раза. Результаты их работы публикует журнал Nature Communications. Исследователи помещали слой графена на специальную подложку с позолоченными электродами и измеряли скорость движения электронов при погружении пленки в различные среды. Было установлено, что чем больше вещество, окружающее пленку графена экранирует электрическое поле, тем быстрее движутся электроны в самом графене. Максимальную электронную подвижность 60 000 см2/(В·с) графен показал, когда был погружен в анизол. Благодаря полученным результатам у исследователей появился не только рецепт увеличения электронной подвижности, но они также получили ответ на вопрос о том, почему её значение у реального графена всегда ниже теоретически возможного. Теоретически, графен должен иметь электронную подвижность, превосходящую почти все известные материалы. Но в процессе получения материал оказывается загрязнен примесями, которые несут электрический заряд. Их, наряду со складками поверхности, подозревали физики, когда искали причину низкой электронной подвижности. До работы группы Болотина подозрения оставались теоретическими, но теперь получили экспериментальное подтверждение. Увеличение электронной подвижности в среде, которая хорошо экранирует электрическое поле означает, что низкое наблюдаемое значение объясняется влиянием электрического поля примесей.
2012	Инженеры из Пенсильванского университета научились в промышленном формате выращивать диэлектрическую подложку для графена. Подложка состоит из нескольких слоев гексагонального нитрида бора, на поверхность которого наслаивается одноатомный углерод. Работа опубликована в журнале ACS Nano. Ученые использовали для производства подложки собственную технологию конденсации нитрида бора из газообразного состояния. Графен, перед нанесением на подложку обрабатывали водородом так, чтобы гидрировать все оборванные связи, которые возникают на краях атомного монослоя. Благодаря такой обработке авторам удалось снизить напряжение в графене и, соответственно, уменьшить сминание материала при наложении на нитрид бора. Качество соединения графена и подложки проверяли с помощью спектроскопии и измерения подвижности электронов. Разработанная авторами технология позволяет производить пригодный для наслоения нитрид бора размером со стандартную для кремниевой электроники подложку. Авторы надеются, что разработанную технологию можно будет непосредственно применить для производства процессоров на основе графена. Для работы электронным компонентам требуется подложка, служащая основой, на которой создаются микроскопические полупроводниковые устройства. У стандартных кремниевых процессоров такой подложкой служит монокристалл кремния, на поверхности которого с помощью фотолитографии создают микроскопические диоды, транзисторы и другие элементы. Для графена подложка из кремния не подходит, поскольку кристаллические решетки кремния и графена сильно отличаются друг от друга. В качестве подложки для графена ученые часто используют нитрид бора, имеющий очень похожую на графен гексагональную кристаллическую решетку (иногда его даже называют белым графеном). Для промышленного производства электроники на основе графена необходимо иметь работающую технологию производства подложки соответствующего размера. До сих пор удавалось получать лишь микроскопические участки нитрида бора, подходящие для наложения монослоя атомов графена.
2012	Японские и европейские физики создали источник единичных фотонов на основе дефекта в алмазе, работающий при комнатной температуре. Статья ученых появилась в журнале Nature Photonics. В рамках работы рассматривались особые дефекты, именуемые NV-центрами, или азотно-замещенными вакансиями в алмазе. Это класс так называемых точечных дефектов, состоящих из связанных (в квантовом смысле) дырки на месте одного из атомов углерода и атома азота. Он довольно популярен у ученых - в конце ноября 2011 года, например, с помощью такого NV-центра было предложено изучать магнитные поля отдельных атомов. Алмазы с такими дефектами помещали на двухслойную подложку, состоящую из слоя чистого алмаза и слоя легированного бором и фосфором алмаза. К подложке были подведены электроды. Когда на них подавался электрический ток, на поверхности подложки наблюдались точечные источники света ровно в тех местах, где располагались дефектные алмазы. Проанализировав динамику электролюминесценции (в том числе и с помощью компьютерного моделирования), ученые пришли к выводу, что она возникает непосредственно в NV-центре. Физики говорят, что благодаря этому такие источники света могут быть уменьшены. К еще одним плюсам таких источников относится то, что они работают при комнатной температуре в отличие от других источников, которые обычно требуют охлаждения до почти абсолютного нуля. Источники отдельных фотонов могут пригодится при создании квантовых компьютеров. Недавно, например, физики создали универсальный канал для работы таких вычислительных машин. Этот канал представляет собой оптический кабель, с расположенными на концах ловушками с атомами рубидия внутри. Для передачи квантовых сообщений в такой системе используются отдельные фотоны, которые запускают внутрь оптической ловушки.
2012	Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) официально утвердил названия 114-го и 116-го элементов таблицы Менделеева. Элемент под номером 114 получил название "флеровий" (Flerovium, в российской печати встречается вариант "флёровий") и символическое обозначение Fl. Элемент 116 будет называться "ливерморий" (Livermorium), в двухбуквенной записи Lv. Официальные наименования будут опубликованы в июльском выпуске журнала Pure and Applied Chemistry. Таким образом, ИЮПАК принял наименования, предложенные в начале декабря 2011 года российско-американской группой ученых, синтезировавшей сверхтяжелые элементы. Элемент под номером 114 был синтезирован в 2000 году под руководством академика РАН Юрия Оганесяна в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне. 116 элемент был получен там же 4 года спустя. В июне 2011 года ИЮПАК совместно с Международным союзом теоретической и прикладной физики официально признал результаты физиков, после чего им была предоставлена возможность предложить собственные варианты наименований элементов. Ученые предложили назвать элементы в честь двух лабораторий, участвовавших в работе. Флеровий, который до получения своего официального названия именовали унунквадий, назвали в честь Лаборатории ядерных реакций имени Флерова, где он был синтезирован. Элемент получил имя Георгия Николаевича Флерова (1913-1990), советского физика, академика, основателя Объединенного института ядерных исследований в Дубне. В 1940 году он открыл новый тип радиоактивных превращений - спонтанное деление ядер урана. Ливерморий получил свое названия от города Ливермора (Livermore) в штате Калифорния, где расположена лаборатория имени Лоуренса, члены которой длительное время сотрудничают со своими коллегами из лаборатории Флерова и участвуют в экспериментах по синтезу сверхтяжелых ядер. Помимо флеровия и ливермория в дубнинском институте в разное время были получены элементы с порядковыми номерами 104, 113, 115, 117 и 118.
2012	Физикам впервые удалось получить параметры ядерного магнитного резонанса для плутония. Он был последним элементом, для которого эти параметры оставались неизвестными. По словам исследователей, новые результаты помогут в изучении химических свойств соединения этого элемента и, как следствие, прояснят процессы, происходящие с ядерными отходами. Статья ученых появилась в журнале Science. Явление ядерного магнитного резонанса было открыто в 30-е годы прошлого века и представляет собой поглощение или излучение электромагнитной энергии ядрами с полуцелым спином в сильном магнитном поле. Открытие этого эффекта, среди прочего, привело к созданию метода магнито-резонансной томографии, а также появлению новых методов изучения состава различных веществ. Для работы подобных методов необходимо в первую очередь знать "отклик" ядра в магнитном поле. Последним ядром с полуцелым спином, для которого такой отклик не был известен, был плутоний. Теперь ученым удалось решить эту проблему. По словам исследователей, сделать это удалось, поместив образцы крайне чистого оксида плутония в мощное (от 4 до 8 тесла) магнитное поле при температуре 4 кельвина. По словам самих исследователей, во время работы они сами до конца не верили в успех предприятия - дело в том, что вычислить структуру безуспешно пытались в течение последних 50 лет. Теперь, когда параметры ядерного магнитного резонанса известны, ученые планируют использовать их для изучения, например, ядерных отходов. "В теории можно взять образец отходов и довольно дешево, безопасно и легко определить очень точно, в каких условиях подобные отходы следует хранить", - рассказал один из авторов работы Георгис Коутролакис журналу New Scientist о перспективах метода. В октябре 2011 года физики использовали метод ядерного магнитного резонанса для того, чтобы впервые на практике проверить эргодичность конкретной динамической системы. Исследование сразу двух коллективов ученых появилось в журнале Angewandte Chemie.
2012	Физики получили новые данные о распределении нейтронов внутри ядра свинца. Статья исследователей принята к публикации в журнале Physical Review C. В рамках работы ученые облучали электронами ядра свинца-208. Электроны взаимодействовали как с протонами в ядре (электромагнитное взаимодействие), так и с нейтронами (слабое взаимодействие). Последнее, которое и интересовало ученых, приводит к изменению соотношений по-разному поляризованных электронов. В квантовой механике элементарные частицы и их системы описываются некоторыми функциями, называемыми волновыми (они, в некотором смысле, описывают вероятность нахождения той или иной частицы системы в данной точке). Такое описание может приводить к тому, что частица оказывается размазана по некоторому региону пространства. Именно поэтому в работе речь идет о совместном распределении нейтронов и протонов. В рамках этой работы ученые определили несколько интересных свойств такого распределения. Например, оказалось, что "слабый" радиус ядра (то есть радиус сферы, внутри которой размазаны заряды в смысле слабого взаимодействия) больше электромагнитного (то есть радиуса, внутри которого обитают электромагнитные заряды). Как следствие у атома свинца существует тонкая нейтронная корка, под которой лежат протоны. Отличительной особенностью новой работы является то, что это исследование в основном полагается на эксперимент, в отличие от предыдущих, которые использовали преимущественно численное моделирование. По словам исследователей, новые данные помогут, например, в изучении многих космологических вопросов. Так, результаты о распределении протонов и нейтронов помогут уточнить модели нейтронных звезд, которые устроены похожим образом - у них тоже есть нейтронная корка. Также данные могут прояснить детали R-процесса, ответственного за образование тяжелых элементов во время взрыва сверхновых.
2012	Химикам из Университета Вюрцбурга впервые удалось получить соединение бора с тройной связью. Работа ученых опубликована в журнале Science. Различные группы ученых с помощью компьютерных расчетов показали, что соединение с тройной связью между двумя атомами бора должно быть стабильно. Тем не менее, до сих пор попытки синтезировать такие вещества были безуспешны. При температуре немного выше абсолютного нуля эти соединения разрушались. Для получения соединения бора с тройной связью авторы исследования решили использовать вспомогательные вещества - доноры электронов. В нужном соединении все внешние электроны атомов бора уходили на образование тройной связи и в молекуле оставались пустые орбитали. Электроны, полученные от веществ-доноров, заполняли пустые орбитали и, таким образом, смогли стабилизировать молекулу. Нужное вещество ученые получали из стабилизированного донорами электронов соединения с одинарной связью между атомами бора. Лишние заместители у бора постепенно удаляли, и между атомами бора возникала сначала двойная, а затем тройная связь. Полученное соединение при отсутствии кислорода было стабильно и при комнатной температуре, и даже при нагревании до 234 градусов Цельсия. До сих пор образовывать стабильные соединения с тройной связью могли только углерод и азот. Из соединения двух атомов азота - молекулы N2 состоит большая часть атмосферы. Соединения с тройной связью между атомами углерода называются алкины, самый простой из них, ацетилен (H-С?С-H), широко применяется в хозяйстве. В цианидах тройная связь образуется между углеродом и азотом: R-С?N.
2012	Химики из Университета Райса обнаружили (пока только в теории), что бор может быть плоским, то есть способен существовать в виде двумерного листа, в котором атомы расположены достаточно сложным образом. Если это открытие удастся подтвердить, то подобный плоский бор сможет эффективно конкурировать с графеном - плоским углеродом. Статья ученых появилась в Nano Letters. Работа ученых носила теоретический характер - исследователи на компьютере искали возможные конфигурации атомов бора на плоскости. В результате им удалось установить, что атомы можно расположить в вершинах правильной треугольной решетки (то есть решетки с ячейкой - правильным треугольником), при условии, что некоторые вершины будут пустовать. В среднем, по словам исследователей, пустыми должны оставаться 10-15 процентов вершин. Для сравнения, в графене в каждой вершине шестиугольной решетки располагается по атому углерода. Примечательно, что ученым удалось обнаружить сразу несколько конфигураций плоского бора, которые можно реализовать на практике. Исследователи отмечают, что расчеты стали возможны благодаря использованию особой модификации теории функционала плотности, которая раньше применялась исключительно для расчетов структуры сплавов. Химики рассматривали плоский бор как сплав обычного бора и дырок с особыми свойствами. Ученые говорят, что следующим этапом работы станет попытка получить подобный бор на практике. Как это делать, пока остается неясным - первые образцы графена, напомним, их открыватели получили с помощью обычного скотча, отцепляя его от поверхности графита. Вместе с тем ученые утверждают, что, если плоский бор удастся получить на практике, то новый материал будет по многим параметрам превосходить графен. В частности, нанотрубки из бора будут заведомо обладать металлическими свойствами в отличие от углеродных нанотрубок, которые могут быть как металлическими, так и полупроводниковыми. Примечательно, что один из авторов работы Борис Якобсон в 2007 году теоретически обнаружил фуллерен из бора, состоящий из 80 атомов. Позже, однако, другими химиками было показано, что эта молекула нестабильна и распадается на более простые куски, состоящие из нескольких колец (такое встречается в химии чаще, например, при помощи кластеров из 13 и 19 атомов бора ученые недавно собрали молекулярные двигатели Ванкеля).
2012	Ученым впервые удалось создать искусственный аналог перламутра, который сравним с природным по прочности и даже превосходит его по переливчатости блеска. Методика изготовления материала опубликована в журнале Nature Communications. Природный перламутр состоит из чередующихся слоев неорганического карбоната кальция и органического хитина. Именно слоистая структура придает ему его главные свойства - прочность и переливчатость. Ученым удалось воспроизвести оба свойства, создавая материал таким же путем, как это происходит в природе - слой за слоем. Для этого на стеклянную подложку наносили виниловый полимер и акриловую кислоту. Затем кислоту выборочно удаляли, в результате чего в полимерном слое образовывались поры. Их заполняли раствором карбоната кальция и давали ему закристаллизоваться. Процедуру проводили множество раз - в соответствии с желаемым количеством слоев. Получившийся материал сочетал твердость с прочностью, а также обладал яркой переливчатой окраской. Ранее ученые уже пытались воспроизвести слоистое строение перламутра, но им не удавалось настолько приблизиться к природному материалу. Одна из групп исследователей, например, создала материал со слоистым расположением оксида алюминия вместо карбоната кальция. Полученный материал обладал хорошей прочностью, но совсем не был похож на природный аналог - он имел белый матовый цвет.
2012	Немецкие химики в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie утверждают, что поставили точку в двухсотлетних спорах о природе необычного запаха антозонита. По их словам, он связан с наличием в минерале вкраплений чрезвычайно реактивного молекулярного фтора, существование которого в природе считалось невозможным. Содержание статьи кратко пересказывается на сайте Мюнхенского технического университета. Фторид кальция или флюорит CaF2 встречается в природе в разном виде, в том числе в форме черно-фиолетового уран-содержащего радиоактивного минерала антозонита. Его залежи впервые были обнаружены на территории Германии. Минерал при крошении издает резкий неприятный запах, за что и получил название "Stinkspat" ("зловонный шпат"). Необычное свойство было известно с начала девятнадцатого века, однако до сих ученым не удавалось придти к согласию относительного его природы.Среди причин запаха назывались содержащиеся в минерале включения йода, соединения фосфора, мышьяка, серы, селена, хлора, гипохлориты, озон и разные соединения фтора. Поставить точку в спорах химиков удалось ученым, которые искали в антозоните следы присутствия фтора в молекулярной форме (F2). Фтор обладает наибольшей электроотрицательностью среди элементов в таблице Менделеева, поэтому способен окислять даже кислород. В молекулярном виде он реагирует со всеми существующими веществами за исключением самих соединений фтора и благородных газов. Из-за этого существование молекулярного фтора в природе считалось невозможным. Ученые проанализировали антозонит методом ядерного магнитного резонанса и впервые показали, что фтор в минерале действительно присутствует именно в молекулярной форме. Это оказалось возможным из-за того, что постоянный радиоактивный распад урана в минерале приводит к диссоциации CaF2 на Ca и F2. Следовым количествам молекулярного фтора удается сохраниться в полостях фторида кальция, поскольку он устойчив к действию F2. При разрушении кристаллов фтор выходит из полостей и окисляет молекулярный кислород воздуха, что приводит к образованию озона O3. Именно озон отвечает за неприятный запах минерала. Радиоактивное излучение урана оказалось ответственно также за черный цвет антозонита. В результате той же реакции диссоциации CaF2 образуются кластеры металлического кальция, который и придает минералу темный цвет.
2012	Физикам из Великобритании удалось применить дзета-функцию Римана - один из важнейших инструментов теории чисел - для описания замерзания неупорядоченных систем (например, стекол). Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters, а ее краткое изложение приводится на сайте Американского физического общества. Дзета-функция, представляющая собой некий, зависящий от параметра, ряд, была впервые введена в работах Леонарда Эйлера в XVIII веке. В дальнейшем эта функция изучалась Иоганном Дирихле, Пафнутием Чебышевым, но самые интересные для приложений свойства этого объекта были открыты Георгом Риманом, в честь которого она и получила свое название. Эта функция, в частности, тесно связана с распределением простых чисел на числовой прямой, поэтому, в частности, в связи с бурным развитием криптографии, этот объект привлекает пристальное внимание ученых. В рамках новой работы ученым удалось с помощью численного моделирования и формул (то есть аналитически) связать поведение неупорядоченных систем с экстремальными значениями на отрезках так называемой критической прямой. По словам исследователей, несмотря на то, что практическое применение их работы, вообще говоря, сомнительно, их результат призван установить взаимосвязь между классическими математическими задачами и конкретными физическими приложениями. С дзета-функцией связана гипотеза Римана - одна из семи так называемых Задач тысячелетия, за решение каждой из которых математический институт Клэя предлагает награду в миллион долларов (одна из задач - доказательство гипотезы Пуанкаре - была решена Григорием Перельманом, но он отказался от награды). Суть гипотезы заключается в том, что все точки, в которых дзета-функция обращается в ноль, в правой полуплоскости лежат на одной прямой, называемой критической (эта же прямая фигурировала в работе физиков).
2012	Физики предложили способ создания пространственно-временных кристаллов, - систем, чья структура регулярна не только в пространстве, но и во времени. Краткое содержание статьи приводит блог Technology Review. По словам ученых, основными свойствами систем, позволяющими отнести их к кристаллам, являются низкое энергетическое состояние (при образовании кристалла система теряет энергию) и наличие определенного типа симметрии и периодичности строения. Поэтому системы, обладающие такими свойствами не только в пространстве, но и во времени могут быть, по мнению авторов, отнесены к кристаллам. Физики из Калифорнийского университета в Беркли приводят возможную схему устройства такой системы. Она состоит из облака ионов бериллия, находящихся в кольцевой электромагнитной ловушке и охлажденных почти до температуры абсолютного нуля. Ионы отталкиваются друг от друга, и самопроизвольно образуют кольцо. Оно вращается с постоянной скоростью, благодаря чему приобретает в пространстве-времени периодическую структуру. Ученые подчеркивают, что вращение ионов должно происходить без потери энергии, иначе это приведет к изменению скорости вращения и потере периодичности (заряженные частицы при движении с ускорением излучают энергию, поэтому ее, по-видимому, будет компенсировать внешнее поле). Если такую систему удастся создать, то она будет представлять не только фундаментальный интерес. Фактически, такая система будет являться часами и может быть использована для измерения времени. Ранее ученые показали, что кристаллы могут приобретать свойства хиральности (зеркальной асимметричности), даже если законы, по которым они образуются, действуют совершенно симметрично во всех направлениях. Это наблюдение имеет значение как для объяснения асимметрии между количеством материи и антиматерии, так и для трактовки хиральности подавляющей части строительных блоков живых организмов.

2012	Исследователи продемонстрировали волновую природу самых крупных на данный момент молекул в эксперименте по квантовой интерференции на дифракционной решетке. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Эксперимент с квантовой интерференцией некоторые исследователи называли "самым красивым" в истории физики. В новой работе экспериментаторы использовали краситель фталоцианин молекулярной массой 514 дальтон и его производное массой 1298 дальтон. Молекулы красителей находились на внутренней стенке вакуумной камеры, испарялись лазером и направлялись в сторону дифракционной решетки. На решетке были нанесены щели шириной около 10 нанометров, проходя через которые, краситель попадал на стеклянное окно. Собранные молекулы возбуждались вторым лазером, и возникающая флюоресценция регистрировалась специальной камерой. Процесс появления и накопления флюоресцентных точек экспериментаторы записали на видео. В рамках классической механики тела, ведущие себя как частицы, должны формировать при прохождении препятствия равномерное распределение. Свет, проходя сквозь решетку, напротив, интерферирует и образует полосы. Волновая теория света рассматривает интерференцию как результат сложения или вычитания нескольких (как минимум двух) волн в зависимости от их фазы, что приводит к образованию полос. В данном эксперименте частицы (молекулы красителя) образуются настолько медленно, что проходят сквозь решетку по одной. Образование интерференционных волн в таком случае противоречит интуиции и может объясняться только квантовой интерференцией их волновых функций. Ранее физики уже демонстрировали квантовую интерференцию на примере прохождения решетки электронами, нейтронами, атомами и некоторыми молекулами. Чем больше масса частицы, тем меньше её длина волны и тем сложнее изготовить щели для подобного эксперимента. Самой крупной молекулой, чье волновое поведение продемонстрировано в подобном эксперименте до настоящего момента был фуллерен С60 с молекулярной массой 721 дальтон. Фталоцианины были использованы авторами из-за их флюоресцентных свойств и стабильности в вакууме. В быту они применяются для изготовления активного слоя CD-R дисков. Знаменитый ученый Ричард Фейнман считал, что подобный эксперимент, проведенный на электронах, "лежит в сердце квантовой физики" и является её "единственной загадкой".
2012	Ученые из Университета Нового Южного Уэльса, Технологического Института Джорджии и Университета Невады предложили схему ядерных часов, которые превосходят по точности современные аналоги на несколько порядков. Подобная схема в теории дает погрешность порядка одной десятой секунды за 14 миллиардов лет. Для сравнения, время существования Вселенной - 13,6 миллиарда лет. Статья ученых появится в журнале Physical Review Letters. В качестве основного объекта для измерения времени ученые предлагают использовать положительный ион тория-229. Ученые установили, что магнитно-дипольный переход в ядре (то есть периодическое изменение магнитного состояния, связанное с магнитным моментом) в таком ионе можно использовать для отсчета времени. "В атомных часах в качестве маятника используется электрон, летающий вокруг атомного ядра. Но нам удалось показать, что с помощью лазеров мы можем ориентировать электроны вокруг ядра так, что маятником будет служить нейтрон в ядре", - приводит университет слова одного из авторов исследования Виктора Фламбаума. Физик также добавил, что именно благодаря подобной схеме ученым удается достичь высокой точности часов. В частности, это связано с тем, что нейтроны менее подвержены внешним воздействиям, чем электроны. Исследователи предсказывают, что созданные по их схеме часы смогут обеспечить точность отсчета времени до 19 знака после запятой. Сами ученые говорят, что их часы позволят физикам проводить эксперименты с невероятной точностью. Примечательно, что в августе 2011 года NASA объявило три проекта, которые в рамках программы Technology Demonstration Missions получат 175 миллионов долларов на разработку. Одним из проектов стали бортовые атомные часы для космических нужд. В них в качестве маятника планировалось использовать ионы ртути.
2012	NASA еще раз испытало первый полноценный прототип надувного теплового щита для космических кораблей. Об этом сообщается на сайте агентства. При входе в плотные слои атмосферы космический аппарат защищают специальным щитом. Трудность заключается в том, что даже использование самых современных сплавов приводит к тому, что масса щита крайне велика. При полете к другой планете - например, Марсу - это может представлять существенные трудности. Например, масса теплового щита аппарата MSL, который сейчас приближается к Марсу, составляет более 150 килограммов. Это шестая часть массы самого аппарата. Новые испытания проводились в рамках программы IRVE-3 ("Эксперименты с надувными возвращаемыми аппаратами"). Прошедшие испытания модель была запущена на ракете-носителе с военной базе в Вирджинии. Ракета доставила упакованный щит на высоту около 460 километров. Там щит, диаметр которого составил около трех метров, раскрылся, надулся и в таком виде спустя 20 минут после начала эксперимента упал в Атлантический океан. Температура при спуске достигала около 538 градусов Цельсия. Щит был изготовлен из нескольких слоев покрытого особым полимером кевлара, а для надувания использовался азот. Для сравнения: диаметр щита MSL составляет около 4,5 метра, а температуры, которые ему предстоит испытать во время спуска на Марс, достигают 1930 градусов Цельсия Первое испытание щита в рамках программы IRVE состоялось еще в 2009 году. Тогда щит сбрасывали с высоты "всего" 211 километров.
2012	Физикам удалось синхронизировать сверхточные атомные часы на рекордном расстоянии, применив для этого оптоволоконный канал. Разработанный метод ученые опубликовали в журнале Science. Расстояние между двумя атомными часами, расположенными в Брауншвейге и Гархинге, составляло 920 километров. Для передачи сигнала использовался оптический канал, который обычно служит для телекоммуникации. При передаче света на такие расстояния затухание становится значительным и сигнал приходится усиливать. Для этого ученым пришлось создать специальные усилители, которые можно использовать именно для синхронизации атомных часов. В результате исследователям удалось добиться того, что показания между часами, если выразить их в секундах, совпадали до восемнадцатого знака после запятой. Работа классических атомных часов основана на колебании электронов в атоме между двумя энергетическими уровнями. Период между колебаниями устанавливает границу точности часов. Переходя из состояния с высокой энергией в состояние с низкой, атомы испускают кванты такой частоты, которая соответствует периоду колебаний. Чем больше частота колебаний, тем потенциально точнее могут быть часы. Большинство существующих атомных часов работают в микроволновом диапазоне и имеют точность до 15 знака после запятой. Авторы использовали современные оптические часы, испускающие кванты в инфракрасном диапазоне, точность которых была существенно выше. Для синхронизации часов микроволнового диапазона на больших расстояниях обычно используются спутники. Однако максимальная точность синхронизации, достигаемая с помощью спутников, оказывается ниже точности самих часов, поэтому ученые решили использовать оптический канал. Этот способ, дающий в 1000 раз большую точность, уже использовался физиками для синхронизации часов, но в тех случаях речь шла о передаче сигнала на небольшие расстояния. Точная синхронизация часов поможет ученым провести эксперименты, касающиеся теории относительности и проверить фундаментальные физические константы.
2012	Физики из Венского университета впервые реализовали на практике парадокс, описанный Ашером Пересом. Суть парадокса заключается в том, что на состояния запутанных частиц "влияют" решения из будущего. Статья ученых появилась в журнале Nature Physics. Квантовые состояния частиц в отличие от их классических аналогов имеют вероятностную природу. Это означает, что, если у такой частицы было два классических состояния, то ее квантовое состояние может быть суперпозицией двух. То есть, при измерении с некоторой вероятностью p будет получаться одно состояние и с вероятностью 1-p - другое. Запутанными называются частицы, у которых состояния находятся в суперпозиции. Это означает, что измерение состояния одной, однозначно определяет состояние второй частицы. Суть эксперимента, который был реализован в новой работе, заключается в следующем. Сначала берутся две пары запутанных фотонов и делятся между тремя участниками эксперимента - Виктором, Бобом и Алисой. Виктор оставляет себе по одному фотону из каждой пары, а остальные рассылает Бобу и Алисе. После этого последние выполняют измерения состояний фотонов, лишая их, в некотором смысле, квантовых свойств. Участники эксперимента даже, при желании, могут потом избавиться от этих частиц. Вместе с тем, какой тип корреляции (взаимосвязи) между фотонами - классический или квантовый, то есть запутанный, - можно определить только после того, как Виктор решит, что ему делать с его фотонами. Он может их измерить по отдельности, а может запутать. Таким образом, по словам ученых, в некотором смысле квантовая механика способна "имитировать воздействие из будущего". Сам Перес пояснял этот парадокс тем, что, пока Виктор не выполнил измерение, фотонам Боба и Алисы просто нельзя присвоить корректно определенные квантовые состояния. Природа квантовомеханических объектов позволяет физикам проделывать множество необычных вещей. Например, существует понятие квантовой телепортации. Под этим термином подразумевается передача квантового, то есть "неопределенного" состояния объекта. Для осуществления этого процесса требуется классический канал связи, поэтому телепортация происходит, вообще говоря, не "моментально".
2012	Американские и канадские ученые провели самое масштабное вычисление при помощи квантового компьютера на настоящий момент. Им удалось посчитать так называемые двухцветные числа Рамсея. Препринт статьи появился на сайте arXiv.org. Теория Рамсея, названная в честь английского математика Франка Рамсея, - это раздел дискретной математики, занимающийся вопросами возникновения порядка в случайных системах. В частном случае, который изучался в работе, основная теорема звучит так - для любой пары чисел m и n найдется такое число R(m, n) (и называемое двухцветным числом Рамсея), что при любой раскраске полного графа с количеством вершин не меньше этого числа, в нем найдется либо полный подграф на m вершинах первого цвета, либо на n вершинах второго. Примером на теорему Рамсея может служить следующая задача. Пусть решается вопрос о приглашении некоторого количества людей в гости. Мы знаем, что среди них нет n попарно знакомых, которые могли бы отделиться от общей вечеринки. Сколько надо пригласить людей, чтобы среди них было m попарно незнакомых? Примечательно, что вычисление чисел Рамсея представляет сложнейшую задачу, поскольку проводится в лоб, громадным количеством переборов (например, до сих пор неизвестно R(5,5) - скорее всего оно лежит в пределах от 43 до 49). В рамках новой работы ученые использовали квантовый компьютер из 84 кубитов - квантовых аналогов бита, которые могут находиться сразу в суперпозиции нескольких состояний. В результате им удалось посчитать числа R(3,3), R(4,2), R(5,2), R(6,2), R(7,2) и R(8,2). По словам исследователей, предыдущим рекордом по вычислению было разложение на простые множители числа 143. Для этого использовалось всего 4 кубита. В свою очередь первым реальным вычислением считается разложение на множители числа 15 десять лет назад. В том первом опыте участвовали семь кубитов.
2012	Ученые установили новый рекорд по дальности квантовой телепортации, передав спутанные фотоны между двумя островами на расстояние в 143 километра. Сообщение об этом было опубликовано в препринте статьи на сайте Корнельского университете спустя менее десяти дней после того, как китайские ученые поставили предыдущий рекорд, создав квантовый канал связи длиной в 97 километров. Эксперимент, по словам авторов, затянулся почти на год из-за плохих погодных условий: ученым пришлось столкнуться со штормовыми ветрами, дождем, быстрыми изменениями температуры и даже песчаными бурями. Сложнее всего для инженеров было создать надежную систему удаления шума, которая могла бы "выловить" отдельные запутанные фотоны из потока. Для этого авторы, среди прочего, разработали метод более точной синхронизации атомных часов между приемником и передатчиком. Это позволило сузить окно передачи фотонов со стандартных 10 до 3 наносекунд и соответственно уменьшить уровень шума. Передача информации была организована между Канарскими островами Ла Пальма и Тенерифе над водами Атлантического океана. Как и во всех остальных экспериментах по квантовой телепортации, коммуникация была разделена на два канала - квантовый (по которому осуществлялась передача запутанных фотонов) и классический (по которому передавали информацию, необходимую для завершения туннелирования). Дальность, достигнутая авторами, вполне сопоставима с типичным расстоянием между коммуникационным спутником и поверхностью Земли (около 500 километров). Таким образом, обе группы, - европейская и китайская - вплотную приблизились к созданию спутниковой системы квантовой коммуникации. Возможно, усилий для организации квантовой спутниковой связи потребуется даже меньше, чем было необходимо для установления данных рекордов: погодные условия сильно влияют на передачу фотонов у поверхности Земли, но должны быть менее значимы при коммуникации в вертикальном направлении. Ученые, работающие над квантовой телепортацией, надеются, что ее осуществление позволит организовать канал связи, практически неуязвимый для прослушивания. Эксперты считают, что в случае удачного завершения экспериментов, одним из первых применений спутниковой квантовой коммуникации станет организация защищенной информационной сети между посольствами стран, обладающих данной технологией.
2012	Австралийские ученые научились использовать флуктуации вакуума для получения истинно случайных чисел. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters. Для получения случайных чисел исследователи использовали лазер, излучение которого разделяли на два луча. Интенсивность лучей сравнивали между собой. Поскольку свет обладает квантовой природой, разница в интенсивности была не постоянной, а колебалась вокруг среднего значения. Первопричиной отклонения разницы в интенсивности от среднего является случайное колебание энергии вакуума, поэтому это измерение может служить источником истинно случайных чисел. Используя описанный метод, ученые получали случайные числа со скоростью 2 гигабит в секунду. Исследователи выложили примеры случайных чисел на своем сайте, кроме того, там же осуществляется онлайн-трансляция получаемых случайных чисел напрямую из лаборатории. Случайные числа часто используются в различных компьютерных алгоритмах, в том числе в моделировании различных процессов, таких как климат и погода. Важное значение случайные числа имеют в том числе для криптографии. Если для получения случайных чисел используются компьютерные алгоритмы, то такие числа, строго говоря, не являются случайными. Зная алгоритм, по которому они получены, возможно предсказать последовательность таких псевдослучайных чисел. Чтобы преодолеть это ограничение, обычно используют измерение некоторых физических величин, чье поведение напоминает случайное - например, температуру. Для доказательства случайности получаемых чисел используются различные алгоритмические тесты. Ранее ученые уже показали, что на основе квантовых явлений можно получать действительно случайные последовательности.
2012	Международная группа физиков предложила новый метод безопасной передачи данных, который, по их словам, эффективнее квантового и основан на принципах классической физики. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Также результаты работы исследователи доложат на съезде, организованном Институтом инженеров электротехники и электроники (IEEE). Квантовая криптография - раздел квантовой механики, изучающей передачу информации по квантовым каналам связи. В основе этой науки лежат необычные (с точки зрения классической физики) свойства квантовомеханических объектов - такие как запутанность, суперпозиция и другие. С точки зрения теории квантовые алгоритмы передачи информации невозможно взломать, поскольку этому препятствуют сами законы физики. В 2011 году физикам удалось показать, что практическая реализация квантовых алгоритмов уязвима для атак. В рамках новой работы ученые предложили защитить информацию с помощью законов термодинамики. В их схеме передача информации происходит по проводу, подключенному к двум парам резисторов со специально подобранными характеристиками. С одного конца Алиса (по традиции участников мысленных экспериментов по передаче информации называют Алиса и Боб) посылает сообщение из одного бита, подсоединив свои резисторы в определенном порядке, соответствующем значениям 0 и 1. Чтобы получить сообщение, Боб подсоединяет к проводам свои резисторы в случайном порядке, после чего измеряет уровень джонсоновского шума (равновесный шум, обусловленный тепловым движением носителей заряда в проводнике). Зная, какой резистор он подключил к проводу, Боб может вычислить, какой резистор подключила Алиса. В свою очередь, если Ева (так по традиции называют злоумышленника) захочет подслушать переговоры Алисы и Боба, то по уровню джонсоновского шума она никогда не сможет определить системы резисторов - это противоречит второму началу термодинамики.
2012	Ученые показали, что для создания плащей-невидимок не обязательно использовать сложные метаматериалы. Достаточно обладать точно настроенными лазерами и иметь устройство, создающее магнитное поле правильной конфигурации. Работа пока не принята к публикации, но ее препринт можно прочитать в архиве Корнельского университета. Краткое описание работы приводит блог Technology Review. Работа плащей-невидимок основана на том, что они искажают проходящий сквозь них свет таким образом, что внешний наблюдатель не может заметить скрываемый плащом предмет. Для их создания требуются материалы с отрицательным показателем преломления света. Лучшими кандидатами для создания плащей-невидимок сейчас считаются метаматериалы - вещества, свойства которых зависят прежде всего от их структуры, а не от химического состава. Их слоистое строение позволяет получать отрицательные показатели преломления. В данной работе теоретики показали, что отрицательного показателя можно добиться и без применения метаматериалов. Идея ученых заключается в том, чтобы использовать лазеры с точно подобранными длинами волн, которые могут вызывать индуцированную прозрачность. Она возникает тогда, когда вещество переводится лазерами в состояние, в котором оно не способно поглощать фотоны обычным способом. В этом состоянии его показатель преломления может иметь и отрицательные значения. Управлять этим процессом можно с помощью приложения внешнего магнитного поля. Если плотность поля распределить правильным образом, то такой материал превращается в плащ-невидимку. Невидимость при помощи такого плаща можно будет включать и выключать в любой удобный момент. Такое устройство потенциально проще, чем созданное из метаматериалов, но имеет и серьезное ограничение - оно позволяет скрыть объект, находящийся на какой-либо поверхности, но не в свободном пространстве. Ранее физики экспериментально показали, что для создания плащей-невидимок могут быть использованы кремниевые сферы. Производство материалов тем сложнее, чем меньше средняя длина волны света, в котором должен работать плащ-невидимка. Скрывающие от инфракрасного света устройства создавать проще, чем те, которые работают в оптическом диапазоне.
2012	Ученые впервые на практике сделали объект невидимым в микроволновом диапазоне. Статья ученых появилась в журнале New Journal of Physics. В рамках работы ученые покрыли металлический цилиндр высотой 18 сантиметров слоем плазмонного метаматериала. Метаматериалами называют такие материалы, свойства которых определяются преимущественно их строением, а не составом. В свою очередь "плазмонные" в названии означает, что необычно в этих материалах себя ведут квазичастицы-плазмоны (кванты свободных колебаний электронного газа). Свойства покрытия были таковы, что рассеянное излучение и отраженное взаимоуничтожались. Как следствие, объект был невидимым для волн. Опыт показал, что лучше всего представленное учеными покрытие прячет объекты от излучения с частотой в 3,1 гигагерца. Результаты практического опыта были подтверждены компьютерным моделированием. Исследователи отмечают, что полученные ими результаты могут использоваться для того, чтобы прятать предмет в оптическом диапазоне. Вместе с тем, метод устроен таким образом, что размер объектов, которые можно сделать невидимыми, зависит от длины волны электромагнитного излучения. В 2009 году сразу две группы физиков заявили о том, что им удалось получить материалы-невидимки, "работающие" в инфракрасном диапазоне. Объекты были устроены таким образом, что излучение огибало помещенный внутрь предмет. Для работы исследователи использовали кремний.
2012	Кремниевые сферы диаметром 100-200 нанометров могут служить составными "кирпичиками" плаща-невидимки, который будет способен скрывать объекты в оптическом диапазоне. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Плащ-невидимка - устоявшийся термин, применимый для структур, используемых для маскировки объектов от электромагнитных волн. Обычно маскировка устроена таким образом, что электромагнитная волна, после встречи с объектом в плаще почти не отличается от волны до встречи. Это означает, что волна не несет информации о встрече, то есть объект невидим для данной волны. На настоящий момент наибольшие успехи по маскировке достигнуты для узкого диапазона волн в инфракрасной части спектра. Это связано с тем, что метаматериалы (композиционные материалы, свойства которых определяются преимущественно искусственно созданной периодической структурой) для подобных волн производить легче - размеры элементов структуры метаматериала должны иметь тот же порядок, что и длина волн, а в случае инфракрасного диапазона речь идет о микрометровых длинах. В инфракрасных плащах основной деталью являются резонаторы. В рамках новой работы международная группа исследователей установила, что роль таких резонаторов могут исполнять кремниевые сферы диаметром несколько сотен нанометров. Это было установлено в результате серии экспериментов. Ученые также отмечают, что производство подобных сфер стоит относительно недорого.
2012	Французские физики разработали схему работы устройств, искривляющих лучи света или звука на любой необходимый угол. Работа ученых опубликована в журнале New Journal of Physics. Авторы решили использовать принципы, лежащие в основе создания устройств-"невидимок" для управления потоками света. "Плащи-невидимки" представляют собой многослойную оболочку, проходя через которую, световые (либо звуковые) волны искривляются таким образом, что невозможно определить наличие на их пути препятствия. Если внутри оболочки присутствует какой-либо объект, он будет скрыт устройством и не виден снаружи. Авторы исследования изменили математический аппарат, разработанный для создания таких "плащей-невидимок", чтобы создать устройства, отклоняющие распространение света подобно линзам. Однако, в отличие от классических линз, данные устройства могли отклонять свет на любой заданный угол, вплоть до полного разворота (на 180 градусов) и поворота с образованием петли (на 360 градусов). Кроме того, авторам удалось создать световые и звуковые "черные дыры", в которых происходило полное поглощение волн. Устройства с такими экзотическими оптическими свойствами могут иметь множество применений, многие из которых сложно предугадать. Например, их можно применять для создания более эффективных оптических волокон, ведь при изгибе оптического волокна, близком к 90 градусам, сильно увеличивается процент потерь света, что негативно сказывается на качестве связи. Линзы, разворачивающие свет в оптических волокнах, могли бы улучшить передачу сигнала.
2012	Международная группа физиков продемонстрировала систему, в которой с помощью света управляла движением макрообъекта – 30-микронного стеклянного "пончика", используя квантово-механические законы микромира. Статья с результатами работы ученых опубликована в журнале Nature. До недавнего времени, квантовомеханические феномены ученые могли наблюдать только при движении микрообъектов, таких как одиночные атомы. А при переходе к объектам на макроуровне (состоящим из большого количества атомов) возникает так называемая квантовая декогерентность – на физическое тело начинала влиять окружающая его среда и квантовые эффекты исчезают. Теперь исследователям удалось показать, что используя свет можно контролировать на квантовом уровне вибрационные движения достаточно крупного объекта, состоящего из сотен триллионов атомов. Ученые изготовили стеклянный "пончик" диаметром 30 микронов и поместили его на микрочип. Затем физики облучили лазером тонкую оптическую пленку. Ее, в свою очередь, расположили вплотную с "пончиком", позволив свету перепрыгивать на стеклянный объект и циркулировать по его окружности. Небольшая сила, развиваемая кружащими в стеклянном торе фотонами, заставляет его колебаться с четко определенной частотой. По словам физиков, такое объединение механических колебаний с квантовыми системами иной природы, такими как электрический ток, может быть реализовано так же хорошо, как и со светом. Это позволит передавать квантовую информацию и даст возможность продвинуться на пути к созданию действующего квантового компьютера. Другая группа физиков уже предлагала прототип переключателя для квантового компьютера, в котором световые импульсы использовались для вибрации кремниевого моста. Однако реализация механического колебания за счет квантовых эффектов предложена впервые.
2012	Физики предложили альтернативное объяснение трюку с бегом по раствору крахмала и поведению неньютоновских жидкостей вообще. Статья опубликована в журнале Nature. Неньютоновскими называются жидкости, чья вязкость зависит от скорости, с которой движутся разные ее части. Обычно это жидкости, имеющие сложную структуру на микроскопическом уровне, например, концентрированный раствор крахмала в воде. При вибрации или ударе такой раствор ведет себя как твердое тело. Например, по бассейну, наполненному раствором крахмала в соотношении 1:1, можно бегать. Ранее считалось, что способность раствора выдерживать бегущего человека связана с явлением загустения при сдвиге (shear thickening). Авторы нынешней работы показали, что, хотя такое явление действительно имеет место, его недостаточно для объяснения трюка. Исследователи метали металлический стержень в раствор крахмала со скоростью около 1 метра в секунду и фиксировали реакцию жидкости, ее давление в разных точках, замедление движения стержня и даже прозрачность раствора в рентгеновском диапазоне. Оказалось, что затвердевание раствора связано не с ростом вязкости при сдвиге, а с компрессией частиц крахмала. Под местом удара стержня образуется плотная зона, которая останавливает стержень или, в случае с трюком, поддерживает человека. Зона компрессии очень быстро исчезает, поэтому, остановившись посреди крахмального бассейна, неизбежно опускаешься в раствор. Исследование имеет отношение не только к объяснению физических трюков, но и к фундаментальному пониманию поведения неньютоновских жидкостей. К ним можно отнести кровь (в ней содержится большое количество эритроцитов), цемент, глину или, например, материалы, используемые в бронежилетах для поглощения удара.
2012	Физики создали сосуд, в котором поверхностные волны жидкости после возмущения не рассеиваются, а концентрируются в исходное состояние и колеблются таким образом до затухания. "Пруд Максвелла", как назвали его авторы, построен на расчетах знаменитого физика XIX века. Препринт статьи опубликован на сайте Корнельского университета, а краткое описание необычного устройства приводит блог Technology Review. Устройство сосуда основано на идее сферической линзы, высказанной еще Джеймсом Максвеллом. Эта необычная линза имеет форму шара, а коэффициент преломления в ней постепенно меняется от центра к поверхности. Благодаря этому, пучок параллельных лучей, попавший на линзу, фокусируется в единственной точке на поверхности шара. Соответственно, свет, испущенный точечным источником у поверхности, преобразуется в параллельный пучок. Так же распространяются волны и в разработанном авторами сосуде - точечное возмущение на поверхности сосуда, отражаясь от стенок, снова фокусируются в исходной точке. Из-за сложностей производства оптических материалов с переменным коэффициентом преломления, оптические сферические линзы так и остались теоретическими устройствами. Создать подобное устройство для двумерных волн оказалось гораздо проще. Коэффициент преломления двумерных волн на поверхности жидкости зависит от глубины сосуда, поэтому для создания двумерной максвелловской линзы авторам потребовалось только правильно подобрать кривизну дна. "Пруд Максвелла" представлял собой круглый сосуд с выпуклым дном. На сегодняшний день на принципах, высказанных Максвеллом, работают сферические линзы Люнеберга, названные по имени физика, разработавшего их теорию. Они преломляют не оптические, а радиоволны и применяются в военных радарах и ракетах-мишенях.
2012	Группа ученых из Германии, Польши и Чили предложила модель распространения жидкости в пористом стекле с порами нанометрового диаметра. По словам ученых, распространение по разным капиллярам оказывается практически независимым. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В пористых материалах (ученые называют их пористой матрицей) жидкость поднимается вверх по порам благодаря силам поверхностного натяжения. При этом, когда длины отдельных пор сравнимы с их диаметром, уровень жидкости в разных каналах оказывается согласован - своего рода фронт распространения задает непрерывную поверхность. Таким образом, например, намокает бумага и песок. В рамках новой работы ученые рассматривали распространение жидкости в промышленно производимом пористом стекле марки Vycor. Диаметры пор в образцах составляли около 4 нанометров, при суммарной длине до нескольких миллиметров. В результате ученым удалось обнаружить, что жидкость в разных порах распространяется независимо, поэтому никакой поверхности распространения нет. В общем случае основным параметром динамики распространения оказалось соотношение между длиной и шириной пор. Исследователи говорят, что обнаруженный ими эффект поможет, например, при изучении впитывающих материалов со случайным порообразованием. Полученные результаты, говорят ученые, полезны и для приложений. Например, распространение жидкости в порах тесно связано с биологией деревьев, а также многими промышленными процессами. Кроме того, подобные пористые материалы используются, например, при сборе нефтепродуктов при их разливе. В конце 2011 года в Science появилась статья, авторы которой описали процесс создания пористой губки из металла. Новый материал может служить для создания теплоизоляции, звукоизоляции, более эффективных электродов для батарей и многого другого.
2012	Ученые из Научно-технологического университета имени короля Абдаллы в Саудовской Аравии показали, как при падении капель в жидкость образуются брызги, и каким образом на этот процесс влияет их скорость и вязкость. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Ученые проводили эксперименты с жидкостями различной плотности и вязкости и записывали на камеру образующиеся при падении брызги. Они возникают, когда капля соприкасается с поверхностью жидкости и из места их соприкосновения выбрасывается конусообразная плоская струя (ejecta sheet). При размере капли в 6 миллиметров толщина этой плоской струи не превышает 300 нанометров. Полученные экспериментальные данные физики воспроизводили в компьютерных симуляциях. Чтобы в одной модели одновременно совместить размеры капли и струи, авторам понадобилось создать новый алгоритм моделирования поведения жидкостей. В результате удалось получить самую подробную на сегодняшний день картину падения капель. Оказалось, что при определенном соотношении скорости и вязкости в месте падения появляется слой мельчайших вихрей, которые образуют волны на выбрасываемой плоской струе. Волны приводят к ее разрыву и образованию мельчайших брызг размерами в сотни нанометров. Во время дождя над океанами формирующиеся таким образом брызги могут очень быстро высыхать. При этом и их содержимое - соль - оказывается в воздухе в сухом виде. Это приводит к образованию соляной пыли, которая может влиять на образование облаков. Данная работа может прояснить механизм ее возникновения.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института показали, что теплопередачу на границе твердого тела и кипящей жидкости можно улучшить, если снабдить поверхность микрорельефом. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters. Ученые получали из кремния образцы поверхностей размером с почтовую марку и экспериментально измеряли их физические характеристики. Образцы имели различную степень шероховатости, которая достигалась при помощи создания на их поверхности микроскопических цилиндров различной формы и плотности упаковки. Авторы выяснили, что теплопроводность на границе твердого тела и кипящей жидкости зависит прежде всего от степени шероховатости поверхности (отношения площади шероховатой поверхности к гладкой площади), а не от того, какую форму имеет ее микроструктура. Ученым удалось достичь теплопроводности в 208 ватт на квадратный сантиметр, когда площадь поверхности с микроструктурой в шесть раз превышала гладкую площадь образца. Помимо создания кремниевых прототипов, авторы разработали также и математическую модель теплопередачи на границе раздела фаз. По словам физиков, модель могла очень точно предсказать полученные экспериментальные данные. Согласно модели, основную роль в передаче тепла играют капиллярные силы на границе раздела фаз. Именно из-за капиллярных сил на поверхности с выраженной микроструктурой улучшается теплопередача. Разработка инженеров может иметь важное значения для создания более эффективных систем охлаждения компьютеров и другой электроники. В дальнейшем поверхности с микроструктурой могут найти применения в области классической и атомной энергетики.
2012	Ученые показали, что необычные следы на воде, которые производят при движении киты, представляют собой "белые дыры" - области, ограниченные гидравлическим прыжком. Краткое содержание статьи приводит блог Technology Review. Подплывая к поверхности, киты и дельфины своими хвостовыми плавниками образуют на поверхности воды круглые или овальные области, где отсутствуют волны. Эти области (по-английски их называют "flukeprints", от "fluke" - хвостовой плавник) отделены от окружающих волн своеобразной окантовкой в виде высокой волны. Чтобы понять, как движется жидкость в этих областях, ученые создали искусственный китовий плавник и воспроизвели исследуемое явление в лаборатории. Скорость течения в разных точках жидкости измерялась с помощью лазерной подсветки частиц и записи получившегося движения. В результате ученые получали для анализа трехмерную схему движения жидкости. Оказалось, что движения китов образуют на поверхности океанов необычные гидродинамические структуры, которые можно назвать белыми дырами. Скорость центробежного движения жидкости в них превышает скорость распространения поверхностных волн, поэтому приходящие снаружи возмущения не могут проникнуть внутрь "дыры". Они останавливаются на границе смены скоростей течения жидкости, которую называют областью гидравлического прыжка. Из-за этого поверхность гидравлической белой дыры остается гладкой. Киты образуют свои следы благодаря ударам хвостовых плавников, образующим мощные потоки воды. Их скорость оказывается достаточно большой, чтобы образовать необычные следы. Относительно недавно физики показали, что гидродинамические белые дыры действительно ведут себя так, как предписывает теория. Для этого они моделировали эффект течения воды в раковине и измеряли скорость потока и скорость распространения волн. Для ученых такие гидродинамические эксперименты интересны еще и потому, что они моделируют поведение гипотетических белых дыр пространства-времени, в которые не может проникнуть ни вещество, ни излучение.
2012	Физики установили, что причиной расплескивания жидкости при колебании в сосуде являются флуктуации в периодичности индуцирующих колебаний. В случае чашки с кофе они возникают из-за неравномерности шага. Работа опубликована в журнале Physical Review E. Ученые рассматривали человека, несущего чашку с кофе как систему с вынужденными колебаниями и построили математическую модель. В ней ходьба вызывала колебания кофе в чашке. Резонансные частоты колебания кофе в цилиндрическом сосуде зависели от диаметра сосуда и высоты кофе. В типичной чашке колебания легко возбуждаются при ходьбе, однако расплескивание происходило не от того, что система приходила в резонанс. По словам физиков, гораздо большее значение имели возмущения: неравномерность шага или изъяны чашки. Кофе расплескивается, тогда, когда человек немного не выдерживает шаг, или чашка имеет не идеально цилиндрическую форму. Исследователи решили проверить выводы, полученные в расчетах на добровольцах. Людей, несущих кофе, снимали на камеру, а затем анализировали уровень жидкости в чашках в зависимости от времени. При этом добровольцы были разделены на две группы: тех, которым дали задание ни в коем случае не расплескать напиток, и тех, кто должен был сохранять равномерность походки. Физики ожидали, что кофе смогут расплескать те, кто не будет к этому стремиться, однако это оказалось не так. Исследователи говорят, что это, возможно, происходило из-за того, что добровольцы подстраивали свой шаг в тот момент, когда кофе уже почти выливался.
2012	Ученые впервые построили полноценную компьютерную модель роста снежинок. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Изучением формы снежинок занимался еще Иоганн Кеплер. В своем труде Strena Seu de Nive Sexangula, написанном в 1611 году, он обнаружил, что снежинки обладают симметрией шестого порядка, то есть переходят в себя при повороте на угол в 60 градусов и кратные ему углы. В 1954 японец Укичиро Накая экспериментальным путем установил зависимость формы снега от температуры и уровня пересыщения воздуха водяными парами - оказалось, что снежинки могут иметь самую разнообразную и довольно неправильную форму. До последнего времени ученым не удавалось создать модель, которая бы позволяла получать большинство "неправильных" снежинок. В рамках новой работы исследователи сделали именно это. По утверждению авторов, новый метод оказывается настолько эффективным благодаря использованию разработанных ими самими вариационных вычислительных методов. В рамках модели, например, удалось получить снежинки в форме полых колонн, призм, сильно ветвящиеся и совершенно плоские (все эти формы ранее наблюдались в природе). Кроме этого ученые отмечают, что им удалось обнаружить эмпирическую линейную зависимость между уровнем перенасыщенности и скоростью роста - исследовать подобную динамику на практике довольно трудно. Исследователи говорят, что теоретики недооценивали влияние эффектов, связанных с поверхностной энергией кристаллов.
2012	Ученые из финского института Аальто опубликовали аудиозаписи хлопков, сопровождающих северное сияние. По предварительным данным, эти звуки могут вызываться теми же процессами, что и свечение верхних слоев атмосферы. Работа представлена на Международном конгрессе по звукам и вибрациям, проходящем в Вильнюсе с 8 по 12 июля 2012 года. Локализовать звуки, сопровождающие полярное сияние, ученые смогли с помощью трех микрофонов, два из которых записывали отраженные звуковые волны. Источник хлопков в месте проведения наблюдений оказался на высоте 70 метров над землей. Без усиления записанные звуки слабо отличались от окружающего шума и напоминали легкие потрескивания. Полярное сияние наблюдается в верхних слоях атмосферы на высоте от 100 до 400 километров, поэтому, если сопровождающие его звуки возникают на той же высоте, услышать их с земли невозможно. Тем не менее, по словам профессора Унто Лайне (Unto K. Laine ), те же явления, которые вызывают полярное сияние, могут вызывать и звуковые колебания в приземных слоях атмосферы. Они связаны с проникновением в атмосферу высокоэнергетических частиц солнечного ветра. Как именно вызывающая сияние бомбардировка атмосферы приводит к возникновению хлопков, ученым пока не понятно. Исследовательский проект по изучению акустики полярных огней в университете длится с 2000 года, но в отсутствие рабочей модели процесса исследователи остерегаются однозначно связывать записываемые звуки с сиянием. Ключевую роль в формировании полярных огней играет магнитное поле Земли. Именно оно определяет те зоны, куда преимущественно попадают заряженные частицы солнечного ветра. Полярные сияния встречаются и на других планетах с достаточно мощным магнитным полем, например на Юпитере и Сатурне. Окраска огней определяется составом атмосферы планеты.
2012	Физики обнаружили у полярных сияний турбулентные явления (связанные с так называемыми ленгмюровскими волнами), которые раньше получались только искусственным путем. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters. Полярные сияния возникают в результате того, что испущенные Солнцем заряженные частицы, движущиеся по силовым линями магнитного поля Земли, сталкиваются с атомами кислорода и азота в верхних слоях атмосферы. Это приводит к формированию целого каскада заряженных частиц. В рамках новой работы ученых интересовали физические эффекты, которые влияют на формирование сияния. В частности, физики занимались турбулентностью, возникающей в потоках плазмы в верхних слоях атмосферы. Ранее, используя мощные магнитные области, ученым удавалось создать в плазме разреженные регионы, в которых возникали так называемые ленгмюровские волны - продольные колебания плазмы с определенной частотой. Проанализировав данные этих экспериментов, авторы новой работы построили компьютерную модель процессов, происходящих в плазме. После этого они изучили данные практических наблюдений и показали, что аналогичные процессы, в частности, возникновение ленгмюровских волн, происходят в природе. Новые данные, по словам ученых, позволяет прояснить вопросы, касающиеся формирования сияний и их интенсивности. Наибольшей интенсивности сияния достигают после выбросов на Солнце. Последнее две мощные вспышки класса M произошли на светиле 10 марта 2012 года. Еще одна вспышка этого же класса произошла 8 марта. Следствием такой активности стала магнитная буря на Земле, по некоторым данным, самая мощная с 2006 года.
2012	Инженеры Массачусетского технологического института разработали алгоритм взаимодействия автономных миниатюрных модулей, которые авторы назвали "умный песок". Алгоритм позволяет модулям копировать форму внешних объектов, не прибегая к централизованному управлению. Алгоритм копирования формы инженеры испытывали в компьютерном моделировании, а также на устройствах-прототипах. Они были весьма далеки от планируемых миниатюрных размеров, поэтому их назвали "умными камешками" (smart pebbles). Модули представляли собой кубические, со стороной в один сантиметр, устройства, оснащенные небольшим микропроцессором, четырьмя расположенными по противоположным граням куба электромагнитами и возможностью сообщать друг другу информацию. С помощью магнитов кубики могли прочно присоединяться друг к другу или отсоединятся, в зависимости от сигнала микропроцессора. При этом устройства были оснащены особыми, пермаэлектрическими магнитами, которые тратят энергию только на переходы между магнитным и немагнитным состоянием. Соединяясь в определенной последовательности с помощью магнитов, модули могли складываться в разные фигуры. Для простоты изготовления инженеры решили на данном этапе использовать только плоские фигуры, хотя разработанный алгоритм позволяет взаимодействовать и в трехмерном пространстве. Копирование происходило следующим образом. На плоскости, где были плотно упакованы кубики, находился копируемый объект в виде небольшого условного человечка. Модули решали, какие из них непосредственно принадлежат оригиналу и, таким образом, образуют его контур. Контурные модули посылали информацию на некоторое удаление другим кубикам, которые соединялись друг с другом магнитами в соответствии с формой контура. Таким образом, исходная фигура воспроизводилась в виде соединенных модулей. Остальные кубики отсоединялись друг от друга и свободно рассыпались. Авторы утверждают, что такой алгоритм позволяет воспроизводить форму любой сложности в том числе и в трехмерном пространстве. Ключевым свойством своих алгоритмов и работающих по ним прототипов авторы считают минимальные требования к вычислительной мощности каждого элемента. Это потенциально открывает возможности для глубокой миниатюризации модулей. По своей концепции работа сходна с работами в направлении создания "умной пыли", где применяется такой же подход к модульности и миниатюризации.
2012	Химики из Нью-Йоркского университета и университета Утрехта создали магнитные коллоидные частицы, способные самопроизвольно и обратимо собираться в микроскопические структуры. Образованием структур можно управлять с помощью магнитного поля и концентрации солей в растворе. Работа опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society. Коллоидные частицы состояли из двух компонентов - кубических магнитных частиц оксида железа и полимерного покрытия. Кубические частицы окружались капельками силиконового масла, так, что из-за поверхностного натяжения одна сторона куба находилась на поверхности капли. Эту часть поверхности получившейся частицы авторы называли "магнитной заплаткой". На финальной стадии силиконовое масло полимеризовывалось и частицы затвердевали. Ученые могли регулировать размер капель, в которые погружались магнитные кубики. В зависимости от объема капли изменялось соотношение между поверхностью магнитной заплатки и общей поверхностью частицы. Это соотношение определяло характер структур, которые образовывали коллоидные частицы. Если полимерная часть была достаточно большой, то частицы из-за пространственных затруднений могли образовывать только димеры. Частицы с меньшим объемом полимера образовывали треугольные тримеры. Ученые также научились создавать частицы с двумя магнитными кубиками, заключенными в капле полимера. Такие шарики с двумя "заплатками" собирались в линейные тримеры. Образование коллоидных структур из частиц контролировали силы магнитного притяжения между "магнитными заплатками" и электрического отталкивания между одинаково заряженными поверхностями полимера. Увеличивая концентрацию солей в растворе, где находились частицы, исследователи могли уменьшать силы отталкивания и способствовать образованию структур. Образование димеров и тримеров происходило в отсутствии внешнего магнитного поля. Если же к коллоидному раствору прикладывалось магнитное поле, димеры и тримеры распадались и частицы собирались в длинные нитчатые структуры. При большой концентрации они складывались в слои. Таким образом, включением внешнего магнитного поля ученые были способны изменять структуры коллоидного раствора. Исследователи планируют использовать разработанные технологии для создания коллоидных жидкостей с контролируемым образованием внутренней структуры. Ученые собираются научиться создавать коллоидные частицы с контролируемым количеством нескольких магнитных заплаток, поскольку это, по их словам, позволит создавать различные структуры просто изменяя в смеси соотношения между количеством разных частиц.
2012	Для создания системы синхронизации времени внутри групп роботов инженеры использовали принцип, по которому у бактерий работает чувство кворума. Препринт работы опубликован в архиве Корнельского университета. Авторы решили создать схему взаимодействия, которая позволит группе небольших человекоподобных роботов NAO слаженно исполнить танец. Обычно в таких случаях поступают двумя путями: либо назначается лидер, к которому подстраиваются члены группы, либо время взаимно синхронизируется предварительно, а танец начинается в установленное время индивидуально. У таких подходов существуют очевидные недостатки: в первом случае невозможна работа без лидера, во втором - невозможно подстроить свои действия при рассинхронизации. Поэтому схему взаимодействия инженеры решили "подсмотреть" у бактерий. Группа роботов, которой необходимо синхронизировать между собой движения, вырабатывала некое общее время, так, что каждый робот вносил в его определение собственную долю. Время в данном случае выступало неким коллективным ресурсом (у бактерий таким ресурсом являются молекулы, контролирующие чувство кворума). Это позволило группе поддерживать общую синхронизацию, даже если отдельных роботов из группы удаляли - общее время в таком случае поддерживали оставшиеся. Когда удаленных роботов вновь возвращали в группу, новички подстраивались под общее время. Результат можно увидеть на приводимом авторами видео. Авторы надеются, что такая схема взаимодействия позволит формировать группы роботов, способные к продолжительной синхронизированной совместной деятельности, например на производстве и в строительстве. Чувство кворума у бактерий помогает микробному сообществу самоорганизовываться и действовать слаженно. Например, некоторые виды микробов образуют биопленки, которые всплывают на поверхность, где бактерии получают доступ к кислороду воздуха. Однако вырабатывать специальные вещества, помогающие формировать биопленку, имеет смысл только при достаточной плотности популяции, иначе это будет бессмысленной растратой ресурсов. Чтобы скоординировать свои действия, бактерии выделяют в среду специальное вещество, концентрация которого говорит каждой из клеток о плотности популяции.
2012	Инженеры из Intel предложили новую схему компьютерных чипов, в некотором смысле копирующих принципы работа мозга. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Попытки создания систем на принципах, аналогичных принципам работы головного мозга, предпринимаются давно. К таким системам относятся, например, нейронные сети, которые используются, в частности, для решения задач распознавания образов и дискриминантного анализа. В настоящее время активно ведутся попытки аппаратной реализации систем, работающих по принципам, отличным от классических ЭВМ. В рамках новой работы инженеры Intel предложили схему, которую они назвали нейроморфным чипом. В основе схемы лежит использование не традиционной электроники, а так называемой спинтроники - систем, в которых переносчиком информации является спин частиц, а не электрический сигнал. За основу нейроморфного чипа берется два класса устройств. Первый класс - наномагнитные вентили. По сути, это микроскопические куски металла, которые, в зависимости от спина проходящего через них электрона принимают разное положение, соответственно замыкая и размыкая цепь. Второй класс - мемристоры. Это резисторы с памятью, которые до недавнего времени считались удобным для теоретических изысканий объектом (сам термин появился в 1971 году). Первый работающий мемристор был создан только в 2008 году. Используя вентили и мемристоры, инженеры предложили схему "нейрона" - простейшего кирпичика чипа, работающего похожим на нейрон в человеческом мозгу образом. По словам ученых, их нейроны подвергаются масштабированию и могут быть использованы для аппаратной реализации довольно сложных нейронных систем. К плюсам созданной учеными из Intel архитектуры относится то, что для вычислений она требует в 15-300 раз меньше энергии, чем обычные компьютеры. Примечательно, что в 2009 году в Nature появилась статья, авторы которой доказали, что в кремнии при комнатной температуре может существовать поток электронов с поляризованным спином. Это означает, что для создания спинтроники можно будет использовать уже существующие мощности.
2012	Международная группа исследователей создала квантовый компьютер внутри алмаза. При этом ученым удалось разработать способ оградить его работу от влияния внешней среды. Работа опубликована в журнале Nature. В алмазах, помимо атомов углерода, обычно также присутствуют атомы примесей. Чем больше примесей в камне, тем меньше он ценится, однако ученым нужны были именно они. Квантовый компьютер состоял из двух кубитов - квантовых битов. Роль одного из них выполняло ядро азота, а другого - электрон. Точнее говоря, кубитами были их спины - характеристики "вращения" субатомных частиц. Исследователям удалось разработать метод изолирования кубитов от внешней среды с помощью микроволнового излучения, так, чтобы это не приводило к декогеренции. По словам разработчиков, эта технология позволит увеличить надежность твердотельных квантовых компьютеров и сделать проще их масштабирование. Исследователи подтвердили квантовое поведение устройства, заставив его выполнять алгоритм Гровера. Он применяется при поиске в неструктурированном каталоге. Например, если вам нужно найти человека в телефонной книге, зная только его номер телефона. Классические компьютеры справляются с такими задачами очень плохо, в отличие от квантовых. В основе потенциальных преимуществ квантовых компьютеров лежат необычные законы квантового мира. Там, где обычные компьютеры последовательно перебирают различные варианты, квантовые могут выдать результат сразу. Это происходит потому, что квантовая система может находиться одновременно в разных состояниях. Исследователь получает ответ, только когда производит измерение квантовой системы. При этом множество вариантов "схлопывается" в однозначный ответ. Он, правда, может считаться верным только с некоей вероятностью, но проводя множество измерений, возможность ошибки можно практически исключить.
2012	Физики впервые создали универсальный канал для работы квантового компьютера. Статья ученых появилась в Scientific American и Nature. Новое исследование носило сугубо прикладной характер. Ученые построили канал связи, который связал две лаборатории. Он состоял из оптического кабеля длиной 60 метров, а также пары оптических ловушек на концах. В этих устройствах система зеркал и лазерных лучей создает так называемую потенциальную яму - регион пространства, где атому находиться энергетически более выгодно (поэтому, после попадания в ловушку, он там и находится). В ловушках располагались атомы рубидия. Они (точнее их спины) исполняли роль кубитов - квантовых битов, которые, в отличие от традиционных элементарных единиц информации, способных принимать не только два значения "ноль" и "единица", могут находится в суперпозиции этих двух состояний. Как следствие, например, кубит при измерении с некоторой вероятностью покажет "ноль", а с некоторой - "единица". Внутрь ловушки ученые запускали фотон. От отражался от зеркал десятки тысяч раз, что увеличивало вероятность взаимодействия с атомом рубидия. Если такое взаимодействие происходило, то фотон получал информацию о квантовом состоянии атома. Затем, пролетев по кабелю, он взаимодействовал с другим атомом. Таким методом ученым удалось передавать квантовое состояние с одного атома на другой, а также запутать два атома рубидия (квантовая запутанность означает, что состояния атомов оказываются в некотором смысле взаимосвязаны). По словам ученых, в настоящее время основной проблемой (помимо громоздкости и дороговизны оборудования) подобных сетей являются большие потери фотонов по пути от одного атома к другому. Вместе с тем ученые считают, что эту проблему в будущем можно будет решить.
2012	Немецкие физики создали фотонную пушку, способную испускать единичные фотоны различных длин волн. Подобные устройства могут стать незаменимыми для организации квантовой связи, неприступной для хакерских атак. Препринт работы доступен в архиве Корнельского университета. Фотонная пушка, разработанная физиками, представляет собой дискообразный кристалл ниобата лития (соединения лития, ниобия и кислорода), облучаемый лазером. Твердотельный лазер (типа Nd:YAG) закачивает в кристалл фотоны с длиной волны 582 нанометра. Фотоны скапливаются, отражаясь от стенок кристалла, и могут, из-за его особых свойств, претерпевать распад на два фотона с близкой, но немного разной длиной волны около 1060 нанометров. В конечном счете фотоны покидают кристалл, где разделяются на три группы. Исходные частицы с длиной волны 582 нанометра игнорируются, а пары длинноволновых разделяются. Один из фотонов используется для коммуникации - отправляется принимающей стороне. А второй фотон служит сигналом того, что первый готов к отправлению. Необходимость одиночных фотонов для коммуникации возникает из-за проблемы подслушивания. Дело в том, что все современные существующие лазеры испускают фотоны "пачками". Если они используются для передачи информации, то часть фотонов из "пачки" может быть перехвачена злоумышленником таким образом, что принимающая сторона этого не заметит. Если для передачи сообщения используется только один фотон, он уйдет на подслушивание и наличие злоумышленника будет сразу обнаружено. Кроме того, поскольку образование фотонов - процесс случайный, то необходимо использовать именно пары фотонов, чтобы по наличию одного из них знать, что второй отправился принимающей стороне. Авторам удалось показать, что нагревая или охлаждая кристалл ниобата лития, можно изменять длину волны генерируемых фотонов в диапазоне ста нанометров. Используя панель таких кристаллов, можно будет во много раз увеличить скорость передачи сигналов по одному каналу.
2012	Ученые впервые сохранили в облаке газа своего рода фильм - последовательность из двух изображений. По словам исследователей, подобная газовая память может служить прототипом запоминающих устройств для квантового компьютера. Статья опубликована в журнале Optics Express. Объектом исследования выступало облако газообразного рубидия. Под воздействием магнитного поля энергетические уровни электронов в атоме расщепляются - это означает, что атом способен поглощать фотоны с энергиями, которые обычно не "ловит ". После того, как магнитное поле выключают, атомы соответствующие фотоны испускают. По словам ученых, подобный метод хранения изображений является "довольно интересным ". В частности, они отмечают, что фотоны хранятся в газе десятки микросекунд, а доля восстановленной после выключения магнитного поля информации достигает 90 процентов (из-за броуновского движения местоположение атомов смещается и картинка "расплывается "). Ранее эту технологию удавалось применить, чтобы сохранить в облаке газа одно изображение, однако теперь ученым удалось сохранить последовательность из двух. В качестве тестовых изображений выступали буквы N и T. Для воспроизведения использовалась сверхбыстрая камера, снимающая по одному кадру в 100 наносекунд.
2012	Физики создали преобразователь света на основе графена. Статья ученых появилась в Nature Photonics. Основой для нового устройства стал фотонный кристалл. Этим термином в физике называется среда, которая характеризуется периодическим изменением показателя преломления. Такую среду можно получить, например, взяв "мозаику" из разных наночастиц. В новой работе, однако, кристалл представлял собой решетку из кремния с цилиндрическими отверстиями диаметром 124 нанометра. Поверх решетки ученые разместили графеновую пленку. Как оказалось, полученная система позволяет преобразовывать электромагнитное излучение, затрачивая при этом меньше электроэнергии, чем более крупные аналоги. Например, облучая решетку лазером, ученые обнаружили, что устройство испускает электромагнитные волны. Свойствами излучения при этом можно управлять, меняя интенсивность луча и длину волны. Кроме этого ученым удалось продемонстрировать потенциал нового устройства для работы исключительно в оптическом диапазоне. "Нам удалось зарегистрировать перемешивание электромагнитных волн в нашем устройстве. В результате такого нелинейного перемешивания возникали новые частоты, причем тратилось на это много меньше энергии, чем обычно", - приводятся слова одного из авторов работы Чи Вонга в пресс-релизе Колумбийского университета. Ученые говорят, что новое устройство может стать основой для создания полностью оптических компьютеров - вычислительных систем, в которых все процессы будут выполняться при помощи фотонов. В настоящее время, например, для передачи информации на большие расстояния используются оптические кабели, переносчиком информации в которых являются фотоны. Внутри же компьютеров вычисления производятся при помощи электрических токов. Переход на фотоны позволит не только ускорить работу компьютеров, но и сэкономить энергию, которая в настоящее время тратится на преобразование одного вида сигналов в другой.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института разработали новый способ производства наночастиц, который основан на неустойчивости, возникающей при производстве композитных волокон. Работа опубликована в журнале Nature. Исследователи случайно натолкнулись на новый способ производства наночастиц в ходе экспериментов по производству композитных проводов. Когда авторы стали разбираться с причинами возникавших дефектов, они обнаружили, что при определенной температуре внутренние волокна в проводах разрываются с образованием микроскопических сфер. Это было вызвано их плавлением и распадом на капли вследствие релеевской неустойчивости. Из-за характерного поведения жидкости, они практически не отличались друг от друга по размеру. Авторы решили, что обнаруженный дефект можно применить для производства наночастиц с точно контролируемым диаметром. При этом, при правильном подборе толщины волокон и температуры производства диаметр частиц можно устанавливать в пределах от 20 нанометров до 2 миллиметров. Кроме того, частицы могли быть не только сферической, но и более сложной формы. Капли расплава застывают практически сразу после возникновения. Поскольку при этом они находятся внутри оболочки, это не дает им слипаться друг с другом и дополнительно гарантирует однородность. Новая технология может применяться для создания наночастиц из самых разных веществ, в том числе из лекарств. Она способна найти применение в производстве солнечных батарей, красок или, например, чувствительных детекторов.
2012	Группа японских физиков создала работоспособную оптическую память с рекордно низким потреблением энергии. Статья ученых появилась в журнале Nature Photonics. Создание компьютера, который использовал бы вместо электрических импульсов оптические сигналы, - так называемого оптического компьютера - является сферой, где ведутся активные исследования (недавно, например, был впервые создан пассивный оптический диод). В рамках новой работы ученые занимались созданием оптической памяти. Физически память японцев представляет собой фотонный кристалл, то есть тело, в котором коэффициент преломления меняется периодически. В работе использовались кристаллы из сплава индия и фосфора с полостью, внутри которой располагалась частица кристалла с добавлением галлия и мышьяка. Частица представляет собой один бит памяти, в то время как окружающий кристалл служит световодом и теплоотводом. Всего ученым удалось получить четыре бита памяти. Как показали тесты, такой бит способен хранить данные без подзарядки в течение порядка 10 секунд (в прежних системах этот показатель составлял примерно 250 наносекунд). Кроме этого полученная память потребляет около 25 нановатт, что на несколько порядков меньше показателей аналогичных устройств. Главным недостатком новой памяти является относительно большое время записи.
2012	Группа французских исследователей под руководством Сабастьена Генно предложила способ создания устройств, скрывающие объекты от теплового потока. Статья опубликована в журнале Optics Express. Исследователи использовали идеи, которые раньше использовались для создания "плащей-невидимок", скрывающих объекты от волн - электромагнитных, звуковых и других. Так как ток тепла описывается другими терминами, исследователям пришлось эти идеи существенно переработать. Идея предложенного учеными устройства выглядит следующим образом: внутри материала, где течет тепло от горячего к холодному телу находится сферическая многослойная оболочка, слои которой имеют разную теплопроводность. За счет этого потоки тепла огибают внутреннюю часть оболочки. В результате, во-первых, температура внутренней части остается постоянной, во-вторых, за объектом температурный градиент выравнивается, что делает наличие любого объекта внутри оболочки незаметным (с точки зрения температуры) для внешнего наблюдателя. В дополнение к тепловому "изолятору", на тех же принципах авторы разработали и тепловой "концентратор", фокусирующий тепловые потоки в одной точке. Если на основе разработанной математиками модели удастся создать работающее устройство, оно, по всей видимости, будет широко востребовано микроэлектронной индустрией. Теплоизоляция чувствительных компонентов и теплоотведение являются одними из главных проблем области. Ранее Себастьен Генно с соавторами предлагал использовать устройства с подобной принципиальной схемой для изоляции объектов, например, зданий, от распространения сейсмических волн. Это позволило бы защитить от землетрясений старые здания, не рассчитанные на сейсмические нагрузки.
2012	Физики воплотили в жизнь идею создания на основе метаматериалов экзотических тепловых устройств, управляющих потоками тепла - изолятора, концентратора и инвертора. Работа ученых принята к публикации в журнале Physical Review Letters. В гомогенных материалах тепло равномерно распространяется по градиенту - от горячего к холодному. Однако существуют материалы, которые обладают разной теплопроводностью в разных направлениях. Это свойство наиболее ярко проявляется у так называемых метаматериалов - слоистых композитов, чьи свойства зависят в наибольшей степени от структуры, а не от химического состава. Ранее математики предложили использовать метаматериалы для создания пассивных тепловых устройств, распространение тепла в которых происходит необычным образом. Среди них были тепловые плащи-невидимки, концентраторы тепла и инверторы. На изобретение тепловых вариантов этих устройств ученых вдохновило использование метаматериалов для создания оптических плащей-невидимок. Например, предложенные тепловые плащи-невидимки представляли собой своеобразные слоистые оболочки из метаматериалов, проводящие тепло так, чтобы внешний наблюдатель не заметил наличия внутри оболочки посторонних предметов. Толщина слоев оболочки, их количество и теплопроводность были рассчитаны математиками таким образом, чтобы тепло, проходя сквозь слои, огибало спрятанный объект, и градиент тепла восстанавливался. Тепловой концентратор, наоборот, направлял потоки тепла сквозь выбранный объект, а инвертор локально разворачивал тепловой поток в противоположную сторону. В настоящей статье физики описали создание реальных прототипов рассчитанных тепловых устройств. Они состояли из небольшой металлической сердцевины, окруженной 40 слоями резины и силиконового эластомера, наполненного нитридом бора. Сердцевину вместе с оболочкой создатели залили в прозрачный полимер, к которому с одной стороны подводили тепло, а с другой охлаждали. За распространением тепла в устройстве следили с помощью инфракрасной камеры. В зависимости от конфигурации слоев (они могли быть открытыми, закрытыми, "скрученными") устройства работали в режиме концентратора, инвертора или теплового плаща-невидимки. Создатели надеются, что полученные устройства станут основой для создания тепловых компьютеров - вычислительных машин, работа которых будет осуществляться посредством манипуляции потоками тепла, а не электричества. Тепло, которое для обычных компьютеров является нежелательным побочным продуктом, для будущих тепловых устройств, возможно, станет источником энергии. Работа над такими устройствами пока находится в самом начале.
2012	Ученые показали, что благодаря использованию органической оболочки носителями магнитной информации могут быть индивидуальные атомы железа. Работа опубликована в журнале Nature Communication. Современные технологии записи на магнитные носители ограничены минимальным размером площади, который занимает один бит информации. Чем она меньше, тем выше вероятность самопроизвольного изменения магнитного состояния под воздействием тепловых флуктуаций. В результате таких переключений информация может быть потеряна. Физики из Карлсруэ решили применить другой подход - использовать в качестве носителей информации индивидуальные атомы железа в комплексе с органической молекулой. Такая оболочка позволяет изолировать отдельный атом от окружающей среды. Кроме того, магнитное состояние железа влияет на органическую часть комплекса, и молекула изменяет свои свойства проводимости. В результате, магнитное состояние атома железа можно узнать по проводимости органической молекулы, что, по словам ученых, гораздо проще и надежней, чем прямое измерение спина железа. Информация в индивидуальные молекулы записывалась при помощи электрических импульсов, доставляемых щупом атомно-силового микроскопа. Работа показывает принципиальную возможность доведения плотности записи в магнитных носителях до отдельных молекул, но пока не подходит для создания реальных прототипов устройств. Недавно другая группа физиков предложила использовать для считывания магнитного состояния индивидуальных атомов специальные дефекты в кристаллах алмаза. Такие кристаллы предполагается присоединять к щупу атомно-силового микроскопа и измерять с их помощью спин индивидуальных молекул.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического университета научились собирать микроскопические полимерные провода в трехмерные структуры. Это позволит в будущем создавать микрочипы с многослойным расположением контактов. Работа опубликована в журнале Science. Миниатюризация микрочипов с проводящими проводами из кремния ограничивается возможностями фотолитографии, которая применяется для их изготовления. Чтобы сделать элементы микросхем как можно меньше, изготовители используют свет все меньшей длины волны, вплоть до жесткого ультрафиолета. Ученые решили исследовать возможности альтернативной технологии - изготовления микроскопических проводов из структур, которые образуются сополимерами. Авторы сшивали две отталкивающиеся друг от друга молекулы полимеров в одну, получая вещество, способное самопроизвольно собираться в цилиндрические структуры. Подобным образом ведут себя поверхностно-активные вещества, которые сами способны образовывать мицеллы. Структуры, которые образуют сополимеры, не вполне регулярны и имеют множество дефектов. Чтобы добиться большей регулярности, ученые решили использовать направляющую подложку. Подложка была изготовлена из кремния методом литографии с помощью пучка электронов. Она представляла собой поверхность с регулярно расположенными вертикальными цилиндрами. Перед нанесением полимеров подложку обрабатывали отталкивающим веществом. В результате использования подложки полимеры сформировали два слоя параллельно расположенных проводящих цилиндров. Расположение цилиндров в слоях было независимо друг от друга и контролировалось только структурой подложки, а именно размером и формой цилиндров на ее поверхности. Авторам удалось также заставить проводящие цилиндры изгибаться под острыми углами и образовывать соединения. Пока инженеры смогли изготовить только двуслойное устройство, но потенциально оно может иметь три или даже больше слоев. Работа находится на стадии фундаментальных исследований, но ученые считают, что в будущем она сможет помочь изготовителям микрочипов преодолеть дифракционный предел миниатюризации. Эту же технологию расчета и изготовления подложки потенциально можно применить и для создания структур на биополимерах - молекулах белков и ДНК.
2012	Ученые создали несколько логических устройств на основе генных сетей, работающих в индивидуальных клетках млекопитающих. Среди них самые сложные на сегодняшний день - полусумматор и полувычитатель. Работа опубликована в журнале Nature. В ДНК клеток млекопитающих, выращиваемых в чашках, исследователи ввели гены, кодирующие рецепторы, транскрипционные факторы и другие белки. Исходными данными для вычисления в искусственной генетической сети выступали концентрации двух веществ - эритромицина и флоретина, веществ, которые не встречаются в клетках млекопитающих, но известны у других организмов. Связываясь со своими искусственно введенными рецепторами, эти вещества активировали специальные гены, взаимодействие между которыми и являлось основой вычисления. О результатах вычисления можно было судить по выработке двух флюоресцентных белков - зеленого и красного. Например, если устройство работало по принципу логического полусумматора, то зеленый белок вырабатывался в ответ на эритромицин или флорецин, а красный - только при их одновременном присутствии. При работе в режиме полувычитателя, красный белок вырабатывался при наличии эритромицина, но только тогда, когда отсутствовал флоретин. Разработанные устройства могут помочь биологом создавать искусственные генетические сети, сложно реагирующие на внешние условия. Они могут также пригодиться для создания синтетических организмов с новыми функциями. В арсенале синтетической биологии уже имеются простые запоминающие устройства и реле. Обычно искусственные генетические сети создают для применения в бактериях, поэтому работа, сделанная на клетках млекопитающих, имеет для биологов дополнительную ценность. У ядерных организмов (у млекопитающих в особенности), из-за особенностей функционирования генома и общей сложности генетических сетей, работа чужеродных генов часто бывает невозможна.
2012	Для поиска темной материи ученые предложили использовать детектор, состоящий из одноцепочечной ДНК. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology Daily. Предложенный учеными детектор состоит из множества золотых пластин, с одной стороны которых находится полимерная подложка, а с другой закреплены фрагменты одноцепочечной ДНК. Тысячи молекул нуклеиновых кислот расположены на золотой пластине в виде матрицы. Их последовательности идентичны за исключением концевых фрагментов, которые позволяют однозначно идентифицировать любую из молекул на пластине. Детектор должен работать следующим образом. Сначала вимп, гипотетическая частица темной материи, выбивает из золотой пластины ядро металла, которое попадает в "лес" из молекул ДНК. По пути из пластины к противоположной полимерной подложке ядро успевает разорвать ряд молекул нуклеиновой кислоты, фрагменты которых отделяются от пластины и тщательно собираются. После амплификации в ходе ПЦР последовательность поврежденных фрагментов определяют, что позволяет установить точки повреждения в молекулах и, соответственно, траекторию движения ядра золота. Таким образом можно будет установить траекторию движения ядра с точностью до нескольких нанометров, а значит, точно определить энергию частиц. Сложность создания такого детектора заключается в том, что он требует большого количества очень длинных (около 10 тысяч оснований) молекул ДНК, расположенных в строгом порядке на пластине огромного для микрочипов размера - около метра. Существующие методы синтеза ДНК позволяют создавать фрагменты нуклеиновой кислоты длиной в несколько десятков оснований на площади в несколько квадратных миллиметров. Кроме того, молекулы на пластине должны быть строго параллельны друг другу, что для одноцепочечной ДНК вообще трудно осуществить. Поэтому предлагается на каждую из молекул прикрепить магнитный шарик, позволяющий выпрямить "ДНК-лес" под действием магнитного поля. Существование темной материи предполагается определять сравнивая результаты поиска вимпов днем и ночью - тогда, когда из-за вращения Земли детекторы будут расположены под разными углами к созвездию Лебедя. Исходя из существующих теорий темной материи и направления движения нашей галактики считается, что Земля проходит сквозь темную материю, движущуюся со стороны этого созвездия.
2012	Физики изучили электрические свойства животного пигмента меланина и предложили использовать его в качестве биосовместимого полупроводника для электроники. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые провели исследование самых разных физических свойств меланина: проводимости, электронного парамагнитного резонанса, характеристик сохранения спина. Авторы также проследили, как меняются эти свойства в присутствии воды и при изменении кислотности среды. Оказалось, что меланин способен проводить электричество не только так, как это делают полупроводники - в результате движения электронов и дырок. Он также проводит ток благодаря движению ионов - так, как это происходит у живых организмов, например, в дыхательной цепи. Таким образом, меланин является одновременно и полупроводником, и транспортером ионов. Использование пигмента в электронике открывает возможности для создания гибридных устройств, соединяющих классические проводники с биологическими системами. Биосенсоры и микрочипы на основе меланина смогут считывать электрические сигналы в организме или, наоборот, вызывать их образование. Меланин подходит для таких устройств не только по физическим требованиям, но и из-за очень широкого распространения в природе - он встречается почти у всех многоклеточных животных и практически не способен вызывать аллергии. Впервые электрические свойства меланина физики изучали еще в 70-х годах прошлого века, но тогда ученые не заметили многие из его необычных свойств. Органические полупроводники активно изучаются в последнее время. Недавно ученым удалось создать гибкий органический транзистор, который способен выдерживать нагревание до температуры, которая обычно используется при стерилизации.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института научились избирательно увеличивать на видео отдельные движения, что позволило им рассмотреть в кадре ранее незаметные перемещения. Сообщение об этом приводится на сайте института. Разработанный алгоритм раскладывает исходное видео на разные уровни детальности (строит пирамиду Лапласа), и отдельно анализирует движения на каждом уровне. Движения на выбранном уровне детализации усиливаются и видео вновь собирается в единое целое. Алгоритм нетребователен к вычислительным мощностям и может обрабатывать сигнал в реальном времени. Технологию можно применить, например, для удаленного наблюдения за дыханием пациентов в стационарах и дома, а также для наблюдения за недоношенными новорожденными. С помощью метода можно установить пульс человека по видеозаписи, что открывает возможности создания бесконтактного полиграфа. Также метод может быть полезен при анализе видео в научных целях. Недавно ученые применили компьютерную обработку видео для того, чтобы проследить за судьбой каждой отдельной клетки в эмбрионе дрозофилы. Такая информация может помочь понять механизмы дифференцировки тканей. Другая группа применила подобный подход (усилив его генетической модификацией с внесением генов флюоресцентных белков) и как именно со временем меняется объем, положение и скорость роста клеток у растений.
2012	Немецкие инженеры из общества Фраунгофера разработали эластомеры, которые не только эффективно гасят нежелательные вибрации, но и вырабатывают при этом электричество. Сообщение о разработке опубликовано на сайте общества. Разработка инженеров основана на использовании электроактивных полимеров. Эти вещества изменяют свою форму при приложении к ним электрического тока. В робототехнике их используют в качестве линейных двигателей. Авторы создали на основе электроактивных полимеров многослойное устройство, где чередовались слои полимера с металлическими электродами, управляющими сокращением и расширением полимера. При приложении к такому устройству вибрации чувствительные сенсоры активировали движения полимера в противофазе к вибрациям. В результате вибрация почти полностью поглощалась устройством, которое инженеры назвали "активным эластомером". Далее авторы показали, что в пассивном режиме такое слоистое устройство может вырабатывать энергию, поглощая внешние вибрации. Количество вырабатываемой энергии невелико, но достаточно для питания некоторых датчиков, нуждающихся в автономном питании, например, датчиков вибрации на мостах. Самым сложным элементом устройства для инженеров оказались электроды, которые должны были хорошо переносить деформации. Лучше всего с поставленной задачей справились тонкие металлические пластины, имеющие очень большую площадь перфорации. Инженеры надеются, что полученные устройства могут быть применены в автомобилях для снижения вибраций и в создании автономных источников энергии.
2012	Инженеры придумали простой способ обессолить воду с помощью батареи графитовых электродов, покрытых активированным углем. Метод не подходит для очень соленой морской воды, зато весьма эффективен при умеренной концентрации ионов. Работа опубликована в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters. Работа устройства основана на принципе "вычерпывания" ионов из одного раствора в другой. Исследователи покрыли графитовые электроды слоем пористого (активированного) угля толщиной около 200 микрометров. Батарея электродов опускалась в раствор, и к ней прикладывалось небольшое напряжение 1-2 вольта). Катионы и анионы солей устремлялись к электродам и скапливались в зоне пористого углерода. Спустя небольшое время (чтобы не тратить энергию на электролиз) электроды вынимали и опускали в другой раствор. Во втором растворе напряжение отключалось, поэтому ионы свободно мигрировали из пористой поверхности электродов в жидкость. Затем цикл повторялся снова, обычно около восьми раз. Авторы показали, что таким способом можно снизить концентрацию хлорида натрия в растворе с 20 до 7 миллимоль - в три раза. Кроме того, если покрыть электроды мембраной, избирательно пропускающей отдельные ионы, то эффективность обессоливания можно увеличить, не меняя принципиально технологию. Новый способ удаления ионов может оказаться из-за своей простоты более экономически оправданным, чем сложные и энергоемкие современные способы вроде емкостной деионизации. Низкое используемое напряжение позволяет создать простые портативные устройства для обессоливания на солнечных батареях. Самое главное ограничение метода связано с тем, что он неэффективен при больших концентрациях ионов - в этом случае применяются более традиционные методы, такие как дистилляция или обратный осмос.
2012	Инженеры создали миниатюрные электронные радиолампы, сочетающие свойства вакуумных ламп и кремниевых транзисторов. Планируется, что они смогут стать основой быстрых и устойчивых к радиации вычислительных устройств. Работа опубликована в журнале Applied Physics Letters. Для создания миниатюрных электронных ламп инженеры использовали традиционную технику производства транзисторов - фотолитографию. С ее помощью в кремнии создавали миниатюрные полости, на дне которых располагались эмиттер (катод, излучающий электроны) и коллектор (анод, собирающий электроны). Расстояние между ними составляло всего 150 нанометров. Сверху находилась база, управляющая током между эмиттером и коллектором. В классической лампе ей соответствует сетка. Прибор работал в точности как классическая электронная лампа: при создании напряжения между катодом и анодом электроны устремлялись от первого ко второму с эффективностью, которая зависела от управляющего напряжения на базе. Напряжение между катодом и анодом, после которого начиналась эмиссия электронов, составляло около 10 вольт, что существенно больше, чем в обычных транзисторах. По словам экспертов, это пока является самым главным недостатком устройства. По словам создателей, миниатюрная лампа смогла работать при частотах в 0,46 терагерц, что в 10 раз больше, чем максимальная частота лучших кремниевых транзисторов. Характерно, что для ее работы не потребовалось создавать в полости вакуум - лампа была настолько мала, что это делало крайне низкой вероятность встречи электрона с молекулой газа на пути между катодом и анодом. Целью создания миниатюрных ламп является стремление инженеров обойти врожденные недостатки кремниевых транзисторов. Во-первых, они не могут работать на таких высоких частотах, на которых работают лампы. Это связано с тем, что подвижность электронов в кремнии ниже, чем в вакууме. Во-вторых, транзисторы менее устойчивы к радиации и ионизирующему излучению. Если инженерам удастся создать эффективные и небольшие вычислительные устройства на основе ламп, то они окажутся полезны для астронавтов и военных, имеющих дело с радиацией. Кроме того, они могут стать компонентами приборов, работающих в терагерцовом диапазоне.
2012	Международная группа ученых создала транзистор, состоящий из одного атома фосфора, размещенного на кремниевой подложке. Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology. Физики уже достаточно давно умеют манипулировать отдельными атомами. Например, с помощью сканирующего туннельного микроскопа еще в 1990 году физики из IBM выложили название компании атомами ксенона на никелевой подложке (соответствующая статья была опубликована в Nature). В рамках новой работы ученые также использовали сканирующий туннельный микроскоп вместе с литографией. На первом этапе работы кремниевая поверхность подвергалась воздействию высокой концентрации фосфина PH3 при комнатной температуре. В силу своих химических особенностей и высокой концентрации фосфин покрывал поверхность особым образом - пара атомов водорода и атом фосфора прикреплялись к одному атому кремния, в то время как третий атом водорода из молекулы цеплялся за соседний с первоначальным атом кремния. В работе говорится, что полученные таким образом димеры ориентировались тройками - в каждой тройке пары атомов кремния располагались строго друг над другом (если смотреть на поверхность сверху), причем пары водород-кремний и водород-водород-фосфор-кремний были расставлены в матрице в шахматном порядке. Нагрев полученной конструкции до 350 градусов Цельсия приводит к тому, что один из атомов кремния замещается на атом фосфора. Этот процесс регистрировался сканирующим туннельным микроскопом, после чего нагрев прекращался. Отличительной особенностью новой технологии, по словам ученых, является высокая точность размещения атома фосфора - погрешность, по сути, равна размеру кремниевой решетки, то есть 3,8 ангстрем. Чтобы превратить атом в транзистор, аналогичным образом на некотором отдалении от него были вытравлены контакты. Например, эмиттер и коллектор располагались на расстояниях 9,2 и 9,6 нанометра от атома фосфора соответственно. Затвор был реализован парой контактов, перпендикулярных линии эмиттер-коллектор и расположенных на расстоянии 54 нанометра от атома фосфора каждый. Работает такой транзистор только при очень низких (гелиевых) температурах. Сами ученые говорят, что он пока далек от практического применения - скорее, это практическая демонстрация возможностей миниатюризации.
2012	Международная группа исследователей создала гибкий транзистор, устойчивый к термическому воздействию. Статья ученых появилась в журнале Nature Communications. Органические полупроводники активно изучаются из-за своих специфических механических свойств, в частности, гибкости. Одним из основных недостатков таких полупроводников является то, что очень подвержены влиянию тепла, в том числе и возникающего в результате работы электроники на основе таких полупроводников. В рамках работы ученым удалось создать тонкопленочный транзистор, который гораздо устойчивее к температурному воздействию, нежели существующие аналоги. Он представляет собой полимерную подложку, покрытую слоями диэлектрика толщиной в 2 нанометра и оксида алюминия в 4 нанометра. Ученые провели испытания транзисторов и установили, что они способны выдерживать условия медицинской стерилизации. Это означает, что подобные устройства могут найти применение в медицине. В 2010 году компания Sony объявила о создании на основании гибких органических тонкопленочных транзисторов гибкого экрана. Тестовый образец имел разрешение 432 на 240 пикселей при диагонали в 10,4 сантиметра.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института создали небликующее, самоочищающееся, гидрофобное и незапотевающее стекло. Работа ученых опубликована в журнале ACS Nano. Основной особенностью стекла является наличие на его поверхности регулярно расположенных микроскопических конусов. Длина каждого из них примерно в пять раз превышает ширину у основания, которая составляет около 200 нанометров. Острие конусов имеет приблизительно параболическую форму. Создать на поверхности стекла конусы инженеры смогли с помощью модификации существующей технологии, которая используется при производстве микросхем. На поверхность стекла наносились несколько слоев различных материалов, в том числе несколько разных сортов стекла. Сверху наносился фоточувствительный материал - фоторезист. После облучения фоторезист в нужных местах разрушался и проводилось несколько циклов травления. Ученые изучили поведение стекла, поверхность которого несла конусы разной формы и размера - от низких и широких до высоких и тонких. При определенном размере и пропорциях конусов стекло становилось одновременно очень гидрофобным и небликующим. Из-за этого оно стало почти незаметным. Капли воды на таком стекле собираются в почти правильные шарики. Если на него нанести пыль, то падающие на поверхность капли уносят пыль на себе, оставляя стекло совершенно чистым. Авторы особо подчеркивают, что свойства стекла зависят от структуры его поверхности, а не от способа ее получения. Чтобы получить такую поверхность, необязательно использовать дорогостоящий метод фотолитографии. Инженеры надеются, что ее можно будет создавать с помощью формования на полузастывшем расплаве стекла с помощью печатающих валиков. Для этого потребуется только небольшое изменение уже существующей технологии производства. Ученые почерпнули идеи для создания самоочищающегося стекла у природы, а именно у насекомых, чьи глаза несут множество шипов, предохраняющих их от прилипания пыли. Ученые давно пытаются изменять свойства материалов за счет работы с их поверхностью. Недавно очень похожий подход (создание конусов на поверхности) был использован для создания черного кремния - вещества, поглощающего почти все попадающее на него излучение.
2012	Испанские физики создали самые чувствительные на сегодняшний момент весы - они способны измерять массу с точностью 1,7 йоктограмма (1 йоктограмм равен 10-24 грамма). Статья ученых появилась в Nature Nanotechnology. Весы представляют собой углеродные нанотрубки длиной примерно 150 нанометров и диаметром 1,7 нанометра, помещенные в вакуумную камеру. На поверхность трубок помещают объект, массу которого надо измерить - обычно молекулу или атом, - после чего вся установка охлаждается до низкой температуры (4 кельвина). Затем на трубки подается электрический ток определенной частоты и замеряется частота ее отклика. Зная ее, ученые вычисляют массу объекта на поверхности. Используя установку, ученые смогли измерить массу атома ксенона и молекулы нафталина с точностью до массы протона, которая как раз и равна примерно 1,7 йоктограмма. Ученые говорят, что используемая методика не является новой - ученые и ранее использовали такую схему для работы. Вместе с тем, исследователи подчеркивают, что им удалось значительно увеличить точность таких весов - до них удавалось достигать точности порядка 100 йоктограмм. По словам специалистов, которые приводит New Scientist, главное препятствие перед новой технологией - отработка технологии, чтобы подобные измерения стали рутиной. Что касается областей применения, то такого рода весы могут использоваться для распознания молекул различных соединений, отличных на несколько протонов.
2012	Физики из Университета Шеффилда разработали метод трансмисионной микроскопии, который позволит получать изображения, разрешение которых ограничено только длиной волны электрона. Результаты их работы приводит журнал Nature. Исследователи отказались в конструкции просвечивающего микроскопа от магнитных линз, которые вносят основной вклад в понижение разрешения. При этом изображение получалось путем компьютерного анализа паттерна дифракции волн, прошедших сквозь образец. Авторы назвали такой вид микроскопии электронной птихографией. Благодаря принципиально иному способу формирования изображения и небольшой модификации конструкции им удалось в пять раз увеличить разрешение на уже существующем приборе. Разрешение современных электронных микроскопов зависит от длины волны используемых электронов, но даже в самых сложных моделях не превышает 0,05 нм, что в 25 (в обычных моделях в 100) раз хуже, чем теоретический предел. Относительно низкое разрешение присуще всем современным электронным микроскопам и объясняется тем способом, каким в них формируется изображение. Принципиально электронный микроскоп очень похож на световой. В нем вместо потока света через образец проходит поток электронов, а вместо стеклянных линз используются магниты. Они изменяют движение электронов так же, как линзы изменяют движение световых лучей. Благодаря этим магнитным линзам поток электронов удается сфокусировать и получить резкое изображение. Однако магнитным линзам присущи неустранимые аберрации, которые и вносят основной вклад в размытие изображения. Авторам удалось найти способ восстановить изображения из дифракции несфокусированных волн, что позволило избавится от магнитов и, вместе с ними, от искажений. Исследователи считают, что метод птихографии можно будет применить и в световой микроскопии. Во-первых это позволит существенно увеличить разрешение получаемых изображений. А во-вторых, такой способ получения изображения не требует сильного приближения объекта к линзе микроскопа. Это позволит рассматривать живые клетки издалека - например, сквозь крышки культуральных чашек.
2012	Физики научились получать четкое изображение объекта, расположенного за мутным рассеивающим экраном. Работа опубликована в журнале Nature Photonics. Ключевым элементом разработанной системы является пространственный модулятор света. Это электронное устройство, которое способно под управлением компьютера менять фазу проходящего света. Оно, подобно жидкокристаллическому монитору, состоит из матрицы пикселей, каждый из которых управляется индивидуально и меняет фазу света самостоятельно. Подобные устройства используются, например, для получения голографического изображения. Ученые показали, что пространственные модуляторы можно использовать для того, чтобы "обратить вспять" рассеяние. В эксперименте свет от источника (лампы накаливания) проходил сквозь рассеивающий экран, попадал на модулятор, проходил сквозь него и фиксировался обычной камерой. Ученые смогли подобрать параметры фазового сдвига в каждом пикселе модулятора таким образом, чтобы нивелировать рассеяние от экрана. Действия рассеивателя и модулятора "взаимно уничтожались", и на изображении получали четкую картинку источника света. Затем, не меняя параметров модулятора, ученые помещали за рассеиватель не источник света, а освещенный объект. Модулятор действовал точно так же: нивелировал действие рассеивателя. Имея настроенный модулятор, ученые могли видеть сквозь рассеиватель четкое изображение объекта, совершенно неразличимое невооруженным глазом. Тот же принцип оказался полезен для того, чтобы наделить камеру способностью "жзаглядывать за угол". Ранее другая группа ученых использовала для решения такой задачи свет короткоимпульсного лазера. Скрытое за углом изображение ученые восстанавливали при помощи сложных вычислений на основе картины рассеяния. Авторы настоящей работы применили для решения той же задачи не лазер, а модулятор. Устройство нивелировало на угловой стене рассеивание и, фактически, превращало ее в зеркало, в котором можно рассмотреть происходящее за углом. Разработка может существенно увеличить возможности получения медицинских изображений. Она позволит, например, рассмотреть глубокие структуры мозга или эмбрион, покрытый рассеивающими свет оболочками. Для того, чтобы это осуществить, понадобятся модуляторы соответствующего качества и умение настраивать их соответственно сложной структуре биологических рассеивателей.
2012	Американские физики предложили схему компактного источника так называемого мягкого рентгеновского излучения. Статья ученых появилась в журнале Science, а ее краткое изложение приводят Nature News. В основе работы источника так называемый эффект генерации гармоник высокого порядка. Суть его заключается в следующем: материал облучается когерентным пучком электромагнитного излучения (лазерным импульсом). Пучок поглощается, после чего материал испускает когерентное излучение с более короткой длиной волны. Этот эффект был известен достаточно давно. Например, при облучении красным лазером кварцевого кристалла, он испускает когерентное излучение (правда, более тусклое) в ультрафиолетовом диапазоне. Также достаточно давно ученые полагали, что этот эффект можно использовать для создания компактных установок-источников коротковолнового электромагнитного излучения. Современные рентгеновские лазеры используют для работы огромные ускорители, которые себе может позволить далеко не каждая лаборатория. Авторам новой работы удалось на практике продемонстрировать возможность применения этого эффекта. В качестве облучаемого материала выступал гелий под высоким давлением. В среднем прибор генерировал один рентгеновский фотон на 5000 инфракрасных (для работы исследователи использовали инфракрасный лазер). По словам исследователей, эффективной работы установки им удалось добиться путем увеличения давления газа. Примечательно, что теоретические расчеты показывали, что увеличение давление должно негативно сказаться на качестве получаемого пучка. Этого, однако, не произошло. Ученые также смогли оценить примерную стоимость установки - она будет составлять около миллиона долларов. Первый в мире жесткий рентгеновский лазер заработал в 2009 году. Он получил название линейный источник когерентного света (Linac Coherent Light Source или LCLS). Длина волны его излучения составляет 0,15 нанометра. Рентгеновские лазеры могут использоваться до изучения сверхбыстрых процессов, а также структур, недоступных из-за размера для анализа другими средствами. Например, в феврале 2011 года в Nature появилась статья, в которой была описана структура мембранных белков. Описание стало возможным только благодаря LCLS.

2012	Инженеры Массачусетского технологического института создали простые, компактные и потенциально очень дешевые детекторы концентрации этилена - газообразного гормона спелости фруктов. Основой прибора стали специальным образом обработанные углеродные нанотрубки. Работа опубликована в журнале Angewandte Chemie. Сенсор представлял собой прибор, измеряющий сопротивление тока, который проходит через сеть углеродных нанотрубок. На подложку между двумя позолоченными электродами инженеры нанесли каплю взвеси углеродных нанотрубок, при этом они были обработаны таким образом, чтобы их сопротивление зависело от концентрации в воздухе этилена. Этилен - довольно инертное и очень простое органическое соединение с двойной связью CH2=CH2. Чтобы сделать нанотрубки чувствительными к его концентрации, ученые использовали сродство этилена к ионами меди. На нанотрубки был нанесен комплекс органического комплексообразователя и меди, которая, находясь в этом соединении, могла прочно связывать этилен. Углеродные нанотрубки очень чутко реагируют на присоединение к ним посторонних примесей. Проводимость нанотрубок сильно падала при адгезии на них комплексов меди, но когда к комплексам присоединялся еще и этилен, сопротивление вырастало еще сильнее. Это дополнительное сопротивление фиксировал созданный инженерами датчик. Прибор оказался весьма чувствительным к относительно инертному газу. Дополнительно усилить чувствительность прибора ученым удалось, добавляя небольшое количество полистирола в смесь нанотрубок. Это делало ее более рыхлой, и поэтому повышало вероятность связывания молекул газа. В итоге прибор оказался способен обнаруживать 0,5-1 молекул этилена на миллион молекул воздуха (0,00005 процента). Концентрация газа в фруктах при этом обычно составляет около 0,1-1 частиц на миллион. Созданный инженерами прибор поможет контролировать созревание плодов так, чтобы в процессе перевозки они не переспели и не испортились. Разработчики планируют соединить сенсор с бесконтактно считываемой меткой (RFID), и утверждают, что стоимость такого сенсора не превысит одного доллара. Этилен вырабатывается растениями при созревании плодов, старении цветов, опадании листьев. При созревании фруктов выработка гормона является самоускоряющимся процессом, так как ткани растения, реагируя на повышенную концентрацию газа, сами начинают вырабатывать этилен. Некоторые производители специально обрабатывают фрукты этим газом для ускорения созревания.
2012	Ученые создали нанотрубки, способные селективно пропускать отдельные ионы. По своей селективности они способны сравниться с природными белковым ионными каналами. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Созданные авторами нанотрубки сильно отличаются от самых известных подобных структур - однослойных углеродных нанотрубок, напоминающих свернутый графен. В отличие от последних, новые нанотрубки собраны из множества отдельных молекул, скрепленных друг с другом водородными связями. Эти связи помогают структурам самопроизвольно собираться из раствора. Другое отличие состоит в том, что во внутренней полости трубки имеются своеобразные молекулярные "штыри", которые влияют на подвижность ионов. Внутренний диаметр трубки составляет чуть меньше нанометра, и движение ионов в ней полностью зависит от природы расположенных там химических групп. Например, если эти группы несут положительный заряд, то движение катионов в трубке становится невозможно. По принципу работы нанотрубки напоминают природные белковые ионные каналы. Их структура обычно похожа на песочные часы, в середине которых находится самое узкое место с заряженными группами. Именно оно определяет ионные предпочтения канала, так как устанавливает заряд и размер иона, который может через него проникнуть. Ионные каналы, сделанные на основе нанотрубок, могут быть полезны для создания ионных сенсоров, очистки и обессоливания воды.
2012	Ученые улучшили работу ферментов, собрав их с помощью ионов меди в кристаллы "наноцветов". Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Возможность образования из белков "наноцветов" была обнаружена авторами случайно, когда к раствору бычьего сывороточного альбумина (стандартный белок, часто используемый в буферных растворах) исследователи добавили раствор сульфата меди CuSO4. Через три дня в растворе образовался осадок, и ученые решили исследовать его под электронным микроскопом. Оказалось, что белок собрался в микроскопические структуры, очень напоминающие цветы пионов. Частицы имели размер около микрометра, в то время как толщина лепестков цветов составляла несколько нанометров. Авторы проследили за процессом образования "наноцветов" и установили, что ионы меди являются для белков центрами кристаллизации. В ходе этого процесса образуются фосфаты меди (в буфере содержалась фосфорная кислота), которые помогают кристаллизации и определяют плотность лепестков в цветах. Исследователям удалось вырастить такие же "наноцветы" и из ферментов - лакказы, липазы и декарбоксилазы. Оказалось, что ферменты в микроскопических структурах меняют свои свойства. Например, скорость реакции, катализируемой "наноцветами" лакказы возрастала в 2,5 раза по сравнению с свободным раствором фермента. Исследователи надеются, что разработанный метод может помочь в создании новых биосенсоров и удешевить те производства, где используются белковые катализаторы.
2012	Ученые разработали метод, который позволит в миллионы раз увеличить чувствительность детекции различных веществ с помощью микрочипов. Работа опубликована в журнале Nanotechnology. Поверхность, разработанная учеными, состоит из кремниевой подложки, на которой равномерно расположены микроскопические стеклянные столбики диаметром около 60 нанометров. Сверху на этих столбиках прикреплены золотые диски, из-за чего столбики несколько напоминают микроскопические грибы. Поверхность стекла между ними также покрыта золотом. На боковых поверхностях столбиков закреплены золотые наночастицы диаметром от 10 до 15 нанометров. Поверхность получила название D2PA (disk-coupled dots-on-pillar antenna-array). Благодаря необычной структуре с поверхности на много порядков усиливается комбинационное рассеяние света. При облучении свет несколько раз отражается между металлическими диском и подложкой, проходя через несколько наночастиц золота, которые выступают в роли квантовых точек. Ранее эта же группа опубликовала необычные физические свойства данной поверхности, а на этот раз показала, что они могут быть применены для создания микрочипов - сенсоров различных веществ. Химический анализ с помощью таких устройств происходит следующим образом. К образцу добавляются антитела, специфично связывающиеся с интересующим веществом из раствора. Затем к раствору добавляются антитела-адапторы, связывающиеся с первыми антителами, и несущие маркер - например, флюоресцентный белок. После этого в детекторе определяют флюоресценцию, интенсивность которой говорит о концентрации антител и, следовательно, изучаемого вещества. Поскольку поверхность D2PA может во много раз усиливать детектируемую флюоресценцию, это принципиально увеличивает минимальную чувствительность микрочипов. Ученые надеются, что микрочипы, разработанные на основе поверхности D2PA помогут детектировать токсины, онкомаркеры или частицы взрывчатых веществ. Работа авторов финансировалась наряду с Национальным научным фондом США агентством DARPA. Оно поддерживает передовые исследования, которым могут найти применение в армии.
2012	Ученые создали технологию рационального дизайна белковых комплексов de novo. Она позволит создавать из полипептидов искусственные структуры, обладающие заранее рассчитанными свойствами. Работа опубликована в журнале Science. Рациональный дизайн состоит из нескольких этапов. Во-первых, исследователи выбирают тип симметрии желаемого комплекса. Затем в соответствии с ним подбирается полипептид, который станет "строительным блоком" будущей структуры. Им могут стать разные белки, которые не обязательно образуют комплексы в природе. Единственное ограничение - структура белков должна содержать элементы симметрии, соответствующие симметрии комплекса. На следующем этапе собирается первоначальная структура, элементы которой затем тщательно подгоняются друг к другу. На завершающей стадии ученые вставляют в последовательность полипептидов такие аминокислоты, которые будут образовывать связи между контактирующими поверхностями. В качестве иллюстрации возможности разработанной технологии авторы создали два комплекса размерами 13 и 11 нанометров. Один из них обладал октаэдрической симметрией и содержал 24 субъединицы, а другой имел тетраэдрическую симметрию и включал 11 субъединиц. Ученые клонировали разработанные белки в рекомбинантные организмы, получили комплексы и установили их строение методом рентгеноструктурного анализа. Положение атомов в комплексе практически не отличалось от предсказанного программой. Ранее эта же группа ученых смогла рационально изменить структуру двух белков так, чтобы они связывались с поверхностью вируса гриппа. Разработанная технология важна для понимания связи между последовательностью белка и его структурой. Кроме того, она представляет собой альтернативу созданию комплексов из нуклеиновых кислот с помощью метода ДНК-оригами (или сборке комплексов из коротких олигонуклеотидов). Подобные структуры исследователи надеются применить для создания молекулярных нанороботов. Структуры из белков могут оказаться более практичными, чем из ДНК, так как пептиды обладают большим разнообразием химических свойств и потенциально должны быть более устойчивы к неблагоприятным внешним условиям.
2012	Ученые разработали метод конструкции из ДНК микроскопических структур произвольной формы и применили его для создания букв, цифр и пиктограмм нанометрового размера. Работа опубликована в журнале Nature. В основу разработанного метода была заложена сборка сложных структур из фрагментов ДНК небольшого размера, каждый из которых имел уникальную последовательность. При смешивании однонитевых фрагментов нуклеиновой кислоты между ними образовывались связи. Соединяясь с соседними молекулами, фрагменты ДНК выступали в роли "кирпичиков", из которых собиралась прямоугольная плоская "стена" размером 102 на 64 нанометра (каждый такой "кирпичик" был уникален и занимал в "стене" только свое собственное определенное место). Если при сборке ученые не добавляли в смесь отдельные фрагменты, то в образующейся структуре появлялись дырки, из которых можно было формировать необходимый рисунок. Для рисования структур и смешивания фрагментов ДНК ученые разработали специального робота, управляемого при помощи графического интерфейса. В результате авторам удалось сконструировать 107 двумерных структур, среди которых были цифры, буквы, пиктрограммы и специальные символы. Впервые метод сборки структур из ДНК-фрагментов был применен в 1991 году химиками из Нью-йоркского университета, однако достигнутая ими эффективность была невысока, а дизайн микроскопических структур был ограничен примитивными формами. Считалось, что небольшие фрагменты плохо подходят для сборки ДНК-структур. Вместо них ученые использовали близкий метод ДНК-оригами, когда для конструирования комплексов используется одна большая однонитевая молекула (обычно ДНК фага M13), которая сворачивается и закрепляется в структуру при помощи специальных "скрепок" из коротких фрагментов нуклеиновой кислоты. Разработанный метод сборки из фрагментов имеет несколько преимуществ перед методом ДНК-оригами. Во-первых, для сборки не требуется длинная опорная молекула (длинные ДНК практически невозможно производить химическим методом), а во-вторых, существенно упрощается дизайн последовательности. Авторы пока скептически относятся к возможностям практического применения своих разработок. Тем не менее, некоторые группы уже используют ДНК в качестве строительного материала для создания нанороботов, способных адресно доставлять лекарства в отдельные виды клеток.
2012	Ученые использовали метод искусственной эволюции в синтетических частицах, чтобы получить ферменты, способные производить новые кремниевые материалы. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи пытались выяснить возможности белков силикатеинов - ферментов, которые проводят минерализацию тканей у разных животных - от одноклеточного планктона до кораллов. Они способны образовывать кристаллы диоксида кремния, однако, как именно различаются кристаллы, созданные разными силикатеинами, было неизвестно. Для того, чтобы получить кристаллы с нужными свойствами, исследователи провели искусственную эволюцию: смешали в случайном порядке последовательности двух генов разных силикатеинов, и внесли в них дополнительные случайные мутации. В результате у исследователей оказалась смесь разных молекул ДНК, последовательность которых была похожа на исходные силикатеины, но имела некоторое количество случайных изменений. ДНК прикрепляли к пластиковым шарикам, а шарики вместе с белок-синтезирующим аппаратом (раствор рибосом и вспомогательных веществ) заключали в пузырьки масла. Эти пузырьки, "искусственные клетки" синтезировали внутри себя собственные силикатеины, которые, в свою очередь, формировали кристаллы диоксида кремния. Затем ученые отбирали индивидуальные "искусственные клетки" с самыми толстыми и прочными кристаллами и определяли последовательность тех генов, которые в них содержались. В результате удалось получить последовательности 30 вариантов силикатеинов, хорошо справлявшихся с минерализацией. Большинство из них были похожи на исходные гены, но некоторые имели сильные отличия. Например, один их вариантов гена "X1" кодировал фермент, производящий плоские сворачивающиеся кристаллы. Разработанная система может помочь найти ферменты, с помощью которых можно будет производить новые материалы для электроники. Такой же подход можно применить не только для кремния, но и для других веществ.
2012	Инженеры создали на основе проекторов автомобильные фары, которые позволят водителям во время дождя или снега не видеть бликов от осадков. Работа опубликована в журнале Proceedings of IEEE Conference on Computational Photography. Система состоит из компьютера, цифрового проектора, камеры и полупрозрачного зеркала, которое позволяет камере записывать движение частиц в нужной перспективе. Компьютерный алгоритм анализирует верхнюю часть получаемого камерой изображения и предсказывает траектории движения капель. Это позволяет передать на проектор картинку (белое поле с черными прямоугольниками, соответствующими положению капель), освещающую пространство только между частицами осадков. Это немного снижает общую освещенность дороги, зато позволяет избавится от бликов и видеть как бы "сквозь" дождь. Инженеры провели симуляцию на компьютерной модели и показали, что при задержке обработки сигнала в полторы миллисекунды и движении автомобиля со скоростью 30 километров в час, система может удалить из поля зрения водителя 96,8 процента капель. При этом общая освещенность дороги падает всего на одну десятую от максимального значения. Прототип, сделанный авторами из коммерчески доступных компонентов, пока обладает существенно большим временем задержки, поэтому удаляет на той же скорости лишь 70 процентов капель в поле видимости. В обоих случаях речь идет о "критически важных" первых четырех метрах дороги перед автомобилем. Ранее инженеры предложили использовать вибрацию, возникающую в автомобиле для производства электричества и питания автономных датчиков. Другая группа ученых недавно оценила влияние твердости покрытия дорог на расход энергии при движения автомобиля.
2012	Инженеры из Технологического института Джорджии разработали прозрачное устройство, генерирующее электрическую энергию при давлении и трении. В будущем подобное устройство может стать автономным источником питания сенсорных дисплеев или стать основой датчиков давления. Работа опубликована в журнале Nano Letters. Основными частями устройства являются две пластины, состоящие из разных полимеров. При трении электроны с одной из пластин переходят на вторую, создавая, таким образом, разность потенциалов. Возникновение электричества при трении известно еще со времен Фалеса Милетского. Генераторы, работающие на основе трения, называются "трибоэлектрическими". Новизна данной работы заключается в том, что авторы установили, какая форма взаимодействующих поверхностей оптимальна для разделения зарядов. Дело в том, что при плотном контакте образующиеся заряды часто рекомбинируют, и эффективность генерации электричества падает. Для того, чтобы этого не происходило, сразу после разделения заряды требуется изолировать друг от друга и отвести к контактам. Изолятором в данном случае выступает промежуток воздуха между пластинами. Ученые установили, что эффективность генерации зарядов в устройстве зависит от формы соприкасающихся поверхностей. В ходе экспериментов исследователи создавали при помощи фотолитографии кремниевые пластины с разной структурой поверхности и использовали их как формы для заливки полимера. Среди испробованных структур поверхности были "складки", прямоугольники, пирамиды и гладкие поверхности. Оказалось, что с наибольшей эффективностью электричество производит трение полимерных пластин, поверхность одной из которых несет выступы в виде пирамид размером в несколько микрометров. Прототип устройства, созданный учеными, оказался весьма чувствительным - он генерировал сигнал при давлении уже в 13 миллипаскаль. Поскольку использованные полимеры были практически прозрачны, то на основе разработанных полимеров можно создавать чувствительные сенсорные экраны, которые при прикосновениях смогут сами вырабатывать энергию для своей работы.
2012	Немецкие химики создали новый материал, получивший название аэрографит. Отличительной особенностью нового материала является крайне низкая плотность - менее микрограмма на кубический сантиметр. Статья ученых с описанием технологии получения нового материала и некоторых его свойств появилась в журнале Advanced Materials. Материал представляет собой сеть углеродных трубок. Для получения материала ученые сначала изготовили основу из оксида цинка по специальной технологии. Затем эта основа была помещена в кварцевую трубку, в которой при высокой температуре на ней был выращен аэрографит. Ученые среди прочего описали зависимость свойств полученного материала от параметров, определяющих его изготовление, - например, температурного режима. По словам авторов работы, новый материал отличается уникальными механическими и электрическими свойствами. В частности, он может найти применение при создании микроэлектромеханических устройств, а также производстве электродов. Особенно подобный материал может быть востребован при создании инструментов, которые должны выдерживать высокое ускорение. Новый материал получил название по аналогии с аэрогелями. Так называют материалы, структура которых напоминает гель, где жидкая фаза заменена на газообразную. Такие материалы, обладая очень низкой плотностью, могут быть при этом весьма твердыми и прочными. При этом они почти прозрачны, за что еще их называют "твердым дымом". В ноябре 2011 года в Science вышла статья, в которой был описан способ производства сверхлегкой металлической губки. Сначала ученые создавали полимерную основу, в которой проделывалось множество цилиндрических каналов. Позже на эту основу наносился сплав из никеля и фосфора. По утверждению создателей, новый материал может служить для создания теплоизоляции, звукоизоляции, более эффективных электродов для батарей и многого другого.
2012	Инженеры из Высшей технической школы Цюриха создали принтер, печатающий микроскопические структуры с помощью струи полимера. Работа опубликована в журнале Nature Communications. По принципу своей работы устройство похоже на бытовые струйные принтеры. В них капли краски в растворителе вылетают из сопла и попадают на бумагу. Образование капель в бытовых приборах обычно происходит путем механического выдавливания краски, а в случае нанопринтера капли образовывались путем создания электрического напряжения между подложкой и микропипеткой с полимером. После высыхания растворителя капли затвердевают и образовывают на субстрате точки или линии. Инженеры подобрали состав растворителя и объем капель таким образом, чтобы высыхание происходило очень быстро. Благодаря этому новые капли можно направлять точно на место приземления старых, что приводит к образованию вертикальных столбиков относительно большой высоты. Авторы отмечают, что создание таких структур при помощи других методов (например, фотолитографии) обычно невозможно. Подобные вертикальные столбики могут обладать интересными оптическими свойствами. Например, стекло, несущее на поверхности вертикальные конусы определенного размера, не бликует и не смачивается водой.
2012	Американские химики предложили схему молекулярного двигателя Ванкеля. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Двигатель представляет собой кластер (то есть скопление взаимосвязанных молекул), состоящий из 13 молекул бора (также в работе рассматривался кластер из 19 молекул). Сам кластер плоский, в его центре располагается три молекулы в вершинах треугольника, а остальные десять расположены "ободом" по краю. Ученым было известно, что треугольник и граница могут вращаться относительно друг друга. В рамках новой работы ученые, используя численное моделирование, установили, что управлять этим движением можно с помощью особым образом поляризованного света. Следующим шагом должна стать практическая проверка расчетов исследователей в лаборатории. По словам ученых, новый двигатель (пока только в теории) обладает рядом преимуществ по сравнению с аналогами. Так, например, свет, которым двигатель предлагается облучать, не меняет квантового состояния системы, то есть двигатель не требует перехода каких-либо ее частей в возбужденное состояние. Также для работы двигателя не нужны химические реакции и электрический ток, при использовании которых обычно выделяется большое (по меркам системы) количество тепла, оказывающего критическое действие на систему. Благодаря этому удается получить крайне стабильный двигатель. Ученые назвали свой двигатель молекулярным двигателем Ванкеля исключительно по аналогии с внешним видом обоих устройств. Настоящий двигатель Ванкеля (известный также как роторно-поршневой двигатель) был разработан в компании NSU в 1957 году. В этом устройстве используется трехгранный двигатель, сечение которого представляет собой треугольник Рело.
2012	Ученые из Японии построили компьютер, в котором вычисления осуществляются при помощи крабов. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В рамках работы ученые задались вопросом практической реализации так называемого бильярдного компьютера. В такой теоретической машине вычисления основаны на динамике бильярдов - конечного набора шаров, которые движутся в некотором геометрическом окружении (например, по бильярдному столу сложной формы). При столкновении шары разлетаются по законам физики. В простейшем случае данные кодируются начальными положениями и скоростями шаров. Вместо шаров ученые предложили использовать стайки крабов Mictyris guinotae. Сначала специалисты смоделировали движение ракообразных на компьютере - правила перемещения были достаточно простые: крабы в центре группы двигались туда, куда и их соседи, поэтому движением всей группы управляли только ракообразные по краям. Чтобы контролировать направление движения животных, ученые использовали обычную тень, которая имитировала тень от птиц - главных врагов крабов в естественной природе. При встрече две группы крабов объединялись в одну (это их поведение эквивалентно движению динамики "мягких" бильярдных шаров), причем вектор скорости этой группы оказывается сонаправлен с суммой векторов скоростей двух исходных. Используя такую модель, ученые смогли построить на компьютере систему коридоров, в которых двигались крабы, реализующую простейшие логические операции - сложение (OR), умножение (AND) и отрицание (NOT). При этом наличие крабов в коридоре соответствовало единице, а отсутствие - нулю. После тестирования ученые собрали действующую модель крабового компьютера с участием нескольких десятков ракообразных M. guinotae. Компьютер представлял собой систему коридоров с пластиковыми стенками. По словам исследователей, реализация логического сложения работала хорошо, в то время как логическое умножение функционировало довольно неустойчиво.
2012	Японские ученые создали устройство, способное заставить говорящего человека замолчать.Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В 90-х годах прошлого века психологи обнаружили, что во время разговора человек прислушивается к собственному голосу - это один из каналов обратной связи мозга и речевого аппарата. Как оказалось, этот канал имеет важное значение для страдающих заиканием людей. Например, проигрывание человеку его собственной речи с задержкой по времени в 50 миллисекунд способно заметно снизить частоту заиканий. Полученный метод получил название DAF (Delayed auditory feedback - обратная аудиосвязь с задержкой). Было установлено, что у здоровых людей DAF может инспирировать заикание, фактически "забивая" канал обратной связи. В рамках новой работы ученые предложили простейшую систему, которая способна нарушать нормальное течение речи. Она очень проста и представляет собой микрофон направленного действия вместе с аналогичным динамиком, объединенные в одно устройство, которое исследователи назвали "Речевым генератором помех". Ученые собрали образец такого генератора помех и провели несколько серий испытаний. В частности, им удалось получить практические ограничения на технические параметры микрофона и источника звука с учетом расстояния до цели и громкости ее речи. По словам ученых, благодаря направленному действию, оно способно воздействовать на конкретных людей в толпе, не причиняя неудобств людям вокруг. Кроме этого они говорят, что человек, подвергающийся воздействию, не испытывает дискомфорта.
2012	Группа японских исследователей из бюро Igarashi Design Interface Project представили стереофонические наушники-"вкладыши" без разделения на "правое" и "левое" уши, сообщает New Scientist. Один из "вкладышей" оборудован датчиком, который измеряет расстояние до края ушной раковины пользователя. На основе измерения делается вывод о том, в каком из ушей (правом или левом) находится каждый вкладыш, и аудиоканалы распределяются соответствующим образом. Устройство также умеет выявлять ситуацию, когда одна пара наушников используется двумя людьми. В этом случае каналы совмещаются, и каждый пользователь слышит "полноценный" вариант музыкального произведения. Разработка получила название Universal Earphones ("Универсальные наушники"). Более подробно рассказать о ней авторы планируют на конференции Intelligent User Interfaces, которая состоится в середине февраля в Лиссабоне. В планы создателей также входит выпуск наушников, оснащенных датчиком электропроводности кожи. Когда пользователь вынимает их из ушей, музыка будет ставиться на паузу.
2012	Инженеры из Принстонского университета в США создали беспроводной биосенсор на основе графена, который может быть закреплен на биологических поверхностях, например, на зубах. Чувствительности устройства достаточно для обнаружения отдельных бактериальных клеток. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Для создания устройства авторы использовали подложку из растворимого шелка. Натуральный шелк растворяли, а затем получали из него путем высушивания тонкую пленку. На подложку наносили чувствительный к бактериям графен и тонкую пленку золота, из которой были сделаны контакты и антенна. Энергию устройство получает с помощью антенны. Эта же антенна используется для передачи сигналов от графенового детектора. После сборки устройство наносили на биологические поверхности - на кожу на руке добровольцев или на коровий зуб (авторы говорят, что для нанесения на человеческие зубы сенсор придется уменьшить, что пока невозможно из-за минимального эффективного размера антенны). После промывки водой шелковая подложка растворялась, а золотая пленка вместе с графеном закреплялась на поверхности. Потенциально графеновый детектор, по словам авторов исследования, можно использовать для определения различных веществ. В данном случае, чтобы сделать одноатомный углерод чувствительным именно к бактериям, на него наносились пептиды, имеющие сродство к поверхности микробных клеток. Информация с беспроводного детектора считывалась с помощью антенны. Расстояние от антенны сенсора до принимающей антенны не должно было превышать одного сантиметра, однако авторы надеются со временем минимальное расстояние увеличить. Сенсоры, основанные на графене, используют его высокую чувствительность к присоединению посторонних веществ. При наличии специфических адаптеров (в роли которых могут выступать, например, антитела), такие сенсоры будут способны определять токсины, молекулы взрывчатых веществ или даже запахи.
2012	Математики из Университета Ньюкастла показали, что точечное закрытие аэропортов является не самой удачной стратегией в случае возникновения опасных эпидемий. Гораздо эффективнее была бы отмена отдельных специально вычисленных рейсов. Работа опубликована в журнале PLoS Currents. Ученые построили математическую модель распространения опасных инфекций на основе данных о 500 крупнейших аэропортах мира. В модель был включен реально существующий набор рейсов между ними, а при распространении инфекции учитывался случайный характер этого процесса. По условиям моделирования, эпидемия начиналась в Мехико со ста зараженных людей и распространялась по всему миру в течение года. Авторы пытались найти такую стратегию, которая при отмене равного числа рейсов сможет привести к наиболее эффективному сдерживанию эпидемии. Рассчитывалось количество дней, прошедших до достижения пика заражения и общее количество инфицированных. Чтобы найти те рейсы, отмена которых будет наиболее эффективна, авторы ранжировали их по различным топологическим параметрам и отменяли те из них, что имели наибольшое значение. Например, "закрывали" рейсы в самых крупных аэропортах или те, что имели максимальный коэффициент Жаккара. Самой эффективной стратегией оказалась отмена рейсов с максимальной взвешенной загруженностью (betweenness centrality), определяемой как доля кратчайших путей, проходящих через данное ребро графа. Оказалось, что закрытие отдельных аэропортов было эффективно, только если становилось настолько обширным, что приводило к снижению перевозок на 95 процентов. При этом такого же уровня сдерживания инфекции удавалось добиться за счет закрытия всего 18 процентов рейсов, отобранных по параметру максимальной взвешенной загруженности. При одном и том же числе отмененных рейсов (25 процентов) стратегия закрытия целых аэропортов снижала распространение инфекции на 18 процентов, в то время как отмена отдельных рейсов снижала этот параметр на 37 процентов. Следует отметить, что модель не учитывала, что многие полеты осуществляются с пересадками, поэтому количество отмененных рейсов не имело отношения к числу затронутых отменами пассажиров. Математические исследования транспортной системы иногда приводят к контринтуитивным результатам. Так, было показано, что для увеличения пропускной способности дорог иногда некоторые из них следует закрыть, а автобусам лучше ездить без расписания.
2012	Математик Теренс Тао (Terence Tao) из Калифорнийского университета продвинулся в доказательстве малой (тернарной) проблемы Гольдбаха. Об этом сообщает Nature News. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. Название проблем Гольдбаха носят сразу две задачи. Первая, сильная или бинарная проблема звучит так: доказать, что всякое четное число больше четырех представимо в виде суммы двух простых. Вместе с гипотезой Римана эта проблема входит (под номером 8) в знаменитый список проблем Гильберта. Слабая или тернарная проблема звучит следующим образом: доказать, что всякое нечетное число больше пяти представимо в виде суммы трех простых. Из справедливости бинарной проблемы следует справедливость тернарной (в качестве одного из простых в разложении достаточно взять ройку). Наибольшие продвижения в решении сделаны в направлении тернарной задачи. Так, в 1937 году математик Иван Виноградов доказал, что все достаточно большие (то есть большие некоторого фиксированного N) нечетные числа можно представить в виде суммы трех простых. Его учеником Константином Бороздиным было показано, что граница N в работе Виноградова составляет число порядка 106 846 168. Позже она неоднократно уменьшалась и в настоящее время лучший порядок оценки - 1043 000,5. Полученные результаты все еще не позволяют проверить исключительные случаи теоремы Виноградова на компьютере, поэтому работа в этом направлении ведется достаточно активно. Теренсу Тао удалось доказать, что всякое нечетное число представимо как сумма не более чем пяти простых чисел. Фактически это ближайший к тернарной проблеме Гольдбаха результат из всех возможных - простые числа больше двойки нечетны, поэтому нечетное число не может быть представлено в виде суммы четырех таких чисел (сумма будет четной). Следующее улучшение результата - сумма трех простых чисел, то есть малая проблема Гольдбаха. Что касается бинарной проблемы Гольдбаха, то про нее известно много меньше. В настоящий момент есть теорема Ромаре 1995 года, которая утверждает, что любое четное число представимо в виде суммы не более чем шести простых чисел. Из этого результата легко получается, что, в предположении истинности тернарной проблемы Гольдбаха, всякое четное число представимо в виде суммы не более чем четырех простых чисел.
2012	Математики впервые показали изображение плоского тора - абстрактной математической фигуры, впервые предсказанной математиками Николасом Кейпером и нобелевским лауреатом Джоном Нэшем в середине прошлого века. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Плоский тор - это фигура, топологически эквивалентная квадрату. Если представить себе квадрат и соединить его верхнюю границу с нижней, мы получим что-то вроде цилиндра. Если затем соединить края цилиндра друг с другом, то получится тор - фигура, похожая на бублик. Однако, если на исходный квадрат нанести вертикальные и горизонтальные линии, то вертикальные линии в ходе преобразования сохранят свою длину, в то время как горизонтальные окажутся растянутыми. Это происходит потому, что невозможно соединить края цилиндра, не растягивая его. Нэш и Кейпер в середине пятидесятых годов прошлого века доказали существование такого тора в трехмерном пространстве, в котором ни горизонтальные, ни вертикальные линии не будут растянуты (в четырехмерном такой тор строится довольно просто). Такую фигуру называли плоским тором. Позднее, в 70-80е годы советский математик Михаил Громов разработал метод, который мог помочь построить такую фигуру. Французским математикам удалось сделать на основе метода Громова алгоритм, который позволил получить изображение фигуры. Алгоритм действовал следующим образом. Он начинал с обычного гладкого тора и сминал его так, чтобы вертикальные линии исходного квадрата приблизились по длине к растянутым горизонтальным. Такое "сморщивание" последовательно совершалось до тех пор, пока фигура не достигала желаемой степени подробности. Полученная компьютерная трехмерная модель состояла из почти двух миллиардов узлов. Очертаниями она напоминала тор, хотя и имела необычные свойства. Поверхность модели была периодичной (самоподобной), и этим напоминала поверхность фракталов, но при этом, в отличие от фракталов, все равно оставалась гладкой.
2012	Сотрудники Массачусетского технологического института разработали теорию передачи информации в коммуникационных сетях, позволяющую оптимизировать емкость сетей и объем передаваемых данных. Работа разбита на две части, первая из которых опубликована в журнале IEEE Transactions on Information Theory. Препринты статей доступны в архиве Корнельского университета. Работа большинства компьютерных сетей на сегодняшний день подчинена задаче достоверной передачи сообщения независимо от присутствия шума. При этом емкость сетей и объем передаваемой информации имеет второстепенное значение. Алгоритм работы интернета разработан в соответствии с этой задачей: каждый узел, получив сообщение (пакет) должен передать его далее по цепочке в соответствии с адресом получателя, при этом содержимое пакета не изменяется. Ученые предложили другой метод передачи сообщений - сетевое кодирование, которое должно существенно увеличить объем передаваемой в сети информации. Сетевое кодирование работает следующим образом. Содержимое разных сообщений А и В сливаются узлом в АВ и передается в таком виде нескольким другим узлам. Узел, к которому приходят два сообщения, например А и AВ может, проведя небольшие вычисления, восстановить В. Несмотря на то, что интуитивно кажется, будто описанный способ излишне нагружает сеть, передавая избыточную информацию, на самом деле он делает емкость сети больше. Это связано в том числе с тем, что адресат получает данные разными путями и не зависит от "пробок" на ее пути. Авторы публикации проанализировали, как именно уровень шума в сети влияет на ее работу, если информация в ней передается не классическим способом, а с помощью сетевого кодирования, и как нужно с ним бороться. Кроме того, им удалось рассчитать верхний и нижний пределы емкости сети, построенной по такому принципу. Сетевое кодирование может помочь ускорить работу различных коммуникационных сетей, особенно беспроводных, сетей сенсоров, пиринговых (P2P) и так далее.
2012	Инженеры и математики из технологического института Джорджии (США) предложили отменить традиционное расписание общественного транспорта и заменить его централизованной системой управления, основанной на принципе выравнивания интервалов. В статье, опубликованной в журнале Transportation Research Part B, ученые изложили принципы работы алгоритма, координирующего движение транспорта и привели расчеты, лежащие в его основе. Большинство схем работы общественного транспорта предусматривает расписание, - указывают авторы, при этом обычно, в условиях непредсказуемого трафика, его выполнять не получается. Задержки часто вызывают скопление автобусов друг за другом (по-английски его называют bus bunching), когда отстающего водителя догоняют водители, следующие за ним по расписанию. Авторы утверждают, что скопление - неизбежная проблема работы по расписанию, и предлагают от него отказаться. Альтернативная схема работы выглядит следующим образом. Каждый автобус предлагается снабдить датчиком GPS, который сообщает серверу о своем местоположении. Когда сервер понимает, что автобус попал в контрольную точку, он вычисляет время, которое заняло преодоление данного участка пути. Далее сервер рассчитывает, какое время должен провести водитель в контрольной точке, и посылает ему сигнал о том, когда следует начать движение. Временной интервал, за который водителю нужно будет преодолеть следующий участок, изменяется сервером на время, равное среднему между интервалом преодоленного участка и интервалом следующего позади автобуса. При этом, вне зависимости от возникновения задержек, постепенно интервалы всех автобусов выравниваются. "То, как именно это происходит, - магия математики" - сказал один из авторов работы, Джон Бартольди. Авторы провели компьютерные симуляции и показали, что алгоритм действительно позволяет быстро выровнять интервалы и избежать скопления автобусов. Кроме того, такая схема движения, в отличие от движения по расписанию, позволяет легко адаптировать систему, если какие-то автобусы выходят из строя. Исследователи испытали свои разработки "в поле" на автобусах, работающих в кампусе своего института. Для этого каждый из автобусов был снабжен планшетом, работающим под операционной системой Android, который посылал данные о координатах и принимал сообщения от сервера. Предложенный алгоритм, однако, имеет свои недостатки. Он применим только для нагруженных линий, где интервалы между автобусами составляют не более 10-12 минут. При больших интервалах в движении отсутствие расписания раздражает многих пассажиров.
2012	Французские математики предложили алгоритм, который позволяет выявлять местоположения источников загрязнения по данным о загрязнении конкретных областей. Статья ученых появилась в журнале Inverse Problems. В рамках работы ученые рассмотрели так называемую обратную задачу - достаточно широкий класс задач, в которых некоторые параметры модели определяются по экспериментальным данным. В данном случае, такими параметрами выступали координаты (возможно, изменяющиеся во времени) источников загрязнения, а экспериментальными данными - информация о загрязнении в нескольких точках замкнутой области. В общем случае предполагается, что известна область, где находится источник загрязнения. На практике такая область может быть отмечена, например, нефтяным пятном. В рамках работы ученые предполагали, что примеси распространяются в верхних слоях воды и подчиняются так называемой линейной модели диффузии-реакции-адвекции. Суть последней состоит в том, что она представляет довольно простое описания распространения вещества, принимая во внимания три основных процесса - диффузию в среде, взаимодействие вещества со средой и адвекцию - горизонтальный перенос вещества. В рамках этой модели задачу о поиске удалось свести к некоторой задаче минимизации. Как следствие, у обратной задачи, которую решали ученые, оказалось единственное решение. Кроме того, анализ показал, что метод исследователей является достаточно устойчивым. Оба этих условия являются необходимыми для применения алгоритма на практике.
2012	Математики из Массачусетского технологического института предложили новый способ хранения и обработки данных о последовательностях ДНК. Он должен помочь справиться с наплывом данных от все большего числа прочитанных геномов. Работа с описанием нового алгоритма опубликована в журнале Nature Biotechnology. Алгоритм основан на том, что последовательности ДНК между всеми организмами в той или иной степени схожи, а наибольший интерес для ученых представляют различия. Поэтому, по словам авторов, хранить и обрабатывать следует не сами последовательности, а их отличия друг от друга. Если, например, поиск определенной последовательности в геноме некоторого организма уже проводился, то поиск той же последовательности в новом геноме следует проводить не по всей последовательности, а только в тех местах, где новый геном отличается от старого. Это позволяет существенно снизить время поиска последовательностей и нагрузку на вычислительные центры. Разница в длительности вычислений между старым и новым алгоритмом зависит от количества уже прочитанных геномов - чем их больше, чем труднее искать по-старому и тем очевиднее преимущества нового алгоритма. Упор на поиск различий в близких геномах соответствует современному развитию биологии. С одной стороны, в последнее десятилетие резко уменьшается стоимость секвенирования. Из-за этого скорость роста данных о последовательностях ДНК уже превышает экспоненциальную. С другой стороны, по мере увеличения количества прочитанных геномов доля совершенно уникальных последовательностей уменьшается. Прочитанные геномы все больше походят друг на друга. Например, в ближайшее время биоинформатики ожидают массового наплыва данных от проектов по секвенированию ДНК тысяч отдельно взятых людей, позвоночных, насекомых.
2012	Американские математики предложили концепцию создания метаматериалов с отрицательной сжимаемостью. Такие материалы будут сжиматься при растягивании и расширяться при сжатии. Работа опубликована в журнале Nature Materials. Концепция создания метаматериала с необычным поведением основана на четкой структуризации в его составе двух типов частиц. В предложенной модели пара частиц с сильной связью разделена парой слабо взаимодействующих частиц. При этом, однако, внутренняя пара частиц не дает сблизиться паре сильно взаимодействующих частиц. Когда внешняя сила начинает растягивать метаматериал, прежде всего разрушается слабая связь между внутренними частицами, что позволяет сильно взаимодействующим частицам сблизиться. В результате сжимается и материал целиком. При обратном процессе внешняя сила начинает сжимать метаматериал, и между свободными внутренними частицами возникает больше связей, что приводит к более сильному отталкиванию внешних частиц и расширению материала. Частицы, фигурирующие в работе, пока являются гипотетическими, - авторы статьи занимались прежде всего расчетами структуры материала, а не его химии. По мнению исследователей, подобные материалы могут быть полезны для разработки брони и миниатюрных двигательных устройств.
2012	Математики создали метод анализа литературных стилей и составили схему взаимного влияния писателей на основе употребления ими служебных слов. Оказалось, что разнообразие стилей со временем возрастает с увеличивающейся скоростью. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Тексты 537 английских авторов, живших начиная с 1550 года и создавших как минимум пять произведений, исследователи почерпнули в электронной библиотеке "Гутенберг". В качестве маркера литературного стиля математики использовали характерные особенности употребления писателями служебных слов. Эти слова (такие как to, than, it, if, but, do, be и так далее) служат для грамматического скрепления предложений и включают в себя артикли, предлоги, вспомогательные глаголы. Использование только служебных слов в анализе позволило сравнивать между собой произведения разных жанров, которые сильно отличаются между собой лексически. Всего было проанализировано употребление 307 слов. При этом авторы не учитывали контекст, в том числе не разделяли разные слова с одинаковым написанием. Для каждого писателя исследователи выделяли наиболее статистически значимые сходства в стиле между данным автором и его коллегами, и строили граф взаимных влияний. Как исследователи и ожидали, оказалось, что на литературный стиль авторов текстов больше всего влиял стиль их непосредственных предшественников. Неожиданным было то, что разнообразие индивидуальных стилей росло увеличивающимися со временем темпами. Исследователи объясняют это тем, что раньше количество текстов было сравнительно небольшим, и большая часть из них прочитывалась всеми членами литературного цеха, таким образом, помещая писателей в единое "стилистическое поле". По мере того как число произведений увеличивалось, литераторам приходилось выбирать для чтения отдельные тексты, которые составляли все меньшую долю от общего объема, что вызывало все увеличивающуюся стилистическую фрагментацию литературы. Недавно с помощью подобных методов статистического анализа лингвисты установили, что, несмотря на активное словообразование, вызванное наступлением эпохи интернета, общий объем современных языков сокращается. Это происходит из-за того, что появление новых слов не успевает компенсировать потерю старых.
2012	Немецкий школьник Шаурийя Рай решил сразу две серьезные математические задачи, участвуя в конкурсе Дрезденского университета. Об этом сообщает издание The Local. Сам конкурс завершился в марте 2012 года, однако только сейчас решение школьника прошло проверку профессиональными математиками. Рай, которому сейчас 16 лет, занял на нем первое место. В рамках своей работы Шаурийя Рай решал две известные задачи классической механики. Первая заключается в вычислении полета частицы в поле силы тяжести, в среде, сопротивляющейся согласно законам ньютоновской жидкости (это модель реальной жидкости, обладающая некоторыми характерными математическими свойствами). Вторая задача описывает отражение частицы от стены с неупругим соударением по Герцу. До последнего времени при изучении этих задач ученые довольствовались численным моделированием. Раю же удалось обнаружить аналитические решения - то есть решить систему дифференциальных уравнений. Найденные решения стали первыми известными аналитическими решениями этих задач. По словам специалистов, новые решения, найденные Раем, попадут в будущие учебники по классической механике. О том, какие у этих задач могут быть практические приложения не сообщается. Известны случаи, когда сочетание математических условий, позволяющее решить систему уравнений, не соответствует никакому физически содержательному случаю.
2012	Инженеры из Массачусетского технологического института создали математическую модель дорожного покрытия и предложили способ сэкономить до 3 процентов топлива, затрачиваемого на передвижение. Работа опубликована в журнале Transportation Research Record. Для создания модели ученые использовали данные, полученные на 5643 опытных участках национальной дорожной сети США. Эти данные содержали информацию по покрытию, основе, характеристиках почв на опытных участках, а также сведения о количестве и видах транспорта, на них передвигающегося. На основании этих данных инженеры создали математическую модель, при анализе которой оказалось, что использование более твердого покрытия - специального асфальта или бетона - может сэкономить до трех процентов топлива. Экономия при использовании более твердого покрытия возникает из-за того, что уменьшается глубина продавливания покрытия под колесом. Из-за этого продавливания автомобиль движется всегда немного в гору, что приводит к лишним потерям энергии. Этот эффект знаком и пешеходам: так, например, именно из-за него передвигаться по песку гораздо труднее, чем по асфальту. Авторы отмечают, что ранее в работах, где проводился анализ взаимодействия колес с покрытием использовались исключительно отдельные эмпирические данные, причем полученные на разных тестовых участках. Часто при сравнении таких измерений, сделанных в разных условиях, выводы исследователей противоречили друг другу. Данная работа отличается тем, что содержит математическую модель, основанную на анализе тысяч разных дорог с разными покрытиями, и позволяет рассчитать общий уровень экономии, достижимый с помощью изменения состава покрытия. По оценкам ученых, он эквивалентен 273 миллионам баррелей сырой нефти в год, что по текущим ценам составляет приблизительно 15,6 миллиарда долларов.
2012	Британские математики предложили новый метод анализа статистики игр футбольных команд. По словам создателей, среди прочего он позволяет качественно и количественно описывать стиль игры - вещь крайне плохо поддающуюся формализации. Препринт статьи доступен на сайте arXiv.org. В рамках работы ученые сначала построили направленный взвешенный мультиграф - множество точек, соединенных ребрами, каждому из которых приписан некоторый вес, - по результатам нескольких игр. Вершины графа представляли собой игроков, ребра соединяли тех футболистов, которые отдавали друг другу пасы (две вершины могли соединяться двумя ребрами с противоположными направлениями), а в качестве веса ребра бралось количество пасов. В качестве данных для работы ученые брали результаты выступления сборных Испании и Нидерландов на чемпионате мира в ЮАР в 2010 году (417 и 266 пасов соответственно). Используя полученную информацию, исследователи построили подходящий граф. На этом этапе исследователям удалось выявить самых популярных игроков - то есть тех, кто получил за время турнира наибольшее количество пасов. Ими оказались испанцы Серхио Бускетс и Хави. Также ученые вычислили для игроков количество последовательностей пасов (то есть путей в графе), в которых каждый из них участвовал. Лидером по этому показателю оказался игрок испанской сборной Жоан Капдевилла. После этого к сети исследователи применили алгоритм PageRank, созданный основателями Google Сергеем Брином и Ларри Пейджем. По словам исследователей, применение этого алгоритма позволяет определить того игрока, который с наибольшей вероятностью получит последним пас в серии. Таким игроком оказался Хави. Исследователи, однако, признают, что их методология имеет ряд недостатков. Например, для анализа требуется статистика по нескольким играм, поэтому отдельные игры анализировать не получится. Кроме этого, анализируются только пасы. Ученые говорят, что эти недостатки можно преодолеть более тонким моделированием.
2012	Американский физик украинского происхождения Виктор Яковенко обнаружил сходство в распределении доходов беднейших слоев населения с распределением энергии в газе. Тезисы доклада, который он прочитает в новой школе социальных исследований в Нью-Йорке, изложены в пресс-релизе Объединенного Квантового Института. Работа ученого опубликована в журнале Review of Modern Physics. Яковенко изучил распределение доходов среди населения, полученное на основании данных налоговых деклараций в США с 1983 по 2001 год. Подобные исследования проводились неоднократно, но в основном внимание ученых было направлено на правую часть распределения - доходы самых богатых. Физику удалось обнаружить, что распределение является двумодальным, то есть представляет собой совокупность двух распределений, подчиняющихся разным законам. Если у трех процентов самых богатых американцев доход распределялся, подчиняясь сложной степенной функции, то доход остальных 97 процентов вел себя иначе. Яковенко обратил внимание, что зависимость сильно напоминает распределение энергии молекул в газе, описываемое кривой Больцмана-Гиббса. Это экспоненциальное распределение, в отличие от степенного распределения Парето, описывающего доходы богатейших трех процентов (приведено на иллюстрации). То есть, количество американцев с доходом выше некой суммы уменьшается при увеличении этой суммы. Причем уменьшается экспоненциально (очень быстро), пока рассматривается 97 процентов населения со сравнительно низким доходом, при рассмотрении трех процентов самых богатых людей, распределение вытягивается в "хвост". Возможно, в данном случае иной характер поведения кривой объясняется изменением источника основного дохода богатейших американцев с трудового на инвестиционный. В разные годы из-за изменения общего дохода распределение выглядело по-разному, но описывалось одним и тем же уравнением, где изменялся только один параметр - "температура дохода". Форма распределения доходов "бедняков" была очень стабильной, в отличии от распределения "богачей". Физику удалось обнаружить те годы, когда процент доходов богатейших американцев сильно вырастал. Оказалось, что периоды самого высокого неравенства совпадали с возникновением инвестиционных пузырей: крахом доткомов в 2000 году, ипотечным кризисом в 2008 и даже кризисом ссуд и сбережений в 1980-е (S&L crisis). Работа является ярким примером использования естественно-научного подхода при анализе экономической статистики. Такая область экономики, бурно развивающаяся в настоящее время, получила название "эконофизика".
2012	Американские физики установили оптимальную форму скрепки, при которой куча таких скрепок наиболее устойчива к вибрациям. Статья ученых появилась в журнале Physical Review Letters. Одной из ключевых проблем в современной физике является создание адекватной (то есть отвечающей результатам экспериментов) теории сыпучего тела - то есть среды, в которой частицы достаточно большие для того, чтобы считать его жидкостью, но слишком маленькие, чтобы рассматривать их как набор некоторого количества взаимодействующих твердых тел. Подобная теория помогла бы описывать, например, динамику песка. В настоящее время известно всего несколько частных случаев, в которых подобная теория создана. В рамках новой работы ученые моделировали динамику сыпучего тела, состоящего из невыпуклых частиц. В качестве простейшей такой частицы они взяли идеализированную скрепку - П-образный линейный объект. Отличительной особенностью состоящего из таких частиц тела является то, что скрепки способны зацепляться друг за друга (это принципиальное отличие от случая с выпуклыми частицами, в котором часто главную роль во взаимодействии частиц играет трение). Из-за зацепления куча скрепок может сохранять форму, например, при вибрациях. Ученые варьировали длины концов скрепки, оставляя ширину неизменной, и смотрели, насколько устойчивой остается подобная куча. Как оказалось, устойчивость определяют два параметра - плотность кучи и количество зацеплений между скрепками. С ростом длины концов первый параметр уменьшается, а второй растет. При этом оптимальным соотношение оказывается тогда, когда длина концов скрепки составляет примерно 0,4 от ее ширины. Все результаты моделирования на компьютере были проверены экспериментально для синусоидальных колебаний. Одним из частных случаев, в которых более или менее общая теория создана является теория плотного сыпучего тела со сферическими гранулами, созданная французскими физиками в 2004 году. В конце октября 2011 года на основании этой теории ученые смогли создать реологию взвесей - теорию, описывающую динамику последних. Примечательно, что в работе ученые использовали идеи, сформулированные еще Альбертом Эйнштейном.
2012	Физики создали математическую модель движения завитков. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Для того, чтобы понять законы движения завитков, ученые решили составить математическую модель, основанную на простом эксперименте с полоской металла. Полоска длиной 60 сантиметров и толщиной 0,1 миллиметр была предварительно свернута в катушку (спокойное состояние), а затем расправлена на поверхности (напряженное состояние). После того, как полоску отпускали, она сворачивалась в завиток. Этот процесс исследователи записывали на видеокамеру и использовали для составления модели. После того как авторы убедились в том, что модель с достаточной точностью воспроизводит поведение металлического завитка, они могли проводить виртуальные эксперименты с полоской неограниченной длины. Так как каждый сегмент полоски в расправленном состоянии содержал одинаковое количество энергии, то скорость движения завитка оказалась постоянной. Рост завитка во время скручивания оказался равноускоренным и зависел только от времени (L=kxt/3, где t время). Считалось, что рост размера завитка при скручивании со временем должен прекратиться (он должен достичь некого естественного размера). На самом деле завиток продолжает увеличиваться независимо от длины полоски. Происходит это из-за того, что сила, пытающаяся сделать завиток меньше, компенсируется центробежной силой вращения (гравитацию в модели не учитывали). Причем увеличение является самоподобным, то есть все части пружины растут пропорционально. Объекты с формой завитка широко встречаются в природе - от курчавых волос до усиков растений. Некоторые инженеры предлагают использовать завитки, образующиеся полосками из двух разных материалов, в качестве микроскопических моторов. Работа по моделированию движения может помочь в этом инженерам.
2012	Ученые использовали аппарат статистической физики для описания формы хвоста (на голове человека порядка 100 тысяч волос, поэтому этот аппарат применим). Каждый волос рассматривался как эластичная нить со случайным образом определенной функцией внутренней кривизны. Распределение кривизны было получено после анализа форм 115 отдельных волос. На основе этой функции ученые вывели формулу, которая описывает форму хвоста в зависимости от действия силы тяжести, эластичности волос и внутренней кривизны. Также для удобства в модели были введены безразмерные числа, которые получили название числа Рапунцель - они характеризуют среднее отношение длины хвоста к диаметру его поперечного сечения. По словам ученых, новые результаты имеют самое широкое применение (формула для хвоста далеко не самое серьезное из них). В частности, они позволяют рассчитывать форму пучков тонких эластичных нитей. Они также полагают, что их работа может стать основой для создания теории, описывающей динамику подобных пучков.
2012	Ученые из технологического института в Цюрихе проанализировали данные о массовой давке на музыкальном фестивале Love Parade в Дуйсбурге в 2010 году. Они пришли к выводу, что причиной гибели людей стали турбулентные процессы в толпе, а не паника или массовое бегство. Препринт статьи опубликован в архиве Корнельского университета. Основная часть работы основана на анализе десятков видеозаписей, которые снимали участники музыкального фестиваля. Ученые создали специальный сайт, на котором собрали все доступные материалы с учетом места их съемки. Авторы также анализировали панорамные съемки, спутниковые фотографии и репортажи СМИ. Значительная часть исследования посвящена исключению из списка возможных причин гибели людей паники и злонамеренного поведения участников. По словам авторов, несмотря на распространенные СМИ заявления, паники в толпе не было. Среди участников не было никакого направленного массового движения. Кроме того, не нашли подтверждения и заявления о том, что посетители гибли от намеренных толчков некоторых людей в толпе. Ученые утверждают, что непосредственной причиной увечий и смертей стали физические процессы, которые происходят в толпе при превышении критического уровня плотности. В определенный момент количество человек на ограниченной стенами пандуса площади стало настолько большим, что тела людей стали плотно соприкасаться. В этот момент толпа начала проявлять физические свойства, характерные для гранулярных веществ. В ней стали распространяться волны давления, которые и стали непосредственной причиной удушения и гибели людей. Этот феномен ученые называют турбулентностью толпы (crowd quakes). Отдельную часть исследования авторы посвятили анализу причин возникновения давки. Они подчеркивают, что целью исследования являлось стремление разобраться в ситуации, а не сделать юридические выводы. По их словам, в том, что произошло в Дуйсбурге, невозможно выделить отдельной виновной стороны, будь то организаторы, полицейские или местные власти. Трагедия возникла в результате сочетания множества разных факторов, и их взаимные зависимости не позволяют объективно распределить доли ответственности за произошедшее. Всего в результате давки на музыкальном фестивале в Дуйсбурге погиб 21, а пострадало более 500 человек. Жители города в феврале 2012 года отправили мэра в отставку, посчитав его ответственным за произошедшие события. Подробнее о событиях в Дуйсбурге можно прочитать здесь. Ранее появлялись сообщения, что Love Parade пройдет в июне 2012 года под новым названием, однако впоследствии фестиваль был отменен.
2012	Компания Google представила проект по спасению вымирающих языков. Об этом сообщается в официальном блоге компании. Суть проекта состоит в создании сайта, на котором централизованно представлена информация о языках, находящихся на грани исчезновения. В российской версии сайт называется "Языки под угрозой исчезновения" (Endangered Languages Project). На сайте, среди прочего, можно найти видео- и аудиозаписи некоторых носителей таких языков. В сообщении Google говорится, что компания предоставила проекту только технические ресурсы и в ближайшее время его планируется полностью передать под управление попечительского совета, состоящего из нескольких крупных международных лингвистических организаций. Среди них - международный совет по культуре FPCC и Восточный мичиганский университет. Всего в базе данных сайта на момент написания заметки было 3054 языка. Географическое расположение носителей языка можно посмотреть на специальной интерактивной карте. Есть в проекте и редкие языки, встречающиеся на территории России. Среди них несколько диалектов саамского, водский язык, хантыйский и многие другие.
2012	Лингвисты установили, что распространенный на севере Пакистана язык бурушаски, считавшийся изолированным, имеет индоевропейское происхождение и близок к языку древней Фригии. Работе посвящен последний выпуск журнала The Journal of Indo-European Studies. Исследование возглавил профессор Илия Чашуле (Ilija Casule) из сиднейского университета Маккуори, который занимался проблемой языка на протяжении последних двадцати лет. Несмотря на интенсивные исследования, достоверно установить происхождение бурушаски до сих пор не удавалось. Существует гипотеза, связывающая язык с гипотетической сино-кавказской макросемьей, объединяющей некоторые другие изолированные языки, которая, однако, не является общепризнанной. По другой версии, бурушаски связан с енисейскими языками, единственный представитель которых - кетский язык, сохранился до наших дней. Австралийский исследователь аргументирует, что лексико-грамматический анализ языка говорит в пользу его индоевропейского происхождения. По его словам, предки носителей пришли на север Пакистана из древней Фригии, и наиболее близким родственником бурушаски является фригийский язык, входящий в палеобалканскую группу. Косвенно эту гипотезу подтверждают и предания буришей, которые считают себя потомками Александра Македонского. В пресс-релизе университета утверждается, что с аргументами Чашуле в пользу индоевропейского происхождения бурушаски согласилось большое количество известных лингвистов (на момент написания заметки выпуск журнала с обсуждением теории не был доступен на сайте). Сейчас индоевропейская семья языков является самой распространенной в мире. На языках этой группы говорят 2,5 миллиарда человек. Гипотетический праиндоевропейский язык, разделившийся на все языки семьи, достаточно хорошо изучен лингвистами. Согласно курганной гипотезе, связывающей археологические и лингвистические данные, носители индоевропейских языков расселились по миру из причерноморских степей. В генетическом плане потомкам протоиндоевропейцев сопоставляют высокую частоту гаплогруппы R1a1.
2012	Группа лингвистов из Италии, США и Израиля провела статистический анализ корпусов текстов иврита, английского, и испанского языков и пришла к выводу, что скорость фиксации новых слов за последнее время существенно отстает от скорости утраты старых, в результате чего происходит сокращение словарного разнообразия. Статья опубликована в журнале Scientific Reports группы Nature. Исследователи использовали тексты, оцифрованные компанией Google Inc. в рамках проекта по сканированию книг. Размер коллекции компании к настоящему моменту приблизительно оценивается в 4 процента от всего количества изданных человечеством книг. Авторами было проанализировано употребление около 10 миллионов слов за период с 1800 по 2008 годы. Различные варианты написания (например, color и colour) трактовались как разные слова, так как авторам был интересен процесс их взаимовлияния и вытеснения. Главный вывод, сделанный на основе анализа употребления слов, говорит о том, что, несмотря на возрастающий поток новых феноменов, появление новых слов в последние 10-20 лет не успевает за исчезновением старых, и в целом язык становится словарно беднее. Лингвисты частично объясняют это влиянием автоматических систем проверки правописания, замедляющим образование новых слов. Также они говорят о тенденции использовать более узкий словарный запас при электронной переписке и отмечают увеличившуюся роль английского языка в академической среде. Однако, новые слова, появление которых лингвисты зафиксировали в цифровую эпоху, имеют свойство распространяться существенно быстрее, чем это происходило раньше. Исследователи оценили время, которое необходимо новому слову для широкого признания и фиксации в сорок лет. Если к этому моменту широкого распространения не происходит, слово с большой вероятностью исчезает. Исследователи также отмечают тот факт, что сильные изменения языковой динамики происходят во время войн и объясняют это возрастанием информационного потока и более сильной международной интеграцией.
2012	Лингвисты проследили за эволюцией самых часто употребляемых фраз в книгах на английском языке и установили, что на рубеже между восемнадцатым и девятнадцатым столетием список таких фраз стабилизировался, и печатный язык, по словам ученых, "достиг совершеннолетия". Исследование опубликовано в журнале Journal of the Royal Society Interface. Работа основана на корпусе текстов, полученном компанией Google в процессе оцифровки книг. Он охватывает около пяти миллионов произведений, написанных начиная с 1520 года по настоящее время. Ученые анализировали, как список самых часто встречающихся в текстах фраз меняется от года к году. Оказалось, что наиболее древние тексты сильнее всего отличаются друг от друга. Например, десятка самых часто встречающихся фраз в книгах, изданных в 1600 году, могла совершенно не совпадать с такой же десяткой из книг 1610 года. Однако, на рубеже восемнадцатого и девятнадцатого столетий в употреблении фраз произошла достаточно резкая стабилизация. Ученые объясняют это процессами самоорганизации, которые выражаются в возрастании предпочтительного связывания лексем друг с другом. Условно говоря, слова, которые часто употребляются вместе, со временем образуют устойчивое словосочетание (что можно наблюдать и для других явлений - рreferential attachment). Самыми часто употребляемыми фразами в английском языке за последние 50 лет стали такие словосочетания как "the end of the" (в конце), "at the same time" (в то же время; вместе с тем), и "the United States of America" (Соединенные Штаты Америки). Ранее другая группа ученых при помощи того же проекта Google обнаружила словарное сокращение языков. Авторы работали с текстами не только на английском, но и на испанском языке и иврите. Они установили, что большое количество появляющихся в последнее время новых слов не способно компенсировать исчезающие лексемы и в целом все три исследованных языка становятся беднее.
2012	Ученые из Корнелльского университета сформулировали несколько отличительных признаков популярных цитат из фильмов. Свои результаты исследователи доложат на 50-й конференции Ассоциации вычислительной лингвистики, а препринт работы доступен на сайте arXiv.org. В рамках исследования ученые взяли 1000 известных цитат из фильмов (источником стал раздел Memorable quotes сайта imdb.com). После этого они подобрали схожие по длине фразы персонажей и провели среди добровольцев тест, в котором предлагали угадать, какая из фраз - известная, а какая - рядовая цитата из кино. В 75 процентах случаев участники эксперимента угадывали известную фразу. Из этого ученые заключили, что известность цитаты не зависит от контекста и ее расположения в произведении. После этого они проанализировали грамматическое строение и сочетания используемых во фразах слов, обратившись к курсу английского языка за 1967 год. В результате специалисты установили, что известная цитата отличается необычным словесным составом вкупе с довольно простым грамматическим строением. Кроме этого ученые установили, что известная цитата содержит в основном неопределенные артикли "a", а не определенные "the". Также в популярных кинофразах часто используют местоимения (за исключением "You") и глаголы преимущественно в прошедшем времени. Сами ученые говорят, что дальнейшее изучение известных цитат, вероятно, найдет применение в разработке рекламных слоганов. Так, например, можно будет создать автоматический тест фраз на привлекательность, который заведомо будет отметать неудачные разработки. В июне 2011 года ученые из университета Кобленца-Ландау сформулировали пять условий, которым удовлетворяет успешное сообщение в микроблоге Twitter. Среди прочего залогом успеха называлось использование эмоциональных положительных или отрицательных прилагательных. Кроме того, оказалось, что сообщения с грустными смайлами ретвитят чаще.
2012	Исследователи установили, чем отличается поведение мужчин и женщин в социальных сетях. Краткое описание работы приводит Technology Review. Для изучения особенностей социального поведения разных полов ученые использовали данные онлайн-игры "Pardus". В ней между разными игроками образуются связи нескольких видов: игроки могут торговать, назначать друг друга друзьями или врагами, нападать друг на друга и обмениваться сообщениями. Такие сети с различными видами взаимосвязей между узлами называют мультимодальными. Всего в игре участвовало около 300 тысяч персонажей. Авторы отмечают, что важным свойством выбранной игры является то, что игроки не могут видеть и влиять на социальные связи друг друга. Это, по словам исследователей, уменьшает эффект "скучивания", характерный для социальных сетей с открытыми связями, такими как Facebook и Twitter. На основе полученных данных, исследователи установили, что поведение, которое демонстрируют игроки в "Pardus" сильно отличается у мужчин и женщин. Наличие игроков, указывающих не свой настоящий пол, авторы не учитывали, но посчитали, что их доля не должна превышать обычные для сетевых игр 10-15 процентов. Кроме того, их интересовал не биологический, а "социальный" пол. Оказалось, что мужчины, в отличие от женщин, быстрее реагируют на запросы на "дружбу", пришедшие от представителя противоположного пола. Они дольше колеблются, перед тем как ответить на агрессивные действия со стороны женских персонажей. Сами же они отличаются более рискованным поведением, понимаемым как число инициируемых конфликтов. В свою очередь женщины оказались более экономически успешны в игре. По словам авторов, это может объясняться тем, что они более склонны вступать в отношения обмена, чем вести агрессивные действия. Кроме того, женщины предпочитают образовывать связи с игроками своего пола, их сообщества образуют выраженные кластеры. Авторы отмечают, что ценность опубликованной работы заключается в количественном анализе социальной сети, который сложно воспроизвести на взаимоотношениях в реальном мире. С другой стороны, не совсем ясно, насколько отношения, формирующиеся в игре, отражают те, что образуются вне сети.
2012	Ученые поставили под сомнение гипотезу Чарльза Дарвина об универсальности человеческой мимики. Исследователи установили, что азиаты воспринимают мимику не так, как европеоиды. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academies of Science. В ходе исследования ученые использовали компьютерную модель лица человека (европеоида и азиата), чтобы создать библиотеку различных мимических изображений. Выражения виртуальных лиц формировались поднятием или опусканием уголков рта, расширением или сужением глаз и другими подобными приемами в различных комбинациях. Всего было создано 4800 изображений, которые затем предложили оценить испытуемым. По заданию ученых было необходимо выбрать вид эмоции, которое выражает лицо, из шести базовых, определенных Дарвином: радость, удивление, страх, отвращение, злость и печаль. После этого нужно было определить интенсивность эмоции по пятибалльной шкале. Полученные ответы проверяли на согласованность восприятия у разных испытуемых. Добровольцы в ходе эксперимента были разделены на две группы - первые 15 человек были недавними иммигрантами из Восточной Азии (авторы отбирали только тех из них, кто имел до этого минимальные контакты с Западом). Вторая, контрольная группа, была составлена из европеоидов. Если бы эмоции были универсальны, то одному и тому же выражению лица подопытные приписывали бы одинаковые эмоции. Однако это наблюдалось только в контрольной группе, представленной европеоидами. Они примерно одинаково распределили представленные 4800 лиц по шести группам. В группе азиатов консенсус был только насчет одной характеристики - улыбки, которая для всех означала радость. Остальным выражениям лиц члены азиатской группы приписывали разные эмоции из дарвиновского набора. Это, по мнению авторов, говорит о том, что дарвиновский набор не отражает базовые эмоции, характерные для азиатов. Чарльз Дарвин в своей книге "Выражение эмоций у людей и животных" основывался на том, что все люди воспринимают эмоции одинаково. Если бы эмоции были культурными чертами, то они неизбежно разошлись бы в разных культурах - у одних народов улыбка, например, означала бы не то, что у других. Поскольку это не так, - рассуждал Дарвин, - то мимика является врожденной, а не приобретенной характеристикой человека. Результаты новой научной работы говорят о том, что, возможно, культура играет в восприятии мимики несколько большую роль, чем думал основоположник теории эволюции и большинство современных ученых.
2012	Ученые оценили разнообразие фамилий в современном Китае и установили, что наименьшее разнообразие наблюдается в районах компактного проживания этнических меньшинств, а наибольшее - в районах с длительной историей миграции, особенно в низовьях реки Янцзы. Работа опубликована в журнале American Journal of Physical Anthropology. Распространение фамилий у 1,28 миллиарда китайцев исследователи анализировали по 30 провинциям, 334 префектурам и 2811 округам. Для каждой территориальной единицы исследователи определяли изонимию - числовую характеристику, отражающую вероятность того, что два человека, проживающие на этой территории, будут иметь одну и ту же фамилию. Чем больше разнообразие фамилий на территории, тем меньше изонимия. По словам авторов исследования, с точки зрения распространения фамилий Китай является уникальным случаем. Во-первых, там существует непрерывная, почти четырехтысячелетняя история их наследования. Во-вторых, конфуцианская традиция не поощряет смену фамилии иначе как в исключительных случаях. В-третьих, набор фамилий в Китае крайне ограничен. Авторам исследования удалось насчитать у более чем миллиарда китайцев всего 7327 вариантов (например, у выборки из 18 миллионов американцев другие исследователи обнаружили 900 тысяч фамилий). Одна пятая населения носит фамилии Ван, Ли и Чжан, а сотня самых распространенных фамилий покрывает 85 процентов населения. На основе полученных данных исследователи составили карту изонимии Китая. Страна оказалась разделена рекой Янцзы на две большие части с пониженным разнообразием фамилий на севере и на юге. В то же время в районах, близких к самой долине реки, разнообразие было максимальным. Повышенная изонимия наблюдалась также в районах с компактным проживанием этнических меньшинств, представители которых, по словам ученых, имеют ограниченный набор фамилий и предпочитают заключать браки в своем кругу. Данные по распространенности фамилий позволяют ученым получать представление о процессах миграций, однако требуют осторожности при интерпретации и подкрепления независимыми, например, генетическими данными. Сложности интерпретации возникают не только из-за того, что люди самостоятельно меняют фамилии, но и из-за того, что одинаковые фамилии могут иметь разное происхождение (как, например, распространенная английская фамилия Smith). С другой стороны, данные по фамилиям могут являться ценным подспорьем при интерпретации генетических данных. В России подобные работы, в которых оценивалось разнообразие популяции и влияние миграции на разнообразие фамилий, проводились преимущественно в республике Якутия.
2012	Археологи обнаружили в китайской провинции Шаньдун древнюю гробницу военачальника. Возраст гробницы оценивается примерно в 2,6 тысячи лет. Об этом сообщает издание China Daily. Примечательным новую находку делает то, что, несмотря на отличную сохранность захоронения (могила не была разграблена), ученым до сих пор не удалось найти останки ее обладателя. Также ученые говорят, что гробница располагалась в нестандартном для подобных сооружений месте - на вершине крутого холма (в то время как знать того периода обычного хоронили в горах). Исследователи говорят, что необычное расположение, возможно, защитило гробницу от разграбления. В настоящее время на месте ее обнаружения происходят раскопки. В понедельник, 23 апреля, регион был закрыт местными властями для свободного посещения - раскопки проходят недалеко от популярного курорта. В гробнице уже было найдено бронзовое оружие, музыкальные инструменты, ритуальные принадлежности, а также останки нефритовых украшений. "Мы пока не знаем, принадлежала ли гробница мужчине или женщине. Чтобы определить это, нам потребуется провести еще некоторое количество исследований", - приводит издание слова руководителя раскопок Хао Даохуа. Найденное захоронение относится к династии Восточная Джоу. В этот исторический период власть в Китае носила децентрализованный характер. Как следствие, многие региональные правители - чжухоу - вели междоусобные войны.
2012	Китайские археологи провели новые раскопки в районе мавзолея Цинь Шихуана - первого императора династии Цинь. Как сообщает Agence France-Presse, в результате были найдены 110 терракотовых статуй воинов - часть знаменитой терракотовой армии, обнаруженной в середине 1970-х годов. О возобновлении раскопок было объявлено в 2009 году. С тех пор археологи извлекли из земли несколько сотен находок, в том числе 12 глиняных лошадей, части колесниц, а также оружие и инструменты. Все находки прекрасно сохранились и, как утверждают китайские ученые, представляют бесспорную ценность. Сообщается также, что археологи установили местонахождение еще 11 терракотовых статуй, однако работы по их извлечению пока не проводились. Терракотовая армия из нескольких тысяч статуй глиняных воинов, случайно обнаруженная китайскими земледельцами в 1974 году, является важнейшей и наиболее знаменитой археологической находкой в КНР. Статуи датируются III веком до нашей эры.
2012	Китайские археологи обнаружили гробницу эпохи Троецарствия. Об этом сообщает LiveScience. Эпоха Троецарствия (также известная как Саньго) - период в истории Китая, ознаменовавшийся борьбой трех государств У, Шу и Вэй. Эти государства возникли после длительного периода войн и смут, который завершился 220 году нашей эры. Сама же эпоха завершилась примерно в 280 году нашей эры объединением Китая под династией Цзинь. По словам археологов, могила принадлежала крупному полководцу, генералу. В гробнице, состоящей из нескольких уровней, ученым удалось обнаружить останки самого полководца и его жены. Тела были захоронены в деревянных гробах, которые полностью разрушились за 1,8 тысячи лет. Исследователи говорят, что в могильнике найдено большое количество артефактов - хорошо сохранившейся посуды, оружия, декоративных фигурок и прочего. Самой впечатляющей находкой оказалась бронзовая фигура лошади в натуральную величину (высота статуи 168 сантиметров). Ученые говорят, что эта одна из крупнейших находок в своем роде.
2012	Археологи из Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля обнаружили на территории Попаснянского района Луганской области летнюю ставку ханов Золотой Орды. Сообщение об этом появилось на сайте университета. Временная ставка располагалась на гребне водораздельного плато, возвышающегося над близлежащими территориями. Неподалеку археологи обнаружили источник питьевой воды, а на расположенных неподалеку холмах можно было устроить наблюдательные пункты. В ходе раскопок ученые обнаружили более 3 тысяч медных и золотых монет и инструменты для их чеканки. Среди других находок были медные и золотые женские украшения, железные топоры, удила и единицы веса, фрагменты зеркал и другие предметы. Археологи считают, что ставка принадлежала хану Абдуллаху, ставшему при поддержке Мамая ханом в 1361 году. Абдуллах родился около 1340 года, его отцом был хан Узбек, распространявший в 1320 в Орде ислам. В 1370 году Мамай сместил Абдуллах-Хана с престола и заменил его Булаком. Абдаллах-Хан был последним ханом из династии Батыя. На монетах, найденных в ставке, встречается ранее неизвестное место чеканки - Муаззам Урду (Высочайшая Орда). Археологи считают, что именно такое наименование мог иметь обнаруженный лагерь. Ханы Золотой орды имели постоянные лагеря в Судаке, Азове, Сарае на Волге, но кроме того, устраивали и летние резиденции. Ханская ставка представляла собой достаточно крупный город из сотен юрт, там была своя прислуга, охрана, свои ремесленники и торговцы. По словам научного руководителя университетского археологического центра "Спадщина" профессора Сергея Санжарова, проводившего раскопки, ставка относится к плохо изученному периоду в местной истории: "Складывалось впечатление, что плодородные донецкие степи в то время пустовали и были лишены деятельности людей, то есть не имели своей истории. Мы подозревали, что это не так, в чем и убедились в ходе проведенного исследования".
2012	Археологи обнаружили, что пустыня в северной части Афганистана в далеком прошлом была плодородной. О своих результатах ученые доложили на конференции Европейской ассоциации археологических и культурных исследований Юго-Восточной Азии (EASAA), прошедшей в Париже. Французские археологи провели раскопки к востоку от Мазари-Шариф, в регионе, который в настоящее время довольно плохо заселен. Они обнаружили сразу несколько "крупных поселений и целую систему ирригационных сооружений". Возраст системы составляет как минимум 2,5 тысячи лет, и, по словам исследователей, она была создана древними персами. Ученые говорят, что за прошедшее со времени строительства ирригационных каналов времени никому не удавалось "заставить цвести афганскую пустыню". Более того, исследователи считают, что тщательный анализ схем, которые использовали персы, может помочь современным ученым "озеленить регион". В середине июля 2012 года в Proceedings of the National Academy of Sciences появилась работа, авторы которой провели анализ дамбы на территории древнего города Тикаль индейцев майя. До недавнего времени дамба считалась просто дорогой, однако, раскопки на месте позволили установить, что это было гидротехническое сооружение. Ширина сооружения составляла 80 метров, высота достигала 10 метров, и оно служило преимущественно для запасания дождевой воды.
2012	Ученые из Оксфордского университета показали, что кости, найденные на болгарском острове Святой Иван, могли принадлежать библейскому герою Иоанну Крестителю. Сообщение об этом приводят газета The Daily Telegraph и издание LiveScience. Bсследователи провели изотопный анализ коллагена, содержащегося в одной из костей, а также выделили из них ДНК. Радиоуглеродный анализ показал, что кости принадлежали человеку, жившему в первом веке нашей эры. Анализ ДНК также подтвердил древность костей - нуклеиновая кислота несла характерные следы деградации. Анализ последовательности ДНК показал, что все найденные в саркофаге человеческие кости принадлежали одному человеку. Совпадение последовательностей если и не исключает, то делает маловероятной возможность того, что выделенная ДНК происходила от позднейшего загрязнения. Кроме того, анализ ДНК показал, что человек, которому принадлежали кости, имел ближневосточное происхождение. Саркофаг с костями был обнаружен в 2010 году румынскими археологами при раскопках церкви на острове Святой Иван в Черном море. Мраморная коробка длиной около 15 сантиметров была найдена под алтарем церкви. В ней, наряду с человеческими костями, присутствовало некоторое количество более древних костей животных: коровы, овцы и лошади. Рядом археологи нашли похожий саркофаг из туфа с именем Иоанна Крестителя и датой престольного церковного праздника. На основании этих данных археологи предположили, что кости, найденные в мраморном саркофаге, принадлежали Иоанну Крестителю. По словам ученых, скорее всего они были привезены на остров в качестве подарка по случаю основания здесь монастыря в V-VI веках. Ученые подчеркивают, что достоверно установить принадлежность биологического материала невозможно, так как не существует образцов, с которыми можно было бы сравнить найденные кости.
2012	В Болгарии обнаружили руины византийской крепости V века нашей эры. Об этом со ссылкой на директора Государственного исторического музея Болгарии Божидара Димитрова сообщает болгарское издание 24 Chasa. Крепость расположена в районе мыса Акин недалеко от города Черноморец. По утверждению ученых, она носила название Акра, что в переводе с древнегреческого означает - "крепость" или "город". Сами ученые окрестили свое открытие "болгарским Геркуланумом". Геркуланум - город на берегу Неаполитанского залива, прекративший свое существование во время извержения Везувия в 79 году. Обнаруженная крепость не погибла в результате извержения вулкана - она была уничтожена в ходе нашествия кочевников-аваров. Почвой для сравнения c Геркуланум послужило то, что в результате схожих с геркуланумскими причин многие предметы внутри домов прекрасно сохранились. В частности, этому способствовал устроенный аварами пожар, в результате которого обрушилось большинство крыш в городе, "консервируя" в некотором смысле все, что было внутри зданий. "Нам попались разнообразные находки - глиняные амфоры, лампы, роскошные стеклянные чаши. Все это сейчас будет реставрироваться. Как мы уже установили, многие из этих предметов прибыли в город из Северной Африки," - приводит издания слова Димитрова. В настоящее время часть крепости находится под водой. Ученые говорят, что будут добиваться запрета строительства новых зданий в районе крепости, чтобы обеспечить сохранность уникальных сооружений.
2012	Строители метро в Салониках обнаружили участок римской дороги, построенной около 2 тысяч лет назад поверх еще более древнего греческого пути. Сообщение об этом приводит агентство Associated Press. Участок длиной в 70 метров покрыт мраморными плитами, на некоторых из которых были найдены следы колес гужевых повозок и разметки для детских игр. Там же были обнаружены инструменты, фрагменты сосудов и основания мраморных колонн. По словам работающих на раскопках археологов, римская дорога была построена около 1800 лет назад. Под ней удалось обнаружить остатки еще более древнего мощеного пути, который был создан древними греками на 500 лет раньше. Положение дороги и отходящих от нее перпендикулярных съездов хорошо совпадает с направлением современных улиц Салоник. Дорога расположена в том же направлении, что и современный проспект Эгнатия (Egnatia), но находится на семь метров ниже нынешнего уровня земли. Ученые сообщили, что найденные артефакты будут постоянно экспонироваться прямо на территории метрополитена после того, как завершится его строительство. На данный момент окончание работ намечено на 2016 год. Строительство метро в Салониках началось в 2006 году, но завершение работы неоднократно откладывалось, в том числе из-за многочисленных задержек, связанных с проведением раскопок. В 2008 году метростроевцы Салоник обнаружили около тысячи гробниц, в некоторых из которых нашлись украшения, монеты и предметы искусства.
2012	Студенты-археологи из Боннского университета случайно обнаружили древнеримский храм. Об этом сообщает The Local. В марте 2012 года группа студентов-археологов во время занятий во дворе университета по ведению раскопок на месте обнаружила фундамент некоего старого здания. Раскопки велись больше месяца, и теперь ученые говорят, что возраст обнаруженного здания составляет около 2 тысяч лет и что оно представляло собой храм. Помещение храма имело размеры 6,75 на 7,5 метра. Само здание было либо полностью деревянным, либо глиняным с деревянной крышей. Внутри фундамента были обнаружены осколки посуды, возраст которой превышает 2,8 тысячи лет. Примечательно, что раньше археологи не предполагали, что местность, где расположен Боннский университет, была в прошлом обитаема. На настоящий момент известен только один аналогичный храм, обнаруженный в земле Северный Рейн-Вестфалия в 2006 году. Тогда фундамент был найден во время строительных работ. Ученые говорят, что по завершении раскопок и извлечении всего ценного, фундамент древнего храма будет засыпан, а на его месте, возможно, будет что-то построено (на территории университетского городка Боннского университета строительство ведется достаточно активно). По словам археологов, это будет сделано из-за того, что фундамент сохранился довольно плохо, поэтому сохранять его не имеет особого смысла.
2012	Селиа Санчес Наталиас из Сарагосского университета расшифровала две свинцовые таблички, которые, по ее мнению, использовались для обрядов черной магии. Об этом сообщает Live Science, а статьи с описание результатов появилась в журнале Zeitschrift fur Papyrologie und Epigraphik. Таблички, возраст которых составляет примерно 1600 лет, хранились в запасниках Городского археологического музея в Болонье с XIX века. Их заново открыли только в 2009 году. До последнего времени, однако, содержание табличек оставалось неизвестным. По словам Наталиас, на обоих артефактах изображено некое божество, предположительно богиня лунного света Геката. На изображении из головы божества выходят змеи, что, по мнению ученого, должно означать, что в качестве орудия исполнения проклятия предполагаются змеи. Целью первого проклятия является сенатор по имени Фистий. Среди прочего ему желают, чтобы его конечности растворились. Второе проклятие адресовано ветеринару Порселло и его семье. Обе таблички написаны преимущественно по-латински и, скорее всего, разными людьми. На них также изображены сами жертвы проклятий: они представлены мумиями, со скрещенными на груди руками, на каждой из которых нанесено имя жертвы. Наталиас говорит, что подобного рода проклятия были довольно сильно распространены во времена поздней Римской империи.
2012	На греческом острове Санторини в среду, 11 апреля, открылись раскопки Акротири – древнего города, относимого к минойской цивилизации. Как уточняет Reuters, раскопки были закрыты для посещения туристов с 2005 года. Семь лет назад на греческом острове обрушилась крыша, располагавшаяся над всей территорией раскопок. В результате данного инцидента погиб один человек, а один из крупнейших древних памятников Греции, был закрыт. Теперь власти, уверенные в безопасности туристов, открыли раскопки вновь и надеются, что Акротири повлияет на объемы туристического рынка Греции. Древнее поселение было обнаружено в ходе раскопок, проводившихся в 1967 году греческими археологами. Тогда они обнаружили фрески, глиняную посуду, мебель и многие другие артефакты, позволившие восстановить картину быта минойцев. Поселение на этом месте существовало уже около четырех тысяч лет до нашей эры, а уничтожено оно было в XVII веке до нашей эры после извержения вулкана на Санторини. Город был погребен под пеплом, поэтому древний облик населенного пункта был сохранен. Ученые также полагают, что после мощного выброса пепла в атмосферу, сельское хозяйство на Крите, с которым жители Акротири поддерживали торговые отношения, пришло в упадок. На Крите после этого начался голод.
2012	Израильские археологи обнаружили уникальную коллекцию золотых украшений. Об этом сообщается в пресс-релизе университета Тель-Авива, сотрудники которого принимали участие в раскопках. Англоязычная версия пресс-релиза доступна на Phys.org. Клад был обнаружен во время раскопок недалеко от современного города Тель-Мегиддо. Коллекция украшений была завернута в материю и спрятана внутри глиняного сосуда, заполненного грязью. Сам сосуд был обнаружен в 2010 году, однако очистили его только сейчас. По словам ученых, возраст украшений составляет примерно 3100 лет. Среди них есть большое количество похожих на египетские того же временного периода. Наибольшее впечатление на археологов произвели сережки, поверхность которых украшена миниатюрными фигурками горных козлов. Исследователи говорят, что раньше им не попадалось ничего подобного - по стилю и качеству исполнения находка уникальна. В настоящее время исследователи анализируют материю, в которую были завернуты украшения, а также состав золота, из которого они сделаны. Это поможет определить происхождение украшений - например, если золото достаточно чистое, то, скорее всего, оно родом из Египта. В этом случае можно будет предположить, что украшения были оставлены египтянами после себя - в XII веке до нашей эры их господство в регионе прекратилось. Находка была сделана недалеко от холма Мегиддо (известного на греческом как Армагеддон). В древности в этом регионе располагался одноименный город-государство. По некоторым данным, люди селились в этом регионе уже 7 тысяч лет до нашей эры.
2012	Археологи обнаружили в Израиле остов древней синагоги IV - V века нашей эры. Об этом сообщает artdaily.org. Ученым удалось обнаружить фрагменты украшенного мозаикой пола синагоги. На одном видно изображение Самсона, а на втором - две девушки и надпись о том, что добрые дела вознаграждаются. Находка была сделана на территории, где располагалось поселение Хуккок, упоминавшееся в Библии. Раскопки проводятся на расстоянии около 5 километров от Мигдаль-ха-Эмека. По словам ученых, мозаика выполнена из высококачественных материалов, - для синагог того периода это было достаточно большой редкостью. Это также указывает на то, что в указанный временной промежуток Хуккок был обеспеченным поселением. Археологические находки в Израиле происходят довольно часто. Например, в мае 2012 года израильские археологи обнаружили уникальную коллекцию золотых украшений. Клад был обнаружен во время раскопок недалеко от современного города Тель-Мегиддо.
2012	Немецкие ученые из Мюнстерского университета расшифровали старейшую из известных на настоящий момент надписей на иврите. Об этом сообщает издание The Local. Статья исследователей появилась в журнале Semitica. Объектом исследования выступал фрагмент глиняного горшка. По словам исследователей, он служил своего рода черновиком, на котором будущей писарь отрабатывал навыки. Ученые говорят, что писарь, скорее всего, относился к суду, поэтому упражнялся в написании строчек из законов. По утверждению ученых, содержание сохранившейся надписи следующее: "Дайте права рабам и вдовам. Дайте права сиротам и иностранцам. Защитите права бедных и меньшинств". Возраст надписи составляет свыше 3 тысяч лет. Обломки горшка были обнаружены в 2008 году в 25 километрах от Иерусалима. Считается, что около 3 тысяч лет назад в этом регионе существовал большой город. Вывод о том, что перед учеными один из старейших текстов на иврите, был сделан, среди прочего, на основании анализа форм букв.
2012	Археологи установили, что дамба на территории древнего города Тикаль использовалась индейцами как плотина и была, таким образом, крупнейшим гидротехническим сооружением майя. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Дамба расположена в центре древнего города Тикаль, население которого в период расцвета составляло, по данным авторов, от 60 до 80 тысяч человек. Истинное назначение сооружения удалось установить только в результате раскопок - ранее считалось, что дамба представляла собой просто мощеную дорогу. Ученые установили, что конструкция представляла собой довольно сложно устроенную плотину, снабженную сливным шлюзом и устройством очистки поступающей воды. Ширина сооружения составляла 80 метров, высота достигала 10 метров. Объем запасаемой воды был приблизительно равен 75 тысячам кубических метров. Археологи установили, что дождевая вода собиралась в плотине с прилегающих дорог, площадей, крыш и других поверхностей. Интересно, что прежде чем попасть в резервуар, сточная вода проходила через специальный фильтр в форме емкостей с песком. Важность системы фильтрации для древних инженеров показывает тот факт, что кварцевый песок для фильтров доставляли из специального карьера, расположенного на расстоянии более 30 километров от города. Строительство резервуаров позволяло индейцам переживать периоды засухи, которые, по словам ученых, не редки в этих местах. Без них жизнь густонаселенного города, такого как Тикаль, была бы невозможна. Плотина в Тикале является крупнейшим таким сооружением на территорри майя и в Новом Свете уступает только плотине Пуррон (Purron Dam) в долине Теуакан.

2012	Перуанские археологи обнаружили неизвестный со времен инков четырехкилометровый участок дороги в Мачу-Пикчу. Сообщение об этом приводит информационное агентство Andina. Открытие совершили специалисты управления культуры района Куско, на которых возложена обязанность поддерживать и ремонтировать традиционную дорогу в город инков. В стороне от основного пути они нашли альтернативный участок длиной в четыре километра и средней шириной в 1,7 метра. Участок ответвляется в местечке Чакиккоча и вновь объединяется с традиционной дорогой вблизи 33-го километра. Участок в среднем проходит на высоте 3600 метров над уровнем моря. Дорога благоустроена в соответствии с технологиями индейцев: снабжена подпорными стенками высотой до десяти метров, сливными каналами, опорами, наблюдательными пунктами и даже вырубленным в скале тоннелем с 28 ступенями. По словам археолога Оскара Монтуфара ла Торре, дорога спустя почти 5 веков после постройки сохранилась на 70 процентов. Лишь треть участков пути пострадало от оползней. На заросших фрагментах постройки ученые обнаружили несколько редких (возможно, новых) видов орхидей и папоротников. Директор археологического парка Мачу-Пикчу, Фернанду Астете Виктория, сообщил, что руководство парка собирается получить разрешение на расчистку дороги и перемещение растительности, после чего будет сформулировал план исследований. Открывать дорогу для посетителей в ближайшее время не планируется.
2012	В музее Квинсленда в Австралии были обнаружены фрагменты ритуального погребального папируса одного из самых известных древнеегипетских архитекторов - Аменхотепа, сына Хапу. Принадлежность найденных частей свитка была случайно установлена египтологом Джоном Тейлором. Об этом сообщает агентство Agence France-Presse, историю находки публикует The Weekend Australian. Документы, на которые обратил внимание египтолог, были экспонированы для сопровождения выездной выставки мумий Британского музея. До этого они хранились в запасниках музея. Тейлор, приехавший как сотрудник Британского Музея сопровождать выставку, обнаружил, что документы являются частью Книги мертвых (ритуального погребального папируса, который клали в гробницу умершему) одного из самых известных древнеегипетских архитекторов. Разрозненные части книги Аменхотепа хранятся в разных музеях по всему миру - в Бостонском музее изящных искусств, в Метрополитен-музее в Нью-Йорке и в Британском музее. О существовании этих фрагментов в коллекции музея Квинсленда до сих пор не было ничего известно. Фрагменты были подарены музею частным лицом в 1913 году и являются частью свитка длиной около 20 метров - одного из самых длинных, как считают ученые. Тейлор пояснил, что в девяностых годах 19 века многие частные лица приезжали в Египет и покупали артефакты, значительная часть из которых до сих пор не документирована. Ученые планируют оцифровать вновь обнаруженные части папируса и найти их место в свитке. Книга мертвых в древнем Египте была религиозным сборников текстов и гимнов. Она предназначалась для того, чтобы помочь умершему в путешествии по загробному миру. Тейлор подчеркнул, что папирус принадлежал "не кому-либо, а одному из самых главных чиновников, живших на пике могущества Египта". Аменхотеп, сын Хапу, родился около 1458-1425 годах до нашей эры и руководил возведением нескольких проектов, в том числе великого храма Амона в Карнаке, храма Аменхотепа III в Фивах и колоссов Мемнона. После смерти он почитался как покровитель лекарей и позднее стал обожествляться.
2012	Для объяснения поведения двойной звездной системы Алголь астрономы решили привлечь данные древнеегипетского календаря. В своей работе, препринт которой доступен на сайте Корнельского университета, авторы обосновывают возможность использования таких данных. Ученые проанализировали Каирский годовой календарь - подробный астрологический прогноз древних египтян. В нем каждый день был разделен на три или более сегмента, каждому из которых ставилась астрологическая оценка - от "крайне благоприятной" до "очень неблагоприятной". Используя алгоритмы поиска периодичности в записях, ученые выделили в них два явных цикла. Период первого составлял 29,6 суток, что очень хорошо соответствовало лунному циклу (по современным данным 29.53059 дней). Период второго цикла равнялся 2,85 суток. Авторы провели подробный анализ небесных явлений, периодичность которых могла бы соответствовать обнаруженному в календаре циклу. Оказалось, что лучше всего этот период совпадает с периодом светимости двойной звезды Алголь (по современным данным 2,867 дней). Двойная система Алголь была открыта для современной науки в 1783 году Джоном Гудрайком посредством прямых наблюдений - без привлечения телескопа. Он же заметил периодичность в сиянии и первым предположил, что она возникает из-за затмения звезды вращающимся вокруг нее объектом. Позднее было установлено, что в системе друг вокруг друга вращаются две звезды с разной светимостью. Период светимости в настоящий момент равняется 2,867 суток, а история наблюдений за системой составляет около 300 лет. Период обращения двойной звезды достаточно легко рассчитать, однако в последнее время поведение Алголя вызывает у астрономов все больше вопросов - оно не соответствует их расчетам. Некоторые из ученых предполагают, что система состоит не из двух, а из трех звезд, последняя из которых вращается с очень большим периодом. Чтобы проверить эту гипотезу, авторы настоящей работы предлагают привлечь данные древнеегипетских астрологов. Дело в том, что точность измерений астрологов, по словам ученых, была очень велика. Авторы считают, что разница между обнаруженным календарным циклом в 2,85 суток и современным циклом в 2,867 суток возникла не из-за ошибки древних астрономов, а из-за того, что двойная система действительно изменила периодичность своего обращения. Если это действительно так, то длительность наблюдений за периодичностью вращения Алголя можно будет увеличить почти в десять раз - с 300 до 3000 лет.
2012	Британские археологи обнаружили мумии-франкенштейны. Статья исследователей появится в The Journal of Archaeological Science, а ее краткое изложение приводит LiveScience. Во время раскопок в 2001 году на одном из островов недалеко от побережья Шотландии исследователи обнаружили несколько мумифицированных тел. Находка была сделана под фундаментом крупного строения возрастом около 3 тысяч лет. В рамках новой работы ученые проанализировали две мумии - мужчины и женщины. Оказалось, что обе мумии составлены из частей разных людей - мужская как минимум из трех, а женская как минимум из четырех. Это удалось установить благодаря анализу ДНК, а также анализу останков - например, следы артрита на одних костях и их отсутствие на других. Судя по специфике мумификации, она прошла в трясинах, расположенных недалеко от места раскопок. В свою очередь радиоуглеродный анализ позволил определить, что с момента смерти людей и последующей мумификации до их захоронения под фундаментом прошло более 600 лет. Ученые говорят, что "рекомбинация" тел была проведена в разное время - мужчины в 1440-1260 лет до нашей эры, женщины - 1310-1130 лет до нашей эры. Исследователи полагают, что "рекомбинация" тел была не случайной, а умышленной. На это указывает, в частности, что для разных мумий она была проведена в разное время. Перераспределение частей тел могло быть, по словам ученых, частью ритуала объединения нескольких родов в один. Возможно также, что останки предков в далеком прошлом представляли собой своего рода документы на право владения землей. Археологи говорят, что новая находка заставит пересмотреть представления людей о том, как древние обитатели Британских островов обращались с мертвыми. В качестве другого примера ученые приводят обнаруженные в 2009 году мумии, в костях которых были просверлены дыры. Ученые говорят, что это было сделано для скрепления костей между собой веревками.
2012	Британские археологи обнаружили хорошо сохранившиеся остатки театральной площадки "Занавес" (Curtain), на которой в конце XVI века прошла премьера "Генриха V" и, возможно, "Ромео и Джульетты" Шекспира. Об этом пишет The Guardian. Часть стены и деревянной сцены были обнаружены в лондонском районе Шоредитч к северу от Темзы. "Занавес" был предшественником легендарного шекспировского театра "Глобус", который был построен в 1599 году. Историки и читатели знают о "Занавесе", в первую очередь, благодаря самом Шекспиру. Драматург упомянул "деревянную сцену", на которой труппа играла в 1597-1599 годах (пока не открылся "Глобус"), в прологе "Генриха V". Однако в 1620-х здание перестали использовать, а данные о его местонахождении не сохранились. До этого некоторые пьесы Шекспира, например, "Ричард III", шли на сцене так называемого "Театра" ("The Theatre"), одного из старейших "домов для представлений". В "Театре" играл и сам Шекспир, входивший в "Труппу лорда-камергера". Именно из демонтированных фрагментов "Театра", который разобрали сами артисты, впоследствии и был построен шекспировский "Глобус". Остатки "Занавеса" обнаружила группа археологов Музея английской археологии. Ученые предполагают, что смогут найти и другие фрагменты, по которым удастся восстановить облик театра.
2012	В университетской библиотеке Мюнхена обнаружили карту начала XVI века, составленную известным картографом того времени Мартином Вальдземюллером (Martin Waldseemueller) из Брайсгау (Breisgau), который выступал также под латинским именем Hylacomylus. Эта карта представляет собой уменьшенный вариант большой карты с Америкой 1507 года, пишет Sueddeutsche Zeitung. Карту можно посмотреть на сайте университетской библиотеки. Открытие сделали двое исследователей, обнаружив документ между трудами по геометрии XVI века, которые по ошибке попали в книги, датированные XIX веком. Об этом пишет The Local со ссылкой на директора библиотеки Клауса-Райнера Бринтцингера (Klaus-Rainer Brintzinger). Вальдземюллер первым использовал нынешнее название для Нового Света. Он ошибочно приписал открытие континента флорентийцу Америго Веспуччи и назвал новые территории латинским вариантом его имени. Большая карта Вальдземюллера была продана Библиотеке конгресса США и официально передана немецким канцлером Ангелой Меркель в 2007 году. Древний документ считается "картой рождения Америки". Помимо нынешней находки существуют также еще четыре небольшие по размеру копии большой карты Вальдземюллера, на которые нанесена Америка. Одна из них была продана на аукционе в 2005 году за один миллион долларов.
2012	Для изучения диеты древних людей ученые предложили использовать анализ отложений зубного камня. Работа опубликована в журнале Journal of Archaeological Science. Ученые сравнили образцы зубного камня 58 людей, живших с 11 по 19 век в Испании, и образцы зубного камня инуита, жившего на Аляске. Микроскопические образцы (не более 5-10 миллиграммов) измельчили и определили состав изотопов углерода и азота с помощью масс-спектрометрии. На основании содержания стабильных изотопов 13С и 15N ученым удалось установить особенности диеты древних людей. Дело в том, что азот содержится почти исключительно в мясной пище, и ее употребление изменяет соотношение его изотопов в тканях. Оказалось, что, во-первых, доля мясной пищи, установленная для испанских образцов методом с использованием зубного камня, совпала с независимыми оценками, полученными на основании анализа коллагена костей. Во-вторых, анализ образцов инуита говорил о значительно большей доле мясной пищи в рационе, чем у испанских образцов. Это согласуется с морской диетой аборигенов Аляски. Сейчас существуют методы, позволяющие получать такую же информацию, однако они используют другие типы образцов - коллаген из костей, волосы, ногти. Основная проблема применения этих методов заключается в том, что для анализа коллагена требуется разрушить ценные кости, а волосы и ногти редко обнаруживаются в местах захоронений, так как не сохраняются длительное время. Зубной камень, наоборот, сохраняется очень хорошо. Преимущество нового метода заключается в том, что для определения диеты не требуется разрушение ценных образцов.
2012	Бьерн Мензе из Массачусетского Технологического Института и Джейсон Ур из Гарварда разработали компьютеризированный метод обнаружения древних поселений на основе спутниковых данных и нашли с его помощью сеть городов на территории современной Сирии. Работа ученых опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Для поиска поселения древней Месопотамии на территории в 23 тысячи квадратных километров археологи работали по двум направлениям сразу. Во-первых, они использовали спутниковые снимки в разных диапазонах длин волн, чтобы обнаружить так называемые артрозоли, - почвы, сформированные в результате деятельности человека и отличающиеся по цвету и повышенному содержанию органических веществ. Данные обрабатывались автоматически с помощью программы, написанной одним из соавторов работы, Бьерном Мензе, специалистом по идентификации опухолей на цифровых снимках. Во-вторых, археологи использовали карту рельефа, созданную в рамках программы Shuttle Radar Topography Mission с помощью радиозондирования, которое осуществлял в 2000 году шаттл "Индевор". Ученых интересовали места возвышения ландшафта над окружающими территориями, что могло свидетельствовать о продолжительном строительстве в данной точке. Анализируя объем возвышения, авторы делали вывод о продолжительности существования поселения. Полученная карта содержала около 14 тысяч предполагаемых поселений, возникавших на исследуемой территории на протяжении 8 тысяч лет. Археологи отмечают, что при сопоставлении данных карты с распределением рек и зон сильных осадков, удалось обнаружить крупные поселения, не обеспеченные в достаточной мере водой. Обнаруженное несоответствие может повлиять на текущие представления археологов о возникновении систем ирригации, отмечают они. Археологам уже удавалось использовать спутниковые данные для обнаружения древних захоронений на территории Саудовской Аравии, Сирии, Камбоджи и других стран, однако это делалось преимущественно вручную и не на столь большой территории. Основой для анализа служили снимки в разных световых диапазонах, с помощью которых анализировался состав почвы.
2012	Немецкие геологи применили фрактальный анализ для поиска следов человеческой деятельности в окрестностях Дахшура - некрополя фараонов Древнего и Среднего царств в Египте. Статья ученых появилась в журнале Quaternary International. Раньше ученым было известно, что территория вокруг Дахшура активно использовалась древними египтянами. Насколько активно, однако, выяснить было невозможно - следы человеческой деятельности были почти полностью уничтожены природным воздействием. В рамках новой работы ученые проанализировали систему естественных каналов в окрестности некрополиса. Эта система представляет собой фрактал. Строгого определения у этого математического объекта нет - обычно фракталом именуют всякую фигуру с некоторой степенью самоподобия. Отличительной особенностью таких фигур является, среди прочего, дробная размерность. То есть понятие обычной размерности (прямая - одномерна, плоскость - двумерна, пространство - трехмерно и так далее) для них не работает, а обобщения дают нецелые значения. В работе ученые, используя математическое моделирование, проанализировали взаимосвязь (корреляцию) между размерностью получаемого фрактала и вмешательством человека. В результате им удалось определить, что в значительной части вокруг Дахшура размерность системы каналов отличается от естественной. Как следствие, это говорит о человеческом вмешательстве. По словам ученых, масштабы вмешательства оказались шире, чем они полагали - так, следы были обнаружены в области радиусом около 6 километров вокруг некрополиса. В некоторых местах ученым даже удалось оценить степень вмешательства человека в естественный процесс формирования каналов. Среди прочего, исследователи обнаружили, что в некоторых регионах были выстроены террасы, скорее всего, декоративного назначения. Ученые говорят, что работы были, скорее всего, "пробой пера" древних архитекторов перед строительством полноценных пирамид. Скорее всего пробное строительство велось во времена Сниферу - первого фараона IV династии. Сниферу был отцом Хуфу (известного также как Хеопс), фараона, построившего самую известную из великих пирамид.
2012	Ученые показали, что отношения между персонажами древних эпосов гораздо более похожи на связи в реальных социальных сетях, чем на отношения персонажей в художественной литературе. Работа опубликована в журнале EPL. Исследователи проанализировали текст трех независимых эпических произведений - "Илиады", "Беовульфа" и ирландского "Похищения быка из Куальнге". В них содержатся описания 714, 74 и 404 персонажей соответственно. Если действующие лица эпоса были знакомы или встречались, то исследователи считали их связанными и на основе этого строили социальный граф для каждого из произведений. Такой же граф связей составлялся и для некоторых образцов современной художественной литературы - "Братства Кольца" Толкиена, шекспировского "Ричарда III", "Отверженных" Гюго. Полученные графы анализировали и сравнивали с топологией реальных социальных сетей. Оказалось, что связи и персонажей эпоса, и персонажей современной литературы обладают важнейшими чертами топологии реальных связей между людьми - кластеризованностью и небольшим средним расстоянием. Кластеризованность подразумевает наличие групп, внутри которых люди или персонажи тесно связаны между собой. Небольшое среднее расстояние в реальных соцсетях нашло свое отражение в гипотезе "тесного мира" и "шести рукопожатий". Однако, в некоторых чертах художественная литература отличалась как от древнего эпоса, так и от реальных социальных сетей. Например, большинство второстепенных персонажей в ней были связаны с главными героями и ни с кем другим. Математически это отражалось на распределении узлов графов по числу связанных ребер и на способности сохранять связность при удалении главных узлов (центральных персонажей). Разработанная методика открывает новый способ анализа исторической достоверности мифов. Если за эпосом "Илиады" и "Беовульфа" большинство исследователей признает наличие исторической основы, то по поводу "Похищения быка из Куальнге" у ученых имеются серьезные сомнения. Работа физиков показывает, что "Похищение" гораздо больше похоже на исторические мифы вроде "Беовульфа", чем на мифы вымышленные, вроде "Братства Кольца".
2012	Климатологи из США и Великобритании перенесли начало глобального потепления. Статья исследователей появилась в журнале Nature Climate Change. В 60-х годах было установлено, что океаны являются основным энергетическим резервуаром планеты - благодаря наличию течений и большой теплоемкости воды они поглощают до 90 процентов тепла, поступающего в атмосферу планеты. Именно поэтому рост температуры воды считается основным показателем потепления. Самые ранние данные об океанических температурах были получены во время экспедиции корвета "Челленджер" в 1872-1876 годах (эта экспедиция положила начало целой науке - океанографии). В рамках новой работы ученые провели глобальное сравнение этих данных с результатами самых современных наблюдений, выполненных в рамках программы Argo с 2004 по 2010 годы. В результате ученым удалось установить, что поверхностная температура в среднем выросла на 0,6 градуса Цельсия. На глубине 366 метров (200 морских саженей) температура выросла на 0,4 градуса, а на глубине 914 метров (500 морских саженей) - на 0,12 градуса. По словам исследователей, это в среднем в два раза больше, чем потепление, зарегистрированное за последние 50 лет. Отсюда они заключили, что рост температур начался, скорее всего, уже в конце XIX-начале XX века. Ранее предполагалось, что океаны начали теплеть примерно 50 лет назад. Программа Argo представляет собой глобальный международный проект, в котором участвуют 50 организаций из 31 страны мира. В настоящее время в море работает более 3 тысяч модулей, которые измеряют температуру параллельно со спутниковыми наблюдениями.
2012	Гляциологи проследили историю ледников юго-востока Гренландии за последние 80 лет с помощью фотографий, многие из которых до сих пор были засекречены. Ученые обнаружили, что в ходе потепления, наблюдавшегося в 30-х годах прошлого века, таяние ледников было не менее обширным, чем сейчас. Работа опубликована в журнале Nature Geoscience. Большинство фотографий, использованных в работе, до сих пор были засекречены и хранились в одном из архивов Копенгагена. Самые ранние из них датируются началом тридцатых годов - среди их авторов есть и знаменитый путешественник Кнуд Расмуссен, занимавшийся аэрофотосъемкой в этом районе. Авторы исследования использовали также фотографии с американских разведывательных самолетов, сделанные во время Второй мировой войны, а также ранее засекреченные изображения с военных спутников. Из полученных фотографий составляли мозаику, подходящую для точного измерения длины ледников и других расстояний. Оказалось, что потепление, наблюдавшееся в 30-х годах прошлого века, сопровождалось весьма быстрым и обширным таянием ледников, - примерно таким же, какое наблюдается и теперь. Разница в процессах, имевших место ранее и наблюдающихся сейчас, заключается в том, какие именно из ледников были более подвержены изменениям климата. Быстрее всего 80 лет назад сокращались массы льда, чьи терминальные части находятся на суше, в то время как теперь уменьшаются преимущественно ледники, впадающие непосредственно в океан. Сокращение ледников ученые используют как маркер изменений климата, хотя интерпретация этих процессов может быть трудной. С одной стороны, ученые прогнозируют, что наблюдаемое сокращение ледников Гренландии неминуемо завершится полным таянием всего снежного покрова на острове, с другой стороны, исследователи сообщают об увеличении масс льда в Гималаях и обнаружении в Японии неизвестных ранее ледников.
2012	Министерство окружающей среды Баварии предупредило о таянии ледников в баварских Альпах, пишет The Local. Как сообщил глава ведомства Марсель Хубер (Marcel Huber), через 20-30 лет там останется только один ледник, тогда как на данный момент в Баварии их насчитывается пять. Уже сейчас три ледника занимают площадь менее 7,5 гектара. Единственным ледником, который по оценкам министерства переживет потепление климата в ближайшие десятилетия, является Хёллентальфернер (Hoellentalferner). Он расположен на северной стороне Цугшпитце (Zugspitze) - самой высокой горы Германии - и занимает площадь в 30 гектаров. От солнца его защищают высокие скалы, поэтому эксперты считают, что он будет последним из исчезающих баварских ледников. Общая площадь баварских ледников сократилась с 1820 года с четырех до 0,7 квадратного километра, пишет Augsburger Allgemeine Zeitung. Также министерство окружающей среды сообщило, что, согласно исследованиям, температура в Альпах растет в два раза быстрее, чем в среднем в мире. По приблизительным подсчетам, к 2100 году средняя альпийская температура будет на три-шесть градусов выше, чем сейчас.
2012	Японские ученые обнаружили движение трех обособленных масс льда в горах Хида префектуры Тояма и решили, что их следует признать ледниками. Это первые ледники, обнаруженные на территории Японии. О находке сообщает The Japan Times. Статья гляциологов принята к публикации и должна быть опубликована в журнале Seppyou (Снег и Лед). Чтобы обнаружить движение, что позволило бы классифицировать массы как ледник, исследователи использовали систему электронных маячков. Положение каждого из них определяли с помощью GPS. На протяжении трех лет с 2009 года они фиксировали перемещение замерзшей воды. Кроме того, исследователи периодически измеряли толщину льда в разных точках с помощью радара. Ученым удалось обнаружить в горах Хида три массы льда, которые движутся со скоростью от 10 до 30 сантиметров в месяц. Толщина ледяного покрова составляет от 27 до 30 метров, при этом в длину ледяные массы достигают от 400 до 1200 метров. Ледниками считаются большие массы льда, накопление которых превышает таяние и сублимацию, и которые двигаются под действием своего веса. На данный момент не существует международной организации, занимающейся классификацией и признанием ледников. Японские гляциологи считают, их работа позволяет считать изученные массы ледниками. Ледники в последнее время привлекают внимание все более широкого круга ученых в связи с их чувствительностью к изменениям климата. Таяние горных ледников может привести к дефициту пресной воды в некоторых районах.
2012	Ученые установили, что ледники горной системы Каракорум в Гималаях за последнее время не только не уменьшили объем запасенного льда, но, возможно, даже увеличились в размере. Это произошло несмотря на то, что в среднем на планете ледники и ледяные шапки уменьшаются в объеме. Работа опубликована в журнале Nature Geoscience. Ученые сравнили данные по горному рельефу на площади более 5 тысяч квадратных километров, полученные в 1999 и 2008 годах. Первые съемки были проведены с помощью оборудования, установленного на шаттле "Эндевор", а вторые - французским спутником SPOT5. После корректировки, включающей учет разницы во времени года, когда проводились съемки, на их основе были составлены модели водного баланса. Они отражали скорость прихода и расхода воды в ледниках. В результате ученые установили, что с 1999 по 2008 год гималайские ледники в среднем увеличились в толщине на количество снега, высота которого в растопленном виде составила бы 11 сантиметров (ошибка расчетов - 22 сантиметра). Ученые пока затрудняются сказать, чем вызвано такое поведение каракокумских ледников. Грем Когли, гляциолог из университета Трента в Питерборо (Онтарио) считает, что авторы работы учли все известные проблемы, связанные со сравнением разных наборов данных. "Нет сомнений, что ледники Каракорума не истощаются, но почему это происходит, мы не знаем", - прокомментировал результаты проведенной работы Кеннет Хьюит, географ из университета Вилфреда Лурье в Ватерлоо (Онтарио). Некоторые сведения указывают на то, что за последние 40 лет гималайский климат стал холоднее, вопреки общемировому тренду. По данным метеостанций, в районе горной системы с 1960 по 2000 год возросло количество зимних осадков и понизилась летняя температура. За то же время объем местных рек, питаемых ледниками, снизился на 20 процентов. В начале апреля сообщалось о старте в 2012 году масштабного проекта по мониторингу гималайских ледников. В рамках проекта международной группы гляциологов дважды в год осуществляются наземные и спутниковые измерения 25 из 46 тысяч ледников. В 2007 году в ежегодном отчете Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC) говорилось, что Гималаи освободятся от снега к 2035 году или раньше. Позднее члены комиссии признали это ошибкой, вызванной перестановкой цифр в дате: на самом деле в отчете должен был быть указан 2350 год, а не 2035-й.
2012	Ученые из китайского Института по исследованию Тибета утверждают, что ледники в регионе в последние 30 лет стремительно теряют объем накопленного льда. Это противоречит недавно опубликованным данным другой группы климатологов. Новая работа опубликована в журнале Nature Climate Change. Работа основана на измерении протяженности и площади поверхности 7100 ледников в горах Гималаев, Памира, Каракорума и Циляньшаня. Площадь ледников в этих горных системах составляет около ста тысяч квадратных километров, поэтому его часто называют "третьим полюсом". В дополнение к данным о площади и длине для 15 отдельных ледников ученые непосредственно на месте определяли водный баланс - соотношение приходящей и уходящей воды. Результаты измерений говорят о том, что количество накопленного льда в регионе за последние 30 лет уменьшается ускоряющимися темпами. Однако, по словам ученых, "внутри этого тренда среди разных горных систем имеется значительная вариация". Данные о падении запасов льда в регионе противоречат недавно опубликованным утверждениям другой группы климатологов, которая обнаружила отсутствие уменьшения и даже небольшой рост размера ледников. Публикация основывалась на спутниковых данных проекта GRACE и касалась прежде всего горной системы Каракорум. Новые данные указывают на значительную разницу в поведении стабильных ледников Памира и Каракорума, и уменьшающихся ледников Гималаев. По словам китайских ученых, она связана с разными источниками снега, которые питают ледники. Памир и Каракорум зависят прежде всего от западных ветров, имеющих стабильно низкую температуру. Гималаи питаются снегом, приносимым муссонами, и даже небольшое потепление приводит к уменьшению накопления льда в Гималаях. Муссоны в последние десятилетия становятся слабее, а западные ветра сильнее, и это определяет разницу в динамике снежных скоплений в горах.
2012	По наблюдениям австралийских океанологов, объем придонных холодных вод в Антарктике уменьшился на 60 процентов по сравнению с уровнем 1970 года. Об этом заявил глава исследовательской группы Стив Ринтоул (Steve Rintoul), его слова приводит Agence France-Presse. Данные пока не опубликованы в рецензируемых научных журналах. Группа климатологов совершила экспедицию вокруг южного континента на судне Aurora Australis от Бухты Содружества на запад с возвращением в Австралию. В ходе экспедиции ученые отбирали пробы воды и определяли ее температуру и соленость. После сравнения результатов измерений с данными 1970 года, оказалось, что толщина придонных антарктических вод настолько уменьшилась, что теперь составляет меньше половины от прежней. Причины, которые приводят к истощению придонных вод, пока не ясны. Ученые предполагают, что это связано с увеличивающейся скоростью таяния антарктического льда. Тающий лед разбавляет соленые придонные слои и делает их менее плотными. Таким образом, по словам ученых, уменьшение объема придонной воды является еще одним важным маркером глобального изменения климата. Кроме того, объем холодных вод может влиять на океанические течения, важные для формирования климата. Ранее об уменьшении слоя холодных вод сообщала другая группа исследователей, анализировавшая результаты измерений в период с 1980 по 2000 годы. Исследователи определили, что скорость истощения водных масс составляет около 8 миллионов тонн в секунду, что, например, составляет четверть объема Гольфстрима. С увеличением таяния льдов Антарктиды и Гренландии климатологи связывают тревогу по поводу поднятия уровня мирового океана. Недавно ученые заявили, что повышение температуры всего на два градуса приведет к полному таянию гренландских ледников и поднятию уровня Мирового океана на 20 метров, оговорившись, правда, что произойдет это в течении не менее 50 тысяч лет.
2012	Ученые обнаружили в Арктике запасы пресной воды, удерживаемые на месте благодаря ветрам. По словам исследователей, изменение направления ветра может привести к проникновению воды в океан и даже возможному охлаждению северной части Атлантического океана и Европы. Статья ученых появилась в Nature Geoscience. Известно, что круговое течение Бофорта, создаваемое ветрами, приводит к тому, что в центре этого течения поверхность океана выпирает наподобие гигантского купола. В новой работе ученым удалось установить, что, начиная с 2002 года, высота купола выросла на 15 сантиметров. При этом объем (сравнительно) пресной воды в верхних слоях (перемешивания здесь почти не происходит) увеличился на 8000 кубических километров (более 10 процентов от пресной воды в Северном Ледовитом океане). В работе ученые использовали данные спутниковых наблюдений, выполненных аппаратами ERS-2 и Envisat с 1995 по 2010 годы. Для оценки количества пресной воды ученые использовали компьютерное моделирование. По словам ученых, если такое количество пресной воды попадет в Арктику, то это заметно скажется на течениях, в частности, Гольфстриме. Как следствие, может наступить похолодание в регионе, в том числе и в Европе. Исследователи говорят, что причиной разрушения купола может стать изменение направления ветра. Вместе с тем, их данные показывают, что ветер не всегда напрямую связан с размерами купола. Ученые полагают, что этот эффект объясняется дрейфующими в Арктике льдами. Именно поэтому, предсказать время разрушения купола ученые не берутся.
2012	Австралийские ученые установили, что рост кислотности уровня океанов, который считался главной угрозой кораллам по всему миру, некоторым из них (кораллов) совершенно не страшен. Статья экологов появилась в журнале Science. Ученым известно, что коралловые рифы, создаваемые полипами, лучше растут в теплой воде. При этом, однако, рост концентрации углекислого газа в атмосфере приводит к увеличению кислотности океанов. Из-за этого гибнут водоросли, обитающие на кораллах, а у полипов - их строителей возникают трудности. Согласно современным представлениям, напомним, рост температуры на планете напрямую связан с уровнем углекислого газа в атмосфере. В рамках работы экологи проверяли, какой из этих двух эффектов сильнее для кораллов семейства поритидов (Porites), которые являются основными строителями рифов в Индийском океане. Для этого они анализировали керны - высверленные столбики рифового материала. На этих столбиках хорошо видны своего рода кольца, напоминающие древесные, которые тоже связаны с ростом кораллов. Как оказалось, в высоких широтах рифы с ростом температуры стали расти только лучше. В некоторых регионах с 1900 года скорость роста кораллов возросла на 23 процента. По словам ученых, новые результаты показывают, что глобальный анализ воздействия потепления на коралловые рифы представляет собой достаточно сложную и пока не слишком понятную задачу.
2012	Экологи объявили о расширении глобальной системы мониторинга океанов, сообщает Nature News. Решение было принято на прошедшем в Сиэтле съезде океанографов. В общей сложности количество станций слежения планируется увеличить с 20 до 60. Руководство сетью будет осуществлять Международный координационный центр по окислению океанов (Ocean Acidification International Coordination Centre), подконтрольный ООН. Основной интерес для исследователей будут представлять прибрежные регионы, которые в настоящее время почти не наблюдаются. По словам ученых, которые приводит Nature News, подобный мониторинг носит не только теоретический характер. Например, система мониторинга кислотности воды в 2011 году в Калифорнии позволила предотвратить убытки на 35 миллионов долларов: ученые вовремя предупредили фермы по выращиванию устриц о наступлении воды с высокой кислотностью и те, сумели заранее подготовиться и спасти продукт. Рост кислотности океанов, среди прочего, обусловлен увеличением количества углекислого газа в атмосфере Земли - до четверти всех выбросов CO2 попадает в океан, где образует кислоту. Как следствие, меняются химические и физические свойства океанической воды, что может иметь самые неожиданные последствия для экосистемы океанов. Так, например, рост кислотности ведет к тому, что океаническая вода лучше проводит звук. Как следствие, например, киты оказываются жертвами звукового загрязнения океанов. К 2050 году, по мнению некоторых исследователей, звук в воде будет распространяться на 70 процентов дальше, чем сейчас. Кроме того, рост кислотности сказывается на водорослях и кораллах. В частности, последним сложнее добывать кальций из воды, поэтому их экзоскелеты оказываются тоньше и более хрупкими. С другой стороны, рост содержания углекислого газа в атмосфере ведет к росту температур, что, в свою очередь, наоборот благоприятно сказывается на росте колоний кораллов.
2012	Ученые установили, что выброс в океан железа действительно приводит к вспышкам роста водорослей и удалению из атмосферы углекислого газа. Результаты эксперимента EIFEX, опубликованные в Nature, говорят о принципиальной возможности использования такого подхода для геоинжиниринга. В ходе эксперимента ученые сбросили с борта судна Polarstern 14 тонн растворенного в воде сульфата железа с целью вызвать резкий рост численности фитопланктона. Эксперимент проводили поблизости от берегов Антарктиды в специально выбранном месте, где течения образуют круговой вихрь диаметром около 100 километров и ограничивают распространение выброшенных удобрений. Спутниковые съемки показали, что через две недели после начала эксперимента количество водорослей действительно выросло и выглядело как пятно площадью в 800 квадратных километров. После того как большинство водорослей успело отмереть, ученые собирали на исследуемой территории пробы детрита - осадков органических веществ, опадающих на дно. Оказалось, что биомасса водорослей, резко выросшая в результате эксперимента, не успевает быстро разложиться. Как минимум половина ее падает на глубину более километра. Это означает, что углекислый газ, фиксированный водорослями в результате фотосинтеза, не возвращается в атмосферу, а действительно исключается из круговорота элементов. Эксперимент был проведен еще в 2004 году, до того, как большинство стран приняло мораторий на подобные исследования. Задержка публикации результатов была, по словам Science, вызвана перепроверкой данных в связи с неоднозначными результатами других подобных экспериментов. На их основании многие ученые делали вывод о невозможности использования железа для удаления углекислого газа, так как образующийся фитопланктон быстро поедается животными и фиксированный углекислый газ возвращается в атмосферу. Рецензенты, комментирующие данную статью, говорят о том, что наблюдения проводились на протяжении самого длительного времени среди подобных исследований и именно это повлияло на окончательные выводы. Тем не менее, пока никто из рецензентов не считает понимание изучаемых процессов достаточным, чтобы проводить геоинжиниринговые эксперименты в крупном масштабе.
2012	Международная группа исследователей пришла к выводу, что погода в Европе 2000 лет назад была теплее, чем считалось до сих пор. Статья ученых появилась в журнале Nature Climate Change. Для восстановления информации о климате в прошлом ученые использовали данные, полученные по кольцам на срезах деревьев. Считается, что более теплый год приводит к образованию более широких колец на срезе. В рамках нового исследования ученые предположили, что кольца должны быть не обязательно толще, но заведомо плотнее. Для работы использовались срезы сосны Pinus sylvestris. В результате им удалось установить, что наблюдавшееся до промышленной революции похолодание было сильнее, чем считалось до сих пор. Это означает, что 2 тысячи лет назад климат в Европе был в среднем на 0,6 градуса Цельсия теплее (раньше считалось, что погода была примерно одинаковой). По словам ученых, это позволяло, например, растить в Северной Англии виноград. О том, что в этом регионе рос виноград, имеются исторические записи, однако, сейчас там климат для этого совершенно не пригоден.
2012	Физики с помощью компьютерной симуляции показали, что необычное ступенчатое распределение воды в теплых океанах вызывается солевыми пальцами. Работа ученых опубликована в журнале Physical Review Letters. Воды в океанах обычно распределяются по слоям разной температуры и солености, и нижние слои обычно более холодные и соленые. Холодная и соленая вода имеет большую плотность, чем теплая и менее соленая, поэтому такое распределение неудивительно. Однако в некоторых местах океанов, особенно в южных широтах, наблюдается аномальное распределение плотности. Верхние слои воды в этих местах теплые, но из-за сильного испарения содержат больше соли и имеют большую плотность, чем нижние. Интересно, что плотность и соленость в глубину меняется не постепенно, а ступенями толщиной от 10 до 30 метров - океан в таких местах разделен на достаточно устойчивые слои, площадь которых составляет сотни квадратных километров. Ученые разработали ресурсоемкую гидродинамическую модель (без использования периодических границ) и провели симуляцию поведения воды с разной соленостью и температурой. Оказалось, что из состояния с плавным распределением температуры и солености в слоистое состояние система переходит самопроизвольно, а главную роль в этом играют солевые пальцы. Гипотеза солевых пальцев была предложена еще в 60-е годы прошлого века, однако показать ее справедливость в настолько подробном моделировании до сих пор не удавалось. Солевые пальцы представляют собой выпячивания верхнего слоя жидкости, которые быстро падают вниз. Высокая скорость и устойчивость их движения объясняются тем, что скорость диффузии тепла гораздо выше скорости обмена солью. Падая вниз, солевой палец быстро приобретает температуру окружающего слоя, но не теряет солености. Из-за этого он оказывается тяжелее окружающего слоя и устремляется еще ниже. Проведенное авторами статьи моделирование показало, что образование солевых пальцев самопроизвольно приводит к расслаиванию жидкости в океанах, - там, где скорость испарения оказывается достаточно высокой.
2012	Национальное управление океанических и атмосферных исследований (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA) опубликовало самую подробную на сегодняшний день карту акватории Аляски. Об этом сообщается на сайте агентства. В сообщении говорится, что одна из целей создания карты - защита важных ресурсов Северного Ледовитого океана и обеспечение безопасного судоходства в районах, которые с наступлением лета освободятся ото льдов. По словам создателей, данные были получены во время проходившей в 2011 году экспедиции на судне Fairweather. Карта заменит существующие образцы, которые были составлены по измерениям XIX века. В то время измерения проводились каждые 4-8 километров. Новая карта составлена на основе данных лазерных эхолотов. Масштаб составляет 500 метров на сантиметр. Отдельным врезом в карте идет залив Коцебу, открытый в 1816 году экспедицией под руководством российского мореплавателя Отто Коцебу. Залив располагается у западного берега Аляски и представляет интерес для судоходства. Новая карта стала результатом программы обновления судоходных карт США в Арктике, которая курируется NOAA. Примечательно, что, по самым оптимистичным подсчетам, на создание карт достаточного разрешения уйдет как минимум 25 лет.
2012	Климатологи установили, что Берингов перешеек (также известный как Берингия), когда-то соединявший Сибирь и Северную Америку, оказывал существенное влияние на климат в северном полушарии. В частности, именно наличие этого перешейка вызвало сильные температурные колебания во время последнего ледникового периода. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Известно, что в самый разгар последнего ледникового периода примерно 80 тысяч лет назад, температура на планете сильно колебалась. Амплитуда этих колебаний, например, в северной Атлантике достигала 10 градусов Цельсия. При этом рост и падение температуры происходили практически мгновенно с точки зрения геологии - всего за несколько десятков лет. Одну из основных ролей в долговременном изменении температур играет соленость верхних слоев океана - если они достаточно пресные, то вертикального перемешивания почти не происходит. Как следствие, говорят ученые, нарушается теплообмен в океанических водах и наступает похолодание. В рамках новой работы ученые моделировали климат Земли с Беринговым перешейком и без него. Им удалось установить, что закрытый перешеек способствует нарушению циркуляции и, следовательно, резким климатическим изменениям. При этом в случае наличия Берингова пролива вся система океанических течений оказывается довольно устойчивой. По словам ученых, новые результаты показывают, что существующий ныне климат может быть более устойчивым, чем предполагают многие климатологи, в частности, из-за наличия Берингова пролива. Как следствие, это может сказаться на существующих оценках влияния человеческой деятельности на изменения климата.
2012	Американским ученым удалось свести "энергетический баланс" Земли - в частности, им удалось обнаружить, куда девается так называемая "потерянная" тепловая энергия. Статья ученых появилась в Nature Geoscience. В 2010 году группа ученых, используя данные спутниковых наблюдений, смоделировала теплообмен в атмосфере планеты и выяснила, что Земля излучает заметно меньше энергии, чем получает. Все предложенные исследователями объяснения того, куда девается излишек энергии, не смогли полностью объяснить его существование. В рамках новой работы ученые использовали данные спутниковых наблюдений с 2001 по 2010 годы вместе с результатами непосредственного измерения температуры океанов в рамках трех разных исследовательских программ. В результате геологи обнаружили, что значительная часть энергии оказывается "заперта" в толще океана, например, в результате работы течений. Эта энергия, вообще говоря, напрямую связана с ростом уровня океанов. В апреле 2010 года в журнале Geophysical Research Letters появилась работа, авторы которой рассчитывали, насколько рост океанических температур влияет на уровень воды в мировом океане. Вообще говоря, айсберги вытесняют объем воды, равный их объему после таяния. Так как, однако, плотность соленой воды несколько больше, то объем образовавшейся после таяния пресной воды оказывается немного больше и уровень воды поднимается. Как оказалось таяние льдов ежегодно поднимает уровень океана на 0,3 миллиметра. Примечательно, что тепловое расширение океанской воды вследствие повышения среднегодовой температуры на планете прибавляет 1,8 миллиметра в од, то есть в пять раз больше.
2012	Ученые обнаружили, что трение падающих капель дождя о воздух переводит в тепло столько же атмосферной энергии, сколько турбулентность потоков. Новые результаты, возможно, повлияют на существующие климатические модели. Статья ученых появилась в журнале Science. Атмосфера Земли может с некоторыми допущениями рассматриваться как тепловой двигатель - тепловая энергия Солнца превращается в ней в механическую, например, в кинетическую энергию движения воздушных масс. В рамках новой работы ученых интересовало, какое количество кинетической энергии превращается в тепловую в результате трения падающих капель дождя о воздух. Для того, чтобы ответить на этот вопрос, исследователи сделали математическую модель трения капель о воздух. Используя эту модель и данные спутниковых наблюдений аппаратом TRMM в полосе между 40-мы параллелями, ученые установили, что в среднем во время дождя за одну секунду в столбе воздуха с основанием в один квадратный метр в тепло переходит 1,8 джоуля энергии. Это примерно 0,75 процента от энергии всех процессов, происходящих в таком столбе за секунду. Вместе с тем, сравнимое количество энергии превращается в тепловую в результате трения воздушных масс, вызванных турбулентностью потоков. Исследователи говорят, что их результаты демонстрируют энергетическую взаимосвязь круговорота воды и движения воздушных масс. Специалисты встретили новую работу неоднозначно. Некоторые ученые говорят, что статья написана очень хорошо и впервые позволяет количественно оценить энергию падающих капель. Другие критикуют модель, которая использовалась для расчета энергетических потерь.
2012	Геологи возложили значительную часть вины за смог в Калифорнии на коров. Об этом сообщается в работе, опубликованной в Geophysical Research Letters. В рамках нового исследования ученые оценили количество аммиака, выбрасываемого в атмосферу автомобилями и крупным рогатым скотом в Калифорнии. Значительную часть смога (особенно, если рассматривать только мелкие - меньше 2,5 микрометра - частицы) составляет аммиачная селитра, которая образуется в результате реакции аммиака и оксидами азота в воздухе. Используя специально оборудованный самолет, ученые установили, что все автомобили в Калифорнии выбрасывают в атмосферу примерно 62 тонны (с погрешностью в 24 тонны) аммиака в день. В свою очередь фермы, на которых содержится в общей сложности 298 тысяч голов крупного рогатого скота, выбрасывают в день в атмосферу от 33 до 176 тонн аммиака (разброс обусловлен трудностями в оценке количества аммиака, производимого отдельной коровой). Ученые подчеркивают, что с термодинамической точки зрения аммиачная селитра лучше получается из автомобильных выбросов, чем из коровьих, поэтому оценить вклад каждого из источников в процентах не представляется возможным. Вместе с тем, исследователи подчеркивают, что, например, прогнозирование смога должно учитывать эффект от крупного рогатого скота. В июне 2009 года в Science была опубликована работа, в которой статистически было продемонстрировано, что в атмосфере протекают процессы, которые современные модели практически не учитывают. Например, ученые обнаружили, что в воздухе над Жемчужной рекой провинции Гуандун в Китае по неизвестной схеме формируются гидроксильные радикалы, которые очищают воздух от загрязнений.
2012	Геологи из Университета Ньюкастла установили, что атмосфера Земли до насыщения кислородом колебалась между состояниями с низким и высоким содержанием углеводородов. В насыщенной фазе она напоминала современную атмосферу Титана, спутника Сатурна. Результаты их исследований опубликованы в журнале Nature Geoscience. Геологи исследовали обнаруженные в Южной Африке органические отложения, сформированные 2.65 - 2.5 миллионов лет назад, когда Земля была населена первыми бактериями. Исследование элементарного состава пород и соотношения в них органического и неорганического углерода позволило геологам сделать вывод о том, что, хотя в целом кислорода в атмосфере было мало, в зонах мелководья его концентрация могла локально повышаться. Чтобы получить информацию об атмосфере на основании геологических данных, авторы составили компьютерную модель влияния состава атмосферы на соотношение изотопов серы в отложениях. Накопление в атмосфере углеводородов приводило к снижению количества пропускаемого ультрафиолета, что влияло на химические процессы на древней Земле. В конечном итоге это приводило к изменению соотношения изотопов серы. Исследователи обнаружили в отложениях периодичность, что по их мнению, отражает нестабильность древней атмосферы. По их словам, её состав колебался между двумя относительно устойчивыми состояниями - с низкой и высокой насыщенностью углеводородами, и основное влияние на эти колебания оказывали производящие метан бактерии (метаногены). В своей насыщенной органикой фазе атмосфера древней Земли становилась "дымчатой" и напоминала теперешнюю атмосферу крупнейшего спутника Сатурна - Титана. Это единственный спутник в солнечной системе, имеющий плотную атмосферу. Из-за большого количества метана Титан окружен настолько плотной дымкой, что она не позволяет увидеть его поверхность.
2012	Геологи предложили пересмотреть метод датировки на основе урана. Статья ученых появилась в журнале Science. Датировка на основе изотопов урана и свинца используется для определения возраста геологических образцов. После формирования породы (например, цирконов), попавшие внутрь изотопы урана-238 и урана-235 начинают распадаться. После целой серии преобразований, уран превращается в свинец (207 и 206, соответственно). Измеряя соотношение изотопов свинца и урана, геологи определяют возраст образца. Например, в ноябре 2011 года в Science появилась статья, авторы которой использовали датировку на основе урана для уточнение деталей Пермского вымирания. Считается, что в это время исчезло примерно 90 процентов живых существ на планете. При датировке используется соотношение между изотопами урана 238U и 235U. Считается, что оно равно 137,88. В рамках новой работы ученые пересмотрели это соотношение. Они проанализировали 58 образцов различных минералов из разных регионов планеты и пришли к выводу, что это соотношение лежит в пределах от 137,743 до 138,490. Исходя из этого, исследователи предлагают принять новое значение соотношения равным 137,818 с погрешностью 0,045. Если это предложение будет принято, то возраст многих геологических образцов необходимо будет переоценить. При этом, правда, ученые говорят, что переоценка приведет к изменениям порядка нескольких сотен тысяч лет. Ученые подчеркивают, что представления о возрасте Земли, однако, не изменятся.
2012	Физики обнаружили, что оксид железа FeO при высоких давлении и температуре проводит электрический ток - результат, крайне важный для геологов. Новые данные помогут объяснить неравномерное вращение нашей планеты. Статья исследователей появилась в журнале Physical Review Letters. В рамках работы ученые поместили образец в камеру высокого давления с алмазными наковальнями (такие приборы используются для получения колоссального давления на микроскопических площадях). Параллельно образец разогревался лазерным лучом для достижения необходимой температуры. При этом исследователи замеряли проводимость образца, а также его структуру с использованием рентгеновской спектроскопии. В результате им удалось определить, что при давлении в 700 тысяч атмосфер и температуре в 1600 градусов Цельсия оксид железа переходит в проводящее состояние. При этом, как показали данные спектроскопии, строение самого материала остается примерно тем же, то есть не претерпевает резких изменений. По словам исследователей, изменение свойств оксида связано с реорганизацией спинов внутри материала - на это указало компьютерное моделирование процесса, которое ученые провели после эксперимента. В работе установлено, что при увеличении давления до 1,4 миллиона атмосфер и температуры до 2200 градусов Цельсия проводимость сохраняется. По словам ученых, именно такие условия существуют в верхних слоях мантии Земли. При этом, согласно современным представлениям, мантия содержит до 9 процентов оксида железа. Издание ScienceNOW сообщает, что новые результаты позволяют объяснить многие особенности вращения Земли. Согласно современным представлениям, ядро планеты и мантия вращаются, вообще говоря, с разными скоростями. Как следствие, ключевыми становятся трение и электромагнитное взаимодействие, поскольку создаваемое ядром поле действует на мантию.
2012	Группа итальянских ученых впервые составила глобальную карту в высоком разрешении границы между земной корой и мантией, известной как поверхность Мохоровичича. Карту можно посмотреть на сайте Европейского Космического Агентства. Для составления карты поверхности исследователи использовали данные европейского спутника GOCE, оборудованного электростатическими гравиметрами высокой точности. Находясь на орбите, спутник собирал данные о силе притяжения Земли в разных точках своего местоположения. Поскольку притяжение зависит от формы и плотности вещества планеты, то зная соотношение плотности земной коры и плотности мантии, исследователи смогли составить карту границы между ними. Граница Мохоровичича находится, в зависимости от места, на глубине от 10 до 70 километров от поверхности. Наибольшую толщину земная кора имеет в горах, а наименьшую - на дне океанов, поэтому карта поверхности во многом похожа на физическую карту Земли. Поверхность была определена хорватским сейсмологом Андреем Мохоровичичем как граница между средами с резко различающейся скоростью распространения волн. На основе наблюдений отражения сейсмических волн в ходе землетрясений им была сделана работа, легшая в основу современного представления о слоистом строении Земли. Спутник GOCE, запущенный на орбиту в 2009 году предназначен для наблюдения за гравитационным полем Земли и изучения океанских течений. Данные, полученные европейским спутником, уже позволили в марте 2011 года создать детальную модель геоида (поверхности с постоянным тяготением) Земли. Геологи неоднократно предпринимали попытки пробурить скважину до поверхности Мохоровичича, однако до настоящего времени им это не удалось. В рамках проекта "Мохоле" США в 60-х годах прошлого века была предпринята попытка глубоководного бурения дна океана, достигшая глубины в 180 метров. Одной из самых амбициозных попыток было бурение Кольской сверхглубокой скважины, начавшееся в 1970 году, в ходе которого была достигнута глубина в 12262 метра. В связи с многочисленными техническими сложностями бурение было остановлено в 1990 году.
2012	Геологи из Массачусетского технологического института с коллегами из Кардиффского университета и Университета Гавайев обнаружили, что формирование тектонических плит требует гораздо больше времени, чем казалось ранее. Работа опубликована в журнале NatureGeoscience. Ученые изучали Восточно-Тихоокеанское поднятие (срединно-океанический хребет, называемый так из-за своей протяженности), известное очень высокой скоростью проходящих там процессов образования земной коры. Исследователи определяли возраст образцов, поднятых со дна океана с помощью изотопного анализа кристаллов циркона. Циркон (силикат циркония) часто встречается в магматических горных породах и очень устойчив к геологическим процессам, поэтому часто используется для датировки. Во время образования циркона в его кристаллы могут попадать примеси урана, который постепенно распадается и превращается в свинец. По соотношению урана и свинца можно судить о возрасте образования минерала. Исследователи перемололи добытые со дна Восточно-Тихоокеанского поднятия образцы пород, выделили из них отдельные микрокристаллы циркона и определили их возраст. Если современные представления о работе рифов верны, и магма при выходе быстро формирует земную кору, то можно ожидать, что возраст микрокристаллов циркона, найденных в одном образце коры и в одном месте будет приблизительно одинаков. Однако, оказалось, что возраст микрокристаллов из одного образца варьировал в очень широком диапазоне. Авторы предложили два объяснения наблюдаемому. Либо уже сформировавшиеся кристаллы заново переплавлялись в новых магматических расплавах, либо магма просачивалась в горные породы и формировала новые кристаллы, не расплавляя старые. Оба предложенных сценария говорят о том, что скорее всего, формирование земной коры дело не такое быстрое, как казалось раньше. Ведь если бы магма застывала быстро, у нее не хватило времени расплавить существующие породы, - считают авторы. Срединно-океанические хребты находятся на границе тектонических плит и являются местом их формирования. Скорость образования варьирует у разных хребтов от 5 до 15 сантиметров в год. Всего в год на планете образуется около 16 кубических километров новой земной коры.
2012	Геологи из Йельского университета рассчитали примерное местоположение следующего суперконтинента. Статья ученых появилась в журнале Nature. Согласно современным представлениям, суперконтиненты на Земле формируются каждые несколько сотен миллионов лет. Последним была Пангея, которая 150-220 миллионов лет назад раскололась на Лавразию и Гондвану. Геологи полагают, что следующий суперконтинент сформируется в ближайшие 200-300 миллионов лет, однако, где конкретно неизвестно. На этот счет существует несколько теорий (во всех местоположение нового суперконтинента рассматривается относительно местоположения предыдущего, то есть Пангеи). Одни геологи считают, что новый суперконтинент сформируется на том же месте, что и старый. Другие - что он появится с противоположной от местоположения Пангеи стороны планеты. В рамках новой работы ученые предложили свой, отличный от данных двух вариант. Они построили математическую модель мантии с учетом неправильной формы Земли. На основе этой модели они рассчитали движение континентов за последние два миллиарда лет. Всего за это время образовывалось три суперконтинента - Нуна (1,8 - 1,5 миллиарда лет назад), Родиния (1,1 - 0,75 миллиарда лет назад) и уже упоминавшаяся Пангея. Ученые установили, что углы между центральными осями континентов (под осями ученые понимали прямую, соединяющую центр Земли и точку минимума момента инерции континента) Нуна и Родиния, а также Родинии и Пангеи составляли 88 и 87 градусов соответственно. На основе собственной модели они также заключили, что следующий суперконтинент, скорее всего, сформируется "перпендикулярно" Пангее. Новая работа вызвала неоднозначную реакцию среди специалистов. Так, некоторые ученые назвали работу ученых из Йеля "прекрасной" и "очень впечатляющей", в то время как другие заявили, что результаты работы не более чем гипотеза, а вовсе не доказанный факт. Кроме этого критики отметили недостатки проведенного исследователями статистического анализа. В сентябре 2011 года в журнале Terra Nova была опубликована работа, в рамках которой геологи показали, что к новому суперконтиненту, скорее всего, не смогут присоединиться Антарктида и Южная Америка. Исследователи связали это с наличием в мантии "горячих" зон - регионов с повышенной температурой на глубине около 2800 километров.
2012	Геологи провели изотопный анализ старейших кристаллов циркона из Гренландии и установили предполагаемое время начала тектонической активности литосферных плит. По словам ученых, движение земной коры стартовало 3,2 миллиарда лет назад. Работа опубликована в журнале Nature. Ученые анализировали кристаллы циркона (силиката циркония ZrSiO4), отобранные в нескольких точках западной Гренландии. Возраст кристаллов составлял от 2,85 до 3,9 миллиардов лет. Анализ содержания в них изотопов кислорода и гафния показал, что гренландская тектоническая плита проходила в своей эволюции две крупные стадии - 3,9 и 3,2 миллиардов лет назад. Между двумя этими периодами в геологической истории Земли произошло переключение из древнего типа эволюции к такому, который мы наблюдаем сейчас. Именно тогда, по словам ученых, возник современный тектонический режим с образованием молодой коры в срединно-океанических хребтах, зонами "подныривания" (субдукции) под континентальные плиты и другими широко известными явлениями. Кристаллы циркона - одни из самых древних минералов на Земле. Они образуются при остывании магмы, а анализ их изотопного состава является важным инструментом при изучении истории планеты. Недавно благодаря анализу кристаллов циркона, собранных в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия, ученые понизили оценку скорости образования тектонических плит.
2012	Сейсмологи из Массачусетского технологического института совместно со своими азербайджанскими коллегами изучили динамику земной коры восточного Кавказа. По словам ученых, в районе Баку за последнее время накопилось значительное сейсмическое напряжение. Исследование сейсмологов опубликовано в журнале Journal of Natural Hazards. Исследование проводилось с помощью специальных сейсмических станций, распределенных на платформе Куры на территории Азербайджана. Станции были снабжены приемниками GPS, которые определяли свое положение каждые 30 секунд. Усредненные за день значения использовались для определения скорости смещения литосферных плит. Исследование проводилось на протяжении последних десяти лет. Средняя скорость смещения аравийской плиты в районе Баку составила около 12 миллиметров в год. По словам ученых, это в два раза выше, чем в западной части Кавказа. Сейсмологи пока не знают, какие тектонические разломы в исследованном районе наиболее активны в процессе накопления напряжения. Для этого недостаточно сейсмических станций в других районах Кавказа. В дальней перспективе накопленное напряжение может разряжаться в форме значительных землетрясений. В опубликованной статье ученые отказываются строить прогнозы о том, как и где это может произойти. За последние столетия в районе Баку было зафиксировано множество мощных землетрясений. Одно из самых значительных произошло в 1859 году и практически полностью уничтожило столичный город Шемаха.
2012	Геологи установили, что обезвоживание Мертвого моря вызывает подъем земной коры в регионе и смогли подсчитать скорость этого поднятия. Статья ученых появилась в журнале Journal of Geophysical Research. Оказалось, что земля поднимается со скоростью в среднем 4,3 миллиметра в год. Известно, что, начиная с 60-х годов прошлого века, уровень воды в Мертвом море постепенно снижается - это связано с растущем забором воды из питающих море рек. Используя данные, собранные в период с 1993 по 2003 годы, ученые определили, что средняя скорость обмеления составляла примерно 0,88 метра в год. Затем ученые обратили к данным ERS-1 (это европейская система спутникового зондирования земной поверхности). Чтобы оценить скорость поднятия земной коры, они использовали собственный алгоритм анализа, который позволил снизить погрешности в вычислениях. В частности, им удалось снизить искажения, вносимые в измерения атмосферой Земли. После полученные данные сравнили с результатами компьютерного моделирования. В работе использовались довольно простые модели - в частности, ученые полагались на данные сейсмических и гравиметрических наблюдений, согласно которым, в окрестности Черного моря поведение коры контролируется преимущественно эластичными свойствами составляющих ее слоев. В результате ученым удалось получить хорошее согласование теоретических предсказаний и данных практических наблюдений. При этом этом распределение скоростей по точкам поверхности хорошо согласуется с картой обмеления Мертвого моря. Мертвое море, вопреки названию, представляет собой бессточное озеро между Палестиной, Израилем и Иорданией. По данным на 2010 год, уровень воды в Мертвом море на 423 метра ниже уровня мирового океана. Максимальная глубина моря примерно 378 метров. Мертвое море является одним из самых соленых в мире.
2012	Естественное месторождение квазикристаллов на Чукотке, найденное в 2009 году, оказалось следствием космической бомбардировки. К такому выводу пришли геологи в новой работе, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. В 2009 году группа исследователей из Италии и США обнаружила, что образцы минерала хатыркита, найденного на Корякском нагорье, содержат естественные квазикристаллы из атомов железа, меди и алюминия диаметром около 100 микрометров. Это стало первым случаем обнаружения такого типа решеток в природе. В рамках новой работы ученые продолжили изучать найденные образцы хатыркита. В частности, в нем были обнаружены 50-нанометровые вкрапления стишовита - особой формы оксида кремния, которая образуется при крайне высоких давлениях и температуре. Подходящие условия возникают либо в глубинных слоях мантии, либо при падении метеоритов. Проанализировав соотношение изотопов кислорода 16O, 17O и 18O в образце, ученые пришли к выводу, что большинство составляющих его минералов имеет космическое происхождение. Также ученые определили, что образец сформировался примерно 4,5 миллиарда лет назад. Примечательно, что ученым удалось установить, где именно был обнаружен образец хатыркита. Они рассказали Nature, что им пришлось провести настоящее детективное расследование (образец минерала попал на Запад нелегальным путем). Исследователи уже съездили на место, однако результаты экспедиции в новую работу пока не попали. Квазикристаллы - твердые тела с кристаллической решеткой, лишенной глобальной симметрии - были открыты израильским ученым Даном Шехтманом в начале 80-х годов. За это открытие он удостоился в 2011 году Нобелевской премии по химии.
2012	Ученые прояснили детали кимберлитовых извержений, которые приводят к образованию соответствующих трубок, где добывают алмазы. Статья исследователей появилась в журнале Nature. Кимберлитовая магма формируются довольно глубоко в мантии. По пути наверх она проходит слой мантии толщиной свыше 150 километров. Чтобы при этом сохранилось внутреннее содержание кимберлита (в частности, алмазы), необходимо, чтобы процесс шел достаточно быстро. В рамках новой работы ученым удалось предложить объяснение всплытию магмы, а также оценить скорость этого процесса. В рамках работы ученые проводили высокотемпературный тест - в специальной плавильне они воссоздавали магму с высоким содержанием карбонатов (солей угольной кислоты), которая отличается тем, что хорошо растворяет в частности углекислый газ. После этого они добавили в свою "магму" пироксены (группа минералов, часто породообразующих, содержащих кремний). В результате способность растворять газ у магмы снижалась в несколько раз и, по словам ученых, буквально за 20 минут она превратилась в пену из-за углекислого газа. По словам ученых, обнаруженный эффект вступает в действие, когда в мантии встречаются два вида магм. В результате выделения углекислого газа образуются пористые карманы, которые, благодаря своей относительно низкой плотности, начинают резко всплывать. По словам ученых, которые приводит ScienceNOW, такие карманы способны разгонятся до скорости в 15-40 километров в час. Специалисты уже положительно отозвались о новой работе. Отдельно они отмечают, что, согласно новым результатам, процесс всплытия постоянно ускоряется - это связано с тем, что реакции в кармане во время всплытия не приостанавливаются. Это позволяет более точно описать динамику кимберлитовых извержений.
2012	Ученым удалось зафиксировать с беспрецедентным разрешением электрическую активность в облаке вулканического пепла и обнаружить два типа молний, возникающих в ходе извержения. Работа опубликована в журнале EOS. Извержению расположенного на Аляске вулкана Редаут предшествовала характерная сейсмическая активность, что позволило группе ученых из Института горного дела Нью-Мехико успеть заранее установить поблизости от кратера сеть миниатюрных наблюдательных станций. Они были снабжены детекторами ультракоротковолнового радиоизлучения, которые фиксировали разряды молний в облаке выбрасываемого пепла. На протяжении извержения вулканологи наблюдали 16 мощных штормов, что обеспечило их большим количеством данных для последующего анализа. В результате ученым удалось обнаружить, что вулканические молнии делятся на два типа: сравнительно небольшие, возникающие непосредственно у кратера, и мощные, наблюдающиеся высоко в облаке пепла. По мнению ученых, те и другие имеют разную природу. Небольшие низкие молнии являются результатом электрических процессов в магме при ее раздроблении на множество мелких частиц. Крупные молнии в облаке пепла возникают при падении температуры ниже –20 градусов Цельсия, когда замерзают переохлажденные капли воды. Аналогичные процессы приводят разрядам в облаках во время гроз. Ученые обнаружили корреляцию между высотой облака пепла и мощностью и частотой возникающих молний. При извержении в 2010 году вулкана Эйяфьятлайокудль другая группа вулканологов также проводила наблюдения электрической активности, которые в целом подтверждали сходство электрических процессов в облаке вулканического пепла и в грозовых тучах. Тогда наблюдения исландского извержения проводились из центральной Европы с использованием длинноволновых радиодатчиков, что не позволяло ученым получить картину процесса в высоком разрешении и обнаружить разницу в природе электрической активности.
2012	Геологи из Стэнфорда установили, что закачка больших масс углекислого газа в подземные хранилища - один из методов борьбы с выбросами - может приводить к землетрясениям. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Несмотря на высокую стоимость, технология хранения углекислого газа под землей CCS (Carbon Capture and Storage) всерьез рассматривается как один из методов борьбы с выбросами в атмосферу. Так, в докладе 2005 года Межправительственной группы экспертов по изменению климата при ООН этот метод был назван довольно перспективным. В рамках новой работы, ученые проанализировали последствия закачки большого количества углекислого газа под землю. В результате они установили, что наличие газа способствует накоплению напряжения в породе. Как следствие, могут возникать землетрясения. Несмотря на небольшую мощность таких катаклизмов, их возникновение спровоцирует разрушение хранилища и выброс газа обратно в атмосферу. По словам ученых, для закачки могут быть пригодны только пористые грунты, насыщение которых углекислым газом не ведет к росту сейсмического напряжения. С учетом карты сейсмической активности, ученые говорят, что относительно спокойных мест с пористым грунтом на планете заведомо недостаточно для того, чтобы оперативно захоранивать достаточное количество газа. Например, для закачки миллиарда тонн CO2 потребуется 3,5 тысячи хранилищ, в то время как годовые выбросы составляют около 8 миллиардов тонн. В сентябре 2011 года верхняя палата парламента ФРГ (бундесрат) выступила против законопроекта о хранении углекислого газа, выделяемого угольными электростанциями, под землей. Примечательно, что поводом для отказа послужило то, что в законопроекте за федеральными землями закреплялась возможность отказаться от складирования углекислого газа, а вовсе не соображения безопасности.
2012	Ученые построили математическую модель образования на сталактитах периодических утолщений - кренуляций. Их анализ позволит оценить динамику объема древних осадков. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters. Поверхность сталактитов редко бывает гладкой - обычно на ней присутствуют разнообразные узоры. Они часто представляют собой периодические утолщения шириной 5-10 миллиметров - кренуляции. Утолщения образуются из-за неравномерного выпадения в осадок карбоната кальция по мере движения воды по сталактиту. Почему возникающие неравномерности носят периодических характер, было не вполне понятно. Ранее ученые уже предлагали объяснения периодических узоров на сталактитах, однако в их моделях периодичность утолщений была неустойчивым событием. Модели предсказывали возможность их спонтанного исчезновения, чего не наблюдается в реальности. Авторы настоящей статьи предложили более подробную модель, учитывающую не только проходящие в воде химические процессы, но и динамику потоков жидкости на поверхности сталактитов. Было показано, что большая часть карбоната выпадает на верхней стороне кренуляции и вымывается с нижней, поэтому со временем кренуляции "движутся" вверх - в сторону, противоположную потоку воды. Скорость движения утолщений не зависит ни от температуры в пещере, ни от концентрации в ней углекислого газа. Единственное, что влияет на эту скорость - объем воды, проходящий по сталактиту. Он, в свою очередь, зависит от уровня осадков на данной территории. Ученые считают, что проанализировав распилы сталактитов, можно будет узнать скорость движения кренуляций, и, соответственно, объем выпавших осадков. Эта информация будет очень полезна для палеоклиматологов. Авторы подчеркивают, что для оценки применимости предложенного метода сначала потребуются обширные независимые данные, которые позволят провести его необходимую калибровку. Ранее другая группа ученых построила модель образования кренуляций на сосульках. Их смещение со временем также зависело от потока жидкости на поверхности льда.
2012	Новые раскопки в районе Шпрендлингена и Эппельсхайма в Германии позволили палеопатологам изменить общепринятую датировку возникновения Рейна с 10 до 15 миллионов лет назад. Работа опубликована в журнале PLoS ONE, ее краткое описание можно прочитать на сайте Зенкенбергского музея. В ходе раскопок ученые обнаружили более 300 образцов костей млекопитающих, листьев растений и древесины, принадлежащих обитателям среднего миоцена. Палеонтологам удалось обнаружить зубы, кости и рога нескольких видов оленей, обитавших на территории Европы между 14 и 16 миллионами лет назад: Dicrocerus elegans, Paradicrocerus elegantulus и других. Остатки растений имели приблизительно такой же возраст. Исходя из набора обнаруженных в ходе раскопок видов, время жизни и вымирания которых известно, авторы сделали вывод о необходимости изменения датировки отложений. А поскольку сами отложения принадлежат определенным геологическим формированиям, это повлекло и изменение датировки образования Рейна. Места, в которых проводились раскопки, - одни из самых известных в палеонтологии. В 1822 году здесь были впервые найдены кости вымершего вида человекообразной обезьяны, а дальнейшие раскопки в XIX веке привели к открытию многих видов крупных вымерших млекопитающих. По названию одного из них - гигантского дейнотерия - были названы отложения, дейнотериевые пески. Однако, несмотря на известность, датировка местных отложений часто оспаривалась. Результаты новой работы могут повлиять на датировку близлежащих геологических образований и представления о развитии местных экосистем.
2012	Палеоклиматологи установили, что 16 миллионов лет назад климат в Антарктике был много мягче, чем считалось до сих пор. Как следствие, на побережье южного континента существовала довольно разнообразная растительность. Статья ученых появилась в журнале Nature Geoscience. Ученым давно было известно, что во время миоцена (23,03 - 5,33 миллиона лет назад) климат в Антарктиде был гораздо мягче сегодняшнего, однако, насколько именно он был мягче, известно не было. В частности, оставался неясным вопрос с осадками на южном континенте в то время - сейчас, например, Сухие Долины в Антарктике считаются самым сухим местом на Земле. В 2009 году исследователи обнаружили в образцах, соответствующих миоцену, пыльцу. Это, в частности, указывало на то, что часть Антарктиды была пригодна для существования растений. Теперь ученым удалось доказать это. Сначала исследователи провели радиоизотопный анализ уже упомянутой пыльцы, а также останки растительного воска, покрывавшего листья древних растений. Например, соотношение стабильных изотопов водорода (протия и дейтерия) позволило ученым определить режим осадков в тот период. Используя компьютерное моделирование, исследователи получили практически полное представление о климате на побережье Антарктиды 15,7 миллиона лет назад (это был самый жаркий период миоцена). Оказалось, что температура в регионе была на 11 градусов Цельсия выше, чем сейчас, и достигала в летние периоды плюс 4 градусов Цельсия. Также, на побережье довольно часто шли дожди. Все это означает, что климат в то время мог поддерживать существование растительности на антарктическом побережье. По словам ученых, новые результаты позволяют не только узнать, что происходило на планете в прошлом, но и предсказать климатическое будущее. По некоторым прогнозам климатологов, если рост уровня углекислого газа продолжится теми же темпами, что и сейчас, к концу XXI века содержание CO2 в атмосфере достигнет уровня миоцена. Как следствие, на планете установится климат, аналогичный климату того времени.
2012	Палеоклиматологи определили причины так называемого позднепалеоценового термального максимума. Статья ученых появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводится на сайте ScienceNOW. Известно, что примерно 55 миллионов лет назад на планете произошло резкое потепление климата - температура выросла на 5-8 градусов Цельсия. Считается, что причиной этого был резкий рост содержания парниковых газов в атмосфере. Вместе с тем объяснить этот рост существующие климатические модели не могли. В рамках новой работы ученые построили модель, которая учитывала газ, выделяющийся при таянии вечной мерзлоты. По их оценкам, на момент начала потепления в мерзлоте (преимущественно в антарктическом регионе) содержалось 3,7 триллиона тонн углекислого газа и метана. Модель показала, что в течение 10 тысяч лет, которые продолжалась эта фаза потепления, все запасы оказались в атмосфере. Эти результаты, по утверждению ученых, хорошо согласуются с данными палеоклиматологических реконструкций. Вместе с тем новая модель содержит множество параметров (например, зависимость скорости таяния мерзлоты от широты), практическое определение которых достаточно проблематично. Новая работа была встречена специалистами в этой области довольно прохладно - ученые говорят, что новое объяснение лишь одно из многих возможных. Одной из альтернативных гипотез, например, является теория о таянии гидратов - соединения метана и воды, образующихся при низкой температуре и высоком давлении. Отложения гидратов в большом количестве встречаются, например, на океаническом дне.
2012	Ученые из Великобритании установили, что появление первых растений спровоцировало серию ледниковых периодов в ордовикском периоде (488 - 444 миллиона лет назад) и гибель многих морских видов. Статья ученых появилась в журнале Nature eoscience. Согласно современным представлениям, первые растения, появившиеся 470 миллионов лет назад напоминали мхи и лишайники нашего времени. В рамках новой работы ученые использовали мох Physcomitrella patens для того, чтобы на практике определить уровень эрозии силикатов, вызванной первыми растениями. В результате они пришли к выводу, что первые растения изымали из почвы большое количество кальция, магния, фосфора и железа. В результате удаления ионов кальция и магния образовывались новые минералы, в частности, карбонаты, которые связывали атмосферный углекислый газ. В свою очередь, попадание в моря фосфора и железа спровоцировало бурное развитие живых организмов, которые также стали забирать углекислый газ из атмосферы. В результате в углеродном цикле планеты произошли значительные изменения, что привело, в конце концов, к снижению содержания углекислого газа в атмосфере. Как следствие, снизилась температура и последовательно наступили несколько ледниковых периодов. По словам специалистов, которые не принимали участие в работе, статья наглядно демонстрирует ключевую роль растений в регулировании климата на планете.
2012	Ученые предложили новое объяснение Кембрийскому взрыву - резкого (по геологическим меркам) увеличения количества многоклеточных, обитавших на Земле, 540 миллионов лет назад. Статья ученых появилась в журнале Nature. Объектом исследования ученых была аномалия, известная как Великое несогласие (это неформальный термин, на звание "великое" претендует сразу несколько несогласий). Это пробел в геологических отложениях, обнаруженный в Большом каньоне Колорадо в XIX веке Джоном Поуэллом. Поуэлл заметил, что сразу за древними метаморфическими породами возрастом примерно 1,7 миллиарда лет идут морские отложения примерно на миллиард лет младше. Отсутствие пород между этими двумя слоями является одним из важных вопросов, связанных с геологической историей Земли. В рамках новой работы исследователи проанализировали более 20 тысяч образцов, собранных по всей территории Северной Америки. На первом этапе работы геологи определили, что причиной несогласия были, скорее всего, древние моря на территории современной Америки. Они постоянно меняли конфигурацию, смывая верхние и обнажая более глубокие и, следовательно древние геологические слои. Позже, донные отложения покрыли эти слои, сформировав то самое Великое несогласие, о котором шла речь выше. Затем ученые обратились к вопросу о том, как подобные процессы - обнажение древних слоев и их реакция с водой и кислородом, в частности, - влияли на химический состав морской воды. Оказалось, что к концу формирования Великого несогласия (540 - 480 миллионов лет назад) в воду попало много кальция, железа, кремния и калия. На это, в частности, указывает большое количество карбонатов, формировавшихся в то время, а также отложения минерала глауконита, которые сейчас гораздо более редки, чем в то время. По словам исследователей, изменение ионного состава морской воды (большинство перечисленных минералов присутствуют в воде в виде ионов) должно было сказаться на строении жизни. В частности, организмы приспособились использовать новые материалы для собственных нужд - возникло такое явление, как биоминерализация. Точное время появления и динамика развития многоклеточной жизни является предметом активных споров. В 2009 году в Nature вышла статья, авторы которой проанализировали образцы грунта, добытые на Аравийском полуострове Petroleum Development Oman. Они определили, что в составе пород присутствует аномально много 24-изопропилхолестанов, которые производят некоторые современные губки. Учитывая, что возраст пород составлял 635 миллионов лет, ученые заключили, что многоклеточная жизнь была распространена как минимум за 100 миллионов лет до Кембрийского взрыва.
2012	Палеонтологи установили, что древнейшим скелетом обладала губкоподобная Coronacollina acula, жившая 550-560 миллионов лет назад на дне мирового океана. С находкой исследователей можно ознакомиться на сайте Калифорнийского Университета или в статье журнала Geology. Отпечатки организма, обнаруженные в окаменелостях эдиакарийского периода, представляют собой углубления, от которых расходятся прямые радиальные лучи-бороздки. Проанализировав множество окаменелостей, палеонтологи обнаружили, что отпечатки лучей всегда оказываются строго прямыми. Это позволило ученым прийти к выводу, что радиальные лучи имели опорный минерализованный (имеющий отложения солей, обычно карбоната кальция) скелет, подобный тому, что имеют современные губки. Благодаря этим лучам Coronacollina закреплялась за поверхность субстрата. Палеонтологи попытались реконструировать внешний вид древнего животного. Размер его мягкого конусообразного тела достигал пяти сантиметров, а лучей - от 20 до 40 сантиметров. Передвигаться оно не могло, а пищу получало фильтрованием, как современные губки. У погибших Coronacollina тела теряли минерализованные лучи, которые создавали на окаменелостях множество беспорядочно расположенных прямых отпечатков. В своей работе исследователи отмечают, что первые скелеты не несли защитной функции, а только помогали прикрепляться к поверхности. Эдиакарийский период непосредственно предваряет период кембрийский, известный большим разнообразием жизни. Наблюдаемый палеонтологами расцвет жизни в кембрийский период, который еще называют "кембрийским взрывом", частично объясняется тем, что мягкотелые организмы эдиакарийского периода сменились организмами с минерализованным скелетом, способным сохраняться в отложениях в течение миллионов лет. Таким образом, Coronacollina acula представляет собой связующее звено между организмами эдиакарийского и кембрийского периодов.
2012	Ученые установили, что многие древние аммониты населяли подводные оазисы, образованные у метановых источников. Работа опубликована в журнале Geology. Ученые проанализировали изотопный состав окаменелых раковин древних моллюсков, найденных в Южной Дакоте в отложениях известняка возрастом 75 миллионов лет. Исследователи установили, что в раковинах повышено содержание изотопа углерода 13C. Такую особенность химического состава ученые объясняют тем, что обладатели раковин жили в местах выхода метана. Характерный изотопный состав сходен у разных видов аммонитов, найденных в отложениях. Одинаковый состав имели также раковины молодых и взрослых животных. Кроме того, когда ученые проанализировали изотопный состав в разных точках раковины одной из особей Baculites corrugatus, оказалось, что данный моллюск вообще не покидал пределов подводного метанового оазиса. По мнению ученых, все полученные сведения говорят о том, что найденные аммониты были стабильной частью экосистемы метановых источников, их оседлыми обитателями, а не покорителями океанических просторов, как считалось раньше. В местах выхода метана образуются особые экосистемы, основу пищевой цепочки которых создают окисляющие метан бактерии. В таких экосистемах обитали губки, кораллы, двустворчатые моллюски и, как выясняется, аммониты. Аммониты - одна из самых долгоживущих групп животных. Они появились около 400 миллионов лет назад и просуществовали, почти не изменившись, до вымирания динозавров около 65 миллионов лет назад. Родственники древних головоногих моллюсков существуют до сих пор, но все они - каракатицы, кальмары и осьминоги - потеряли свою раковину. Единственный головоногий моллюск, сохранивший ее, - наутилус. Он очень похож на древних аммонитов и считается живым ископаемым.
2012	Палеонтологи Кембриджского Университета обнаружили достоверные признаки принадлежности древнего животного Pikaia gracilens к хордовым, проанализировав более сотни образцов окаменелостей. Работа опубликована в журнале Biological Reviews. Группа ученых под руководством Симона Морриса впервые использовала электронный микроскоп и съемку в поляризованном свете для изучения окаменелостей древнего животного из кембрийской эпохи, что позволило установить мельчайшие детали его анатомии. Исследователям пришлось прибегнуть к съемках в условиях различной влажности и покрывать окаменелости парами солей. Таким образом у пикайи удалось обнаружить хорду (хрящеподобный предок позвоночника), нервную трубку, миомеры (регулярные мышечные сегменты, характерные для всех хордовых и хорошо заметные, например, у рыб) и даже остатки кровеносной системы. Исследователи уверены, что обнаруженные признаки делают пикайю древнейшим достоверно известным хордовым на планете и, таким образом, предком всех позвоночных - рыб, птиц, рептилий и амфибий, млекопитающих, и, в конечном счете, человека. Впервые окаменелости небольшого, напоминающего червя животного были обнаружены еще в 1911 году американским палеонтологом Чарлзом Уолкоттом в сланцевой формации Бёрджес-Шейл (Британская Колумбия, Канада). Первоначально пикайю относили к многощетинковым червям из-за сильно выраженного сегментированного строения. Гипотеза о принадлежности пикайи к хордовым была выдвинута Моррисом в семидесятые годы, однако не была принята всеми палеонтологами из-за противоречивых анатомических данных. В статье исследователи приводят приблизительную реконструкцию пикайи, на которой она напоминает современное "живое ископаемое" - ланцетника. Отличается пикайя, прежде всего, наличием щупалец и сильно выраженным спинным плавником.
2012	Палеонтологи обнаружили примитивных амфибий, которые обитали примерно 360-345 миллионов лет назад. Статья исследователей появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Находки (в общей сложности несколько сотен костей, принадлежавших разным видам и особям) была сделана на территории Шотландии. По словам ученых, внешне останки не представляют собой ничего особенного. Вместе с тем, среди них есть прекрасно сохранившиеся экземпляры, которые позволили восстановить внешний вид некоторых примитивных амфибий. В частности, один из экземпляров даже получил собственное имя - Риббо. По словам исследователей, находки являются "поистине революционными". Дело в том, что они относятся к так называемому провалу Ромера - временному промежутку в 30 миллионов лет между появлениями первых преимущественно обитавших в воде амфибий и их сухопутных собратьев. Ранее ученые пытались объяснить задержку с выходом на сушу внешними причинами, например, низким содержанием кислорода в атмосфере. Теперь, однако, стало понятно, что провал Ромера - это артефакт наблюдений, вызванный неудачным стечением обстоятельств: ученым не удавалось обнаружить останки амфибий того периода. Среди прочего палеонтологам также удалось определить, что древние организмы обзавелись большим пальцем на 20 миллионов лет раньше, чем считалось до сих пор. Они говорят, что новые результаты наглядно демонстрируют, "как быстро эволюционировали виды после выхода на сушу".
2012	Первые существа, вышедшие из воды на сушу, не умели передвигаться по земле так же, как это делают современные земноводные. К такому выводу пришли ученые, воссоздавшие на компьютере анатомию первых наземных существ. Работа авторов опубликована в журнале Nature. Специалисты изучали останки существа под названием ихтиостега. Эти животные, обитавшие около 360 миллионов лет назад, считаются переходным звеном между рыбами и земноводными. До сих пор среди ученых бытовало мнение, что на земле ихтиостега более или менее равномерно использовала все четыре конечности, и ее походка практически не отличалась от походки, например, саламандры. Чтобы проверить этот тезис, авторы новой работы детально воссоздали строение скелета ихтиостеги. Имеющиеся у ученых останки были частично погружены в каменную породу, поэтому исследователи воспользовались технологией компьютерной томографии. Специалисты смогли получить изображения, на основании которых они сконструировали скелет животного. Ученые заключили, что конечности ихтиостеги не могли двигаться так же свободно, как конечности саламандры. По мнению авторов, при перемещении по суше первые наземные существа опирались на передние лапы, подтягивая к ним остальное тело. Задние конечности ихтиостеги совершали движения, напоминающие движения у тюленей. Новые результаты заставят ученых существенно пересмотреть свои представления о ранних этапах наземной эволюции живых существ. В дальнейшем авторы работы планируют полностью воссоздать внешний вид ихтиостеги, который будет включать не только скелет, но и мягкие ткани.
2012	Ученые из университета Брауна предположили, что кожные кости первых наземных животных могли служить хранилищем углекислого газа, пока земноводные находились на суше. Работа принята к публикации в журнале Proceedings of the Royal Society B. Биологи обратили внимание на то, что у первых наземных млекопитающих некоторые кости (кожные пластины) имели ярко выраженный поверхностный рельеф, представленный гребнями и бороздами. То, что это может быть связано с удалением углекислого газа, авторы предположили на основании ранее проведенных опытов с современными лягушками. Один из авторов работы, Дэниэл Уоррен (Daniel Warren), несколько лет назад опубликовал с коллегами работу, в которой показал, что некоторые лягушки могут использовать для удаления избытков углекислого необычный способ. Амфибии используют для дыхания легкие, хотя до трети газообмена проходит через кожу. Однако, иногда скорости газообмена бывает недостаточно, и углекислый газ накапливается в крови, приводя к ее опасному закислению. Оказалось, что в таком случае тигровые лягушки Rana pipiens превращали углекислый газ в карбонат кальция и откладывали его в костях, а при благоприятных условиях, когда можно было "отдышаться", карбонат снова превращался в углекислый газ и удалялся с дыханием. Авторы предположили, что если выраженный рельеф некоторых костей древних животных действительно служил для отложения углекислого газа (как это можно наблюдать у современных лягушек), то из этого следует несколько выводов. Авторы провели анализ древних скелетов и установили, что их строение подтверждает выдвинутую гипотезу. Во-первых, оказалось, что выраженность рельефа связана с размером животного. Поскольку газообмен у амфибий частично происходил через кожу, то у мелких животных (относительная поверхность тела которых значительно больше, чем у крупных) проблем с накоплением углекислого газа было меньше. В соответствии с ожидаемым, рельеф на костях у них практически отсутствовал. Во-вторых, у разных родственных древних земноводных те, кто проводили большую часть времени в воде, имели менее выраженный рельеф. В-третьих, слабо заметный рельеф костей имели животные, дыхание которых было уже более приспособленным к условиям суши. У тех, кто в отличие от большинства амфибий, имел подвижные ребра, которые позволяли им делать глубокие вдох и выдох, рельеф также исчезал. Авторы считают, что эти данные, хотя и имеют косвенный характер, все же достаточно убедительны. В конечном счете подтверждением высказанной гипотезы могло бы быть детальное исследование механизма отложения избыточного углекислого газа в костях современных животных и его обнаружение у первых наземных позвоночных. Дыхание было одной из важнейших проблем для животных при выходе на сушу. По мимо этой проблемы, позвоночным пришлось приспособить к новой среде способы своего передвижения, зрения, обоняния и, прежде всего, размножения. Недавно палеонтологам удалось найти останки амфибии, заполнившей пробел в цепочке видов между преимущественно водными и наземными амфибиями. Оказалось, что такие виды существовали, а то, что их долгое время не находили, - просто случайность, а не следствие "прерывистости" эволюции.
2012	Палеонтологи установили, что динозавры захватили планету после Пермского вымирания благодаря тому, что быстро размножались. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the Royal Society B. Пермское вымирание произошло 250 миллионов лет назад и считается крупнейшим вымиранием в истории планеты. В результате этого события почти полностью погибли доминировавшие на тот момент на планете терапсиды, которые являются далекими предками млекопитающих. Их сменили диапсиды, которые были предками динозавров. Некоторые их потомки, например, крокодилы и птицы, дожили до наших дней. Существует несколько теорий, относительно того, почему терапсиды упустили "пальму первенства" в экосистеме Земли. По одной из них, этому способствовали изменения в окружающей среде. По другой, это была заслуга сами диапсид. В рамках новой работы ученые данные о размерах 400 видов за промежуток времени в 100 миллионов лет и пришли к выводу, что доминирование стало следствием того, что предки динозавров просто быстрее размножались и быстрее взрослели. По словам ученых, именно это позволило диапсидам довольно быстро добиться доминирования - они просто заняли освободившиеся после вымирания ниши. Среди прочего, именно благодаря этому, по мнению палеонтологов, наблюдалось такое разнообразие в размерах древних ящеров. Например, со временем появились такие гиганты как Amphicoelias fragillimus, масса которых могла достигать 50 тонн.
2012	Палеобиологи объяснили гигантские размеры динозавров. Сразу две статьи, посвященные этому вопросу, появились в журнале Biology Letters. В рамках первой работы немецкие исследователи изучали взаимосвязь климата и размеров тела некоторых видов динозавров. По одной из теорий, появлению гигантских ящеров способствовало высокое содержание кислорода, облегчавшее дыхание гигантам; теплый климат и пространство для обитания (на тот момент почти вся суша была объединена в гигантский континент Пангея). Исследователи собрали данные о размерах динозавров, их предков, птерозавров и даже о первых млекопитающих - всего о 400 видах живых организмов, - обитавших на Земле 299 миллионов - 145 миллионов лет назад. Затем они проверили корреляцию (наличие взаимосвязи на уровне статистики) между климатическими факторами и размерами особей. Ее обнаружить не удалось. После этого ученые проверили взаимосвязь климата и размеров тела для млекопитающих, обитавших на планете в период с 65 миллионов лет назад по 100 тысяч лет назад. Там им также не удалось обнаружить корреляции. В рамках другой работы исследователи из Швейцарии объяснили большие размеры ящеров особой стратегией межвидовой конкуренции. В частности, ученые построили модель, которая показывает, что конкуренция между маленькими динозаврами и ящерами средних размеров была крайне жесткой. При этом механические ограничения на размер яиц, откладываемых динозаврами (скорлупа не может быть слишком толстой и должна пропускать воздух, при этом сохраняя целостность самого яйца), не позволяли взрослым и детенышам увеличиваться в размерах одновременно. Чтобы преодолеть эту трудность, некоторые виды научились расти быстро (размеры детенышей отдельных ящеров были в 2500 раз меньше взрослой особи) и достигать огромных размеров. Швейцарские исследователи говорят, что после падения метеорита 65 миллионов лет назад различия по размеру между взрослыми особями и детенышами могли способствовать вымиранию ящеров. При этом, однако, правомерность подобных выводов зависит от модели, которой, в свою очередь, предстоит подтвердить свою истинность.

2012	Ученые нашли очередные доказательства того, что Tyrannosaurus rex был крайне опасным хищником - исследователи обнаружили, что у тираннозавра был сильный укус и строение зубов, которое помогало перегрызать кости и плоть жертв. Статьи исследователей появились в журналах Biology Letters и The Canadian Journal of Earth Science. На настоящий момент среди палеонтологов нет единого мнения по поводу того, как питался и какой образ жизни вел тираннозавр. Существует две основные теории. Согласно одной, наиболее популярной, тираннозавр был хищником, который нападал практически на все, что движется. Согласно другой, несмотря на огромные размеры, T. rex предпочитал раненных или больных животных, не брезговал и падалью (на это, например, указывали недоразвитые передние конечности и маленькие глаза). В рамках первой работы ученые использовали биомеханическое моделирование, чтобы определить силу укуса тираннозавра. Смоделировав движение челюстей и строение мышц, они пришли к выводу, что на каждый зуб приходилась сила от 35 до 57 килоньютонов. Это примерно в десять раз больше, чем силу укуса миссисипского аллигатора. Этот факт служит аргументом в пользу первой теории, поскольку для того, чтобы питаться раненными животными такая сила укуса не нужна. Во второй работе исследователи проанализировали строение зубов тираннозавра. Оказалось, что они довольно сильно отличаются друг от друга даже в пределах одного класса (например, у тираннозавра были очень сложно устроенные резцы). Анализ исследователей показал, что такая разнообразная морфология служила исключительно для того, чтобы делать укус ящера максимально смертельным. Так, передние зубы служили для захвата, удерживая жертву, когда ящер двигал головой. Зубы по бокам челюсти протыкали и рвали плоть, в то время как зубы в задней части резали, перемалывали, проталкивая пищу в глотку. В январе 2011 года в PLoS ONE выходила работа, авторы которой также доказывали, что тираннозавр был хищником. Свои выводы группа ученых основывала на расчетах количества пищи, необходимого для существования одного взрослого тираннозавра. Им удалось установить, что, с учетом конкуренции со стороны других видов, гигантские ящеры не смогли бы продержатся только на падали.
2012	Палеонтологи обнаружили древнейшую из известных на настоящий момент кладок динозавров. Статья ученых появилась в Proceedings of the National Academy of Sciences. Возраст найденных гнезд составляет около 190 миллионов лет - кладки относятся к раннему юрскому периоду. Гнездо как минимум на 100 миллионов лет старше предыдущих рекордсменов. Динозавры относятся к зауроподам (классу четырехногих динозавров) рода массоспондилов (Massospondylus). По словам ученых, находка была сделана в ЮАР недалеко от границы с королевством Лесото. В этом регионе в 1976 году было обнаружено несколько яиц массоспондилов. За прошедшие годы процессы эрозии обнажили новые пласты, где в результате длительных раскопок были найдены новые гнезда. Всего было обнаружено десять гнезд, содержащих как минимум 34 яйца. По словам ученых, яйца диаметром всего 6-7 сантиметров сложены очень аккуратно, скорее всего матерью после того, как она их отложила. Внутри некоторых яиц были обнаружены эмбрионы длиной порядка 20 сантиметров (для сравнения, взрослая особь массосподила могла достигать 6 метров в длину). Среди прочего ученым удалось обнаружить следы молодых динозавров. Это указывает на то, что гнезда служили и своего рода детским садом. Исследователи говорят, что динозавры, вероятно, оставались там до тех пор пока не вырастали до достаточных размеров. По словам ученых, изучение эмбрионов древних ящеров поможет понять, как жили массосподилы. Примечательно, что первая статья с результатами изучения эмбрионов была опубликована в 2005 году в журнале Science.
2012	Палеонтологи обнаружили два новых вида динозавров в запасниках музея естественной истории в Огайо, США. Статья исследователей с описанием видов появилась в журнале Cretaceous Research. Первый вид, получивший название Unescoceratops koppelhusae, был описан на основании костей, обнаруженных в 1995 году. Возраст останков составляет примерно 75 миллионов лет. Сам динозавр был длиной около метра, у него был клюв и оборка, расположенная за головой. Второй вид был обнаружен после анализа костяного "мусора", собранного в 1950-х годах прошлого века. Он получил название Gryphoceratops morrisoni. Длина его тела не превышала полуметра, на голове были рога. Возраст останков составляет 83 миллиона лет. По словам исследователей, новый вид - самый маленький рогатый динозавр из известных на территории современной Северной Америки. В декабре 2012 года в Naturwissenschaften появилась статья, авторы которой объявили, что им удалось обнаружить останки первого зауропода, обитавшего на территории современной Антарктиды. По утверждению исследователей, их результаты демонстрируют, что четырехногие динозавры могли быть распространены повсеместно в меловом периоде (145-65 миллионов лет назад).
2012	Палеонтологи обнаружили оперение у динозавра, не являющего родственником известных пернатых ящеров. Описание находки опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Очень хорошо сохранившийся отпечаток тела древнего ящера был обнаружен на территории Германии в известняковой породе. Динозавр, обитавший здесь в конце юрского периода около 150 миллионов лет назад, получил имя Sciurumimus albersdoerferi. На его отпечатке, особенно вокруг хвостовых позвонков, хорошо виден "плюмаж" из тонких перьев, напоминающих пух. По словам ученых, этот ящер был еще очень молодым и недавно вылупился из яйца. Об этом говорят характерные пропорции тела, относительно большие глазные орбиты и не сросшиеся кости черепа. Строение ящера позволяет отнести его к мегалозавроидам (Megalosauroids), что, по мнению палеонтологов, является самым удивительным в находке. Дело в том, что мегалозавроиды были одной из самых древних и примитивных групп динозавров. Они сильно генетически удалены от целурозавров (Coelurosauria), - группы ящеров, к которой принадлежит подавляющее большинство известных на данный момент пернатых рептилий. Находка говорит о том, что оперением обладали не только самые эволюционно продвинутые из вымерших ящеров. Возможно, способностью отращивать перья обладали все динозавры, включая самых первых из них, а не только более или менее отдаленные родственники птиц, как считается сейчас. В последнее время обнаруживается много пернатых динозавров, которые меняют представление биологов о типичном внешнем облике вымерших рептилий. С другой стороны, не исключена возможность того, что перья возникали в эволюции ящеров независимо в разных группах . Подтвердить или опровергнуть такую точку зрения можно будет только по мере накопления ископаемого материала.
2012	Международная группа ученых из США и Германии подтвердила, что окрас археоптерикса был преимущественно черным. Статья исследователей появилась в журнале Nature Communications, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW. В рамках работы ученые анализировали окаменелый след отдельно взятого пера, обнаруженный в 1861 году. Этот след имел темную окраску, что, по мнению исследователей, не связано с геологическими процессами, а имеет отношение непосредственно к органическим соединениям, содержащимся в пере. Как и прежние исследования, новая работа построена вокруг анализа объектов, предположительно окаменелых мелансом - клеточных органелл, содержащих пигментное вещество, с помощью которого перья окрашиваются в различные цвета. Содержимое мелансом обычно распадается в течение нескольких тысяч лет, в то время как возраст самих останков составляет как минимум 150 миллионов лет. Чтобы определить цвет оперения, ученые сравнивают строение этих органелл со строением мелансом ныне живущих птиц. В результате такого сравнения авторы новой работы определили, что мелансомы, скорее всего, производили черный пигмент. Кроме этого ученые определили, что перо было не маховым (такие перья располагаются на концах крыльев), а контурным, то есть обеспечивало гладкий ток воздуха по поверхности тела археоптерикса. Из этого ученые заключили, что черным был весь древний пернатый ящер. В июле 2008 года ученые из Йельского университета установили, что оперение архиоптерикса было двухцветным. Их работа появилась в журнале Biology Letters. Они также анализировали окаменелые мелансомы в том же самом образце, полагая, при этом, что перо было маховым.
2012	Палеонтологи обнаружили самого большого пернатого динозавра из известных на настоящий момент. Статья ученых появилась в Nature. Новый вид, обитавший 125 миллионов лет назад, получил название Yutyrannus huali. Масса взрослой особи достигала 1,4 тонны, а длина ее тела превышала 9 метров. Динозавр был покрыт своего рода примитивными перьями, напоминавшими по строению скорее пушок цыплят, а не сложные перья современных птиц. Длина этого "пушка" древнего ящера достигала 15 сантиметров. Находка была сделана в китайской провинции Ляонин. Всего исследователям удалось обнаружить почти три полных скелета Y. huali. Новый вид относится к к семейству тираннозавриды, названному так в честь своего самого известного представителя - Tyrannosaurus rex. Зачем древнему ящеру нужны были перья, ученые ответить пока затрудняются. Они говорят, что оперение могло, в теории, служить для обогрева. Это, однако, противоречит современным представлениям о том, что тела гигантских ящеров очень хорошо удерживали тепло. В начале марта 2012 года в Nature появилась статья, авторы которой описали гигантскую блоху юрского периода (199-54 миллиона лет назад) - насекомого размером от 8 до 21 миллиметра. Для сравнения, современные блохи не превосходят 10 миллиметров. Среди прочего, ученые предположили, что эти насекомые обитали в перьях и шерсти древних ящеров, причем достаточно больших. Y. huali вполне подходит под это описание.
2012	Ученые установили, что ключевые события появления первых птиц были связаны с ускоренным развитием их предков - динозавров, которые передали птицам свои детские, неполовозрелые черты. Работа опубликована в журнале Nature. Группа под руководством Архата Абжанова проанализировала морфологические характеристики черепов тысяч ископаемых динозавров и первых птиц, а также современных птиц и их ближайших родственников - крокодилов. Для этого ученые проводили томографию ископаемых останков и строили компьютерные модели черепов, выделяя ключевые параметры, такие как размеры глазниц и объем мозга. Авторы установили, что хотя строение черепа динозавров и птиц достаточно сильно различаются между собой, по многим своим характеристикам эмбриональные стадии черепов динозавров напоминают черепа птиц. У птиц и у неполовозрелых динозавров гораздо больше относительный объем мозга и размер глазных пазух, сходное строение верхней челюсти, превратившейся у птиц в клюв. Ученые говорят, что обнаруженное сходство распространяется на всю группу архозавров, объединяющую всех современных птиц и их ближайших родственников - крокодилов. Судя по полученным данным, при возникновении птиц ключевую роль играла неотения (педогенез) - размножение на более ранней, чем обычно стадии. "Детские" черты черепа, прежде всего большие глаза и увеличенный мозг, позволили первым предкам птиц выжить во времена вымирания остальных ящеров и приспособится к полету, требующему высокой координации движений. Впоследствии птицы стали одной из самых успешных групп позвоночных, около 10000 видов которых заняли самые разнообразные экологические ниши. Изменение скорости полового развития может играть ключевую роль и для появления человека: так же как и птицы по сравнению со своими предками, люди относительно обезьян несут их детские черты - увеличенный объем мозга, редкий шерстяной покров и другие характеристики.
2012	Ученые проанализировали концентрацию кислорода на протяжении последних 300 миллионов лет и пришли к выводу, что с момента появления птиц кислород уже не ограничивал максимальный размер летающих насекомых. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые проанализировали палеонтологические данные за последние 300 миллионов лет, поделив их на участки по 10 миллионов лет. Исследователи определяли максимальный размер крыльев, которого достигали летающие насекомые в этот период, и сравнивали его с наблюдавшейся концентрацией кислорода. Оказалось, что 300-150 миллионов лет назад изменения в максимальных размерах крыльев отражали колебания концентрации кислорода. Около 140-130 миллионов лет назад графики повели себя по-другому: несмотря на то, что концентрация кислорода возрастала, максимальные размеры крыльев продолжали уменьшаться. Именно к этому периоду относится появление первых археоптериксов - динозавров, способных к полету. По мнению исследователей, это совпадение не случайно. Археоптериксы, хоть и не были такими совершенными летунами как современные птицы, повлияли на эволюцию гигантских насекомых. Чем больше размер животного, тем больше инерциальность его полета, и тем легче его поймать. Со временем, по мере совершенствования полета, птицам и их предкам удавалось ловить все более мелкие виды, и максимальный размер насекомых стал уменьшаться. В настоящее время широко общепринятая гипотеза говорит о том, что максимальные размеры существующих насекомых определяются концентрацией кислорода в воздухе. У них нет легких и кровеносных капилляров, а газообмен происходит в трахеях - воздушных трубочках, пронизывающих тела животных. Возможности такого газообмена быстро уменьшаются с увеличением размера, что устанавливает зависимость между максимальным размером и концентрацией кислорода в воздухе. Новое исследование не противоречит этой гипотезе, а скорее уточняет ее. Исследователи указывают, что в поздний триасовый период, когда концентрация кислорода была приблизительно равна современной, но птиц еще не было, размер крыльев насекомых достигал 15-18 сантиметров, что в два раза больше, чем сейчас.
2012	Палеонтологи из Бристольского университета, исследовав нижнюю челюсть древнего ящера плиозавра, обнаружили следы заболевания артритом. Это подтверждает версию о том, что динозавры, как и их потомки - птицы, были склонны к заболеваниям суставов. Работа опубликована в журнале Palaeontology. Группа под руководством Юдит Сассун (Judyth Sassoon) обследовала нижнюю челюсть морского ящера и обнаружила, что левый сустав животного, соединяющий челюсть с черепом, был поражен артритом. При жизни это приводило к тому, что нижняя челюсть животного была сильно перекошена относительно верхней. В подтверждение своего вывода палеонтологи обнаружили на кости следы зубов верхней челюсти. Это означает, что уже после образования неправильного прикуса динозавр продолжал питаться. Тщательно изучив нижнюю челюсть, ученым удалось даже выдвинуть убедительную гипотезу о причинах гибели плиозавра. По их словам, уже после образования неправильного прикуса в челюсти возник перелом, который сделал невозможным питание животного и привел к его гибели. Палеонтологи считают, что появление этого перелома могло быть следствием неправильного прикуса, вызванного артритом. Плиозавры были крупными, - размером больше косатки, - морскими хищниками, находившимися на вершине пищевой цепочки своей экосистемы. Поэтому они погибали преимущественно от болезней или конкуренции с более молодыми особями. Обнаружение экземпляра, который продолжал питаться, несмотря на довольно существенные физические недостатки, подтверждает такое представление об этих крупных ящерах. Область палеонтологии, занимающаяся обнаружением болезней древних животных по ископаемым свидетельствам называется палеопатологией. Работы в этой области могут помочь ученым понять механизмы влияния болезней на видообразование, вымирание и родственные отношения животных. Например, недавно ученые установили, что пернатые динозавры были также склонны к артриту, как и их потомки - птицы.
2012	Пернатые динозавры были склонны к остеоартрозу, так же, как и их вероятные потомки - птицы. Это установили ученые, изучившие скелеты животных, хранящиеся в музеях Китая. Работа опубликована в журнале Cretaceous Research. Остеоартроз - дегенеративное заболевание, сопровождающееся поражением хрящевой ткани суставов. У диких млекопитающих оно встречается очень редко (в долях процента от популяции), но может диагностироваться в неволе. Птицы отличаются в этом отношении от зверей: у некоторых видов в дикой природе им страдают до четверти популяции. Распространение заболевания не зависит от места обитания птиц, но зависит от размера: у мелких пернатых оно встречается чаще. Поэтому авторы заинтересовались тем, как было распространено заболевание у пернатых динозавров, которые считаются предками современных птиц. Ученые обследовали скелеты около 700 древних пернатых ящеров, хранящиеся в китайских музеях, и изучили строение их голеностопного сустава с помощью рентгенографии. Диагноз заболевания ставился на основании наличия остеофитов - патологических наростов на костях. Были исследованы разные виды ископаемых животных. У большинства из них количество случаев заболевания было небольшим. Например, у мелкого конфуциосорниса, который считается предком большинства пернатых динозавров, на 123 исследованных экземпляра было найдено всего 3 случая (2,4 процента) заболевания. В то же время у более крупных нелетающих каудиптериксов (Caudipteryx) три из десяти особей несли на голеностопном суставе остеофиты. Авторы считают, что высокий процент заболевания у этих относительно крупных (в среднем они были чуть больше петуха) пернатых динозавров может свидетельствовать о вторичном переходе к наземному образу жизни их летающего предка. Недавно в Китае были открыты огромные пернатые хищные динозавры, являющиеся родственниками знаменитых Tyrannosaurus rex. Раньше считалось, что гигантские ящеры были лишены оперения из-за отсутствия необходимости сохранять тепло при их размерах. Поскольку птицы являются потомками динозавров, то, формально говоря, сами птицы также являются динозаврами, поэтому к вымершим ящерам в научной литературе принято применять термин "нептичьи динозавры" (non-avian dinosaurus).
2012	Палеонтолог Марк Уиттон из Университета Портсмута доказал, что хорошо известный науке птерозавр Istiodactylus latidens имел совсем другое строение, нежели считалось до сих пор. Как следствие, он, скорее всего, был падальщиком. Статья ученого появилась в журнале PLOS One. Вид I. latidens был описан на основе нескольких неполных скелетов, первые из которых были обнаружены в XIX веке. Главным недостатком всех без исключения останков было отсутствие цельного черепа - у палеонтологов имелось только некоторое количество обломков. В результате реконструкции было установлено, что череп I. latidens был достаточно длинный - 56 сантиметров. В рамках новой работы Уиттон, используя фрагмент челюсти NHMUK R3877, который хранился в Музее естественной истории в Лондоне более века, заново восстановил внешний вид птерозавра. В результате оказалось, что длина черепа ящера была всего 46 сантиметров. По словам палеонтолога, вместе с формой клюва, напоминавшего утиный, только снабженный большим количеством зубов, это говорит о том, что I. latidens питался исключительно падалью. Размах крыльев птерозавра достигал 4,3 метра. В середине марта 2012 года в журнале Cretaceous Research появилась статья, в которой ученые также использовали для работы фрагменты скелетов, хранящиеся в запасниках. Анализ экспонатов из Музея естественной истории в Огайо позволил ученым описать два новых вида динозавров, один из которых, по словам исследователей, - самый маленький рогатый динозавр из известных на территории современной Северной Америки.
2012	Палеонтологи обнаружили, что чернила древних представителей класса головоногих практически не отличались от современных. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое изложение приводит LiveScience. Исследователи преследовали цель продемонстрировать, что остатки меланина - темного пигмента, встречающегося у организмов от простейших и до человека, - можно напрямую обнаружить в окаменелых останках. В настоящее время палеонтологи при изучении этого пигмента полагаются исключительно на косвенные методы. Для работы исследователи использовали сразу несколько методов физического и химического анализа - например, магнито-резонансную спектроскопию. В качестве объекта изучения выступали окаменелые чернильные мешки, принадлежащие представителям класса головоногих, обитавших более 160 миллионов лет назад в Юрском периоде (продолжался с 208 миллионов по 145 миллионов лет назад). Современные их потомки используют чернила в качестве защиты - их выброс позволяет на время ослепить хищника и лишить его обоняния. Мешки были обнаружены в графствах Дорсет и Уилтшир на территории Великобритании. Ученым не только удалось провести анализ чернил, но также установить, что их химический состав практически не отличается от состава чернил современных каракатиц обыкновенных (Sepia officinalis). По словам исследователей, это означает, что защитный механизм головоногих практически не меняется последние 160 миллионов лет. В апреле 2012 года в журнале Geology появилась работа, авторы которой показали, что аммониты (вымерший подкласс головоногих моллюсков, обладавших раковиной, и родственники современных осьминогов и каракатиц) предпочитали жить в местах выхода метана. В настоящее время существует только один головоногий с раковиной - это наутилус.
2012	Китайские палеонтологи обнаружили отпечаток гигантской блохи, обитавшей в юрском периоде (199 -54 миллиона лет назад). Статья ученых появилась в журнале Nature. Окаменелости были обнаружены во время раскопок во Внутренней Монголии и соседней с ней китайской провинцией Ляопин. В общей сложности было обнаружено 9 отпечатков насекомых, напоминавших по внешнему виду современных кровососущих блох. Размеры обнаруженных насекомых составляли от 8 до 21 миллиметра. Для сравнения, размеры их современных сородичей лежат в пределах от 1 до 10 миллиметров. Ученые полагают, что древние блохи обитали в перьях и волосяных покровах динозавров - на это указывает строение кровососущего аппарата, который предназначался для пробивания достаточно мощных кожных покровов. Майкл Энгель, один из соавторов работы, рассказал Nature News, что "вооружение" блох для птиц и млекопитающих было заведомо избыточным. Исследователи также обнаружили, что древние блохи не умели так хорошо прыгать, как их современные коллеги. Ученые полагают, что эти насекомые не перепрыгивали с одной жертвы на другую, а поджидали своих жертв, например, кронах деревьев. В конце февраля 2012 года в Journal of Vertebrate Paleontology вышла работа, в которой ученые описали самого большого из известных на настоящий момент ископаемых пингвинов. Рост птицы составлял 1,3 метра, а масса - 60 килограммов. Возраст останков составлял 24-27 миллиона лет.
2012	Палеонтологи восстановили стрекот древних кузнечиков. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а ее краткое изложение приводит ScienceNOW. Объектом исследования выступали окаменелые останки кузнечика Archaboilus musicus, обнаруженные в северной части Китая. Возраст останков составляет примерно 165 миллионов лет и они представляют собой отпечатки надкрыльев длиной 7,2 сантиметра. Стрекотание кузнечиков возникает именно благодаря трению их друг о друга. Анализ морфологии надкрыльев позволил определить, что частота пения составляла примерно 6,4 килогерца. Для сравнения, например, современные сверчки придерживаются частот 3,6 - 4 килогерц. Вместе с тем, по словам ученых, частота стрекотания древнего кузнечика была довольно низкой. На основе собранных данных ученые смоделировали стрекотание кузнечика на компьютере. Примечательно, что "песня" A. musicus была довольно простой - надкрылья были предназначены для получения звука преимущественно одной частоты - и продолжалась порядка 16 миллисекунд. По словам ученых, пение кузнечика было специально предназначено для ориентирования в лесах Юрского периода. Они полагают, что пение кузнечиков было слышно в том числе и хищникам.
2012	В Сербии обнаружили кладбище мамонтов. По словам специалистов, их как минимум пять. Об этом сообщает Associated Press. Находка была сделана шахтерами в руднике у села Костолак, к востоку от Белграда на глубине порядка 20 метров. Несколько костей были обнаружены еще в начале июня. Позже, однако, удалось найти еще четыре особи. В сообщении говорится, что сербские специалисты уже связались с палеонтологами из Франции и Германии, которые помогут организовать раскопки. По словам ученых, потребуется около 6 месяцев для проведения полноценных раскопок. Из-за этого они пока затрудняются назвать возраст костей, ограничиваясь заявлением о "нескольких десятках тысяч лет". По имеющимся данным, особи относились к шерстистым мамонтам, вымершим на континенте около 12 тысяч лет назад. Примечательно, что в этом же районе в 2009 году был обнаружен скелет самки мамонта, получивший собственное имя Вика. Возраст мамонта составлял около 1 миллиона лет. Животное относилось к южным мамонтом, которые почти полностью были лишены волос.
2012	Международная группа исследователей установила, что причиной вымирания гигантских кенгуру и другой австралийской мегафауны стало не изменение климата, а влияние человека. Статья опубликована в журнале Science. Ученые изучили количество и состав грибных спор в древних отложениях болота "Кратер Линча" в северо-восточном Квинсленде за последние 130 тысяч лет. Поскольку в помете травоядных живут особые грибы, то зная количество и распределение их спор (они сохраняются в болотных отложениях), исследователи получили подробную информацию о распространенности гигантских сумчатых и времени их вымирания. Состав грибных спор сравнили с составом пыльцы растений в отложениях того же времени, что позволило исследователям увидеть, как параллельно с изменением фауны изменялась австралийская флора. Оказалось, что количество травоядных сумчатых - гигантского кенгуру Sthenurus, гигантского вомбата Diprotodon и других представителей мегафауны было стабильно до того момента, пока они резко не исчезли около 40 тысяч лет назад. За вымиранием травоядных последовало сильное изменение растительности континента. До этого он был покрыт островками тропических лесов, разделенных открытыми пространствами. После вымирания флора перешла к теперешнему состоянию с доминированием эвкалиптовых бушей, подверженных периодическим пожарам. По мнению биологов, это изменение было связано с сильным снижением количества поедаемой животными растительной пищи. Вопреки распространенному мнению, массовое вымирание мегафауны не сопровождалось какими-либо серьезными изменениями климата. Гораздо более сильные его колебания происходили и до исчезновения гигантов, что исключает гипотезу о главенствующей роли климата в этом процессе. Поскольку климатическая теория не подтвердилась, авторы обратили внимание на то, что время исчезновения сумчатых совпало со временем проникновения людей на континент и заключили, что именно первые аборигены стали причиной исчезновения гигантов. Наиболее вероятным механизмом антропогенного воздействия они посчитали охоту, хотя, по мнению некоторых критиков работы, археологических свидетельств охоты на сумчатых пока нет. За последние 100 тысяч лет вымерли многие из самых крупных животных - мамонты, пещерные медведи, гигантские ленивцы. В каждом случае причины случившегося остаются предметом споров, многие ученые главной из них считают изменение климата, другие настаивают на роли человека. Данное исследование последней группе, по крайней мере в рамках австралийской фауны, дает еще один весомый аргумент.
2012	Российские ученые совместно с иностранными коллегами сняли с человека вину за вымирание мамонтов на территории Беригии - северо-восточной Сибири и Аляски. Статья ученых появилась в Nature Communications. В рамках работы палеонтологи проанализировали останки 1,3 тысячи особей мамонтов, обнаруженных на территории северо-восточной Сибири, Чукотки и Аляски. Полученные сведениям они сравнили с данными о почвах в соответствующих регионах в вычисленные временные промежутки. В результате исследователи смогли составить подробную картину вымирания животных. В позднем плейстоцене (примерно 45-30 тысяч назад) мамонты были широко распространены (ученые нашли около 300 окаменелостей, принадлежащих соответствующему временному периоду, в разных точках Сибири и Аляски). Примерно 30 тысяч лет назад произошло потепление, в результате чего северная часть Берингии оказалась покрыта растительностью торфяных болот, а кустарники и травы - основная пища мамонтов - исчезли. Животные мигрировали на юг, и в период, начиная с 20 тысяч лет назад, пережили своего рода популяционный бум на территории современных Азии и Северной Америки. Наконец, примерно 11,5 тысячи лет назад дальнейшее потепление привело к тому, что мамонты окончательно исчезли на материке. Последняя известная популяция этих животных существовала на острове Врангеля 4 тысячи лет назад. По словам ученых, новые результаты показывают, что динамика популяции мамонтов определялась исключительно особенностями климата и почти никак не зависела от человека. "Древний человек не оказывал существенного влияния на мамонтовые популяции Сибири и Аляски, а главным фактором вымирания мамонтов все-таки были природные процессы", - приводит РИА Новости слова одного из авторов работы Ярослава Кузьмина. По словам Кузьмина, на настоящий момент известно лишь немного доказательств того, что люди охотились на мамонтов. Он полагает, что мамонты были близки к современным слонам, поэтому, вероятно, как и слоны, мамонты жили большими группами. "Бегает слон гораздо быстрее человека, и в условиях открытых пространств африканской саванны у людей, если они вооружены копьями, а не нарезным огнестрельным оружием, нет никаких шансов добыть хотя бы одно животное из стада. Я не завидую тому незадачливому теоретику от археологии, который бы решился на подобный эксперимент", - приводит агентство слова ученого.
2012	Ларс Верделин (Lars Werdelin) из Шведского музея естественной истории в Стокгольме показал, что широкое распространение человека прямоходящего (Homo erectus) около 1,5-2 миллионов лет назад совпало с массовым вымиранием крупных африканских хищников. О том, что вымирание может быть связано с влиянием предков человека, он рассказал на семинаре в обсерватории Колумбийского университета. Отчет о встрече публикует ScienceNOW. На семинаре были представлены новые палеонтологические находки, в том числе челюсти и зубы древних хищников. По их форме и особенностям зоологи могут узнать о рационе животных: звери, питающиеся исключительно мясом, имеют обычно острые зубы-лезвия, в то время как те, кто периодически включают в свой рацион растительную пищу, имеют также жевательные зубы. Ларс Верделин проследил эволюцию 78 представителей хищной фауны в Африке начиная с 3,5 миллионов лет назад, когда она была на пике разнообразия, до 1,5 миллионов лет назад. Тогда, по словам ученого, из 29 видов крупных (более 21,5 килограмм) хищников осталось всего шесть. Вымирание сопровождалось изменением рациона животных: относительно всеядные уступили место узко специализированным хищникам, похожим по рациону на их современных потомков. Массовое вымирание крупных хищников началось как раз незадолго до того, как в палеонтологической летописи около 2 миллионов лет назад стали появляться первые свидетельства Homo erectus. По мнению Верделина, это не просто совпадение - человек прямоходящий умел изготавливать каменные орудия и мог конкурировать за добычу именно с более всеядными хищниками. В итоге, исключительно плотоядные львы и леопарды выжили, а гигантские выдры, циветы, гигантские гиены, - те, кто по словам ученого, был более всеяден - вымерли. Многие ученые, однако, сомневаются в гипотезе Верделина. По их мнению, древних людей в Африке около двух миллионов лет назад было просто недостаточно, чтобы настолько повлиять на экологию. Подтвердить или опровергнуть эту гипотезу смогут, вероятно, только независимые данные о динамике популяций древних людей и хищников.
2012	Международная группа геологов представила доказательства того, что происходившие примерно в один период времени вымирание мамонтов, исчезновение культуры Кловис и начавшееся резкое похолодание не были связаны с падением кометы. До последнего времени кометная версия была одной из самых популярных. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Примерно 14 тысяч лет назад на планете после длительного периода похолодания началось Аллередское потепление. Во время этого потепления климат в низких широтах стал почти таким, как современный. Примерно 13 тысяч лет назад - в поздний дриасовый период - потепление неожиданно сменилось резким и довольно продолжительным (1,3 тысячи лет) похолоданием. Это геологическое событие совпало с исчезновением многих представителей мегафауны - например, мамонтов и мастодонтов. В это же время в Северной Америке исчезла культура Кловис, известная по множеству артефактов. Она считается одной из первых развитых культур, возникших на территории североамериканского континента. Согласно гипотезе, сформулированной в 2007 году, все три описанных выше события произошли после взрыва кометы над территорией современной Канады. Это вызвало резкое таяние льдов, большое количество пресной воды нарушило течения в океане, что в свою очередь привело к резкому похолоданию и, как следствие, гибели Кловис и некоторых видов мегафауны. В рамках новой работы ученые проанализировали доказательства кометной гипотезы. Одним из основных доказательств считается обнаружение в отложениях соответствующего периода небольших шаров, содержащих титан и иридий. Последний элемент, относительно редко встречающийся на Земле, в большом количестве присутствует в таких космических объектах, как метеориты и кометы. Теперь исследователи более подробно проанализировали состав шаров и определили, что многие соотношения редких элементов в них, равно как и количество иридия, характерны для земной коры. Кроме этого, все шары были найдены в отложениях, характерных для болотистой местности. Такие же шары в таких же отложениях ученым удалось найти в Чили. По словам исследователей, взрыв кометы в Канаде просто не мог раскидать материал так далеко на юг. В 2009 году похожее исследования ученых из Университета Вайоминга позволило установить, что образцы грунта того времени, взятые в других регионах, не содержат излишка шаров. Из этого ученые заключили, что подобные сферы образовались, скорее всего, в результате некоторых естественных процессов. То есть, взрыва кометы 13 тысяч лет назад над Северной Америкой не было. Новые результаты уже подверглись критике со стороны авторов оригинального исследования 2007 года. Они заявили, что в новой работе не использовался анализ частиц на предмет условий их образования - для этого поверхность шаров обычно изучают с помощью электронного микроскопа.
2012	На острове Крит обитали крошечные мамонты, не превышавшие по размеру современного новорожденного слоненка. Открытие нового вида мамонтов, описанного в майской статье журнала Proceedings of The Royal Society B, произошло спустя более ста лет после того, как были обнаружены его первые останки. Палеонтологи установили это благодаря найденной в 2011 году плечевой кости животного. И хотя критский экземпляр оказался самым мелким из всех известных мамонтов, он стал лишь одним из многих видов животных, изрядно измельчавших на островах. Критский мамонт, получивший новое имя Mammuthus creticus, вообще говоря, уникален только той степенью, до какой дошла в его случае миниатюризация.
2012	Две группы биологов обнаружили, что родственные нейроны в коре мозга сходно реагируют на внешние стимулы и установили механизмы, которые лежат в основе этой близости. Обе работы опубликованы в одном выпуске Nature, их анализу посвящена редакционная статья журнала. Обе группы проводили свои исследования на мозге мышей. В первом случае грызуны были генетически модифицированы так, что некоторые клонально родственные нейроны в коре (являющиеся клонами одной клетки-предшественницы) окрашивались флюоресцентными белками. Это позволило авторам рассмотреть под микроскопом на срезах мозга щелевые контакты между родственными нейронами. Эти структуры образуются, например, между миоцитами сердца или нейронами сетчатки и приводят к синхронизации их электрической активности. Ученые обнаружили, что щелевые контакты образуются между нейронами после того, как клетки-предшественницы мигрируют в кору. Со временем они исчезают и заменяются обычными химическими синапсами. Зрелые нейроны образуют синапсы с тысячами других клеток, но связь нейронов, между которыми когда-то были щелевые контакты, оказалась гораздо прочнее. Вторая группа исследователей установила, что нейроны-близнецы одинаково реагируют на сенсорные стимулы. Ученые демонстрировали мышам простые визуальные образы (вроде вращающегося черного прямоугольника) и записывали реакцию нейронов. Оказалось, что все родственные клетки активируются при одной и той же ориентации прямоугольника, в отличие от расположенных рядом, но не родственных нейронов. Ученые предполагают, что группы нейронов-близнецов могут быть своеобразными функциональными единицами работы коры мозга, по крайней мере в той части, что отвечает за обработку сенсорной информации. Пока сложно сказать, так это или нет, поскольку не ясны границы между функциональными единицами и их взаимоотношение друг с другом.
2012	Нейробиологи создали трехмерную карту связей нейронов в мозге человека и четырех видов обезьян, обнаружив строгую локальную упорядоченность. Оказалось, что белое вещество представляет собой трехмерную ткань, где волокна располагаются перпендикулярно друг другу. Работа опубликована в журнале Science. Для установления связей между нейронами исследователи использовали разновидность Магнитно-Резонансной Томографии - диффузионную МРТ. Этод метод определяет неравномерность в скорости диффузии молекул воды. Если молекулы находятся в непосредственной близости от аксонов, то их диффузия будет наибольшей вдоль направления аксона. Имея трехмерную карту неоднородности диффузии, можно с помощью компьютерной обработки получить карту структуры связей в мозге. Этот метод называется трактографией. Рассматривая полученные изображения мозга человека и обезьян, авторы заметили, что аксоны, связывающие разные участки мозга, всегда располагаются в виде геометрически правильной трехмерной сети, где волокна располагаются перпендикулярно друг другу. Переплетение нейронов очень напоминает обычную ткань, с той лишь разницей, что переплетение происходит не в двух, а в трех измерениях. Авторы говорят, что такая простая и строгая структура была для них неожиданностью. Большинство нейробиологов до сих пор представляли связи в мозге как "миску со спагетти", по выражению первого автора статьи Вана Видена (Van Wedeen). Упорядоченная трехмерная структура хорошо видна в локальных участках. При рассмотрении крупных частей или мозга целиком видно, что "ткань" начинает изгибаться в соответствии с их пластичной формой. Чем более ранние с эволюционной точки зрения структуры рассматривали авторы, тем более строгую упорядоченность удавалось обнаружить. Исследователи утверждают, что эта иерархия структуры отражает как эволюционное происхождение мозга, так и его индивидуальное развитие в течение жизни. Строгая первоначальная структура связей является, по их словам, идеальной основой для наращивания сложности. Работа является частью проекта создания "Коннектома Человека", то есть полного описания всех связей между клетками нервной системы.
2012	Проект по определению нейронных связей в мозге мышей "Mouse Brain Architecture Project", запущенный в этом, 2012 году, выложил первые полученные данные в открытый доступ. Рассмотреть фотографии можно на сайте проекта, подробности его работы приводит Nature News. Главной задачей проекта является создание карты связей нейронов в центральной нервной системе мыши. Для этого исследователи проводят инъекции красителей в различные области мозга, а затем нарезают его на микроскопические слои толщиной в 20 микрометров. В работе используются несколько видов красителей: как классические, так и основанные на вирусах. Окрашенные срезы сканируют под микроскопом и для каждого из них получают изображение разрешением около одного гигапикселя. Мозг мыши дает более полутысячи таких срезов. Авторы проекта выложили полученные на данный момент изображения в открытый доступ, так как надеются, что эта информация может пригодиться другим ученым. Фотографии собраны в своеобразный атлас и снабжены системой навигации, увеличения и уменьшения изображений, позволяющей рассмотреть как мозг в целом, так и его отдельные клетки. "Виртуальный микроскоп" снабжен также вспомогательными сведениями о нейроанатомии. По словам создателей, такая форма представления данных может привлечь к работе не только ученых, но и энтузиастов науки. В настоящий момент существует еще несколько проектов, которые ставят своей целью получение массивных объемов информации о строении мозга. Проект Нейробиологического института Аллена по созданию атласа (Allen Brain Atlas) сосредоточен на исследовании локализации места работы различных генов в мозге. Проект "Коннектом Человека" ставит задачу картировать все связи в мозге здорового человека с помощью диффузионной МРТ. Эта технология позволяет получить прижизненную информацию о нервной системе, но пока не позволяет рассмотреть отдельные нейроны.
2012	Группе ученых из университетов штата Пенсильвания, Принстонского и Томаса Джефферсона удалось зафиксировать и расшифровать "нейронные слепки" мыслей - отдельные мозговые импульсы, соответствующие конкретным, спонтанно вспоминаемым образам, пролив тем самым свет на то, как устроена человеческая память. Работа опубликована в журнале The Journal of Neuroscience. Участниками исследования стали 46 больных эпилепсией пациентов клиники университета Томаса Джефферсона, которым предстояла операция на головном мозге. В связи с этим обстоятельством в мозг пациентов были вживлены электроды, что позволило авторам работы фиксировать очень слабые электрические сигналы. Это было бы невозможно в случае применения обычной электроэнцефалографии. Исследователи предлагали испытуемым прочитать список из 15 случайно выбранных слов и минуту спустя вспомнить их в том порядке, в каком они всплывают в памяти, не произнося вслух. При этом исследователи обнаружили, что на каждое запоминаемое слово мозг реагирует отдельным, отличным от других сигналом, видимо, соответствующим значению этого слова. За секунду до того, как испытуемый вспоминал новое слово, тот же участок мозга продуцировал тот же самый импульс, что и при его запоминании. Это позволяло исследователям определить, какое именно слово вспомнил человек в данный момент. Испытуемые в течение эксперимента не видели, не слышали и не произносили никаких других слов, что позволило авторам предположить, что они имеют дело фактически с "нейронными слепками" мыслей и образов, спонтанно возникающих в человеческом мозге. При этом исследователи отметили, что степень активации предшествовавших воспоминанию импульсов имела прямую зависимость от ассоциативных связей, устанавливавшихся в памяти испытуемого. Например, если человек сгруппировал при запоминании слова "утка" и "гусь", а затем вспомнил их одно за другим, производимый мозгом сигнал усиливался. Полученные результаты, по мнению авторов, позволяют увидеть изнутри, как именно организована в памяти запоминаемая информация и, в конечном итоге, приблизиться к пониманию физических явлений, происходящих в мозге во время мыслительного процесса.
2012	Американские неврологи создали iBrain – портативный электроэнцефалограф, который при помощи специального алгоритма может научиться "читать мысли" парализованных людей, сообщает Cnet News. Результаты работы группы ученых под руководством Филиппа Лоу (Philip Low) из Стэнфордского университета будут представлены на первой ежегодной Мемориальной конференции имени Фрэнсиса Крика (Francis Crick Memorial Conference). Лоу с коллегами для участия в своей работе привлекли профессора Стивена Хокинга (Stephen Hawking) — известного физика-теоретика, страдающего от бокового амиотрофического склероза (болезни Шарко). Болезнь Шарко является неизлечимым дегенеративным заболеванием центральной нервной системы, при котором в результате поражения двигательных нейронов постепенно наступает паралич. Группа неврологов навестила профессора Хокинга в Кембридже. Ученые хотели зарегистрировать изменение электрических импульсов в то время, когда двигательная зона коры головного мозга дает сигнал мышечной активности конечностям. В частности, неврологи попросили Хокинга, конечности которого парализованы, представить себе, что он сжимает в кулак правую руку. "Мы ожидали, что увидим изменение электрической активности, и мы ее увидели", - цитирует профессора Лоу издание. Ученые считают, что, получив образцы изменения электрических сигналов при различной мозговой активности, они смогут "обучить" устройство "переводить" мысли парализованных людей в слова, которые будут отображаться на экране монитора, или в команды для компьютера. В настоящее время профессор Хокинг составляет письма при помощи специального устройства, регистрирующего подергивание мышцы его щеки. "Доктор Лоу и его коллеги проделали выдающуюся работу. Я участник этого исследования, и я могу предложить свои практические советы и наблюдения для дальнейшего развития iBrain. Я хотел бы помогать в исследовании, способствовать привлечению инвестиций к этой работе и, что самое главное, помочь подарить надежду всем пациентам с боковым амиотрофическим склерозом," - отметил физик в своем сообщении. В дальнейшем ученые планируют продолжить работу с iBrain при участии большего количества пациентов, страдающих боковым амиотрофическим склерозом и другими нейродегенеративными заболеваниями.
2012	Американские ученые разработали новый вид исследования, позволяющий получить полное трехмерное изображение мозга за сравнительно небольшое время, сообщает Medical Xpress. Методика предназначена для лабораторных исследований. В разработке нового прибора сотрудники Лаборатории Колд-Спринг-Харбора использовали принцип двухфотонной лазерной микроскопии. Он состоит в том, что два фотона низкой энергии возбуждают флюоресцирующее вещество (флюорофор) в течение одного квантового события, что приводит к испусканию одного флюоресцентного фотона, улавливаемого датчиком. Это позволяет исследовать толщу биологических тканей, не повреждая их. Разработанный прибор включает несколько двухфотонных микроскопов, которые сканируют образец по срезам, как это делают существующие томографы. Полученная информация передается на компьютер, строящий по ней трехмерную модель органа. Разрешающая способность прибора доходит до половины микрона. Новая методика получила название последовательной двухфотонной томографии (Serial Two-Photon Tomography, STP). В зависимости от заданного разрешения полное сканирование мозга с ее помощью занимает от 6,5 до 24 часов. Существующие методики позволяют сделать это не менее чем за неделю. Как рассказал руководитель разработки Павел Остен (Pavel Osten), новый прибор будет использоваться для изучения мышиных моделей человеческих заболеваний, таких как шизофрения, аутизм и другие.
2012	Международная группа физиков, химиков и биологов впервые пронаблюдали за работой живых нейронов в голове мыши с рекордным на настоящий момент разрешением - 70 нанометров на пиксель. Статья ученых появилась в журнале Science. Один из самых популярных методов изучения процессов, происходящих с живыми клетками - это флуоресцентная микроскопия. Сначала ученые встраивают в геном клеток несколько генов, которые отвечают за выработку флуоресцентных белков во время того или иного процесса. При облучении светом белки светятся, причем отличным от исходного света цветом. Как следствие, процессы становятся видимыми. Основным недостатком подобных методов является то, что их разрешающая способность ограничена половиной длины волны видимого света (это ограничение связано с так называемым дифракционным пределом), то есть 200-300 нанометрами. В рамках новой работы ученым удалось преодолеть эту трудность, используя так называемый метод STED микроскопии, созданный в 1994 году (первое экспериментальное применение - в 1999 году) одним из авторов новой статьи Стефаном Хелом. Суть метода заключается в том, что изучаемый белок облучается несколькими последовательными лазерными импульсами. Так как затухание свечения в белке происходит, вообще говоря, нелинейно, то компьютерный анализ полученных при каждом облучении картин позволяет проявить более мелкие и наиболее яркие детали. В теории, подобный метод может достигать разрешения в 5-6 нанометров. Ученые сначала вывели мышей, нейроны которых вырабатывали подходящий флуоресцентный белок. Затем, они просверлили в их черепах отверстия, через которые специальным STED-микроскопом наблюдали за верхним слоем нейронов. В результате им удалось добиться рекордного на настоящий момент разрешения (уже упоминавшихся 70 нанометров на пиксель) и рассмотреть, например, как в реальном времени формируются и распадаются дендритные шипики - мельчайшие детали нейронов.
2012	Миллиардер-филантроп, соучредитель компании Microsoft Пол Аллен (Paul Allen), выделил на продолжение работ по детальному исследованию головного мозга в учрежденном им институте 300 миллионов долларов, сообщает Chicago Tribune. Очередной грант доведет финансирование всего проекта до полумиллиарда долларов. Сумма, выделенная Алленом, позволит удвоить штат сотрудников до 350 человек и пополнить арсенал методов изучения серого вещества в Алленовском Институте исследований головного мозга (Allen Institute for Brain Science) в Сиэтле. Ученые Алленовского института, комментируя продолжение исследований в журнале Nature, выражают уверенность в том, что проект по изучению мозга, запущенный филантропом, "обладает потенциалом революционизировать наше понимание мозга млекопитающих". Следующий этап работ будет посвящен беспрецедентно детальному исследованию зрительного процесса у мышей: изучению клеточного механизма передачи зрительных сигналов в головной мозг и того, каким образом мозг преобразовывает эти сигналы в изображения, а животные реагируют на изображения. Способность мышей перерабатывать информацию и реагировать на внешние сигналы связана с такими высшими психическими функциями как восприятие, сознание и принятие решений. "Мы сфокусировались на зрительном процессе потому, что это хорошая "точка входа"", - пояснил для газеты The Seattle Times директор Института Аллена Аллан Джонс (Allan Jones). "Однако наша цель не в понимании зрения, а в понимании того, как работает мозг", – добавил ученый. Человеческий мозг в тысячи раз сложнее мышиного, но базовые элементы одни и те же, а потому, по словам Джонса, проникновение в тайны мышиного мозга поможет понять, что происходит при болезни Альцгеймера, эпилепсии и других заболеваниях центральной нервной системы. Параллельно ученые Алленовского института планируют собрать и описать в виде энциклопедии сотни типов клеток, составляющих человеческий мозг, а также научиться их культивировать в лаборатории. Выращивая клетки здоровых людей и, людей с такими патологическими состояниями как, например, аутизм, можно будет выявить различия. "Мы надеемся на то, что поняв механизм возникновения таких заболеваний, мы неизбежно придем к их лечению", - говорит Нино Рамирез (Nino Ramirez), директор Центра интегративных исследований мозга при Научно-исследовательском институте Детской больницы Сиэтла (Center for Integrative Brain Research at Seattle Children's Research Institute). Для исследования поведения отдельных нейронов головного мозга у животных при активации определенных нейронных цепей в настоящее время применяются такие методы как генная инженерия и флуоресцентное мечение, кроме того, в этих экспериментах доступна манипуляция отдельными участками мозга с помощью лазера. Алленовский институт был основан в 2003 году благодаря стартовому пожертвованию Аллена в 100 миллионов долларов. Перед исследователями, привлеченными в этот институт, стояла задача понять, как гены "делают" мозг, т. е. соединить исследования генома и изучение мозга и выяснить, сколько генов и какие работают в мозге, в каких участках и как это происходит. В 2007 году журнале Nature были опубликованы результаты картирования всех генов мыши, работающих в головном мозге. Оказалось, что на мозг работают более 80% генов животного, которое генетически очень близко человеку.
2012	Исследователи из Массачусетского технологического института показали, что для вызывания отдельных воспоминаний достаточно активации всего нескольких специфичных нейронов. Работа будет опубликована в журнале Nature. Исследователям было известно, какой белок синтезируется в нейронах мышей только при запоминании нового незнакомого пространства, например, лабиринта. Они генетически модифицировали мышей таким образом, чтобы при его синтезе одновременно происходил синтез белка-метки, который встраивался в мембрану таких нейронов. В результате, нейроны, активирующиеся при изучении пространства, у таких мышей оказывались помечены. В качестве меток использовались светочувствительные белки, способные при облучении активировать нервные клетки. Трансгенных мышей, в мозг которых было встроено оптоволокно, помещали в лабиринт. Они начинали запоминать новую ситуацию и в некоторых нейронах происходил синтез белков памяти, а вместе с ними и белков-меток. Через несколько минут мышам давали разряд тока, чтобы эмоциональная окраска ситуации стала для них неприятной. Спустя длительное время и в совсем другом окружении мозг мышей облучали светом по оптоволокну. При этом происходила активация только тех нейронов, которые несли на своей поверхности белки-метки, то есть тех, которые участвовали в запоминании незнакомого пространства и были "носителями" этой памяти. Оказалось, что активации этих нескольких нейронов было достаточно, чтобы мыши вспомнили неприятную ситуацию и испугались. Из этого следовало, что для активации воспоминания достаточно возбуждения всего нескольких нейронов. Ученым не удалось бы сделать такой вывод, если бы они использовали классические стимулы-"напоминатели" вроде звука или загорающейся лампочки, так как при этом возбуждается большое количество нейронов, и не понятно, какие из них являются носителями памяти. По своей концепции эксперимент напоминает проведенный на клеточном уровне классический эксперимент хирурга Уайлдера Пенфилда. Оперируя пациентов с эпилепсией, он проводил электрическую стимуляцию открытого мозга. При этом пациенты, находящиеся в сознании, сообщали о ярких воспоминаниях, которые вызывали у них электростимуляции.
2012	Происходящий в нейронах синтез белков, необходимый для формирования памяти, контролируются с помощью микроРНК, установили нейробиологи из Медицинской Школы Университета Джона Хопкинса. Их статью публикует журнал Cell. Исследователи обрабатывали выращенные на чашках нейроны необходимым для формирования памяти гормоном BDNF (нейротропный фактор мозга) и смотрели на процессы, происходящие при этом в клетках. Для этого они синтезировали в клетках флюоресцентный краситель, который заставлял светиться скопления микроРНК (относительно недавно открытый класс рибонуклеиновых кислот, которые связываются с матричными РНК и не дают синтезировать с них белки). Это позволило исследователям наблюдать происходящие в нейронах при запоминании процессы с помощью обычного микроскопа. Оказалось, что в обработанных гормоном нейронах существенно увеличивается число светящихся скоплений, что ведет к увеличению количества микроРНК и, следовательно, блокированию синтеза большей части белков. Однако синтез других, специфических для запоминания, белков как раз необходим для формирования памяти и сильно увеличивается при обработке BDNF. Исследователи установили, что такое переключение белок-синтезирующего аппарата в "режим записи" контролируется как раз теми изменениями, которые происходят с микроРНК. Было обнаружено, что те микроРНК, число которых возрастает во время запоминания, и скопления которых видны в микроскоп, контролируют белки, не участвующие в формировании памяти и синтез которых необходимо остановить. Молекулы же другого подкласса микроРНК (let-7) исчезают и, следовательно, перестают блокировать синтез белков памяти. Если генетически изменить нейроны так, чтобы они не могли снижать количество микроРНК этого подкласса, они станут неспособны запоминать информацию. МикроРНК были обнаружены группой исследователей во главе с Виктором Амбросом в 1993 году во время изучения развития круглых червей C. elegans. Эти исследования привели в дальнейшем к открытию огромного числа процессов, контролируемых малыми РНК разных классов - от противовирусной защиты до эмбрионального развития и работы мозга. За открытие класса малых интерферирующих РНК (siRNA) 2006 году Эндрю Файер и Крейг Мелло получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины.
2012	Американским ученым удалось запечатлеть процесс формирования нейронных связей при запоминании, сообщает Medical News Today. Исследование провела группа специалистов под руководством И Цзо (Yi Zuo) из Калифорнийского университета в Санта-Крузе. Отчет об их работе опубликован в журнале Nature. Группа Цзо провела серию экспериментов на лабораторных мышах. Исследователи обучали животных простым действиям, например, хватать различную пищу передними лапами. После этого с помощью двухфотонной лазерной микроскопии изучались пирамидальные нейроны в двигательной коре мозга грызунов. В ходе исследования было зафиксировано формирование у пирамидальных нейронов новых дендритных шипиков, оканчивающихся синапсами. При этом около трети новых синапсов возникали в области только что сформированного контакта между нервными клетками. Таким образом, в течение нескольких дней, когда мыши повторяли новые для них действия, в двигательной коре образовывались кластеры новых синапсов. У животных, которых обучали нескольким действиям, также происходило формирование указанных кластеров. Однако кластеры, отвечавшие за различные действия, оказались не связаны между собой. В мозге мышей, которым каждый день предлагались разные задания, также происходило образование новых синапсов, однако они не объединялись в кластеры. В 2009 году похожее исследование провели сотрудники американского Университета Джонса Хопкинса. Они смогли проследить и записать на видео процессы перемещения рецепторов на нервных клетках при формировании долговременной памяти.
2012	Американские неврологи описали физиологический механизм формирования воспоминаний, а также удаления их из памяти, сообщает Science Daily. Соответствующее исследование провела группа специалистов под руководством Рона Дэвиса (Ron Davis) из Исследовательского института Скриппса. Группа Дэвиса провела серию экспериментов на плодовых мушках дрозофилах. Исследователи сформировали у подопытных животных ассоциации с различными запахами. После контакта с пахучими веществами часть мушек получала еду, а другая - легкий электрический разряд. Затем ученые оценили изменения в мозге дрозофил. Они выяснили, что процессы формирования и утраты воспоминаний происходят в сети нейронов, передача импульса в которых осуществляется посредством нейромедиатора дофамина. При этом запоминание и забывание контролируются двумя типами дофаминовых рецепторов: dDA1 и DAMB, соответственно. В процессе формирования воспоминаний нервные клетки взаимодействуют через dDA1-рецепторы. Как только этот процесс завершается, нейроны продолжают возбуждаться. Однако передача возбуждения идет уже через DAMB-рецепторы, в результате чего происходит удаление полученной информации из памяти. Дрозофилы с мутацией рецептора dDA1 оказались неспособны к обучению. Мушки, у которых имелась мутация второго указанного рецептора, утратили способность удалять из памяти сформированные воспоминания.
2012	Американские ученые установили, что пожилые люди, которые занимаются физическими упражнениями и пользуются компьютером, обладают лучшей памятью, чем те, кто этого не делает, сообщает Medscape. Исследование Йонаса Геда (Yonas Geda) и его коллег из клиники Майо (Аризона) опубликовано в майском номере Mayo Clinic Proceedings. В исследовании участвовали 926 пожилых людей в возрасте от 70 до 93 лет. Из них у 109 человек (12 процентов) были умеренные когнитивные нарушения – снижение памяти, познавательной функции и умственной работоспособности, при которых пациент сохраняет навыки самообслуживания. Все участники исследования ответили на вопросы, которые позволяли оценить их умственную активность, а также образ жизни в течение года, предшествующего опросу. В том числе пожилые люди должны были описать свою физическую активность и количество потребляемых калорий. При этом частота выполнения физических упражнений не уточнялась. У 20,1 процента участников исследования, не уделявших время физическим упражнениям и не использовавших компьютер, познавательные способности были в норме, а у 37,6 процента наблюдалось умеренные когнитивные нарушения. Среди участников, которые пользовались компьютером и делали физические упражнения, познавательные способности 36 процентов были в норме, а нарушения обнаружились у 18,3 процентов. Также было установлено, что даже слабые физические нагрузки в сочетании с использованием компьютера давали лучший эффект, чем умеренные или значительные физические нагрузки без интеллектуальной деятельности. "Из наших предыдущих исследований мы знали, что физические упражнения и использование компьютера независимо друг от друга улучшают память. Теперь мы выяснили, что вместе они дают потрясающий эффект", - отметил Геда.
2012	Психологи из Университета Британской Колумбии установили, что аналитическое мышление снижает веру в бога. Статья исследователей появилась в журнале Science. Согласно одной из теорий, процесс мышления представляет собой взаимодействие между двумя принципиально разными "режимами" - так называемым интуитивным и аналитическим. Первое отличается относительной быстротой (например, глядя на лицо собеседника, человек способен быстро и без усилий понять, что тот злится), однако, в некотором смысле, случайным образом "срезает углы" с использованием некоторых уже существующих цепочек. Второе требует больше времени, однако, выдает результаты, основанные на логике и последовательности умозаключений. Считается, что во время размышлений два типа взаимодействуют, а иногда и мешают друг другу. В сентябре 2011 года в Journal of Experimental Psychology появилась статья, авторы которой показали, что, чем больше человек полагается на интуитивное мышление, тем больше он религиозен. В этой работе ученые высказали гипотезу, что с аналитическим мышлением ситуация противоположная - чем больше человек на него полагается, тем слабее его вера. В рамках опубликованной в Science работы ученые проверяли именно эту гипотезу. Для этого они отобрали некоторое количество добровольцев, которых случайным образом разделили на две группы. Членам первой группы давали смотреть картинки и решать задачи, активизирующие аналитическое мышление, в то время как во второй группе показывали картинки и задачи, активизирующие интуитивное мышление. После этого испытуемым предлагалось ответить на некоторый список вопросов, целью которого было выяснение уровня их религиозности. Во второй части испытания ученые раздавали людям два вида вопросников. В первом текст был напечатан обычным шрифтом, а во втором - сложным для чтения (ранее психологи показали, что разбор написанного сложным шрифтом текста активизирует аналитическое мышление). Сравнив результаты разных исследований, психологи установили, что рациональное мышление действительно снижает уровень религиозности. При этом сами ученые признают, что выводы их работы будут проверяться - они отмечают, например, что заявляемый людьми уровень религиозности и действительный могут отличаться. Также специалисты указывают, что изменения при включении аналитического мышления совсем небольшие. "Мы не превращаем людей в атеистов," - приводит ScienceNOW слова одного из авторов исследования.
2012	Психологи установили, что концепция числовой прямой, используемая в математике, не является врожденной идеей, а формируется в процессе обучения. Статья ученых появилась в журнале PLoS One. По словам руководителя группы исследователей Рафаэль Нуньэса, новые результаты показывают, что "математика не является универсальным языком Вселенной", поскольку многие фундаментальные концепции являются результатом образования и воспитания. В рамках работы ученые провели тестирование представителей племени юпно, обитающего в Папуа-Новой Гвинее. Отличительной особенностью этого племени является то, что у них нет письменности, они не используют геометрические измерения, однако владеют арифметикой для чисел свыше 20 (что у диких племен большая редкость). На первом этапе работы ученые раздавали участникам эксперимента (они были взрослыми членами племени, не получавшими систематического образования вообще) карточки, на которых было нарисовано несколько точек. После того, как исследователи убеждались при помощи апельсинов, что испытуемые ассоциируют карточки именно с числами, они брали рисунок отрезка. Участникам опыта объясняли, что на концах отмечены единица и, например, десятка. После этого испытуемым предлагалось разместить на отрезки числа. Юпно расставляли числа таким образом, что меньшие были рядом с единицей, а большие - с десяткой. При этом они полностью игнорировали середину. отрезка. Они также не стремились расставить числа равномерно. Сравнив результаты опыта с результатами других групп (взрослые юпно, которые получали образование, и контрольная группа в Калифорнии), ученые пришли к выводу, что концепция числовой линии не является врожденной. Ученым также удалось проверить, что эта концепция не связана с восприятием времени. Оказалось, что юпно, говоря о прошлом, всегда указывают вниз по склону холма, в то время как будущее располагают вверх по склону. Так они делают в независимости от собственного положения в пространстве. Примечательно, что в 2008 году в Nature вышла статья, авторы которой показали, что способности людей к математике являются врожденными. Авторы работы работали с американскими школьниками.
2012	Ученые из Швейцарии объяснили альтруистичное и эгоистичное поведение объемом одного из участков коры головного мозга. Как сообщает EurekAlert!, исследование провела группа специалистов Цюрихского университета под руководством Эрнста Фера (Ernst Fehr). Отчет об их работе опубликован в журнале Neuron. Исследователи изучали строение задней части боковой борозды мозга, в этом участке расположен стык его височной и теменной долей. Основываясь на результатах предыдущих исследований, ученые предположили, что объем этого участка коры правого полушария, а также его активация в различных ситуациях влияют на то, насколько бескорыстно поступает человек. Фер и его коллеги предложили добровольцам сыграть в игру, в ходе которой каждому участнику исследования предстояло разделять денежные суммы между собой и анонимным партнером. При этом ученые оценили объем серого вещества в височно-теменном стыке коры добровольцев, а также активность этого участка коры в процессе принятия решения о распределении средств. Оценив полученные данные, ученые пришли к выводу, что для более щедрых участников характерен больший объем серого вещества височно-теменного соединения. Исследователи также выяснили, что активность этого участка повышалась с увеличением трудности принимаемого решения, в частности, когда добровольцы достигали порога той суммы, которую они были готовы безвозмездно передать партнеру. По словам авторов исследования, повышение активности коры височно-теменного соединения обусловлено тем, что человеку приходится преодолевать свою эгоистичную природу, когда он хочет бескорыстно помочь кому-либо.
2012	Ученые из Великобритании и США показали, что в социальных группах стремление наказать оппортунистов вызывается не желанием отомстить, а чувством несправедливости в ответ на изначально неравные условия игры. Работа опубликована в журнале Biology Letters. Эксперимент, в котором участвовали 560 добровольцев, был одной из вариаций известной игры "ультиматум". Участники получали от экспериментаторов деньги и делились на пары, состоящие их честных игроков и обманщиков (cheaters). Последние могли украсть у первых 20 центов, но могли этого и не делать. Честные игроки не имели такого выбора, однако они могли наказать жуликов, заплатив за это из своих собственных денег 10 центов. Такое наказание называется альтруистическим, так как несет ущерб для выигрыша участника эксперимента. Оказалось, что склонность наказывать обманщиков зависит от изначального распределения денег в паре. Если даже с учетом украденных денег суммарный выигрыш обманщика не превышал выигрыш честного игрока, то уровень наказаний был низким (с такой же частотой честные игроки наказывали даже тех, кто не жульничал). Если же обманщикам удавалось добиться суммарно большего выигрыша, чем у честных игроков, то желание наказать обманщика возрастало более чем в два раза. Авторы статьи считают, что эти данные указывают на мотивацию альтруистического наказания. По их словам, она связана не желанием отомстить (reciprocity), а чувством несправедливости в ответ на изначально неравные условия (inequity aversion). Если бы наказание соответствовало только факту воровства или количеству украденных денег, сложно было бы объяснить, почему стремление наказать обманщика зависит от его итогового выигрыша. Игры, подобные "диктатору", "ультиматуму" или "общему делу" ученые используют для того, чтобы понять, какие нейробиологические и эволюционные механизмы лежат в основе альтруистического поведения. Установлено, что альтруистическое наказание позволяет усилить кооперацию в группе и увеличивает ее шансы на выживание. Функциональная томография показала, что удовольствие от альтруистического наказания связано с активацией особой зоны в полосатом теле мозга.
2012	Американские ученые обнаружили, что эйфория при употреблении алкоголя связана с выделением опиоидных нейромедиаторов эндорфинов в соответствующих областях мозга, сообщает Medical Xpress. Как давно известно, эндорфины – короткоживущие нейромедиаторы пептидной природы – наряду с энкефалинами обеспечивают деятельность антиноцицептивной (противоболевой) системы. Помимо обезболивания они вызывают чувство физического и психического комфорта и эйфории, за счет чего действующие на те же рецепторы наркотические анальгетики часто вызывают пристрастие и зависимость. Предположения о действии этилового спирта на опиоидную систему существуют уже в течение 30 лет, однако четкого научного подтверждения не имели. До недавнего времени было доказано лишь влияние алкоголя на обмен таких нейромедиаторов как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), ацетилхолин, глутамат и серотонин. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско пригласили для участия в эксперименте 13 сильно пьющих и 12 мало пьющих добровольцев. Всем им проводилась позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) мозга. На первой стадии эксперимента всем участникам ввели помеченный радиоактивной меткой опиоидный анальгетик карфентанил и убедились, что он связывается с соответствующими рецепторами в прилежащем ядре (важнейшей структурой "центра удовольствия") и орбитофронтальной коре, отвечающей за эмоциональные реакции и принятие решений. В ходе второй стадии добровольцам предлагали выпить порцию алкоголя, после которой снова вводили меченый карфентанил. Как показала ПЭТ, анальгетик в этом случае не связывался с опиоидными рецепторами, поскольку они были "заняты" эндорфинами, выделившимися под влиянием спиртного. При этом участники эксперимента сообщали о чувстве эйфории от приема алкоголя. Подобное действие этилового спирта на опиатную систему было продемонстрировано впервые. "Полученные результаты являются первым четким свидетельством того, как именно алкоголь вызывает приятные ощущения", - заявила руководитель исследования Дженнифер Митчелл (Jennifer Mitchell). Также выяснилось, что выделение под действием алкоголя эндорфинов в прилежащем ядре вызывает чувство эйфории у всех добровольцев, а в орбитофронтальной коре – только у сильно пьющих, что дает дополнительную информацию о физиологических основах алкогольной зависимости.
2012	Немецкие ученые обнаружили в мозге макак связанные с самосознанием нейроны, которые присущи только людям, человекообразным обезьянам, китам и слонам, говорится в сообщении на сайте института Макса Планка. Открытие сделано Генри Эврардом (Henry Evrard) и его коллегами из Института биологической кибернетики общества Макса Планка и опубликовано в журнале Neuron. Нейроны фон Экономо, или веретенообразные нейроны, впервые были описаны в 1929 году. Эти уникальные клетки в три раза больше пирамидальных нейронов и находятся в глубоко расположенных участках коры головного мозга. Нейроны фон Экономо имеют форму веретена и отвечают за быструю обработку информации и специфические мысленные представления, которые связаны с развитием социальных отношений. Также эти клетки помогают передавать нейронные сигналы из глубоких внутренних частей коры к другим участкам мозга. Отклонения в развитии веретенообразных нейронов связаны с заболеваниями, для которых характерно искажение реальности, нарушение речи и мышления, ограничение социальных контактов. На ранней стадии находятся исследования взаимосвязи этого вида нейронов с болезнью Альцгеймера, при которой погибает до 60 процентов веретенообразных нейронов передней поясной коры. Эврард с коллегами обнаружили примитивный аналог человеческих веретенообразных нейронов во фронтоинсулярной коре головного мозга макак. Этот участок мозга играет важную роль в самосознании, возникновении эмоций, в частности любви, ненависти, уверенности в себе и смущении. Повреждение фронтоинсулярной коры ведет к апатии и невозможности определить, какие чувства переживает сам человек или его собеседник. Те же признаки встречаются и при аутизме. "Теперь филогенез нейронов фон Экономо требует повторного исследования. Наиболее важно, что благодаря открытию появилась возможность детального изучения функций и физиологии этих специфических нейронов", - отметил Эврард. Ученый считает, что исследование веретенообразных нейронов и их связи с другими областями мозга у обезьян может помочь в изучении эволюции самосознания людей, причин возникновения таких заболеваний, как аутизм, и даже вредных привычек вроде наркотиков или курения.
2012	Нейробиологи из университета Монэш (Мельбурн, Австралия) нашли участок головного мозга, ответственный за периферическое зрение и предполагают, что их открытие поможет в лечении панических расстройств и болезни Альцгеймера у людей. Работа опубликована 24 июля в журнале Current Biology. Исследуя мозг обезьян-мармозеток, ученые выяснили, что небольшая область древней лимбической системы, расположенная между гиппокампом и первичной зоной зрительной области (17-е поле Бродмана), коренным образом отличается по своим характеристикам от других изученных на данный момент зрительных областей мозга. Эта область реагирует на быстро перемещающиеся объекты, увиденные периферическим зрением и отвечает за мгновенную реакцию организма на потенциальную опасность. В частности, оказалось, что между изученным участком и отделами мозга, контролирующими внимание, а также эмоциональные и двигательные реакции, существует "прямая линия", что невероятно увеличивает скорость реакции, делая ее фактически рефлекторной. В то же время механизм обработки визуальной информации, приходящей из других зрительных областей мозга, устроен более сложно и занимает больше времени. Такой упрощенный параллельный путь реагирования на зрительные раздражители, скорее всего, обеспечил выживание высших млекопитающих в процессе эволюции, полагают авторы. По словам одного из авторов работы, доктора Синь Хао Юй (Hsin-Hao Yu), которого цитирует Medical Xpress, предыдущими исследованиями обнаружена гиперактивность изученного участка мозга у людей, страдающих паническими расстройствами, в частности агарофобией (боязнь открытых пространств). Кроме того, известно, что эта область мозга задействована при болезни Альцгеймера. Как отметил доктор Юй, новая информация помогает понять, почему при этом заболевании нарушается ориентация в пространстве и теряется устойчивость. По мнению ученых, их открытие дает новый взгляд на фундаментальные процессы, происходящие в головном мозге, и может помочь в понимании того, как именно нужно лечить связанные с дисфункцией изученной ими области заболевания.
2012	Ученые сравнили способности к обучению детей разного возраста и птиц. По словам авторов, им удалось обнаружить различие в том, как те и другие выполняют задания на сообразительность. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. Известно, что некоторые птицы (особенно представители семейства врановых - грачи, сойки и вороны) способны выполнять весьма сложные задания. Например, они могут достать из узкой трубки еду, которая плавает на поверхности жидкости. Если уровень жидкости недостаточен для того, чтобы птица могла его достать, она бросает в трубку камешки, из-за чего уровень жидкости поднимается. Ученые решили предложить три варианта такого же задания детям и установить, как его выполнение будет отличаться у людей и птиц. Во всех вариантах эксперимента от юных добровольцев требовалось достать из сосуда плавающий шарик, который потом можно было обменять на наклейку. В первом варианте испытуемым предложили две трубочки, одна из которых была наполнена водой, а вторая - опилками. К ним прилагались камешки, используя которые можно было поднять уровень жидкости и достать призовой шарик. Во втором варианте была только одна трубка с шариком (наполненная водой), но к ней прилагалось два типа камушков - обычные и пробковые. В третьем варианте эксперимента испытуемым предлагали три наполненных водой цилиндра разного диаметра. В среднем цилиндре, настолько узком, что туда нельзя было бросить камешки, плавал призовой шарик. Внешне этого было не видно, но под столом два из трех цилиндров были соединены друг с другом. Поэтому, бросая камешки в один из широких сосудов можно было повышать уровень воды в центральном узком сосуде. В эксперименте принимало участие восемьдесят детей возрастом от 4 до 10 лет. На выполнение задания им давали только пять попыток и две минуты времени. Старшие дети ожидаемо справлялись с заданием лучше младших - к восьми годам большинство детей получало желаемый приз во всех трех вариантах эксперимента с первой попытки. Успехи более юных участников были хуже, но их обучение сильно отличалось от того, которое демонстрировали птицы. Если с первыми двумя заданиями сойки могли справиться методом проб и ошибок, то с третьим заданием могли справиться только дети. По словам исследователей, соек сбивало с толку крайне необычное поведение жидкости в первом эксперименте. Дети же, по мнению авторов, об этом не задумывались и перебирали все возможные варианты поведения вне зависимости от того, имеют ли они "физический смысл". По словам исследователей, "Дети приступали к заданию не задумываясь о том, что возможно, а что невозможно. Если бы они это делали, они никогда бы не справились с заданием. Именно поэтому они так любят магию". В предыдущих экспериментах, когда была показана способность птиц справляться с "задачей Архимеда" участвовали другие представители врановых - грачи. Они продемонстрировали понимание физической основы явления - предпочитали маленьким камням большие и избегали плавающих предметов.
2012	Макак-резусов обучали следить на экране компьютера за движущимися точками. Животные должны были перевести взгляд на ту точку, которая загоралась ярче остальных. Во время обучения биологи наблюдали за тем, какая область мозга участвует в выполнении задания. Для этого использовали функциональную МРТ, которая показывает активность клеток в различных областях нервной ткани. Когда авторы установили, какая зона мозга отвечает за обучение, они ввели обезьянам вирус, содержащий ген светочувствительного ионного канала. Под воздействием света такой канал, способен вызывать активацию нейрона. Поскольку вирус встраивался только в те клетки, которые находились в найденной зоне мозга, это давало возможность при помощи света избирательно активировать нужные нейроны. Исследователи заново повторили визуальные тесты с обезьянами. На этот раз перед выполнением задания их мозг облучали светом (для этого использовали тонкое оптическое волокно). Оказалось, что такая активация способна улучшить результаты обезьян не менее чем на 10 процентов. Кроме того, согласно неопубликованным данным, чем задание сложнее, тем это процент выше. Ранее ученые показали, что подобные оптогенетические методики можно использовать для изучения памяти. В недавно опубликованной работе исследователи показали, что активатором памяти могут быть всего несколько нейронов.
2012	Ученые определили наследственные особенности, обладание которыми связано с лучшей проводимостью электрических сигналов в мозге и повышенными результатами тестов на интеллект. Работа опубликована в журнале Journal of Neuroscience. В исследовании участвовало 472 добровольца из Австралии, в числе которых были 85 пар генетически идентичных (однояйцевых) близнецов, 100 пар неидентичных близнецов, их родные братья и сестры. В ходе эксперимента добровольцы выполняли тесты IQ и проходили магнитно-резонансную томографию. Ученые обращали внимание на объем отдельных структур мозга и особенности проведения нервных импульсов нейронами. Исследователи измеряли электрическую изоляцию индивидуальных нервных волокон - чем она выше, тем быстрее нейроны проводят сигналы. Полученные результаты сопоставлялись с генетическими данными добровольцев. Авторам удалось найти 24 варианта шести генов, обладание которыми было связано с лучшей электрической проводимостью в мозге. Эти варианты представляли собой однонуклеотидные полиморфизмы (SNP) - изменения в последовательности гена размером в один нуклеотид. Помимо лучшей электрической проводимости, некоторые из обнаруженных полиморфизмов также были связаны с повышенными на несколько пунктов результатами тестов IQ. Судя по проведенному анализу, гены, в которых были обнаружены полиморфизмы, представляли собой функциональную сеть - обладание удачным вариантом одного из них повышало эффективность работы другого. Другими словами, "интеллектуальные" полиморфизмы обладали синергическим эффектом. Ранее эти же авторы опубликовали работу, где обнаружили генетические особенности, влияющие на объем гиппокампа - структуры мозга, связанной с памятью и эмоциями.
2012	Размеры мозга и уровень интеллекта оказались связаны с различными вариантами гена HMGA2, сообщает New Scientist. К такому выводу пришла международная группа исследователей под руководством Пола Томпсона (Paul Thompson) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, США. Статья ученых опубликована в журнале Nature Genetics. Авторы работы проанализировали медицинские данные более 21 тысячи человек, среди которых жители Северной Америки, Европы и Австралии. Участники, помимо расшифровки генома, прошли функциональную магнитно-резонансную томографию головы, в ходе которой были определены размеры их мозга. Кроме того, добровольцы сдали тест на развитие умственных способностей. Значимые отличия исследуемых показателей были выявлены у носителей различных вариантов гена HMGA2, кодирующего одноименный белок, который регулирует процесс транскрипции (перенос наследственной информации с ДНК на РНК). Коэффициент интеллекта у носителей двух С-вариантов гена (около 25 процентов участников) оказался в среднем на 1,3 балла выше, чем у носителей С- и Т-вариантов (половина добровольцев), и на 2,6 балла выше, чем у обладателей двух Т-вариантов. Аналогичная взаимосвязь была выявлена и для общих размеров головного мозга, которые в каждой из указанных групп отличались на 0,6 процента. Исследователи также выяснили, что различным вариантам гена TERT соответствовало изменение размеров гиппокампа на 1,2 процента.
2012	Американские ученые пришли к выводу, что синестезия является нормальным качеством всех новорожденных, достигая пика к двухмесячному возрасту и постепенно исчезая после этого, сообщает Medical Xpress. Синестезией называется особенность восприятия, заключающаяся в том, что сигнал, воспринимаемый одними органами чувств, автоматически вызывает ощущения, соответствующие другому органу чувств. Наиболее ярким примером такого восприятия является так называемый "цветной слух", когда определенные звуки воспринимаются как обладающие различными цветами. Так же цвета, звуки, вкусовые и тактильные ощущения могут связываться с графическими знаками, геометрическими фигурами и словами. К настоящему времени описано более 50 видов синестезий. Они встречаются примерно у одного-двух процентов взрослых людей. Тем не менее, большинство исследователей в этой области считают, что все дети являются синестетами при рождении: их мозг бурно развивается, формируя множество связей между отделами. Затем, когда новорожденные учатся распознавать и разделять формы, цвета, звуки и т.д., ненужные более связи прерываются. Некоторые из них сохраняют часть таких связей, сохраняя синестезию на всю жизнь. Доказать эту гипотезу было непросто, поскольку младенцы не могут рассказать о своих ощущениях. Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали тест, позволяющий проверить наличие синестезии в самом раннем возрасте. Для этого они создали два идентичных изображения, состоящих из черных треугольников, и поместили их рядом на фоны разных цветов. Затем они продемонстрировали эти изображения 15 двухмесячным детям и измерили время, в течение которого их глаза фиксировались на каждой картинке. После этого эксперимент повторили, заменив треугольники кругами. Как пояснила исследователь Карен Добкинс (Karen Dobkins), если бы форма не зависела от цвета, дети рассматривали бы все картинки в течение одного времени. Однако это время различалось на 12-14 процентов. По мнению ученых, это происходило из-за разницы контрастов между синестетическим цветовым восприятием формы фигур и цветом фона. Выяснилось также, что время взгляда на картинки сильнее всего различалось у двухмесячных детей. Разница становилось меньше у трехмесячных и полностью исчезала к восьми месяцам, что дает представление о том, когда проходят синестезии.
2012	Ученые Стенфордского университета, проведя сканирование головного мозга детей, которым показывали разные видеоклипы, обнаружили участки, которые активируются при виде смешного, сообщает MedicalXpress. В исследовании, результаты которого публикует Journal of Neuroscience, участвовали 15 детей, мальчиков и девочек с нормальным умственным развитием в возрасте от шести до 12 лет. Сканирование проводили методом функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI). Видеоклипы были распределены по трем категориям - смешные, позитивные и нейтральные. Для оценки демонстрационного материала (до проведения fMRI) были привлечены другие дети. При просмотре смешного видео у испытуемых активировались два участка головного мозга, которые так же реагируют на юмор у взрослых людей. У детей наблюдалась повышенная активность в месте смыкания височной, затылочной и теменной долей мозга. Здесь происходит обработка неконгруэнтных стимулов, т.е. неожиданной информации. Однако у детей, в отличие от взрослых, эта область активируется в обоих полушариях (у взрослых при просмотре комиксов была зарегистрирована активность в зоне смыкания трех долей только в левом полушарии). Кроме того, у детей, как и у взрослых, при просмотре смешных клипов активировалась "система поощрения" головного мозга. По оценкам исследователей, чем старше ребенок, тем меньше активируется у него система поощрения в ответ на смешные сигналы. При просмотре позитивных клипов у детей активировалась только система поощрения, но не область обработки неконгруэнтных стимулов. Это предполагает, что ключевым элементом в восприятии юмора не только для взрослых, но и для детей является неожиданность. Видеоклипы из категории нейтральных не вызывали активации ни в месте смыкания височно-затылочно-теменной долей, ни в системе поощрения. "Юмор очень важен для эмоционального и физического здоровья, развития когнитивных способностей и поддержания отношений", - напоминает руководитель исследования Аллан Рейсс.
2012	Ученые из Стенфордского университета предложили способ подсознательно запоминать информацию так, чтобы ее нельзя было передать другому лицу даже под угрозой "последнего аргумента криптоанализа". Доклад о результатах исследования будет представлен на конференции USENIX. Авторы исследования создали компьютерную игру, в которой добровольцы должны были не давать случайно появляющимся на экране объектам упасть. Для этого нужно было нажимать ту клавишу на клавиатуре, которая соответствовала одному из шести мест, где появлялись объекты. Внешне игра напоминала советскую переносную консоль "Ну, погоди!". Кажущаяся случайной последовательность появления объектов повторялась более ста раз в течение 30-45 минут игры. Добровольцы, сами того не подозревая, запоминали эту последовательность - спустя две недели после эксперимента они справлялись с игрой гораздо лучше, если последовательность была той же. Исследователи показали, что такое обучение можно применить для аутентификации в качестве замены запоминанию пароля. Теоретические шансы случайного подбора использованной последовательности (30 шагов по шесть вариантов) оказались очень низкими. Основное преимущество предложенного способа аутентификации - невозможность передачи пароля другому лицу. Несмотря на то, что мозг добровольцев хранил информацию о последовательности, сами они не могли ее воспроизвести. В этом отношении такой способ аутентификации напоминает биометрию. В отличие от последней, он существенно более гибок и позволяет заменить скомпрометированный ключ на новый. Для этого достаточно просто провести новое обучение.
2012	Международная группа ученых обнаружила ген, обладатели которого имеют не только хорошую память, но и повышенный риск развития посттравматического стрессового расстройства (ПТСР), сообщает Nature. Группу специалистов из Бельгии и Германии возглавлял Доминик Д'Керван (Dominique de Quervain). Отчет о проведенном исследовании опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Для участия в исследовании были отобраны около 700 здоровых добровольцев. Ученые выяснили, каким вариантом гена PRKCA обладают участники. Этот ген кодирует фермент протеинкиназу С-альфа и влияет на формирование эмоциональной памяти. После этого испытуемым показали ряд фотографий, которые должны были вызвать ту или иную эмоциональную реакцию, и попросили кратко описать изображения по памяти. Обладатели двух копий одного из вариантов гена PRKCA (аллель А) лучше других описали показанные ранее фотографии. Хуже всех справились с этой задачей добровольцы с двумя копиями другого варианта (аллель G). Промежуточное положение по результатам эксперимента заняли носители разных вариантов PRKCA (по одному из каждой аллели). На следующем этапе работы исследователи изучили почти 350 человек, переживших геноцид в Руанде в 1994 году. У 134 из них было диагностировано ПТСР. Д'Керван отметил, что среди этих добровольцев значительно чаще встречались носители аллели А. По его словам, обладание такими вариантами PRKCA увеличивает риск развития посттравматического расстройства почти вдвое.
2012	Ученые установили, как именно поврежденные нейроны привлекают к себе клетки микроглии, помогающие регенерации нервной ткани. Работа опубликована в журнале Developmental Cell. Биологи работали на модельном объекте - мозге рыбки данио-рерио (zebrafish, Danio rerio), в геном которой были внесены гены флюоресцентных белков. Нейроны таких животных синтезировали флюоресцентный белок красного цвета, а вспомогательные клетки нервной ткани (которые называют микроглией), - зеленого. Так как мозг у мальков данио-рерио прозрачный, то за поведением клеток можно было наблюдать прямо через микроскоп. При повреждении одного из нейронов лазером, расположенные неподалеку клетки микроглии устремлялись к нему, окружали и поглощали остатки мертвой клетки. Удаление мертвых нейронов - важный этап при регенерации нервной ткани. Ученые установили, что привлечение клеток микроглии всегда сопровождается распространением кальциевой волны - возрастания содержания ионов Ca2+ в соседних нейронах. В норме она распространяется со скоростью около 1 миллиметра в минуту. Если заблокировать вход Ca2+ в нервные клетки, то кальциевая волна не возникает и микроглия перестает привлекаться к мертвым нейронам. Триггером, запускающим кальциевую волну, оказался нейротрансмиттер глютамат, который выходил из поврежденного нейрона в межклеточное пространство, - его блокирование тоже подавляло миграцию микроглии. Опубликованная работа имеет важное значение для понимания нормальных процессов развития, регенерации и распространения сигналов в мозге. Кроме того, процессы миграции микроглии могут играть свою роль при возникновении нейродегенеративных заболеваний. Однако для определения этой роли ученым придется переключится на мозг человека, ведь рыбки не страдают от болезней Альцгеймера и Паркинсона.
2012	Ученые установили, что микроглия играет значительную роль в развитии мозга – клетки микроглии удаляют менее активные синапсы, сообщает MedicalXpress. Результаты работы Бет Стивенс (Beth Stevens) и ее коллег опубликованы в журнале Neuron. В процессе развития мозга образуется избыточное количество синапсов. Впоследствии самые активные из них продолжают свое существование, а наименее используемые удаляются. В мозге взрослого человека в несколько раз меньше синапсов, чем у ребенка. Стивенс и ее коллеги исследовали роль клеток-фагоцитов центральной нервной системы (микроглии) в процессе удаления "лишних" синапсов на мышах. Они специальным образом пометили структуру мозга, участвующую в обработке зрительного сигнала (латеральное коленчатое тело). Ученые установили, что клетки реактивной микроглии, участвующие в уничтожении инфекционных агентов, содержат части синапсов меченых нейронов. Также они обнаружили меченые части синапсов внутри лизосом микроглии. Затем ученые исследовали активность синапсов, чтобы определить, какие из них подвержены удалению микроглией. При помощи лекарственных препаратов они увеличивали или уменьшали активность связанных с одним глазом нейронов, и каждый раз наблюдали большее количество удаленных синапсов в менее активном участке. В результате этого эксперимента было установлено, что микроглия "выбирает" для удаления менее активные синапсы. Стивенс и ее коллеги также доказали, что с удалением неактивных синапсов микроглией связана часть белков системы комплемента, предназначенной для гуморальной защиты организма от чужеродных агентов. Эти белки являются своеобразным сигналом и "показывают" клеткам микроглии подлежащие удалению синапсы. Это открытие имеет значение для лечения различных заболеваний, связанных с нарушениями в развитии мозга, а также объясняет возникновение у детей такого заболевания, как амблиопия. Она характеризуется частичной потерей зрения, при которой хорошо видит только один глаз, а другой глаз ослабевает из-за удаления синапсов и клеток в латеральном коленчатом теле.
2012	Ученые Стенфордского университета опубликовали в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) статью, в которой описано превращение клеток кожи мыши непосредственно в клетки-предшественники нервных, которые представляют три основных типа клеток в центральной нервной системе: нейроны, астроциты и олигодендроциты, сообщает Genetic Engineering & Biotechnology News. Исследователям при этом удалось обойти промежуточную стадию стволовых клеток. По словам руководителя работы Мариуса Вернига (Marius Wernig), "полученные результаты и их терапевтический потенциал привели его с коллегами в трепет". "Мы показали, что выращенные из клеток кожи (фибробластов) нервные клетки в головном мозге мыши интегрируются и производят белок, необходимый для передачи электрического сигнала между нейронами. Это важно, потому что мы используем мышей в качестве моделей для изучения заболеваний головного мозга человека", - поясняет Верниг. В своих экспериментах стенфордские ученые вносили в лабораторные линии зародышевых клеток мышей вирус с тремя факторами транскрипции (Brn2, Sox2 и FoxG1), уровень которых в клетках-предшественниках нервных клеток довольно высок. Спустя три недели каждая десятая клетка кожи приобрела внешние и функциональные признаки нервной клетки-предшественника. Присутствие клеток-предшественников нервных клеток исследователи подтвердили как in vitro, так и in vivo. In vitro было показано, что в трансформированных клетках активны те же гены, что и в обычных нервных клетках-предшественниках, а сами они имеют ту же форму, что клетки-предшественники. Трансформировавшиеся из клетки кожи клетки-предшственники дали начало разным типам нервных клеток, в частности, астроцитам и олигодендроцитам. В опытах с животными ученые вносили трансформированные клетки в головной мозг новорожденных мышей специальной линии. Это были грызуны, у которых не мог вырабатываться защищающий нервные волокна миелиновый слой. Спустя десять недель после пересадки новые клетки дифференцировались в олигодендроциты, благодаря которым образуется необходимая для нормальной функции нервной системы миелиновая оболочка нервных волокон. Клетки-предшественники нейронов, по мнению экспертов, могут найти широкое применение в биомедицинских исследованиях, поскольку их можно культивировать в большом количестве как для трансплантации, так и для скрининга лекарств. В прежних подобных опытах образованию клеток нервной системы из клеток кожи предшествовала стадия стволовых, а точнее, плюрипотентных клеток, которые могут превращаться во все типы клеток организма. Нервные клетки получали перепрограммированием клеток кожи с помощью нескольких факторов транскрипции, среди которых были и те, что активируют онкогены. Для того, чтобы продемонстрировать не только возможность и эффективность, но также безопасность подобной конверсии клеток кожи человека, по словам Мариуса Вернига, "придется много потрудиться".

2012	Биологи показали, что в мозге человека, в отличие от многих животных, не происходит образование новых обонятельных нейронов. В этом им помогли ядерные испытания полувековой давности. Работа опубликована в журнале Neuron. Сравнительно недавно биологи установили, что образование новых нейронов (нейрогенез) происходит не только у молодых, но и у взрослых животных. Обычно для определения уровня нейрогенеза лабораторным мышам, крысам или обезьянам вводят маркерные вещества, которые встраиваются только в синтезирующуюся ДНК делящихся клеток. Если проанализировать содержание таких веществ в образцах мозговой ткани, то можно узнать, каково в ней количество нейронов, образованных после введения маркера. Таким способом было показано, что у многих животных, особенно у грызунов, новые обонятельные нейроны образуются в течение всей жизни. Однако было непонятно, насколько это верно по отношению к обонятельным нейронам человека, ведь химический метод маркирования новых клеток невозможно применить к здоровым людям. Чтобы обнаружить нейрогенез в мозге человека, авторы решили использовать подход, похожий на химическое мечение, в котором, однако, токсичный химический маркер был заменен изотопом углерода 14C. Дело в том, что содержание этого изотопа в атмосфере Земли резко выросло после начала открытых ядерных испытаний в середине прошлого века. Концентрация 14C в атмосфере стала медленно снижаться лишь после введения ограничения на открытые ядерные испытания в 1963 году. Соответственно стала снижаться концентрация изотопа в пище и организме человека. Поэтому, проанализировав изотопный состав ДНК (она содержит углерод в своем составе), можно определить, в какое время эта нуклеиновая кислота была синтезирована. Авторы изучили образцы обонятельных луковиц мозга 15 умерших разного возраста, и установили, что нейроны каждого из них содержали ДНК, синтезированную приблизительно в год рождения. В образцах ученым не удалось найти ДНК, синтезированную во взрослом возрасте. Таким образом, между человеком и другими животными (в том числе грызунами и обезьянами) существует значительная разница в нейрогенезе обонятельных нейронов. По словам ученых, скорее всего это объясняется низким значением обоняния для выживания людей по сравнению с другими млекопитающими.
2012	Ученые установили, что мгновенное распознавание половой ориентации человека по чертам его лица зависит прежде всего от пропорций лица, а не его отдельных особенностей. Статья исследователей из Корнельского университета и Университета Вашингтона опубликована в журнале PLoS ONE. Исследователи демонстрировали добровольцам изображения лиц гетеро- и гомосексуалистов мужского и женского пола на протяжении 50 миллисекунд (1/20 секунды), после чего испытуемым нужно было очень быстро угадать половую ориентацию изображенных на фотографиях людей. Изображения показывались блоками по 112 штук, паузы между показами составляли не более секунды, непосредственно после демонстрации фотографии демонстрировали синтетическое псевдослучайное изображение. Фотографии (которые авторы исследования почерпнули из социальных сетей) были предварительно обработаны: у изображенных удаляли прическу, а фотографию делали черно-белой. В набор не включались фотографии с пирсингом, украшениями, татуировками, шрамами. Способы, при помощи которых мозг распознает лица, принято делить на две категории: распознавание отдельных особенностей (featural processing) - например, цвета и формы глаз, и распознавание общих черт (configural processing) - например, расстояния между глазами относительно других лицевых расстояний. Изображения демонстрировались испытуемым либо в нормальном, либо в перевернутом виде. Авторы указывают, что в перевернутом виде распознавание общих черт происходит гораздо хуже, чем в нормальном, в то время как распознавание отдельных особенностей лишь слегка затрудняется. Оказалось, что при демонстрации лиц в перевернутом положении испытуемые хуже угадывают половую ориентацию изображенных: точность угадывания у женщин падает с 65 до 61 процента, у мужчин с 57 до 53 процента (оба падения статистически значимы). По мнению авторов, это говорит о том, что угадывание половой ориентации в существенной степени основано на распознавании общих черт лица, а не их отдельных особенностей. В нескольких предыдущих работах уже было показано, что люди способны за очень короткое время (40-50 миллисекунд) распознавать половую ориентацию по чертам лица с точностью, достоверно отличающейся от случайной. Однако механизмы этого распознания и черты, на которое оно опирается до настоящего момента были в целом неизвестны.
2012	Немецкие ученые из Берлинского университета имени Гумбольта и Гетингенского университета установили, что крупный шрифт вызывает более сильный эмоциональный отклик у человека, чем мелкий. Статья ученых появилась в журнале PLoS ONE. В рамках работы ученые отобрали для тестирования 25 добровольцев. Их поместили в комнату, где на экран компьютера выводились слова с положительной, негативной и нейтральной эмоциональной окраской - например, "подарок", "смерть" и "стул" соответственно. Всего им показывали 72 различных слова. Участники эксперимента сидели на расстоянии порядка 60 сантиметров от экрана. Слова были написаны шрифтом Arial и появлялись в двух возможных размерах - 125 pt и 28 pt. Эмоциональный отклик испытуемых регистрировался при помощи электроэнцефалографии. Статистический анализ собранных данных позволил установить, что в случае демонстрации слова, набранного крупным шрифтом, эмоциональный отклик происходил в среднем на 10 миллисекунд раньше, чем в случае показа букв помельче. Кроме этого, отклик на крупный шрифт длился в среднем на 180 миллисекунд дольше. По словам ученых, обнаруженный ими эффект аналогичен обнаруженному в 2007 году. Тогда психологи показывали участникам эксперимента картинки разных размеров и типов (страшные, нейтральные, неприятные и с сексуальным подтекстом). В том опыте также было установлено, что большие картинки вызывают более быстрый и продолжительный эмоциональный отклик. Исследователи связали это с тем, что большой размер означает в некотором смысле близость объекта. То есть, например, большую картинку со страшным содержанием мозг расценивает как опасность, находящуюся совсем рядом.
2012	На рынок выпущено музыкальное устройство, помогающее недоношенным младенцам научиться сосать, сообщает ScienceDaily. Как известно, сильно недоношенные из-за недоразвитости нервной системы не могут правильно координировать сосательные, глотательные и дыхательные движения и потому не могут питаться самостоятельно. Научиться сосать - жизненно важная необходимость для таких младенцев. Профессор музыкальной терапии университета штата Флорида Джейн Стэндли (Jayne Standley) еще десять лет тому назад придумала, как помочь недоношенным. Свое детище она назвала Pacifier Activated Lullaby (PAL). Оно представляет собой электронное устройство в виде соски, в которую вмонтирован динамик. Когда младенец совершает сосательные движения, из динамика в качестве подкрепления раздается приятная, нежная мелодия колыбельной песенки. Музыка нравится ребенку и, чтобы она не пропадала, младенец старается продолжать делать сосательные движения. Длительные клинические испытания показали, что с PAL недоношенные дети овладевают искусством сосания в 2,5 раза быстрее, чем без этого устройства. Благодаря PAL длительность пребывания недоношенных в больничных условиях в среднем сокращается на пять дней. Медперсонал клиник, в которых испытывалось устройство, говорит о его удивительной эффективности. "Музыкальная соска" особенно актуальна в ситуации роста числа преждевременных родов во всех странах мира (в США этот показатель вырос на 36 процентов за последние 30 лет). Устройство уже получило американский патент и одобрение со стороны Управления по продуктам и лекарствам США (FDA). Компания Powers Device Technologies Inc., занимающаяся выводом нового медицинского продукта на рынок, начала продажи PAL в больницы по всему миру.
2012	Управление по продуктам и лекарствам (FDA) США в сотрудничестве с Калифорнийским университетом в Дэвисе и компанией Agilent Technologies запустили проект "100 тысяч геномов" (100K Genomes), сообщает GenomeWeb Daily News. В числе исполнителей проекта также Центры по контролю и профилактике заболеваний США (CDC) и Министерство сельского хозяйства (USDA). Реализация проекта предполагает чтение геномов целевых микроорганизмов с использованием новейшей "Технологии секвенирования следующего поколения" (Next-Generation Sequencing), которая отличается высокой пропускной способностью и точностью. Большая часть собранных бактериальных геномов будет представлена в виде черновых вариантов, которые будут сопоставляться с избранными полногеномными референсными последовательностями. Целью такого анализа является выделение генетических маркеров, связанных с определенными важными патогенными признаками. Проект рассчитан на пять лет, полученные данные будут переданы в открытую базу данных Национального центра биотехнологической информации при Национальных институтах здоровья в Бетесде. Как сообщают представители Калифорнийского университета, речь идет, в частности, о геномах таких патогенов как Salmonella, Listeria и Escherichia coli. Наряду с получением 100 тысяч геномов бактерий и вирусов предполагается разработка "дорожной карты", которая позволит разрабатывать тесты для идентификации патогенов и устанавливать их происхождение быстрее, чем это делается сейчас. Используя такую базу данных ученые смогут создать новые методы контроля распространения болезнетворных бактерий в пищевой цепи. Руководство проектом возложено на Барта Веймера (Bart Weimer), профессора факультета ветеринарии Калифорнийского университета в Дэвисе. По словам Веймера, "становится все яснее и яснее тот факт, что живучесть микробных патогенов и их способность проникать в пищевую цепь обусловлены генетической пластичностью, которая позволяет им проспосабливаться к любому окружению". "Отсутствие информации о геномах бактерий, имеющих отношение к продуктам питания, лишает ученых возможности обеспечить людей безопасным питанием", - добавляет он. Барт Веймер считает, что данные проекта "100 тысяч геномов" сделают диагностические тесты быстрыми, точными и экономичными". Предусмотренное проектом секвенирование будет проводиться в Калифорнийском университете, который в прошлом году заключил соглашение о совместном выполнении крупных работ по расшифровке ДНК и функциональной геномике с Пекинским институтом геномики (BGI). FDA предоставит более 500 полногеномных "черновых" последовательностей ДНК сальмонеллы, а также тысячи штаммов пищевых патогенов и биоинформатическую поддержку. CDC будет проводить экспертизу патогенов, передающихся с пищей и водой, чьи геномы предстоит расшифровать.
2012	Полинезийцы с острова Пасхи тесно контактировали с индейцами Южной Америки задолго до прихода европейцев. К такому выводу пришел иммунолог Университета Осло (University of Oslo) Эрик Торсби (Erik Thorsby). Результаты его работы опубликованы в журнале Philosophical Transactions of The Royal Society B. Торсби изучил образцы крови, собранные у чистокровных (по общему мнению) жителей острова Пасхи в период с 1971 по 2008 год. В первую очередь он проанализировал митохондриальные и Y-хромосомные гаплогруппы – совокупность схожих гаплотипов (наследуемых вместе различных форм генов, расположенных в определенном месте хромосомы). А затем гаплогруппы человеческих лейкоцитарных антигенов, связанных с иммунной системой. В большинстве случаев митоходриальная ДНК и лейкоцитарные антигены были схожи с ранее изученными образцами сугубо полинезийского происхождения. А некоторые образцы мужской крови содержали Y-хромосому с маркерами европейского происхождения. В то же время, было обнаружено и небольшое число человеческих лейкоцитарных антигенов, содержащих маркеры характерные для южно-американских индейцев. Известно, что большинство жителей острова Пасхи после 1860 года были насильно депортированы в Перу и порабощены. Однако, по утверждению Эрика Торсби, можно отследить появление южно-американских аллелей генов задолго до этого времени и даже до открытия Америки Колумбом. Помимо генетических, существуют и другие доказательства ранних контактов полинезийцев и индейцев. Например, сладкий картофель впервые появился в Андах, но широко распространился в Океании в доколумбову эпоху. Известны также сходства в языках, искусстве. Вместе с тем убедительных археологических доказательств пока не найдено. Ученые надеются, что исследования популяционной генетики человека могут пролить свет на раннюю историю двух цивилизаций.
2012	Генетики установили, что американские индейцы пришли на американский континент с территории современного Алтая. Статья ученых появилась в журнале American Journal of Human Genetics. В рамках работы ученые анализировали ДНК современных обитателей Алтая. Они сравнивали его с образцами, собранными на территории Казахстана, Китая, Монголии и других регионов России, а также с ДНК представителей различных индейских племен. По утверждению ученых, так как в анализе использовалось большое количество генетических маркеров, они могут считаться довольно точными. В результате исследователи обнаружили в гаплогруппе Q (она относится к Y-хромосомной ДНК) уникальную мутацию, которая роднит обитателей Алтая с северными племенами индейцев, которые считаются первыми из пришедших в Северную Америку. Аналогичные результаты были получены при анализе гаплогрупп C и D митохондриальной ДНК. Исследователи даже смогли установить, что обитатели южной части Алтая являются более близкими родственниками индейцев, чем обитатели северной части. Новые результаты подтверждают теорию о том, что заселение Северной Америки началось примерно 18-20 тысяч лет назад - именно тогда люди перешли из Сибири на Аляску. До недавнего времени ученые считали, что это процесс начался примерно 30 тысяч лет назад. В 2003 году в журнале American Journal of Human Genetics появилась статья, авторы которой передвинули время, когда началось переселение.
2012	Ученые из израильского медицинского центра имени Хаима Шиба обнаружили у американских индейцев мексиканского происхождения мутации в гене BRCA1, сходные с теми, которые характерны для евреев-ашкеназов. По мнению ученых, это может свидетельствовать о генетическом влиянии европейских эмигрантов, попавших в Америку около 600 лет назад. Работа принята к печати в журнале European Journal of Human Genetics. Ученые под руководством профессора Эйтана Фридмана (Eitan Friedman) проанализировали последовательности и генетическое окружение BRCA1 у представителей 115 семей по всему миру, несущих мутантную форму гена. Среди них, помимо ашкеназов, были иракские евреи, евреи из индийского города Коччи, из британского Манчестера, из Малайзии, а также представители 16 семей мексиканских индейцев из американского штата Колорадо. В исследовании были проанализированы 15 генетических маркеров, сопровождающих наличие мутации в BRCA1, что позволило ученым строить гипотезы о характере и времени разделения некогда единой популяции. Анализ представителей мексиканских индейцев показал, что они несут мутацию BRCA1, идентичную той, что характерна для ашкеназов. По мнению ученых, эта и другие генетические особенности являются свидетельствами того, что изгнанные из Испании евреи уже около шестисот лет назад эмигрировали в Америку, где вступали в браки с местными жителями. Позднее (около 200 лет назад) их потомки, несущие характерные мутации, переселились в Колорадо. Данная работа частично основана на исследованиях, проведенных профессором Джефри Вейтцелем. В 2005 году ему удалось показать наличие общего предка у 110 американских семей испанского происхождения. Попутно было обнаружено наличие в их геноме характерной для ашкеназов мутации BRCA1. Ген BRCA1 кодирует белок репарации ДНК. Мутации в нем связаны с повышенным риском возникновения рака, в особенности рака груди. Характерной особенностью ашкеназов является довольно высокая доля популяции (от 1 до 1,2 процентов), несущая мутантный BRCA1. Внутри этой доли у 90 процентов представителей встречаются всего три варианта мутации: 185delAG, 188del11, или 5382insC. Стоит отметить, что само по себе наличие одной из этих мутаций не говорит о происхождении их обладателя. Например, мутация 5382insC встречается, помимо ашкеназов, у немцев, австрийцев, греков, поляков и русских. Исследователи, занимающиеся популяционной генетикой, всегда анализируют большое количество разных наследственных маркеров.
2012	Группа генетиков провела масштабный анализ митохондриальной ДНК европейцев на предмет наличия африканских гаплогрупп и установила, что более 35 процентов африканских черт было приобретено европейцами еще 11 тысяч лет назад. Работа опубликована в журнале Genome Research. Для установления африканских корней исследователи изучали митохондриальную ДНК европейцев из разных стран. Это исследование было самым масштабным из тех, что проводились до настоящего времени. Авторы проанализировали представленность в митохондриальной ДНК гаплогруппы L, характерной для африканцев, живущих к югу от Сахары. Оказалось, что только около 65 процентов африканских черт было принесено в Европу вместе с исторически известными волнами миграции - во времена Римской Империи и арабских завоеваний Испании. Остальные 35 процентов попали в Европу около 11 тысяч лет назад. Биологи не решаются назвать точную причину древнего генетического обмена, но указывают, что он мог быть вызван миграцией европейцев к югу в период оледенения. Возвращаясь в Европу во время потепления, европейцы, по словам исследователей, могли принести африканские черты. Гаплогруппы - это группы родственно близких людей, несущих сходную ДНК, в данном случае митохондриальную. От поколения к поколению ДНК, в том числе и митохондриальная, накапливает мутации. Обычно мутации не приводят к каким-либо функциональным изменениям, а являются лишь маркерами происхождения. Группы людей несущих сходные генетические черты можно на их основе выделить в гаплогруппы и подгруппы. Митохондрии - органеллы, содержащиеся в каждой клетке тела человека и имеющие свою собственную ДНК. Из-за того, что митохондрии всех клеток человека являются потомками митохондрий яйцеклетки матери, их ДНК наследуются только по женской линии - от матери к детям. Популяционные генетики считают родиной женщины - последнего общего предка всех современных людей (митохондриальной Евой) Африку. Здесь произошло первое разделение человечества на гаплогруппы, представители одной из которых отправились в Евразию и стали предками современных европейцев.
2012	Генетики установили, что ледяной человек Отци был родственником современных жителей Сардинии. Статья исследователей появилась в журнале Nature Communications. Высохшая мумия, получившая прозвище Отци, была обнаружена в Альпах на границе Италии и Австрии в 1991 году. Благодаря уникальным условиям, останки древнего европейца прекрасно сохранились. В 2008 году ученые закончили расшифровку митохондриальной ДНК Отци, а в октябре на конгрессе по изучению мумий в Италии международная группа ученых сообщила, что им удалось расшифровать 98 процентов уже обычной ДНК. Теперь эта работа была доведена до конца - исследователи не только расшифровали 100 процентов ДНК, но и провели сравнительный анализ генного кода Отци с кодом ныне живущих людей. В результате, например, ученые установили, что у древнего европейца были карие глаза, он был родственником современных жителей Сардинии, у него была гиполактазия (непереносимость лактозы) и предрасположенность к сердечным заболеваниям. Кроме этого ученые говорят, что во время секвенирования генома из некоторых образцов были получены последовательности, которые соответствуют примерно 60 процентам генома Borrelia burgdorferi - переносчика болезни Лайма. Таким образом, авторы работы говорят, что это у Отци было первое заражение подобным заболеванием из известных на настоящий момент. В настоящее время Отци - одна из самых хорошо изученных мумий. Так, например, ученые установили, что он, скорее всего, был скотоводом, его убили стрелой, а за несколько часов до смерти он ел мясо козла. Кроме того, при жизни он страдал от атеросклероза и кариеса.
2012	Ученым удалось обнаружить у мумии ледяного человека Отци образцы крови, что позволило поставить под сомнение версию о быстрой смерти от попадания стрелы. Работа опубликована в журнале Journal of the Royal Society Interface. Несмотря на хорошую сохранность мумии, ученым до сих пор не удавалось обнаружить у Отци клетки крови. Ученые полагали, что из-за своей хрупкости все эритроциты в сосудах мумии успели деградировать. В настоящей работе исследователям удалось обнаружить образцы крови, но не в сосудах, а в районе раны от стрелы. Для этого авторы применили атомно-силовую микроскопию. Ученые обследовали рану, возникшую при попадании стрелы в левое плечо, с помощью атомно-силового микроскопа и обнаружили объекты, очень напоминающие по форме и размерам эритроциты - основные клетки крови. Кроме того, эксперты обследовали те же образцы с помощью спектроскопии, что позволило обнаружить в образцах наличие фибрина - белка, участвующего в заживлении ран. Количество обнаруженного фибрина было меньше, чем можно было бы ожидать, если бы рана Отци была совсем свежей. Фибрин присутствует в свежих ранах, но со временем разрушается, поэтому результаты ученых говорят о том, что ранение Отци получил за некоторое время (более суток) до смерти. С момента обнаружения в 1991 году причину гибели древнего человека, жившего 5300 лет назад, пытались установить разные группы исследователей. На теле Отцы были найдены следы попадания в левое плечо стрелы, колотая рана руки, повреждение спины твердым предметом (вероятно, камнем, пущенным из пращи) и свидетельства сильного удара по зубам. Большинство ученых до настоящего момента склонялось к версии о быстрой смерти в результате кровопотери от ранения стрелой, однако некоторые ученые высказывались о том, что древний человек был погребен своими соплеменниками. Отци является одной из самых исследованных на данный момент мумий в истории. Эксперты установили его возраст, род занятий, цвет глаз, определили последовательность его ядерной и митохондриальной ДНК, состав краски, использовавшейся для нанесения его татуировок и даже узнали, что в последний раз он ел на ужин.
2012	Исследователи из Института по изучению мумий и Ледяного человека в Больцано, Италия, совместно с немецкими коллегами из Института генетики человека при Университете Тюбингена и Саарландского университета опубликовали в Nature Communications новые данные анализа ДНК доисторического охотника, чье мумифицированное тело было найдено в Альпах 20 лет назад, сообщает Science Daily. Как показали исследования генома Отци, проведенные под руководством Альберта Цинка (Albert Zink) из института в Больцано, альпийский охотник, умерший 5300 лет назад, был предрасположен к сердечно-сосудистым заболеваниям. С этими данными согласуются результаты предшествующих анатомических исследований, в которых было выявлено, что артерии Отци забиты жировыми отложениями, а стенки сосудов кальцинированы. Наряду с высокой вероятностью атеросклероза у Отци, ученые отмечают, что он не страдал избыточным весом и, будучи охотником, вел физически активный образ жизни. "Свидетельства существования генетической предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям уже во времена Отци представляют для нас огромный интерес. Они указывают на то, что эти заболевания нельзя связывать исключительно с современным образом жизни, и мы намерены использовать данные Отци для изучения эволюции сердечно-сосудистых заболеваний ", - отмечает соавтор Цинка биоинформатик Андреас Келлер (Andreas Keller). Кроме генетической предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям, ученые обнаружили у Отци следы бактерий рода Borrelia, которые переносятся клещами и вызывают инфекционное заболевание боррелиоз, или болезнь Лайма. По словам Карстена Пуша (Carsten Pusch) из Тюбингена, "это старейшее свидетельство боррелиоза, указывающее на существование такой инфекции уже пять тысяч лет назад ". Наряду с болезнью Лайма и предрасположенностью к атеросклерозу у альпийского охотника была выявлена генетическая непереносимость лактозы (молочного сахара). Эта неспособность переваривать цельное молоко характерна для древних популяций, в которых еще не было развито молочное скотоводство, в частности, для обитателей Средиземноморского региона. Генетические особенности Y-хромосомы Отци указывают на то, что его предки имеют ближневосточное происхождение. В настоящее время Y-хромосома с таким гаплотипом встречается только на Средиземноморских островах - Сардинии и Корсике. Ранее в геномных исследованиях Отци было установлено, что у него были карие глаза, а не голубые, как предполагалось художественной реконструкцией лица охотника.
2012	Благодаря применению методов протеомики американским ученым впервые удалось выделить белковый профиль прижизненного иммунного ответа на бактериальную инфекцию у пятисотлетней мумии, установив тем самым, что в момент смерти болезнь находилась в активной стадии. Работа опубликована 25 июля в журнале PLoS ONE. Объектом исследования стали мумии пятнадцатилетней инкской девушки и двух детей помладше, обнаруженные археологической экспедицией в 1999 году у вершины вулкана Льюльяйльяко (Llullaillaco) в аргентинской провинции Сальта. Мумифицированные тела людей, похороненных заживо около пятисот лет тому назад, чрезвычайно хорошо сохранились благодаря уникальному микроклимату, сложившемуся на склоне вулкана - низким температурам, сухому воздуху, анаэробной среде и присутствию природных дезинфицирующих веществ. Как правило, выявление патогенных инфекций у мумий происходит на основании обнаружения в останках фрагментов ДНК бактерий. Однако этот метод позволяет лишь констатировать присутствие патогенной флоры в организме, но судить о том, был ли человек болен накануне смерти, на основании этой информации нельзя. Для преодоления этой проблемы авторы исследования применили методы протеомики - науки по изучению белков и их взаимодействий в организме. Они взяли мазки с тканей губ мумии девушки и мумии одного из детей, а затем сравнили обнаруженные белки с базой данных человеческих геномов. Оказалось, что белковый профиль, полученный с губ девушки, полностью совпадает с белковым профилем больных респираторной инфекцией, свидетельствующем об остром иммунном ответе организма. В частности, был обнаружен белок катепсин G, присутствие которого бывает связано с хронической обструктивной болезнью легких. Проведенный параллельно анализ ДНК показал присутствие в организме патогенной бактерии Mycobacterium, вызывающей заболевания верхних дыхательных путей и туберкулез. Кроме того, рентгеновское исследование легких мумии девушки показало наличие в них следов воспаления на момент смерти. При этом протеомическое исследование, анализ ДНК и рентгеновское обследование другой мумии не обнаружило свидетельств наличия респираторной инфекции. "Само по себе выявление патогенов в древних останках не является новостью, но до сих пор было невозможно определить, был ли инфекционный агент активным или латентным, - цитирует EurekAlert! руководителя группы, Анджелик Корфалс (Angelique Corthals) из колледжа криминальной юстиции имени Джона Джея при Городском университете Нью-Йорка. - Установление иммунного белкового профиля "пациента " дает возможность точно установить, был ли он болен в момент смерти ". Новая методика, по мнению Корфалс, может помочь в решении многих исторических и современных биомедицинских и криминальных загадок. Например, приблизиться к пониманию причин пандемии гриппа-испанки в 1918 году, или выявить, какие именно патогенные бактерии ответственны за гибель людей при эпидемиях, полагает Корфалс.
2012	Палеонтологи проанализировали строение внутреннего уха 15 вымерших видов приматов и на основе этих данных оценили скорости перемещения древних обезьян. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B. Ученые проводили магнитно-резонансную томографию черепов древних приматов и строили трехмерную модель внутреннего уха. Ее размеры и форму сравнивали с внутренним ухом ныне живущих приматов и других млекопитающих. В одном из отделов внутреннего уха - лабиринте, находятся механорецепторы, погруженные в жидкость и чувствительные к движению. Они работают как акселерометры и позволяют животному ориентироваться в пространстве во время движения. На основе сопоставления строения вестибулярного аппарата и образа жизни современных приматов было показано, что чем подвижнее животные, тем больше у них относительные размеры лабиринта. Поэтому, основываясь на строении внутреннего уха вымерших животных, можно делать выводы об их подвижности. Оказалось, что один из самых первых обезьянообразных приматов Apidium phiomense был не так быстр, как ранее считали ученые. Несмотря на конечности, приспособленные к лазанью, строение внутреннего уха Apidium говорит о том, что он был относительно медлительным животным. С другой стороны, древнейшая человекообразная обезьяна Proconsul оказалась проворней, чем думали ранее. Прежде считалось, что животное двигалось по веткам деревьев осторожно, как лемур, теперь же биологи сравнивают его с макакой. Полученные данные говорят о том, что движения его потомков - современных шимпанзе, горилл и орангутанов - стали сравнительно медленными уже после того, как предки человека выделились в отдельную эволюционную линию. Недавно палеонтологам удалось отыскать в Мьянме зубы древних приматов Afrasia djijidae, родственники которых стали предками всех высших обезьян. Очень похожие останки были найдены ранее в Африке на территории Ливии. Находка стала еще одним аргументом в пользу азиатского происхождения обезьянообразных приматов, от которых произошли в том числе и древние люди.
2012	Палеонтологи обнаружили в Мьянме зубы древнего примата, названного исследователями Afrasia djijidae. Примитивное строение зубов говорит о том, что предки обезьянообразных попали в Африку из Азии, а не возникли там изначально, как считалось ранее. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Впервые группа ученых под руководством Кристофера Берда из Музея естественной истории Карнеги (США) обнаружила останки древнего примата в 2005 году. Палеонтологам удалось найти один коренной зуб животного, жившего на территории современной Мьянмы около 38 миллионов лет назад. За шесть лет, на протяжении которых продолжались раскопки, исследователи отыскали всего 4 зуба, чье строение однозначно говорило о принадлежности их обладателя к самой примитивной (базальной) группе обезьянообразных. Ранее животных, очень напоминающих азиатских Afrasia djijidae, находили на территории Ливии. По строению зубов африканские Afrotarsius libycus были очень похожи на древнего примата из Мьянмы. По словам исследователей, они никогда ранее не наблюдали такой близости между африканскими и азиатскими приматами. Тем не менее автором новой находки удалось показать, что зубы Afrasia djijidae имеют более примитивные черты в своей микроанатомии, поэтому их обладатели должны быть древнее африканских Afrotarsius libycus. Авторы считают, что это свидетельствует о существовании миграции древних предков обезьян из Азии в Африку, которая проходила около 37 миллионов лет назад. К обезьянообразным, или высшим приматам, относят всех животных, которых по-русски принято называть обезьянами, в том числе и предков человека. Вместе с долгопятами обезьянообразные входят в группу сухоносых обезьян, один из двух подотрядов приматов. Ранее считалось, что обезьянообразные появились в Африке около 40 миллионов лет назад. За последнее десятилетие удалось найти множество свидетельств их существования в Азии в тот же период, что привело к широкой дискуссии среди ученых о родине предков человека и обезьян.
2012	Группа американских антропологов обнаружила в Эфиопии восемь окаменелых костей ступни, предположительно принадлежавших новому виду гоминид, которые жили одновременно с австралопитеками. Работа опубликована в журнале Nature. Сотрудники Кливлендского музея естественной истории проводили раскопки в Афарском районе Эфиопии, где ранее неоднократно находили останки австралопитеков, преимущественно относящихся к виду Australopithecus afarensis. В этом же районе был обнаружен известный скелет самки австралопитека Люси. Ученым удалось обнаружить кости ступни, которые редко сохраняются из-за своей хрупкости, но несут важную информацию о способе передвижения. Строение найденных костей указывает на то, что большой палец на ноге примата был противопоставлен остальным (подобно большому пальцу на руке человека). Такое строение ступни говорит о том, что конечность была приспособлена для лазанья по деревьям, а не прямохождения. Используя радиоизотопный анализ пород на месте находки, ученые установили, что возраст костей не превышает 3,4 миллиона лет. Последние гоминиды, имевшие подобное строение конечностей, - ардипитеки. Они обитали в Африке на 1,2 миллиона лет раньше. Нынешняя находка говорит о том, что одновременно с австралопитеками рядом жила группа гоминид, имеющая совершенно другую походку. Скорее всего, они населяли лесные участки, в отличие от населявших равнины австралопитеков. Установление факта прямохождения австралопитеков имело важное значение для антропологии и теории происхождения человека. Дело в том, что объем их мозга немногим превышает соответствующий показатель человекообразных обезьян, а до находки этих гоминид считалось, что развитие мозга должно предшествовать переходу к прямохождению. Возможно, обнаружение черепа обладателя найденной американскими антропологами ступни поможет прояснить причинно-следственную связь в этом вопросе.
2012	Международная группа ученых установила, что первые стоянки древних людей, мигрирующих из Африки, располагались в южной части Аравийского полуострова. Статья исследователей появилась в журнале The American Journal of Human Genetics. В рамках новой работы исследователи проанализировали 85 образцов митохондриальных ДНК жителей восточной Африки, Аравийского полуострова и Ближнего Востока. Образцы относились к редким гаплогруппам N1, N2 и X, которые близки к вариантам ДНК самых первых переселенцев из Африки. Анализируя наиболее часто изменяющиеся участки, ученые встроили своего рода "генеалогическое древо" митохондриальной ДНК. Ученые установили, что наиболее древней из изучаемых оказалась гаплогруппа N1. Ее возраст составляет примерно 56 тысяч лет. Из того, что переселение из Африки, по мнению ученых, началось примерно 60 тысяч лет назад, ученые полагают, что люди не успели продвинуться достаточно далеко. Таким образом, скорее всего, южная часть Аравийского полуострова была первым плацдармом, заселенным человеком. По словам исследователей, их результаты подтверждают доминирующую в настоящее время гипотезу о том, что расселение людей из Африки происходило поэтапно и через Аравийский полуостров. По некоторым другим теориям, люди расселялись по другим маршрутам, либо же двигались по нескольким направлениям сразу. Примечательно, что дата начала переселения человека из Африки, указанная в работе (60 тысяч лет), была оспорена в работе, опубликованной в PLoS One в конце ноября - начале декабря 2011 года. Авторы статьи использовали археологические находки (в частности, каменные инструменты, относящиеся к нубийскому комплексу), чтобы показать, что переселения началось 106 тысяч лет назад.
2012	Археологи обнаружили в пещерах Алтая новые следы пребывания первобытных людей - неандертальца и "человека алтайского". Об этом сообщает "Интерфакс" со ссылкой на заявление замдиректора Института археологии и этнографии Сибирского отделения РАН академика Вячеслава Молодина. По словам Молодина, "самые замечательные" находки прошедшего сезона были сделаны в пещере Чагырская на Алтае. Там были обнаружены многочисленные фрагменты костей человека. Антропологи определили их как останки неандертальцев. Также ученые сделали новые находки в Денисовой пещере, где, как было установлено ранее, обитал "человек алтайский" ("денисовец") - вид, отличный от неандертальца и "человека разумного". В пещере были найдены остроконечники, а также предметы искусства - подвески, костяная трубочка с орнаментом, костяная игла. Находки датированы тем же слоем (около 50 тысяч лет назад), что и останки "человека алтайского". Молодин особо отметил, что помимо орудий труда обнаружены свидетельства культурного развития. "Человек не только изготавливал каменные орудия для своих каких-то нужд, но и было развито и искусство", - констатировал ученый. По результатам исследований ДНК обнаруженных в Денисовой пещере зуба и фрагмента кости, ученые сделали вывод, что они принадлежали "человеку алтайскому". При этом одновременно с "денисовцами" недалеко от этой пещеры обитали неандертальцы и предки homo sapiens.
2012	Геологи обнаружили, что мощное извержение вулкана около 40 тысяч лет назад не могло стать причиной вымирания неандертальцев, так как произошло уже после резкого сокращения их числа. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Геологи анализировали микроскопический вулканический пепел - криптотефру, который в отличие от обычного пепла невозможно различить невооруженным глазом. Благодаря своему маленькому размеру частицы криптотефры путешествуют гораздо дальше и покрывают огромные территории. Ученые взяли пробы пепла в четырех пещерах на территории Европы, где были обнаружены артефакты, принадлежащие людям современного типа и неандертальцам. Кроме того, в работу включили и образцы из Ливии, Греции и нескольких точек Эгейского моря. Химический анализ показал, что все образцы относились к одному и тому же извержению, произошедшему неподалеку от современного Неаполя. Оказалось, что во всех четырех пещерах, криптотефра располагалась выше, чем обнаруженные там каменные орудия. Это значит, что изучаемое извержение произошло уже после того, как пещеры неандертальцев заняли современные люди. А значит, ни само извержение, ни вызванные им возможные климатические изменения не могли быть причиной исчезновения местных неандертальцев. Гипотеза, которая приписывает основную роль в исчезновении древних людей вулканическому извержению, известному как Кампанийский Ингембрит, утверждает, что выброшенный пепел вызвал похолодание атмосферы планеты на 2 градуса в течение трех лет и сильное изменение климата. Альтернативная группа гипотез подчеркивает значение конкуренции неандертальцев с современными людьми. Вулканическая гипотеза недавно получила косвенное подтверждение благодаря работе, согласно которой мощность знаменитого извержения была в 2-3 раза выше, чем считалось ранее. Настоящая статья говорит о том, что, по крайней мере на территории центральной Европы, неандертальцы исчезли до того, как произошло извержение. Как повлияло извержение на испанских неандертальцев, которые, по некоторым данным, могли продержаться на Пиренейском полуострове еще около 10 тысяч лет, пока не ясно.
2012	Палеонтологи обнаружили останки древних людей в пещере на юго-западе Китая, которые, возможно, принадлежат неизвестному ранее виду. Отчет о находке опубликован в журнале PLoS One. Кости трех древних людей были обнаружены в пещере Благородного Оленя неподалеку от города Мэнцзы в провинции Юньнань еще в 1989 году, но попали в руки исследователей только недавно. Останки четвертого экземпляра обнаружили в окрестностях местной деревни. Возраст останков, по оценкам исследователей, составляет от 14 500 до 11 500 лет, а значит, их обладатели жили одновременно с Homo sapiens, начинавшими заниматься земледелием в этом районе. Найденные черепа и зубы похожи между собой, но существенно отличаются как от современных, так и от древних людей. Они несут отдельные черты тех и других, кроме того, обладают и оригинальными особенностями. Авторы не решаются пока причислить обладателей останков ни к одному из ныне признанных видов человека. Из-за найденных в пещере фрагментов животных палеонтологи назвали их людьми Благородного Оленя, на которого они, по-видимому, охотились. До сих пор в азиатском регионе не находили останков возрастом менее 100 000 лет. Из этого многие авторы делали вывод об отсутствии в Азии гоминид до прихода Homo sapiens из Африки. Результаты данного исследования говорят о том, что, возможно, это не так. Останки могут принадлежать ранее неизвестному виду человека, жившему здесь до самого конца ледникового периода около 11 000 лет назад. С другой стороны, это могут быть кости потомков неизвестной волны исхода Homo sapiens из Африки. В последнее десятилетие с азиатским регионом были связаны как минимум два больших палеонтологических открытия - обнаружение Homo floresiensis ("Хоббита") на острова Флорес и секвенирование генома человека из Денисовской пещеры в Сибири.
2012	На основании анализа найденных в пещерах Пейсли окаменевших экскрементов и наконечников стрел археологи установили, что обитатели этих пещер пришли в Америку раньше представителей культуры Кловис. Две группы древних людей обитали в Америке 14-13 тысяч лет назад параллельно друг другу. Работа опубликована в журнале Science. Археологи под руководством Денниса Дженкинса из Орегонского Университета изучали пещеры Пейсли в течение нескольких лет. В 2008 году они уже опубликовали статью, в которой с помощью радиоуглеродного анализа найденных в пещере копролитов (окаменевших экскрементов) установили возраст стоянки в 14 тысяч лет. Эта работа, однако, вызвала критику научного сообщества из-за возможного загрязнения материала внешней ДНК и других технических недочетов. Ученые продолжили раскопки и провели более масштабный анализ. Им удалось получить 190 независимых результатов радиоуглеродного датирования из нескольких лабораторий. Углерод, соотношение изотопов которого показывает время жизни органического материала, выделяли из растительных остатков, а не из ДНК. Новые данные согласовывались как друг с другом, так и со старыми оценками. В месте раскопок были найдены каменные наконечники, технология изготовления которых сильно отличается от типичных наконечников культуры Кловис. Орудия из пещер Пейсли были толще и короче, чем наконечники типа Кловис, ни одного из которых в пещерах не было обнаружено. Данные археологов говорят о том, что 14-13 тысяч лет назад две группы древних людей жили в Америке параллельно друг другу, не смешиваясь. Такая датировка согласуется с только что опубликованном в журнале Nature анализом ДНК индейцев. Согласно ему, Америка заселялась в ходе трех волн иммиграции, первая из которых началась около 15 тысяч лет назад, когда обитатели Дальнего востока перешли через Берингов пролив.
2012	Ученые проанализировали ДНК охотников-собирателей, живших на территории Испании около 8 тысяч лет назад, и показали, что древние люди были генетически близки к географически отдаленным племенам современников. Работа опубликована в журнале Current Biology. В 2006 году ученые обнаружили в испанской пещере Ла Бранья-Аринтеро (La Brana-Arintero) скелеты двух мужчин-охотников. На них нашли украшения, сделанные из клыков благородного оленя, закрепленные в истлевшей одежде. Скелеты находились в нескольких метрах друг от друга. Останки обоих мужчин имели одинаковый возраст - около 8 тысяч лет. Исследователям удалось выделить из найденных костей ядерную и митохондриальную ДНК, определить в ней ключевые мутации и даже установить последовательность небольшой части генома. Генетический анализ результатов позволил сделать два ключевых вывода. Во-первых, древние охотники не были родственниками нынешних обитателей Испании - те пришли на Пиренеи гораздо позже, принеся с собой культуру фермерства из Азии. Этот вывод подтверждает многочисленные предыдущие исследования древнего населения Европы. Во-вторых, испанские охотники оказались представителями редкой среди современных европейцев гаплогруппы U5b. В нее входит половина всех исследованных на сегодняшний момент людей мезолита. Таким образом, охотники из испанской пещеры оказались довольно близкими родственниками своих современников, живших на территории Германии, Польши и Литвы. По мнению генетиков, это говорит о том, что племена охотников и собирателей, населявшие Европу до прихода земледельцев, жили не такими изолированными группами, как считалось ранее. Недавние исследования, проведенные на современных племенах охотников и собирателей показали, что они являются не настолько генетически изолированными, как считалось ранее. Прежде ученые думали, что племена объединяют преимущественно родственников, но по новым данным это оказалось не совсем так.
2012	Археологи обнаружили древнейшее археологическое свидетельство пребывания евреев на Пиренейском полуострове, датированное не позднее 482 года нашей эры. Могильная плита с надписью на иврите была найдена на юге Португалии недалеко от города Силвиш - сообщается на сайте Йенского университета имени Фридриха Шиллера. Ученые проводили раскопки на месте деревни, входившей в древнеримскую провинцию Лузитанию, которая занимала большую части нынешней Португалии. Здесь исследователи обнаружили могильный камень с надписями на латыни и изображением меноры. На обратной стороне мраморной плиты была высечена другая надпись. Установить, что надпись сделана на иврите и обозначает имя Иехиель (Yechiel), участникам раскопок помогли специалисты по древнееврейскому языку из Национального музея искусства Каталонии в Барселоне. Датировку могильной плиты авторы осуществили с помощью радиоуглеродного анализа. На месте раскопок в непосредственной близости от плиты среди камней были найдены оленьи рога. Содержание изотопов углерода в органическом веществе рогов позволило установить минимальный возраст артефакта - дату, когда плита вместе с рогами были засыпаны землей. Авторы указывают, что обычно даже иноязычное население Лузитании в рассматриваемый период пользовалось латынью, опасаясь репрессий. Более широкое распространения национальных языков оказалось возможным лишь после ослабления римского могущества. Важность находки, помимо древней датировки, заключается по словам авторов еще и в том, что еврейская могила была найдена в римской деревне - это свидетельствует о совместном проживании людей, более характерном для городов, чем для сельской местности. Древнейшие свидетельства еврейской письменности, найденные на настоящий момент в мире, имеют датировку 7-6 века до нашей эры.
2012	Профессор Оксфордского университета Питер Донелли (Peter Donnelly) предположил, что древнейшими жителями Британских островов являются валлийцы. К этому выводу ученый пришел на основании анализа генетического разнообразия жителей Альбиона, его слова приводит BBC News. Образцы, на основании которых генетик сделал свой вывод, были собраны на всей территории Британских островов. Ученые отбирали ДНК у жителей сельских районов Соединенного Королевства, причем степень удаленности от крупных городов учитывалась при анализе. В исследовании принимали участие только те добровольцы, бабушки и дедушки которых жили в том же районе, где и они сами. Среднее расстояние между населенными пунктами, где родились предки добровольцев, составляло 37,3 километра. Помимо генетического материала, исследователи также собирали сведения о фамилиях предков добровольцев. По словам профессора Донелли, валлийцы, во-первых, существенно отличались генетически от остального населения Великобритании и, во-вторых, несли меньше следов последовательных волн миграции на остров. В их ДНК ученые обнаружили черты, которые роднят валлийцев с "древними людьми, переселившимися в Британию в конце последнего ледникового периода". О ком именно идет речь, Донелли не уточнил. Дальнейший анализ показал, что северные валлийцы довольно сильно отличаются в генетическом плане от южных. По мнению Донелли, две группы приплыли на остров из разных мест: северные - из Ирландии, южные - с севера Франции. Впрочем, он оговаривается, что исторических свидетельств этого переселения пока не существует. Генетическую обособленность валлийцев профессор объясняет гористым рельефом Уэльса. По его мнению, именно он не дал пришедшим на остров англам, саксам и другим мигрантам полностью слиться с местным населением. Сведения о генетической обособленности валлийцев от других народов Британии появились более года назад. Тогда анализ полутысячи добровольцев показал, что мужчины-валлийцы часто несут необычную форму Y-хромосомы.
2012	Антропологи обнаружили, что действие естественного и полового отбора в человеческом обществе продолжалось по крайней мере до середины девятнадцатого века. Это противоречит распространенному мнению о том, что переход к аграрному обществу в целом устранил давление отбора на человеческую популяцию. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые обработали записи церковных книг о жителях нескольких финских деревень с 1760 по 1849 годы. В них содержались записи о рождении, смерти и вступлении в брак почти шести тысяч людей. Исследователи обращали внимание на количество человек, доживших до 15 лет, о доле вступивших в брак и родивших детей, о количестве браков в течение жизни. Данный период и территория были выбраны исследователями во-первых из-за того, что сельское хозяйство в обществе было высоко развито, а во-вторых из-за превалирования строгой моногамии, которая позволяла достаточно надежно делать выводы о количестве потомства на основе книжных записей. Авторы установили, что в исследованный период до 15 лет не доживала почти половина из родившихся, а из тех, кто доживал, 20 процентов не вступали в брак, и, соответственно, не передавали свои гены следующим поколениям. Таким образом, делают вывод ученые, борьба за существование в это время продолжалось на уровне, более чем достаточном для естественного отбора полезных и отбраковывания вредных генетических особенностей. Оказалось, что давление отбора не отличалось у имеющих земельные наделы и безземельных крестьян. То есть материальное состояние в аграрном обществе было не способно защитить его обладателей от негативного влияния среды. Исследователи также обнаружили наличие полового отбора в популяции, особенно у мужчин. Те из них, кто вступал в повторный и последующие браки в среднем оставляли больше потомства. У женщин такая зависимость оказалась слабее, вероятно из-за того, что мужчины чаще вступали в повторный брак с более молодыми партнерами. Один из авторов исследования, Александр Кортиол, затрудняется сказать, насколько велико действие отбора в современной популяции, особенно в развитых странах. По крайней мере 200 лет назад, по его словам, действие отбора было определяющим в формировании человека как вида.
2012	Антропологи обнаружили, что череп белого американца увеличился в размерах за последние 180 лет, сообщает EurekAlert!. Результаты работы группы ученых под руководством Ли Джантц (Lee Jantz) были представлены на ежегодной конференции Ассоциации американских антропологов (American Association of Physical Anthropologists). Антропологии изучили 1500 черепов белых американцев, собранных с середины 1800-х до середины 1980-х годов. В ходе исследования ученые установили, что размер черепа среднего американца увеличился. Оказалось, что высота мужского черепа увеличилась на восемь миллиметров, а женского — на семь. При этом объем черепа вырос на 200 кубических сантиметров у мужчин, и на 180 — у женщин, что примерно равно объему теннисного мяча. Таким образом, высота черепа среднего жителя США с конца 1800-х возросла на 6,8 процента, в то время как рост увеличился на 5,6 процента, а длина бедренной кости — всего на два процента. По словам ученых, размер черепа продолжает меняться и теперь, а вот повышение роста идет сниженными темпами. Изучая черепа, антропологи нашли подтверждение более раннему взрослению современников по сравнению с предками. Так, ранее замена хрящевого соединения клиновидной и затылочной костей черепа (клиновидно-затылочный синхондроз) костной тканью и срастание костей происходило примерно в возрасте 20 лет. У современных американцев кости срастаются гораздо раньше — в 14 лет у девочек и в 16 - у мальчиков. Антропологи не могут назвать точную причину увеличения размеров черепа у белых американцев. "Это может быть вызвано улучшением питания, снижением младенческой и материнской смертности и количества физического труда, а также устранением этнических барьеров при заключении браков. Мы не знаем, что из этого является основной причиной", - отметила Ли Джантц. Поскольку для статистической достоверности требовалось изучить большое количество черепов, исследователи использовали в своей работе только черепа белых американцев.
2012	Генетики установили, что светлый цвет волос некоторых меланезийцев определяется геном TRP1, что отличает их от европейских блондинов. Таким образом, эта особенность в истории человечества независимо появилась как минимум дважды. Работа опубликована в журнале Science. Около 5-10 процентов жителей Соломоновых островов в Меланезии имеют светлые волосы. Авторы сравнили ДНК 43 светловолосых добровольцев с ДНК 42 темноволосых и установили, что светловолосые отличаются прежде всего особой формой (аллелем) гена TRP1. У блондинов фермент, кодируемый геном TRP1, имеет всего одну аминокислотную замену, которая, по словам ученых, сильно снижает его активность. В популяции меланезийцев около 26 процентов населения несут мутантную форму гена. Только треть из них являются блондинами, так как мутация проявляется рецессивно (то есть только тогда, когда присутствует в двух копиях гена - полученных от отца и от матери). Авторы статьи провели генетический анализ еще 900 меланезийцев и более 900 других людей, живущих в разных местах планеты. Оказалось, что данная мутация не встречается нигде, кроме как на островах Тихого океана. У европейских блондинов цвет волос определяется другими генами, например MC1R, который имеет множество вариантов и кодирует рецептор, отвечающий за стимуляцию производства меланина. По оценкам ученых, меланезийская мутация появилась от 5 до 30 тысяч лет назад, однако не понятно как именно она достигла такой высокой частоты среди жителей Соломоновых островов. Возможно, это результат случайности, имевшей большое значение, когда популяция проходила очень малочисленный период, но возможны и другие объяснения. Ученые выдвигают две гипотезы о том, почему у некоторых людей светлые волосы. Одна из этих гипотез говорит о том, что светлые волосы появились как побочный продукт снижения количества мелатонина в коже. Оно потребовалось, чтобы увеличить количество производимого в коже витамина D во время миграции на север, где мало солнечного света. Эта гипотеза, очевидно, не подходит для объяснения большого числа блондинов в Меланезии. Другая гипотеза заключается в том, что блондины появились в результате случайной мутации и последовавшего полового отбора. Мужчины, по мнению некоторых генетиков, выбирали женщин со светлыми волосами, что и стало основой отбора.
2012	Американские генетики разработали методику, при помощи которой можно определить геном плода по образцам крови матери и слюны отца. Результаты работы группы ученых под руководством Джэя Шендью (Jay Shendure) из Вашингтонского университета опубликованы в журнале Science Translational Medicine. В настоящее время для диагностирования генетических заболеваний у плода используются две инвазивные процедуры: исследование околоплодной жидкости, взятой при помощи тонкой иглы (амниоцентез) и анализ пробы ворсинчатого хориона, образцы которого получают также с использованием иглы или пластиковой трубки. Обе процедуры опасны тем, что могут спровоцировать возникновение осложнений у ребенка, а в одном проценте случаев приводят к выкидышу. Шендью с коллегами разработали неинвазивную методику, которая позволяет выявить генетические отклонения у плода без риска осложнений. В основе метода лежит открытие, сделанное в 1997 году Деннисом Ло (Dennis Lo) из Китайского университета Гонконга (Chinese University of Hong Kong). Ло установил, что примерно 10 процентов внеклеточной ДНК, циркулирующей в кровотоке матери, принадлежит вынашиваемому ребенку. В ходе исследования генетики взяли образцы крови у женщин, срок беременности которых составлял 18,5 недель. Геном будущих матерей был "сконструирован" на основе анализа клеток их крови. Чтобы определить, какие участки циркулирующей внеклеточной ДНК принадлежат плоду, ученые сравнивали соотношение гаплотипов, полученных для материнского генома, с исследуемым. Если количество индивидуальных генетических вариаций в свободной циркулирующей ДНК не совпадало с материнским, значит, этот участок генома принадлежал плоду. Также ученые взяли образцы слюны отцов. Участки отцовского генома, обнаруженные во внеклеточной циркулирующей ДНК, и были унаследованы ребенком. Таким образом генетикам удалось воссоздать геном плода. Полученные результаты Шендью с коллегами подтвердили, когда провели анализ ДНК детей после рождения. Точность их предсказаний составляла 98 процентов. Повторное исследование ученые провели с участием женщин, находящихся на 8,2 неделе беременности - на таком сроке в материнской крови циркулирует гораздо меньше принадлежащей плоду внеклеточной ДНК. Точность результатов во втором случае составила 95 процентов. В геноме плода иногда возникают спонтанные, не наследуемые от родителей мутации — так называемые de novo мутации. При помощи своей методики ученые обнаружили 39 из 44 известных de novo мутаций у еще не родившихся детей.
2012	Перенесенное в детстве насилие оставляет след на генном уровне - у жертв укорачиваются теломеры, концевые участки хромосом, что может повлечь за собой сокращение продолжительности жизни и серьезные проблемы со здоровьем. К такому выводу пришла группа исследователей из университета Дьюка (Duke University), штат Северная Каролина. Их работа опубликована в журнале Molecular Psychiatry. Известно, что длина теломерных участков ДНК служит своего рода счетчиком клеточных делений: чем они короче, тем большее число делений прошло с момента рождения клетки-предшественницы, и, таким образом, длина теломер непосредственно связана с биологическим возрастом человека. Кроме того, предыдущие исследования обнаружили связь между стрессом и укорачиванием теломерных участков, а также зависимость между длиной теломер и развитием таких заболеваний, как диабет и старческое слабоумие. Ученые из университета Дьюка воспользовались базой данных, полученных в результате долговременного исследования, посвященного определению степеней влияния на развитие человека факторов генетики и окружающей среды. В исследовании принимали участие 1100 пар британских близнецов, наблюдение за которыми велось с рождения. Кроме информации о рационе питания, образовании, доходе, исследователи также опрашивали матерей близнецов о том, подвергались ли их дети различным формам насилия - прямому физическому насилию, запугиванию и угрозам во внешней среде или дома. Исследователи выделили группу из 236 детей, половина из которых пережила хотя бы одну из форм насилия. Используя образцы ДНК, взятые у них в возрасте пяти и десяти лет, ученые с помощью полимеразной цепной реакции измерили длину теломер, чтобы оценить, сколько раз происходило самокопирование этого участка гена. Было обнаружено, что у детей, подвергавшихся насилию, в среднем этот показатель значительно ниже, чем у благополучных. Кроме того, была установлена явная зависимость между количеством доставшегося ребенку негативного опыта и объемом уменьшения концевых участков ДНК. Таким образом, делают вывод авторы работы, дети - жертвы насилия будут быстрее стареть, больше болеть во взрослом возрасте и продолжительность их жизни, возможно, сократится по сравнению с теми детьми, у которых было благополучное детство. Между тем, исследователи обратили внимание на то обстоятельство, что у некоторых детей, подвергавшихся жестокому обращению в возрасте до пяти лет, но не позже, к десяти годам наблюдался небольшой рост теломер. В то же время, у детей, страдавших от насилия в интервале между пятью и десятью годами, произошло заметное укорачивание концевых участков ДНК. Авторы предполагают, что, с оглядкой на погрешность измерения, удлинение теломер могло стать следствием произошедших положительных изменений в жизни ребенка. Однако, поскольку случаи "отрастания" хвостовых участков ДНК никогда ранее не фиксировались, этот пункт вызывает сомнения у специалистов. Команда из университета Дьюка намерена продолжить работу и планирует снова взять у принимавших участие в исследовании детей, которым сейчас уже по 18 лет, образцы ДНК и провести измерение теломер, чтобы посмотреть, каким образом влияет на их длину изменение внешних условий.
2012	Стремительная утрата генов - генетический "распад", которым характеризовалась ранняя эволюция мужской половой хромосомы, сошел на нет, и половая Y-хромосома останется относительно стабильной в ближайшие десятки миллионов лет, сообщает GenomeWeb News. Результаты исследования, проведенного в Институте биомедицинских исследований Уайтхеда в Массачусетсе, публикует журнал Nature. Группа авторов под руководством директора Института, Дэвида Пейджа (David Page), просеквенировала 11 миллионов пар нуклеотидных оснований (числом нуклеотидных пар измеряется длина ДНК) Y-хромосомы макак-резусов. Сравнивая эту последовательность с аналогичным участком на мужской половой хромосоме, а также на Y-хромосоме шимпанзе, ученые пришли к выводу о том, что генетический состав мужской половой хромосомы в течение последних 25 миллионов лет почти не менялся. Это утверждение расходится с представлением о том, что сразу после разделения хромосом на мужские и женские 200-300 миллионов лет назад начался генетический распад, или деградация, Y-хромосомы. Предполагается, что за разделением половых хромосом на женские и мужские, т.е. X- и Y-хромосомы, последовала серия так называемых "стратификационных событий", которые сдерживали обмен генетической информацией между этими хромосомами при скрещивании. Прекращение обмена генетическим материалом между Y- и X-хромосомами связано с формированием поло-специфического участка на мужской хромосоме, который не имел своего аналога на женской хромосоме. Это обусловило подверженность Y-хромосомы делециям, т.е. потерям генов и целых фрагментов ДНК, в результате чего была утрачена некоторая часть генетического материала мужской половой хромосомы, и она стала меньше женской половой хромосомы. По оценкам ученых, за пять стратификационных событий поло-специфический участок на мужской хромосоме потерял около трех процентов генов, которые изначально были одинаковыми как для X-, так и для Y-хромосомы. Это породило теорию о том, что Y-хромосома продолжает деградировать вплоть до исчезновения. Однако исследование Дэвида Пейджа и его коллег установило, что в ходе эволюции деградация мужской половой хромосомы у предков обезьян Старого Света и приматов по человеческой линии остановилась около 30 миллионов лет назад. Ни у макак-резусов, которые отделились от человеческой ветви эволюции 25 миллионов лет назад, ни у шимпанзе, отделившихся шесть миллионов лет назад, никаких изменений поло-специфических участков Y-хромосом после расхождения с общим предком не отмечено. На поло-специфическом участке Y-хромосомы человека обнаружена потеря одного предкового гена. По словам одного из авторов исследования, Дженифер Хьюз (Jennifer Hughes), в виду того, что "ни один ген не исчез с Y-хромосомы макак-резусов, и всего один ген был утрачен Y-хромосомой человека, мы можем быть уверены в том, что в ближайшие миллионы лет мужская хромосома никуда не денется".
2012	Ученые установили, что восприятие запаха свинины зависит от наличия в генотипе человека разных форм гена OR7D4, кодирующего рецептор андростенона. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. К исследованию привлекли 23 добровольца, примерно половину из которых составили "обычные" люди, а остальные оказались профессионалами в оценке еды. Ученые предлагали испытуемым оценить запах приготовленной свинины. К некоторым образцам мяса также добавляли различное (но не превышающее натуральное) количество андростенона. У каждого испытуемого забирали образец крови на генетический анализ. Андростенон - стероид, который у многих животных является феромоном, то есть веществом, которое участвует в передаче сигналов между особями. Андростенон вырабатывается самцами; его концентрация максимальна в слюне свиней. Запах андростенона у животных стимулирует самку к спариванию. Некоторые ученые высказывали предположение о том, что он может играть роль феромона и у людей, но большинство биологов считает, что экспериментальных данных, подтверждающих это, недостаточно. В 2007 году было показано, что за восприятие запаха андростенона у человека отвечает ген OR7D4, кодирующий рецепторный белок. В человеческой популяции существует два основных варианта гена (аллеля) рецептора - OR7D4 RT и OR7D4 WM, они отличаются всего двумя аминокислотными остатками. Оказалось, что то, как испытуемые оценивали запах, зависело от тех вариантов гена OR7D4, который присутствовал в их генотипе. У всякого человека в ДНК присутствуют две копии каждого гена (за исключением генов, находящихся на Y-хромосоме) - те, что получены от отца и от матери. Испытуемые, у которых имелись две одинаковые копии варианта OR7D4 RT, утверждали, что запах образцов мяса с большим количеством андростенона им не нравился. Те добровольцы, у которых была только одна копия OR7D4 RT, а другая являлась OR7D4 WM, а также те, у кого оба варианта гена были OR7D4 WM, к наличию и концентрации андростенона относились равнодушно. Ученые отмечают, что особенности гена OR7D4 могут влиять на восприятие и другого мяса, хотя его концентрация в свинине значительно выше обычного. Кроме того, она высока прежде всего у некастрированных самцов, а у самок и кастрированных самцов существенно ниже. Теперь генетики хотят установить, насколько варианты гена распространены у разных групп людей, например, у народов, исторически не употребляющих свинину, а также у вегетарианцев.
2012	Биологи установили, что у самок макак-резусов социальное положение влияет на работу около тысячи генов. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые работали с 49 обезьянами, содержащимися в неволе, причем только с самками. Для контролирования социального статуса ученые подсаживали обезьян к сформировавшимся группам (новички поначалу приобретают низкое положение). У животных, имевших разное социальное положение, отбирали пробы крови и выделяли из нее РНК. Разницу в работе генов, отраженную в относительном содержании их РНК, определяли с помощью анализа на ДНК-микрочипах. Ученые искали гены, работа которых менялась в зависимости от социального положения приматов, а не от индивидуальных особенностей. Таким образом удалось определить 987 чувствительных к статусу генов. Среди них были ответственные за стресс, связанные с работой мозга, а также 112 генов, вовлеченных в работу иммунной системы. Это согласуется с данными о снижении потенциала иммунитета у обезьян с низким местом в иерархии. В ходе одного вынужденного пересаживания животных, несколько обезьян изменили свой социальный статус, чего ученые не планировали. Тем не менее, они воспользовались возможностью и сделали анализ крови таких обезьян до и после "иерархического подъема". Оказалось, что работа генов изменилась вслед за коррекцией социального положения. У животных поменялся характер работы генов с "низкостатусного" на "высокостатусный". Изменения на генном уровне оказались настолько воспроизводимыми, что после подробного анализа ученым удалось даже решить обратную задачу - предсказать социальный статус особи по анализу ее крови. Для шести из семи животных предсказание оказалось верным. Кроме того, исследователи впервые показали, что социальный статус влияет на метилирование ДНК, что связано с изменением работы генов и потенциально может наследоваться (эта возможность не проверялась, гонады не анализировались). Тем не менее, как показал опыт с пересаживанием обезьян, эти перемены оказались весьма пластичными.
2012	Ученые установили, что бабуины с высоким социальным статусом быстрее восстанавливаются после болезней, чем их менее удачливые соплеменники. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Опубликованное исследование основано на одном из самых масштабных проектов по наблюдению за дикими животными. Группа ученых наблюдала за популяцией кенийских бабуинов по шесть дней в неделю на протяжении 27 лет. За это время исследователям удалось зафиксировать у 166 взрослых самцов обезьян 633 случая заболевания или ранения. На основе анализа 144 таких случаев ученые установили, что у самцов с низким социальным статусом восстановление занимает в среднем 31 день, в то время как у альфа-самцов - всего 25 дней. Исследователи утверждают, что разница остается статистически значимой даже после учета того, что низкий социальный статус наблюдается преимущественно у старых обезьян. Обнаруженная связь между положением в иерархии и здоровьем противоречит (по крайней мере на первый взгляд) общепринятому взгляду на животные сообщества, согласно которому статус альфа-самца связан с постоянным стрессом, и отрицательно влияет на иммунитет. Например, в одном из исследований ученые проанализировали содержание гормонов стресса - кортизола и тестостерона в помете бабуинов. Оказалось, что из всей популяции самым высоким уровнем стресса обладают именно альфа-самцы. Стресс традиционно связывают со снижением иммунитета и, соответственно, большей склонностью к заболеваниям. Однако некоторые ученые считают, что эта зависимость является нелинейной. Например, Брюс МакИвен (Bruce McEwen) из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке полагает, что "острый скачок стрессовых гормонов, по всей видимости, усиливает адаптивный иммунитет и заживление ран, в то время как плавное и длительное повышение их концентрации должно приводить к ослаблению иммунной системы." Исследование сообществ обезьян с помощью молекулярно-биологических методов позволяет проследить влияние социального положения на физиологию и биохимию социальных животных. Так, недавно ученые установили, что в сообществах макак-резусов социальное положение влияет на активность работы генов. В той работе исследователям удалось не только показать разницу в экспрессии почти тысячи генов у макак с высоким и низким положением, но и решить обратную задачу - вычислить положение животного на основе анализа крови.
2012	Шимпанзе оказались способны проявлять альтруизм. Они могут понять возникшие перед их сородичами трудности и передать необходимые для решения их проблем инструменты, не ожидая какой-либо ответной благодарности или выгоды. К такому выводу пришли японские приматологи из Центра исследований приматов в городе Инуяма. С результатами их работы можно ознакомиться в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Для экспериментов ученые соорудили спаренную клетку. Два ее отсека были соединены между собой маленьким смотровым окошком. А разделяющая стена могла быть прозрачной или матовой. У обезьяны в одном отсеке клетки стоял перед окошком ящик с различными орудиями. А у другой в клетке находился лаз со стаканом сока внутри. Достать его можно было, в одном случае, с помощью палки, а в другом выпить через соломинку. Шимпанзе предварительно обучили действовать обоими инструментами. Если стена клетки была прозрачная, то наблюдая за тщетными попытками достать сок сородичем, обезьяна могла при контакте через смотровое окошко сразу передать ему необходимый в данной ситуации инструмент – палку или соломинку. Если же стена была матовая, то шимпанзе передавали все орудия подряд, пока другой примат контактировал с ним возле смотрового окошка. Исследователи отметили, что во всех случаях обезьяны помогали друг другу совершенно безвозмездно, не ожидая какой-либо выгоды, а в части опытов и не зная для чего соседу по клетке нужны орудия. Результаты японских приматологов показывают, что альтруистическое поведение не является специфически человеческим и присуще другим животным, в частности человекообразным обезьянам. Однако исследователи подчеркивают, что само по себе наблюдение трудностей не вызывает желания помочь у шимпанзе. Только лишь контакт и обмен коммуникативными сигналами с нуждающейся в помощи обезьяне стимулирует такое поведение.
2012	Зоологи обнаружили, что швыряющий в посетителей камни шимпанзе из шведского зоопарка научился их припрятывать заранее. По словам ученых, это говорит о наличии у животных способности строить планы на будущее - свойства, которое до сих пор считалось характерным только для человека. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. Ученые следили за шимпанзе по кличке Сантино в течение 114 дней и за это время им удалось стать свидетелями формирования нового поведения. Зоологи насчитали 35 спрятанных животным метательных снарядов. Из них 15 были укрыты под стопкой сена, предварительно принесенной Сантино поближе к посетителям, 18 были спрятаны под бревнами и два под камнями. При приближении посетителей, шимпанзе доставал снаряды из укрытий и бросал их в группу, после чего люди обычно отступали и возвращались только спустя пару часов. Метание предметов часто встречаются у шимпанзе и является элементом доминантного агрессивного поведения. Подобное поведение сопровождается криками и характерными движениями. Однако у Сантино агрессивность демонстрации была подавлена. Ученым удалось заснять на видео эпизод, в котором Сантино, предварительно собрав в одну руку камни, спокойно, пожевывая поднятое из воды яблоко, приблизился к гостям зоопарка. Через мгновение камни полетели в посетителей. Такое поведение способствовало тому, чтобы подобраться поближе к посетителям, и, по мнению ученых, тоже являлось формой преднамеренного обмана. Другие специалисты, ранее наблюдавшие за Сантино, уже сообщали, что он планирует нападения заранее. До того, как обезьяна научилась прятать камни в укрытия, она предварительно открыто складировала их, чтобы использовать во время прихода посетителей. Некоторые ученые интерпретировали такое поведение как свидетельство продуманного плана, другие же считали, что два навыка не связаны между собой и складирование камней не связано с их метанием. Поскольку ученым не удалось зафиксировать момент образования такого поведения, то было сложно установить его мотивы. По мнению авторов новой работы, ставших свидетелями образования новой привычки, укрытие камней поближе к месту прихода посетителей свидетельствует именно о заранее продуманном плане действий.
2012	Ученые завершили прочтение генома обезьяны бонобо Pan paniscus. Таким образом, карликовый шимпанзе стал последним видом человекообразных обезьян, последовательность ДНК которого установили биологи. Работа опубликована в журнале Nature. Ученые работали с ДНК восемнадцатилетней самки бонобо по кличке Улинди. Наибольший интерес для биологов представляли парные отличия между последовательностями нуклеиновых кислот бонобо, шимпанзе и человека. Большинство из различий приходились на некодирующие участки генома (межгенные участки). В наиболее быстро эволюционировавшей области у бонобо была обнаружена уникальная микро-РНК, которая, видимо, участвует в регуляции работы пока не установленных генов. В геноме также были обнаружены участки, имеющие большее сходство между бонобо и человеком, чем между бонобо и шимпанзе. В совокупности они занимали около 1,6 процентов генома животного. По современным данным, общий предок между человеком, шимпанзе и бонобо жил около 6 миллионов лет назад. Бонобо отделились от шимпанзе около двух миллионов лет назад, после того, как ареалы их обитания были разделены рекой Конго. С тех пор, по словам биологов, генетического обмена между видами практически не существовало.
2012	Новый тип небольшой кольцевой нехромосомной ДНК со средним размером 200-400 пар оснований обнаружили биологи в клетках мышей и человека. Результаты их работы публикует журнал Science. ДНК в клетках обычно организована в хромосомы. Чтобы обнаружить нехромосомную ДНК, исследователи использовали ферменты, которые разрушают ДНК с незащищенных концов молекул. Этим способом из препарата удалялась только ДНК, находящаяся в линейной (как в хромосомах), но не в кольцевой форме. Из препарата клеточных ядер мозга мыши предварительно удаляли белки и РНК, а оставшуюся ДНК обрабатывали данными ферментами. Затем исследователи определяли состав и последовательность обнаруженных кольцевых молекул, которые они назвали микроДНК. Подобным образом обнаружили кольцевую ДНК и в других мышиных тканях, а так же в культурах клеток человека. Авторы проанализировали последовательности десятков тысяч обнаруженных молекул и сопоставили их с геномами человека и мыши. МикроДНК оказалась результатом делеции (вырезания) небольших участков генома, которые содержали как гены, так и участки, влияющие на работу генов. МикроДНК является не первым обнаруженным видом кольцевой ДНК, образующейся в результате делеции участков генома. Главной особенностью микроДНК оказалось отсутствие повторов последовательности, свойственное для других видов экстрахромосомной кольцевой ДНК. Повторы обычно участвуют в вырезании кольцевых фрагментов из хромосомной ДНК, поэтому их отсутствие делает непонятным механизм образования колец. Функция микроДНК в клетке пока не определена. Наследственная информация, кодируемая в ДНК, хранится не только в хромосомах. В клетках человека, как и всех животных и растений, помимо основной, хромосомной ДНК, существует кольцевая митохондриальная ДНК, несущая гены, важные для работы митохондрий. Эта ДНК наследуется только по материнской линии и часто используется биологами для определения происхождения человека.
2012	Биологи из лондонского Имперского колледжа разработали набор управляющих элементов, предназначенный для регуляции работы генов в искусственных организмах. Статья опубликована в журнале PLoS ONE. Промоторы - это участки ДНК, находящиеся перед генами и регулирующие их активность. Работают промоторы в паре с белками, которые специфически с ними связываются, что приводит к включению или выключению близлежащего гена. Авторы исследования проанализировали промоторы дрожжей и выбрали из них тот, работа которого меньше всего зависела от внешних условий. На его основе ученые сделали набор из 36 искусственных промоторов с плавно изменяющимся уровнем активности. Чтобы полученные регуляторы активности генов не влияли на работу того природного промотора, из которого они были получены, исследователи внесли в них специальные изменения. В дополнение к этому, на основе ранее опубликованных работ авторы научились создавать белки, узнающие любые подобные искусственно созданные промоторы и создавать, таким образом, управляющую пару промотор-узнающий белок (до последнего времени эта задача была нетривиальной и всякий раз требовала оригинального решения). В результате биологи получили набор из 36 регуляторов, которые были, во-первых, изолированы от природных управляющих цепей дрожжей, во-вторых, предоставляли инженерам на выбор любой требуемый уровень активации, и в-третьих, могли как включать, так и выключать работу управляемых генов. Свойства полученных регуляторов описаны в статье и выложены в открытый доступ.
2012	Ученые из Массачусетского технологического института разработали способ выключения отдельных генов в клетках с помощью РНК-интерференции. Он подразумевает доставку в клетки специальных РНК с помощью частиц, созданных по принципу технологии ДНК-оригами. Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. Для создания генного выключателя ученые использовали несколько малых интерферирующих РНК (siRNA), которые в клетке связываются с определенными матричными РНК и приводят к их деградации. Работа гена, кодирующего данную матричную РНК, из-за этого прекращается. Для того, чтобы малые РНК попадали в клетку и не разрушались до этого в кровотоке, их упаковывали в микроскопические частицы, созданные по принципу ДНК-оригами. Частицы имели форму тетраэдра, шесть граней которого были сделаны из двуцепочечной ДНК. Подобным образом из фрагментов нуклеиновых кислот ученые собирают разнообразные микроскопические структуры различной формы. В качестве иллюстрации возможностей метода исследователи решили доставить малые РНК в клетки опухолей мышей. Для этого к тетраэдру из нуклеиновых кислот присоединялись якорные молекулы фолиевой кислоты (витамина B9). Они направляли частицы к раковым клеткам, которые гораздо активнее нормальных поглощают фолат. Ученые наблюдали направленную доставку частиц и заметили, что время их полужизни в кровотоке существенно больше, чем у самих малых РНК без упаковки. После открытия метода РНК-интерференции в конце 1990-х годов ученые пытаются придумать оптимальный способ доставки малых РНК в клетки многоклеточных организмов. Потенциально это может помочь лечить многие болезни. У некоторых животных это удается сделать очень просто, - например, у нематод для выключения гена достаточно поместить червяка в раствор соответствующей РНК. У млекопитающих для доставки РНК используют липосомы или полимеры, эффективность которых не всегда высока. Частицы, созданные с помощью ДНК-оригами, имеют преимущество в том, что их легко проектировать и все они идентичны друг другу (а не представляют собой, как липосомы, смесь частиц разного размера). Однако контейнеры из ДНК могут быть менее устойчивыми в кровотоке из-за наличия там режущих ДНК ферментов, а также хуже входить в клетку из-за собственного отрицательного заряда.
2012	Ученые разработали генноинженерные конструкции, предназначенные для хранения информации у синтетических организмов. Они способны записывать, хранить и перезаписывать информацию. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В основе разработанной конструкции находится регуляторный элемент (промотор), который может активировать соседние гены-маркеры, кодирующие флюоресцентные белки. Какой именно из флюоресцентных белков - красный или зеленый - будет активирован, зависит от ориентации промотора. Именно эта ориентация является носителем информации: при одной ориентации (состояние "0") может активироваться только зеленый флюоресцентный белок, при другой (состояние "1") - только красный. Запись и перезапись информации в модули памяти осуществляется с помощью изменения ориентации промотора. Специальные ферменты по определенному сигналу вырезают промотор из ДНК и меняют его ориентацию - переводя из состояния "0" в "1" или наоборот. Ученые позаимствовали эти ферменты у бактериальных вирусов - бактериофагов, некоторые из которых в ходе жизненного цикла встраивают свою ДНК в ДНК хозяев. Сигналы, которые активируют ферменты смены ориентация промотора могут быть любыми, - это зависит от того, какую информацию генным инженерам требуется записать в модуль. Разработчики предлагают, например, записывать число делений клетки в организме. Ученые показали, полученная память способна сохранятся на протяжении не менее сотни делений и не требует от синтетического организма излишних затрат на поддержание. Разработанные модули могут пригодиться генным инженерам при создании микроорганизмов, синтезирующих искусственное топливо, создающих лекарства или борющихся с раковыми опухолями. Во всех этих приложениях контроль жизнедеятельности, основанный на зафиксированной индивидуальной истории, может оказаться полезным. Модули памяти - одни из многих элементов, разработка которых требуется для создания полноценных синтетических организмов.
2012	Группе ученых удалось создать искусственный аналог ДНК, а также получить ферменты, способные копировать информацию, записанную в таких "поддельных" молекулах. Работа исследователей опубликована в журнале Science. ДНК - это молекулы, которые в закодированном виде хранят генетическую информацию живущих на Земле организмов. Информация передается потомкам при копировании ДНК специальными ферментами. Этот механизм является фундаментальным для всех живых существ, и часть ученых придерживаются мнения, что молекулы ДНК (а также их "родственники" - молекулы РНК) уникальны по своим свойствам, и были отобраны в ходе эволюции не случайно. Исследователи неоднократно создавали в лабораториях искусственные варианты ДНК и РНК, заменяя какие-либо из составляющих их блоков на химические аналоги (ДНК и РНК включают три компонента: молекулу сахара, азотистое основание и остаток фосфорной кислоты), однако до сих пор ученым не удавалось "заставить" ферменты считывать информацию с таких измененных молекул. Авторы новой работы получили шесть не встречающихся в природе видов ДНК, которые они назвали молекулами ксено-ДНК от греческого "ксенос", что означает "чужой"). Специалисты заменяли на аналоги молекулу сахара-дезоксирибозы, входящую в состав ДНК. На втором этапе работы биологи получили ферменты, которые умеют работать с ксено-ДНК. В норме молекулы ДНК копирует фермент под названием ДНК-полимераза, и он узнает только "настоящие" молекулы ДНК. Ученые получили смесь из слегка мутантных ДНК-полимераз и добавили к ним различные варианты "неправильных" ДНК. Специалисты выбрали ферменты, которые лучше всего узнавали ксено-ДНК и пытались копировать содержащуюся в них информацию в ДНК, и повторили такой отбор несколько раз. Далее авторы по аналогичной схеме получили ферменты, способные "переводить" информацию с языка ДНК на язык ксено-ДНК. Точность работы таких белков была ниже, чем у нативных ДНК-полимераз, однако они все равно работали достаточно хорошо. В перспективе исследователи планируют вообще исключить из цепи ДНК, то есть добиться того, чтобы ферменты копировали информацию из ксено-ДНК в ксено-ДНК того же типа. Новая работа ставит вопрос об универсальности ДНК как уникального хранилища генетической информации - она укрепляет позиции тех, кто считает, что ДНК и РНК именно в том виде, в каком они существуют, были отобраны более или менее случайным образом.
2012	Ботаники из института Небраски установили механизмы, благодаря которым растения запоминают пережитое высушивание и становятся более устойчивыми к нему. Результаты работы публикует журнал Nature Communications. Исследователи использовали в своей работе классический модельный организм - Arabidopsis thaliana. Чтобы определить устойчивость растения к засухе, они извлекали его из почвы и высушивали на воздухе, а затем снова насыщали влагой. Периодически отбирая пробы листьев, ботаники наблюдали, как Arabidopsis теряет влагу. Оказалось, что растения, подвергшиеся стрессу во второй, третий и четвертый раз с каждым разом сохраняют воду все лучше. Для того, чтобы установить, как растения запоминают пережитой стресс, биологи решили изучить гены, которые становятся активны только во время высушивания. Оказалось, что среди таких генов по крайней мере два - RD29B и RAB18 становятся "натренированными" из-за пережитого стресса. Их активность во время насыщения влагой падает до исходного состояния, но если высушивание повторяется, они включаются гораздо быстрее, чем в первый раз. Исследователи выяснили, что такая готовность включиться, которая появляется у натренированных генов, объясняется двумя механизмами. Во-первых, поблизости скапливается активный фермент-включатель - РНК-полимераза, готовая сразу же начать работать, если вновь наступит стресс. Во-вторых, активная работа этих генов во время высушивания оставляет метки на поверхности нуклеосом - структур, на которые намотана ДНК. Гены на таких нуклеосомах работают активнее. Память растений оказалась недолгой. Исчезает она всего через семь дней, о её наследовании речи не идет. Однако механизмы такой памяти, включающие модификацию нуклеосом, все чаще обнаруживаются у разных организмов. Некоторые из них такую память могут передавать по наследству. Подобная наследственность называется эпигенетической - т.е. существующей "поверх" генетической, которая хранится в ДНК.
2012	Австралийские ученые установили ген устойчивости к высокому содержанию соли, утраченный пшеницей в процессе одомашнивания, и ввели его в современные сорта. Полученный гибрид стал расти на соленых почвах и давать на четверть больше урожая. Результаты работы исследователей публикует журнал Nature Biotechnology. Биологи сравнили геном Triticum monococcum, дикого родственника современной пшеницы, с геномами современных культивируемых сортов, а также с геномами риса и классического модельного растения ботаников - Arabidopsis thaliana. Оказалось, что все современные сорта пшеницы - и твердые, и мягкие (различные в генетическом плане) - не имеют гена TmHKT1;5-A. Чтобы установить функцию потерянного гена, исследователи перенесли его в модельные организмы. Биологи изучили свойства дрожжей и яйцеклеток лягушки, которые несут на своей поверхности белок, кодируемый этим геном, и установили, что рост таких организмов сильно меняется в солевой среде. Оказалось, что ген TmHKT1;5-A кодирует трансмембранный белок-транспортер, специфически переносящий ионы натрия. Кодируемый геном дикой пшеницы белок не дает ионам натрия проникать в сосудистую систему растения, которая перекачивает воду от корней к листьям. Растения, не имеющие этого гена, накапливают в листьях соль, что ведет к замедлению фотосинтеза и остановке роста. У мягких сортов пшеницы (из них делают хлеб) есть другие гены, частично компенсирующие этот недостаток, но вот пшеницы твердых сортов (идущие на макароны и кус-кус) на соленых почвах растут очень плохо. Когда исследователям удалось ввести в современную твердую пшеницу потерянный ген устойчивости, она стала на четверть продуктивнее на соленых почвах. Авторы особо подчеркивают, что процесс переноса гена был осуществлен классическими методами скрещивания, что формально не позволяет отнести полученный сорт к генетически модифицированным организмам.
2012	Генетики установили, что при отборе культурных сортов на привлекательность томаты приобрели мутацию, которая сделала их вдвое менее сладкими. Работа опубликована в журнале Science. У культурных сортов томата плоды, перед тем как поспеть, становятся светло-салатового цвета. С дикими плодами такого не происходит - они сохраняют свою темно-зеленую окраску. Такая особенность культурных сортов выгодна производителям - она позволяет быстро определить, какие из помидоров можно снимать с побегов, чтобы в пути они дозрели одновременно. Ученые решили узнать, какие наследственные особенности определяют такое поведение растений. Для этого они применяли методы классической генетики - проводили различные виды скрещиваний культурных сортов с дикими родственниками. После того, как положение мутации на хромосоме было установлено, ученые воспользовались результатами недавнего секвенирования генома томата и определили последовательность мутантной ДНК. Оказалось, что все из исследованных учеными культурных сортов несут мутацию в гене SlGLK2. Он кодирует белок, управляющий образованием хлоропластов - органелл, которые поглощают солнечный свет и производят глюкозу. Мутация в виде добавления одной лишней "буквы" в последовательность гена SlGLK2 делает его неактивным и приводит к тому, что в плодах содержится мало хлоропластов. Из-за этого плоды приобретают характерный светлый цвет и содержат меньше глюкозы. Когда авторы вставили работающую форму гена из дикого томата в культурный сорт, то плоды стали на 40 процентов слаще (это было определено в лабораторных условиях, из-за юридических ограничений ученым не разрешили употреблять модифицированные растения в пищу). Кроме того, в таких помидорах была повышена концентрация пигмента ликопина, обладающего антиоксидантными свойствами. Ученые надеются, что восстановление работающей формы гена в современных сортах с помощью обратного скрещивания поможет улучшить вкус томатов. Впрочем, добавляют они, он зависит прежде всего от технологии производства, подразумевающей поспевание во время транспортировки, которое происходит не совсем так, как на материнском растении.
2012	Российские ученые сообщили о расшифровке ДНК древней метасеквойи - растения, существовавшего на севере Канады около 50 миллионов лет назад. Образцы хвои древнего растения были получены петербургскими ботаниками около 15 лет назад, а полтора года назад были переданы специалистам Алтайского Государственного Университета. Здесь группе под руководством заместителя директора по науке Южно-Сибирского ботанического сада АлтГУ Максима Куцева удалось выделить из образцов древнюю ДНК. Работа, выполненная сотрудниками Южно-Сибирского ботанического сада АлтГУ в сотрудничестве с коллегами из Санкт-Петербургского Института ботаники РАН и канадскими учеными, только готовится к публикации. На настоящий момент она не прошла рецензирование других ученых. Последовательности древней ДНК размещены в международной базе данных GenBank (размещение данных в этой базе является одним из требований для публикации), но пока не доступны для ознакомления. Отдельные фрагменты нуклеиновой кислоты исследователи размножили с помощью полимеразной цепной реакции и установили их последовательность. Были выбраны те фрагменты хлоропластной и ядерной ДНК, которые обладают большой вариабельностью и используются при анализе родственных связей растений. Установленные последовательности фрагментов сравнили с последовательностями современного родственника древнего растения - реликтовой метасеквойей, произрастающей в Китае. Различие между последовательностями было, по словам Куцева, существенно меньше ожидаемого. По его мнению, это может быть доказательством неравномерности эволюции отдельных видов. Данные, по словам ученого, говорят "о недостоверности теории молекулярных часов, подразумевающей, что скорость эволюции ДНК для всех живых существ примерно одинакова". Авторы не сомневаются в возрасте исследованного растения. "Вопросов в точности датировки этих образцов нет", - заявил Куцев. Также ученые считают, что полученные данные не могут быть результатом загрязнения фрагментами ДНК современных растений. Биоинформатик Михаил Гельфанд, заместитель директора Института Проблем Передачи Информации, затруднился прокомментировать работу в отсутствие содержательных технических деталей. Заявления авторов, по его мнению, "как минимум преждевременны".
2012	Российские ученые из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения РАН в Пущино сумели "оживить" семена, возраст которых составляет 30 тысяч лет. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Руководитель научной группы Давид Гиличинский скончался незадолго до выхода работы в свет. Плоды и семена смолевки узколистной (Silene stenophylla) извлекли из вечной мерзлоты на глубине 38 метров недалеко от речки Колыма. Радиоуглеродная датировка показала, что возраст семян составляет 30-32 тысячи лет. Эти семена, предположительно, хранились в норе обитавшего в плейстоцене бурундука. Вечная мерзлота превратила нору в герметичную камеру, где семена оказались защищены от воздействия воды и окружающей среды. В рамках работы ученые брали ткань еще незрелых семян и плодов (зрелые семена всходов не дали). Часть образцов удалось прорастить. Ученые полагают, что часть клеток сохранила способность делиться благодаря большому количеству сахарозы в них. Предыдущий рекорд по оживлению растений составлял 2 тысячи лет - исследователям удалось прорастить найденные в Израиле семена. По словам ученых, которые приводит РИА Новости, древняя смолевка несколько отличается от своего современного потомка. Так, например, лепестки последней более широкие и рассеченные. Кроме этого у древнего кустарника были "женские" и "мужские" соцветия, в то время как в цветах современной смолевки есть как пестики, так и тычинки.
2012	Биологи установили, что модификация транспортной РНК может переводить рибосомы в особый режим работы, направленный на выживание в условиях отравления. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Транспортная РНК является ключевой молекулой при синтезе белка. Одной своей частью она присоединяется к трем нуклеотидам матричной РНК (кодону), а противоположная часть молекулы несет остаток соответствующей кодону аминокислоты. Таким образом, тРНК сопоставляет последовательности нуклеиновых кислот и белков, то есть "расшифровывает" генетический код. Ученые установили, что воздействие различных токсических веществ модифицирует молекулы тРНК. Оказалось, что перекись водорода вызывает метилирование пятого цитозина в тРНК, кодирующей присоединение аминокислоты лейцина. Эта модификация делает лейциновую тРНК более склонной связываться с определенным вариантом кодона лейцина (поскольку генетический код вырожден, то одна и та же тРНК может связываться с разными вариантами кодона, в любом случае это приводит к присоединению нужной аминокислоты). Эта модифицированная РНК стимулирует синтез тех белков, где лейцин закодирован "близким ей" вариантом кодона. Среди таких белков исследователи нашли регуляторные белки рибосом. Таким образом, включение аварийной системы синтеза выглядит следующим образом: перекись вызывает модификацию лейциновой тРНК, модификация делает ее склонной связываться только с определенным вариантом кодона лейцина, из-за этого синтезируются специальные рибосомные белки, которые заменяют в рибосомах "обычные". Рибосомы переходят в "токсичный" режим и из всех белков синтезируют только самые необходимые - противотоксичные. Работа сделана на дрожжах, но, вероятно, подобные системы будут обнаружены и в других организмах. На данный момент известно несколько систем, которые позволяют клеткам быстро переключиться в стрессовый режим без участия в этом процессе ДНК. Это система белков теплового шока, РНК-переключателей и РНК-маскирования.
2012	Ученые показали, что за несколько десятков поколений у плодовых мушек Drosophila melanogaster может развиться способность к счету. Данные были представлены на эволюционной конференции в Оттаве. В экспериментах генетиков мухам было необходимо подсчитать число вспышек света, после которых их подвергали неприятной тряске. Эксперимент проводили следующим образом: с насекомыми предварительно проводили двадцатиминутную тренировку, в ходе которой после двух или четырех вспышек света следовала тряска. После трех вспышек тряску не проводили. По завершении тренировки мухам давали немного отдохнуть, помещали в бокс и проводили "экзамен", показывая им некоторое количество вспышек. Несмотря на то, что тряска мухам неприятна, практически ни одна из них не могла запомнить, какое именно количество вспышек предупреждает о стимуле. Тем не менее, спустя 40 поколений отбора генетикам удалось вывести линию дрозофил, представители которой могли отличать три вспышки от четырех и реагировали соответствующим образом (подробности отбора в сообщении не приводятся). Результаты, по словам ученых, пока считаются предварительными. Генетические отличия, наделившие выведенную линию мух способностями к счету, пока не ясны. Дрозофила является одной из самых изученных моделей у биологов, поэтому ждать результатов анализа слишком долго не придется. Возможно, эти данные смогут рассказать о ключевых генах, участвующих в происхождении и эволюции способности к счету. Способностью считать обладают многие позвоночные, от рыб до воронов (последние иногда добиваются особенно впечатляющих результатов). Среди беспозвоночных способность к счету на сегодня демонстрировали только пчелы. Они могут отличать картинки с тремя символами от картинок с четырьмя. Тем не менее, работа на дрозофилах - первая, в которой показано возникновение способности к счету в отборе.

2012	Ученые проанализировали особенности ДНК дельфинов, и определили те гены, которые позволили их предкам резко увеличить объем мозга. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B. Генетики сравнивали последовательности ДНК десяти тысяч белок-кодирующих генов у дельфинов с их последовательностями у других млекопитающих. После этого определяли скорость эволюции отдельных генов и генома в целом. Это позволило установить, на какие гены оказывалось давление отбора (изменения в их последовательности были связаны с приобретением организмом новых свойств), а какие гены накапливали случайные мутации. Внутри десятитысячной выборки удалось обнаружить 228 генов, мутации в которых сделали дельфинов такими, какими мы их знаем теперь. Двадцать семь из этих генов были связаны с центральной нервной системой. Среди них были и такие, которые у человека имеют важное значение в регулировании процессов сна, памяти, образования синаптических связей и мышлении. Многие из обнаруженных генов участвовали в работе митохондрий и метаболизме глюкозы, в развитии легких и сердечно-сосудистой системы. По мнению генетиков, изменения в последовательности таких генов могут быть одновременно связаны с увеличением объема мозга (он потребляет очень много энергии) и с необходимостью надолго задерживать дыхание при плавании. Китообразные, к которым относятся дельфины и киты, со времени перехода к водному образу жизни около 50 миллионов лет назад подверглись сильным изменениям. Помимо превращения конечностей в плавники, исчезания шерсти и развития способности длительное время обходиться без кислорода, у китообразных развился очень сложный мозг. Интеллектуальные способности дельфинов широко известны, а по соотношению объема мозга они опережают даже шимпанзе и находятся на втором месте после человека. По сравнению с их сухопутными предками, мозг дельфинов увеличился в три раза.
2012	Ученые разработали генетический тест, который позволит по набору вариабельных участков в ДНК определить популяционное происхождение рыбы и предотвратить незаконный вылов. Работа опубликована в журнале Nature Communications. Исследователи проанализировали генетические особенности разных популяций четырех наиболее промышленно важных видов рыб, добываемых в европейских морях: атлантической трески (Gadus morhua), атлантической сельди (Clupea harengus), палтуса (Solea solea) и европейского хека (Merluccius merluccius). Ученые определили у рыб разных популяций сотни однонуклеотидных замен (single nucleotide polymorphism, SNP) в ДНК. Однонуклеотидными полиморфизмами называют такие индивидуальные особенности, когда у разных представителей одного вида в определенном положении в ДНК присутствуют разные нуклеотиды. Они часто не имеют функционального значения, но могут использоваться для определения степени родства или происхождения. Для того, чтобы разработать максимально эффективный генетический тест, из всего разнообразия вариаций ученым понадобилось отобрать минимальное количество максимально информативных полиморфизмов. Оказалось, что проанализировав 14 определенных SNP, можно определить происхождение рыбы с вероятностью 93-100 процентов, - например, отличить треску, пойманную в Балтийском море от пойманной в Северном. Общеевропейский проект "FishPopTrace", в рамках которого проводилась работа, стартовал в 2008 году. Европейский союз вложил в него около 4 миллионов евро. Планируется, что все страны-члены союза должны будут начать пилотные тестирования в рамках проекта к 2013 году. Ученые считают избыточный вылов рыбы одной из самых острых экологических проблем. По словам экспертов, до четверти всей рыбы в мире добывается незаконно.
2012	Биологи из Мичиганского Университета и Университета Теннесси объяснили потерю жизненно важных генов цианобактериями рода Prochlorococcus помощью со стороны соседей и предположили, что подобный механизм редукции генома может лежать в основе образования взаимозависимых бактериальных сообществ. Работа опубликована в журнале BMC Evolution. Исследователи сравнили геномы Prochlorococcus с родственными микроорганизмами и определили, что все представители рода потеряли в ходе эволюции гены, помогающие разлагать перекись водорода. Поскольку известно, что эти гены свободно обмениваются между разными бактериями, и Prochlorococcus не потеряли возможности их приобрести, авторы решили, что их отсутствие выгодно для бактерий. С другой стороны, в своей предыдущей работе исследователи установили, что в стерилизованной океанической воде под воздействием солнца происходит образование перекиси в концентрациях, которые являются смертельными для цианобактерий. Prochlorococcus выживают потому, что перекись удаляется из среды другими бактериями сообщества, которые таким образом выполняют "чужую работу" и несут связанные с этим издержки. Поскольку перекись свободно циркулирует между всеми клетками и водной средой, то ее концентрация фактически является общей для всех. Те организмы, которые избавляются от защитных генов, приобретают эволюционное преимущество за счет экономии ресурсов. Подобное эгоистичное поведение известно для сообществ бактерий, состоящих из одного вида. Оно носит название "проблемы безбилетников". Многие бактерии выработали механизмы борьбы с таким оппортунистическим поведением, так как большое их число может наносить вред сообществу в целом. В данном случае впервые было показано образование "безбилетников" за счет другого вида. Авторы исследования особо отмечают, что бактерии, экономящие ресурсы за счет соседей, не обязательно им вредят, как это всегда бывает во внутривидовом случае. Дело в том, что разные виды в сообществе конкурируют за разные ресурсы, и здесь скорее наблюдается процесс образования взаимовыгодного сотрудничества, ведь цианобактерии являются основным продуцентом биомассы, которая, в свою очередь, тоже становится ресурсом. Планктонные цианобактерии Prochlorococcus живут в океане и являются одними из самых распространенных микроорганизмов на Земле. В некоторых частях океана они составляют до половины массы всех цианобактерий.
2012	Ученые обнаружили в горячих источниках геном микроорганизма, в котором содержались как гены ДНК- так и РНК-содержащих вирусов. Работа опубликована в журнале Biology Direct. Исследователи собирали образцы в горячих источниках в национальном парке Лассен-Волканик в США. Они определяли последовательность всей ДНК, содержащейся в образцах, без разделения по принадлежности разным организмам. Такую последовательность называют метагеномом, то есть массивом данных, где содержатся геномы (и их фрагменты) разных организмов. При анализе полученного метагенома был обнаружен геном необычного вируса. Его одноцепочечная ДНК содержала ген белка оболочки, который характерен только для РНК-содержащих вирусов. При этом остальные гены были типичны для ДНК-содержащих микроорганизмов. После того, как последовательность генома была обнаружена биоинформатически, исследователи провели ПЦР-анализ исходного материала. Оказалось, что среди обитателей горячего источника действительно присутствует химерный вирус. Наличие в одном геноме черт таких разных групп вирусов говорит о том, что в какой-то момент между ними произошел обмен генетическим материалом. До сих пор вирусологи не наблюдали таких рекомбинаций. Определение метагеномов стало очень популярно у микробиологов с падением сложности и стоимости широкомасштабного секвенирования. Главное преимущество секвенирования метагеномов - отсутствие необходимости культивировать микроорганизмы для выделения из них ДНК. Подавляющее большинство микробов (по разным оценкам от 90 до 95 процентов) не могут быть культивированы, так как требуют очень специфических условий среды.
2012	Подведен итог проекта Микробиом человека (см. выше). Целью пятилетнего исследования стала характеристика всех микробов человеческого организма. Консорциум американских ученых опубликовал результаты пятилетней работы над проектом Национальных институтов здоровья Микробиом человека (Human Microbiome Project). Целью проекта было охарактеризовать все микробы, присутствующие в организме человека, для чего ученые взяли образцы тканей из 15 мест на теле 129 мужчин и из 18 мест у 113 женщин. Все добровольцы - здоровые люди в возрасте от 18 до 40 лет - предоставили по три образца слизистой с внутренней стороны щек, носа, кожи за ухом и локтевого сгиба, а также фекальные пробы. По результатам генетического анализа биоматериала было установлено, что в человеческом организме обитает свыше 10 тысяч видов различных микробов. Как утверждают авторы исследования, такое разнообразие микробиома обеспечивает человека гораздо большим количеством генов, чем можно было представить. Так, если в геноме человека содержится 22 тысячи генов, кодирующих белки для регуляции метаболизма, микробиом добавляет еще около восьми миллионов уникальных бактериальных генов. "Вопрос о том, как индивидуальные вариации типов бактерий среди здоровых людей влияют на возможное развитие болезней, пока остается открытым", - комментирует один из членов консорциума Энтони Фодор (Anthony Fodor). В работе над проектом Микробиом человека приняли участие около 200 ученых из 80 мультидисциплинарных исследовательских институтов. Общая стоимость исследования составила 173 миллиона долларов.
2012	Американские ученые доказали, что количество микроорганизмов и состав микрофлоры тела человека зависит от генетических мутаций. Результаты исследования Рэна Блекхмана (Ran Blekhman) и его коллег из университета Корнелла (Cornell University) были представлены на ежегодном собрании под названием "Биология генома" (Biology of Genomes). Блекхман с коллегами для своей работы использовали данные проекта "Микробиом человека" (Human Microbiome Project). В банке данных проекта собраны данные о микроорганизмах, живущих как внутри, так и на поверхности человеческого тела. При составлении банка данных ДНК использовались различные мазки, в том числе взятые из ротовой полости, с кожи и из фекалий. На основе анализа данных ученые восстановили генетический профиль 100 людей и населяющих их микроорганизмов. Они обнаружили 51 мутацию в генах, связанных с численностью бактериальных колоний, живущих в 15 областях тела человека. Часть этих генетических вариаций и соответствующих им микроорганизмов оказалась связана с заболеваниями. В частности, было установлено, что у людей с мутациями в гене PCSK2 количество проживающих в кишечнике бактерий Bacteroides значительно выше нормы. Мутации в том же гене связаны с диабетом второго типа. На коже людей с мутациями в гене CXCL12 было значительно больше бактерий Granulicatella, чем обычно. Ген CXCL12 связан с воспалительными процессами в организме человека, а "соответствующая" ему бактерия — с кожными заболеваниями. Теперь ученые намерены выяснить причинно-следственную связь: вызывают ли бактерии болезни у людей с определенными мутациями, или же заболевания вызывают генетические изменения, приводящие к росту популяции определенных видов микроорганизмов.
2012	Группа физиков из Массачусетского технологического института под руководством Андрея Токмакова научилась количественно определять элементы вторичной структуры белка на основе спектров, полученных с помощью скоростного лазера за 10-12 секунды. Работа опубликована в журнале Analyst. Исследователи облучали образцы белков в растворе импульсами инфракрасного света длительностью менее 1 пикосекунды и проводили сложный анализ происходящего поглощения. Свет поглощался основной полипептидной цепью, которая может быть в трех основных состояниях: уложенной в альфа-спираль, сложенной в Z-образный бета-слой или неструктурированной. Поскольку в трех этих структурах атомы углерода и кислорода взаимодействовали по-разному, то менялся и спектр поглощения белков, содержащих разное количество того или иного структурного элемента. На основе анализа получившегося спектра ученые делали вывод о содержании в белке разных элементов структуры.Чтобы проверить корректность нового метода, исследователи сравнивали результаты, полученные для 16 тестовых белков с известной структурой. Следует отметить, что метод позволяет определить только долю тех или иных элементов в структуре (спиралей, слоев или неструктурированных участков), не их последовательность, и, тем более, не положение всех атомов белка, как позволяет это делать метод рентгеновской кристаллографии. Однако разработанный метод обладает комплементарными рентгеноструктурному анализу достоинствами. Он позволяет определять структуру белков в растворе, а не в кристалле (успешная кристаллизация - самое узкое место рентгеноструктурного метода). Кроме того, он позволяет увидеть процесс изменения структуры во время денатурации, ренатурации, и в случае взаимодействия с другими белками. Ученые уже давно используют инфракрасную спектроскопию для изучения белков. Новую информацию из инфракрасных спектров удалось получить благодаря усовершенствованию лазеров, способных генерировать сверхкороткие вспышки света. Использование облучения последовательными сверхкороткими вспышками позволяет получить двумерные спектры поглощения, анализируя которые авторы смогли установить вторичную структуру.
2012	Биологи смогли проследить судьбу каждой делящейся клетки при развитии эмбриона дрозофилы. Новый метод позволит лучше понять, как из оплодотворенного яйца развивается многоклеточный организм. Работы двух групп исследователей опубликованы в журнале Nature Methods. Исследователи наблюдали за развитием эмбрионов с помощью специального микроскопа, позволяющего получать изображение с разных точек наблюдения. Разработанная авторами программа анализировала изображение, распознавала на нем отдельные ядра и отслеживала их перемещение. Впоследствии ученые могли проследить происхождение и судьбу каждого из ядер эмбриона. Авторы указывают, что им потребовалось обработать около 11 терабайт видеоинформации, чтобы построить цифровую модель развития эмбриона мухи. Подобные модели создавались ранее для более простых организмов, вроде нематоды Caenorhabditis elegans, или для отдельных групп клеток. Однако модели, включающие только отдельные клетки, менее информативны, поскольку в ходе развития эмбриона клетки часто мигрируют и пропадают из наблюдаемой выборки. Недавно ученые создали подобную программу для наблюдения за развитием растительных клеток, вычисления скорости их делений, роста и перемещений. Для упрощения распознавания изображений в геном модельного растения вводили флюоресцентные белки, окрашивавшие в разные цвета ядра клеток и клеточную мембрану.
2012	Ученые собрали из мышечных клеток крысы медузоид - биомиметическую конструкцию, способную имитировать технику плавания медуз. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology. Прежде чем приступить к сборке медузоида, авторы с точностью до клетки изучили строение медузы Aurelia aurita. Тело кишечнополостного состоит из упругой гелеобразной основы и тонкого слоя покрывающих ее клеток, в том числе мышечных. Их сокращение приводит к сжатию купола медузы и реактивному движению, после чего исходная форма восстанавливается за счет упругости гелеобразной основы. Медузоид так же состоял из слоя клеток и упругой основы, только основой стал полидиметиолсилоксан, а мышечные клетки авторы позаимствовали из сердца крысы. Чтобы расположить мышечные клетки в нужной ориентации, на поверхность полимера была нанесена микроструктура. Получившийся медузоид помещали в аквариум, снабженный парой электродов. Под действием электрического разряда мышечные клетки сокращались, и медузоид плыл вперед. Во время паузы между разрядами форма конструкции восстанавливалась за счет упругости полимера. Авторы тщательно изучили механику движения жидкости во время движений медузоида, и обнаружили, что им удалось воспроизвести даже вихревые потоки, которые у медуз подгоняют пищу к ротовому отверстию. В целом движения конструкции от движения настоящих медуз отличались только отсутствием направления и необходимостью во внешней стимуляции. Работа включает элементы самых разных дисциплин - от гидродинамики и биомеханики до клеточной биологии и физиологии. Несмотря на кажущуюся бессмысленность создания медузоида, оно имеет большое значение для биологии, так как с одной стороны, показывает пробелы в понимании работы хорошо известных систем, а с другой стороны, разрабатывает методическую базу для создания искусственных органов.
2012	Ученые создали самую подробную на сегодняшний день компьютерную модель индивидуальной клетки. Она оказалась способна предсказывать ранее неизвестные свойства реальных бактерий. Работа опубликована в журнале Cell. Для максимально подробного моделирования ученые выбрали бактерию с самым маленьким геномом - Mycoplasma genitalium. Из-за упрощения, вызванного паразитическим образом жизни, в ее ДНК имеется всего 525 генов (против более 4 тысяч генов у классической лабораторной E. coli). Именно по этой причине ДНК Mycoplasma genitalium стала основой для первого искусственно синтезированного генома. Виртуальная клетка моделировала синтез и распад различных метаболитов (аминокислот, нуклеотидов и других молекул), белков, ДНК, РНК, взаимодействие между генами и клеточное деление. Процесс управлялся приблизительно двумя тысячами параметров. Исходные данные были получены на основе более девятисот публикаций. Разные процессы были сгруппированы в 28 различных модулях, работающих по собственным алгоритмам. Координация между ними происходила во время каждого шага симуляции. Подробность созданной модели позволила использовать ее для проведения виртуальных экспериментов и наблюдений, которые пока невозможны в экспериментальной биологии. Например, можно было следить за колебаниями различных метаболитов в течение жизни клетки. Один из нетривиальных результатов был получен в ходе наблюдения за ростом нескольких виртуальных бактерий. Оказалось, что, хотя в целом циклы деления идут с одинаковой скоростью, разные его стадии могут протекать с разной скоростью. Например, стадия подготовки к синтезу ДНК у одной бактерии протекает дольше, чем у другой, зато сам синтез идет быстрее. Несмотря на свою относительную сложность, виртуальная клетка все-таки очень далека от реальной. На сегодняшний день не существует способа предсказать даже структуру белка по его последовательности, тем более предсказать результат взаимодействия двух белков. Поэтому в таких вопросах модель ограничена известными данными и не может показать того, что не известно экспериментально. Таких данных, впрочем, в последнее время в биологии становится все больше.
2012	Международная группа ученых уточнила структуру белка, с помощью которого вирусы поражают бактериальные клетки. Как сообщает New Scientist, исследование провела группа специалистов под руководством Петра Леймана (Petr Leiman) из Федеральной политехнической школы Лозанны, Швейцария. Отчет об их работе опубликован в журнале Structure. Лейман и его коллеги из России и США изучали молекулярный механизм, благодаря которому бактериофаги впрыскивают в микробную клетку собственный генетический материал. Ведущую роль в этом процессе играет белок, формирующий хвост фага. С помощью этого белка вирус прокалывает оболочку бактериальной клетки, после чего вводит в нее свою нуклеиновую кислоту (ДНК или РНК). Ученые проанализировали строение концевых участков этого белка у двух фагов с помощью рентгеновской кристаллографии и электронной микроскопии. Они выяснили, что наконечник белковой молекулы диаметром около нанометра сохраняет жесткую структуру за счет расположенного в центре атома железа, который образует ионные связи с шестью аминокислотами. Лейман отметил, что, несмотря на полученные результаты, некоторые детали механизма впрыскивания генетического материала в бактерию остаются неизученными. По его словам, после пенетрации бактериальной мембраны наконечник хвостового белка, выполняющий роль крышки, должен отделиться, чтобы нуклеиновая кислота поступила в микробную клетку. Однако ученым пока не удалось зафиксировать этот момент. На следующем этапе работы группа Леймана планирует продолжить изучение молекулярных механизмов проникновения в бактериальную клетку на примере других фагов.
2012	Международная группа из 39 экспертов опубликовала статью в журнале Systematics and Biodiversity, в которой изложила план по проведению самого масштабного поиска новых видов. Авторы сообщают, что в настоящее время в год открывается около 18 тысяч новых видов. Чтобы достичь заявленной цели в 10 миллионов, потребуется увеличить скорость открытия новых видов более чем в 10 раз. Специалисты планируют использовать для этого новые технологии, прежде всего оцифровку уже существующих коллекций, интеграцию существующих баз данных и определение новых видов на основе секвенирования (определения последовательности) ДНК. По мнению экспертов, одна только систематизация уже существующих коллекций способна радикально увеличить число известных человечеству видов. Количество находящихся по всему миру образцов, многие из которых не идентифицированы, специалисты оценивают в 3 миллиарда. Для каждого открытого в рамках проекта вида, равно как и для уже известных, эксперты планируют составить учетную карточку в объединенной базе данных, созданной по образцу существующих баз Scratchpads, Encylopedia of Life и Biodiversity Heritage Library. В базу планируется заносить изображения новых видов, библиографическую, генетическую и другую информацию. В 2010 году ученые Оксфордского Университета оценили число еще не открытых растений, которые уже собраны и находятся в музейных гербариях в 35 тысяч видов. В среднем, по мнению специалистов, от сбора образца до описания нового вида проходит 30-40 лет. В рамках ускорения процесса поиска недавно описание новых видов растений стали напрямую публиковать в Сети. Площадкой для нового проекта планируют сделать Британский музей естественной истории, где хранится более 70 миллионов экспонатов, в том числе одна из крупнейших в мире коллекций насекомых. В июле 2008 года во дворе музея был открыт новый вид клопов. В 2011 году в коллекции музея был обнаружен новый вид тропических бабочек.
2012	Группа биохимиков из Йельского университета (Yale University) обнаружила, что обитающий в тропических джунглях Эквадора эндофитный гриб Pestalotiopsis microspora способен питаться полиуретаном. Ранее считалось, что этот вид пластмассы не является биоразлагаемым (биодеградируемым). Ученые надеются, что использование микроорганизмов с такими свойствами поможет решить проблемы с утилизацией строительных и производственных отходов. Статья исследователей опубликована в журнале Applied and Environmental Microbiology. Эндофитные грибы обитают в проводящих тканях растений, не нанося им существенного вреда. Во многих случаях они даже делают растение более устойчивым к недостатку воды и воздействию насекомых. Однако, для того чтобы проникнуть внутрь растения им требуется растворить кутикулу – тонкую пленку, покрывающую листья и стебли. Для этого у грибов вырабатывается определенные ферменты. Ученые обнаружили, что Pestalotiopsis microspora вырабатывает фермент серин-гидролазу , с помощью которой он и способен разлагать полиуретан. Более того, вновь открытый гриб способен выживать в среде полностью состоящей из полиуретана, причем как при наличии кислорода, так и при его отсутствии. Полиуретан широко применяется в промышленности и строительстве. В частности для изготовления уплотнений, прокладок, клеев, герметиков, деталей машин. Он устойчив к агрессивным средам (например, кислотам) и труден в переработке. Из-за этого большинство свалок промышленных отходов по большей части состоят из изделий, содержащих полиуретан. Йельские биохимики считают, что ранее неразрешимая проблема безопасной утилизации полиуретана теперь может быть решена путем искусственного культивирования Pestalotiopsis microspora на свалках промышленных отходов.
2012	Африканские ведьмины круги признали "живыми". Биолог Уолтер Чинкель впервые описал жизненный цикл африканских ведьминых кругов. Местные жители называют эти образования "следами богов". Статья исследователя появилась в PLoS ONE. Ведьмины круги представляют собой круглые образования на территориях равнин в юго-западной Африке (еще ведьмиными кругами называют растущие по кругу грибы). Они обычно лишены травяного покрова и могут достигать в диаметре 12 метров. Причины возникновения этих образований до сих пор неясны, хотя имеется несколько гипотез - по одной, например, эти круги являются результатом деятельности насекомых (каких именно, установить не удалось). В своей новой работе Чинкель изучил динамику развития и перемещения пятен, используя спутниковые снимки. Оказалось, что у пятен имеется собственный жизненный цикл - он начинается с гибели травы, продолжается ростом, а заканчивается зарастанием ведьминого круга. Примечательно, что в течение своей жизни круги не остаются на месте, а постоянно перемещаются. Экстраполируя собранные данные, Чинкелю удалось среди прочего вычислить время жизни типичного круга. Как оказалось, оно зависит от размеров и составляет в среднем 41 год. При этом круги-долгожители могут существовать свыше 70 лет. По словам самого биолога, его результаты могут помочь в определении свойств загадочных кругов, и, возможно, подскажут что-нибудь об их природе.
2012	В донных отложениях северной части Тихого океана микробиологи обнаружили бактерий, которые живут без доступа питательных веществ до 86 миллионов лет. Поддерживать жизнь в течение этого времени им удается за счет крайне медленного метаболизма. Работа опубликована в журнале Science. Ученые исследовали сообщество микробов, живущих в донных отложениях в районе северного тихоокеанского течения, около 1000 километров к северу от Гавайских островов. Это одно из самых пустынных мест на Земле. Глубоководные сообщества получают энергию, разлагая органику, опускающуюся на глубину из толщи воды, однако в этом районе это происходит крайне медленно: за тысячу лет слой ила возрастает менее чем на один миллиметр. С помощью специального пробоотборника, представляющего собой трубу с поршнем, ученые достали со дна океана столб ила высотой в 30 метров и измерили внутри него концентрацию кислорода. Исследователи предполагали, что кислород в отложениях должен полностью исчезнуть на глубине не более нескольких сантиметров от поверхности ила, как это обычно происходит в других частях океана. Но оказалось, что его концентрация внутри отложений падает медленно и опускается до нуля лишь на глубине в 28 метров. Поскольку кислород расходуется на дыхание живущими в отложениях бактериями, то его неожиданно высокая концентрация в толще отложений означала, что метаболизм местных микроорганизмов проходит очень медленно - так, что самым глубоко залегающим из них хватило кислорода на 86 миллионов лет. Детальные измерения количества потребляемого удивительными бактериями кислорода показали, что за десять лет микроорганизмы, обитающие в одном кубическом метре отложений, используют столько же кислорода, сколько требуется человеку для одного вздоха. По мнению Роя, найденные им существа достигли минимального возможного уровня метаболизма – по крайней мере, ни одно другое известное ученым существо даже близко не подошло к достижениям тихоокеанских бактерий. Ученые отмечают, что жизнь на планетах с не таким благоприятным климатом, как на Земле, - если предположить, что она там есть - вполне может принимать форму подобных медленных бактерий. И если это действительно так, то обнаружить ее будет вдвойне непросто. Данные авторов, озвученные ими на организованной при поддержке NASA конференции 'Microenergy 2012' обнадежили астробиологов. Если микроорганизмы способны выживать так долго при такой низкой концентрации питательных веществ, то это, по их словам, существенно повышает шансы обнаружить реликтовые биологические сообщества в суровых условиях Марса и других планет.
2012	На Международной космической станции обнаружены опасные микроорганизмы, которые могут вызывать поломки оборудования МКС. Об этом в понедельник, 23 апреля сообщил вице-президент РАН Анатолий Григорьев. Слова академика цитирует "Интерфакс". Григорьев рассказал, что ранее похожие сложности возникали на орбитальной станции "Мир". "Эти микробы поражают не только металлы, но и полимеры. Они могут стать причиной отказов техники", - объяснил вице-президент РАН. В сообщении агентства не уточняется, как микроорганизмы попали на станцию, и насколько сильно они могут повредить ее оборудование. Несколько позже появилась информация, что в ходе эксперимента по имитации полета на Марс "Марс-500" в Институте медико-биологических проблем РАН было протестировано новое средство для борьбы с разъедающими обшивку микроорганизмами. Препарат под названием "Велтогран", по информации, распространенной ИМБП, был создан "на основе передовых нанобиотехнологий" и "обладает выраженным антимикробным эффектом, а также антикоррозийной активностью". Григорьев также рассказал о результатах экспериментов с живыми существами на выживаемость в открытом космосе. В ходе опытов организмы (в сообщении не говорится, какие именно) в течение многих месяцев находились на внешней стороне МКС и, по словам ученого, показали высокую толерантность к экстремальным условиям. Подобные эксперименты проводятся на МКС не первый раз. В 2008 году было показано, что тихоходки (микроскопические существа, близкие к членистоногим) способны переживать условия открытого космоса. Позднее, уже на Земле, ученые показали, что клещи могут не только выдерживать нахождение в вакууме, но и одновременное воздействие жесткого излучения потока электронов. Подобные условия являются, по-видимому, еще более агрессивными, чем нахождение в открытом космосе.
2012	Ученые, работающие в Национальном Центре Биотехнологической Информации США под руководством биоинформатика российского происхождения Евгения Кунина установили, что тубулин, составляющий основу цитоскелета эукариот, достался им от предковых архей. Работа опубликована в журнале Biology Direct. Кунин и Ютин проанализировали недавно прочтенный геном архей Thaumarchaeota, и нашли гены белков, которые являются, по их мнению, действительными предками белков микротрубочек (тубулинов) эукариот. Авторы назвали их артубулины, они имеют лучшее на данный момент сходство с эукариотическими тубулинами. До сих пор считалось, что тубулин произошел от белка FtsZ, выполняющего структурные функции у большинства бактерий и многих архей. Однако FtsZ и тубулин очень отдаленно похожи друг на друга, причем это сходство было обнаружено только после определения полной кристаллической структуры белков, и совсем не очевидно при сравнении последовательностей. Цитоскелет эукариот состоит из трех компонентов - актиновых и промежуточных филаментов, а также микротрубочек. Существование и стабильное наследование хромосом, характерное для всех эукариот, невозможно без микротрубочек, потому что именно они растаскивают хромосомы во время деления. Поэтому вопрос происхождения тубулина непосредственно связан с вопросом происхождения эукариот, а он, в свою очередь, является одним из основных в эволюционной биологии.
2012	Биологи предположили, что пероксиредоксин, фермент, участвующий в нейтрализации опасных форм кислорода в клетке, может быть основой биологических часов, универсальных для всех живых организмов. Работа опубликована в журнале Nature. Пероксиредоксин разлагает опасные для живых существ пероксиды до воды. Фермент может находится в окисленном или восстановленном состоянии, относительное содержание которых колеблется в течение дня. Ранее те же исследователи показали, что отношение содержания одной формы к другой колеблется практически одинаково у морских водорослей и человеческих эритроцитов - с периодичностью приблизительно в 24 часа. В новой работе авторы показали, что такие суточные колебания происходят и у других, причем совершенно разных организмов, - мышей, дрозофил, некоторых растений, а также у бактерий и архей - словом, у представителей всех доменов жизни. На настоящий момент известно несколько механизмов, которые могут управлять биологическими часами живых существ. Они имеют разное устройство у разных организмов и, например, у животных и растений возникли независимо друг от друга. Большинство из них тем или иным образом зависят от периодичности солнечного света. Суточные колебания пероксиредоксина, напротив, универсальны и не зависят напрямую от света. Кроме того, путем внесения мутаций, авторам удалось отключить некоторые из механизмов известных суточных ритмов и показать, что их отключение не влияет на колебания пероксиредоксина. С другой стороны, авторам не удалось показать, как именно эти колебания могут влиять на поведение живых существ. Исследователи также предложили гипотезу, объясняющую связь между возникновением первых универсальных биологических часов с активными формами кислорода. По их мнению, при возникновении кислородного фотосинтеза концентрация перекисей в клетке сильно возрастала днем и спадала ночью. Клеткам было необходимо подготовиться к дневному возрастанию концентрации перекисей с помощью активации необходимых ферментов. Со временем возникшую систему потомки фотосинтезирующих организмов применили для регуляции уже других периодических процессов.
2012	Американские химики ускорили работу фермента-липазы CALB с помощью предварительной модификации и облучения светом. Работа опубликована в журнале The Journal of Physical Chemistry Letters. Для того, чтобы ускорить работу фермента, химики решили внести в него фотоактивное соединение. При облучении светом определенной длины волны такое соединение должно было изменять свою конформацию и преобразовывать световую энергию в механическую, "подталкивая" фермент к выполнению работы. В качестве объекта авторы исследования решили использовать липазу B (фермент, разрушающий жиры) из бактерии Candida antarctica - CALB. Чтобы узнать, в какое место фермента следует вводить фотоактивное соединение, им пришлось испробовать множество точек и провести с такими виртуальными ферментами множество компьютерных симуляций. Чтобы осуществить моделирование, исследователи использовали мощности суперкомпьютера Jaguar, размещенного в Национальном центре компьютерных исследований в Оук-Ридже (США). В июне 2011 года этот суперкомпьютер занимал третье место по производительности в мире. В ходе моделирования было установлено, что фотоактивное соединение (азобензен) необходимо ввести между петлями, которые, несмотря на то, что удалены от активного центра, влияют на передачу изменений конформации в белке CALB. Пратул Агарвал, первый автор статьи, так прокомментировал результаты компьютерной симуляции: "Моделирование помогло нам понять, как механическая энергия с поверхности может быть в конце концов перенесена в активный центр, где она используется для осуществления химической реакции". После получения результатов симуляции удачность подхода проверили на реальном белке. Скорость работы модифицированного фермента при облучении светом была увеличена (в зависимости от условий) в 8-52 раза. Ферменты используются во множестве биотехнологических процессов. Исследования, способные улучшить их работу, потенциально способны существенно удешевить производство многих веществ.
2012	Международная группа биологов создала эффективную модель построения муравьиной сети для доставки в колонию пищи. Объектом исследования выступали муравьи Linepithema humile, обитающие в Аргентине. Ранее ученым было известно, что муравьи прокладывают свои дороги при помощи феромонов. При этом вероятность движения муравья по тому или иному пути напрямую зависит от концентрации феромонов на нем. В 90-х годах прошлого века Жан Луи Денебур предложил модель, которая хорошо (то есть близко к экспериментальным данным) описывала формирование муравьиных дорог. Эта модель, однако, включала в себя условие "нелинейности" реакции муравьев на присутствие феромонов. Это, в свою очередь, противоречило известному эмпирическому закону Вебера-Фехнера, который утверждает, что интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности стимула. В рамках новой работы ученые попытались примерить закон Вебера-Фехнера и работы Денебура. Они использовали отличную от работ последнего модель - биологи предполагали, что от количества феромонов зависит изменение направления движения. При этом зависимость реакции рассчитывалась по закону Вебера-Фехнера, в то время как в систему был добавлен случайный шум, связанный с тем, что траектории муравьев не постоянны. В результате оказалось, что добавленный шум позволяет получить эффект, напоминающий нелинейность. В частности, ученым удалось повторить результаты Денебура. По мнению исследователей, аналогичным образом они планируют получить модель строительства путей внутри муравейника.
2012	Американские биологи Кейджи Нишида и Памела Сильвер сделали дрожжи Saccharomyces cerevisiae чувствительными к магнитному полю. Статья ученых появилась в журнале PLoS Biology. На первом этапе исследования Нишида и Сильвер растили дрожжи в среде с повышенным содержанием лимоннокислого железа. Выращенные таким образом S. cerevisiae, которые обычно не чувствительны к магнитному полю, оказались способны реагировать на силу и направление этого поля. Затем ученые "подправили" ДНК дрожжей, среди прочего добавив туда ген, отвечающий за выработку ферритина - белка, который используется для запасания железа у животных и человека. Модифицированные дрожжи оказались во много раз чувствительнее своих диких собратьев к магнитному полю. Они проявляли чувствительность к магнитному полю уже через две минуты после того, как их начинали кормить лимоннокислым железом (у обычных дрожжей чувствительность проявлялась через 10 минут). Анализ внутреннего строения дрожжей позволил установить, что они запасают железо, связанное собственным белком, в своего рода вакуолях. В модифицированных грибках железо хранилось прямо в цитоплазме клетки. По словам ученых, их работа позволяет прояснить многие детали магниторецепции (способности ощущать магнитное поле Земли) у птиц и некоторых других животных. Также исследователи говорят, что приобретение клетками магнитных свойств может помочь в создании технологий эффективной манипуляции ими.
2012	Ученые обнаружили, что прионы грибов встречаются у большей части популяции и могут выполнять полезную для хозяина функцию. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Ученые работали с грибом-аскомицетом Podospora anserina. Эти грибы способны образовывать друг с другом контакты, которые позволяют организмам совместно перерабатывать питательные вещества. Такие контакты, однако, могут быть опасны - зараженный гриб может передать другому свою инфекцию. Чтобы снизить вероятность тотального заражения всей популяции, у грибов существует система "свой-чужой", которая не дает грибам разных групп одного вида образовывать контакты друг с другом. Она основана на гене het-S кодирующем белок-прион. Исследователи проанализировали природную популяцию из 112 индивидуальных грибных мицелиев и установили, что у двух третей из них белок Het-S находится в инфекционной конформации. В ходе генетического анализа биологи показали, что прионы, во-первых, не дают распространяться в популяции инфекциям, а во-вторых, влияют на половое размножение, поддерживая разнообразие внутри вида. Прионные инфекции, подразумевающие передачу от хозяина к хозяину "неправильных" конформаций белков, стали известны благодаря тем болезням, которые они вызывают у млекопитающих. Эти болезни получили разные названия, но сходны в том, что включают передачу заразной формы конфигурации пептида через пищу: болезнь каннибалов куру, болезнь Крейтцфельдта - Якоба, губчатая энцефелопатия или коровье бешенство.
2012	Ученые из австралийского университета Монаша оценили скорость изменения размеров млекопитающих. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи установили, что млекопитающее размером с мышь превращается в животное размером со слона примерно за 24 миллиона поколений. При этом обратный процесс, то есть уменьшение размеров (например, островная карликовость - явление уменьшения размера животных, оказавшихся в изоляции на острове в отсутствии хищников и человека) происходит как минимум в 10 раз быстрее. В рамках работы исследователи проанализировали изменение размеров тел 28 отрядов живых организмов по данным палеонтологических находок за последние 70 миллионов лет. В общей сложности, они смогли получить подробную картину изменения размеров по 839 видам плацентарных млекопитающих и 83 видам сумчатых. Ученые установили, что в первые 35 миллионов лет после мел-палеогенового вымирания 65 миллионов лет назад, когда с лица Земли исчезли динозавры, размер видов увеличивался экспоненциально. В свою очередь потом он замедлялся - более крупные животные тратят больше времени на вынашивание и выращивание потомства. Если говорить в терминах поколений, то за 1,6 миллиона поколений наблюдалось увеличение размеров сухопутных животных в 100 раз, за 5,1 миллиона поколений - в 1000 раз и за 10 миллионов поколений - в 5000 раз. В случае с морскими млекопитающими эти показатели составляют 1,1, 3 и 5 миллионов поколений. По словам авторов работы, их результаты представляют для науки значительный интерес - дело в том, что большинство предыдущих исследований концентрировались на изучении изменений внутри видов.
2012	Биологи из Канады, Австрии и США установили, что половой отбор сам по себе, без дополнительной специализации экологических ниш, способен сдерживать от слияния виды с общим ареалом. Работа опубликована в журнале Nature. Исследователи изменили классическую модель полового отбора, включив в нее два дополнительных фактора. Во-первых, они учли неравномерность распределения ресурсов. Во-вторых, приняли во внимание, что при выборе более предпочтительного полового партнера самка неизбежно несет дополнительные издержки. В результате моделирования оказалось, что комбинации этих двух факторов достаточно, чтобы объяснить сосуществование близких видов с пересекающимся ареалом без заметного экологического разделения. Такие виды остаются генетически изолированными друг от друга, несмотря на то, что ничто не мешает их особям давать плодовитое потомство. Ранее основную роль в сохранении видового разнообразия в подобных случаях отдавали разделению экологических ниш. Считалось, что половой отбор не может играть в разделении видов ключевую роль, если не соблюден принцип экологической специализации. Однако наличие такого разделения не всегда можно четко показать, и причины отдельного сосуществования многих видов оставались непонятными. "Издержки, которые несут самки при выборе полового партнера, оказались ключевыми для укрепления границ вида. Они не дают самкам с определенными предпочтениями занимать территории, где доминируют непривлекательные для них самцы", - суммировал результаты работы один из ее авторов. Половой отбор в качестве одной из сил, участвующих в видообразовании, выдвинул еще Чарлз Дарвин в своем труде о происхождении видов. С тех пор он часто становился альтернативой межвидовому отбору в качестве более удачного объяснения происхождения тех или иных внешних признаков.
2012	Математики предложили объяснение модульному строению биологических систем. По словам ученых, двигателем ее возникновения могла быть экономия Препринт работы доступен в архиве Корнельского университета. Исследователи пытались понять, почему биологические системы построены по модульному принципу. Это свойство хорошо известно биологам и заметно на разных уровнях строения организмов. Модульностью обладают сети взаимодействия генов и белков в клетке, сети нейронов, кровеносная система, и так далее. Преимущества модульности для ускорения эволюции очевидны любому инженеру - она позволяет заменять одни компоненты другими, не меняя общую схему работы системы. Однако не вполне ясно, как то, что ускоряет эволюцию, само возникло в результате эволюции. Иначе говоря, непонятно, что именно являлось двигателем отбора в пользу модульных систем и инженерной "разумности". Выводы ученых основаны на двух параллельных симуляциях эволюции нейронных сетей. Сети в эксперименте должны были научиться распознавать определенный набор сигналов. Те сети из первоначального набора, которые делали это лучше других, "размножались" и давали множество похожих, но не идентичных новых сетей. Параллельно проводилось два отбора: отбор по критерию качества распознавания сигнала и отбор, где учитывалось также количество затраченных ресурсов. Во втором случае сети, содержащие большее число связей при одинаковом качестве распознавания, считались неэффективными и исключались из отбора. Через некоторое количество циклов эволюции ученые взглянули на топологию образовавшихся сетей. Оказалось, что сети, где ресурсы не экономились и количество связей не учитывалось, представляли собой "мешанину" из связей. В параллельной симуляции, где экономия ресурсов была важна для эффективности, сети образовывали четкие модули, компоненты которых плотно связаны друг с другом и слабо - с остальной системой. Такие сети в дальнейшем могли эволюционировать быстрее за счет копирования и перетасовки готовых компонентов. Исследования по топологии сетей объединяют самые разные традиционные дисциплины - от математики и информатики до эволюционной и нейробиологии. Сети с похожим строением и свойствами (например, безмасштабные) можно одинаково легко найти в мозге, ДНК, транспортной инфраструктуре или социальных медиа.
2012	Математики из Израиля и Индии сравнили пропорциональный рост биологических организмов с ростом песчаных горок, чья структура возникает и поддерживается самопроизвольно. Кратко содержание работы пересказывает блог Technology Review. Размеры многоклеточных организмов могут за время жизни увеличиваться в десятки и даже сотни раз. При этом очень важна пропорциональность роста разных частей тела, поскольку от нее зависит работа органов. Например, непропорциональность роста сердца может вызвать сердечную недостаточность. С точки зрения биологии пропорциональность достигается с помощью сложного взаимодействия генов, факторов роста и гормонов, однако биологи пока не могут получить цельную картину этого процесса. Авторы настоящей работы, математики, решили взглянуть на пропорциональный рост сам по себе, не вдаваясь в детали физиологии, которые его обеспечивают. По словам ученых, пропорциональный рост биологических систем очень напоминает рост песчаных горок, которые давно привлекают внимание математиков. Модели песчаных горок характеризуются четкой структурой, которая самопроизвольно возникает в результате их роста. Такие структуры растут пропорционально размерам всей системы, хотя ничто внешнее не контролирует эту пропорциональность. Модель обычно состоит из виртуальных песчинок, расположенных в ячейках матрицы. При добавлении новых песчинок в матрицу старые "обсыпаются", то есть перераспределяются вокруг места добавления в соответствии с определенными правилами. Ученые показали, что особенности возникающих структур определяются прежде всего правилами перераспределения, а не начальными условиями. Кроме того, структуры оказались достаточно устойчивы к шуму - случайное внесение некоторого количества лишних песчинок не меняло их общий вид. Авторы считают, что поведение математических песчинок может в какой-то степени отражать рост биологических систем. Подобно математическому песку, рост животных прежде всего зависит от правил перераспределения (правил деления клеток) и достаточно устойчив к шуму и вариациям в начальных условиях. Деление клеток на ранних стадиях развития эмбриона дрозофилы, например, зависит от градиентов распределения гормонов. Именно они определяют правила деления - их направление и плоскость (впрочем, роста как такового в данном случае не происходит). Работа может помочь биологам взглянуть по-новому на рост и развитие живых организмов. Для этого, однако, авторам придется предложить для проверки конкретные экспериментальные модели, имеющие отношение к живым организмам. В данной статье таковых пока нет.
2012	Биологи из Кембриджского Университета разработали метод, позволяющий распознавать и оцифровывать процесс роста и развития клеток растения в автоматическом режиме. Работа опубликована в журнале Nature Methods. Чтобы получить как можно больше точной информации о росте и развитии в автоматическом режиме, ученые использовали двусторонний подход. Во-первых, они генетически изменили растения, во-вторых, создали специальную программу, способную распознавать и оцифровывать их изображения. Чтобы максимально четко рассмотреть границы между клетками, их форму, объем и другие параметры, в ДНК модельного организма Arabidopsis thaliana были введены несколько генов флюоресцентных белков. Одни из них были созданы таким образом, чтобы окрашивать ядра клеток. Белки другого цвета распределялись вдоль границы. Это позволяло компьютерной программе легче распознавать их форму. Кроме того, другие флюоресцентные белки использовались для наблюдения над работой генов в каждой индивидуальной клетке. Рост модельных растений наблюдали и записывали с помощью конфокального микроскопа. Полученные изображения без участия человека распознавала созданная авторами программа. Разработанный метод позволил получить ранее недоступные для ботаников данные. Например, авторы могли посмотреть на зависимость скорости роста отдельной клетки от ее расположения. Используя маркерные гены можно было увидеть, как каждая индивидуальная клетка отвечает на действие гормонов роста, и как происходит их дифференциация. Разработанный метод, по словам авторов, позволит не только получить ранее недоступные сведения о жизни растений, но и упростит создание новых организмов. Исследователи считают, что их разработка станет одним из основных методов в области синтетической биологии растений. Ранее технологию компьютерной обработки изображения использовали, в том числе, для изучения развития клеток эмбриона.
2012	Биологи впервые обнаружили плотоядные растения, которые охотятся на своих жертв под землей. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Объектом исследования выступали растения рода Philcoxia, описанные только в 2000 году. Почти сразу после открытия этого рода (он пока включает в себя три вида - P. bahiensis, P. minensis и P. goiasensis) ученые заподозрили растение в плотоядности. На это, в частности, указывали листья растения, снабженные железами, которые выделяют липкую субстанцию. Теперь, однако, ученым удалось доказать, что род Philcoxia состоит из хищных растений. Они установили, что представители этого рода прячут свои липкие листья под песком. Главных объектом их охоты выступают круглые черви нематоды. Липкая субстанция, выделяемая упомянутыми выше железами, служит для переваривания этих существ. По словам исследователей, это совершенно новая схема охоты для хищных растений - ранее были известны только наземные схемы. При этом исследователи полагают, что количество хищников (их среди травянистых растений сейчас около 0,2 процента) может быть значительно недооценено. Кроме этого наличие большого числа стратегий охоты на насекомых указывает на относительную "легкость" подобного шага в эволюции.
2012	Биологи установили, что завязь цветка строго контролирует прорастание опыляющей его пыльцы - немедленно после оплодотворения завязь становится недоступна для всех опоздавших пылинок, но если оплодотворение по каким-то причинам не произошло, рост пыльцевых трубок начинается снова. Работа опубликована в журнале Current Biology. Распознавание свой/чужой происходит у растений путем молекулярных "переговоров" между рыльцем и пыльцой. Однако, если на рыльце попадают несколько пылинок своего вида, между ними начинается "гонка" с целью как можно быстрее проникнуть в завязь. Оказалось, что этой гонкой полностью управляет сама завязь. Провести эксперимент биологам помогла мутация hap2, которая делает модельное растение Arabidopsis стерильным: пыльца таких растений нормально адсорбируется на рыльце и проникает внутрь завязи, но не может оплодотворить яйцеклетку. Ученые генетически изменили Arabidopsis так, чтобы процесс прорастания пыльцы к завязи можно было наблюдать во флюоресцентный микроскоп. Смешивая в разных соотношениях пыльцу нормальных растений и пыльцу растений, несущих мутацию hap2, авторы обнаружили, что количество пыльцевых трубок определяется завязью. В случае, когда вся пыльца была нормальной, все завязи содержали только одну трубку, образованную пылинкой-лидером. Все остальные пылинки оставались на старте. Если в смеси попадалась мутантная пыльца, то количество пыльцевых трубок возрастало. Завязь, которую не могла оплодотворить мутантная пылинка-лидер, привлекала новые пылинки, которые образовывали новые трубки. В основе этого привлечения лежал гормон, выработка которого резко прекращалась сразу после оплодотворения - именно он руководил направлением роста пыльцевой трубки. Природу гормона авторам, впрочем, пока установить не удалось. Перед каждым цветковым растением стоит противоречивая задача: с одной стороны, для повышения вероятности опыления необходимо обеспечить максимальную доступность цветка для пыльцы. С другой стороны, в завязь должны проникнуть только одна пылинка, причем именно нужного вида. Для решения этой задачи растения используют сложные механизмы молекулярного распознавания, разнесение периодов цветения и специализацию по опылителям.
2012	Ученые из университета Райса выяснили, что растения защищаются от насекомых в соответствии с циркадным ритмом. Такие выводы они сделали в ходе наблюдения за резуховидкой Таля (Arabidopsis thaliana) в лабораторных условиях. Результаты исследования доступны в Proceedings of the National Academy of Sciences. Циркадные ритмы представляют собой колебание интенсивности тех или иных процессов в организме, связанное со сменой дня и ночи. Они присущи почти всем живым существам на Земле. Несмотря на то, что, на первый взгляд, циркадные ритмы обусловлены внешними причинами, они имеют эндогенное происхождение. Например, растения, которые в течение дня поворачиваются за Солнцем, ночью обращают свои листья к востоку прямо перед восходом. Исследователи изучили резуховидку Таля на генетическом уровне и пришли к выводу, что одна треть всего генома растения активируется в соответствии с циркадным ритмом. Ученые считают, что гены, ответственные за реакцию на смену дня и ночи, также помогают бороться с атаками насекомых. Эксперимент, поставленный учеными, подтверждает данное предположение. Исследователи использовали 12-часовые световые циклы, чтобы установить циркадные ритмы в резуховидке Таля и гусеницах совки, которая питается растением. У одних образцов ритм соответствовал и у гусениц, и у растений. В другом случае, у гусениц был режим бодрствования, в то время, как растения находились в спящем состоянии. В результате оказалось, что спящие растения почти не сопротивлялись поеданию и пострадали больше. В течение дня в соответствии с циркадными ритмами изменяется содержание в растениях жасмоната. Он ответственен за устойчивость растений к нападению насекомых и заболеваниям, в частности, жасмоновая кислота активирует защитные механизмы растения и позволяет ему быстро восстанавливаться. Стоит отметить, что циркадные ритмы позволяют выживать растениям в постоянно меняющемся мире. Они дают возможность выдерживать абиотический стресс и сохранять свою целостность в жестких городских условиях.
2012	Ученые проследили за распространением семян южноамериканской черной пальмы Astrocaryum standleyanum и показали, что от вымирания растение спасло оппортунистическое поведение грызунов агути. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. После массового вымирания в Южной Америке мегафауны около 10 тысяч лет назад существование многих растений оказалось под угрозой. Те растения, плоды которых поедали вымершие гиганты, не могли больше распространять свои семена. Сегодня плоды черной пальмы поедают грызуны агути Dasyprocta punctata, но их способности к распространению семян до сих пор оценивались весьма скромно. Новое исследование показало, что, хотя индивидуальные животные не могут распространять семена на значительное расстояние, популяция в целом вполне способна с этим справиться. Ученые пометили 589 семян пальмы миниатюрными радиопередатчиками и проследили за их судьбой. Найдя семечко, агути обычно перепрятывают его в нескольких метрах от места находки. Оказалось, что делают они это настолько часто, что через 200 дней некоторые из семечек перекочевали на расстояние трех сотен метров от первого тайника. Стимулом к постоянному перепрятыванию стала склонность к воровству - агути пытались найти и перенести в другое место семечки, спрятанные их сородичами. В результате грызуны, сами того не желая, способствовали распространению семян на значительные расстояния.
2012	Ботаники из Университета Райса установили, что прикосновения помогают растениям выработать повышенную устойчивости к насекомым, но одновременно способствуют ослаблению роста. Реакция на прикосновение осуществляется с помощью выработки фитогормона жасмоната. Работа опубликована в журнале Current Biology. Ранее биологам уже было известно, что растения могут реагировать на прикосновения: например, модельное растение Arabidopsis thaliana растет хуже, если до него дотрагиваться. Однако биохимические механизмы такой реакции были неясны. Поскольку известно, что ростом и развитием растений управляют гормоны, авторы предположили, что в реакции на прикосновение тоже может происходит выработка одного из них. У исследователей был доступ к коллекции модельных растений Arabidopsis thaliana с выключенными генами в различных биохимических путях синтеза фитогормонов. В ходе работы ученые установили, что мутанты, не способные синтезировать гормон жасмонат, не реагируют на прикосновения. Для этого к диким и мутантным растениям дважды в день прикасались в течении некоторого времени. Дикие ростки, когда их касались, росли хуже тех, которые исследователи оставили в покое, - это была нормальная реакция растения. Мутанты, не способные вырабатывать жасмонат, росли хорошо вне зависимости от того, трогали их или нет. Для подтверждения полученных результатов исследователи получили других мутантов, и они синтезировали жасмонат существенно лучше диких. Оказалось, что уменьшение роста у таких мутантов еще более выражено, чем у нормальных растений. Наконец, исследователи проверили, изменяется ли устойчивость растений к насекомым-вредителям, если к ним прикасаться. Оказалось, что такие растения становятся гораздо более устойчивыми и эта устойчивость определяется именно выработкой жасмоната. Исследователи объясняют такую зависимость активацией защитной программы, которая мобилизует защитные силы растения. Это дает повышенную устойчивость к инфекции, но не обходится без повышенных энергетических затрат и приводит к замедлению роста. Недавно было установлено, что справляться с насекомыми растениям помогают суточные изменения в работе генов. Те растения, которые находились в "состоянии сна", практически не сопротивлялись поеданию гусеницами. В той работе тоже была показана ключевая роль жасмоната в устойчивости к насекомым.
2012	Ученые обнаружили, что свойства почвы в экосистеме зависят от того, как чувствуют себя живущие в ней кузнечики. Если от присутствия хищников они испытывают стресс, то органические вещества в почве будут разлагаться медленнее. Работа опубликована в журнале Science. Биологи из Еврейского университета в Иерусалиме обнаружили, что когда кузнечики испытывают стресс, то содержание азота в их теле уменьшается. Для того, чтобы проверить свое предположение в эксперименте, ученые поселяли кузнечиков Melanoplus femurrubrum вместе с хищными пауками Pisaurina mira, которые вызывали у насекомых стресс. Контрольную группу кузнечиков выращивали без присутствия пауков. По словам ученых, стресс вызывал в организме кузнечиков постоянную активацию катаболических процессов. Содержащие азот белки периодически перерабатывались в глюкозу, не содержащую азота. В результате относительное содержание азота падало, а углерода - возрастало. У контрольной группы насекомых содержание азота было выше, чем у той, что выращивалась в присутствии пауков. Оказалось, что относительно небольшие изменения в химическом составе тела насекомых могут повлиять на свойства почвы, где они обитают. Попадая туда после гибели, тела кузнечиков разлагались и влияли на содержание в ней азота. Содержание химических элементов влияло на состав почвенных микробов, и, соответственно, свойства почвы. Там, где жили спокойные кузнечики, разложение растительных остатков (например, листьев), происходило на 60-200 процентов быстрее, чем там, где жили испуганные пауками насекомые. Такие же результаты ученые получили, когда вместо кузнечиков удобряли почву искусственными смесями веществ, состав которых имитировал испуганных и спокойных насекомых. Небольшие изменения в содержании азота сильно влияли на микробиоту почвы и ее свойства. Рецензенты отмечают, что в работе впервые показаны экологические отношения подобного рода. По словам ученых, работа показывает сложность взаимодействий в экосистемах и необходимость их более тщательного изучения.
2012	Существование нескольких популяций австралийских вомбатов Lasiorhinus latifrons оказалось под угрозой из-за заболевания, вызванного поеданием чужеродного для флоры Австралии растения. Сотрудник австралийского общества Естественной истории Петер Клементс (Peter Clements) сообщил о том, что на юге страны недалеко от Аделаиды экологи обнаружили несколько сотен больных животных. По его словам, 85 процентов популяции были поражены отравлением. Заболевание сопровождается потерей шерсти вплоть до полного облысения и резким снижением активности. Больные животные греются на солнце, пытаясь компенсировать снижение температуры тела из-за продолжительного голодания, вызванного отравлением. Такое поведение нехарактерно для ночных животных, которыми являются вомбаты. Голодание в большинстве случаев приводит к смерти животного. Сотрудники Университета Аделаиды провели несколько вскрытий и утверждают, что отравление сумчатых сопровождается поражением печени и вызвано поеданием "токсичного сорного картофеля" (вид растения в сообщении не указан, но многие представителей пасленовых ядовиты). Ученые считают, что отравление животных связано, по крайней мере частично, с уничтожением их мест обитаниz, что вынуждает вомбатов переходить на нетрадиционную для них пищу. Вомбаты - характерные представители сумчатой австралийской фауны. Это самые крупные в мире животные, большую часть жизни проводящие под землей. Они обычно покидают свои норы только ночью, чтобы питаться побегами растений, корнями, ягодами и грибами. До приходя человека на континент у вомбатов не было естественных врагов. Помимо чужеродной флоры сейчас сумчатым угрожают собаки динго.
2012	Экологи обнаружили еще один негативный эффект, оказываемый океаном на кораллы. Он связан с ростом уровня кислотности океанической воды. Статья ученых появилась в журнале Ecology Letters.Планулы (одна из личиночных стадий развития кишечнополостных, к которым относятся кораллы) многих видов кораллов предпочитают селиться на поверхностях, покрытых водорослями родов Titanoderma и Hydrolithon. По словам ученых, в этих водорослях юные кораллы чувствуют себя в "настоящем раю". В рамках новой работы исследователи обнаружили неожиданный эффект - с ростом кислотности предпочтения кораллов меняются. В частности, при уровне кислотности, предсказанном к концу XXI века, 45 процентов кораллов начинают избегать упомянутые роды водорослей. По словам ученых, это может негативно сказаться на развитии коралловых рифов, поскольку все меньше кораллов селится рядом с ними. Кроме этого многие планулы оседают на местах, малопригодных для роста кораллов. В настоящее время рост содержания углекислого газа в атмосфере ведет к тому, что вода в океанах поглощает этот газ и становится более кислой. Последствия роста кислотности для коралловых рифов пока неясны. Например, эффекты от роста глобальных температур (что часто связывают с ростом содержания углекислого газа в атмосфере) в Индийском океане перевешивают эффекты от роста кислотности и кораллы растут выше. С другой стороны, повышенная кислотность приводит к тому, что кораллам сложнее добывать кальций из воды, а созданные ими скелеты со временем растворяются. Последствия этого окисления для морских обитателей в настоящее время весьма активно изучаются. Например, рост кислотности ведет к тому, что вода лучше проводит звук. В частности, к 2050 году, по мнению некоторых исследователей, звук в воде будет распространятся на 70 процентов дальше, чем сейчас. Как следствие, океан станет слишком шумным, например, для китов.
2012	Биологи обнаружили взаимовыгодное сотрудничество между обитающими на Борнео муравьями Camponotus schmitzi и насекомоядным растением непентес (Nepenthes bicalcarata). Это первый известный случай мутуализма между насекомыми и насекомоядным растением. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE. Непентес обитает на бедных питательными веществами торфяных болотах и вынуждено получать азот и другие элементы от насекомых, падающих в своеобразный кувшин с пищеварительными ферментами. Оказывается, что в этом хищному растению помогают другие насекомые - муравьи. Ученые сравнили непентесы, заселенные и не заселенные муравьиными колониями. У растений сопоставили такие параметры как площадь листьев, их окраска, химический и изотопный состав. Оказалось, что в тех растения, которые лишены соседей-муравьев, содержание азота в листьях было почти в три раза меньше, чем у тех, которые были заселены колониями. Фактически, растения, лишенные помощи соседей, постоянно находились в состоянии азотного голодания и не могли полноценно развиваться. Муравьи ухаживали за непентесом: очищали края кувшина, чтобы они всегда оставались гладкими, удаляли из кувшина слишком крупную непереваренную добычу и даже прогоняли долгоносиков, желающих полакомиться побегами растения. Но самая главная услуга муравьев для цветка заключалась в том, что насекомые оставляли свои продукты жизнедеятельности растению и, таким образом, подкармливали его. Большую часть азота, как показал изотопный анализ, непентес получал именно от муравьев. В благодарность растение предоставляло муравьям специализированные побеги, в которых они устраивают свое жилье и подкармливало насекомых нектаром. Непентесы являются одними из самых крупных насекомоядных или хищных растений, которых на данный момент насчитывается более 600 видов. В ловушку филиппинского непентеса порой попадают даже крысы и мелкие птицы. Разные виды хищных растений используют разные приспособления для ловли жертв - это липкие ловушки, кувшинчики со скользкими стенками или даже активно закрывающиеся капканы у мухоловок. Самые крупные хищные растения обитают в тропиках, а в московской области на торфяных болотах можно найти несколько видов росянок.
2012	Биологи обнаружили, что термиты Neocapritermes taracua из касты рабочих по достижении определенного возраста становятся смертниками. В схватке они способны применять двухкомпонентный яд, активирующийся взрывом. Работа опубликована в журнале Science. Термиты Neocapritermes taracua обитают в тропических лесах Французской Гвианы и питаются преимущественно гнилой древесиной. Ученые обнаружили необычные свойства насекомых, когда один из них при попытке его поймать лопнул прямо в пинцете. Авторы обнаружили, что часть из насекомых рабочей касты несут голубые отложения на передней части туловища. Именно они придают термитам способность взрываться. Во время схватки голубой пояс на термите лопается и его содержимое смешивается с секрецией слюнных желез животного. Это приводит к образованию ядовитой жидкости, которая и убивает врагов, хотя ни слюна, ни голубые кристаллы сами по себе не ядовиты. По словам ученых, они впервые встречаются с использованием такого двухкомпонентного химического оружия у термитов. Анализ показал, что голубые отложения представляют собой кристаллы медь-содержащего белка массой 76 килодальтон, однако ни его функции, ни даже аминокислотной последовательности ученые не установили. Предполагается, что он является ферментом, который способен при взаимодействии со слюнным секретом производить яд. Интересно, что у Neocapritermes taracua смертниками оказались не представители касты солдат, которые должны обеспечивать безопасность колонии, а рабочие насекомые. Причем, взрывчатые кристаллы несли на себе только старые животные - ученые определяли их возраст по изношенности челюстного аппарата. Таким образом, считают ученые, колония избавляется от рабочих, которые уже не могут достаточно хорошо выполнять свои функции. Использование ядовитых веществ ранее уже было показано и у других термитов, но в тех случаях его производили насекомые-солдаты и оно не было двухкомпонентным.
2012	Японские биологи установили, что для изменения поведения гусениц, которое бакуловирусы группы I стимулируют с целью распространения потомства, необходима работа гена, захваченного вирусом у хозяина. Этот механизм отличается от недавно изученного, используемого бакуловирусами группы II. Он возник в ходе эволюции независимо. Работа опубликована в журнале PLoS Pathogens. Некоторые гусеницы, например, тутовый и непарный шелкопряды, страдают необычной болезнью, которую называют Wipfelkrankheit, или "болезнь верхушек деревьев". Больные гусеницы в какой-то момент перестают питаться и, перед тем как умереть, повиснув на дереве, стремятся заползти как можно выше. То, что такое "зомбированное" стремление забраться повыше объясняется заражением вирусом, было известно давно. Было ясно, что таким образом вирус обеспечивает себе максимальное распространение, но детали этого процесса стали известны лишь в последнее время. В сентябре 2011 года в журнале Science вышла статья, в которой биологи обнаружили, что за болезненное поведение непарного шелкопряда при заражении бакулавирусами группы II отвечает ген egt, инактивирующий гормон линьки. Гусеницы перестают линять, нарушаются их суточные циклы поведения и насекомые начинают ползти наверх. В нынешней работе авторы исследовали другую группу бакуловирусов (группа I), инфекция которых приводит к такому же поведению гусениц. Механизмы управления хозяином в случае этой группы оказались совершенно иными. Исследователи выключали все гены вируса по одному и смотрели на результаты заражения. Оказалось, что действия всего одного гена оказалось достаточно для "зомбирования" насекомых. Гусеницы, зараженные вирусом, в котором был выключен ген ptp, не проявляли повышенной двигательной активности, хотя во всем остальном заражение и болезнь проходили так же. Авторами было установлено, что ген ptp был приобретен вирусом у предка гусеницы-хозяина и кодирует синтез фермента-фосфатазы. Ученые предполагали, что действие этого белка должно быть как-то связано с его ферментативной активностью, но в ходе последующих экспериментов картина оказалась сложнее. Когда исследователи инактивировали фермент заменой аминокислоты в активном центре, оказалось, что совершенно нефункциональный ptp справляется с задачей зомбирования так же, как и натуральный. Проследив за образованием вируса, исследователи обнаружили, что белок встраивается в капсид (белковую оболочку) вируса и делает его более устойчивым. Если ptp совсем удалить из генома вируса, то количество вирусных частиц в мозге насекомого существенно падает и зомбирования не происходит. Если белок есть, но ферментативно не активен, то такой вирус работает в точности как дикий. Исследователи пока не смогли связать то, как влияет ptp на количества вирусов в мозге с зомбированным поведением, для этого требуются дополнительные исследования. Тем не менее, данная работа показала, что у разных групп бакуловирусов управление поведением насекомых возникало в ходе эволюции дважды, причем с совершенно разными механизмами. Паразиты, изменяющие поведение хозяина часто встречаются в животном мире. Среди самых известных гриб Cordyceps unilateralis, заставляющий муравьев подниматься на верхушки травинок, чтобы обеспечить оптимальное распространение грибных спор.
2012	Зоологи установили, что бороться с паразитирующим грибком, который зомбирует муравьев, насекомым помогает другой гриб, являющийся гиперпаразитом, то есть паразитирующим на зомбирующем грибке. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. Ученые исследовали популяции страдающих от паразитов муравьев, обитающие в тропических лесах Бразилии и Тайланда. Умирать зомбированные насекомые уходят из колонии на особые "кладбища", которые могут скапливаться вокруг колоний в значительном количестве. Исследователи проанализировали число подобных муравьиных захоронений и распространение зомбирующих грибов, которые вырастают на трупах насекомых. Ученые обнаружили, что муравьиные колонии продолжают существовать, несмотря на неожиданно большое количество таких муравьиных "кладбищ", что не согласовывалось с составленной специалистами математической моделью взаимодействия грибов и муравьев. Зоологи решили исследовать споры зомбирующих грибов, и оказалось, что далеко не все из них жизнеспособны. Более половины выросших на муравьях грибов были стерильны и не могли заражать насекомых. Причиной этого оказалось заражение паразита гиперпаразитом - грибом, живущим на зомбирующем грибе. При развитии на теле зомбирующего гриба гиперпаразита, плодовое тело зомбирующего гриба развивается нормально, но его споры оказываются не способны атаковать муравьев. У насекомых случаи гиперпаразитизма широко известны. Многие наездники (родственные осам и пчелам насекомые, откладывающие яйца в гусениц) являются жертвами других наездников, паразитирующих уже на них самих. Среди насекомых также известны случаи изменения паразитами поведения своих хозяев. Например, паразитические бакуловирусы зомбируют гусениц шелкопряда, заставляют их забираться повыше по стволу дерева, чтобы увеличить радиус распространения вирионов. Описанный авторами настоящей работы случай гиперпаразитизма у паразитов, изменяющих поведение, является, таким образом, экзотической комбинацией двух паразитических феноменов.
2012	Энтомологи описали новый вид мух, паразитирующих на муравьях. Насекомое длиной 0,4 миллиметра оказалось самой маленькой в мире мухой. Работа с описанием нового вида опубликована в журнале Annals of the Entomological Society of America. Обитает новый вид двукрылых в Таиланде, и это первый случай описания мух семейства горбаток (Phoridae) в азиатском регионе. Остальные их представители обычно обитают в Африке. Многие из этих насекомых являются паразитами муравьев - самки откладывают яйца под хитиновый покров перепончатокрылых. Когда личинка вырастает, она поедает содержимое головы хозяина, отчего та у муравья отваливается. Некоторые виды этих "обезглавливающих" мух даже используются для биологической борьбы с огненными муравьями на юге США. Считалось, что из-за такого специфического образа жизни самые маленькие из муравьев, например, таиландские Crematogaster, защищены от заражения паразитами. Энтомологи полагали, что личинка мухи просто не сможет проникнуть в голову муравья, размер тела которого составляет около 2-2,5 миллиметров. Оказалось, что это не так. Байану Брауну из Музея естественной истории Лос Анджелеса удалось описать мух Euryplatea nanaknihali, длина тела которых составляет всего 0,4 миллиметра. Они вполне способны паразитировать на самых мелких из тех муравьев, что обитают в регионе. Недавно российский энтомолог Алексей Полилов описал крошечных ос Megaphragma mymaripenne, чья длина почти в два раза меньше мелких мух и сравнима с размерами одноклеточных организмов. Ученый обнаружил, что из-за столь радикальной миниатюризации осам даже пришлось избавиться от клеточных ядер в клетках нервной системы.
2012	Для определения чувствительности тепловых детекторов жуков-пирофилов из рода Melanophila ученые проанализировали исторические свидетельства калифорнийского пожара 1925 года. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. В 1925 году в Калифорнии на одном из нефтехранилищ загорелась емкость с 750 тысячами баррелей нефти. В исторических документах отмечается, что пожар привлек большое количество жуков Melanophila consputa. Этим жукам для размножения нужен лесной пожар - они откладывают яйца в мертвую древесину сгоревших деревьев. Это позволяет личинкам жуков во-первых, поедать дерево, которое не сопротивляется выработкой смолистых веществ, и во-вторых, не конкурировать с другими насекомыми. Однако пожары происходят редко, и насекомым требуется издалека их отслеживать. В 2005 году ученые открыли у жуков-златок рода Melanophila специальные термочувствительные органы на нижней стороне груди. Они состоят из микроскопических наполненных водой пузырьков, которые нагреваются от инфракрасного излучения. При нагревании вода расширяется и растягивает мембрану, в которой находятся механорецепторы. Однако чувствительность этих рецепторов была до сих пор неизвестна ученым. Чтобы узнать чувствительность терморецепторов, авторы настоящей работы решили построить математическую модель пожара 1925 года. Исследователи знали, что единственный лес, из которого могли прилететь жуки, находился на расстоянии в 130 километров от нефтехранилища, следовательно, зная расстояние и интенсивность излучения огня, можно рассчитать минимальную чувствительность терморецепторов. В расчет принималась форма резервуара, объем топлива, рассчитывалась высота пламени, его температура. Кроме того, ученые попытались восстановить по историческим документам погоду и состояние атмосферы, которое влияет на распространения инфракрасного излучения. По результатом расчетов оказалось, что термочувствительность жуков (1.3?10?4 Вт/м2) сравнима с чувствительностью самых современных инфракрасных детекторов из тех, у которых нет охлаждения. Она находится почти на уровне теплового шума, поэтому жуки используют стохастические методы анализа для вычленения излучения из зашумленного сигнала, - считают авторы. Ученые полагают, что полученные результаты могут пригодиться для создания более чувствительных противопожарных сенсоров. Впрочем, для этого потребуется подтвердить выводы работы другими, более прямыми экспериментами.
2012	Ученые признали клещей самыми живучими организмами на Земле - оказалось, что эти создания способны выживать в вакууме под воздействием луча электронного микроскопа. Статья исследователей появилась в журнале PLoS ONE. Объектом исследования выступал вид клещей Haemaphysalis flava. Ученые случайно обнаружили, что эти членистоногие способны переживать пребывание в вакууме, когда во время высушивания в эксикаторе (специальный прибор для сушки, внутри которого часто создается вакуум) клещи уползли по трубам прибора. В рамках нового исследования клещи были помещены в вакуум и в течение 30 минут находились под воздействием мощного луча электронного микроскопа. В результате они получали повреждения, однако, по словам исследователей, после перемещения в более приемлемые условия "начали активно двигаться". После этого все 20 испытуемых прожили еще 2 дня. Последующие опыты, в которых воздействию электронного луча подвергались только части тел клещей, позволили установить, что основным поражающим фактором в эксперименте для членистоногих стало именно электронное воздействие, а не вакуум. По словам ученых, новые результаты показывают, что устойчивость многих примитивных организмов к вакууму может быть недооценена. В августе 2008 года титул самых живучих достался тихоходкам (также их называют маленькими водяными медведями). В статье, опубликованной в Current Biolog, был описан эксперимент, в ходе которого этих членистоногих размером от 0,1 до 1,5 миллиметров возили в специальном модуле в открытый космос. В результате часть из них выжила.
2012	Ученые установили, что при отсутствии пчелиной матки рабочие пчелы "восстают" против их репродуктивного доминирования. У насекомых развиваются яичники и они становятся способны откладывать яйца самостоятельно. Работа опубликована в журнале Current Biology. Исследователи изучали развитие личинок в нескольких колониях пчел (пчелиных семьях) после их естественного и экспериментального разделения. При этом ученые обращали внимание на развитие у личинок яичников и специальных желез, предназначенных для производства корма (маточного молочка) для других личинок и матки. В норме в пчелиной семье яйца откладывает только матка, а ее стерильные дети - рабочие пчелы выполняют все остальные функции, в том числе вырабатывают корм. Оказалось, что когда во время разделения (как естественного так и экспериментального) в улье отсутствует матка, то у личинок рабочих пчел, растущих в таких условиях, хорошо развиваются яичники, а железы, предназначенные для вырабатывания корма, наоборот, оказываются недоразвитыми. Ситуация возвращается к первоначальному состоянию только когда новая матка созревает и начинает откладывать собственные яйца. Авторы объясняют это тем, что при делении семьи происходит неизбежное генетическое отдаление рабочих пчел и матки. До разделения семьи рабочие пчелы воспитывают своих братьев и сестер. После того, как матка покидает улей, следующая матка (сестра рабочих пчел) дает потомство, которое в два раза генетически дальше от популяции рабочих. Не желая воспитывать своих племянников, некоторые рабочие пчелы "восстают" и начинают откладывать свои собственные яйца. Ученые отмечают, что несмотря на известный у социальных насекомых - пчел, муравьев, ос, репродуктивный альтруизм его источником является забота о собственных генах. Когда сообщество становится генетически разнородным, выгоднее оказывается размножаться самостоятельно.
2012	Ученые из университетов Токио, Канадзава и Томагава установили, что в основе нейробиологических механизмов, которые помогают японским пчелам одерживать верх над местным гигантским шершнем, лежит большая некодирующая РНК. Работа биологов опубликована в журнале PLoS One. Биологи закрепляли японского гигантского шершня V. mandarinia japonica на проволоке и помещали его в улей. Порядка 500 пчел немедленно его окружали и превращались в горячий защитный пчелошар ("hot defensive bee ball"). Непрерывно работая летательными мышцами, они повышали температуру шара до 47 градусов и удерживали шершня в течении часа, пока тот не погибал от теплового шока. На протяжении этого времени ученые отбирали образцы пчел, а затем делали срез их мозга, чтобы установить важные для такого поведения нейроны. Поскольку пчелам нельзя сделать функциональную томографию, то предварительно пришлось разработать метод определения активных нейронов. Для этого они сравнивали те РНК, которые появляются в ткани мозга во время активности насекомого с теми, которые присутствуют во время покоя. Так они нашли достаточно большую РНК Acks, которая оказалась маркером активно работающих нейронов. Затем биологи применяли стандартную технику специфичного окрашивания срезов, чтобы определить только те нейроны, где присутствует Acks. Это оказались клетки Кеньона второго типа - они же активируются у пчел при повышении температуры, и, видимо, участвуют в терморегуляции. Их активация, сопровождаемая образованием некодирующей РНК Acks помогает регулировать температуру защитного шара, заключают биологи. От точности терморегуляции зависит результат схватки, ведь температура, которую способны выдержать шершень и сами пчелы отличается всего на пару градусов. Японские пчелы являются подвидом медоносной пчелы, появившимся в результате географической изоляции. В дальневосточном регионе пчелам пришлось столкнуться с самым крупным в мире шершнем, которого японцы из-за размера даже прозвали воробей-пчела. Европейские пчелы, которых неоднократно пробовали интродуцировать в Японию, пытаются бороться с шершнем традиционным способом - применяя жало. Но азиатские шершни настолько огромны, что жало пчелы не протыкает их покровы и большинство ульев европейского подвида оказываются разорены.
2012	Физики уточнили динамику столкновения летящего комара и капли воды. В частности, им удалось определить, каким образом комары летают во время дождя. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В рамках нового исследования ученые пытались понять базовые принципы взаимодействия комара с каплей. Для работы они использовали высокоскоростную камеру, которая снимала полет комара в установке, где специальным насосом имитировался дождь (необходимость специального оборудования была обусловлена тем, что ученым необходимо было получить динамику, сравнимую с динамикой настоящего дождя). По словам ученых, в среднем линейные размеры комара составляют около 3 миллиметров при массе в 2 миллиграмма. В свою очередь диаметр капли воды составляет 2-3 миллиметра при массе в 100 миллиграммов. Вертикальная составляющая скорости капли при этом достигает 9 метров в секунду. Капля попадет в комара в среднем раз в 20 секунд. Исследователям удалось определить, что при попадании капли по лапкам комар кувыркается вбок, практически не меняя направления движения. При этом при попадании капли в тело комар в течение короткого промежутка времени движется вместе с каплей вниз на расстояние порядка 60 миллиметров, после чего покидает ее. Ученые говорят, что энергии капли достаточно, чтобы убить комара при попадании, если тот находится на твердой поверхности, однако встреча в воздухе проходит для комара почти без последствий (при этом, правда, комар испытывает перегрузки порядка 100 g, но они не причиняют ему вреда). Физики связывают это с тем, что движение вместе с каплей позволяет минимизировать передачу энергии от капли насекомому - скорость капли почти не меняется после встречи с комаром. По словам исследователей, на настоящий момент практически нет результатов, касающихся вопросов биомеханики полета насекомых во время дождя. Ученые надеются, что их исследование положит начало изучению этой темы, поскольку в будущем такого рода исследования могут быть полезны, например, при создании миниатюрных летательных аппаратов.
2012	Ученые обнаружили в молоке мухи цеце фермент сфингомиелиназу, который выполняет у насекомых ту же функцию, что и у млекопитающих. Работа опубликована в журнале Biology of Reproduction. Мухи цеце являются одними из немногих живородящих насекомых. Они, как и другие членистоногие, откладывают яйца, но развитие эмбриона происходит не во внешней среде, а внутри тела животного. Когда личинка цеце вылупляется, она остается внутри матери и получает питательные вещества, поглощая внутриутробно вырабатываемое молоко. Ученые выделяли молочные железы у самок мух цеце и изучали в них активность работы отдельных генов. Выяснилось, что молочные железы мух в больших количествах синтезируют фермент сфингомиелиназу (Сфингомиелинфосфодиэстераза, SMase), который участвует в метаболизме липидов. Такой же фермент содержится и в молоке млекопитающих. Он необходим для образования клеточных мембран и его недостаточность у человека вызывает заболевания, известные как болезнь Ниманна-Пика. Исследователи вводили короткие РНК, соответствующие по последовательности гену фермента, в тело мух, что вызывало выключение работы изучаемого гена (такой метод биологи называют РНК-интерференция). Выключение работы вызывало различные нарушения при развитии личинок: удлинение срока вынашивания, уменьшение массы потомства, его плодовитости и так далее. Ученые считают, что схожесть работы фермента у мух и млекопитающих позволит использовать насекомых в качестве модельной системы. Кроме того, они надеются, что ингибирование фермента поможет бороться с цеце и распространяемой ими сонной болезнью. Сонная болезнь, вызываемая трипаносомой, переносится через укусы мухи цеце. Болезнь широко распространена в Африке, где число зараженных оценивается в 50-70 тысяч человек. Ученые предлагают различные способы контролировать популяцию цеце, одним из которых является введение в среду генетически модифицированных стерильных самцов. К числу нетрадиционных методов борьбы с насекомыми-переносчиками заболеваний можно отнести создание специального устройства, сбивающего малярийных комаров при помощи лазера. На разработку этой технологии основатель компании Microsoft Билл Гейтс в 2011 году выделил миллион долларов.
2012	Ученые обнаружили, что самцы пауков Nephilengys malabarensis, которые лишились половых органов после копуляции, существенно выносливее и удачливее в драках, чем их фертильные сородичи. Работа опубликована в журнале Biology Letters. После копуляции у Nephilengys malabarensis самка часто съедает самца, либо отгрызает его половые педипальпы, предназначенные для оплодотворения. Самец же после копуляции охраняет самку от претензий конкурентов. Для того, чтобы понять, как наличие или отсутствие половых органов влияет на борьбу между пауками, ученые измеряли выносливость животных. У пауков удаляли одну или две половые педипальпы и помещали животных в пластиковую коробку. Всякий раз, как паук переставал двигаться, до него дотрагивались кисточкой, после чего тот пытался убежать. Исследователи отсчитывали время, за которое самец выдохнется и перестанет двигаться. Оказалось, что самцы, лишенные одной педипальпы, могут двигаться на 30 процентов дольше своих нормальных соперников. Те, у которых удалили оба половых органа, становятся выносливее на 80 процентов. Ученые связывают повышенную выносливость животных с уменьшением их массы тела. Интересно, что увеличение выносливости непропорционально потерям массы. Так, удаление обеих педипальп, дающее максимальную выносливость, уменьшает массу тела всего на 9 процентов. Ранее другая группа биологов, работавших с пауком Nephilengys malabarensis, показала, что закрепление половых педипальп на теле самки после копуляции имеет важное значение для самцов. Чем дольше они остаются на месте, тем выше вероятность удачного оплодотворения. Таким образом, половые органы самца продолжают работать, даже если его самого самка уже успела съесть.
2012	Ученые обнаружили самое глубоко обитающее подземное животное (то есть организм, принадлежащий к царству животные). Статья ученых появилась в журнале Terrestrial Arthropod Reviews. Объектом исследования выступала пещера Крубера-Воронья. Это глубочайшая в мире пещера (2191 метр) располагается в горном массиве Арабика в Абхазии и представляет собой разветвленную сеть колодцев, соединенных перелазами и галереями. В рамках работы ученые опускали в колодцы пещеры специальные ловушки с сыром. В результате ученым удалось обнаружить четыре новых вида слепых членистоногих Schaefferia profundissima, Anurida stereoodorata, Deuteraphorura kruberaensis и Plutomurus ortobalaganensis. При этом P. ortobalaganensis был пойман на глубине 1980 метров. Предыдущий аналогичный рекорд составлял 550 метров. По словам ученых, обнаруженные виды, скорее всего питаются грибками и разлагающейся органической материей. В сентябре 2011 года в PLoS ONE появилась работа, в которой биологи представили наиболее точную на сегодняшний день оценку количества видов живых организмов в природе. Оказалось, что на планете обитает 8,7 миллиона видов существ, из которых животных - 7,7 миллиона.
2012	Биологи установили механизмы развития у водомерок специальных видоизмененных антенн, возникших в ходе эволюционного конфликта между полами. Работа опубликована в журнале Science. У самцов водомерок Rheumatobates rileyi антенны ("усики", расположенные на голове) претерпели значительные изменения. Они превратились в особые крючки, с помощью которых самец может удерживать самку во время спаривания. Эти крючки весьма специализированны - они, например, имеют несколько выростов-шипов, очень хорошо соответствующих впадинам на голове самки, которые позволяют надежно произвести захват. Ученые проследили за развитием антенн у водомерок на стадии личинки и установили, работа каких генов наиболее активна в период, когда вырастают крючки. Были выделены только те гены, рост активности которых происходит только у видов водомерок, которые имеют крючки, а не обычные антенны. Таким образом молекулярным биологам удалось найти ген distal-less (dll), важность которого для развития уже была показана на опытах с дрозофилами. Исследователи решили выключить работу dll методом РНК-интерференции. Он позволяет снизить активность работы гена, но делает это неодинаково у разных особей. У некоторых насекомых активность работы гена лишь немного снижается, у других ген выключается почти полностью. Оказалось, что плавное изменение в активности dll вызывает плавное изменение в форме крючков - у разных особей они были в той или иной степени похожи на антенны. Когда таких самцов выпустили к самкам, оказалось, что им почти не удается удержать партнера и добиться копуляции. Авторы утверждают, что ряд от более "антеннообразных" к более "крючкообразным" придаткам, который получился в результате разного действия РНК-интерференции у разных особей отражает последовательность эволюции водомерок. Антенны, которые у водомерок превратились в крючки, сами являются продуктом высокой эволюционной специализации. У предков насекомых они изначально были конечностями. До сих пор у насекомых мутация всего в одном гене (участвующем в контроле развития), приводит к тому, что антенны возвращаются к первоначальному состоянию - на голове мух вырастают ноги. У видов, которые заботятся о потомстве, оба родителя заинтересованы в выживании отпрысков и работают сообща. Борьба между самкой и самцом часто встречается у видов, не заботящихся о потомстве. Конфликт между самками и самцами водомерок заключается в том, что если самка уже оплодотворена одним самцом, ей невыгодно подвергаться нападениям другого: в это время можно стать легкой добычей хищников. В то же время самцу выгодно рисковать - любое нападение ведет к увеличению вероятности размножения.
2012	Ученые установили, что планктон может высоко выпрыгивать из воды. Свои результаты ученые изложили в статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society B. Объектом исследования ученых выступало два вида веслоногих ракообразных (копеподов) Anomalocera ornata и Labidocera aestiva. Эти виды считаются относительно большими: длина тела взрослой особи может достигать нескольких миллиметров. В рамках работы ученые записывали на камеру поведение планктона при приближении хищников. Оказалось, что эти A. ornata способны пролетать по воздуху до 17 сантиметров - расстояние в десятки раз превышающее длину их собственного тела. При полете планктон развивал скорость до 0,66 метра в секунду. Как оказалось, такой способ ухода от хищников является довольно эффективным - исследователи наблюдали за 89 особями в их естественном окружении и только один копепод был съеден во время эксперимента. В свою очередь L. aestiva продемонстрировали эффективное использование энергии при прыжке. Так, эти копеподы покидают поверхность воды одним резким движением. При этом они тратят около 88 процентов энергии, чтобы преодолеть границу раздела сред. В полете L. aestiva вращаются вокруг собственной оси с высокой скоростью - до 7500 оборотов в минуту. По словам исследователей, новые результаты наглядно демонстрируют, что существующие представления о планктоне, как о пассивных микроскопических организмах не верны. Несмотря на то, что планктон действительно несет течением, внутри их сообществ "кипит полноценная жизнь".
2012	Ученые установили, что разламывать кварцевые оболочки водорослей веслоногие рачки научились благодаря эластичному белку ресайлину, входящему в состав их зубов. Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Конечности рачков Centropages hamatus ученые рассматривали под сканирующим электронным микроскопом. Содержание в них различных химических элементов определяли с помощью анализа рассеяния рентгеновских лучей, а содержание белков определяли с помощью специальных красителей. Оказалось, что зубы (наружные части жевательных конечностей) веслоногих обладали двуслойным строением. Сверху они были покрыты слоем обогащенного оксидом кремния хитина, а под ним находилось большое количество ресайлина. Ресайлин обладает уникальными эластичными свойствами среди биологических материалов. При его сжатии и растяжении практически не происходит потерь энергии - всего три ее процента превращается в тепло. Именно ресайлин позволяет блохам накапливать механическую энергию и совершать мощные прыжки. Он содержится в сочленениях крыльев летающих насекомых и в голенях кузнечиков. Ученые даже предлагали использовать искусственно полученный белок для создания протезов межпозвоночных дисков. С механической точки зрения строение зубов у веслоногих оказалось похожим на позвоночных. У высших животных твердые, но хрупкие зубы тоже погружены в эластичный материал (десны), защищающий их от повреждения. Главное различие заключается в том, что эластичность десен у позвоночных не так совершенна, как у членистоногих. Необычные механические свойства недавно обнаружили и у других членистоногих - ротоногих рачков, которые разбивают специальными молоточками раковины моллюсков. Оказалось, что эти органы имеют необычную композитную структуру. Волокна хитина в одной из зон молоточка расположены тяжами, направление которых спирально вращается. Благодаря такому строению, молоточки способны выдерживать очень большие нагрузки не растрескиваясь. Работа ученых заинтересовала военных и производителей брони.
2012	Биологи определили социальную структуру популяции афалин, обитающих в заливе Шарк в северо-западной части штата Западная Австралия. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the Royal Society. Исследователям было известно, что самцы афалин объединяются в группы по три особи (иногда такой компанией дельфины дружат годами), чтобы загонять самок для спаривания. В случае, когда из-за одной самки между разными группами происходит спор, привлекаются другие группы, дружественные первым (ученые назвали их "дельфиньей мафией"). В результате такого процесса в спор из-за одной самки часто оказываются втянуты десятки дельфинов, которые устраивают жестокую массовую драку. В рамках работы ученые наблюдали 12 групп афалин (речь идет о больших группах, в которые собираются тройки во время драки) в течение 6 лет. В результате исследователи определили, что у афалин "уникальная социальная структура, не имеющая аналогов у других млекопитающих". Главной особенностью является отсутствие четких границ обитания конкретных групп. Ученые говорят, что, например, обезьяны склонны охранять территорию и вступать за нее в конфликты с соседями. Кроме того, представители разных "племен" обычно враждебно относятся друг к другу. Этого тоже не наблюдается у афалин - они стремятся заводить друзей в том числе и среди неизвестных им дельфинов. Сами ученые говорят, что в своих социальных контактах афалины учитывают множество факторов, в частности, социальные отношения между друзьями в настоящее время и в прошлом. Исследователи прозвали это "тактикой мыльных опер", поскольку афалины следят за тем, кто с кем расстался, поссорился или подружился. В сентябре 2011 года афалины, которых изучали авторы работы, выделили в отдельный вид, получивший название Tursiops australis. Это всего третий вид афалин после большого дельфина Tursiops truncatus и индийской афалины Tursiops aduncus, известный на настоящий момент (также это всего четвертый новый вид дельфинов, открытый с конца XIX-го века). До последнего времени T. australis, обитающего у берегов Австралии, относили к большим дельфинам.

2012	Ученые выдвинули гипотезу о том, что мозг дельфинов может обрабатывать информацию от их ультразвукового сонара с использованием алгоритмов нелинейной математики. Работа опубликована в журналеProceedings of the Royal Society A. Внимание исследователей привлекло необычное поведение дельфинов во время охоты, когда они проникают в стаю рыбы и испускают микроскопические пузырьки. Считается, что животные делают это для того, чтобы сбить с толку добычу и заставить ее плотнее подплыть друг к другу. Авторы обратили внимание на то, что наличие таких пузырьков сильно мешает использованию ультразвукового сонара животных, так как воздух сильно рассеивает звук. Следовательно, либо дельфины таким поведением мешают сами себе, либо они могут отделять сигнал, отраженный от тела рыб от сигнала, рассеянного пузырьками. Ультразвуковые щелчки, издаваемые дельфинами для ориентации, имеют немного разную амплитуду. Ученые показали, как именно это свойство может использоваться для отделения сигнала от фона. Для этого требуется не особая чувствительность сонара, а довольно сложный алгоритм обработки отраженного сигнала. Такой алгоритм включает элементы нелинейной математики - дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных. Это заставляет предположить, что мозг дельфинов в той или иной форме способен проводить такие сложные вычисления. Авторы, однако, подчеркивают, что до проведения прямых экспериментов с реальными животными данное предположение является всего лишь гипотезой. Ранее другая группа ученых с помощью анализа генома дельфинов определила гены, важные для развития нервной системы млекопитающих. По сравнению с сухопутными предками, относительный объем мозга дельфинов увеличился в три раза. Это дало возможность ученым сопоставить изменения в геноме с изменением в нервной системе и определить ответственные за эти изменения гены.
2012	Биологи установили, что самцы южных гладких китов из Новой Зеландии размножаются практически исключительно внутри своей популяции. Это снижает ее генетическое разнообразие и представляет потенциальную угрозу для существования животных. Работа опубликована в журнале Molecular Ecology. В зимний период самцы китов Eubalaena australis обычно покидают традиционные места обитания и путешествуют по южному полушарию, где спариваются с самками из разных популяций. Чтобы показать, насколько такие путешествия влияют на генетическое разнообразие вида, ученые провели тестирование на отцовство в популяции китов, обитающих у берегов Новой Зеландии. Генетический материал для тестирования получали, отбирая у животных пробы кожи. Ученым удалось исследовать 34 пары матери и детеныша и 314 взрослых самцов, то есть почти треть всей популяции. В генетическом материале анализировали половые маркеры, участки микросателлитов (множественные повторы последовательности ДНК, часто различающиеся у разных особей длиной) и митохондриальную ДНК. Оказалось, что большинство детенышей китов в новозеландской популяции происходят от местных самцов, а значит генетический обмен между популяциями очень сильно ограничен. Это может приводить к близкородственному скрещиванию, которое чревато накоплением вредоносных генов. Снижение эффективной численности популяции отрицательно влияет на ее устойчивость и снижает возможности восстановления даже в благоприятных условиях. Ученые пока затрудняются ответить, что является причиной такого поведения гладких китов. Не вполне ясно и то, насколько эти выводы отражают поведение животных из других популяций вида.
2012	Биологи обнаружили у китов-полосатиков новый орган чувств, расположенный в месте соединения левой и правой половины нижней челюсти. По мнению ученых, он помогает китам захватывать большое количество воды с крилем. Работа опубликована в журнале Nature. Авторы проводили анатомические исследования китов, пойманных в рамках коммерческого промысла в Исландии в 2009 и 2010 годах. Ученые обратили внимание на необычное строение симфиза нижней челюсти - места, где сходятся две ее половины. В отличие от большинства позвоночных, левая и правая части нижней челюсти у предков китов были разъединены уже около 30 миллионов лет назад. Здесь исследователи обнаружили скопление нервных и кровеносных сосудов в форме небольшого мешка. Пальцеобразные отростки, окруженные соединительной тканью, были погружены в гелеобразный матрикс. Анатомически кровеносные сосуды и нервы, присутствующие в обнаруженном органе, происходят от сосудов и нервов одного из передних зубов, которые у китов исчезли. Орган, по словам ученых, предназначен для координации движения двух половин челюсти во время специфического способа питания китов. Он помогает сделать движение рта резким и синхронным во время атаки. Киты-полосатики охотятся на криль, захватывая всю стаю целиком вместе с водой. Затем они процеживают воду через фильтр - китовый ус. Весь цикл занимает не больше пары минут. Масса воды, которую захватывают киты при одном открытии рта, может на четверть превышать массу самого животного. Специфический способ питания потребовал множества новых анатомических приспособлений: разъединения двух половин нижней челюсти, развития специального хряща, находящегося прямо под ними, слабого соединения челюсти с черепом, продольных складок кожи, из-за которых киты получили свое название и, как выяснили ученые, появления нового органа чувств. Ранее, та же группа биологов исследовала при помощи специальных сенсоров физически процессы, которые происходят при захвате китом воды. Выяснилось, что во время этого процесса кит тратит так много энергии, что ее расход фактически устанавливает допустимый предел размера животного при таком способе питания. Он оказался очень близок к тому размеру, которого достигают крупнейшие - синие киты - чуть более 30 метров.
2012	Ученые установили, что, несмотря на радиальную симметрию тела, морские звезды офиуры (Ophiocoma echinata) передвигаются подобно животным, имеющим передний и задний полюс. Работа опубликована в журнале The Journal of Experimental Biology. Ученые оцифровали движение 13 белизских офиур, фиксируя на видеокамеру их перемещение по аквариуму, заполненному песком. Положение центрального диска морских звезд и каждого из их пяти щупалец во время движения затем проанализировали статистически. Биологам удалось обнаружить два варианта перемещения, причем в обоих из них у радиально симметричного животного фактически образовывались функциональный передний и задний полюс. В одном варианте офиуры подтягивались вперед на двух симметрично сокращавшихся щупальцах, волоча за собой заднее, расположенное вдоль оси передвижения. В другом варианте звезда подтягивалась на одном щупальце, а все остальные оказывались "боковыми". В обоих случаях боковые щупальца помогали отталкиваться от грунта, двигаясь как весла. При изменении направления движения морские звезды не поворачивались всем телом, а просто изменяли направление функциональной передне-задней оси, то есть начинали подтягиваться на других щупальцах. Морские звезды не имеют центрального мозга, их нервная система так же радиально симметрична, как и все остальное тело. Ученые отмечают, что несмотря на это, животным все-таки удалось добиться синхронности в движении пар щупалец при перемещении. Изучение способов передвижения животных может помочь инженерам в разработке новых типов роботов. Морские звезды наряду с другими беспозвоночными не так давно вдохновили ученых на создание мягкого робота, а слизевики подсказали способ управления перемещением без наличия центральной нервной системы.
2012	Биоинформатики проследили за эволюцией генов, кодирующих белки поперечно-полосатой мускулатуры, и установили, что в истории жизни она возникала два раза независимо - у кишечнополостных и всех остальных животных. Работа опубликована в журнале Nature. Ученые восстановили происхождение 47 белков, составляющих основу поперечно-полосатой мускулатуры у человека. Для этого они провели анализ различий генов в геномах 22 животных. Среди них были как двусторонне-симметричные животные (такие как позвоночные и насекомые), так и радиально-симметричные (такие как медузы и кораллы). Двусторонне-симметричные оказались обладателями мускулатуры единого происхождения. Все главные гены мышечных нитей у них произошли от общих генов-предков. В геноме медуз, однако, не нашлось ключевых генов, без которых работа мышц невозможна: тропонина и титина. Те гены мускулатуры, которые все же были сходны между группами (например, миозин), нашлись и у тех животных, которые вообще мускулатурой не обладают. Это говорит о том, что у общего предка всех животных гены, подобные миозину, выполняли свои самостоятельные функции. Они стали участвовать в работе мускулатуры уже после того, как произошло разделение животных по типам симметрии. Таким образом, у радиально-симметричных и двусторонне-симметричных поперечно-полосатая мускулатура появилась независимо. Ранее считалось, что мускулатура имеет общее происхождение у всех животных. Такое мнение было основано на удивительной микроанатомической схожести мышц разных видов. Только прочтение геномов позволило показать, что сходство является результатом не общего происхождения, а конвергенции.
2012	Биологи обнаружили, что самцы каракатиц с помощью обманчивой окраски научились одновременно привлекать самок и не раздражать самцов. Работа опубликована в журнале Biology Letters (на момент написания заметки статья была недоступна). В смешанной группе, где одновременно присутствуют моллюски обоих полов, каракатицы оказались способны на необычное поведение: они придают половине тела, на которую смотрят самки, мужскую окраску с горизонтальными полосами, а с противоположной стороны покрываются характерными пятнами и сами становятся похожи на самок. Впервые такое поведение каракатиц ученые наблюдали в аквариумах, однако было не ясно, ведут ли себя животные точно так же в естественных условиях. Анализ фотографий, собранных в прошлых экспедициях показал, что и в дикой природе моллюски демонстрируют такое же поведение. Интересно, что каракатицы пытаются обманывать своих сородичей только в смешанных группах - если самца окружают лишь самки, он всегда приобретает равномерную полосатую окраску. Точно так же ведут себя самцы в однополых мужских группах. Каракатицы и осьминоги являются, возможно, лучшими специалистами по маскировке и имитации в животном мире. В их коже содержатся три типа специализированных клеток - хроматофоры, иридофоры и лейкофоры, которые содержат поглощающие и отражающие пигменты. Погружая клетки вглубь кожи или выводя на поверхность, моллюски способны имитировать окраску окружающей среды, даже такую искусственную, как шахматная доска. Помимо окраски в видимом свете каракатицы способны также имитировать окраску в свете поляризованном, к которому они имеют лучшую в животном мире чувствительность.
2012	Ученые расшифровали протеом симбиотического морского червя Olavius algarvensis и установили, что одним из основных источников энергии для него является окисление угарного газа. Работа будет опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. В ходе работы ученые исследовали метапротеом червя. Протеомом называется совокупность всех белков организма, ткани или клетки, а приставка "мета-" используется для того, чтобы подчеркнуть принадлежность белков разным организмам, таким как, в данном случае, червь и несколько его симбиотических бактерий. Метапротеом исследовали следующим образом. Сначала биологи отделяли ткани червя от симбионтов. Это оказалось, по словам авторов, непростой задачей, так как бактерии живут непосредственно под кожей беспозвоночного. После этого клетки разрушали, выделяли из них белки, которые в свою очередь, разделяли по двум независимым параметрам в квадратном геле. В одном направлении (например, верх-низ) разделялись белки от больших к меньшим, в другом направлении (право-лево) по заряду - от отрицательно к положительно заряженным. В результате были получены двумерные распределения, в которых можно было идентифицировать пятна тысяч отдельных белков. По яркости пятен можно было установить их количество и, соответственно, активность и важность в жизни червя. К своему удивлению, ученые обнаружили большое количество таких белков, которые дают червю способность получать энергию из окисления угарного газа. Угарный газ очень токсичен для большинства животных, но в данном случае он стал одним из основных источников энергии беспозвоночного. Морской червь Olavius algarvensis является одним из самых специализированных симбиотических животных (к ним чаще даже применяют термин не животное, а суперорганизм). Из-за того, что все пищевые потребности червя удовлетворяют симбиотические бактерии, у него полностью атрофировалась пищевая система, включая рот и кишечник. Кроме того, этот червь является единственным известным кольчатым червем, у которого атрофировалась выделительная система: функцию почек у Olavius algarvensis также выполняют бактерии, высасывая и утилизируя мочевину из тела хозяина. Ранее результаты метагеномного анализа показали, что червь приютил четыре отдельных вида симбиотических бактерий, которые получают энергию из осуществления разных химических процессов. До проведения настоящего исследования считалось, что основную часть энергии симбиотические бактерии червя получают, окисляя содержащийся на дне сероводород. Сам червь, в свою очередь, питается своими симбиотическими бактериями.
2012	Профессор Университета Мериленда Дафна Соарес обнаружила, что у слепых пещерных рыб Astroblepus pholeter функции исчезнувшей боковой линии взяли на себя кожные зубы. Доклад с описанием работы профессор прочитала на конференции по эволюционной биологии в Оттаве, его содержание пересказывает в редакционной статье Science. Необычные рыбы длиной около 7 сантиметров были обнаружены в единственной эквадорской пещере. Из-за подземного образа жизни у Astroblepus pholeter атрофировались глаза, что часто встречается у подземных организмов. Однако, у данного вида атрофия зашла дальше, чем обычно - у них нет даже боковой линии, которую рыбы используют как специальный орган осязания, ощущающий потоки и колебания воды. Доктор Соарес обнаружила, что функцию боковой линии у животного взяли на себя небольшие выступы на поверхности тела. Лишившись их, рыба не могла ни плавать прямо, ни прикрепляться к камням. По своему происхождению выступы оказались зубами - они имели эмаль и дентин, однако информация от них поступала через нервы, которые у других рыб подходят к боковой линии. Зубы выступали сквозь кожу на некоторое расстояние, благодаря чему они могли ощущать движения воды вокруг тела животного. Причины, по которым у рыб исчезла боковая линия, пока не вполне ясны. По словам Соарес, в условиях пещерных потоков, где живут Astroblepus pholeter, работа боковой линии оказалась не так эффективна, как вне пещеры. По своему происхождению зубы всех позвоночных близки к чешуе, точнее к так называемой плакоидной ее форме. Она обычно встречается у хрящевых рыб - скатов и акул и придает их коже текстуру наждачной бумаги.
2012	Физики из Массачусетского технологического института доказали, что форма тела многих рыб является продуктом оптимизации между скоростью плавания и количеством связанных с ним энергозатрат и практически не может быть улучшена. Результаты работы опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society B. Исследователи создали компьютерную модель тела рыбы, учитывающую способ плавания, расположение мышц и изменчивость формы. Тысячи виртуальных рыб, изначально имеющих самое разное соотношение между длиной, толщиной, изгибом формы тела и размером хвостового плавника, пропустили через множественные циклы симулированной эволюции. Эволюционное преимущество получали те из них, которые имели лучшее сочетание между скоростью плавания и количеством затрачиваемой на него энергии. Виртуальные рыбы, имеющие более удачную форму тела, передавали свои черты следующему поколению. В результате последовательной эволюции авторы получили множество виртуальных рыб, форма тела которых была максимально оптимизирована. Их пропорции лежали на так называемой кривой Парето. Это означает, что нельзя было улучшить пропорции тела рыбы так, чтобы увеличить скорость но при этом не увеличить энергозатраты, и наоборот. Авторы использовали известные данные о массе, развиваемой скорости и форме тела реальных рыб и сравнили их с виртуальными. Оказалось, что такие рыбы, как форель, тунец, атлантический лосось а также попавший в симуляцию наряду с рыбами дельфин, имеют форму тела, очень близкую к оптимальной. Эволюционные биологи часто высказываются об адаптации к условиям существования тех или иных черт тела живых организмов. Однако обычно эти утверждения являются умозрительными и часто ничем реально не подкреплены. В каждом случае для такого заявления требуется отделить признаки, подвергающиеся давлению отбора, от тех, которые являются результатом случайности. В случае исследованных рыб теперь имеются надежные доказательства того, что форма их тела продиктована именно адаптацией, а не случайностью.
2012	Ученые математически доказали оптимальность поведения мальков при нападении на них хищников. Изогнутая форма, которую они принимают на старте, оказалась лучшей из возможных для развития максимального ускорения. Работа опубликована в журнале Journal of Fluid Mechanics. При нападении хищников (или попытке поймать их руками) мальки прежде всего сильно сгибаются, принимая C-образную форму. Это можно хорошо рассмотреть на опубликованном видео модели. Ученые предполагали, что С-образный изгиб позволяет малькам развивать значительное ускорение, однако не было понятно, как именно и почему это происходит. Авторы статьи решили проверить используемую стратегию на оптимальность. Для этого они создали две взаимодействующие модели - гидродинамическую модель движения малька и модель их эволюции. Расчеты проводились в течение нескольких дней на суперкомпьютере "Monte Rosa" (34 место в списке самых высокопроизводительных систем на ноябрь 2011 года). Виртуальные рыбы проходили циклы симулированной эволюции, в которых преимущество получали те пловцы, которые развивали максимальную скорость за минимальное время. При этом развиваемое ускорение рассчитывалось для каждой виртуальной рыбы в гидродинамической модели. Рабочий материал для эволюции поставляло исходное разнообразие поведения - разные рыбы по-разному изгибали тело (было использовано восемь разных параметров движения). Ученые установили, что С-образный изгиб действительно дает максимальное ускорение, хотя и является энергетически очень невыгодным. Впрочем, понятно, что когда речь идет о долях секунды, экономией энергии можно пожертвовать. Оказалось, что образуемые в ходе движения вихри, вопреки распространенным представлениям, не имеют существенного значения для развития скорости. Значение имеет максимизация скорости и объема отбрасываемой воды. Именно в этом им помогает С-образный изгиб. Моделирование показало, что если бы анатомия рыб позволяла изогнуться на старте еще сильнее, то ускорение было бы еще больше. Ученые надеются, что полученные модели можно будет применить не только в биомеханике, но и для разработки и оптимизации деталей гидротурбин. Моделирование тела и передвижения рыб не первый раз выявляет их оптимальное устройство. Недавно была опубликована работа, в которой ученые показали, что форма тела многих рыб является оптимальной по соотношению скорости и энергетических затрат.
2012	Ученые впервые использовали микротекстурный анализ для того, чтобы определить рацион рыб. Исследователи говорят, что новый метод поможет биологам и палеонтологам определять, чем питались те или иные существа. Статья ученых появилась в журнале ournal of the Royal Society Interface. Технология микротекстурного анализа, то есть анализа структуры поверхности на микроскопических масштабах, широко применяется, например, в промышленности. В рамках работы ученые использовали для анализа электронный микроскоп. Они сравнивали рельеф зубов нескольких видов цихлид - семейства рыб из отряда окунеобразных. Им удалось определить, какие из рыб предпочитают жевать зубами, а какие используют их, чтобы соскребать пищу с твердых поверхностей. По словам ученых, новый метод гораздо эффективнее, например, оценки рациона по содержимому желудка. Дело в том, что оно может варьироваться от случая к случаю, в то время как рельеф зубов показывает пищевые привычки на длительных временных промежутках. Исследователи говорят, что, после того как им удастся наработать базу данных, они смогут определять сезонные изменения в рационе живых существ по зубам. В настоящее время оценка рациона по содержимому желудка является одним из основных методов определения рациона. Эту методологию, например, используют биологи для определения того, чем питаются те или иные виды животных или рыб.
2012	Ученые из Университета Упсаллы провели на рыбах-гуппиях отбор на объем мозга, и показали, что увеличение его относительной доли ведет к снижению плодовитости и объема пищеварительной системы. Результаты эксперимента были представлены на эволюционной конференции в Оттаве. Исследователи проводили классическую селекцию, отбирая потомство тех рыб, относительный объем мозга которых был минимальным или максимальным. Спустя несколько поколений ученым удалось получить две линии гуппи, отличающиеся объемом мозга на 10 процентов в случае самок и на 8 процентов в случае самцов. Чтобы проверить интеллектуальные способности рыб, их обучали счету. Кормушки, в которых содержалась еда, имели четное количество знаков - два или четыре, и гуппи из линии с большим мозгом научились их находить. Представители второй селекционной линии справлялись с заданием гораздо хуже (оказались ли первые сообразительнее, чем представители исходной линии, или их преимущество было видно только по отношению к "низкоинтеллектуальному" сорту, из сообщения не ясно). Результаты ученых подтвердили, по крайней мере у рыб, корреляцию между объемом мозга и интеллектом. Обладание большим мозгом негативно повлияло на способности к размножению: у рыб-"интеллектуалов" в первом выводке в среднем было только шесть мальков, а у собратьев - семь. Кроме того, их пищеварительная система была на двадцать процентов меньше, чем у менее сообразительных собратьев. В эксперименте, таким образом, было наглядно показано, что интеллект связан с объемом мозга, обладание которым имеет свою физиологическую цену. Кроме того, на этом примере видно, как в ходе отбора исходно единая популяция может разделятся на две, использующие разные стратегии размножения: с большим количеством малообучаемого потомства или, наоборот, с меньшим числом более сообразительных отпрысков.
2012	Ученые обнаружили промежуточное звено между асимметричными камбалообразными и их симметричными предками. Глаза, которые у плоских животных переместились на одну половину тела, у их предка все еще находились по разные стороны, но уже на неодинаковой высоте. Работа опубликована в журнале Journal of Vertebrate Paleontology. Останки вымершей рыбы были найдены в местечке Болка (Bolca) в северной Италии, где раскопки проводились уже длительное время. Здесь находятся отложения, образованные доисторическими коралловыми рифами. Как и в современных рифах, в них обитало большое количество разнообразных животных. Образец, который стал объектом исследования ученых, сначала попал в Венский музей, где длительное время хранился неидентифицированным, пока его не обнаружил профессор Оксфордского университета Мэтт Фридман (Matt Friedman). Он установил, что обнаруженные окаменелости принадлежали древнему родственнику современных камбалаобразных - камбалы, солеи, палтуса и других плоских рыб. Вид получил название Heteronectes, то есть "плавающий иначе". Останки прекрасно сохранились и позволили ученым хорошо рассмотреть строение скелета. Левый глаз рыбы оказался намного выше, чем правый, но они все еще находились на разных сторонах тела. Это значит, что процесс превращения симметричных рыб в современных асимметричных камбалообразных проходил постепенно, а не одним скачком. Ранее процесс миграции глаза на другую сторону тела (у разных камбалообразных верхней становится и левая и правая стороны тела) ученые наблюдали только в процессе развития мальков, но палеонтологических свидетельств этому не существовало. Находка дает еще один аргумент сторонникам большего значения постепенности (градуализма) для эволюции живого в противовес сальтационизму, делающему упор на резких скачкообразных изменениях.
2012	Ученые выделили из носового эпителия форели клетки, содержащие отложения магнетита. Они могут оказаться теми магниторецепторами, которые позволяют рыбе совершать длительные миграции. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Выделить чувствительные к магнитному полю клетки, содержащиеся в тканях в единичных количествах, удалось благодаря созданию вращающегося магнитного поля во время микроскопии. Носовой эпителий рыбы разрезали на небольшие фрагменты и обрабатывали ферментом папаином, который разрушает межклеточные связи в тканях. Образовавшуюся взвесь отдельных клеток помещали на предметное стекло, под которым вращался магнит. Клетки с магнитными свойствами из-за вращения поля вовлекались в движение и четко выделялись на фоне остальных. Обнаруженные клетки содержали плотные отложения магнетита, прикрепленные ко внутренней стороне мембраны. Благодаря плотному прикреплению, клетки чувствительно реагировали на изменение магнитного поля. Ученым удалось измерить магнитный момент клеток, который оказался во много раз больше, чем ожидалось. Данные статьи, однако, не показывают, что обнаруженные клетки действительно являются магниторецепторами. Как указывают рецензенты, для этого потребуется доказать, что клетки с отложениями магнетита действительно участвуют в генерации нервных импульсов. Неясно также клональное происхождение обнаруженных клеток, так как неизвестно, потомками каких линий они являются.
2012	Биологи обнаружили, что скопления клеток с повышенным содержанием железа в клювах голубей вопреки существующим убеждениям не имеют отношения к магниторецепции (способности напрямую ощущать магнитное поле). Статья ученых появилась в журнале Nature. В 70-х годах прошлого века биологи, которые занимались изучением способов ориентации почтовых голубей, установили, что эти птицы, среди прочего, полагаются во время полета на магнитное поле. Сам механизм восприятия поля, однако, оставался неясным. В конце XX века в клювах голубей были обнаружены скопления клеток с повышенным содержанием железа, которые, как считалось, и отвечают за восприятие магнитного поля. В 2005 году в журнале Current opinion in neurobiology появилась работа, авторы которой показали, что обнаруженные клетки не реагируют на магнитное поле Земли (именно оно считается основной причиной появления способности к магниторецепции у птиц). Как следствие, ученые поставили под сомнение участие этих клеток в процессе регистрации магнитного поля. В качестве объекта нового исследования выступали голуби вида Columbia livia. Сначала с помощью томографии ученые получили информацию о строении черепа птицы и клюва в частности. Затем, специалисты изучили расположение скоплений клеток у разных особей и пришли к выводу, что это расположение может серьезно варьироваться от птицы к птице. После этого ученые проанализировали структуру отдельных клеток. Исследователям удалось доказать, что клетки, о которых идет речь, - это макрофаги, то есть клетки, способные к активному захвату и перевариванию чужеродных или опасных для организма частиц (бактерий, остатков погибших клеток). Эти клетки не способны подавать электрические сигналы, поэтому, как следствие, не могут служить рецепторами нервной системы. Таким образом, говорят ученые, рецепторы, которыми птицы ощущают магнитное поле, до сих пор остаются неизвестными.
2012	Ученые установили, что на изменение направления и интенсивности магнитного поля у голубей реагируют нейроны, связанные с вестибулярным аппаратом. Авторы считают, что это подтверждает гипотезу о магниточувствительности структур внутреннего уха птиц. Работа опубликована в журнале Science. Исследователи помещали голубей в полностью затемненное помещение, фиксировали там их положение и записывали полученные от микроскопических электродов сигналы работы отдельных нейронов. При этом в помещении было нейтрализовано магнитное поле Земли, а взамен него моделировалось искусственное поле. Направление и интенсивность магнитного поля менялось, при этом можно было наблюдать, как на это реагируют отдельные нейроны. Ученые установили, что реакция нейронов специфического отдела мозга, связанного с вестибулярным аппаратом, четко коррелировала с направлением поля. Так, при вращении вектора поля в горизонтальной плоскости, частота активации этих нейронов периодически возрастала и падала в зависимости от направления вектора. Кроме того, покрасив срезы мозга специфическим красителем, ученым удалось установить, что нейроны, активизирующиеся при изменении магнитного поля, компактно группируются именно в вестибулярном стволе мозга. Ученые считают, что такая локализация нейронов говорит о том, что чувствительность к магнитному полю должна быть связана с внутренним ухом птиц. Ранее уже высказывались предположения, что магнитной чувствительностью может обладать структура внутреннего уха, называющаяся lagena. Однако до недавнего времени были более распространены две другие гипотезы. Первая из них связывала чувствительность к магнитному полю с белками криптохромами, находящимися в сетчатке глаза. В пользу этой гипотезы говорили данные о том, что для магнитной ориентации требуется наличие света специфической длины волны. В нынешнем эксперименте, однако, голуби были изолированы в темном помещении, и, тем не менее, их нейроны реагировали на изменение магнитного поля. Вторая гипотеза связывала магниторецепцию с отложениями железа в шести специфических точках клюва голубей. Совсем недавно было установлено, что эти отложения находятся в клетках, не имеющих отношения к нейронам, в связи с чем данная гипотеза была поставлена под сомнение. Новые данные склоняют ученых к третьей версии - чувствительности внутреннего уха, хотя и не полностью исключают справедливость двух других. Хенрих Морицен, один из авторов гипотезы чувствительного клюва, считает результаты новой работы очень важными. Он предлагает провести подобный эксперимент на птицах с поврежденной связью между внутренним ухом и мозгом.
2012	Зоологи из Кембриджского университета обнаружили быстрое изменение окраски яиц у африканских приний и связали его с "гонкой вооружений" между приниями и их гнездовыми паразитами - кукушковыми ткачами. Работа опубликована в журнале The American Naturalist. Зоологи изучали гнезда африканских приний в Замбии, и обратили внимание на то, что окраска скорлупы существенно отличается у яиц, которые обнаружили натуралисты, от тех, что они видели в музее. Музейные экземпляры были собраны ранее в этом же месте. Один из авторов, Мартин Стивенс, так комментирует находку: "Тридцать лет назад кукушковые ткачи обычно откладывали яйца, которые для нашего зрения кажутся красными, но сейчас откладывают преимущественно голубые. Принии, в свою очередь, сейчас чаще откладывают яйца оливкового цвета. Возможно, они делают это, чтобы избавится от гнездовых паразитов". Исследователи составили компьютерную модель окраски скорлупы, учитывающую разницу в цветовостприятии между человеком и принией. Повышенная чувствительность птиц к ультрафиолету может помогать отличать чужие яйца. Оказалось, что цвет действительно достаточно быстро изменился за прошедшие несколько десятков лет. Ранее эти же авторы опубликовали статью, в которой показали, что у разных видов приний выработались разные стратегии борьбы с ткачами. Одни виды выработали большое разнообразие окрасок яиц, уменьшающее шансы ткачей отложить в гнездо похожее яйцо, другие специализируются в распознавании мелких различий между окрасками, а третьи (которым все-таки удалось избавится от паразитов) сочетают эти две стратегии. Кукушковые ткачи - не единственные птицы, занимающиеся гнездовым паразитизмом. Это явление в той или иной степени характерно почти для сотни видов пернатых, например, воловьих птиц, медоуказчиков, черноголовых древесных уток и кукушек. Многие из них в той или иной степени проявляют специализацию по виду предпочитаемого хозяина. Для кукушек, например, предпочтительность в выборе хозяина проявляется не на уровне вида кукушек, а индивидуальных линий самок. Разные самки имеют разную окраску скорлупы, которая наследуется у кукушек по материнской линии и соответствует окраске скорлупы предпочитаемого хозяина. Ученые считают, что предпочтения у каждой самки формируются на основе того, в чьем гнезде она вырастает сама. Самцы свободно скрещиваются с любыми самками и являются каналом генетического внутривидового обмена.
2012	Крошечные колибри Calypte anna оказались способны летать даже во время сильного дождя. В ответ на непогоду они изменяют положение тела и увеличивают частоту взмахов крыльями. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B. Исследователи помещали колибри в клетки, снабженные кормушкой с нектаром, и следили за их полетом. При этом в клетке создавался искусственный дождь трех видов интенсивности - от слабого до очень сильного (270 мм в час). Кормление записывали на высокоскоростное видео и определяли отличия в характеристиках полета при разной интенсивности осадков. При умеренной интенсивности дождя полет колибри практически не менялся. Однако, в режиме максимальной интенсивности птицам все-таки пришлось изменить свои движения. Во-первых, взмахи крыльев стали чаще и имели при этом меньшую амплитуду. Во-вторых, птицы делали положение тела более горизонтальным. Эти изменения позволили им продолжать полностью контролировать полет и нормально питаться. Из-за небольшого размера и высоких энергетических затрат полета колибри вынуждены питаться очень часто. Если бы во время дождя полет был невозможен, то это поставило бы под угрозу их существование.
2012	Ученые установили, что окрас головы гульдовых амадин Erythrura gouldiae отражает их характер. Красноголовые птицы оказались агрессивнее, а их черноголовые собратья были смелее. Работа опубликована в журнале Animal Behaviour. Ученые решили изучить склонности птиц по трем параметрам: агрессивности, смелости и склонности к рискованному поведению. Птицы были разделены в группы по полам и по окраске: с красной, черной или желтой головой. Для того чтобы определить уровень агрессивности, ученые предлагали парам птиц корм в узкой кормушке. Есть из такой кормушки две птицы одновременно не могли. Исследователи наблюдали, какие из амадин будут отгонять своих соперников. Красноголовые птицы были существенно агрессивнее и чаще вступали в конфликты. С другой стороны, черноголовые амадины были гораздо смелее красноголовых. Они охотнее исследовали новые объекты, которые экспериментаторы им предлагали. Кроме того, они были более склонны к риску - быстрее возвращались к кормушке, после того как исследователи отпугивали их силуэтом хищника. Ранее исследователи показали, что черноголовые амадины считают красную голову сородича признаком агрессивности. Когда ученые перекрашивали желтых амадин в красный цвет, черноголовые птицы избегали их общества, предпочитая общаться друг с другом. Биологи говорят, что разная внутривидовая окраска может говорить о наличии разных стратегий поведения, хотя механизмы, которые лежат в основе этих различий, пока не ясны.
2012	Американские биоакустики сравнили пение белоголовых воробьев Zonotrichia leucophrys, населявших окрестности Сан-Франциско в 1969 году, и 36 лет спустя обнаружили, что пение птиц изменилось в соответствии с возросшим акустическим загрязнением среды. Кроме того, изменилась и реакция птиц на старые песни. Работа опубликована в журнале Animal Behaviour. Влияние акустического загрязнения среды на поведение животных обычно исследуют, сравнивая поведение популяций, живущих в более и менее зашумленных районах. В данном случае авторы обладали уникальным материалом воробьиного пения, записанным в 1969 году, что позволило им проследить, как меняется пение птиц со временем. Кроме того, им удалось сопоставить эти изменения с данными по уровню шума в исследуемом районе. Биоакустики в 1969 году обнаружили три основных диалекта пения белоголовых воробьев. К 2005 году один из диалектов исчез (это исследователи описали в предыдущей работе), а частотные характеристики двух других существенно изменились. Оказалось, что из них исчезли низкие частоты, которые, по словам исследователей, сильнее всего экранируются окружающим шумом. Ученые заинтересовались тем, как современные воробьи воспримут песни старого образца. Птицы используют пение в том числе как способ обозначения принадлежности территории. Обнаружение на своей территории поющего самца вызывает агрессивную реакцию. Чтобы проверить, как меняется восприятие воробьями песен, авторы проигрывали аудиоклипы 1969 и 2005 годов и наблюдали за реакцией. Оказалось, что песни 1969 гораздо менее интересны современным птицам. Их реакция существенно менее агрессивна, поскольку они считают песни 1969 года не столь угрожающими. Подобные исследования, прослеживающие изменения в свойствах или поведении видов под воздействием человеческой среды часто используются как иллюстрация эволюционного процесса. Одним из классических примеров является меланизм березовой пяденицы, цвет крыльев которой стал преимущественно черным под влиянием накопления копоти. На покрытых копотью столбах белые экземпляры были более заметны.
2012	Биологи установили, что совы, вероятно, выбирают места для своих гнезд, руководствуясь информацией о безопасности района, которую они получают, в том числе и от других видов сов. Статья ученых появилась в журнале Proceedings of the Royal Society. В рамках работы изучалось два вида сов - Athene noctua и Otus scops, - которые обитают в одном и том же регионе на северо-западе Испании. Сначала исследователи проанализировали местность, где обитали совы, по количеству предупредительных кличей сов вида A. noctua (в отличие от O. scops они живут в этих регионах круглый год, поэтому "хорошо знают " местность). Согласно полученным данным, все точки, где проводились опыты, были поделены на три категории - опасные, безопасные и контрольные. В первых были зарегистрированы сигналы об опасности и обычное общение сов A. noctua, во вторых были только сигналы общения, а в третьих вообще никаких сигналов зарегистрировано не было. После этого во всех точках были построены гнезда для птиц, и ученые стали следить за их заполнением. В результате было установлено, что A. noctua селятся в опасных и безопасных районах, избегая контрольные. При этом размер кладки яиц зависит от типа района - в опасных они меньше. По мнению ученых, это происходит потому, что совы хотят минимизировать количество полетов за пищей для потомства. В свою очередь Otus scops предпочитают селиться в безопасных и тестовых районах, избегая опасные. По мнению ученых, это связано с тем, что совы этого вида прислушиваются к мнению A. noctua, которых считают более авторитетными в вопросах безопасности того или иного места для жизни. Специалисты по поведению птиц называют новую работу интересной, однако, подчеркивают, что небольшая выборка в исследовании не позволяет однозначно говорить, что разные виды сов прислушиваются друг к другу.
2012	Китайские биологи установили, что череп дятла прочнее черепа жаворонка из-за различий в микроструктуре костной ткани. Работа опубликована в журнале Science China. Когда дятел долбит дерево, его череп может испытывать перегрузки до 1000 g, а скорость движений достигать 6-7 метров в секунду. Ученые заинтересовались тем, какие механические особенности лежат в основе прочности его черепа. Для этого они сравнили строение черепа и клюва большого пятнистого дятла Dendrocopos major с соответствующими органами жаворонка Melanocorypha mongolica. Работу проводили при помощи компьютерной томографии и сканирующей электронной микроскопии. Кроме того, ученые определили механические свойства черепа и клюва птиц.Клювы жаворонка и дятла оказались сходны по механической прочности, а череп у дятла оказался более чем в десять раз прочнее черепа сородича. Ученые показали, что повышенная прочность коррелирует с иным строение трабекул - механических распорок между костными пластинами черепа. У жаворонка трабекулы оказались преимущественно линейные, палочковидные, в то время как у дятла они были преимущественно пластинчатыми. Кроме того, трабекулы были у дятла в целом толще, а промежутки между ними меньше. Ученые считают, что особое строение трабекул костной ткани черепа дятла делает его более устойчивым к деформациям, а следовательно, защищает мозг от повреждений. В 2011 году эти же авторы уже опубликовали работу, в которой исследовали причины отсутствия у птиц черепно-мозговых травм при долблении деревьев. Ученые выяснили, что частично это связано с разной длиной верхней и нижней части клюва, а частично - с пористым строением отдельных участков черепа. Исследователи надеются, что проводимая ими работа сможет пригодиться при разработке противоударных шлемов для человека. В 2006 похожие исследования были удостоены Шнобелевской премии (Ig Nobel Prize). Тогда авторы задавались вопросом о том, почему у птиц не болит голова и не отслаивается сетчатка глаза.
2012	Ученые использовали спутниковые изображения Антарктиды для подсчета императорских пингвинов Aptenodytes fosteri. По новым данным животных оказалось почти в два раза больше, чем предполагалось ранее. Работа ученых опубликована в журнале PLoS ONE. Исследователи использовали спутниковые снимки среднего разрешения для поиска колоний пингвинов и снимки очень высокого разрешения для подсчета отдельных птиц. Съемки проводились с помощью трех коммерческих спутников (в том числе QuickBird, с помощью которого удалось получить изображения разрешением в 61 сантиметр) в 2009 году во время сезона размножения. Подсчет проводился автоматически, но под надзором ученых. Параметры повышения четкости изображения и распознавания объектов подгонялись исследователями до тех пор, пока число птиц, посчитанное автоматически, не совпадало с наблюдаемым. Особое внимание исследователи обратили на различение силуэтов птиц на фоне снега, теней и гуано. Биологам удалось обнаружить 46 колоний пингвинов, в которых обнаружилось примерно 595 тысяч особей, что в 1,4-1,8 раз больше, чем считалось до сих пор. Ученые подтвердили существование почти всех ранее известных колоний, обнаружили три колонии, о которых имелись недостоверные сведения и нашли четыре совершенно новые. Главным преимуществом подсчета животных из космоса ученые считают возможность изучения недоступных другими способами мест на планете. Ранее зоологи уже применяли спутниковые изображения для оценки динамики популяции различных животных. Так, в 2008 году исследователи предложили подсчитывать количество калифорнийских кенгуровых крыс основываясь на фотографиях их характерных круговых следов. В 2005 году исследователи использовали изображения спутника QuickBird для фотографирования животных в нью-йоркском зоопарке.
2012	Ученые установили, что избегать близкородственного скрещивания качуркам помогает обоняние - они избегают запаха родственников. Статья опубликована в журнале Animal Behaviour (на момент написания заметки она была недоступна). Исследование проводилось на одном из островов у побережья Испании. Там гнездится колония прямохвостых качурок Hydrobates pelagicus, за которой биологи наблюдают уже в течение многих лет. Наблюдения позволили ученым установить родственные связи в колонии и провести следующий эксперимент. Птиц помещали в начало Y-образного лабиринта, на концах которого находились два ватных тампона. Один из них был с запахом родственника, а другой - соседа по колонии. Авторы утверждают, что всякий раз качурки предпочитали идти в ту сторону лабиринта, откуда распространялся запах не родственников, а соседей. По словам исследователей, избегание близкородственного скрещивания для качурок особенно важно, поскольку они живут в одной колонии на протяжении многих поколений. Кроме того, птицы обычно хранят верность выбранному партнеру всю жизнь. Близкородственное скрещивание в таких условиях могло бы быстро привести к катастрофическим для популяции последствиям. В работе впервые показано, что пользоваться обонянием для выбора полового партнера могут не только млекопитающие, но и птицы. Эксперимент объясняет, почему за время наблюдений на острове ученые ни разу не зафиксировали скрещиваний между качурками-родственниками.
2012	Ученые из Брауновского университета изучили механику полета летучих мышей и установили, что сохранять энергию им помогает складывание крыльев при каждом взмахе вверх. Несмотря на то, что на складывание тратится энергия, общий баланс оказывается положительным. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B. Исследователи работали с шестью видами летучих мышей, масса которых отличалась до 40 раз. Животных, помеченных маячками (вроде тех, которые используются для создания кинематографических спецэффектов), помещали в аэродинамическую трубу и снимали специальной видеокамерой со скоростью 1000 кадров в секунду. На основе съемок 27 разных животных ученые составили трехмерную кинематическую модель полета. Анализируя полученную модель, ученые оценили энергетическую цену разных элементов движения, затрачиваемую летучими мышами. Оказалось, что на то, чтобы складывать, а затем расправлять крылья, животные тратят 44 процента всех инерционных затрат (затрат на перевод крыльев из опускания в поднимание и наоборот). Тем не менее, это оказывается выгодно, поскольку позволяет почти на треть сократить инерционные затраты в целом по сравнению с тем случаем, если бы крылья оставались расправленными во время всего полета. Авторы подчеркивают, что экономия ресурсов при складывании крыльев на поднимании связана именно с уменьшением инерционных затрат, а не сопротивления воздуха. В недавней работе исследователи попытались узнать, почему летучие мыши не любят летать в дождливую погоду. Это оказалось связано с повышенными почти в два раза энергетических затрат на такой полет из-за потерь тепла и увеличения веса мокрых крыльев.
2012	Ученые установили, что ночницы Наттерера (Myotis nattereri) научились ловить мух по звуку, который те издают при копуляции. Работа опубликована в журнале Current Biology. Обычно ночницы ловят свою добычу - домашних мух Musca domestica на лету при помощи ультразвукового радара. Однако, когда мухи не летают, они слабо различимы для встроенного эхолота летучих мышей на фоне стен или потолка. Тем не менее, авторы заметили, что иногда ночницы могут безошибочно поймать пару таких мух, сидящих на стене в полной темноте. Чтобы установить, как это происходит, ученые установили в помещении, куда залетали ночницы, специальные микрофоны, способные фиксировать ультразвук. Исследователи обнаружили, что всякий раз перед тем, как летучие мыши нападали на своих жертв, в помещении раздавался высокочастотный звук (от 6 до 154 килогерц), похожий на жужжание или щелчок. Оказалось, что мухи сами издают этот звук и выдают тем самым свое местоположение. Когда ученые проигрывали записанный звук на специальных высокочастотных динамиках, ночницы всякий раз нападали на колонки, пытаясь схватить несуществующих насекомых. Источником высокочастотного жужжания было трение друг о друга крыльев самцов. Звук оказался необходимым элементом ухаживания, без которого копуляция не могла состояться. Несмотря на то, что такое поведение таило для насекомых прямую опасность, оно продолжало сохраняться. Это, по словам авторов, связано с тем, что половое поведение обычно очень консервативно.
2012	Для поиска и изучения саолы (Pseudoryx nghetinhensis) - одного из самых редких видов млекопитающих, прозванного за свою скрытность "азиатским единорогом", - ученые предложили использовать анализ ДНК, выделенной из местных пиявок. Работа, в которой была отработана технология поиска опубликована в журнале Current Biology. Ученые установили, что ДНК из крови млекопитающих сохраняется в кишечнике пиявок достаточно долгое время. Для этого они скормили 26 медицинским пиявкам козлиную кровь. Затем, спустя разные промежутки времени, из беспозвоночных выделялась ДНК, с которой проводилась полимеразная цепная реакция. Ученым удавалось обнаружить характерные участки митохондриальной ДНК козлов спустя даже 4 месяца после кормления пиявок. После того, как сохранность ДНК была показана, вьетнамские коллеги авторов собрали местных пиявок рода Haemadipsa в районе обитания саолы - горах Чыонгшон (Аннамские горы) и отправили их на анализ. В 21 пиявке из 25 была обнаружена ДНК различных местных млекопитающих, в том числе очень редких: оленя мунтжаки, полосатого кролика, и других. В каждом случае конкретная пиявка содержала ДНК только одного вида животных, что говорит о том, что деградация ДНК к моменту следующего кормления паразита полностью завершается. Не смотря на то, что следов присутствия саол обнаружить не удалось, авторы считают, что результаты эксперимента положительные. Они надеются найти образцы ДНК редкого парнокопытного, когда масштаб экспедиции будет существенно расширен. Саолы, обитающие в труднопроходимых лесах на границе Вьетнама и Лаоса, относятся к полорогим непарнокопытным (наряду с бизонами, антилопами, газелями и так далее). Они были определены как новый вид по найденному в 1993 году черепу. Первая фотография живой саолы была сделана только в 1996 году, после чего удалось обнаружить еще несколько животных. Саол не видели в течении десятилетия, пока в 2010 году местные жители не поймали одну особь. Спустя несколько дней в неволе она умерла. Вид относят к "критически угрожаемым", его численность оценивается (очень приблизительно) в несколько сотен особей. Скрытность и малочисленность вида вызывает большие трудности при их изучении. До работы с пиявками один из авторов публикации, Николас Уилкинсон, безуспешно пытался обнаружить животных с помощью установленных в лесах скрытых камер и даже рассматривал возможность привлечения к поискам охотничьих собак. Теперь авторы уверены, что уже спустя десять лет методы, основанные на поиске в среде следов ДНК станут главными для популяционных экологов. Для получения информации об ареале обитания и численности редких животных ученым иногда приходится обращаться к нетрадиционным методам. Так, недавно зоологи применили для изучения популяции мадагаскарских лемуров меченых краской вшей.
2012	Ученые показали, что поведение овец при опасности описывается единственным мотивом - желанием оказаться в центре стада и выжить за счет соседа. Работа опубликована в журнале Current Biology. Авторы собрали небольшое стадо из 45 овец и снабдили их рюкзачками с приемниками GPS, которые записывали траектории движения животных. Таким же устройством снабдили и овчарку, которая сбивала овец в стаю. Записанные треки затем анализировали на компьютере. Оказалось, что поведение каждой овцы при опасности объясняется единственным стремлением - желанием оказаться в центре стада, а вовсе не убежать от собаки, как можно было бы подумать. Даже когда на пути между отбившейся овцой и стаей появляется овчарка, животное предпочитает не убегать, а вновь попасть поближе к центру. По мнению авторов, такое поведение может увеличить шансы овцы на выживание за счет других особей и является в чистом виде эгоистическим поведением. Ученые давно предполагали, что поведение животных в стае объясняется эгоистическими соображениями, но такие четкие и однозначные данные им удалось получить впервые. Помимо мотивов индивидуальной выгоды, животные в стаях могут руководствоваться и другими соображениями. Например, иногда главную роль, по-видимому, играет кооперация, поэтому в каждом случае требуется независимый анализ. К последним примерам можно в какой-то степени отнести слаженное поведение рыб, которое направлено на то, чтобы сбить с толку хищников. Более выраженным примером кооперации является поведение быков, которые в случае опасности прячут молодняк в центр стада.
2012	Ученые обнаружили самое маленькое позвоночное из известных на настоящий момент - им стала лягушка вида Paedophryne amauensis, обитающего в Папуа-Новой Гвинее. Средняя длина тела взрослой особи этого вида составляет 7,7 миллиметра. О своем открытии биологи доложили в журнале PLoS One. Предыдущий рекорд был установлен лягушками этого же рода (вид на момент открытия описан не был) и описан в журнале ZooKeys в середине декабря 2011 года. Длина их тела составляла 8,1 - 9 миллиметров. Это был рекорд среди лягушек, но не среди позвоночных - средняя длина тела рыбки Paedocypris progenetica составляет 7,9 миллиметра. Найденные лягушки обитают преимущественно во мху и опавшей листве. Из-за маленьких размеров они плохо карабкаются по наклонным поверхностям. Также самки откладывают всего по две икринки. По словам ученых, неожиданное разнообразие представителей рода Paedophryne, а также наличие аналогичных видов в других регионах с подходящим слоем опавшей листвы, говорит о том, что миниатюрные лягушки - это не единичная странность, а целая, ранее неизвестная, экологическая ниша.
2012	Американские биологи определили последовательность гена Tas1r2 у двенадцати различных хищных млекопитающих и установили, что многие из них потеряли способность ощущать сладкий вкус. Работа зоологов опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследователи провели секвенирование гена Tas1r2, принадлежащего млекопитающим различного происхождения, объединенных исключительно мясной диетой. Среди них были дельфины-афалины, морские львы, очковый медведь, азиатская бескоготная выдра, мадагаскарская фосса и земляной волк. Было установлено, что у многих из них ген, отвечающий за чувствительность к сладкому, превратился в псевдоген, то есть потерял способность кодировать синтез белка. Изменения в последовательности, повлекшие потерю функциональности гена у разных животных, были разными. Это значит, что потеря чувствительности к сладкому происходила в случае каждого животного независимо. Ранее эти же авторы опубликовали работу, в которой показали нефункциональность гена Tas1r2 у кошачьих. Мутации оказались общими для всего семейства, поэтому было не понятно, является ли это случайной особенностью кошачьих или имеет отношение к пищевому рациону. Теперь авторы могут утверждать, что потеря чувствительности к сладкому является типичным примером конвергентной (сближающей) эволюции. Сахара содержатся преимущественно в растительной пище, поэтому хищникам, которые ее не употребляют, способность чувствовать сладкое не нужна. Давление отбора на отбраковывание мутаций гена отсутствовало, что, по-видимому, и привело к его нефункциональности. Ученые установили, что некоторые из исследованных животных потеряли способность распознавать не только сладкое. Например, афалины и морские львы потеряли способность ощущать глутамат натрия, отвечающий за "мясной вкус" - умами (его еще называют пятым вкусом наряду с соленым, сладким, горьким и кислым). Афалины, кроме того, потеряли способность распознавать горькое. Зоологи указывают, что это, вероятно, связано с их пищевым поведением - ведь они глотают пищу, вообще не пережевывая ее.
2012	Японским ученым (под руководством Ёсики Сасаи (Yoshiki Sasai)) удалось вырастить из эмбриональных стволовых клеток глазной бокал - структуру-предшественник сетчатки. В ходе исследования ученые установили, что человеческие эмбриональные стволовые клетки могут спонтанно формировать глазной бокал - промежуточную структуру, из которой в процессе развития зародыша образуется сетчатка глаза. Образовавшийся из стволовых клеток глазной бокал был двухслойным и имел правильную пространственную структуру. В одном из слоев выращенной ткани содержалось большое количество светочувствительных клеток: палочек и колбочек. Поскольку дегенерация сетчатки в первую очередь приводит к повреждению именно этих клеток, такая ткань может стать идеальным материалом для трансплантации. Авторы исследования считают, что стволовые клетки эмбриона содержат "внутренние инструкции", которые позволяют им дифференцироваться в клетки предшественника сетчатки. "Наша работа позволяет лучше понять, каким образом происходит развитие глаза у человеческого эмбриона, а также открывает новый путь развития регенеративной медицины", - отметил Сасаи. Стволовые клетки взрослых людей также используются для восстановления глазных тканей. Так, австралийские ученые вырастили популяцию стволовых клеток на контактных линзах, и использовали свое изобретение для регенерации роговицы глаз пациентов.
2012	Американские ученые обнаружили старение радужной оболочки глаза, влияющее на точность идентификации личности в биометрических системах, сообщает Nature. Результаты работы профессора Кевина Боуэра (Kevin Bowyer) и его коллег из университета Нотр-Дам (University of Notre Dame) в штате Индиана будут представлены на международной конференции IEEE "Компьютерное зрение и распознавание образов" (IEEE Computer Vision and Pattern Recognition Conference). В ходе работы ученые при помощи специального программного обеспечения сравнивали 20 тысяч снимков 644 радужных оболочек. Программа должна была идентифицровать снимки одной и той радужной оболочки, полученные с разницей в один месяц, а также два или три года. Бауэр установил, что программное обеспечение при сопоставлении снимков одной радужной оболочки, сделанных с разницей три года, чаще ошибается и определяет радужку как принадлежащую двум разным людям. Если бы оболочка не подвергалась возрастным изменениям, то количество ошибок программы оставалось бы одинаковым для сделанных в разное время изображений. "Утверждение, что радужка не меняется на протяжении жизни человека, теперь опровергнуто", - цитирует Бауэра издание. Стандартная частота ложного узнавания — неправильной идентификации двух радужных оболочек разных людей как принадлежащих одному хозяину - для биометрических систем равна одной ошибке на два миллиона срабатываний. Согласно результатам эксперимента Бауэра, частота ложного узнавания увеличивается до 2,5 на два миллиона спустя три года после того, как был сделан снимок-образец радужки человека. В дальнейшем количество ошибок может накапливаться и приведет к проблемам в работе биометрических систем, считают авторы исследования. Решение этой проблемы Бауэр видит в создании учитывающих старение алгоритмов распознавания радужки. Сканирование радужной оболочки глаза пользуется популярностью в системах контроля и управления доступом и занимает второе место после считывания отпечатков пальцев.
2012	Исследователи из Университета Флориды опубликовали в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) статью об испытаниях метода генной терапии распространенной наследственной формы слепоты - сцепленного с Х-хромосомой пигментного ретинита. Метод, разработанный Уильямом Хаусвиртом (William Hauswirth) и Альфредом Левиным (Alfred Lewin), основан на замещении мутантного гена RPGR нормальной копией. Мутации гена RPGR приводят к развитию прогрессирующей атрофии сетчатки глаза, при которой разрушаются ее светочувствительные клетки, в первую очередь — палочки. В сотрудничестве с коллегами из Университета Пенсильвании ученые из Флориды клонировали нормальную копию гена RPGR на векторе-носителе, который представлял собой безопасную вирусную ДНК. Вместе с геном была также клонирована генетическая последовательность "переключателя", который активирует ген, как только он окажется в нужном месте. Когда ген "включен", начинается синтез белка, необходимого для восстановления функции сетчатки. Полученный генно-инженерный препарат путем инъекции вводился непосредственно в пораженную сетчатку глаза. Метод был испытан на нескольких собаках. Зрительный орган этих животных имеет анатомическое и физиологическое сходство с глазом человека. Кроме того, у собак также встречается наследственная форма пигментного ретинита. "Результаты вселяют надежду, а спасение поврежденных светочувствительных клеток представляется вполне убедительным", - считает невролог из Калифорнийского университета в Беркли Джон Фланнери (John Flannery), научный консультант Фонда борьбы со слепотой (Foundation Fighting Blindness), который оказал некоторую поддержку исследованиям ученых из Флориды. Сцепленный с Х-хромосомой пигментный ретинит передается от матерей к сыновьям. У девочек-носителей мутации по гену RPGR слепота не развивается в той мере, как у мальчиков. Заболевание начинается с потери периферического и сумеречного зрения, которая переходит в туннельное зрение, при котором человеком воспринимается лишь изображение, попадающее на центральную область сетчатки глаза. В результате у больного возникают трудности с ориентированием в пространстве. После наступает слепота. В США этим заболеванием страдают 100 тысяч человек. Хаусвирт и Левин планируют повторить свои опыты на большем количестве собак и с более продолжительным периодом наблюдения эффекта генной терапии. Еще одна задача — создание безопасного для человека вируса-носителя для корректирующей копии гена. Только после этого можно будет говорить о перспективе клинических испытаний, считают эксперты. Ранее ученые из Флориды продемонстрировали в клинических исследованиях успешные результаты генной терапии редкой формы слепоты - врожденного амавроза Лебера.
2012	Международная группа исследователей сообщила об эффективности экспериментальной генной терапии редкого наследственного заболевания, приводящего к слепоте. В первом этапе исследования приняли участие 12 пациентов с врожденным амаврозом Лебера – генетическим заболеванием сетчатки, при котором происходит невосполнимая гибель светочувствительных клеток, что приводит к резкому ухудшению зрения вплоть до полной слепоты, отсутствию реакции зрачка на свет и нистагму. Каждому из участников, которые практически ничего не видели, ввели в один глаз вирусный вектор с геном RPE65, дефект которого лежит в основе заболевания. В 2008 году, когда подводились итоги первого этапа, выяснилось, что экспериментальная терапия несколько улучшила зрение пациентов без существенных побочных эффектов. После этого трем из участников исследования ввели генный препарат AAV2-hRPE65v2 в другой глаз. Как следует из отчета, опубликованного в журнале Science Translational Medicine, это привело к дальнейшему улучшению зрения: пациенты обрели возможность видеть в сумерках, узнавать лица людей и совершать покупки в магазине. Манзар Аштари (Manzar Ashtari) из Детской больницы Филадельфии рассказал, что функциональная магнитно-резонансная томография, проведенная добровольцам, подтвердила активацию зрительных центров мозга при рассматривании различных объектов. Руководитель исследования Джин Беннетт (Jean Bennett) из Университета Пенсильвании заявила, что сейчас ее коллектив намерен провести терапию второго глаза у остальных девяти пациентов.
2012	Парализованные американцы научились управлять роботизированной рукой, подключенной к датчику в их головном мозге. Клинические испытания системы BrainGate2 провела группа неврологов из Брауновского университета в Провиденсе, штат Род-Айленд. В разработке необходимого оборудования участвовали американские инженеры, а также робототехники из Германии. Система BrainGate2 состоит из миниатюрного сенсора размером 4 на 4 миллиметра, который включает в себя 100 электродов, по толщине сравнимых с человеческим волосом. Этот датчик имплантируется в участок двигательной коры головного мозга и регистрирует электрическую активность нейронов. Информация с датчика поступает на вживленный под кожу головы микрочип, который управляет движениями роботизированной руки. Испытания BrainGate2 проводятся при участии двоих парализованных пациентов: мужчины в возрасте 66 лет и 58-летней женщины. Они утратили способность двигать всеми четырьмя конечностями, а также говорить в результате инсультов в 2006 и 1996 годах, соответственно. Мужчине датчики были имплантированы в 2010 году за пять месяцев до начала испытаний, а женщине аналогичная операция была проведена пятью годами ранее. За время испытаний участники научились управлять двумя типа роботизированных рук. Одна из них разрабатывалась для протезирования конечностей при участии американских военных инженеров. Другая модель, созданная специалистами Германского центра авиации и космонавтики, является более тяжелой и используется как вспомогательное устройство-манипулятор. В ходе экспериментов парализованным пациентам требовалось дотянуться и схватить один из мячиков. На каждую попытку отводилось по 30 секунд. Мужчина, управлявший роботом, который был разработан в США, успешно выполнил 62 процента заданий. Результаты женщины оказались хуже: 46 процентов при использовании разработки американцев и 21 процент с германской рукой. При этом пациентка смогла поднести ко рту бутылку с кофе и отпить из соломинки в четырех из шести таких попыток. Для участия в следующем этапе испытаний организаторы намерены отобрать 15 пациентов, парализованных в результате инсульта, повреждений спинного мозга, а также дегенеративных заболеваний центральной нервной системы, в частности бокового амиотрофического склероза.
2012	Исследователь из Швеции (Клас Тибрандт (Klas Tybrandt) из Линчёпингского университета) разработал электронный чип, управляющий сокращением мышечных волокон. Группа сотрудников университета, специализирующихся в области органической электроники, разработала два типа ионных каналов на основе транзисторов. Эти каналы способны пропускать как положительные и отрицательные ионы, так и молекулы биологически активных соединений. Тибрандту удалось соединить оба ионных канала в одну интегральную схему. Преимуществом такой схемы является то, что носителями электрического заряда в них являются вещества, которые могут выполнять различные физиологические функции. Глава исследовательской группы, профессор органической электроники Магнус Берггрен (Magnus Berggren) пояснил, что разработка позволяет управлять сокращением мышц, если в качестве переносчика сигнала использовать нейромедиатор ацетилхолин. Разработка Тибрандта и его коллег позволит создать устройства, регулирующие различные физиологические процессы, на основе транзисторов, которые предназначены для выполнения различных логических функций.
2012	Тканевые инженеры освоили 3D-печать сети кровеносных сосудов на сахарной матрице (совместная работа ученых из Университета Пенсильвании и Массачусетского технологического института). Исследователи создали трехмерную матрицу, на которой выращиваются кровеносные сосуды, из сахара, растворяющегося после того, как вокруг него нарастет "сосудистая архитектура". Получающиеся в результате полые трубки пригодны для того, чтобы по ним вместе с кровью доставлялись питательные вещества и кислород для новых органов. Новая технологическая платформа превращает выращивание новых тканей в деликатный и быстрый процесс, поскольку "клетки оказываются в руках человека с пипеткой лишь на несколько минут, на том единственном этапе, когда необходимо залить их в форму, а после они сами разрастаются в сосудистую сеть". Внеся клетки стенок кровеносных сосудов человека в полости сахарной сетчатой матрицы, ученые увидели спонтанное прорастание капилляров, что повышает проникающую способность создаваемой сети. Капилляры прорастали так, как это обычно происходит естественным путем в организме. Продолжая тестировать возможности искусственной кровеносной сети, исследователи создали гели, содержащие печеночные клетки. Когда эти гели "подпитывались" питательной жидкостью, которая поступала по полым сосудам, выращенным на сахарной матрице, клетки печени стали производить больше альбумина и мочевины, что свидетельствовало об их нормальной функции. При этом увеличивалась клеточная плотность в гелях, а это является важным фактором для выращивания органов вне организма. Прежде чем говорить о перспективе применения сахарной матрицы в регенеративной медицине ученым предстоит решить проблему соединения искусственно выращенных сосудов с настоящими кровеносными сосудами и проверить, как искусственная кровеносная сеть взаимодействует с настоящими гепатоцитами.
2012	Ученые Кембриджского университета опубликовали в журнале Nature Biotechnology результаты своей четырехлетней работы по разработке методики выращивания полноценных кровеносных сосудов из перепрограммированных клеток кожи человека. Группа под руководством Санджая Синхи (Sanjay Sinha) продемонстрировала возможность выращивания вен, стенки которых, подобно стенкам сосудов в организме человека, имеют три слоя — эндотелий, слой гладкой мускулатуры и наружную мембрану. По мнению врачей, это достижение клеточной инженерии позволит значительно снизить риски, возникающие при пересадке собственных сосудов пациента в ходе кардиохирургических операций или при использовании "искусственной почки". Комментируя работу по созданию новых сосудов, доктор Синха обращает особое внимание на то, что ему с коллегами удалось вырастить из клеток кожи человека новые сосуды потому, что они научились превращать их в "правильные клетки гладкой мускулатуры". "Возможности этого метода нас очень воодушевляют", - отмечает Синха. По словам ученого, предлагаемый способ позволит выращивать также искусственные артерии. Это, по его мнению, можно будет делать в лабораторных условиях или непосредственно в сердце больного, если ввести в него стволовые клетки, способные развиться в клетки сосудистой стенки. Сейчас группа кембриджских исследователей планирует перейти к выращиванию всех видов кровеносных сосудов, включая артерии, что может быть применимо к более широкому спектру пациентов, нуждающихся в трансплантации сосудов. Ранее уже сообщалось о выращивании вен разными биотехнологическими компаниями. Так, одна калифорнийская компания в июне прошлого года испытала выращенные в лаборатории вены на трех пациентах, которым проводился гемодиализ. Другая группа ученых успешно испытала вены, выращенные из трупных тканей, на собаках и обезьянах. Во всех прежних экспериментах по созданию искусственных вен использовалась плазма крови, выделенная из организма животных. Такая биологическая среда сопряжена с риском побочных эффектов.
2012	Шведские врачи впервые в мире провели операцию по пересадке вены, выращенной из стволовых клеток пациента. Результаты работы группы исследователей под руководством профессора Сухитры Сумитран-Хольгешон (Suchitra Sumitran-Holgersson) из университета Готенбурга опубликованы в журнале Lancet. Пациентка — десятилетняя девочка из Швеции — страдала внепеченочной обструкцией портальной вены. Это тяжелое заболевание, которое вызывает внутренние кровотечения и может привести к летальному исходу. Стандартное в таких случаях лечение заключается в пересадке участка вены, взятого из ноги пациента; донорской вены или печени. Участок подвздошной вены длиной около 9 сантиметров был получен от умершего донора. Ученые очистили кровеносный сосуд от донорских клеток, оставив лишь белковый каркас в форме трубки. Чтобы вырастить гладкую мускулатуру и эндотелий вены, исследователи поместили стволовые клетки девочки внутрь этого каркаса. Спустя две недели была проведена операция по пересадке. Поскольку орган был выращен из клеток девочки, после трансплантации она не принимала подавляющие иммунитет лекарства. Несмотря на это, врачи не обнаружили в ее крови антитела к трансплантату. За год, прошедший с момента операции, ребенок набрал пять килограммов и вырос на шесть сантиметров, у него улучшилась артикуляция и концентрация внимания во время школьных занятий. Мама пациентки также отметила, что теперь ее дочь может пройти достаточно длинную дистанцию (2-3 километра) и занимается гимнастикой. "Будущее за искусственным выращиванием тканей. В ближайшие годы мы научимся "конструировать" различные органы для пациентов", - считает Сумитран-Хольгешон. По мнению авторов исследования, подобные операции в скором времени можно будет внедрить в клиническую практику. Стоимость пересадки органа, выращенного из стволовых клеток пациента, будет варьировать от шести до десяти тысяч долларов. Четыре года назад 30-летней женщине пересадили трахею, выращенную из ее стволовых клеток. Врачи в своем эксперименте использовали ту же методику, что и группа Сумитран-Хольгешон — из оставшегося от донорского органа каркаса и стволовых клеток пациента вырастили новую трахею. Операция также прошла успешно.
2012	Ученые из Японии (Хидеки Танигути (Hideki Taniguchi), Йокогамский университет) смогли вырастить функционирующую печень человека, использовав стволовые клетки. Танигути и его коллеги использовали индуцированные плюрипотентные стволовые клетки. Из них исследователи получили клетки-предшественники гепатоцитов, составляющих основную массу паренхимы печени. В ходе эксперимента ученые пересадили полученные клетки в головы мышей. В этой части тела кровоснабжение является наиболее интенсивным, что способствовало созреванию и росту печени из клеток-предшественников. Размеры выращенных таким образом органов составили в среднем пять миллиметров. По словам исследователей, печени получились полностью жизнеспособными и функциональными. В частности, органы успешно выполняли свои основные функции: синтез белков и метаболизм введенных животным лекарств. Танигути отметил, что данное исследование в перспективе позволит сократить потребность в донорских органах для трансплантации.
2012	Исследователи из Массачусетского технологического института создали наночастицы, способные синтезировать белки в ответ на облучение ультрафиолетом (Опыты проводили и in vitro, и in vivo (на мышах)). Разрабатываемая технология сможет помочь целенаправленно доставлять токсины в опухолевые ткани, а также в изучении эмбрионального развития. Кроме того, если включать в наночастицы магнитные компоненты (авторы не рассматривали такой возможности), доставку липосом можно будет осуществлять еще и магнитным способом.
2012	Ученые испанского Национального онкологического исследовательского института установили, что генная терапия теломеразой способна продлевать жизнь взрослых мышей. Исследователи утверждают, что введение теломеразы посредством вируса увеличивало продолжительность жизни в случае годовалых мышей в среднем на 24 процента, а двухгодовалых на 13 процентов. При этом улучшались такие физиологические показатели, которые называют маркерами старения - нейромускульная координация, чувствительность к инсулину, замедлялось развитие остеопороза.
2012	Группа медиков из Бельгии и Нидерландов в сотрудничестве с компанией Xilloc изготовили с помощью технологий 3D-печати искусственную нижнюю челюсть для имплантации. Имплантат изготовили на 3D-принтере, применив технику "лазерного спекания". В этом случае в принтер послойно подается порошковый материал, по которому лазер "рисует" сечение детали. В качестве материала для изготовления искусственной челюсти использовался порошок титана. На готовый имплантат перед вживлением нанесли керамическое покрытие. Уже на следующий день после операции пациентка могла глотать и говорить. Имплантаты, изготовленные на 3D-принтере (устройстве, которое создает физические объекты по их цифровой модели), применялись в челюстно-лицевой хирургии и ранее, однако челюсть целиком таким способом изготовили впервые. Чаще всего методом 3D-печати делают коронки и зубные мосты.
2012	В результате совместно проведенного исследования ученые из NASA и Аризонского государственного университета (Arizona State University, под руководством профессора Ариэля Анбара (Ariel Anbar)) разработали новый метод ранней диагностики остеопороза по анализу мочи. Разработанная методика позволяет диагностировать развитие остеопороза еще до того, как начнется изменение минеральной плотности костей. Ученым удалось зарегистрировать потерю костной массы уже через неделю после начала эксперимента. Это значительно раньше, чем при использовании традиционных методик диагностики остеопороза. Анализ основан на определении соотношения различных изотопов кальция в моче. "NASA провело это научное исследование, потому что космонавты страдают от потери костной ткани - в условиях микрогравитации их опорная система не нагружена. Это важнейшая проблема астронавтов, и нам нужен новый метод для ее диагностики и лечения," - пояснил диетолог NASA Скотт Смит (Scott Smith).
2012	У мышей, побывавших в космосе, удалось предотвратить потерю костной ткани - итальянские ученые подсадили им генную конструкцию, которая обеспечивает повышенный уровень продукции белка, участвующего в формировании костей, сообщает New Scientist. Сара Тавелла (Sara Tavella) из Университета Генуи (University of Genoa) с коллегами из других итальянских научных центров создали генетически модифицированных мышей, которые производили белок плейотрофин в количестве, превышающем норму. Плейотрофин, будучи вовлеченным во многие процессы, способствует, в частности, формированию остеобластов, молодых клеток костной ткани позвоночных животных, которые превращаются в основные ее клетки – остеоциты. Повышенная продукция плейотрофина у экспериментальных мышей была обусловлена тем, ген этого белка находился в составе генно-инженерной конструкции под контролем определенной человеческого промотора этого гена. В эксперименте на МКС участвовали шесть грызунов — три трансгенные мыши и три контрольные. Грызуны с повышенной продукцией плейотрофина за 91 день потеряли 3 процента костной ткани, тогда как позвоночник обычных мышей утратил 41,5 процента своей массы. Известно, что в условиях невесомости, или микрогравитации, в отсутствие механических нагрузок костная ткань подвергается деминерализации, теряет кальций и фосфор. Ежемесячные потери костной ткани в поясничной области и в берцовых костях космонавтов составляют от 0.8 до полутора процентов. "Космонавты за одно путешествие могут потерять от 20 до 30 процентов костной ткани", - отмечает Сара Тавелла. "И хотя они занимаются на орбите физическими упражнениями и принимают кальциевые добавки для ограничения вреда, который причиняет микрогравитация, вернуть кости в прежнее состояние на Земле бывает очень трудно", - цитирует исследовательницу New Scientist. Авторы отмечают, что наблюдаемые в эксперименте на мышах возможности предотвращения потери костной ткани повышенным содержанием плейотрофина могут быть изучены для использования полученных сведений при подготовке космонавтов.
2012	Ирландские ученые разработали метод восстановления костной ткани с использованием наночастиц гидроксиапатита, сообщает онлайн-издание Times of India. Результаты работы группы исследователей из Ирландского королевского хирургического колледжа (Royal College of Surgeons in Ireland) опубликованы в журнале Advanced Materials. Кость является соединительной тканью, состоящей из погруженных в твердое основное вещество клеток. Основное вещество примерно на 30 процентов состоит из органических соединений, по преимуществу — коллагеновых волокон. Неорганические соединения, которые на 70 процентов составляют основное вещество, по большей части представлены гидроксиапатитом, также в нем содержатся натрий, калий, магний, хлор, фтор, карбонат и цитрат. В месте повреждения наночастицы гидроксиапатита в сочетании с коллагеном создают новый слой основного вещества кости. Часть наноразмерных частиц доставляет к поврежденному участку костные морфогенные белки (BMPs), которые относятся к факторам роста. Они способствуют остеогенезу, а также увеличивают дифференциацию молодых клеток кости (остеобластов). "Мы доказали, что искусственно созданный каркас в сочетании со стимулирующими остеогенез белками способствует росту нового участка костной ткани", - отметил ведущий автор исследования, профессор Фергал Обриен (Fergal O'Brien). Ряд BMP уже одобрен к использованию FDA в клинической практике. Восстановление костной ткани с использованием таких белков стоит примерно 6-10 тысяч долларов. Использование костных морфогенных факторов в больших дозировках может давать некоторые побочные эффекты, в числе которых повышение риска возникновения рака. Авторы работы считают, что "стимуляция выработки костных морфогенных факторов клетками поможет избежать негативных последствий, и тогда восстановление костной ткани будет эффективным и безопасным". В дальнейшем Обриен и его коллеги планируют разработать методику восстановления других поврежденных тканей.
2012	В австралийском Мельбурне началась первая фаза клинических испытаний искусственного аортального клапана, установка которого не требует операции. Команда кардиологов и хирургов под руководством профессора Иана Мередита (Ian Meredith) из медицинского центра при университете Монаш (Monash Medical Center) вживила искусственные клапаны 11 пожилым пациентам. Все участницы испытаний страдали от стеноза устья аорты — заболевания, при котором просвет клапана, расположенного на границе левого желудочка сердца и аорты, сужается, а также снижается подвижность его створок. Больше половины пожилых пациентов с таким заболеванием, которые не вынесут традиционного операционного вмешательства, умирает в течение года, а в течение двух лет выживает только треть пациентов. Искусственный клапан, разработанный и произведенный израильской компанией Sandra Medical, называется "клапан-лотос" и представляет собой створки из биоматериала, помещенные в каркас из стента. Стент сделан из сплава титана и никеля, обладающего "памятью формы" - нитинола. Клапан сжимают и помещают внутрь катетера, который вводят через небольшой разрез в паху. По сосудам врачи доводят катетер до сердца. В нужном месте сердечной мышцы клапан выталкивают из катетера, и он раскрывается подобно цветку лотоса. Каждая из 11 "операций" длилась 90 минут и завершилась успешно. При необходимости искусственный клапан можно будет извлечь тем же путем. Клинические испытания "лотоса" продолжатся в 16 больницах, расположенных в Великобритании, Германии, Франции и Австралии.
2012	Японские ученые успешно испытали сосудистый стент, который растворяется в течение нескольких лет. Отчет об исследовании, проведенном группой специалистов под руководством Кунихико Косуги (Kunihiko Kosuga) из Медицинского центра префектуры Сига, опубликован в журнале Circulation. Растворяющиеся стенты были разработаны японской компанией Kyoto Medical Planning. При создании этих медицинских изделий использовался материал, полученный из кукурузного крахмала. В настоящее время стенты изготавливаются преимущественно из металла. Иногда их покрывают слоем лекарств, которые препятствуют образованию тромбов из-за наличия инородного тела в просвете сосуда. В период с сентября 1998 года по апрель 2000 года 50 японцам было установлено 84 стента Игаки-Тамаи. За время исследования скончались семеро участников, один из которых умер от болезни сердца. Кроме того, было зафиксировано четыре инфаркта миокарда и два случая образования тромбов в месте установки стента. По данным исследования, выживаемость, а также частота развития осложнений у пациентов соответствовали значениям аналогичных показателей для больных, которым установили металлические стенты. В среднем стенты Игаки-Тамаи полностью растворялись в течение трех лет. При этом никаких изменений сосудистой стенки в месте их установки зафиксировано не было.
2012	Американские ученые (Эрик Тополя (Eric Topol) с коллегами) из Исследовательского института Скриппса, Калифорния, обнаружили в крови деформированные эндотелиальные клетки, которые сигнализируют о приближении инфаркта. В ходе работы Тополь исследовал образцы крови 50 пациентов с использованием новой технологии, которая позволяет сортировать клетки в зависимости от их типа. Ученые обнаружили присутствие в образцах большого количества отслоившихся эндотелиальных клеток, которые к тому же были сильно деформированы и могли формировать скопления. Кардиологи назвали эти клетки "циркулирующими эндотелиальными клетками" (circulating endothelial cells). Все обследованные пациенты поступили в больницу с жалобами на боль в груди, которая является основным клиническим признаком инфаркта. Средний возраст пациентов этой группы составил 58,5 лет. Для сравнения ученые выбрали 44 добровольца, которые были младше пациентов контрольной группы, а также 10 человек старше 50 лет. Результаты исследования показали, что количество циркулирующих эндотелиальных клеток в крови больных людей в четыре раза превышало их количество в крови здоровых. Клетки, обнаруженные в крови здоровых людей, деформированы не были. Ученые полагают, что эндотелиальные клетки в большом количестве начинают отслаиваться от внутренних стенок сосудов примерно за две недели до инфаркта, однако этот факт пока не доказан. В дальнейшем Тополь намерен установить, когда начинается массированная отслойка эндотелия. Исследователи считают, что этот признак можно будет использовать в качестве биомаркера начала процессов, предшествующих инфаркту, и его предотвращения. На сегодняшний день врачи не могут предсказать, когда и у кого произойдет сердечный приступ. Хорошо известна только группа риска, в которую входят люди с гипертонией, повышенным уровнем холестерина в крови, курильщики, больные диабетом, люди с избыточным весом и ведущие малоподвижный образ жизни.
2012	Группа разработчиков из Стэнфордского университета (США) под руководством Ада Пун (Ada Poon) разработала миниатюрное устройство для разрушения тромбов, которое самостоятельно перемещается по кровеносным сосудам. По словам разработчиков, современная технология позволяет изготовить миниатюрные электромеханические имплантаты. Однако основной проблемой при разработке таких устройств является их питание - аккумуляторы громоздки, подвержены коррозии, а также нуждаются в замене или зарядке. Разработчики решили отказаться от использования элементов питания и обеспечить поступление энергии с помощью беспроводной связи. Устройство оснастили специальной антенной, площадь которой составляет около двух квадратных миллиметров. На антенну подаются электромагнитные волны частотой в один гигагерц, генерируемые внешним источником. Американцы представили два прототипа такого устройства. Первое способно двигаться в заданном направлении со скоростью около пяти миллиметров в секунду. Во втором ток течет вперед и назад по проволочной петле, за счет чего устройство перемещается, раскачиваясь из стороны в сторону. Пун отметила, что подобные устройства подходят как для диагностических целей, так и для малоинвазивной хирургии. С их помощью можно доставлять лекарственные средства к пораженным органам и тканям, а также разрушать тромбы или атеросклеротические бляшки в сосудах.
2012	Разработанное в США медицинское устройство предупредит владельца о приближающемся инфаркте. Портативная система кардиомониторинга была создана специалистами компании AngelMed. Система состоит из имплантируемого устройства, которое оснащено датчиками для определения электрической активности сердца. При регистрации сигналов, свидетельствующих о неадекватном возбуждении желудочков, кардиостимулятор начинает вибрировать и передает данные на внешний аппарат. Он, в свою очередь, подает пациенту дополнительные звуковые и световые сигналы. В зависимости от выявленных отклонений в работе сердца устройство имеет два типа сигнализации. Низкоприоритетные сигналы означают, что пациенту необходимо обратиться к врачу в течение двух суток с момента появления. Сигналы высокой важности свидетельствуют о возможном развитии инфаркта миокарда, при их появлении больному рекомендуется вызвать бригаду медиков. Клинические испытания системы кардиомониторинга, в которых участвуют более тысячи человек, проводятся в 75 медицинских учреждениях США. Кроме того, устройство было одобрено к применению надзорными органами Бразилии.
2012	Впервые в медицинской науке израильским ученым под руководством Лиора Гепштейна (Lior Gepstein) из Медицинского центра Рамбам в Хайфе удалось превратить клетки кожи пациентов с сердечной недостаточностью в здоровые новые клетки сердечной мышц. Авторы исследования изъяли клетки кожи у двух мужчин с сердечной недостаточностью, одному 51 год, другому – 61. Этот материал перепрограммировали с помощью трех факторов транскрипции (Sox2, Oct4 и Klf4), которые вместе с известной лекарственной молекулой – вальпроевой кислотой, которая изменяет свойства натриевых каналов мембран, вносили в ядро изъятых клеток. В результате такого перепрограммирования были получены плюрипотентные стволовые клетки человека (human-induced pluripotent stem cells (hiPSCs), подобные эмбриональным стволовым клеткам, из которых на следующем этапе работ вырастили клетки серднечной мышцы (кардиомиоциты). Эти кардиомиоциты не отличались от подобных клеток, полученных в контрольных экспериментах при использовании в качестве исходного материала клеток кожи молодых и здоровых добровольцев. Новые клетки сердечной мышцы, внесенные в уже существующую подобную ткань начинали биться в унисон через 24-48 часов. Полученную из новых кардиомиоцитов ткань трансплантировали в сердце здоровых крыс, где имплантат также синхронизировался с хозяйским органом. В отличие от первых экспериментов по перепрограммированию взрослых клеток в индуцированные плюрипотентные, в опытах израильских ученых не был задействован четвертый фактор транскрипции под названием c-Myc, который известен как онкоген. Кроме того, авторы использовали альтернативную предыдущим стратегию вирусного переноса факторов перепрограммирования в клеточное ядро: после того как информация достигала цели, они удаляли вирус во избежание онкогенеза, вызываемого встраиванием в генетический материал клетки вирусной генетической последовательности. По мнению ученых клинические испытания метода восстановления пораженной сердечной мышцы с помощью человеческих индуцированных плюрипотентных клеток могут начаться не раньше чем через пять-десять лет. Главным препятствием на этом пути, по мнению профессора Гепштейна, является опасность онкогенеза: полученные в результате перепрограммирования клетки могут выйти из-под контроля и превратиться в опухолевые клетки. Несомненным преимуществом продемонстрированного подхода является то, что кардиомиоциты для замены поврежденного участка выращены из клеток пациента, следовательно, не должны отторгаться как чужеродный материал.
2012	Ученые из медицинского центра при Университете Дьюка (Duke University Medical Center) превратили рубцовую ткань в мышечную ткань сердца без использования стволовых клеток. Исследование Виктора Дзау (Victor J. Dzau), Марии Миротсу (Maria Mirotsou) и их коллег опубликовано в апрельском номере Circulation Research. Часть тканей при инфаркте миокарда отмирает в результате прекращения доступа кислорода (ишемии). Через одну-две недели после сердечного приступа этот участок начинает замещаться рубцовой тканью, которая не может участвовать в сокращении сердца. Формирование рубца завершается примерно через 1-2 месяца. Для превращения рубцовой ткани в мышечную ученые подобрали комбинацию микроРНК (микроРНК 1, 133, 208 и 499). В ходе лабораторного эксперимента было доказано, что после однократного введения в клетку микроРНК происходит превращение фибробластов (клеток, участвующих в процессах заживления ран) в рабочие кардиомиоциты (клетки мышечной ткани сердца). "Перепрограммированные" клетки обладали характеристиками, присущими кардиомиоцитам. После успешного лабораторного эксперимента ученые протестировали свою методику на мышах, страдающих ишемической болезнью сердца (инфаркт миокарда является острой формой ишемической болезни сердца). При однократном введении микроРНК фибробласты в работающем сердце также превращались в кардиомиоциты. Чтобы доказать, что кардиомиоциты в сердечной мышце животных образовались именно из фибробластов, Дзау с коллегами провели генетический анализ этих клеток. "Раз мы смогли "перепрограммировать" клетки в сердце, значит, то же самое возможно и в мозге, почках и других тканях. Это новый путь для регенеративной медицины", - прокомментировал открытие профессор Дзау. Ученые считают, что применение микроРНК для регенерации тканей имеет преимущество перед трансплантацией стволовых клеток. Эта методика гораздо проще в применении, а также исключает возможность генетических изменений, неизбежно сопровождающих терапию стволовыми клетками. Теперь ученые планируют испытать свою методику на более крупных животных.
2012	Французским ученым удалось доставить клетки, восстанавливающие кровеносные сосуды, к поврежденным тканям сердечной мышцы при помощи наночастиц оксида железа и магнита, сообщает News Medical. Результаты работы группы исследователей под руководством доктора Филиппа Менаше (Philippe Menasche) опубликованы в журнале Cell Transplantation. Для восстановления кровообращения в поврежденных участках сердечной мышцы Менаше и его коллеги использовали так называемые предшественники эндотелиальных клеток (endothelial progenitor cells, EPCs). Они образуются в костном мозге и способствуют ускоренному образованию новых сосудов, таким образом влияя на регенерацию тканей. Циркулирующие предшественники эндотелиальных клеток также можно получить из пуповинной и периферической крови. Эксперимент проводился с участием модельных крыс, перенесших инфаркт миокарда. Семи грызунам была сделана внутрижелудочковая инъекция стандартных EPCs, 24 животным — клеток, "нагруженных" наночастицами оксида железа. Клетки при этом должны были из полости желудочка попасть в аорту, затем по коронарным сосудам вернуться в сердечную мышцу и попасть в поврежденные ткани. Четырнадцати крысам, получившим инъекцию предшественников эндотелиальных клеток с наночастицами, вживили магнит под кожу в области груди. Спустя сутки после инъекции ученые извлекли сердца крыс и изучили количество предшественников эндотелиальных клеток в поврежденных тканях при помощи магнитно-резонансной томографии и полимеразной цепной реакции. В результате анализов выяснилось, что в поврежденных тканях грызунов, которым вживили магнит, предшественников эндотелиальных клеток в десять раз больше, чем у остальных крыс. Исследователи планируют и в дальнейшем изучать этот способ доставки клеток к поврежденным тканям. По их мнению, нужно проследить, как EPCs будут двигаться к сердцу по прошествии большего количества времени. Также необходимо оптимизировать их количество, чтобы избежать риска коронарного тромбоза.
2012	Исследователи из Королевского колледжа Лондона (King's CollegeLondon) опубликовали в Nature Medicine результаты исследования роли оксидантов в организме мышей с нарушенной регуляцией артериального давления. Был показан механизм, в котором оксиданты, а именно, перекись водорода, играла ключевую роль в запуске цепи реакций, обеспечивающих нормальный уровень давления. Эксперименты проводились под руководством Филипа Итона (Philip Eaton) на мышах, мутантных по ферменту протеинкиназе G. У таких грызунов наблюдался повышенный уровень артериального давления, что было связано с неспособностью мутантного фермента взаимодействовать с перекисью водорода. В норме перекись водорода способствует образованию дисульфидного мостика (связи друг с другом двух атомов серы) между двумя субъединицами фермента, что, в свою очередь, активирует цепь реакций, приводящих к расширению сосудов. Мутация, которую несли мыши, заключалась в замене атома серы на атом кислорода в молекуле протеинкиназы G, что исключало возможность образования бисульфидной связи и, следовательно, обеспечение регуляции артериального давления. По словам Итона, эта "работа меняет взгляд научного сообщества на оксиданты. Появляется все больше свидетельств того, что они образуются в здоровых клетках и играют важную роль в регуляции различных физиологических процессов". Научный консультант Британского кардиологического фонда (British Heart Foundation), при финансовой поддержке которого проводилось исследование, Хелен Вильсон (Helen Wilson) отмечает: "все не так просто, чтобы считать, что "оксиданты — это плохо", а "антиоксиданты — хорошо"". По ее мнению, исследование, проведенное группой Итона на мышах, выявило потенциальную мишень для создания новых препаратов для снижения артериального давления.
2012	Швейцарские ученые предложили использовать простое офтальмологическое исследование для оценки риска инсульта. Как сообщает EurekAlert!, эффективность методики оценила группа специалистов под руководством Паскаля Бруно Кнехта (Pascal Bruno Knecht) из Больницы Цюрихского университета. Отчет об их работе опубликован в журнале Ophthalmology. Для участия в исследовании Кнехт и его коллеги отобрали 67 пациентов, у большинства из которых был выявлен стеноз (сужение просвета) сонных артерий. Это состояние является одним из факторов риска инсульта. Ученые решили сопоставить степень сужения сонных артерий с разницей показателей внутриглазного давления, измеряемых в разные фазы работы сердца (систолу и диастолу). Так при суженном просвете сосудов разница систолического и диастолического давления будет невелика. Предположения ученых подтвердились в ходе исследования. В частности, разница внутриглазного давления в систолу и диастолу оказалась наименьшей у пациентов с наиболее выраженным стенозом сосудов головы. По оценкам специалистов, выполняя описанное исследование, офтальмолог способен выявить сужение просвета сонных артерий на 60-99 процентов. Авторы работы отметили, что в настоящее время для выявления стеноза сонных артерий применяются такие дорогостоящие и не всегда доступные методы, как ультразвуковое дуплексное сканирование и магнтино-резонансная томография. Однако в большинстве случаев эти исследования назначают пациентам, у которых уже развились симптомы инсульта. Оценка разницы внутриглазного давления в свою очередь позволяет обнаружить сужение просвета сонных артерий до появления соответствующей симптоматики.
2012	Британские и немецкие ученые обнаружили мутацию одного из генов, наличие которой вдвое повышает риск наиболее распространенной формы инсульта. Исследователи провели полногеномный анализ ассоциаций у 3548 европейцев, перенесших инсульт, и 5972 здоровых человек для контроля. Этот анализ показал четкую связь ишемического инсульта вследствие поражения крупной артерии с мутантным вариантом гена HDAC9. Полученные данные были воспроизведены более чем у 6000 людей после инсульта и почти 35 тысяч, это заболевание не переносивших. Этот ген кодирует фермент гистондеацетилазу 9 типа, который участвует в регуляции активности генов и синтеза белка путем изменения конфигурации соответствующих участков ДНК. Ранее было показано, что от гистондеацетилазы зависит то, как ткани реагируют на недостаток кровоснабжения (ишемию). По данным исследователей, выявленной мутации подвержены около 10 процентов генов HDAC9. Если человек наследует мутантные варианты гена от обоих родителей, риск ишемического инсульта вследствие поражения крупной артерии у него повышен в два раза по сравнению с носителями нормальных вариантов гена. По мнению исследователя Питера Доннелли (Peter Donnelly) из Оксфордского университета, полученные результаты могут внести вклад в развитие персонализированной медицины.

2012	Канадские врачи первыми в мире применили генетический анализ для подбора необходимых пациентам препаратов непосредственно во время лечения. Как сообщает HealthDay, эффективность методики оценила группа специалистов под руководством Дерека Соу (Derek So) из Университета Оттавы. Отчет об их работе опубликован в журнале The Lancet. Для участия в исследовании были отобраны две сотни пациентов. Всем участникам была выполнена чрескожная пластика коронарных артерий по поводу стабильной стенокардии или острого коронарного синдрома. Половине добровольцев была назначена стандартная послеоперационная терапия - 75 миллиграммов клопидогрела ежедневно. Оставшиеся пациенты прошли экспресс-анализ на выявление различных вариантов гена CYP2C19. В одной из разновидностей (CYP2C192) ген не выполняет свою функцию, для носителей такого варианта клопидогрел неэффективен. По результатам генетического скрининга, CYP2C192 был выявлен у 23 участников. В связи с этим им был назначен другой препарат для профилактики образования тромбов (прасугрел). Показатели активности тромбоцитов у прошедших скрининг были в пределах нормы. После этого генетическое исследование было проведено в контрольной группе добровольцев. CYP2C19*2 удалось обнаружить также у 23 пациентов. При этом у семерых из них была зафикисирована повышенная активность тромбоцитов. Соу отметил, что благодаря генетическому анализу кардиологи смогли определить эффективную тактику лечения пациентов. При этом он добавил, что для внедрения данной методики в клиническую практику необходимо провести расширенные исследования.
2012	Американские ученые выявили новый тип стволовых клеток, вызывающих поражение сосудов, которое приводит к инфарктам и инсультам. Исследование провела группа специалистов под руководством Суна Ли (Song Li) из Калифорнийского университета в Беркли. Ли и его коллеги провели серию экспериментов на лабораторных мышах. В артериях животных ученые обнаружили стволовые клетки, которые находились в неактивном состоянии. Эти клетки исследователи назвали мультипотентными стволовыми клетками сосудов (англ. multipotent vascular stem cells). Исследовательская группа выяснила, что мультипотентные клетки развиваются в гладкомышечные, функция которых при этом нарушена. В результате скопления большого числа таких клеток оболочка сосудов становится жесткой и хрупкой, что способствует образованию склеротических бляшек и сужению просвета. По словам Ли, мультипотентные стволовые клетки сосудов могут оставаться неактивными в течение десятилетий. Ученым пока не удалось выяснить, какие механизмы запускают дифференцировку этих клеток образование из них гладкомышечной ткани. Работа специалистов Калифорнийского университета предлагает совершенно новую модель развития нарушений кровотока. Ранее считалось, что гладкомышечные клетки сосудов стареют и со временем замещаются рубцовой тканью, что и приводит к развитию атеросклероза.
2012	Американские ученые открыли механизм возникновения послеродовой дилатационной кардиомиопатии — заболевания, которое возникает на поздних сроках беременности или в течение первых шести недель после родов и приводит к сердечной недостаточности. Работа доктора медицинских наук Золтана Арани (Zoltan Arany) и его коллег из медицинской школы Гарвардского университета опубликована в журнале Nature. Послеродовая кардиомиопатия (PPCM, Peripartum cardiomyopathy) возникает у одной из 3 тысяч беременных. Как правило, PPCM развивается у женщин, не страдавших до беременности заболеваниями сердца. Около половины пациенток с таким диагнозом спонтанно выздоравливают, состояние остальных женщин может значительно ухудшиться вплоть до летального исхода. Арани с коллегами установили причины и механизм возникновения PPCM, а также предложили способ его лечения. На поздних сроках нормально протекающей беременности в организме женщины вырабатывается ряд веществ, подавляющих рост и развитие сосудов. Ученые определили, что в случае развития PPCM плацента вырабатывает слишком много sFLT1 — вещества, препятствующего росту сосудов путем подавления активности эндотелиального фактора роста сосудов VEGF, а также снижена активность гена PGC1-alpha, отвечающего за ангиогенез. В норме эта активность плаценты приводит к снижению вероятности послеродового кровотоечения. В результате введения sFLT1 у мышей с отсутствующим геном PGC1-alpha развивалась глубокая сердечная недостаточность, а у здоровых мышей наблюдались менее выраженные нарушения в работе сердца. Ученые проанализировали анализы крови женщин, страдающих PPCM, и также обнаружили у них повышенные уровни sFLT1. "Наше исследование подтверждает, что послеродовая кардиомиопатия действительно является сосудистым заболеванием, которое возникает при воздействии двух факторов", - отметил Арани.
2012	Ученые создали "Энциклопедию рака", которая доступна онлайн, сообщает Nature. Энциклопедия создана на основе исследований, посвященных связи генетического профиля раковых клеток и их устойчивости к различным противоопухолевым препаратам. Группа ученых из института Сэнгера (Wellcome Trust Sanger Institute) под руководством Мэттью Гарнетта (Mathew Garnett) совместно с коллегами из онкологического центра Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital Cancer Center) изучили генетическую информацию 639 видов клеток раковых опухолей и их чувствительность к 130 лекарственным веществам. Другая группа ученых под руководством Леви Гарравэя (Levi Garraway) из Dana-Farber Cancer Institute совместно с коллегами исследовала генетическую информацию 947 видов клеток раковых опухолей, чувствительность к лекарственным средствам 479 из них и 24 противоопухолевых лекарства. Ученые предполагают, что эти результаты можно использовать при лечении онкологических больных, чтобы предсказать, какое лекарство будет эффективным. Также база данных будет полезна при клинических испытаниях новых противоопухолевых лекарственных средств. С использованием этого каталога были обнаружены лекарства, к которым может быть чувствительна — саркома Эвинга (рак костей, преимущественно проявляющийся у детей).
2012	Американские ученые расшифровали геномы более двух с половиной сотен злокачественных опухолей, обнаруженных у детей. Отчет о деятельности участников проекта "Геном детского рака" (Pediatric Cancer Genome Project, PCGP), который возглавляет Джеймс Даунинг (James Downing), опубликован в журнале Nature Genetics. В рамках PCGP Даунинг вместе с коллегами из Детской клинической больницы святого Фаддея (St. Jude Children’s Research Hospital) и Вашингтонского университета изучали генетические причины развития злокачественных новообразований у детей. Благодаря этим исследованиям ученые надеются разработать более эффективные методики лечения рака. Для участия в первом этапе исследований были отобраны 260 пациентов с 15 различными видами онкологических заболеваний. Ученые проанализировали геномы клеток злокачественных опухолей, а также наследственную информацию здоровых клеток у каждого из участников. Сравнив образцы генетического материала, группа Даунинга получила данные о распространенности тех или иных мутаций, которые могут приводить к развитию рака у детей. Наиболее часто встречающиеся мутации ученые рассматривают в качестве потенциальных мишеней для терапии детских онкологических болезней. Полученная информация была занесена в специально созданную базу. Члены PCGP намерены предоставить другим исследовательским группам свободный доступ к этой базе данных.
2012	Французские ученые выяснили, что каждый шестой случай рака в мире обусловлен наличием инфекционного. Исследование провела группа специалистов Международного агентства по исследованию рака (International Agency for Research on Cancer) в Лионе под руководством Катрин Д'Мартель (Catherine de Martel). Д'Мартель и ее коллеги изучили статистику заболеваемости раком в мире за 2008 год. После этого они сравнили заболеваемость инфекциями среди больных раком жителей с аналогичным показателем для всего населения той или иной страны. По данным исследования, злокачественные новообразования различных органов и тканей были впервые выявлены у 12,7 миллиона человек. При этом более 16 процентов таких пациентов (около двух миллионов человек) оказались носителями инфекционных болезней, преимущественной поражающих пищеварительный тракт, печень, а также матку. Ученые также выяснили, что в развивающихся странах доля случаев рака, обусловленных инфекциями, приближается к четверти, что в три раза превышает аналогичный показатель в развитых государствах. Кроме того, в различных регионах мира такие показатели отличались почти в 10 раз. В частности, в Австралии и Новой Зеландии инфекциями заражены лишь 3,3 процента больных раком, тогда как в странах Центральной и Южной Африки - каждый третий пациент. Исследователи отметили, что для абсолютного большинства инфекций, обуславливающих рост злокачественных опухолей, уже разработаны средства профилактики и лечения. По оценкам специалистов, 95 процентов пациентов, у которых был обнаружен рак, являлись носителями папилломавируса человека, вирусов гепатита В и С, а также возбудителя язвенной болезни - бактерии Helicobacter pylori.
2012	В совместном исследовании Тревиса Страккера (Travis Stracker) из Института биомедицинских исследований в Барселоне (IRB Barcelona), Испания, и ученых Мемориального онкологического центра Слоан-Кеттеринг в Нью-Йорке были получены новые сведения о происхождении раковых опухолей. Авторы публикации постулируют, что возникновение опухоли, ее тип и степень агрессивности определяются специфической комбинацией дефектов, затрагивающих такие процессы как защита целостности клеток, в частности, восстановление ДНК после повреждения, и контроль клеточного цикла. Кроме того в исследовании показано, что у мышей с высокой степенью хромосомальной нестабильности и нарушением запрограммированной клеточной смерти (апоптоза) - это "визитные карточки" рака – опухоли развиваются редко. Ученые использовали мышей, которые были мутантны по ключевым генам репарации ДНК, связанным с онкогенезом. Геном этих грызунов дополнили другими мутациями, затрагивающими контрольные этапы клеточного цикла или апоптоз, и изучали влияние разных комбинаций этих генетических изменений на процесс возникновения опухолей. По словам Страккера, "это подобно деконструированию рака для установления факторов, ответственных за его возникновение". При удвоении ДНК в ходе клеточного деления процесс отслеживается на нескольких "контрольных пунктах", где уточняется правильность репликации. Если клетка обнаруживает ошибки на каком-то из этих этапов, клеточный рост останавливается и запускается очень сложный процесс восстановления ДНК. Если и восстановление оказывается дефектным, а клетка накапливает слишком много геномных ошибок, "дозорные белки", такие как р53, активируют апоптоз или остановку клеточного цикла. По словам Страккера, "эти процессы обеспечивает очень сложная сеть биохимичексих путей и белков". "Наше исследование показало, что сама по себе геномная нестабильность не так уж важна для запуска опухолеобразования, и никаких общих выводов делать нельзя. Нам нужно изучить возникновение различных видов рака гораздо глубже, и хотя это так же трудно, как найти иголку в стоге сена, но мы постепенно выявляем те составляющие процесса, на которых следует сфокусироваться", - говорит ученый. По мнению Тревиса Страккера, выявление основных участников онкогенеза различного рода представляет большой интерес для создания новых диагностических систем и разработки специфического лечения рака.
2012	Исследователям из Университета Гётеборга впервые удалось получить детальную информацию о роли белка метастазина в распространении опухолевых клеток. Результаты исследования опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). С помощью рентгенолучевой кристаллографии группа под руководством Гергели Катона (Gergely Katona) впервые получила подробное изображение места соединения белков, направляющих процесс метастазирования. Белок метастазин (за его образование отвечает ген mts1) является ключевым в процессе распространения опухолевых клеток в организме. В предыдущих исследованиях было показано, что он активируется при связывании с ионами кальция, а затем присоединяется к другим белкам и вызывает их конформационные изменения. Одним из белков, связывающихся с метастазином, является двигательный, или моторный, белок под названием немышечный миозин. Моторные белки обеспечивают мобильность клеток внутри организма. Связываясь с немышечным миозином, метастазин способствует распространению раковых клеток, он, по выражению ученых, "является газовой педалью для ракового мотора". Получить рентгеноструктурное изображение как самого метастазина, так и его связанной с кальцием формы, было возможно и прежде, но шведским ученым впервые удалось визуализировать структуру активированного кальцием метастазина с присоединенным к нему фрагментом двигательного белка. "Это позволило нам получить информацию о структуре участков, играющих ключевую роль в присоединении к метастазину моторного белка", - поясняет Катона. По словам автора, детальное изображение двух молекул помогает понять, как происходит связывание метастазина с белком, который обусловливает мобильность клеток и, в конечном счете, распространение метастазов. Сведения о тонкой структуре молекул, участвующих в метастазировании, очень важны для создания лекарств, которые будут блокировать специфические участки присоединения как на миозине, так на двигательном белке и препятствовать таким образом связыванию метастазина его "локомотивом". "Метастазин и двигательный белок в настоящее время уже могут быть изображены в виде моментального снимка, а следующим этапом исследования будет создание видеоизображения того, как молекулы движутся, присоединяясь одна к другой", - говорит Катона.
2012	Американские ученые установили, что клеточный сигнальный путь Notch, связанный с возникновением рака, влияет и на развитие ревматоидного артрита, сообщает EurekAlert!. Результаты работы доктора медицины Сяоюй Ху (Xiaoyu Hu) и ее коллег из больницы специальной хирургии (Hospital for Special Surgery) в Нью-Йорке опубликованы в онлайн-версии журнала Nature Immunology. В клеточном сигнальном пути Notch участвуют трансмембранные белки, регулирующие выбор путей дифференцировки различных клеток у многоклеточных организмов. Из результатов работ других ученых известно, что Notch связан с возникновением рака, а также что мутация в одном из связанных с этим сигнальным путем генов приводит к возникновению ревматоидного артрита. Ху и ее коллеги провели ряд экспериментов на мышах, в макрофагах которых отсутствовал этот клеточный сигнальный путь, поэтому их организм не мог продуцировать определенный тип макрофагов. Такие грызуны было мало подвержены возникновению ревматоидного артрита. В ходе другого эксперимента ученые установили, что из-за сбоев в клеточном сигнальном пути макрофаги начинали "атаковать" суставы. В ответ на это клетки начинают вырабатывать медиаторы воспаления. Таким образом все время поддерживается воспалительный процесс. Также ученые определили, каким образом влияние Notch на молекулярный каскад приводит к возникновению воспалительных макрофагов. "Мы объяснили путь развития ревматоидного артрита и доказали, что ингибиторы Notch, которые разрабатывались для лечения рака и болезни Альцгеймера, можно использовать и для лечения ревматоидного артрита", - отметила доктор Ху. Некоторые из этих ингибиторов проходят третью фазу клинических испытаний.
2012	Ученые из Медицинской школы университета Кейс Вестерн Резерв (Case Western Reserve University School of Medicine) в Кливленде, штат Огайо обнаружили механизм появления рака толстой кишки. Результаты работы Питера Скачери (Peter Scacheri) и его коллег опубликованы в журнале Science. В течение трех лет ученые картировали расположение тысяч энхансеров - небольших участков ДНК, способных связываться с белками, контролирующими процесс синтеза мРНК. Они сравнивали энхансеры ДНК в нормальных и раковых клетках толстой кишки и обнаружили энхансеры, которые "включают" и "выключают" гены, определяющие возникновение этого вида злокачественных новообразований. Обнаруженные энхансеры исследователи назвали VELs (Variant Enhancer Loci). VELs находятся в сегментах некодирующей, так называемой "мусорной" ДНК и дополнены блоками галлотипов (комбинациями аллелей данного локуса на хромосоме, наследуемыми как единое целое). "VELs найдены вокруг образцов опухолей, возникших у различных людей и находящихся в разной стадии развития. Таким образом, VELs являются "молекулярной подписью" рака толстой кишки. VELs управляют определенным набором генов", - отметил Скачери. Американские исследователи также доказали, что генетические вариации, определяющие склонность людей к развитию злокачественных новообразований в толстой кишке, также расположены в VELs. Это означает, что индивидуальные различия в VELs могут играть существенную роль в определении передрасположенности к раку толстой кишки. Данные различия можно выявить, проводя биопсию клеток эпителия кишечника. В дальнейшем ученые планируют определить, каким образом можно использовать VELs для персонализированной медицины. Они хотят на молекулярном уровне определить клинически различающиеся виды рака толстой кишки и разработать лекарства для лечения этих опухолей.
2012	Американские ученые смогли значительно усилить противоопухолевую активность аспирина, модифицировав его молекулу. Исследование провела группа специалистов под руководством Хосров Кашфи (Khosrow Kashfi) из Сити-колледжа при Городском университете Нью-Йорка. Аспирин или ацетилсалициловая кислота при приеме внутрь оказывает раздражающее действие на слизистую оболочку желудка и двенадцатиперстной кишки. Защиту слизистой обеспечивает микрофлора пищеварительного тракта, которая выделяет газы - монооксид азота (NO) и сероводород (H2S). Кашфи и его коллеги модифицировали молекулу ацетилсалициловой кислоты, добавив к ней две группы атомов. Попадая в пищеварительный тракт, аспирин отделяется от новой молекулы. Два ее остатка, в свою очередь, вступают в реакции, в ходе которых происходит образование оксида азота и сероводорода. Исследователи изучили активность новой молекулы в отношении 11 различных видов рака. Для этого они взяли образцы тканей злокачественных опухолей кишечника, легкого, а также поджелудочной, молочной и предстательной желез. По результатам лабораторных исследований, противоопухолевая активность новой молекулы в отношении рака кишечника была в сто тысяч раз выше, чем у обычного аспирина. Новый препарат препятствовал делению клеток опухоли и вызывал их гибель. В ходе экспериментов на мышах прием стандартных доз модифицированного аспирина в течение 18 дней способствовал сокращению размеров опухоли толстой кишки на 85 процентов при этом у грызунов, принимавших лекарство, не было выявлено повреждений слизистой оболочки пищеварительного тракта. Cтатьи о противоопухолевой активности аспирина появляются в научных журналах на протяжении нескольких последних лет. В ноябре 2011 года международная группа ученых провела исследование, половина участников которого в течение нескольких лет ежедневно принимали по 600 миллиграммов аспирина, тогда как оставшиеся получали плацебо. В результате в первой группе рак толстой кишки был выявлен у четырех процентов добровольцев, а во второй - почти у семи процентов.
2012	Ученые открыли механизм противоракового действия аспирина, а также обнаружили, что это лекарство способствует сжиганию жира в организме. Исследование Грэхема Харди (Grahame Hardie) и его коллег из Университета Данди в Шотландии (University of Dundee) опубликовано в апрельском номере журнала Science. Исследователи провели эксперимент с использованием эмбриональных клеток печени и обнаружили, что повышенная дозировка салицилового эфира уксусной кислоты увеличивает активность AMP-киназы (AMPK) — белка, регулирующего метаболизм и рост клетки, а также контролирующего ее энергетический баланс. Обычно AMPK активируется при значительном потреблении энергии клеткой и при повышении уровня AMP. После активации этого белка в клетке блокируется синтез жирных кислот, а их окисление, напротив, происходит гораздо активнее. Нарушения в метаболическом пути AMPK также связаны с возникновением рака, диабета и проблемой контроля аппетита. Некоторые лекарства, направленные против диабета, также активируют AMPK. Группа Харди проверила результаты, полученные на клеточных линиях, in vivo. Для этого они обратились к своим канадским коллегам и попросили их вывести мышей с мутантной формой AMPK, к которой не может присоединиться салицилат. Затем они сравнили процесс сжигания жиров в организме мутантных и диких животных, и заметили, что у диких грызунов процесс сжигания жиров в организме происходил гораздо быстрее. Также салицилат понижал уровень глюкозы в крови у мышей дикого и мутантного типа. "Мы были очень удивлены, когда обнаружили, что лекарство, используемое веками, напрямую влияет на AMP-киназу", - прокомментировал свое открытие Харди.
2012	Ученые из Австралии создали новую вакцину против рака шейки матки, развитие которого обусловлено наличием папилломавирусной инфекции. Разработкой препарата, выпущенного биотехнологической компанией Coridon, руководил Ян Фрэйзер (Ian Frazer). В настоящее время для профилактики рака шейки матки, развивающегося на фоне заражения вирусом папилломы человека (ВПЧ), используются вакцины "Гардасил" и "Церварикс" производства фармкомпаний Merck и GlaxoSmithKline соответственно. Отличие препарата, созданного Фрэйзером и его коллегами, в том, что он не только защищает от заражения ВПЧ, но и стимулирует иммунный ответ на уже имеющуюся в организме инфекцию. Эффективность вакцинации была подтверждена результатами доклинических исследований на животных. В настоящее время разработчики готовятся к проведению клинических испытаний с участием пациентов. По словам Фрейзера, множество женщин уже являются носителями ВПЧ, поэтому они не могут снизить риск развития рака шейки матки, использовав для вакцинации "Гардасил" или "Церварикс". Он также предположил, что механизм действия нового препарата будет использован для создания вакцины от герпесвирусной инфекции. Онкогенные штаммы ВПЧ являются причиной 70 процентов случаев рака шейки матки, а также около 60 процентов случаев рака рта и глотки. При этом в большинстве случаев инфекция со временем проходит без какого-либо лечения. За открытие роли папилломавирусов в развитии рака шейки матки немецкий ученый Харальд цур Хаузен в 2008 году был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине.
2012	Американские радиологи предложили новый способ лечения неоперабельного рака поджелудочной железы. Группа специалистов, которой руководил Говиндараджан Нараянан (Govindarajan Narayanan) из Университета Майами, применила метод необратимой электропорации (IRE, от англ. irreversible electroporation). Воздействие экстремально высокими или низкими температурами редко используется для лечения злокачественных опухолей поджелудочной железы, так как в органе расположено множество сосудов, повреждение которых может привести к массивному кровотечению. Нараянан отметил, что в настоящее время для лечения неоперабельных опухолей поджелудочной железы применяются химио- и радиотерапия. Однако при использовании указанных методов выживаемость пациентов после лечения составляет менее года. Для проведения IRE применяются направляющие электроды, по которым в опухоль подаются электрические разряды высокого напряжения. Разряды нарушают проницаемость мембран опухолевых клеток, в результате чего последние гибнут, а кровеносные сосуды поджелудочной железы остаются неповрежденными. Необратимая электропорация была протестирована на восьми пациентах с раком поджелудочной железы. Размер неоперабельных опухолей у больных составлял от 2,5 до 6,8 сантиметра. После применения нового метода двое пациентов смогли пройти хирургическое лечение. Рецидивов заболевания у них не наблюдалось. Ранее IRE была успешно использована для лечения пациентов с первичными, а также метастатическими опухолями печени.
2012	В поисках вещества, способного ингибировать P-гликопротеин - белок, препятствующий действию химиотерапии на раковые клетки, ученые из Южного методистского университета (Southern Methodist University) с помощью компьютерного моделирования протестировали восемь миллионов соединений. Р-гликопроетин, или мультирезистентный белок 1 (multidrug resistance protein 1) — мембранный белок, который обеспечивает перенос многих веществ, в том числе липидов, пептидов и стероидов через мембрану клетки. Еще одной функцией белка является удаление токсинов из клетки. При химиотерапии белок распознает противоопухолевые препараты как токсины и выводит их из раковых клеток, поэтому в ряде случаев такое лечение неэффективно. Чтобы этого избежать, требуется на время ингибировать P-гликопротеин - тогда противоопухолевый препарат сможет остаться в раковой клетке и разрушить ее. В поисках вещества-ингибитора Вайс с коллегами создали трехмерную модель Р-гликопротеина. При помощи 3D-моделирования ученые наблюдали, каким образом белок реагирует на изменение окружения или температуры и как взаимодействует с другими веществами. Все вычисления проводились на университетском суперкомпьютере.
2012	Американские урологи выяснили, что удаление предстательной железы с помощью робота более безопасно, чем аналогичная операция, проведенная открытым доступом в брюшную полость. Исследование провела группа специалистов под руководством Кук-Дьен Триня (Quoc-Dien Trinh) из Урологического института Ваттикути (Vattikuti Urology Institute) в Детройте, штат Мичиган.
2012	Международная группа ученых из Великобритании, США и Канады впервые испытала вирусную терапию на больных раком людях. Идея использования вирусов для борьбы со злокачественными новообразованиями зародилась в начале двадцатого века, а возможность реализации такого лечения впервые была доказана в 1952 году. В 1970 году было обнаружено, что реовирусы, которые широко распространены в природе и не вызывают серьезных заболеваний у людей, для репликации преимущественно выбирают клетки опухоли. Этот факт подтвердили спустя двадцать лет в ходе эксперимента с клетками опухоли человека, а затем на модельных мышах. Сейчас известно, что реовирусы могут разрушать клетки различных раковых опухолей, к примеру, рака толстой кишки, молочной и поджелудочной железы, яичников, мозга и мочевого пузыря. Проникая в раковые клетки, частицы вируса запускают в них механизм апоптоза — запрограммированной клеточной смерти. Помимо этого, они вызывают реакцию иммунной системы и этим тоже помогают устранить часть раковых клеток.В испытаниях участвовали десять пациентов, страдающих раком толстого кишечника на поздней стадии развития. Метастазы злокачественной опухоли распространились в печень больных, поэтому каждому из пациентов уже была назначена операция. В течение нескольких недель до хирургического вмешательства участникам исследования сделали пять инъекций реовируса. Ученые установили, что вирусные частицы проникли в клетки крови и внутри такого "транспорта" достигли опухоли.В процессе операций было обнаружено размножение вируса в опухолевых клетках печени. При этом вирус не затронул близлежащую здоровую ткань.
2012	Группа ученых во главе с профессором патологии Ирвингом Вейссманом (Irving Weissman) из Стэнфордского университета создала антитело, которое эффективно при лечении различных раковых опухолей. Ученые добились результатов с образцами рака груди, яичников, толстой кишки, мочевого пузыря, мозга, печени и простаты. Работа опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Вейссман и его коллеги десять лет назад установили, что клетки, пораженные лейкемией, вырабатывают белок, называемый CD47. Этот белок также присутствует в здоровых клетках крови и является сигналом для макрофагов, что эти клетки не чужеродные и разрушать их не следует. Раковые клетки "переняли" сигнальный белок у здоровых, чтобы заставить иммунную систему игнорировать их. "Мы обнаружили, что CD47 присутствует в каждой клетке раковой опухоли. Более того, раковые клетки всегда вырабатывают в среднем в три раза больше CD47, чем здоровые", - отмечает Вейссман. Ученые подвергли клетки опухоли воздействию антитела, блокирующего CD47, после чего добавили к опытным образцам макрофаги. В качестве контроля они добавили макрофаги к обычным раковым клеткам. В отсутствие лекарства макрофаги игнорировали опухолевые клетки, а в его присутствии - поглощали и разрушали клетки различных типов опухоли. Таким образом, при блокировке CD47 макрофаги идентифицируют раковые клетки как чужеродные, а иммунная система начинает работать обычным образом в отношении этих клеток. После этого группа Вейссмана пересадила человеческие опухоли мышам и стала лечить животных соответствующим антителом. При этом опухоль уменьшалась и не распространяла метастазы по всему телу. У одной из десяти мышей с пересаженным раком мочевого пузыря после лечения сохранились остатки метастазов. Рак толстой кишки, трансплантированный мышам, в среднем сократился больше чем на две трети. У пяти мышей с раком груди в результате лечения антителом против CD47 исчезли все признаки заболевания. Мыши оставались здоровыми и после прекращения лечения (их наблюдали еще в течение четырех месяцев). "Мы доказали, что даже после развития раковой опухоли в организме антитело может и уменьшить опухоль (прекратить ее рост), и предотвратить появление метастазов" — уточняет Вейсман. При лечении антителом макрофаги также атакуют клетки крови, вырабатывающие CD47. Исследователи установили, что уменьшение количества здоровых клеток было кратковременным. После прекращения терапии животные полностью восстановили нормальный уровень кровяных клеток.
2012	Шведские ученые создали программное обеспечение, которое позволяет применять фотодинамическую терапию при лечении рака внутренних органов. Разработкой занималась группа специалистов под руководством Йоханнеса Свартлинга (Johannes Swartling) из Лундского университета. Фотодинамическое лечение начинается с введения больному светочувствительного вещества, которое накапливается в опухолевых клетках. После этого под местной анестезией в опухоль вводятся иглы с оптическим волокном. Злокачественное новообразование облучают светом определенной длины волны, который лучше всего поглощается лекарством. Поглощение света запускает фотохимические реакции, в результате которых опухолевые клетки гибнут. Ранее описанный метод применялся только для лечения рака кожи. Причиной этого было отсутствие технологии, позволяющей контролировать ход процедуры и оценить количество света, поступившего к опухоли. Программное обеспечение, разработанное Свартлингом и его коллегами, позволяет использовать оптическое волокно не только для испускания света, но и для получения ответных данных о ходе лечения. При этом такие программы можно применять с разными источниками света, как лазерами, в том числе инфракрасными, так и светодиодами. Обновленный вариант фотодинамической терапии был успешно испытан на шведах, больных раком предстательной железы. По словам Свартлинга, нововведение позволяет свести к минимуму побочные эффекты лечения и, таким образом, значительно снизить риск развития импотенции или недержания мочи у таких пациентов. В настоящее время испытания методики проводятся на группе пациентов из Великобритании, имеющих злокачественные новообразования поджелудочной железы. Весной 2012 года планируются исследования с участием больных раком простаты в США и Канаде.
2012	Препарат, снижающий уровень глюкозы в крови, предложили использовать при лечении злокачественных опухолей, сообщает Medical News Today. Активность лекарства в отношении различных видов рака выявили две независимые группы исследователей из США и Канады. Канадцы, возглавляемые Энтони Джошуа (Anthony Joshua) из Больницы принцессы Маргарет в Торонто, для участия в исследовании отобрали 22 мужчин с раком предстательной железы. Всех участников готовили к операции по удалению органа. В ходе подготовки им трижды в день давали по 500 миллиграммов метформина. В среднем больные получали препарат в течение 41 дня. Группа Джошуа изучила удаленные у пациентов опухолевые ткани, а затем сравнила полученные данные с результатами предыдущих исследований, проведенных с помощью биопсии. Ученые выяснили, что после назначения метформина скорость роста опухолей простаты снизилась. Исследователи из Мэрилендского университета в США, в свою очередь, провели серию экспериментов на мышах, предрасположенных к развитию гепатоцеллюлярной карциномы (наиболее распространенной раковой опухоли печени). По результатам исследования, у грызунов, которым вводили метформин, число развившихся опухолей было на 57 процентов ниже, чем у животных из контрольной группы. Кроме того, размеры опухолей у мышей из первой группы оказались на 37 процентов меньше, чем у грызунов, не получавших лекарство.
2012	Американские ученые разработали лекарство, которое препятствует распространению метастазов при раке предстательной железы. Сотрудница Северо-западного университета в Чикаго Ли Сюй (Li Xu) рассказала о разработке на ежегодной конференции Американской ассоциация по исследованию рака (AACR). Исследовательская группа провела серию экспериментов на лабораторных мышах. Они пересадили животным злокачественные клетки, взятые у пациентов с раком простаты. В течение пяти недель грызунам давали экспериментальный препарат KBU2046. У мышей из контрольной группы были выявлены метастазы рака в легких, что свидетельствует о распространении злокачественных клеток, тогда как у грызунов, получавших KBU2046, метастазы обнаружить не удалось. Кроме того, результаты экспериментов на культурах злокачественных клеток человека показали отсутствие токсичности у экспериментального лекарства. По словам исследователей, в злокачественных клетках имеются белки, которые запускает их агрессивное распространение. KBU2046 связывается с такими белками и дезактивирует их. Ученые выразили надежду, что результаты исследования будут подтверждены в ходе клинических испытаний препарата.
2012	Ученые из США разработали нанолипогель для доставки противоопухолевых препаратов к злокачественным новообразованиям, сообщает EurekAlert!. Исследование провела группа специалистов Йельского университета под руководством Тарека Фахми (Tarek Fahmy). Отчет об их работе опубликован в журнале Nature Materials. Группа Фахми пыталась решить проблему терапии злокачественных опухолей, которые секретируют трансформирующие ростовые факторы (ТРФ). Эти регуляторные белки подавляют развитие местных иммунных реакций, что способствует дальнейшему росту новообразований. Для усиления иммунного ответа используется пептид интерлейкин-2. Однако даже высокие дозы этого противовоспалительного цитокина не всегда эффективны. В ходе экспериментов на мышах с меланомой исследователи решили использовать интерлейкин-2 в комбинации с ингибитором ТРФ-бета. Однако эти молекулы значительно отличаются друг от друга, как размерами, так и способностью растворяться в воде. Именно для одновременной доставки указанных веществ к опухоли и был разработан нанолипогель. Гель представляет собой сферы из биодерградируемого искусственного липида (нанолипосомы), внутрь которых заключены молекулы интрелейкина-2, а также циклодекстрины (полимерные углеводы, получаемые их крахмала) в комплексе с игнибитором ТРФ-бета. Размеры сфер позволяют им беспрепятственно попадать с током крови в капиллярную сеть опухоли. Именно там происходит разрушение липидной оболочки, а инкапсулированные вещества начинают взаимодействие с опухолевыми клетками. По результатам лабораторных исследований, рост опухолей у мышей значительно замедлился, а выживаемость животных увеличилась.
2012	В результате совместной работы китайские и американские ученые доказали, что метастатические клетки опухоли обладают рядом свойств стволовых клеток. Также исследователям удалось разработать новый, быстрый способ культивирования раковых клеток. Результаты работы ученых из HUST (Huazhong University of Science and Technology, Китай) и университета Иллинойса под руководством профессора Нина Вана (Ning Wang) опубликованы в журнале Nature Materials. Ранее другие группы ученых обнаружили в метастазирующих опухолевых клетках биомаркеры, присущие стволовым клеткам. Ван и его коллеги предположили, что, если раковые клетки действительно обладают рядом свойств стволовых клеток, то их следует выращивать тем же способом. В более ранних работах ученые из университета Иллинойса обнаружили, что стволовые клетки быстрее растут на мягкой, чем на твердой подложке. Исследователи получили одиночные клетки меланомы мышей и начали культивировать их в геле, сделанном на основе фибрина — высокомолекулярного белка, имеющего форму волокон. Другие колонии клеток меланомы были выращены на твердой подложке традиционным способом. Через пять дней после начала культивации ученые обнаружили в геле множество колоний, имеющих вид сферических образований и состоящих из опухолевых клеток. Такая форма колоний необычна для раковых, но характерна для стволовых клеток. При этом на мягкой подложке выросло гораздо больше колоний, чем на твердой. Кроме того, выращенные на мягком субстрате клетки быстрее образовывали опухоли у мышей, чем те, которые культивировались традиционным способом. Десяти выросших в геле клеток было достаточно, чтобы у большинства мышей образовались злокачественные опухоли, в то время как для достижения того же результата было необходимо ввести животным 10 тысяч обычных раковых клеток. "Гелевые" клетки вызывали опухоли даже у так называемых диких мышей, в то время как в доклинических испытаниях участвуют только модельные грызуны со сниженным иммунитетом. Таким образом, выросшие в геле клетки обладают способностью быстро образовывать опухоли, что присуще только метастатическим раковым клеткам. Исследователи протестировали свой гель на клетках других видов рака, и получили тот же результат. По словам авторов работы, это доказывает, что процесс образования метастазов одинаков для разных видов рака. Ученые также обнаружили, что метастатические клетки экспрессируют ген "самообновления" под названием Sox2, который обычно "работает" только в стволовых клетках. После блокировки Sox2 клетки начинали дифференцироваться и преобразовывались в опухоли, специфичные для разных органов.
2012	Австралийские ученые описали генетические причины образования метастазов рака молочной железы, сообщает Chicago Tribune. Исследование провела группа специалистов под руководством Белинды Паркер (Belinda Parker) из Онкологического центра Питера Маккалума в Мельбурне. Отчет об их работе опубликован в журнале Nature Medicine. Паркер и ее коллеги выполнили серию экспериментов на лабораторных мышах. У животных со злокачественными новообразованиями молочных желез развились метастазы в костях. Исследователи сравнили транскриптом (набор молекул РНК, синтезируемых клеткой) клеток первичной опухоли и клеток, составляющих вторичные очаги онкологического заболевания. В ходе исследования было установлено, что в клетках метастазов нарушена экспрессия генов, работу которых контролирует белок фактор регуляции интерферона 7 (IRF7). Нормализация работы указанных генов, равно как и введение мышам интерферона, приводили к уменьшению размеров метастазов, а также их отсроченному образованию у животных с первичными опухолями. На втором этапе работы исследовательская группа изучила клинические данные 800 больных раком молочной железы. Ученым удалось подтвердить данные, полученные в ходе экспериментов на животных. В частности, пациенты с высоким уровнем экспрессии генов, регулируемых IRF7, дольше жили без метастазов. По словам Паркер, в ближайшие несколько лет будут организованы клинические испытания одного из методов борьбы с метастазами, эффективность которых была показана в экспериментах на мышах.
2012	Американский подросток разработал методику диагностики рака поджелудочной железы на ранних стадиях развития опухолевого процесса. 15-летний Джэк Эндрэка (Jack Andraka) стал победителем конкурса научных достижений школьников Intel ISEF. Школьник из Краунсвилля, штат Мэриленд, разработал тест-полоски, аналогичные используемым для глюкометров, и простой датчик. Устройство определяет наличие белка мезотелина, секретируемого злокачественными клетками мезотелиом, а также аденокарцином поджелудочной железы и яичников. В качестве исследуемого материала может использоваться как кровь, так и моча. Испытания показали, что точность диагностической методики превышает 90 процентов. Новый метод оказался в сто раз более чувствительным, чем тесты, применяющиеся в настоящее время. Кроме того, длительность и стоимость диагностики злокачественных опухолей сократились в десятки раз. За свою разработку Эндрэк был удостоен премии Гордона Мура, который является основателем и почетным председателем совета директоров компании Intel. В качестве награды подросток получил 75 тысяч долларов. В настоящее время американский школьник получает патент на свою разработку. По словам Эндрэка, к нему уже обратились представители двух биотехнологических компаний, заинтересовавшихся новой диагностической методикой.
2012	Ученые создали методику, при помощи которой по анализу крови можно выявлять различные мутации раковых клеток и отслеживать ход развития заболевания. Результаты работы группы ученых под руководством Нитцана Розенфельда (Nitzan Rosenfeld) из Кембриджского университета (University of Cambridge) в Великобритании опубликованы в журнале Science Translational Medicine. Плазма крови больным раком пациентов содержит части внеклеточной опухолевой ДНК. Методика Розенфельда и его коллег основана на секвенировании циркулирующей ДНК. После секвенирования можно определить, какой тип мутации присутствует в раковых клетках. Чувствительность и специфичность метода — более 97 процентов. Для быстрого определения типа мутации группа Розенфельда изучила 5995 геномных баз, из которых были выделены как распространенные, так и редкие мутации в шести связанных с раком генах. В результате врачи создали базу данных, которая содержит информацию о 20 тысячах отклонений в геноме. Для испытаний своей методики ученые взяли образцы плазмы крови 46 женщин, страдающих раком яичников. Образцы были взяты у пациенток до, во время и после химиотерапии. У одной из пациенток при помощи новой методики удалось определить мутацию гена EGFR, которую невозможно выявить при биопсии яичников. В течение 16 месяцев ученые отслеживали, каким образом опухоль одной из пациенток отвечает на различные виды лечения. В ходе мониторинга они обнаружили 10 мутаций метастатического рака груди. "Этот тип анализа крови может произвести революцию в диагностике и лечении рака. Его преимущество заключаетсяч в том, что для определения мутаций раковых клеток не требуется операция или биопсия, что делает его безопаснее и дешевле", - отметил Розенфельд в интервью Daily Mail. "Наша методика позволяет следить за развитием заболевания в реальном времени, помогая корректировать лечение", - цитирует издание одного из соавторов исследования доктора Джеймса Брентона (James Brenton).
2012	Американские ученые разработали диагностическую систему, позволяющую обнаружить раковые клетки в анализе крови, которая по точности диагностики сопоставима с биопсией опухоли, сообщает EurekAlert!. "Это – технология нового поколения. Она существенно повышает наши возможности отслеживать, предсказывать и понимать прогрессирование рака, в том числе его метастазирование, которое является основной причиной смерти онкологических пациентов", - заявил руководитель разработки Питер Кун (Peter Kuhn) из Исследовательского института Скриппс в Ла-Хойе. Он добавил, что в ряде ситуаций методика приближается по эффективности к хирургической биопсии. Новая диагностическая система, названная HD-CTC (от circulating tumor cells – циркулирующие опухолевые клетки), с помощью цифрового микроскопа и программы обработки изображений анализирует образец крови, отделяя потенциально злокачественные клетки от эритроцитов и лейкоцитов. Изображение отобранных "подозрительных" клеток, обладающих морфологическими признаками опухолевых, затем предоставляется гистологу, который делает окончательное заключение. Пять исследований новой методики показали, что по сравнению с применяемыми сейчас "обогатительными" системами (типа CellSearch), концентрирующими атипичные клетки, она значительно реже отсеивает раковые клетки на подготовительном этапе, что снижает риск ложноотрицательных результатов. В ходе экспериментов HD-CTC смогла выявить метастазирующие опухоли у 43-80 процентов добровольцев (в зависимости от конкретного вида рака), в том числе на ранних стадиях заболевания, без единого ложноположительного заключения. Кроме того, новая система обеспечивает высококачественное изображение опухолевых клеток и их агрегатов в высоком разрешении. Как пояснил Кун, установки системы также с легкостью поддаются модификации для определения клеток другого типа, либо другим способом. HD-CTC рассчитывают применять как для наблюдения за развитием заболевания у выявленных пациентов, так и для скрининга на злокачественные опухоли.
2012	Американские нейрохирурги обнаружили, что их пациенты, страдающие одной из форм рака мозга, в течение жизни вдвое чаще направлялись на рентгеновское исследование у стоматолога. Как сообщает EurekAlert!, эти данные группа исследователей из Йельского университета под руководством профессора Элизабет Клаус (Elizabeth Claus) опубликовала в номере научного журнала Cancer, вышедшем 10 апреля. Клаус с коллегами изучала данные 1443 пациентов с менингиомой в возрасте от 20 до 79 лет, начиная с 2006 года. В качестве контрольной группы выступали 1350 здоровых людей. Ученые обнаружили, что пациенты с менингиомой проходили одну из форм рентгеновского исследования зубов в два раза чаще контрольной группы. Проходившие данное обследование не реже раза в год пациенты в 1,4 — 1,9 раза чаще болели данным заболеванием. Еще больший риск развития опухоли имели пациенты, которым не реже раза в год делали рентгеновский снимок всего рта. У них заболевание встречалось втрое чаще, а если первое подобное исследование им сделали до 10 лет, то риск развития опухоли увеличивался в 4,9 раза. Согласно текущим рекомендациям для стоматологов, принятым в США, рентген зубов следует проводить детям каждые 1-2 года, подросткам — через 1,5-3 года, взрослым — один раз в 2-3 года. По словам профессора Клаус, "на современном рентгенологическом оборудовании человек получает меньшие дозы облучения по сравнению с тем, что было раньше. Но все же мы советуем врачам и пациентам аккуратнее относиться к назначению таких исследований и делать их, только если это действительно необходимо". Менингиома — опухоль, состоящая из клеток тканей оболочек головного мозга. В большинстве случаев это новообразование является доброкачественным. Среди опухолей, возникающих внутри черепа, менингиома составляет до 25 процентов. Онкологам известно, что одним из основных факторов, вызывающих развитие этого заболевания, является ионизирующее излучение, в частности, применяемое при рентгеновских исследованиях.
2012	Международная группа ученых установила механизм, посредством которого клетки-предшественники нейронов подавляют рост глиальных опухолей головного мозга, сообщает EurekAlert! Результаты работы исследователей из Германии, Италии, Швеции и Америки опубликованы в журнале Nature Medicine. Глиома возникает из вспомогательных клеток нервной ткани (нейроглии) и относится к самым распространенным и смертельно опасным из всех первичных опухолей головного мозга. Только 3 процента пациентов остаются в живых спустя пять лет после возникновения рака мозга. Ранее было известно, что клетки-предшественники нейронов подавляют рост ряда опухолей головного мозга, в частности, глиом. Они мигрируют к месту возникновения злокачественного новообразования и "атакуют" опухолевые клетки. Международная группа исследователей изучала механизм действия клеток-предшественников на примере астроцитом — глиальных опухолей, возникающих из астроцитов. Они доказали, что предшественники нейронов мигрируют к клеткам астроцитомы и высвобождают вещества, которые являются продуктами метаболизма жирных кислот (эндованилоиды). Эндованилоиды активируют белок TRPV1, который является кальциевым каналом и отвечает, в том числе, за чувствительность к боли. На поверхности опухолевых клеток расположено значительно большее количество TRPV1, чем в нормальных глиальных клетках. Активация этих ионных каналов вызывает гибель раковых клеток, обусловленную стрессом. Из результатов работы ученые сделали вывод, что ванилоидные соединения можно использовать для подавления роста глиом. Исследователи провели эксперименты на модельных мышах, которых лечили препаратами, активирующими TRPV1. В ходе эксперимента было доказано, что активирующие TRPV1 препараты снижают темпы роста злокачественного новообразования. По мнению ученых, синтетические ванилоидные соединения могут иметь клинический потенциал в лечении опухолей мозга. В настоящее время эти лекарства проходят клинические испытания в качестве обезболивающих средств.
2012	Врачам из Jackson Memorial Hospital во Флориде впервые в мире удалось методом оперативной фетоскопии успешно удалить опухоль, расположенную в ротовой полости плода, за пять месяцев до его появления на свет. Отчет об операции опубликован в июльском номере American Journal of Obstetrics & Gynecology. Как рассказала на пресс-конференции, посвященной этому событию, мать ребенка, Тэмми Гонзалес, при взгляде на экран монитора во время процедуры УЗИ на сроке 17 недель ей показалось, что изо рта плода вытекает огромный пузырь, сообщает Medical News Today. Дополнительные исследования, включая магнитно-резонансную томографию, позволили медикам поставить ребенку диагноз "носоглоточная тератома". Локализация такого вида опухолей в оральной области встречается очень редко, всего в 9 процентах случаев, а выявление тератомы в пренатальном периоде имеет крайне неблагоприятный прогноз. Разрастание опухоли влечет за собой аномалии развития лицевых структур плода, многоводие, нарушение снабжения плода кислородом и другие осложнения беременности, которая, обычно, заканчивается кесаревым сечением. Как правило, ребенок погибает сразу после рождения, либо после появления на свет ему требуются множественные операции. Однако команда врачей под руководством доктора Рубена Кинтеро (Ruben A Quintero), использовав метод фетоскопии, провела операцию, которая позволила избежать всех этих неблагоприятных последствий. В ходе длившейся около часа процедуры, проходившей под местной анестезией, чрез брюшную стенку в полость матки был введен фетоскоп, дополнительно оборудованный лазером, с помощью которого и была удалена опухоль. Через пять месяцев после операции, на сроке 38 с половиной недель, Тэмми Гонзалес в результате естественных родов произвела на свет здоровую девочку весом 3700 граммов. Роды прошли без осложнений. Проведенная в возрасте одного месяца МРТ не обнаружила признаков рецидива развития опухоли на лице или в мозге ребенка. Процедура фетоскопии, как правило, используется для пренатальной диагностики при подозрении на нарушения развития плода - взятия биопсии, а также крови и амниотической жидкости на анализ. Оперативная фетоскопия пока применяется крайне редко.
2012	Канадские власти первыми в мире одобрили препарат для лечения системного заболевания (для профилактики отторжения трансплантата), созданный на основе стволовых клеток. Препарат Prochymal выпускает американская компания Osiris Therapeutics. Prochymal содержит стволовые клетки, полученные из костного мозга взрослых доноров. Он регулирует течение воспалительных реакций, способствует регенерации тканей, а также препятствует образованию рубцовой ткани. Эффективность препарата для предотвращения реакции отторжения трансплантата у пациентов, перенесших пересадку костного мозга, была подтверждена результатами клинических исследований. В течение 28 дней после проведенного лечения терапевтический эффект был зарегистрирован у двух третей участников испытаний. В связи с этим канадские надзорные органы одобрили использование лекарства для профилактики отторжения у детей, которым была выполнена трансплантация костного мозга. Препарат рекомендовано использовать в случае неэффективности глюкокортикостероидов.
2012	Американцы предложили пересаживать стволовые клетки, чтобы избежать отторжения несовместимых донорских органов. Испытания новой методики провела группа специалистов под руководством Джозефа Левенталя (Joseph Leventhal) из Северо-восточной мемориальной больницы в Чикаго. Отчет об исследовании опубликован в журнале Science Translational Medicine. В настоящее время для профилактики отторжения органов после пересадки применяются лекарства, подавляющие иммунную систему. Перенесшим трансплантацию пациентам приходится принимать такие препараты пожизненно. Однако при этом у реципиентов повышается риск развития артериальной гипертензии и сахарного диабета. Для участия в исследовании Левенталь и его коллеги отобрали восьмерых пациентов, готовившихся к пересадке почки. При этом донорские органы не подходили реципиентам по иммунологическим параметрам (антигенам гистосовместимости). Вместе с почками участникам исследования были пересажены взятые у доноров гемопоэтические стволовые клетки, из которых образуются все типы клеток крови, в том числе иммунные. Таким образом ученые намеревались модифицировать иммунную систему реципиентов и предотвратить отторжение пересаженных почек. По результатам исследования, пятеро из восьми пациентов в течение года после трансплантации смогли отказаться от приема лекарств для профилактики отторжения. Группа Левенталя впервые использовала донорские стволовые клетки, чтобы провести трансплантацию неподходящих реципиентам почек. По словам ученых, в дальнейшем эту методику можно будет использовать для пересадки других органов при наличии иммунологической несовместимости донора и реципиента.
2012	Немецкие медики намерены лечить органы отдельно от организма. Organ Care System - это новое оборудование для транспортировки донорских органов. Донорские органы традиционно принято транспортировать в охлажденном виде, обложив их льдом. Однако такая методика позволяет поддерживать донорское сердце в состоянии, пригодном для трансплантации, всего лишь на протяжении пяти часов, донорское легкое - от силы семи часов. В странах с обширной территорией вроде США, где донора от реципиента могут отделять многие сотни, а то и тысячи километров, этого времени сплошь и рядом оказывается недостаточно. Именно это обстоятельство и побудило ученых Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и специалистов компании TransMedics взяться за разработку принципиально нового оборудования для транспортировки донорских органов. Изделие, получившее название Organ Care System, в корне отличается от существующих сегодня на рынке устройств того же назначения. Вместо того чтобы охлаждением замедлять обмен веществ в донорском органе, как это было принято до сих пор, новая система, напротив, поддерживает в нем нормальную температуру человеческого тела и снабжает его кровью или кровезаменяющим перфузионным раствором, а если речь идет о легком, то еще и вентилирует. По словам видного кардиохирурга профессора Акселя Хавериха (Axel Haverich), директора Клиники сердечной, грудной, трансплантационной и сосудистой хирургии Высшей медицинской школы в Ганновере, новый метод транспортировки позволяет продлить срок годности донорского органа к трансплантации, по меньшей мере, вдвое: "Мы можем подъехать с этой системой к донору, изъять у него легкое, поместить его в контейнер и во время транспортировки - то есть на протяжении всего периода консервации - следить за тем, как орган функционирует. То же самое касается и сердца. В тех немногих экспериментах, которые мы здесь у себя провели, нам удалось даже восстановить функцию донорских сердец, считавшихся непригодными для пересадки, и успешно их трансплантировать. Это стало возможным только благодаря Organ Care System". Сегодня эту систему, разработанную в прошлом году, поставляют уже и в европейские страны. Пока здесь с ее помощью в разных медицинских центрах было транспортировано, а затем успешно трансплантировано, 15 легких. Оборудование функционирует надежно и эффективно. Но главное достоинство системы, по мнению немецких медиков, состоит в том, что ее можно использовать еще и "не по назначению". Конкретно, не только для транспортировки донорских органов, но и для экстракорпоральной, то есть осуществляемой вне тела пациента, терапии органов, пораженных раком. Например, легких. Профессор Хаверих поясняет: "Если иметь в виду опухоли, то можно, скажем, в этой системе подвергнуть легкое лучевой терапии. Мы здесь у себя такие эксперименты уже проводим. Во-первых, то, что легкое изъято из организма, значительно упрощает диагностику и делает ее более точной. А во-вторых - и это самое главное, - мы получаем возможность проводить терапию, используя такие высокие дозы облучения или такие высокие концентрации цитостатических препаратов, что о применении их в обычной клинической практике даже и думать нечего - это было бы слишком опасно для пациента. Да и запрещено, конечно". Предполагается, что для терапии, в том числе и лучевой, легкое будет уложено в стерильный контейнер Organ Care System. Важно, что он легко помещается в трубе магнитно-резонансного томографа - это повышает точность локализации опухоли. Цитостатики просто подмешиваются к подаваемому в орган перфузионному раствору. На все то время, пока длится терапия изъятого органа, пациента подключают к аппарату "сердце-легкие" и погружают в состоянии искусственной комы. Сегодня такая технология отрабатывается в опытах на животных - прежде всего, свиньях. "Возьмем легкое - ведь если оно находится в таком контейнере, нам ничего не стоит остановить процесс дыхания на полчаса, и это значительно повысит прицельность облучения, - поясняет профессор Хаверих. - Обычно же легкое находится в постоянном движении, и это негативно сказывается на точности, а значит, и на результатах облучения. Наши радиотерапевты и онкологи просто в восторге от этой системы и всячески поддерживают разработку таких концепций". В опытах на свиньях время поддержания жизнеспособности изъятого из организма органа уже превысило 24 часа. Этого вполне достаточно для лучевой, но не для химиотерапии, требующей обычно нескольких суток. Неясно пока, сколь эффективно такое лечение и действительно ли орган по возвращении в родной организм будет функционировать в полном объеме. Ответы на эти вопросы должны дать дальнейшие эксперименты на свиньях. Но все это не займет много времени, считает хирург. Он уверен, что первые испытания нового метода терапии на больных раком пациентах, для которых это единственная надежда, поскольку иначе они обречены на скорую смерть, могут быть проведены уже в ближайшие год-два.
2012	Шотландский центр регенеративной медицины (Scottish Centre for Regenerative Medicine, SCRM) открылся в Эдинбурге. Центр регенеративной медицины будет проводить исследования на переднем крае науки с целью изучения возможностей стволовых клеток для терапии таких заболеваний как болезнь Паркинсона и другие нейромоторные дискинезии, рассеянный склероз, а также болезни печени и сердечно-сосудистой системы. В центре будут работать 250 специалистов-биологов и около 100 человек обслуживающего персонала. 76 процентов энергии, которая необходима для работы Центра, будет поступать из возобновляемых источников. Строительство Центра обошлось в 54 миллиона фунтов стерлингов – здание, построенное по уникальному архитектурному проекту, занимает площадь в девять тысяч квадратных метров. Оно расположено в так называемом "биоквартале"(BioQuarter) Эдинбурга, районе, где сосредоточены биологические исследовательские лаборатории королевского Центра медицинских исследований (Medical research Centre), неподалеку от Рослинского института, в котором в 1997 году было клонировано первое млекопитающее, овца Долли. По словам директора Центра Чарльза Френч-Константа (Charles French-Constant), "это место должно стать магнитом для притяжения новых поколений биологов". Он добавил также, что последние исследования в области стволовых клеток знаменуют собой начало революции в современной медицине. Наряду с исследованиями терапевтических возможностей стволовых клеток в Центре будут отлаживаться механизмы принципиально новой, трансляционной, медицины, которая предлполагает тесное взаимодействие ученых с клиницистами, призванное ускорить внедрение научных результатов в медицинскую практику. Одновременно с главным зданием Центра был открыт биоинкубатор под названием Nine – установку стоимостью в 24 миллиона фунтов стерлингов, расположенную на площади семи с половиной тысяч квадратных метров.
2012	Американские ученые разработали алгоритм, позволяющий предсказать, чем заболеет пациент в будущем. Результаты работы Тайлера МакКормика (Tyler McCormick) из Вашингтонского университета и его коллег опубликованы в журнале Annals of Applied Statistics. Для разработки статистической модели МакКормик с коллегами изучили данные нескольких тысяч пациентов в возрасте от 40 лет, участвовавших в клинических испытаниях различных препаратов. В каждой рассмотренной истории болезни присутствовали данные обо всех заболеваниях пациента и препаратах, которые он принимал, а также его демографические данные, такие как пол и расовая принадлежность. На основе одной из основных теорем теории вероятности — теоремы Байеса — ученые разработали алгоритм, который назвали HARM (Hierarchical Association Rule Model). HARM "смотрит", чем ранее болел пациент, а также сравнивает его данные с историями болезни, в которых содержатся аналогичные симптомы. После этого алгоритм предсказывает, чем заболеет пациент в будущем. Отличия HARM от подобных ей статистических систем в том, что она может предсказать заболевания при весьма скудной информации о пациенте. Также алгоритм способен просчитать примерное время возникновения предсказанного заболевания. В базе данных HARM собрано 1800 заболеваний, большинство из которых — 1400 — статистически реже обнаруживаются у пациентов. "Алгоритм также может на основе симптомов, возникших у одного пациента, предсказать последовательность развития симптомов у другого больного. Например, если у пациента уже есть диспепсия (нарушение пищеварения) и боли в эпигастральной области, следующим симптомом может быть изжога," - отметил МакКормик.
2012	Американские биоинженеры создали алгоритм, при помощи которого можно определять побочные эффекты, вызываемые различными лекарствами или их совместным применением. Русс Альтман (Russ Altman) из Стэнфордского университета в Калифорнии с коллегами опубликовал свою работу в Science Translational Medicine. Альтман с коллегами изучили взаимодействие между различными лекарственными препаратами, а также побочные эффекты, которые проявлялись при одновременном приеме нескольких лекарств. "Такие случаи — чрезвычайно ценная информация. Они могут поведать о метаболических путях в клетке, которые активируются при воздействии этих лекарств" — объяснил автор исследования. На основе выявленных закономерностей исследователи создали алгоритм и с его помощью просчитали скрытые побочные эффекты для 1332 препаратов. Алгоритм "придумал" в среднем 329 ранее неизвестных побочных эффектов для каждого лекарства. В среднем для одного препарата описано 69 таких эффектов. Также он внес в метод корректировки, которые позволяют не учитывать эффекты, ложно определенные как побочные при клинических испытаниях. Альтман привел пример с лекарствами, снижающими уровень холестерина: их чаще всего принимают пожилые пациенты и поэтому условия клинических испытаний связаны с возрастными признаками (например, сердечными приступами), которые могут быть неверно истолкованы как побочные эффекты. Для повышения достоверности в алгоритме предусмотрено сравнение данных, полученных о пациенте, с данными о тех, кто тестировался в тех же условиях. Это позволяет исключить все факторы, связанные с возрастом, полом и заболеваниями испытуемых. Также ученые создали аналогичную базу данных для пар лекарственных средств, и получили гораздо большее количество побочных эффектов, чем для одиночных препаратов. Затем они просчитали взаимодействие между различными классами лекарственных и обнаружили, в частности, что одновременный прием тиазидов (мочегонных препаратов, используемых при лечении гипертонии) и лекарств против отечности приводит к образованию веществ, называемых селективными ингибиторами захвата серотонина (используются для лечения депрессии). Помимо этого, одновременный прием таких препаратов в 1,5 раза увеличивает риск возникновения синдрома удлиненного QT, который характеризуется нерегулярным сердцебиением и риском внезапной смерти. Эти данные подтвердились при изучении медицинских записей, полученных из госпиталя Стэнфордского университета. В конце 2011 года похожее исследование провела группа специалистов из Медицинской школы Гарвардского университета, которые "научили" свой алгоритм выявлять побочные эффекты для новых препаратов, сравнивая их с уже применяемыми лекарствами.
2012	Ученые из Исследовательского института Скриппса в Калифорнии обнаружили у крыс с продолжительной нейропатической болью аномально высокий уровень одного из продуктов обмена веществ нервной ткани, низкомолекулярного соединения под названием диметилсфингозин. Диметилсфингозин (dimethylsphingosine, DMS) вырабатывается в мембранах нервных клеток. Изучая хроническую, или нейропатическую, боль в конечностях подопытных животных, исследователи забирали образцы плазмы крови, поврежденных нервов конечностей, а также нервной ткани спинного мозга. В этом биоматериале определяли количество различных метаболитов, таких как сахара, витамины и аминокислоты. Полученные данные сопоставляли с уровнем метаболитов в образцах тканей крыс, не испытывающих нейропатической боли. Наибольшие различия были выявлены среди метаболитов спинного мозга. Особенно выделялся DMS. По словам одного из авторов, Гари Патти (Gary Patti), "в этой работе впервые было проведено количественное определение DMS как природного соединения". Инъекции DMS (в концентрации, которая была обнаружена в спинном мозге крыс с поражениями нервов конечностей) здоровым грызунам привели к развитию у них болевого синдрома. "Идея исследования заключалась в применении метаболомного анализа для понимания биохимических основ состояния нейропатической боли и выявления возможных терапевтических мишеней. Такой подход мы называем "терапевтической метаболомикой"", - поясняет другой автор публикации Гари Сиуздак (Gary Siuzdak). По мнению ученых, новым классом болеутоляющих средств могут стать препараты на основе соединений, которые способны подавлять синтез DMS.
2012	Американские ученые выявили фермент, который регулирует восстановление поврежденных периферических нервов. Исследование провела группа специалистов Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе, возглавляемая Аароном ДиАнтонио (Aaron DiAntonio). Свойство восстанавливать свою целостность после повреждения присуще только периферическим нейронам, клетки центральной нервной системы (ЦНС) не способны регенерировать. При нарушении целостности длинного отростка (аксона) нервной клетки сначала в месте повреждения образуется так называемый конус роста. Когда информация о повреждении достигает тела нейрона, он запускает программу регенерации и клетка постепенно восстанавливает аксон. Чтобы подробнее изучить эти процессы, ДиАнтонио и его коллеги провели серию экспериментов на лабораторных мышах. Исследователи выяснили, что информация о повреждении аксона не достигает тела нервной клетки при нехватке фермента DLK (англ. dual leucine zipper kinase) из группы митоген-активируемых протеинкиназ. Вследствие этого, несмотря на формирование конуса роста, восстановления целостности нейрона не происходит. ДиАнтонио выразил надежду, что это открытие позволит разработать терапевтические способы восстановления поврежденных нейронов как периферической, так и центральной нервной системы. По словам ученого, в клетках ЦНС отсутствует сигнальный каскад митоген-активируемых протеинкиназ, в результате чего в них не запускаются процессы регенерации после повреждения отростков. В феврале 2012 года исследователи из Техасского университета в Остине сообщили, что им удалось уcкорить восстановление поврежденных нейронов. Для этого они использовали растворы, содержавшие полимер этиленгликоля. Активность нейронов после обработки полиэтиленгликолем восстанавливалась очень быстро и практически полностью.
2012	Американским ученым удалось ускорить восстановление поврежденных нервов с помощью полиэтиленгликоля, сообщает HealthDay. Соответствующие исследования провели две группы специалистов Техасского университета в Остине, одной из которых руководил Кристофер Спает (Christopher S. Spaeth), а другой - Джордж Биттнер (George D. Bittner). Спает и его коллеги провели серию экспериментов на крысах. Они выяснили, что поврежденные отростки седалищного нерва грызунов быстрее срастаются в присутствии ионов кальция. Безкальциевые растворы, в том числе содержавшие такие антиоксиданты, как мелатонин и метиленовый синий, значительно сокращали скорость восстановления нейронов. На следующем этапе работы ученые использовали растворы, содержавшие полимер этиленгликоля в концентрации от 10 до 50 миллимоль на литр. По данным исследования, после обработки нервных клеток этими растворами восстановление поврежденных отростков начиналось в течение нескольких секунд. При этом скорость восстановления не зависела от присутствия ионов кальция и антиоксидантов. Однако растворы полиэтиленгликоля большей концентрации оказались менее эффективны. Проведя ряд функциональных проб, группа Биттнера выяснила, что активность нейронов крыс после обработки полиэтиленгликолем восстанавливалась очень быстро (в период от нескольких минут до нескольких дней) и практически полностью (на 70-85 процентов). По словам исследователей, ранее подобных результатов скорости срастания поврежденных нервов не удавалось добиться, как с помощью различных веществ, так и хирургическими методами. В настоящее время полимер этиленгликоля применяется в разных отраслях промышленности. В частности, его используют для изготовления мазей, растворителей и ракетного топлива, а также в качестве пищевой добавки (E1521).
2012	Клинические испытания первой в мире вакцины от болезни Паркинсона начались в Австрии. Экспериментальный препарат PD01A был разработан австрийской биотехнологической компанией AFFiRiS. Мишенью PD01A является белок альфа-синуклеин. Мутации гена, кодирующего этот белок, были обнаружены у больных аутосомно-доминантной формой болезни Паркинсона. При данном заболевании альфа-синуклеин откладывается в нейронах в виде телец Леви. Введение вакцины призвано стимулировать выработку антител к указанному белку. Для участия в первой фазе клинических испытаний PD01A были отобраны 32 пациента с болезнью Паркинсона. В ходе первого этапа исследований организаторы намерены оценить безопасность вакцины, а также переносимость препарата больными. Частично клинические испытаний будут финансироваться из-за рубежа. В частности, американский благотворительный Фонд Майкла Фокса, поддерживающий разработку новейших методов лечения паркинсонизма, выделил австрийской компании 1,5 миллиона долларов.
2012	Ученым из университета штата Калифорния в результате серии лабораторных тестов удалось выделить комплекс нейрофизиологических и нейрокогнитивных биомаркеров, способствующих постановке объективного диагноза больным шизофренией. Как отмечает лидер группы исследователей, психиатр Грегори Лайт (Gregory A. Light), в настоящее время диагноз "шизофрения" основан на зачастую субъективных выводах врача, сделанных им из рассказа пациента о своих внутренних ощущениях. "Даже лучшие из психиатров сталкиваются с проблемами в диагностике из-за нечеткой клинической картины и неполной информации, которую они получают от пациента, - цитирует Лайта ScienceDaily. – Многие больные шизофренией просто не могут адекватно передать то, что с ними происходит". Именно поэтому, подчеркнул Лайт, потребность в диагностическом аппарате, дающем непредвзятую оценку состояния пациента, чрезвычайно велика. Лайт и его коллеги, проведя сравнительный анализ результатов тестирования 341 больного шизофренией и 205 здоровых людей из контрольной группы, выявили ряд признаков, которые, как утверждают авторы, являются достоверными, точными, устойчивыми и долговременными индикаторами наличия у человека шизофрении. Причем, вне зависимости от степени выраженности симптомов заболевания. Биомаркеры отбирались на основании серии нейрофизиологических и нейрокогнитивных тестов. Оценивались внимание и память, реакция мозга на внешние раздражители, базовые процессы восприятия и многое другое. После того, обработка результатов выявила характерные особенности, присущие больным шизофренией, эксперимент был повторен через год на более узкой группе участников. Он показал, что абсолютное большинство обнаруженных ранее аномальных характеристик, соответствующие им показатели и соотношения, с течением времени не претерпели никаких изменений, несмотря на колебания в клинической картине заболевания пациентов. На этом основании авторы полагают, что отобранные ими биомаркеры можно рассматривать в качестве эндофенотипов шизофрении в ходе дальнейших клинических и геномных исследований этого заболевания.
2012	Заражение распространенной паразитарной инфекцией повышает риск самоубийства женщин. К такому выводу пришла международная группа исследователей из США и Дании, возглавляемая Теодором Постолачем (Teodor Postolache) из Медицинской школы Мэрилендского университета. Постолач и его коллеги проанализировали данные более 45 тысяч датчанок, проходивших обследование на токсоплазмоз в период с 1992 по 1995 год. В крови женщин определяли наличие антител к возбудителю инфекции Toxoplasma gondii. Уровень антител, свидетельствующий о наличии инфекции, был выявлен у четверти участниц. По данным исследования, самоубийство пытались совершить 488 женщин. При этом 78 участниц исследования совершили попытки насильственного суицида, в том числе прыгнули с высоты, а также воспользовались холодным или огнестрельным оружием. Исследователи выяснили, что риск самоубийства в группе зараженных токсоплазмозом датчанок был в среднем вдвое выше аналогичного показателя среди неинфицированных женщин. Кроме того, показатель риска насильственного суицида в первой группе был на 81 процент выше, чем во второй. По словам ученых, результаты работы подтверждают данные предыдущих исследований, которые свидетельствуют о наличии связи между токсоплазмозом и шизофренией, а также злокачественными новообразованиями мозга. Заражение токсоплазмозом происходит при употреблении мясных продуктов и яиц, не прошедших достаточную термическую обработку. Источником инфекции являются домашние и дикие животные (кошки, собаки, кролики, грызуны). Острая форма болезни протекает с преимущественным поражением нервной системы (головная боль, судороги, рвота, параличи), а также проявляется высокой температурой, увеличением печени, селезёнки. Кроме того, токсоплазмоз может протекать в хронической и латентной (скрытой) формах.
2012	Зубные пломбы из композитных материалов на основе бисфенол-глицидилметакрилата (bisGMA) негативно влияют на детскую психику. К такому выводу пришла группа ученых из исследовательского института Новой Англии (Уотертаун, штат Массачусетс), чья работа опубликована в августовском номере журнала Pediatrics. Цель работы состояла в том, чтобы выяснить возможную связь между психическими проблемами у детей и материалами, применяемыми в стоматологии, в частности широким распространением композитов. В исследовании приняли участие 534 ребенка в возрасте шести-десяти лет. У части детей стояли пломбы из серебряной амальгамы (сплава ртути с серебром, оловом, цинком и медью), у части - из более современных материалов, так называемого компомера (композитного материала на основе уретандиметилметакрилата) и композита на основе bisGMA. Через пять лет после пломбирования зубов было проведено подробное психологическое тестирование участников. Дети, у которых стояли пломбы на основе bisGMA, показали худшие результаты в тестах по оценке поведения, у них чаще встречались такие эмоциональные проблемы, как повышенная тревожность, депрессия, чем у других участников исследования. Причем была выявлена прямая зависимость между количеством пломб с bisGMA и снижением психической функции. Кроме того, если пломбы располагались на жевательной поверхности зубов, где их износ бы сильнее, связь оказалась еще более выраженной. А у 16 процентов детей с bisGMA наблюдались стойкие отклонения в психике. Для детей с пломбами из амальгамы или компомера такой зависимости выявлено не было. Лидер группы исследователей, доктор Нэнси Масереджан (Nancy Maserejian), которую цитирует Deseret News, отметила, что полученные результаты стали некоторым сюрпризом для авторов. Они ожидали, скорее, что негативное воздействие на здоровье детей окажет амальгама, в состав которой входит ртуть, нежели современные пломбировочные материалы. Авторы исследования предполагают, что обнаруженный эффект связан с выделением из пломбировочного материала на основе bisGMA бисфенола А - химического соединения, входящего в его состав. Бисфенол А широко используется в производстве поликарбонатных пластиков и эпоксидных смол. Его вред для здоровья человека в 2010 году был признан американским Управлением по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов (FDA). Предполагается, что бисфенол А из-за структурной схожести с женским половым гормоном эстрогеном оказывает негативное влияние на мозг и репродуктивную систему, а также служит причиной ряда онкологических заболеваний. В то же время Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в ноябре 2010 года пришла к выводу, что предположения об опасности бисфенола А недостаточно подтверждены и признала его использование в качестве компонента пластиковой посуды безопасным. Однако, детская посуда на основе этого вещества запрещена во Франции, Дании и Канаде.
2012	Американские ученые пришли к выводу, что изменения мозга, характерные для аутизма, можно выявить уже в шестимесячном возрасте. При этом основные поведенческие признаки аутизма и близких ему расстройств аутического спектра проявляются в возрасте года и позже. Сотрудники Университета Северной Каролины изучили развитие мозга и поведения на ранних стадиях жизни у 92 младенцев с повышенным риском развития аутизма (их старшие братья или сестры страдали этим заболеванием). Всем детям в возрасте шести месяцев, года и двух лет выполнили диффузионную тензорную визуализацию (ДТВ) – разновидность магнитно-резонансной томографии, позволяющую исследовать расположение нервных волокон (белого вещества) в мозге. За период наблюдения у 28 участников исследования был выявлен аутизм. Выяснилось, что у них организация белого вещества в 12 из 15 ключевых проводящих путей мозга существенно отличалась от остальных 64 детей. Изменения в белом веществе четко прослеживались уже в шестимесячном возрасте, в дальнейшем у детей с аутизмом наблюдалось замедление его развития. Именно нарушения развития нервных волокон, формирующих белое мозговое вещество, оказались ранними признаками аутизма, определяемыми задолго до появления явных симптомов заболевания.
2012	Благодаря масштабному исследованию сотрудников Бостонской детской больницы не исключено, что в ближайшем будущем диагностика аутизма станет возможной по результатам электроэнцефалографии, причем уже в двухлетнем возрасте. Работа опубликована он-лайн 26 июня в журнале BMC Medicine. Исследователи Фрэнк Даффи (Frank H. Duffy) из отделения неврологии и Хайделиз Элс (Heidelise Als) из отделения психиатрии сравнили графики электроэнцефалограмм (ЭЭГ) 430 детей с классической (типичной) формой аутизма и 554 детей из контрольной группы, у которых не было диагностировано этой патологии. Возраст детей колебался от двух до двенадцати лет. "Мы сконцентрировались на классической форме аутизма, исключив детей с синдромами Аспергера, Ретта и другими формами этого заболевания, - цитирует Даффи ScienceDaily. - "Классикам" очень редко делают ЭЭГ, так как это чрезвычайно трудно из-за особенностей их поведения. Поэтому больших массивов данных по ЭЭГ таких детей ранее, до того, как мы занялись этим, просто не существовало". Работая с аутистами, авторы применяли специально разработанную в клинике методику, например, предоставляя маленьким пациентам возможность отдыха во время процедуры, а также широко применяя компьютерные технологии. После обработки полученных данных было установлено, что у пациентов, страдающих аутизмом, частично нарушены связи между различными участками мозга, что и отражается на их ЭЭГ. Оценивая уровень этих взаимодействий, исследователи основывались на степени согласованности (когерентности) волн электрической активности данных областей мозга. В результате компьютерного анализа графиков ЭЭГ авторам удалось выделить 33 характерных только для аутистов участков волновых комбинаций, стойко отличающих их энцефалограммы от ЭЭГ детей из контрольной группы, причем это касается всех возрастных категорий (от 2 до 4 лет, от 4 до 6 лет и от 6 до 12 лет). Для подтверждения результатов Даффи и Элс десять раз проводили повторный анализ, каждый раз меняя исходные данные в различных соотношениях и все десять раз получили один и тот же итог. "Обнаруженные нами особенности ЭЭГ детей с классической формой аутизма позволяют разработать очень простой и достоверный метод диагностики, - отмечает Даффи. - Все что вам нужно - это ЭЭГ, все остальное - дело компьютера". Исследователи уверены, что их работа ляжет в основу разработки объективного диагностического теста на аутизм, выявление которого именно в раннем возрасте в настоящее время затруднено. В дальнейшем Даффи и Элс планируют продолжить работу в этом направлении, в частности попробовать сравнить ЭЭГ детей-аутистов и детей, у которых диагностирован синдром Аспергера.
2012	Шведские и иранские ученые в ходе совместной работы открыли белки-биомаркеры аутизма. Группа под руководством Бенгта Перссона (Bengt L. Persson) из университета Линнея и Мохаммеда-Таги Джогатэя (Mohammad-Taghi Joghataei) из Тегеранского университета опубликовала работу в журнале Nature Translational Psychiatry. Для определения биомаркеров аутизма ученые исследовали образцы крови 32 детей, страдающих расстройствами аутистического спектра (ASD), а в качестве контрольной группы взяли образцы крови 31 здорового ребенка. Все дети с ASD перед началом исследования были дополнительно обследованы психиатрами и невропатологами, которые подтвердили их заболевания. При сравнении образцов плазмы крови ученые обнаружили, что биомаркерами расстройств аутистического спектра могут стать три белка, содержание которых значительно отличается у больных и здоровых детей. Уровень двух из них (C3f и C3f-desarg) в крови у детей с ASD повышен. Содержание третьего пептида — модифицированного C3f, у которого одна аминокислота заменена на другую — в крови у больных детей было, напротив, понижено. Все три пептида являются частью системы комплемента, которая представляет собой комплекс белков, постоянно присутствующих в крови и участвующих в иммунном ответе организма. В отсутствие модифицированного C3f снижается чувствительность системы комплемента к аутоиммунным заболеваниям. Изменения в функционировании иммунной системы характерны для пациентов с расстройствами аутистического спектра. Ученые планируют на основе своего открытия создать методику быстрой диагностики аутизма.
2012	Трем группам американских ученых, независимо друг от друга, удалось впервые установить связь между мутациями в определенных генах и вероятностью развития у ребенка расстройств аутистического спектра. Кроме того, исследователи нашли научное подтверждение ранее выявленной прямой зависимости между возрастом родителей, в особенности отцов, и риском развития аутизма у потомства. Все три группы сосредоточились на редко встречающейся группе генетических мутаций, названной "de novo". Эти мутации не наследуются, а возникают в процессе зачатия. В качестве генетического материала были взяты образцы крови членов семей, в которых родители не являлись аутистами, а у детей развились различные расстройства аутистического спектра. Первая группа ученых под руководством Мэтью Стэйта (Matthew W. State), профессора генетики и детской психиатрии из Йэльского университета, чья работа опубликована в журнале Nature, проанализировала наличие мутаций "de novo" у 200 человек с диагнозом "аутизм", чьи родители, братья и сестры не являлись аутистами. В результате были обнаружены два ребенка с одинаковой мутацией в одном и том же гене, при этом их не связывало больше ничего, кроме диагноза. "Это как при игре дартс дважды попасть дротиком в одну и ту же точку на мишени. Вероятность того, что обнаруженная мутация связана с аутизмом - 99,9999 процентов", - цитирует издание профессора Стэйта. Команда под руководством Ивэна Эйхлера (Evan E. Eichler), профессора генетики из университета штата Вашингтон, исследуя образцы крови 209 семей, в которых есть дети-аутисты, обнаружила такую же мутацию в том же самом гене у одного ребенка. Кроме того, были выявлены двое детей-аутистов из разных семей, у которых оказались идентичные между собой мутации "de novo", но в других генах. Таких совпадений у испытуемых - не аутистов замечено не было. Третья группа исследователей, которую возглавлял профессор Марк Дэли (Mark J. Daly) из Гарвардского университета, обнаружила у детей-аутистов несколько случаев мутаций типа "de novo" в тех же трех генах. Хотя бы одна мутация такого типа присутствует в генотипе любого человека, но, полагает Дэли, у аутистов, в среднем, их значительно больше. Все три группы исследователей также подтвердили и ранее замеченную связь между возрастом родителей и аутизмом у ребенка. Чем старше родители, в первую очередь отец, тем выше риск появления мутаций "de novo". Проанализировав 51 мутацию, команда под руководством профессора Эйхлера выяснила, что в мужской ДНК такого рода повреждения встречаются в четыре раза чаще, чем в женской. И тем чаще, если возраст мужчины превышает 35 лет. Таким образом, предполагают ученые, именно поврежденный отцовский генетический материал, получаемый потомством при зачатии, является источником тех мутаций, которые влекут за собой развитие аутистических расстройств. Ученые согласны в том, что поиск путей предотвращения такого развития событий будет долгим, исследование генетической природы аутизма только начинается. В частности, команды Эйхлера и Дэли нашли свидетельства того, что гены, в которых обнаружены мутации "de novo", задействованы в одних и тех же биологических процессах. "Но это лишь верхушка верхушки айсберга, - считает профессор Эйхлер. - Главное, что все мы сошлись на том, с чего надо начать".
2012	Две группы ученых независимо друг от друга доказали связь болезни Альцгеймера с устойчивостью клеток мозга к инсулину. В настоящее время существует несколько гипотез о причинах, вызывающих болезнь Альцгеймера, и ни одна из них полностью не доказана. Работы ученых, связанные с выявлением связи между устойчивостью к инсулину клеток головного мозга и тяжелым неизлечимым заболеванием, основаны на нескольких фактах. У пациентов с диабетом второго типа значительно возрастает риск возникновения болезни Альцгеймера. Также ранее было доказано уменьшение уровня инсулина в мозге пациентов с болезнью Альцгеймера. Группа ученых из университета Пенсильвании под руководством Конрада Тальбота (Konrad Talbot) изучала сигнальный путь инсулина в тканях мозга человека. В результате исследований обнаружилось, что чрезмерная активность белков сигнального пути инсулина в головном мозге вызывает образование амилоидных бляшек. Эти бляшки отрицательно влияют как на кратковременную, так и на долговременную память, а также на познавательную функцию. В результате своего исследования ученые пришли к выводу, что устойчивость клеток мозга к инсулину следует считать характерным ранним признаком болезни Альцгеймера. Это позволило ученым условно отнести этот тип заболевания к диабету третьего типа. Другая группа ученых из университета Рио-де-Жанейро под руководством Фернанды де Феличе (Fernanda De Felice) изучала те же сигнальные пути инсулина в головном мозге, что и ученые из Университета Пенсильвании. Свои эксперименты они проводили на мышах и на приматах. Де Феличе доказала, что белок, принадлежащий к молекулам сигнальных путей инсулина в мозге, одинаковым образом изменяется и при диабете второго типа, и при болезни Альцгеймера. В ткани мозга пациентов с болезнью Альцгеймера обнаружилось повышение уровня тех же сигнальных факторов, что и при диабете. В результате экспериментов профессора де Феличе было показано, что повышение концентрации белка бета-амилоида, являющегося причиной образования амилоидных бляшек, происходит в результате нарушения базового уровня активности молекул сигнального пути инсулина в мозге. Бразильские ученые дали экспериментальный препарат от диабета мышам. Оказалось, что это лекарство нормализует активность молекул сигнальных путей инсулина в мозге и существенно улучшает когнитивную функцию. Результаты двух независимых исследований показывают четкую связь между устойчивостью клеток к инсулину и болезнью Альцгеймера. Ученые из обеих групп надеются на то, что в результате дальнейших исследований можно будет получить новые терапевтические методы лечения болезни Альцгеймера.
2012	Испанские ученые под руководством Педро Кармона (Pedro Carmona) из Института строения вещества в Мадриде открыли новую возможность точной диагностики одной из форм старческого слабоумия, болезни Альцгеймера, по поведению лейкоцитов в инфракрасном свете. В пилотном испытании было показано, что уровень поглощения или рассеяния волн инфракрасного диапазона лейкоцитами крови пациентов с болезнью Альцгеймера зависит от количества в них белка бета-амилоида, скопления которого в тканях головного мозга характерны для болезни Альцгеймера. Метод, описанный Кармоном с соавторами, неинвазивен, быстр и недорог. В то же время его высокая чувствительность позволяет улавливать тонкие различия между такими клиническими стадиями заболевания как легкая и умеренная форма, поскольку количество бета-амилоидного белка в организме возрастает по мере развития заболевания. Используя инфракрасную спектроскопию, испанские ученые сравнили спектры излучения лейкоцитов у пациентов с легкой, умеренной, а также тяжелой формой болезни Альцгеймера с картиной поглощения и рассеяния инфракрасного излучения лейкоцитами здоровых людей. В исследовании участвовали 50 пациентов с болезнью Альцгеймера и 20 здоровых добровольцев контрольной группы. Результаты показали, что лейкоциты здоровых людей в инфракрасном свете заметно отличаются от белых кровяных клеток больных, и различия тем сильнее, чем более прогрессивна стадия заболевания. По оценке авторов, их метод может заменить в диагностике болезни Альцгеймера биохимические исследования крови на сотни биомаркеров.
2012	Американские ученые разработали новый метод диагностики, который позволяет предсказать развитие старческого слабоумия. Как сообщает Science Daily, клинические испытания методики провела группа специалистов под руководством Гэри Смолла (Gary Small) из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Для участия в исследовании были отобраны 43 добровольца, средний возраст которых составил 64 года. У 21 участника было выявлено умеренное снижение умственных способностей, которое является одним из факторов риска развития болезни Альцгеймера. Уровень этих способностей у оставшейся части добровольцев соответствовал возрастной норме. Группа Смолла разработала биохимический маркер FDDNP, связывающийся с амилоидом и тау-белком. Патологические накопления этих веществ в виде бляшек в нервной ткани и обусловливают развитие старческого слабоумия. При этом наличие маркера можно определить с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Используя описанную методику, ученые оценили уровень связанного FDDNP в лобной, теменной и височной долях мозга. Эти отделы отвечают за принятие решений, формирование суждений, память и эмоции. Спустя два года после обследования болезнь Альцгеймера была выявлена у шести из 21 добровольца с умеренным снижением когнитивных способностей. Уровень связанного FDDNP в лобных и теменных долях мозга этих шести человек был выше, чем у других участников, обследованных с помощью нового метода. Кроме того, у двух членов контрольной группы с наиболее высокими показателями связанного FDDNP через два года после обследования было диагностировано умеренное снижение умственных способностей. На следующем этапе работы ученые планируют пригласить большее число добровольцев и увеличить время наблюдения за участниками. Кроме того, с помощью новой методики исследователи намерены оценить эффективность веществ, предотвращающих накопление амилоида и тау-белка в мозге, в частности куркумина, получаемого из пряности куркумы.
2012	Терапия внутривенными иммуноглобулинами (IVIg) позволяет на три года отсрочить развитие симптомов болезни Альцгеймера, таких как снижение когнитивных способностей, ухудшение памяти и коммуникативных навыков, резкие перепады настроения и нарушение поведения. Результаты работы группы ученых из Weill Cornell Medical College, Нью-Йорк, были представлены 17 июля на проходящей в Ванкувере (Канада) ежегодной международной конференции по болезни Альцгеймера AAIC-2012. Авторы подчеркивают, что им удалось впервые на столь длительный срок затормозить развитие этого заболевания у людей. Никаких побочных эффектов применение IVIg у больных не вызвало. Механизм действия иммуноглобулинов при болезни Альцгеймера пока не выяснен. Доктор Энн Корбетт (Anne Corbett), координатор научных исследований в обществе по изучению этого заболевания, которую цитирует The Daily Telegraph, высказала предположение, что IVIg способствует очищению головного мозга от бета-амилоида - белка, фрагменты которого скапливаются в мозге виде характерных бляшек. Как сообщил Норман Релкин (Norman Relkin), работа его группы продолжается, причем количество участников исследования расширено. "Мы очень воодушевлены получившимися результатами, хотя небольшое число участников и может влиять на их достоверность. Сейчас проходит третья фаза исследований и мы надеемся, что менее, чем через год мы определим степень эффективности полуторагодичного курса IVIg при болезни Альцгеймера", - рассказал Релкин.
2012	С помощью генной инженерии ученые вывели линию мышей с аномальным белком тау, который синтезируется у людей с болезнью Альцгеймера. Этот белок — один из двух накапливаемых в тканях мозга ненормально свернутых белков (второй — бета-амилоид). Аномальный тау-белок у трансгенных мышей начал вырабатываться в нижней части гиппокампа, в области, которая называется энторинальная кора. Для того чтобы индуцировать синтез тау-белка именно в этой области исследователи применили специфическую активацию гена, ответственного за его синтез.В энторинальной коре начинается отмирание клеток мозга у больных с синдромом Альцгеймера. Неправильно свернутый белок тау образует нейрофибрилярные клубки, препятствующие питанию нейронов. На протяжении 22 месяцев исследователи проводили анализ распределения человеческого аномального тау-белка в мозге подопытных мышей, использовав для этого меченые антитела. В клетках энторинальной коры со временем образовались нейрофибрилярные клубки тау-белка. Но аномальный тау-белок обнаруживался и за пределами этой области, причем тем дальше, чем больше прошло времени с начала эксперимента. Поскольку клетки вне энторинальной коры производить человеческий белок тау не могли, единственно возможным путем его попадания в другие участи исследователи считают передачу неправильно свернутого белка от нейрона к нейрону. При болезни Альцгеймера клубки тау-белка накапливаются внутри нейронов, скопления белков бета-амилоидно находятся на поверхности нервных клеток. Связь между этими двумя являениями в настоящее время не установлена. "По высокому уровню бета-амилоида можно предсказать риск развития заболевания, а количество клубков тау-белка, выявляемое посмертно, коррелирует со степенью деменции", - поясняет ведущий автор статьи в PLoS One Карен Дафф (Karen Duff), профессор-патолог Медицинского центра Колумбийского университета. Белок тау вовлечен в развитие других форм приобретенного слабоумия, таких как лобно-височная деменция, болезнь Паркинсона и деменция с тельцами Леви. По мнению Карен Дафф, выяснение пути белка тау в головном мозге в будущем может помочь в совершенствовании методов лечения этих заболеваний. По ее словам, если ученые поймут, как можно остановить распространение белка тау, то он может стать "интервенционной точкой" для предупреждения развития деменции. Точный механизм передачи неправильно свернутого белка тау от нейрона к нейрону в настоящее время неясен. The Wall Street Journal цитирует автора исследования, в котором были получены аналогичные результаты, Бредли Хаймана (Bradley Hyman) из Гарвардского университета, который предполагает, что аномальный белок, выделенный одним нейроном, становится матрицей для неправильного свертывания нормальных тау-белков других нейронов. Далее все происходит по типу цепной реакции.

2012	Обнаружен новый врожденный фактор защиты от болезни Альцгеймера: редкая мутация – единичная замена одной "буквы" в последовательности ДНК, защищающая людей от болезни Альцгеймера. Генетическое изменение вызывает подавление образования бета-амилоида, белка, фрагменты которого скапливаются в головном мозге виде характерных для заболевания бляшек. Эксперты считают этого открытие вызывающим интерес, но не особенно неожиданным, поскольку оно вполне укладывается в существующие представления о природе болезни Альцгеймера. Новая мутация касается гена под названием АРР, который кодирует белок, распадающийся на две части, одна из них – бета-амилоид. Группа исследователей под руководством нейробиолога Кэри Стефансона (Kari Stefansson) из базирующейся в Рейкьявике, Исландия, всемирно известной компании deCODE genetics, имея полногеномные данные 1795 исландцев, просканировала их на предмет вариаций в гене АРР, которые защищают от болезни Альцгеймера. Таким образом был обнаружен один вариант единичной нулекотидной замены, на который ученые обратили особое внимание. Вероятность развития заболевания у людей старше 85, несущих эту мутацию, была, по подсчетам генетиков, в семь с половиной раз меньше, чем у тех, кто ее не имел. В дополнительных экспериментах при культивировании клеток in vitro было установлено, что мутация препятствует работе одного из ферментов, расщепляющих белок APP, что снижает уровень продукции бета-амилоида почти на 40 процентов. Ранее учеными было обнаружено более 30 мутаций по гену АРР, но ни одна из них не давала удовлетворительного эффекта. Некоторые генетические изменения, напротив, повышали продукцию бета-амилоида и были связаны с тяжелой наследственной формой болезни Альцгеймера, которая поражает людей в возрасте 30-40 лет, то есть гораздо раньше, чем обычное развитие заболевания у 70-80-летних. До открытия исландских ученых был известен еще один вариант природной генетической защиты от болезни Альцгеймера, так называемый аллель АРОЕ2. Однако по словам Стефансона, новый вариант гена хотя и встречается реже, защищает эффективнее. Он не только обеспечивает низкий уровень образования бета-амилоида, но защищает от ухудшения памяти и других когнитивных нарушений. Обследовав тысячи людей, живущих в домах престарелых по всей Исландии, ученые обнаружили, что носители редкой мутации в свои 80 и 90 лет гораздо лучше справляются с умственными задачами, чем их не-мутантные сверстники.
2012	Американские ученые обнаружили генетические причины, связывающие развитие сахарного диабета и болезни Альцгеймера. Исследование провела группа специалистов под руководством Крис Ли (Chris Li) из Городского университета Нью-Йорка. Отчет об их работе опубликован в журнале Genetics. Группа Ли провела серию экспериментов на животных. В качестве подопытных ученые использовали круглых червей Caenorhabditis elegans. Они изучали мутации гена APP, который кодирует белок предшественник бета-амилоида. Накопление последнего вызывает образование амилоидных бляшек в нейронах, что и приводит к развитию симптомов болезни Альцгеймера. Исследователи выяснили, что мутации гена APP вызывают изменения метаболизма целого ряда ключевых сигнальных белков, в том числе инсулина. В ходе эксперимента ученые наблюдали снижение скорости развития животных с мутацией APP, средних размеров их тела, а также яйценоскости. Обладатели одного из вариантов мутации оказались нежизнеспособны из-за нарушения температурной чувствительности. Комментируя статью Ли и ее коллег, главный редактор Genetics Марк Джонстон (Mark Johnston) отметил, ученым удалось выявить общие причины развития диабета и болезни Альцгеймера. Он также выразил надежду, что это открытие поможет разработать новые методы лечения и профилактики указанных заболеваний. В марте 2012 года две независимые группы исследователей опубликовали научные статьи, в которых описывали связь изменения метаболизма белков инсулинового сигнального пути с образованием амилоидных бляшек в нейронах.
2012	Болезнь Паркинсона предложили диагностировать с помощью анализа голоса пациентов. К разработке соответствующей методики приступил британский математик, выпускник Оксфордского университета Макс Литтл (Max Little). Ученый определил 132 характеристики произнесения длительных гласных звуков, которые встречаются при дисфонии. Он проанализировал 263 записи голоса 43 больных паркинсонизмом и выяснил, что десять основных признаков дисфонии можно определить с точностью около 99 процентов, используя всего четыре набора алгоритмов. Чтобы повысить точность диагностической методики, Литтл намерен создать базу данных, содержащую трехминутные записи голоса более 10 тысяч человек. При этом ученый планирует записывать не только пациентов с болезнью Паркинсона, но и здоровых добровольцев. К участию в проекте Parkinson's Voice Initiative приглашаются все желающие из Великобритании, Испании, США, Канады, Мексики, Бразилии и Аргентины. Для сбора образцов голоса добровольцев в каждой из указанных стран были организована специальные "горячие линии".
2012	Профессор неврологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Джефф Бронштейн (Jeff Bronstein) с коллегами создали новое соединение, которое может служить "молекулярным пинцетом": оно захватывает молекулы белка альфа-синуклеина в определенных местах, препятствуя их слипанию друг с другом, сообщает MedicalXpress. Альфа-синуклеин считается одним из факторов, провоцирующих болезнь Паркинсона: при заболевании его структура нарушается, становится аморфной и неупорядоченной, что приводит к образованию белковых агрегатов, а также отмиранию нейронов центральной нервной системы. Молекулярный пинцет, созданный калифорнийскими учеными, не только препятствует образованию агрегатов альфа-синуклеина, но также подавляет токсичность этого белка и разрушает уже существующие агрегаты. При этом он не влияет на нормальные функции головного мозга. Молекулярные пинцеты представляют собой нецикличные молекулы, у которых есть два конца - две "руки", способные захватывать другие молекулы через нековалентные связи. Молекула-пинцет для альфа-синуклеина называется CLR01, имеет форму буквы "С" и химическую структуру, благодаря которой она "обхватывает" белковую цепочку в тех местах, где находится аминокислота лизин. Эта аминокислота входит в состав большинства белков. Действие CLR01 было проверено как в культурах клеток, так и в живом организме, на трансгенных аквариумных рыбках данио, которые служили моделью болезни Паркинсона. Данио используются в качестве лабораторного объекта потому, что с ними легко проводить генно-инженерные манипуляции, а кроме того они прозрачны и это позволяет визуализировать биологические эксперименты. Модельные аквариумные рыбки несли альфа-синуклеин, меченый зеленым флуоресцентным белком, что позволяло отслеживать состояние белковых агрегатов под воздействием молекулярного пинцета CLR01. В этих экспериментах, так же, как и в культурах клеток, наблюдался один и тот же эффект. CLR01 препятствовал образованию агрегатов альфа-синуклеина, отмиранию нейронов вследствие токсичного эффекта белковых агрегатов, а также вызывал разрушение уже имеющихся агрегатов. Эти результаты вдохновили ученых на новые опыты с молекулярным пинцетом: в настоящее время они изучают действие CLR01 на мышах — моделях болезни Паркинсона и надеются на то, что эти исследования в конечном счете приведут к испытаниям на людях. В настоящее время для людей с болезнью Паркинсона существует лишь симптоматическое лечение, препаратов, останавливающих развитие заболевания, не существует.
2012	Международной команде генетиков и неврологов в результате долговременного широкомасштабного исследования удалось выделить "недостающее звено" - последний из мутировавших генов, провоцирующих развитие болезни Паркинсона. Об итогах работы своей группы возглавляющий команду профессор медицинской генетики из университета Британской Колумбии Мэттью Фэррер (Matthew Farrer) рассказал, выступая 27 июня на проходящем в Дублине посвященном паркинсонизму 16-м Международном конгрессе. Успеха ученым удалось достичь благодаря участию в исследовании, длившемся почти тридцать лет, с 1983 года, семьи меннонитов из канадской провинции Саскачеван, имеющей голландско-немецко-русские корни. Из 57 членов этой семьи двенадцати был поставлен диагноз "болезнь Паркинсона с тельцами Леви и поздним началом". Из их генетического материала путем массивного параллельного ДНК-секвенирования и был выделен мутировавший ген, названный DNAJC13. Подтверждение результата было получено после выделения такой же мутации в нескольких других живущих в Канаде меннонистских семьях. Как отметил в этой связи глава канадских меннонитов Брюс Гентер (Bruce Guenther), обнаружение DNAJC13 имеет важное значение для тех, чья семейная история восходит к меннонитским колониям 19 века на территории России. Меннониты - одна из протестантских сект, часть членов которой в конце 18 века переселились из Германии и Голландии в Россию. В середине 19 века в российских общинах меннонитов, располагавшихся, в основном, на юге страны и в Поволжье, насчитывалось порядка ста тысяч человек. Впоследствии большая часть российских меннонитов эмигрировала в США и Канаду, где они продолжают жить замкнутыми общинами, не признавая благ цивилизации. Всего, по словам Фэррера, в ходе исследования образцы ДНК были взяты у тысяч больных и здоровых людей. Он назвал достижение своей команды тем самым "недостающим звеном", благодаря которому можно будет объединить все последние научные открытия, связанные с болезнью Паркинсона, и, наконец, сделать прорыв в области лечения этого ныне неизлечимого дегенеративного заболевания. В работе принимали участие, помимо специалистов из университетов Британской Колумбии и Саскачевана, ученые из Ванкуверского института исследований в области здравоохранения, университета МакГилл, клиники Майо во Флориде и норвежской больницы Святого Олафа. Болезнь Паркинсона - второе по распространенности в мире, после болезни Альцгеймера, хроническое нейродегенеративное расстройство. Согласно данным Национального института здравоохранения США, от этого заболевания страдают более четырех миллионов людей во всем мире, из них более миллиона на территории Северной Америки. Примерно 15 процентов заболевших имеют кровных родственников, у которых также проявилось это заболевание. Исследования последних лет, в результате которых было выделено одиннадцать связанных с паркинсонизмом генов, подтверждают теорию о генетической природе этого заболевания.
2012	При помощи генной терапии ученые из Тайваня и Америки частично восстановили двигательные функции у детей с редким неврологическим заболеванием. Совместная работа исследователей под руководством Пол У-Лян Ху (Paul Wuh-Liang Hwu) из больницы Национального университета Тайваня и Барри Бирна (Barry Byrne) из медицинского колледжа Флоридского университета опубликована в Science Translational Medicine. В первой фазе клинических испытаний участвовали четыре пациента в возрасте от четырех до шести лет с редким наследственным заболеванием — дефицитом декарбоксилазы ароматических L-аминокислот. У детей, страдающих этим заболеванием, в мозгу не происходит выработка нейромедиаторов дофамина и серотонина. Пациенты остаются практически парализованными и умирают в раннем детстве. Во время лечения врачи ввели вирус с рабочей копией гена декарбоксилазы ароматических L-аминокислот в область мозга пациентов, где должна происходить выработка дофамина и серотонина. В течение 16 месяцев после лечения один из пациентов мог самостоятельно стоять, другие пациенты могли сидеть без посторонней помощи от полугода до 15 месяцев. У всех детей появилась возможность двигать головой, они стали набирать вес, вырос уровень дофамина и серотонина. Родители этих детей также отметили, что дети стали лучше спать, у них улучшилась эмоциональная стабильность и координация движения глаз. "У участников этого исследования - самое тяжелое из известных наследственных заболеваний, связанных с нарушением двигательной способности. Им смогла помочь только генная терапия. Наше исследование открывает двери для возможности раннего лечения неврологических заболеваний при помощи генной терапии. Мы надеемся, что результаты нашей работы будут иметь значение для лечения болезни Паркинсона и других распространенных заболеваний", - отметил Бирн в интервью The Scientist. Теперь ученые планируют вылечить в два раза больше пациентов: четверых из Тайваня и четверых — из Америки.
2012	Американские ученые разработали генетическую терапию эпилепсии. В эксперименте на крысах новая методика значительно снизила продолжительность и интенсивность судорожных припадков, сообщает Medical Xpress. Как известно, в мозге больных эпилепсией синтезируется значительно меньше гормона соматостатина, чем у здоровых людей. Как отметил руководитель исследования Рабиа Зафар (Rabia Zafar), особенно низкий уровень этого нейропептида наблюдается непосредственно во время судорог. Исследователи из Флоридского университета разработали препарат, который содержит ген, запускающий продукцию соматостатина, на вирусном векторе. Они испытали эту методику на крысиной модели височной эпилепсии (наиболее распространенного вида заболевания). Выяснилось, что генный препарат эффективно повышал уровень соматостатина в мозге животных. Это проявлялось тем, что их судорожные припадки стали менее длительными и интенсивными. Кроме того, все подопытные крысы перестали страдать наиболее тяжелой степенью судорог. При этом нежелательных побочных эффектов не наблюдалось. Помимо положительного влияния на течение эпилепсии, генная терапия улучшила способность животных к обучению. Исследователи подчеркнули, что до начала экспериментов на людях необходим ряд дополнительных исследований. Отчет о работе опубликован в журнале Neuroscience Letters.
2012	Европейское медицинское агентство (ЕМА) впервые разрешило регистрацию на территории Евросоюза препарата, предназначенного для генной терапии, сообщается в пресс-релизе организации. Окончательное решение о допуске лекарства на рынок будет принято Еврокомиссией. Речь идет о созданном компанией UniQure препарате глибера (Glybera, alipogene tiparvovec), адресованном пациентам, страдающим от чрезвычайно редкого (один-два больных на миллион населения) наследственного заболевания - дефицита липопротеинлипазы (ЛПЛ). Из-за мутации в гене, кодирующем ответственный за расщепление поступающих с пищей жиров ферментный белок ЛПЛ, он не вырабатывается в организме больных в нужном количестве. Такие пациенты вынуждены придерживаться очень строгой диеты с резким ограничением жиров. Малейшее отклонение от диеты ведет к опасному повышению уровня жиров в крови и, как следствие, воспалению поджелудочной железы. У некоторых больных угрожающие жизни приступы острого панкреатита случаются даже без нарушения диеты. Глибера представляет собой генно-инженерную вакцину, с которой в организм поступает здоровая рабочая копия гена ЛПЛ, заменяющая дефектный участок. В качестве носителя выступает аденоассоциированный вирус (AAV), серотип 1, в геном которого внесен здоровый ген ЛПЛ. Особенностью AAV является его способность встраивать свой геном в геном клетки-хозяина. В первую очередь AAV инфицирует клетки мышечной ткани. Так как ЛПЛ синтезируется по большей части именно в мышечной ткани, однократная серия внутримышечных инъекций препарата глибера в бедро позволяет осуществить замену дефектного гена на его рабочую копию. ЕМА, выдавая разрешение на регистрацию глиберы, оговорило, что ее применение возможно только в самых серьезных случаях и обязало компанию-производителя проводить мониторинг состояния пациентов и предоставлять соответствующую информацию агентству. Заявка на регистрацию глиберы была подана в ЕМА еще в декабре 2009 года. Однако в июне 2011 года она была отклонена из-за негативной информации о последствиях применения препарата. В январе 2012 года Еврокомиссия обратилась в агентство с просьбой повторно рассмотреть этот вопрос, который и был, в конце концов, решен положительно. Первой страной, разрешившей применение препаратов генной терапии, стал Китай. В октябре 2003 года там было получено разрешение на регистрацию гендицина, препарата для лечения эпидермоидного рака.
2012	Ученые из США определили структуру белка-рецептора, который играет важную роль в развитии рассеянного склероза и ряда других заболеваний. Как сообщает Medical Xpress, исследование провела группа специалистов Исследовательского института Скриппс (Scripps Research Institute) под руководством Хью Розена (Hugh Rosen) и Рэймонда Стивенса (Raymond Stevens). Белковые рецепторы S1P1 регулируют миграцию лимфоцитов из лимфатических узлов. Указанные клетки крови играют важную роль в развитии рассеянного склероза, повреждая оболочку нейронов в головном мозге, в результате чего нарушается нормальное проведение импульсов в центральной нервной системе. По словам авторов работы, информация о структуре рецепторных центров связывания с лигандом позволит синтезировать вещества, которые будут взаимодействовать с рецепторами S1P1, обеспечивая тот или иной терапевтический эффект. В ходе исследования ученые использовали рентгеновскую кристаллографию. Это метод позволил им определить трехмерную структуру S1P1-рецепторов. Кроме того, на основе полученных данных исследователям удалось создать изображения этих белков. Выполнив ряд экспериментов на мышах, Розен и его коллеги также показали, что регуляция работы S1P1-рецепторов позволяет защитить грызунов от заражения пандемическим штаммом вируса гриппа.
2012	Американские ученые разработали анализ крови, с помощью которого можно диагностировать клиническую депрессию, или большое депрессивное расстройство (БДР). Исследование Евы Редей (Eva Redei) из Северо-западной медицинской школы (Northwestern School of Medicine) в Чикаго опубликовано в апрельском номере журнала Tranlational Psychiatry. Большое депрессивное расстройство характеризуется комплексом симптомов и мешает нормальной жизнедеятельности человека. Для выявления БДР и определения его тяжести ВОЗ разработала тест самооценки - так называемый опросник большой депрессии, каждый пункт которого относится к одному из симптомов заболевания. Для разработки более точной методики определения БДР группа профессора Редей ранее провела два исследования на модельных животных и выявила 26 генетических маркеров этого заболевания. На основе обнаруженных биомаркеров ученые создали анализ крови и отобрали для участия в исследовании 28 подростков, 14 из которых были здоровы. Вторая половина участников имела диагноз БДР и ранее не проходила лечение от этого заболевания. Все подростки были в возрасте от 15 до 19 лет. Ученые выявили отличия 11 генетических маркеров у больных и здоровых подростков. Также они обнаружили, что 18 биомаркеров различаются у пациентов с БДР и у тех пациентов, депрессия которых сопровождается страхами и тревожностью. "Эти 11 генов, вероятно, вершина айсберга, поскольку клиническая депрессия является комплексным заболеванием. Они подтверждают, что мы можем диагностировать БДР по анализу крови", - отметила Редей. "Это очень интересная работа, которая может помочь не только с выявлением биомаркеров, но и с идентификацией генов, которые связаны с заболеванием", - подчеркнул профессор Майкл Тэйс (Michael Thase) из Университета Пенсильвании, не участвовавший в исследовании.
2012	Снижение способности к визуальному восприятию информации (дефицит зрительного внимания) является определяющим признаком дислексии, его можно выявить еще до того, как ребенок начнет учиться читать. К такому выводу пришла группа ученых из Падуанского университета. Исследователи в течение трех лет наблюдали за группой детей, начиная с периода, когда те еще ходили в детский сад и только начинали обучаться чтению и заканчивая вторым классом школы. Ученые анализировали способность каждого ребенка к зрительному сосредоточению - детям предлагалось найти на картинках определенные символы, причем в это время их всячески отвлекали. Детей также тестировали на способность делить слова на слоги, объем вербальной кратковременной памяти и скорость цветовой идентификации. Выяснилось, что у 60 процентов детей, которые испытывали трудности с визуальным восприятием, в дальнейшем наблюдались проблемы с обучением чтению. При этом авторы исследования подчеркивают, что уровень развития речи у ребенка в гораздо меньшей степени является предвестником дислексии, чем дефицит зрительного внимания. По мнению авторов, результаты исследования радикально меняют представление о сущности дислексии и, соответственно, должны измениться методы работы с такими детьми. Благодаря набору простых тестов на зрительное восприятие можно заранее выяснить, есть ли у ребенка склонность к дислексии и, соответственно, начать коррекцию на ранней стадии, еще до начала обучения чтению, подчеркивают авторы работы. Дислексия - имеющее неврологическую природу нарушение способности к овладению навыками чтения и письма при сохранении общей способности к обучению. Этому расстройству подвержены около 10 процентов детей.
2012	Американские ученые разработали электронную перчатку для реабилитации парализованных пациентов. Разработкой и испытаниями устройства Mobile Music Touch (MMT) занималась группа специалистов Технологического университета Джорджии при участии сотрудников больницы Shepherd Center в Атланте. Перчатка MMT предназначена для реабилитации пациентов с нарушениями чувствительности, а также расстройствами двигательной сферы, которые обусловлены тем или иным поражением центральной нервной системы. Перчатка снабжена вибрирующим устройством, которое работает в комплексе с электронным фортепиано и компьютером. Клавиши фортепиано подсвечиваются во время проигрывания различных мелодий. Благодаря специальному программному обеспечению, MMT с помощью вибрации "сообщает" пациенту, каким пальцем необходимо нажимать на нужную клавишу. Для участия в испытания устройства пригласили пациентов, перенесших травму спинного мозга не менее чем за год до эксперимента. В течение двух месяцев участники трижды в неделю учились играть на фортепиано по 30 минут в день. Половина из них использовала MMT, а другая часть пыталась играть без вспомогательного устройства. Кроме того, члены экспериментальной группы по пять дней в неделю носили перчатку дома по два часа в день. При этом участникам не надо было играть на музыкальном инструменте, хотя устройство также периодически вибрировало. После окончания эксперимента участники повторно прошли ряд неврологических тестов для оценки силы кистей, а также чувствительности пальцев рук. Пациенты, использовавшие перчатку MMT, показали значительно более высокие результаты этих исследований, чем участники, реабилитация которых проходила без вспомогательного устройства. В частности, у некоторых пациентов восстановилась температурная чувствительность ладоней, а также улучшилась координация движения рук. Авторы исследования остались довольны его результатами. По словам разработчиков MMT, они намерены повторить эксперимент под контролем функциональной магнитно-резонансной томографии.
2012	Изучение трехмерной структуры ботулотоксина позволило выявить потенциальные возможности лечения ботулизма, сообщает Medical Xpress. Исследование провела международная группа специалистов из США и Германии под руководством Жуншэна Цзиня (Rongsheng Jin) из американского Института медицинских исследований Сэнфорд-Бернэм (Sanford-Burnham Medical Research Institute). Цзинь и его коллеги изучали нейротоксин, выделяемый возбудителями ботулизма (бактериями Clostridium botulinum), с помощью рентгеновской кристаллографии. Этот метод позволяет получать изображения трехмерной структуры исследуемых белков. В ходе работы ученым удалось отобразить структуру трех ключевых компонентов белкового токсина. В частности, участков молекулы, отвечающих за распознавание нервных клеток и проникновение токсина в них, а также разрушение белков в нейронах, которое ведет к нарушению передачи импульсов и вызывает паралич. Кроме того, исследователи выяснили, что клостридии выделяют не только сам токсин, но и аналогичный белок - нетоксичный негемагглютинин (от англ. nontoxic nonhemagglutinin, NTNHA). Этот белок оборачивается вокруг молекулы токсина, защищая ее от разрушения в кислой среде желудка. Попав в тонкий кишечник, где кислотность среды снижается, структура NTNHA меняется, в результате чего ботулотоксин отделяется от белка и попадает в кровеносное русло. Цзинь отметил, что полученные данные открывают путь к разработке новых методов лечения ботулизма. По словам ученого, искусственный сигнал об изменении кислотности в желудке приведет к высвобождению токсина, который тут же будет разрушен желудочным соком.
2012	Группа ученых из института исследований в области аллергологии и иммунологии в Ла-Хойя (La Jolla Institute for Allergy & Immunology), штат Калифорния, обнаружила, что вырабатываемая эпителием легких и кишечника белковая молекула HVEM, с помощью которой вирус герпеса проникает в клетки, играет ключевую роль в противостоянии организма E. coli , пневмококковой инфекции и другим опасным патогенными бактериями и микроорганизмам. Авторы сравнили HVEM со стоящим на страже пограничником. Объектами исследования ученых стала искусственно выведенная линия мышей, у которых отсутствовала HVEM. Их заражали пневмококками или мышиным аналогом E. Coli. Дефицит HVEM приводил к повышенной восприимчивости организмов мышей к инфекции, высокой концентрации бактерий и резко ослабленной реакции слизистых оболочек на вторжение. "Удивительно, что слизистые легких и кишечника реагировали совершенно одинаково, - цитирует EurekAlert! лидера группы Митчелла Кроненберга (Mitchell Kronenberg). - Мыши без HVEM оказались совершенно не способными противостоять заражению, причем выраженный эффект проявился практически немедленно". Авторы исследования пришли к выводу, что система медиатор - рецептор HVEM, а также еще один тандем, медиатор - рецептор IL-22 (интерлейкин - 22), совместно запускают в клетках эпителия слизистых ротовой полости, носа, легких и кишечника, то есть там, где находятся "входные ворота инфекции", механизм иммунной защиты. "Без этого дуэта организм просто не может сопротивляться инфекции," - подчеркнул Кроненберг. Он также сравнил HVEM со стоящим на защите клетки пограничником, немедленно поднимающим тревогу в случае обнаружения чужеродных микроогранизмов и заставляющим иммунную систему сразу же "высылать дополнительные войска". Кроненберг выразил уверенность в том, что открытие, сделанное его командой, поможет в поиске новых путей борьбы с патогенными бактериями, что особенно важно в свете повышения их устойчивости к антибиотикам.
2012	Группе ученых из университета штата Мичиган во главе с молекулярным биологом и эпидемиологом Шэннон Мэннинг (Shannon Manning) удалось найти причину высокой токсичности штамма бактерии Escherichia coli (E. Coli), вызвавшей эпидемию кишечной инфекции в Европе в мае-июле 2011 года. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. Жертвами эпидемии тогда стали, по разным данным, от 52 до 54 человек, общее число заболевших составило почти 4,5 тысячи человек. Столь смертоносную эпидемию вызвал ранее не встречавшийся мутировавший штамм E. Coli с повышенной вирулентностью. Авторы исследования обнаружили, что отличительной особенностью европейского штамма E. coli O104:H4 является значительно более активное, чем у других штаммов, например у также вирулентного штамма O157, продуцирование шига-токсина (выделяемого бактериями ядовитого вещества) в процессе образования биопленки благодаря экспрессии соответствующих генов. Биопленка - конгломерат бактерий, клетки которых прикреплены друг к другу и погружены в выделяемую ими слизь. Образование биопленок - это одна из основных стратегий, повышающих способность бактерий к выживанию в окружающей среде, являющаяся существенным фактором их патогенности. Как отметила Мэннинг, полученные данные вполне согласуются с картиной заболевания, характерной для эпидемии 2011 года. Тогда у многих заболевших были поражены почки, причем большинство из них были взрослыми, в то время как другие продуцирующие шига-токсин штаммы E. Coli обычно атакуют почки детей до 10 лет. Кроме того, инкубационный период при заражении штаммом O104:H4 оказался значительно более длинным, чем в случае заражения штаммом O157. По мнению Мэннинг, это связано с тем, что европейскому штамму для повышения вирулентности требуется некоторое время, в течение которого формируется биопленка, в то время как для O157 этот момент не принципиален. "Теперь нам нужно понять, как блокировать процесс образования бактерией биопленки, чтобы предотвратить в будущем повторение эпидемии 2011 года", - цитирует Мэннинг пресс-релиз, размещенный на сайте Мичиганского университета. Сейчас группа под руководством Мэннинг работает над созданием мутантных штаммов E. Coli, не формирующих биопленку.
2012	Аллергия на яичный белок у детей может быть практически побеждена путем очень постепенного, начиная с микродоз, введения этого продукта в рацион (метод оральной иммунотерапии). Таковы результаты исследования, проведенного командой ученых из пяти американских университетов под руководством Детского центра при университете Джонса Хопкинса. Работа опубликована 19 июля в The New England Journal of Medicine. Результаты, свидетельствующие о том, что оральная иммунотерапия, повышающая толерантность иммунной системы к аллергенам, эффективна при пищевой аллергии у детей, в частности, в случае аллергии на молоко и арахис, были получены в ходе предыдущих исследований группы, но они охватывали небольшое число участников и потому требовали подтверждения. На этот раз метод оральной иммунотерапии был испробован на 55 детях в возрасте от пяти до 18 лет. 35 из них в течение трех лет ежедневно получали очень постепенно нарастающие дозы порошка из яичного белка, а 15 - плацебо. Еще пятеро участников были отстранены от эксперимента из-за возникших аллергических реакций. По окончании этого срока у всех 35 участников, получавших белковый порошок, было констатировано значительное улучшение, чего нельзя было сказать о тех, кто получал плацебо. При этом 11 из них полностью избавились от аллергии на яйца - и через год после завершения эксперимента они могут употреблять в пищу этот продукт с любой частотой и в любых количествах без последствий для организма. Остальные получили возможность употреблять в пищу яичные продукты, реагируя на них лишь в слабой степени, а иногда и совсем бессимптомно. В то же время, для поддержания достигнутого эффекта, им оказалось необходимо ежедневное минимальное присутствие в рационе блюд из яиц или их содержащих продуктов. В случае, если они отсутствовали в течение месяца, навык частично утрачивался. Несмотря на убедительные результаты, авторы работы предупреждают, что оральная иммунотерапия - экспериментальный метод и должна проводиться только под наблюдением специалистов. Согласно данным, приводимым EurekAlert!, в США около четырех процентов детей в возрасте до трех лет страдают от различных видов пищевой аллергии, а у трех процентов наблюдается аллергия на яичный белок.
2012	Американские ученые обнаружили, что Т-лимфоциты образуются не только в тимусе, но и в миндалинах. Открытие сделала группа специалистов под руководством Артура Джеймса (Arthur G. James). Миндалины представляют собой скопления лимфоидной ткани в ротовой полости и носоглотке. Они выполняют защитную функцию, удерживая инфекционные агенты, которые попадают в организм с вдыхаемым воздухом. Джеймс и его коллеги изучали миндалины, удаленные у детей в ходе тонзиллэктомии. В образцах тканей исследователи обнаружили пять различных популяций предшественников Т-лимфоцитов. Клетки в этих популяциях соответствовали Т-лимфоцитам, находящимся на различных стадиях развития в тимусе (вилочковая железа). Ученые также выяснили, что образование лимфоцитов происходит в участках, прилегающих к соединительнотканному каркасу миндалин. Группа Джеймса провела ряд экспериментов, показав, что предшественники Т-лимфоцитов из миндалин могут развиться в зрелые клетки в лабораторных условиях. Кроме того, клетки некоторых популяций оказались способны превращаться в естественных киллеров. Эти лимфоциты атакуют злокачественные клетки, а также клетки, пораженные вирусами. По словам исследователей, им впервые удалось доказать, что Т-лимфоциты могут развиваться вне вилочковой железы. Однако ученым пока не удалось выяснить, где происходит созревание клеток, образовавшихся в миндалинах.
2012	Чтобы помочь своим коллегам в разработке клинических испытаниях вакцин, американские ученые разработали модель иммунной системы новорожденных. Результаты работы иммунологов под руководством Гусмана Санчес-Шмитца (Guzman Sanchez-Schmitz) были представлены на ежегодной конференции Американской ассоциации иммунологов. Иммунная система младенцев гораздо слабее, чем у взрослых. Это связано с предупреждением чрезмерного реагирования организма на множество антигенов, которые обрушиваются на новорожденного с первых минут жизни. При этом, согласно данным ВОЗ, каждый год от стандартных излечимых инфекций умирает около одного миллиона младенцев, поэтому разработка специальных вакцин для новорожденных остается актуальной. Для создания искусственной иммунной системы американские ученые взяли образцы крови из пуповинной вены. Они использовали пуповинную кровь для культивирования лейкоцитов и клеток, из которых состоят стенки кровеносных сосудов. Эти два типа клеток иммунологи "вырастили" на коллагеновой матрице, а затем поместили в плазму крови новорожденных. Исследователи провели ряд экспериментов и доказали, что их искусственная модель реагирует на чужеродные агенты также, как иммунная система младенцев: лейкоциты проходят через "стенку кровеносного сосуда" и распознают инфекционные агенты. В частности, в ходе экспериментов было установлено, что искусственная иммунная система отвечает на противотуберкулезную вакцину БЦЖ также, как участвовавшие в клинических испытаниях новорожденные. "Одинарная доза БЦЖ не только активировала дендритные клетки, но и положительно повлияла на их способность вызывать образование новых лейкоцитов и сигнальных молекул подобно тому, как это происходило бы в организме новорожденного", - рассказал один из соавторов исследования. Ученые полагают, что их модель обеспечит надежный путь для проверки вакцин перед началом их испытаний на новорожденных. По словам авторов исследования, перед ними стояла цель разработки системы клинических испытаний "в пробирке".
2012	Исследователи из Университета Вермонта (University of Vermont) идентифицировали на поверхности красных кровяных телец два белка, ответственные за две новые групповые системы крови, которые называются Ланжерейс (Langereis) и Джуниор (Junior). По словам ведущего автора, Брайана Баллифа (Bryan Ballif), "очень мало людей, которым известно, являются ли они Ланжерейс- или Джуниор- отрицательными или положительными. Между тем при переливании крови это может стать большой проблемой". Известно, что Junior-отрицательны более 50 тысяч японцев, и эти люди могут столкнуться с трансфузионными осложнениями или несовместимостью матери и плода. Довольно часто встречается эта система крови также у европейских цыган. Кроме общеизвестных систем групп крови ABO и Rhesus, в пределах которых подбираются совместимые группы крови, Международным обществом переливания крови (International Blood Transfusion Society) признано 28 дополнительных систем групп крови, среди них группы с такими названиями как Даффи, Кидд, Диего и Лютеран. Антигены Джуниор и Ланжерейс были выделены около 10 лет тому назад у беременной японской женщины, которой грозил выкидыш из-за загадочной несовместимости с группой крови плода. Однако молекулярно-генетическая основа этого явления оставалась неясной. Вермонтские ученые в сотрудничестве с французскими и японскими коллегами выделили с поверхности эритроцитов два белка – АВСВ6 и АВСG2, относящиеся к так называемым транспортным белкам (они переносят различные метаболиты и ионы внутрь клетки и из нее). За этим последовали генетические тесты, подтвердившие связь этих белков с формированием антигенных систем крови Ланжерейс и Джуниор. Авторы также выявили связь новоявленных белков с устойчивостью организма к противораковым препаратам, применяемым, в частности, при лечении рака молочной железы. По мнению Баллифа, в настоящее время неизвестными могут оставаться еще порядка 10-15 систем групп крови.
2012	Американские ученые разработали наночастицы, эффективные при лечении аутоиммунных заболеваний, сообщает EurekAlet! Результаты исследования доктора Эндрю Меллора (Andrew Mellor) с коллегами из Медицинского колледжа штата Джорджия опубликованы в The Journal of Immunology. Ученые разработали наночастицы, в основе которых лежит комплекс ДНК и катионного полимера полиэтиленимина. Они планировали использовать эти ДНК-наночастицы для прямой доставки генов в определенные клетки. В ходе исследования Меллор с коллегами обнаружили, что наночастицы, не содержащие гены и лекарства, также помогают при лечении ревматоидного артрита у мышей. Оказалось, что "пустые" наночастицы вызывают значительное повышение уровней альфа, бета и гамма интерферона в крови, что, в свою очередь, приводит к повышенной выработке клетками индолеомин 2,3-диоксигеназы (IDO) – фермента, связанного с толерантностью иммунной системы. Исследование, проведенное Меллором и его коллегой Дэвидом Манном (David Mann) в 1998 году показало, что этот белок вырабатывается у беременных и препятствует отторжению плода организмом матери. Повышенный уровень IDO способствовал подавлению активности иммунной системы у мышей с ревматоидным артритом, вследствие чего у животных уменьшились опухоли вокруг суставов. Чтобы подтвердить, что именно повышение уровня IDO облегчило состояние грызунов, ученые вывели мышей без гена IDO1. Клетки в организме таких мышей не могли вырабатывать соответствующий фермент, поэтому их состояние после введения наночастиц не улучшалось. Меллор полагает, что такие наночастицы можно будет использовать и при лечении других аутоиммунных заболеваний, в том числе системной красной волчанки и сахарного диабета. Сейчас ученые в сотрудничестве с химиками разрабатывают биодеградируемый полимер, который можно будет использовать при производстве ДНК-наночастиц. Такой полимер будет естественным путем выводиться из организма.
2012	Испытания новой вакцины от менингита B, проведенные в Великобритании, показали ее эффективность и безопасность при назначении детям, в том числе совместно с обязательными прививками. Как отметили исследователи из Оксфордского университета, инфекции, вызванные серотипами Neisseria meningitidis A, C, W-135 и Y можно предотвратить вакцинами из капсульных полисахаридов этих бактерий. Однако соответствующие полисахариды менингококка B слишком схожи с некоторыми молекулами человеческого организма и не приводят к развитию иммунного ответа. В силу этого новая многокомпонентная вакцина 4CMenB содержит белки наружной мембраны бактерии, характерные для недавнего эпидемического штамма менингококка, а также три поверхностных белка, обнаруженные путем секвенирования бактериального генома, - белок, связывающий фактор H, вариант 1 (fHbp1), адгезин нейссерии типа A (NadA) и гепаринсвязывающий антиген нейссерии (NHBA), воспринимаемые иммунной системой как чужеродные. В ходе испытаний вакцины 1,8 тысячи детей случайным образом разделили на четыре группы. Первая (контрольная) получала только стандартный набор прививок в возрасте двух, трех и четырех месяцев. Вторая – 4CMenB вместе со стандартной вакцинацией в возрасте двух, четырех и шести месяцев. Третья – сочетание менингококковой прививки со стандартными в возрасте двух, трех и четырех месяцев. Четвертая – 4CMenB в возрасте двух, четырех и шести месяцев и стандартный набор вакцин в возрасте трех, пяти и семи месяцев. Реакцию иммунитета определяли по концентрации соответствующих антител в сыворотке крови. Выяснилось, что адекватный иммунный ответ на два из белков развился у 99 процентов детей, на третий белок – от 79 до 86,1 процента детей. Серьезных побочных эффектов не наблюдалось, однако примерно у 80 процентов детей введение вакцины вызывало кратковременное повышение температуры тела, в том числе до более чем 38 градусов Цельсия. Отчет об испытаниях опубликован в Journal of the American Medical Association. Инфекция, вызванная менингококком B у детей, приводит к летальному исходу примерно в 10 процентах случаев, и еще от 10 до 20 процентов случаев имеют долгосрочные последствия, такие как глухота и неврологические расстройства.
2012	Ученые из Италии и Канады сделали открытие, которое в перспективе позволит разработать вакцину от ВИЧ-инфекции. Исследование провела группа специалистов под руководством Ральфа Пантофлета (Ralph Pantophlet) из канадского Университета Саймона Фрейзера. Отчет об их работе опубликован в журнале Chemistry & Biology. Пантофлет и его коллеги изучали бактерию Rhizobium radiobacter. Этот микроорганизм вызывает образование прикорневых опухолей у растений и безопасен для человека. На поверхности бактериальной клетки исследователи обнаружили молекулу липоолигосахарида. Аналогичная молекула имеется на оболочке вируса иммунодефицита. Она покрывает оболочечный гликопротеин gp120, защищая вирус от антител, вырабатываемых клетками иммунной системы. По словам Пантофлета, бактериальный липоолигосахарид можно использовать для создания эффективной вакцины от ВИЧ-инфекции. Для этого необходимо соединить молекулу с белком, который после введения в организм будет стимулировать выработку специфичных антител. Такие антитела смогут распознать и атаковать вирус иммунодефицита при заражении. Авторы работы отмечают, что ранее эта технология была использована при разработке препаратов для вакцинации против менингита и бактериальной пневмонии. По словам ученых, если им удастся получить грант на дальнейшие исследования, опытные образцы вакцины от ВИЧ будут созданы в течение двух лет.
2012	Тест-полоски OraQuick предназначены для выявления носителей вируса иммунодефицита. В качестве материала для исследования может применяться, кровь или плазма, а также слюна. Спустя 20 минут после контакта полоски с биоматериалом она укажет на наличие или отсутствие антител к ВИЧ в исследуемом образце. По данным FDA, медицинские специалисты применяют тест-системы OraQuick с 2004 года. Точность диагностики ВИЧ-инфекции или ее отсутствия при профессиональном использовании составляет 99 процентов. OraSure Technologies намерена предложить свою продукцию для массового использования. Чтобы организовать свободную продажу тест-полосок, компании необходимо получить одобрение надзорной службы. Однако в ходе испытаний с участием добровольцев точность диагностики ВИЧ с помощью OraQuick составила 93 процента. Согласно требованиям FDA, этот показатель должен составлять не менее 95 процентов. По оценкам ведомства, в связи с этим около 3,8 тысячи обследованных могут получить ложные сведения об отсутствии ВИЧ-инфекции. Производитель настаивает, что свободная продажа экспресс-тестов, для проведения которых не требуется участие медработников, позволит обследовать значительную часть населения страны. На каждый миллион обследованных американцев компания ожидает выявить около девяти тысяч носителей вируса.
2012	Израильские вирусологи из фармацевтической компании BiondVax Pharmaceuticals разработали вакцину, которая эффективна против различных штаммов вируса гриппа, сообщает Nature. Результаты клинических испытаний опубликованы в Journal of Clinical Immunology, а также представлены руководителем исследования Тамар Бен-Йедидиа (Tamar Ben-Yedidia) на втором Ежегодном конгрессе по вакцинам. В отличие от традиционных вакцин, вызывающих образование антител в ответ на гемагглютинин (белок, содержащийся на поверхности вируса гриппа и позволяющий присоединяться к клетке-хозяину), универсальная вакцина, названная разработчиками "мультимерик-001", состоит из девяти связанных секций – участков вирусных белков HA, NP и M1. Эти белки находятся в различных частях вируса гриппа и присутствуют во всех его штаммах. Бен-Йедидиа испытывала действие вакцины на людях в возрасте от 65 лет, поскольку, по ее словам, только у 30 процентов пожилых людей появляется резистентность к вирусу после сезонной вакцинации. Также 90 процентов умерших от гриппа пациентов составляют именно пожилые люди. Участниками второй фазы клинических испытаний стали 90 добровольцев старше 65 лет. 60 из них получили инъекцию ежегодной вакцины против гриппа с добавлением одинарной или двойной дозы мультимерика-001, или же только мультимерик-001. В качестве контрольной группы выбрали 30 человек, которые получали плацебо. Через 42 дня в крови пациентов, инъекции которых содержали смесь универсальной и основной вакцин, наблюдалось увеличение количества антитела - иммуноглобулина G. Уровень антитела в крови пациентов, получивших в качестве адъюванта одинарную дозу универсальной вакцины, вырос в 37 раз; у тех, чья инъекция содержала двойную дозу – в 50 раз. Т-клетки добровольцев, привитых только при помощи мультимерика-1, производили антивирусные агенты, такие как гамма-интерферон и интерлейкин-2. Антитела, присутствующие в сыворотке крови этих добровольцев, разрушали клетки, зараженные различными штаммами вируса гриппа, в том числе H1N1 и H3N2. По словам Бен-Йедидиа, эффективность универсальной вакцины уже доказана на животных. Ученые надеются продолжить клинические испытания и доказать, что их вакцину можно использовать не только как дополнительное, но и как основное средство в борьбе с постоянно мутирующим вирусом гриппа.
2012	Группа американских педиатров из Гарвардской школы общественного здоровья (Harvard School of Public Health) в Бостоне опубликовала в Journal of the American Medical Association результаты исследования, в котором была выявлена прямая пропорциональная зависимость между концентрацией в организме семилетних детей перфторированных соединений и иммунной реакцией на вакцинацию против дифтерии и столбняка, сообщает MSNBC. Авторы исследования считают, что перфторированные соединения снижают эффективность вакцинации. Дети, у которых была отмечена высокая концентрация перфторированных соединений, отличались меньшим количеством дифтерийных и столбнячных антител в крови. Филипп Гранджеан (Philippe Grandjean) с коллегами обследовали 587 детей, живущих на Фарерских островах в северной части Атлантического океана между Шотландией и Исландией. Эти острова были выбраны потому, что значительную часть рациона их обитателей составляют морепродукты, в которых накапливаются перфторированные соединения. Измеряя уровень перфторированных соединений в крови пятилетних детей, ученые также тестировали иммунный ответ на вакцинацию против дифтерии и столбняка у детей от пяти до семи лет. Все обследованные дети получили ревакцинацию в пятилетнем возрасте. У семилетних детей с содержанием перфторированных соединений вдвое выше среднего показателя количество антител в крови было ниже на 49 процентов. По оценкам ученых, вероятность заболевания дифтерией и столбняком у детей с самым высоким уровнем перфторированных соединений повышена в четыре раза: Уровень антител у них настолько низкий, что не сможет защитить от инфекции. Перфторированные соединения — это группа фторсодержащих органических веществ, имеющих широкое применение. Они входят в состав домашнего текстиля, антипригарного покрытия посуды, жироотталкивающей упаковки для приготовления попкорна в микроволновой печи, пакетов для кур-гриль, косметики, пятновыводителей и много другого. Время полураспада перфторированных соединений в организме человека составляет от 4 до 8 лет и более.
2012	Выявлены молекулы-помощники вирусов птичьего и свиного гриппа. Канадские исследователи из Университета Британской Колумбии обнаружили ряд микроРНК, молекул-"генетических регуляторов", которые специфически захватываются вирусами птичьего и свиного гриппа при заражении человека. Работа опубликована в Journal of Virology. В ней впервые установлена роль разных микроРНК человека в жизненном цикле двух вирусов, находящихся в центре внимания деятелей здравоохранения во всем мире.Группа под руководством Франсуа Жана (Francois Jean) обнаружила два существенно отличающихся друг от друга семейства микроРНК, каждое из которых связано со "своим" вирусом. Одно ассоциировано с вирусом H1N1, который вызвал вспышку свиного гриппа 2009 года, а другое - с высоко патогенным штаммом вируса птичьего гриппа H7N7. Небольшое подсемейство микроРНК участвовало в развитии вирусной инфекции в обоих случаях. "Мы знаем, что микроРНК вовлечены в развитие многих типов рака и других заболеваний человека, но обнаружение их связи с вирусным поражением организма открывает новые возможности", - отмечает Жан. "Взаимоотношения вируса с организмом-хозяином очень сложны, но наше открытие указывает на новый уровень взаимодействия между вирусом и клетками человека, в которых он размножается", - считает ученый. Наряду с обнаружением участия микроРНК в развитии вирусной инфекции канадские исследователи также установили, что большая часть этих микроРНК переносится между клетками в микрокапсулах, которые называются экзосомами. Это, по мнению ученых, ставит вопрос о роли связанных с экзосомами генетических регуляторов в распространении инфекции. Открытие микроРНК, участвующих в инфицировании человека вирусами гриппа, может определить новые мишени для создания антивирусных препаратов широкого спектра для лечения как известных, так и, возможно, будущих штаммов вируса гриппа типа А.
2012	Испанские ученые доказали, что микроорганизмы начинают заселять человеческий организм еще в утробе матери. Результаты исследования Пилар Францино (Pilar Francino) из университета Валенсии опубликованы в Current Microbiology. Считается, что ребенок в утробе матери развивается в стерильных условиях, а первые микроорганизмы поселяются в нем при родах и после рождения под влиянием окружающей среды. Вся совокупность микроорганизмов, населяющих организм человека, называется микробиом. Первые данные о том, что микробиом может формироваться у млекопитающих до рождения, появились четыре года назад. Эстер Хименес (Esther Jimenez) из университета Комплутенсе в Мадриде (Complutense University of Madrid) давала беременным мышам молоко, содержащее меченые микроорганизмы. За день до назначенного срока родов мышам провели кесарево сечение в стерильных условиях. Затем ученые исследовали меконий (первородный кал) новорожденных мышей и обнаружили в нем меченые бактерии. Схожим путем пошла группа Пилар Францино, собрав и заморозив меконий от 20 новорожденных. Затем ученые удалили внешние слои образцов, чтобы исключить те микроорганизмы, которые попали в организм ребенка из окружающей среды после рождения, а остаток исследовали. Они обнаружили в меконии ДНК бактерий, продуцирующих молочную кислоту, таких как lactobacillus, а также ДНК кишечной палочки. Примерно у половины новорожденных оказались доминирующими лактобактерии, в то время как у другой половины преобладала кишечная палочка. Ученые предполагают, что состав микробиома влияет на формирование иммунной системы новорожденного, риски его заболеваемости и зависит от образа жизни беременной женщины. Поэтому на состав бактериальных колоний можно влиять с помощью диеты и спортивных упражнений. К тому же, Францино обнаружила, что у детей, мамы которых получили высшее образование, преобладают лактобактерии. У детей, мамы которых не учились в университетах, в составе микробиома доминирует кишечная палочка.
2012	Группа ученых из Медицинской школы имени Стритча при Университете Лойолы (Loyola University Chicago Stritch School of Medicine) в Иллинойсе под руководством Линды Брубэйкер (Linda Brubaker) доказала, что в моче содержится бактерия, которую нельзя определить при помощи стандартных методов. В исследовании участвовали женщины, не страдающие инфекциями мочевыводящих путей. Образцы мочи у них собирали различными методами: стандартным образом, при мочеиспускании через катетер, а также через иглу, вставленную в брюшную полость женщин, находящихся под наркозом. Ученые проанализировали полученные образцы при помощи стандартных посевов мочи на микрофлору, световой микроскопии и определения последовательности рибосомальной РНК. В результате тестов оказалось, что в мочевом пузыре взрослой женщины могут содержаться микроорганизмы, которые не определяются при стандартном посеве мочи на микрофлору. Такой посев традиционно используется для выявления инфекций мочевыводящих путей. Бактерии, выделенные из различных образцов, были идентичны. Ученые назвали ее "некультивируемая бактерия". Также ученые определили, что образцы мочи, полученные при стандартном опорожнении, содержали микроорганизмы из мочевого пузыря и влагалища. Сбор анализов при помощи катетера и иглы оказался более эффективен. В дальнейшем исследователи планируют определить, какие бактерии в мочевом пузыре полезны, а какие — вредны для здоровья человека. Они также хотят узнать, каким образом эти бактерии взаимодействуют между собой и с человеком. Эту информацию можно будет использовать при лечении пациентов. "В ходе дальнейших исследований нужно определить, связаны ли бактерии, найденные в мочевом пузыре, с инфекциями мочевыводящих путей. Если окажется, что они связаны с заболеваниями, то при помощи нашего исследования можно будет определить находящихся в зоне риска женщин", — пояснила доктор Брубакер.
2012	Группе биологов из университета штата Орегон впервые удалось выяснить, каким образом бактерия Helicobacter pylori, вызывающая язвенную болезнь желудка, избегает губительного влияния кислотности желудочного сока. Изучая молекулярную структуру бактерии, ученые обнаружили, что ключевую роль в процессе выживания Helicobacter pylori в агрессивной среде играет молекула мочевины, связанная с белком TlpB. Вместе они выполняют функцию кислотного рецептора. Причем, что особенно поразило исследователей, в случае Helicobacter pylori так называемый PAS-домен TlpB - ответственный за прием сигналов участок белка, обычно располагающийся внутри клетки - вынесен наружу в виде крошечной платформы и именно к ней крепится молекула мочевины. Такая нестандартная конструкция, по мнению авторов работы, позволяет оперативно получать сигнал об опасном для бактерии уровне кислотности окружающей среды, после чего Helicobacter pylori перемещается в более безопасный для себя участок желудка. При этом исследователи отмечают, что внеклеточное расположение PAS-домена бактериального хеморецептора обнаружено впервые. В случае, если молекула мочевины по каким-то причинам не связывается с рецептором, бактерия, по словам одного из авторов работы, профессора биологии института молекулярной биологии университета штата Орегон Карен Гильемин (Karen Guillemin), полностью теряет ориентацию и перестает реагировать на опасный уровень кислотности. Авторы исследования, которых цитирует Medical News Today, полагают - несмотря на то, что они пока находятся только в начале пути, выявленный механизм чрезвычайно важен для борьбы с Helicobacter pylori, чья резистентность к антибиотикам в настоящее время достигает 30 процентов. Helicobacter pylori - грамм-отрицательная бактерия, впервые обнаруженная в 1982 году. Доказано, что она вызывает у человека язвенную болезнь и даже рак желудка. При этом Helicobacter pylori присутствует в желудках примерно половины населения земного шара и у 80 процентов ее носителей она не вызывает никаких нежелательных симптомов.
2012	Изучение данных, которые были получены в разное время Национальными службами здоровья и питания США (National Health and Nutrition Examination Surveys, NHANES) в ходе обследований и опросов более 10 тысяч человек, выявило прямую пропорциональную зависимость между зараженностью Helicobacter pylori (хеликобактериозом) и уровнем гликированного гемоглобина (HbA1c) крови, который отражает процент гемаглобина, необратимо соединенного с молекулами глюкозы. Гликированный гемоглобин является показателем нарушенной толерантности к глюкозе, т.е. признаком преддиабетического состояния. В результате этого анализа было также установлено, что сочетание зараженности человека H. pylori и его избыточной массы тела ассоциировано с повышением уровня гликированного гемоглобина в большей степени, чем каждый из этих факторов в отдельности. Исследователи из Нью-Йоркского университета Ю Чен (Yu Chen) и Мартин Блейзер (Martin Blaser) проанализировали данные о зараженности Helicobacter pylori, уровне гликированного гемоглобина и образе жизни двух когорт людей, обследованных NHANES в период с 1988 про 1994 и с 1999 по 2000 годы, соответственно. В первой когорте было 7417 человек от 18 лет и старше, во второй — 6072 человека старше трех лет. Ни в одном случае зараженность бактерией не сопровождалась информацией о диагностированном диабете. Авторы отмечают, что поскольку их исследование носит феноменологический характер, сказать что-либо о причинно-следственной связи между зараженностью Helicobacter pylori и преддиабетическим состоянием нельзя. Однако, по их мнению, вряд ли диабет является причиной заражения, т.к. бактерия эта попадает в организм уже в детстве. Люди-носители Helicobacter pylori, имеющие избыточную массу тела — даже если у них не отмечены симптомы диабета - должны находиться под наблюдением врачей для того, чтобы предотвратить развитие обменного заболевания или контролировать его течение, отмечено в редакционном комментарии, который сопровождает публикацию американских ученых в апрельском номере Journal of Infectious Diseases. Редакция также обращает внимание на то, что открытие Чена и Блейзера требует подтверждения на уровне рандомизированных клинических испытаний, которые исключат возможное влияние на диабет и уровень гликированного гемоглобина препаратов, принимаемых для лечения хеликобактериоза.
2012	Американские ученые обнаружили, что населяющие кишечник грибки связаны с воспалительными заболеваниями, в частности с язвенным колитом и болезнью Крона. Результаты работы группы ученых под руководством Дэвида Андерхилла (David Underhill) опубликованы в журнале Science. Андерхилл с коллегами провели масштабное исследование, в рамках которого в кишечнике мышей обнаружили более 100 видов грибков. Это сообщество ученые назвали "микобиом". Организм млекопитающих в ответ на присутствие грибков активирует выработку белка дектина-1 лейкоцитами. Ученые провели эксперимент на мышах, в ходе которого доказали, что существует связь между микобиомом и развитием воспалительных заболеваний желудочно-кишечного тракта, в частности, язвенного колита. Грызуны, организм которых не мог продуцировать дектин-1, оказались более восприимчивы к возникновению язвенного колита, чем их здоровые собратья. Кроме того, лечение противогрибковым препаратом "Флуконазолом" позволило смягчить течение заболевания у этих животных. У людей дектин-1 кодируется геном CLEC7A. Исследователи установили, что мутантные формы гена в основном присутствовали у пациентов с язвенным колитом, трудно поддающимся лечению. На таких больных не действуют традиционные способы терапии — кортикостероиды, противовоспалительные препараты и диета. По мнению Андерхилла, мутации в гене CLEC7A приводят к развитию более тяжелой формы заболевания, поскольку этот ген связан и с другими влияющими на воспаление факторами. При этом противогрибковая терапия может улучшить состояние больного. Язвенный колит — это хроническое воспаление слизистой оболочки толстого кишечника. К его симптомам относится боль в животе, потеря веса и аппетита, общая слабость и кровотечение. У пациентов с язвенным колитом повышается риск развития колоректального рака.
2012	Американским ученым удалось обнаружить ключевой механизм формирования устойчивости возбудителя туберкулеза к антибиотикам, сообщает Medical Xpress. Туберкулез чрезвычайно плохо поддается лечению – даже в неосложненных случаях терапия этого заболевания подразумевает одновременный прием набора антибиотиков (обычно от четырех до шести) в течение как минимум полугода. При этом со временем все большее число штаммов возбудителя (Mycobacterium tuberculosis) становится устойчивым к существующим препаратам. Основная причина этого – особое строение клеточной стенки бактерии. Одним из ее компонентов являются миколовые кислоты, обеспечивающие надежную защиту микроба от внешних воздействий. Без этих кислот микобактерия погибает. Известно, что миколовые кислоты синтезируются внутри бактериальной клетки, после чего выходят через мембрану в клеточную стенку. Однако трансмембранную молекулу-переносчик долгое время найти не удавалось, несмотря на усилия многих ученых. Исследователи из Колорадского государственного университета в течение 30 лет тестировали множество различных веществ на антибактериальную активность в отношении возбудителя туберкулеза. Недавно их поиски завершились успехом – одно из веществ крайне эффективно подавляло рост микобактерий на питательной среде. Детальное изучение этого соединения и механизма его действия показало, что оно блокирует искомый трансмембранный транспортер миколовых кислот, который, таким образом, также был обнаружен. Открытие этого белка-переносчика дает новое направление поиска высокоэффективных препаратов, поскольку его блокада ведет к гибели микобактерии. Подробное описание транспортера миколовых кислот пока не приводится – недавно открытую молекулу необходимо сначала детально изучить. Вещество, благодаря которому она была обнаружена, не называется.
2012	Мир находится на пороге кризиса, вызванного устойчивостью микробов к антибиотикам, заявила в пятницу на конференции в Копенгагене глава Всемирной организации здравоохранения Маргарет Чен. Человечество, по словам Чен, имеет дело с таким уровнем антибиотикоустойчивости, что эта ситуация может означать "конец медицины как мы ее знаем". Мы вступаем в "пост-антибиотиковую эпоху", - подчеркнула Чен. Каждый разработанный когда-либо антибиотик в любой момент может стать бесполезным. По словам Чен, врачи лишаются так называемых "антибиотиков первого ряда". В результате, манипуляции, прежде бывшие рутинными, становятся попросту невозможны. Это в равной мере касается как лечения таких инфекций как туберкулез или малярия, так и банальной хирургической обработки порезов. репараты, заменяющие утратившую свою активность антибиотики, становятся всё дороже, а чтобы добиться того же эффекта, нужны всё более продолжительные курсы лечения. "Такие обычные вещи как ангина или царапина на коленке и у ребенка снова станут смертельно опасны", - сказала Чен. Смертность пациентов, инфицированных антбиотикоустойчивыми штаммами микроорганизмов в некоторых случаях увеличивается на 50 процентов. При этом использование малораспространенных антбиотиков нередко требует госпитализации, сопряжено с токсическим воздействием на организм пациента и всегда дороже. Условия для этого кризиса, отметила глава ВОЗ, формировались десятилетиями. Основными причинами для него является некорректное использование антбактериальных препаратов, которые выбираются неправильно, принимаются слишком часто или слишком длительно. ВОЗ призывает правительства стран мира поддержать исследования анбиотикорезистентности. "Недостаток средств в арсенале врачей требует инноваций", - говорится в сообщении.
2012	Найден способ преодоления устойчивости микробов к популярным антибиотикам. Американские ученые из детского госпиталя Св. Иуды (St. Jude Children's Research Hospital) в Мемфисе установили точный механизм воздействия сульфаниламидных препаратов на микроорганизмы. Кроме того, они обнаружили у бактерий уязвимость, которая позволит создать новый вид антибиотиков. Результаты восьмилетней работы Стивена Уайта (Stephen White) с коллегами опубликовал журнал Science. Сульфаниламидные лекарства, или сульфаниламиды, были открыты в 1930-х годах и стали первыми широко распространенными антибиотиками. Механизм их антибактериального действия заключается в нарушении образования в клетках микроорганизмов необходимой для их развития фолиевой кислоты. Сульфаниламиды связываются с белком-ферментом дигидроптероатсинтетазой, катализирующим реакцию синтеза фолиевой кислоты, и препятствуют его работе. Многие виды микроорганизмов быстро выработали устойчивость к данному виду антибиотиков. Полностью исследовав этот процесс, ученые обратили внимание, что на одном из этапов взаимодействия фермент образует две длинные гибкие петли, при помощи которых с ним связывается одна из молекул, участвующих в реакции синтеза фолиевой кислоты. Именно с использованием этих петель в качестве мишени авторы исследования связывают свои надежды на создание нового класса лекарств. Они считают, что устойчивость против таких антибиотиков микроорганизмам выработать будет трудно.
2012	Ученые обнаружили, что микробы, которые более 4 миллионов лет находились в изоляции от внешнего мира, оказались устойчивы к самым современным антибиотикам. Работа опубликована в журнале PLoS ONE. Биологи исследовали бактерии из одной из самых глубоких в мире пещер Lechuguilla, находящейся в штате Нью-Мексико, США. Она была открыта в 1986 году и с тех пор доступ в нее был закрыт для посторонних. Пещеру обследовали только очень немногие специалисты. Кроме того, пещера защищена мощными горными породами. Воде, чтобы просочиться сквозь них требуется около 10 тысяч лет. Таким образом, обитающие там пещерные бактерии были полностью изолированы от антибиотиков, произведенных человеком за последние 80 лет. Ученые отбирали образцы микробов из дальних уголков 200-километровой пещеры (они следили за тем, чтобы поблизости от точек отбора не было следов присутствия других исследователей). После отбора бактерий выращивали на питательных средах и проверяли на устойчивость к 26 известным антибиотикам. Оказалось, что большинство найденных бактерий обладают устойчивостью хотя бы к одному из антимикробных веществ. Многие обнаружили одновременную устойчивость к совершенно разным соединениям. Среди них были вещества, действующие на разные жизненно важные функции микробов - синтез белка, ДНК, строительство клеточной стенки. Вещества, действующие на разные внутриклеточные мишени не имели между собой ничего общего, тем не менее многие из пещерных микробов имели множественную устойчивость. Четыре штамма пещерных бактерий оказались устойчивы к 14 из 26 испробованных учеными антибиотиков. Среди исследованных микробов ученые нашли даже такие, что были устойчивы к даптомицину - последнему средству при лечении от инфекций с множественной устойчивостью. Среди способов, с помощью которых бактерии не давали антибиотикам себя убивать, нашлись и такие, которые до сих пор были не известны микробиологам. Ученые обнаружили у бактерий новые виды ферментов, разрушающих и "портящих" антимикробные вещества. К счастью, среди пещерных бактерий не было вызывающих болезни штаммов. Авторы считают, что результаты находки прежде всего говорят о том, что устойчивость к антибиотикам не является исключительно следствием деятельности человека. Конечно, существуют данные, что в окружающей среде количество устойчивых бактерий с начала промышленного производства антибиотиков существенно выросло. Однако, это не значит что сами механизмы устойчивости были изобретены микробами только в последние 80 лет. Во-первых, устойчивость - оборотная сторона производства, ведь производитель должен быть устойчив к своим собственным антибиотикам. Во-вторых, бактериальным сообществам гораздо больше лет чем человечеству, и, видимо механизмы устойчивости были выработаны очень давно. Остается только вопрос об отборе, который поддерживал в изолированных бактериальных сообществах устойчивость к редким антибиотикам и не давал исчезнуть ее генам.
2012	Биологи обнаружили, что несколько разных классов антибиотиков, оказывающих воздействие на совершенно разные бактериальные мишени, убивают микробов, повреждая ДНК. Работа опубликована в журнале Science. Действие антибиотиков, то есть веществ, специфически убивающих микробы, основано на больших различиях между бактериями и животными. Антибиотики связываются только с бактериальными мишенями и не дают микробам синтезировать белки (аминогликозиды), ДНК (хинолоны) или клеточную стенку (бета-лактамы). Эти механизмы кажутся совсем не связанными друг с другом, но ученые выяснили, что все три класса веществ убивают бактерии одним и тем же способом: они вызывают накопление в клетке неправильных нуклеотидов. В 2007 году было показано, что действие трех разных классов антибиотиков приводит к образованию большого количества активированных форм кислорода (радикалов), но как именно это вызывает гибель клетки, было не понятно. Из новой работы следует, что активированный кислород приводит к образованию испорченных нуклеотидов, которые встраиваются в ДНК, что вызывает включение системы исправления ошибок. Именно эта система (в норме очень нужная организму) вносит разрывы в ДНК и убивает бактерии. Группа авторов первоначально работала над изучением механизма работы копирующего ДНК фермента DinB и пыталась выяснить, почему клетки, синтезирующие его в избыточном количестве, умирают. Оказалось, что при синтезе ДНК этот фермент использует не только правильные строительные материалы - нуклеотиды A T G и C, но может также использовать испорченный окислением вариант G (8-оксо-dG). Более того, внося поврежденные нуклеотиды, фермент часто ошибается и вместо правильных пар между цепями ДНК (A-T и G-C) образуются неправильные ("испорченный G"-A). Клетка умеет исправлять внесенные ошибки - существуют специальные ферменты, которые вырезают один из нуклеотидов такой пары, и заменяют его на правильный. Однако система исправления ошибок может справляться только с небольшим их количеством. Если ошибок становится слишком много, ее работа в конце концов убивает клетку. Дело в том, что когда неправильно спаренных нуклеотидов становится слишком много, исправляющие ферменты вырезают очень много испорченных букв и фактически разрывают ДНК на куски. Клетка с разорванной ДНК не может делится и в конце концов умирает. Поэтому, когда в клетке либо синтезируется большое количество DinB (имеющего тенденцию вносить испорченные нуклеотиды), либо когда таких нуклеотидов просто становится очень много (из-за воздействия антибиотиков) и они попадают в ДНК и без DinB, - все это приводит к гибели бактерии. Авторы надеются, что исследования помогут разработать новые антимикробные вещества и понять механизмы устойчивости. Недавно у микробов, изолированных от действия человека в пещере более 4 миллионов лет обнаружили гены устойчивости к самым современным антибиотикам.
2012	Американские ученые установили, что искусственно созданный белок EP67 за два часа может активировать иммунную систему при заражении любым штаммом вируса гриппа и предотвратить развитие заболевания. Результаты работы ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего (University of California, San Diego), выполненной под руководством Джой Филипс (Joy Phillips), опубликованы в журнале PLoS ONE. Синтетический белок EP67 обычно используется в вакцинах в качестве повышающего иммунитет вещества. Он обладает сродством к рецептору полипептида C5a, который играет существенную роль в защите организма от бактериальной, вирусной и грибковой инфекции. C5a относится к анафилотоксинам и является частью системы комплемента, представляющей собой ряд белков, постоянно присутствующих в крови и участвующих в иммунном ответе организма. Анафилотоксин связывается с рецепторами на поверхности зараженных клеток и вызывает приток лейкоцитов к ним. Кроме того, C5a может напрямую воздействовать на нейтрофилы и моноциты, ускоряя поглощение патогенов. Филипс и ее коллеги установили, что EP67 можно использовать как при профилактике, так и при лечении гриппа. Они проводили эксперименты на мышах, которых заражали вирусом гриппа А (к нему относятся так называемый "птичий" и "свиной" грипп), а затем в течение 24 часов после инфицирования вводили им EP67. В качестве контрольной группы выступали зараженные мыши, которым не давали лекарство. После заражения вирусом гриппа при стандартном течении заболевания мыши обычно теряют 20 процентов массы тела. Грызуны, которых лечили экспериментальным препаратом, похудели на шесть процентов. Животные, которым ввели лекарство до появления симптомов, не заболели. Кроме того, ни одна мышь, получившая EP67 спустя 24 часа после заражения летальной дозой вируса, не умерла. Поскольку EP67 активирует иммунную систему, а не воздействует на вирус, то его можно использовать при заражении любым штаммом вируса гриппа, в том числе неизвестным. Филипс отметила, что скорее всего этот белок можно применять и при лечении других респираторных заболеваний и грибковых инфекций. В дальнейшем ученые планируют исследовать действие EP67 на ряд других патогенов.
2012	Американские биохимики открыли механизм взаимодействия ротавирусов с клетками, сообщает EurekAlert!. Результаты исследования Венкатарама Прасада (Venkataram Prasad) из Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) и его коллег опубликованы в Nature. От ротавирусной инфекции, или кишечного гриппа, ежегодно умирает около полумиллиона человек по всему миру. Вирус проникает в слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, в основном поражая тонкий кишечник. При изучении ротавирусов группа Прасада исходила из механизма проникновения этих микроорганизмов в клетки животных: белок капсидной оболочки под названием VP4 связывается с гликаном — полисахаридом клеточной мембраны, на конце которого находится сиаловая кислота. Ученые предположили, что в кишечнике человека ротавирус связывается с гликанами, также имеющими в своей структуре сиаловую кислоту. Они изучили взаимодействие различных гликанов с одним из доменов белка VP4. Ученые установили, что с белком вируса связывается один тип гликана, который является антигеном второй группы крови. Этот антиген не содержит сиаловую кислоту. Исследование структуры домена белка VP4 кристаллографическим методом показало, что для соединения с этим гликаном белок капсида претерпевает ряд изменений. Прасад провел исследования на клеточных линиях и обнаружил, что клетки, в которых присутствует этот антиген, легко заразить ротавирусом. Напротив, клетки без антигена оказалось заразить сложнее. Блокирование антигена второй группы крови при помощи антител позволяло предотвратить проникновение вируса в клетку. В ходе работы ученые обнаружили еще один штамм ротавируса, который действует таким же образом. "Сейчас вопрос стоит так: используют ли разные штаммы антивирусов антигены других групп крови аналогичным образом?" - отметил Прасад.
2012	В результате совместной работы британским и бельгийским ученым удалось обнаружить, каким образом эндогенные ретровирусы сохранили свое присутствие в организме млекопитающих в течение миллионов лет. Работа доктора Роберта Бельшо (Robert Belshaw) из Оксфордского университета и его коллег из Института медицинских исследований имени Рега (Rega Institute for Medical Research) в Бельгии опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Эндогенные ретровирусы (ERV) — это следы древних вирусов, которые постоянно находятся в геноме млекопитающих и других позвоночных. В качестве части генома они передаются последующим поколениям. Ученые установили, что многие эндогенные ретровирусы утратили ген, который обеспечивал им возможность проникновения внутрь клетки и перемещения вируса между клетками. Таким образом, жизненный цикл вирусных частиц проходил вместе с клеткой-хозяином. При этом количество частиц возросло в 30 раз по сравнению с инфекционным заболеванием. Ученые использовали для исследования генетический данные 38 млекопитающих, в том числе крыс, летучих мышей, слонов, дельфинов и людей. Из него Бельшо с коллегами восстановили участки генома эндогенных ретровирусов и обнаружили, что один из вирусов вторгся в геном общего предка около 100 миллионов лет назад. Остатки этого вируса были найдены в геноме всех млекопитающих в исследовании. Также они нашли остатки генома инфекции, поразившей ранних приматов. "Это история эпидемий, находящаяся внутри генома животных, история, которая насчитывает 100 миллионов лет и продолжается по сей день", - подчеркнул Бельшо в интервью изданию. "Мы подозреваем, что эти вирусы были вынуждены сделать выбор: или сохранить свою вирусную природу и передаваться только между животными и видами животных, или внедриться в один геном и затем чрезвычайно распространиться внутри него", - отметил Бельшо. Существуют доказательства того, что ДНК, внедренные вирусами, могут сослужить хорошую службу. Например, белок цинцитин, кодируемый геномом вирусной ДНК, участвует в формировании плаценты.
2012	В результате совместной работы американские и британские ученые открыли ген вируса гриппа, при подавлении которого заболевание протекает в более тяжелой форме. Результаты работы группы исследователей из шести различных институтов под руководством профессора Пола Дигарда (Paul Digard) из университета Эдинбурга опубликованы в журнале Science. Через 30 лет после того, как впервые был расшифрован геном вируса гриппа, международная группа исследователей проанализировала изменения в генетической информации тысяч различных штаммов и обнаружила ген, "помогающий" вирусу контролировать иммунный ответ организма-хозяина. Геном вируса гриппа, диаметр которого варьирует от 80 до 120 нанометров, насчитывает 12 генов, представленных фрагментами РНК. Ученые установили, что в третьем сегменте находится ген под названием PA-X, кодирующий одноименный белок. Этот ранее неизвестный белок подавляет экспрессию генов в клетке организма-хозяина. При нарушении "работы" гена PA-X в клетке возрастает активность трех сигнальных путей — воспалительного, апоптического и Т-лимфоцитарного, что приводит к избыточному иммунному ответу и, как следствие, более тяжелой форме заболевания. Чтобы подтвердить результаты своего исследования, ученые заразили одну группу мышей вирусом гриппа с активным, а другую — с "выключенным" геном PA-X. Заболевание у мышей из первой группы протекало в более легкой форме, впоследствии они выздоровели. "То, что мы обнаружили этот ген, уже очень важно. Но еще важнее роль PA-X, которую он играет в иммунном ответе организма", - отметил профессор Дигард. В конце марта 2012 года другая группа исследователей в клетках пациентов обнаружила ген, отвечающий за противостояние организма вирусу гриппа. Оказалось, что больные, унаследовавшие мутантный ген, попадают в больницу даже при заражении низкопатогенным штаммом вируса гриппа. Люди, у которых этот ген экспрессируется нормально, легче переносят инфекцию и, как правило, не умирают от гриппа.
2012	Ученые из института Сэнгера (Wellcome Trust Sanger Institute) обнаружили ген, отвечающий за противостояние организма вирусу гриппа. Работа опубликована в журнале Nature. Пол Келльман (Paul Kellman) с коллегами обследовал 53 пациентов, госпитализированных как с сезонным, так и с пандемическим гриппом. Они обнаружили, что большинство этих больных имеет редкую мутантную форму гена IFITM3, при которой интерферон-индуцируемый трансмембранный белок 3 (IFITM3) не производится в клетках организма или производится в недостаточном количестве. Ранее были опубликованы исследования, доказывающие, что клетки начинают вырабатывать IFITM3 в ответ на интерферон, который, в свою очередь, сигнализирует о наличии инфекции. Белок IFITM3 препятствует продвижению вирусов к клеточному ядру, где происходит его размножение. В основном пептид влияет на вирусы, проникающие в клетку внутри пищеварительной вакуоли. Так происходит, например, с вирусами гриппа и тропической лихорадки. Участок поверхности клетки, к которому присоединился вирус, погружается в цитоплазму и превращается в вакуоль. Вакуоль, стенка которой состоит из цитоплазматической мембраны, может сливаться с другими вакуолями или ядром. Так вирус доставляется в любой участок клетки. Для исследований in vivo Келльман вывел мышей с отсутствующим геном IFITM3. Затем ученые заразили животных низкопатогенной формой вируса гриппа. Из-за отсутствия в клетке IFITM3 репликация вируса увеличивалась в 10 раз, он глубже проникал в легкие грызунов и приводил к тяжелой форме пневмонии. "Мыши с отсутствующим геном IFITM3 при столкновении с обычным, низкопатогенным вирусом гриппа заболевали пневмонией. Течение болезни у животных было аналогично "испанке", пандемия которой была вызвана в 1918 году высокопатогенным штаммом вируса," — отмечают ученые. Исследователи полагают, что на основе белка IFITM3 следует разработать лекарство, которое может быть эффективно против различных вирусов.
2012	Вакцинация беременных от гриппа не только защищает мать от болезни, но и приносит пользу плоду. У привитых матерей значительно снижается риск преждевременных родов и рождения доношенного ребенка с низким весом, их дети реже не доживают до родов или гибнут во время них. К такому выводу пришла группа канадских ученых, изучая статистику рождений, произошедших в провинции Онтарио в период эпидемии гриппа H1N1 в 2009 - 2010 годах. Их работа опубликована в июньском номере American Journal of Public Health. Предметом исследования авторов публикации стала информация об исходе 55 570 одноплодных беременностей, занесенная в демографическую базу данных провинции Онтарио с ноября 2009 по апрель 2010 года. 42 процента беременных были вакцинированы от гриппа, остальные - нет. Сравнивая данные о рождениях, исследователи обнаружили, что для получивших прививку на 34 процента (то есть на треть) снизилась вероятность рождения мертвого ребенка, на 28 процентов - вероятность родов на сроке до 32 недель и на 19 процентов - вероятность рождения ребенка с весом, не соответствующим его гестационному возрасту. Авторы работы также подчеркивают, что ими не было обнаружено никаких отрицательных последствий вакцинации для здоровья матери и ребенка в перинатальный период. По словам одного из соавторов, доктора Энн Спрэгью (Ann Sprague), результаты исследования оказались неожиданными для самих членов команды. "Нас удивила убедительность и несомненность тех преимуществ, которые получают матери и дети от вакцинации", - цитирует Спрэгью EurekAlert!. В то же время авторы работы указывают, что исследования в этой области должны быть продолжены.
2012	Американские ученые установили, что клетки легких реагируют на давление, которое создается при искусственной вентиляции легких (ИВЛ), как на инфекцию, сообщает Medical Xpress. Именно это является причиной воспалительного процесса, очень часто возникающего у подключенных к аппарату пациентов. Открытие группы ученых из Университета штата Огайо (Ohio State University), сделанное под руководством Самира Гадиали (Samir Ghadiali), опубликовано в журнале Federation of American Societies for Experimental Biology (FASEB Journal). В ходе серии экспериментов ученым также удалось обнаружить механизм, запускающий этот воспалительный процесс. Оказалось, что в ответ на давление, создаваемое при искусственной вентиляции, клетки легких вырабатывают белки семейства TLRs (toll-like receptors). TLRs играют ключевую роль в системе врожденного иммунитета - они "узнают" бактериальные токсины и сигнализируют об этом иммунной системе. В ответ на эти сигналы секретируются провоспалительные цитокины (регулирующие иммунный ответ небольшие пептиды). Воспалительный процесс, вызванный механическим давлением на клетки легких, поддерживается все время, пока пациент на ИВЛ. Очень часто он сохраняется даже после того, как пациент излечился от того заболевания, которое и привело к необходимости искусственной вентиляции легких. "Мы доказали, что клетки отвечают на механическое воздействие (давление) так, как если бы оно вызывало воспаление. Они почти воспринимают давление как бактериальный токсин — клеткам оно не нравится", - объяснил Гадиали. Кроме того, в ходе работы было обнаружено, что на регуляцию этого воспалительного процесса влияют молекулы микро-РНК под названием miR-146a. Было доказано, что количество активированной miR-146a возрастает при увеличении давления. Мишенью miR-146a являются два белка семейства TLRs, которые и были обнаружены Гадиали и его коллегами. Из этого авторы работы сделали вывод, что снизить воспаление в легких пациента, находящегося на ИВЛ, можно двумя способами: регуляцией количества miR-146a или TLRs. Ученые установили, что избыточное количество микро-РНК в клетках легких приводит к снижению уровня белков семейства TLRs, что, в свою очередь, вызывает уменьшение секреции провоспалительных цитокинов. Другой мишенью при лечении воспаления исследователи считают сами TLRs. Экспериментальные лекарства, действующие на микро-РНК и TLRs, они планируют испытать на грызунах в ближайшее время.
2012	Группа инженеров Иллинойского университета разработала устройство для неинвазивного обследования среднего уха на наличие бактериальной пленки, которая вызывает хронические инфекционные заболевания органа слуха. Новый прибор позволяет проводить мгновенную трехмерную визуализацию объекта, публикация о нем представлена в Proceedings pf the National Academy of Sciences. Действие этого устройства основано на методе оптической когерентной томографии, который Стивен Боппарт (Stephen Boppart) с коллегами адаптировали к исследованию среднего уха и сканированию внутренней поверхности барабанной перепонки на наличие бактериальной пленки. Это обследование подобно ультразвуковому зондированию, однако вместо акустических волн используется оптическое излучение. Известно, что хронические инфекции среднего уха вызваны образованием биопленки, состоящей из бактерий или других микроорганизмов, на внутренней стороне барабанной перепонки. Своевременное выявление этой пленки очень важно для эффективного лечения хронических инфекций среднего уха, которые могут быть причиной серьезных осложнений вплоть до глухоты. Между тем инфекции среднего уха диагностируются трудно, и врач, проводящий обследование с помощью отоскопа видит только наружную поверхность барабанной перепонки, но не находящуюся с обратной стороны биопленку. Установить наличие микробной пленки можно лишь инвазивным тестом, который вызывает у пациента дискомфорт и не является рутинным. "Мы направляем пучок света в слуховой канал, он рассеивается и отражается от барабанной перепонки, а также находящейся на ее внутренней поверхности биопленки", - поясняет один из авторов публикации Сак Нгуен (Cac Nguyen). Ученые измеряют отражение и по полученным данным могут установить не только наличие микробной пленки, но также ее тощину и расположение относительно барабанной перепонки. Прибор выявил наличие биопленки у всех пациентов с инфекциями среднего уха, тогда как ни у одного здорового участника эксперимента никаких признаков микробного присутствия за барабанной перепонкой на обнаружено не было. Скорость, с которой производится визуализация внутренней поверхности среднего уха – доли секунды – позволяет проводить безболезненное обследование у маленьких детей, которых трудно удержать в неподвижном положении.
2012	Ученые из Китая и Австралии разработали автономный плазменный стерилизатор. Статья группы разработчиков из Хуачжунского университета науки и технологии, Сиднейского университета, а также Городского университета Гонконга опубликована в Journal of Physics D: Applied Physics. В настоящее время плазменные стерилизаторы применяются для обеззараживания хирургических инструментов. Однако такие устройства являются дорогостоящими и громоздкими. Кроме того, они производят высокотемпературную плазму. Стерилизаторы, работающие при более низких температурах, в свою очередь, нуждаются в постоянных источниках электричества и газа. Совместная разработка китайцев и австралийцев представляет собой портативное устройство, которое работает от 12-вольтового элемента питания. Во время работы каждую секунду прибор генерирует 20 тысяч электрических импульсов продолжительностью около ста наносекунд каждый. При этом устройство не нуждается в подаче газа, а рабочая температура плазмы на выходе составляет от 20 до 23 градусов Цельсия. В ходе испытаний стерилизатора использовались пленки, на которые были нанесены 17 слоев бактерии Enterococcus faecalis, устойчивой к действию антибиотиков и высоких температур. Пяти минут обработки плазмой оказалось достаточно, чтобы уничтожить микроорганизмы в наиболее глубоких слоях на пленке. Разработчики отметили, что такой аппарат можно применять для стерилизации в полевых условиях, при обработке ран он не оставит ожогов на поверхности кожи. По оценкам специалистов, себестоимость устройства при производстве не превысит 100 долларов США.
2012	Американским ученым удалось дезинфицировать воду при помощи солнечного света и сока лайма так же хорошо, как при кипячении. Профессор Келлогг Шваб (Kellogg Schwab) с коллегами из Блумбергской школы общественного здоровья при Университете Джонса Хопкинса (Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health) опубликовали результаты исследования в апрельском номере American Journal of Tropical Medicine and Hygiene. Дезинфекция воды при помощи солнечного света — один из широко распространенных способов получения питьевой воды в низкодоходных регионах. Применение этой методики, рекомендованной UNICEF, позволяет существенно уменьшить заболеваемость диареей. При ее использовании следует наполнить пластиковую бутылку одним или двумя литрами воды, а затем выставить емкость на солнце минимум на шесть часов. В облачную погоду это время увеличивается до 48 часов. Для уменьшения времени дезинфекции Шваб с коллегами использовали солнечный свет в сочетании с соком лайма, в котором содержатся псоралены — вещества, образующие связи с пиримидиновыми основаниями (в частности, с урацилом, цитозином и тимином) под действием ультрафиолета. После присоединения псораленов меняется структура ДНК бактерий, вследствие чего прекращается их размножение. Авторы работы наполнили пластиковые бутылки водой, содержащей кишечную палочку (Escherichia coli), бактериофаг MS2 и мышиный норовирус. В качестве вспомогательных веществ был добавлен сок лайма, его суспензия или синтетические псоралены. После воздействия на жидкость солнечного света и ультрафиолетового излучения исследователи обнаружили существенное уменьшение концентрации кишечной палочки и бактериофага в бутылках с добавлением сока лайма или суспензии в сравнении с водой, которую просто выставляли на солнце. Количество норовирусов при этом уменьшилось незначительно. Исследователи пришли к выводу, что лимонная кислота и псоралены под действием ультрафиолета совместно влияют на популяцию микроорганизмов. "Предыдущие исследования показали, что половина больничных коек заняты людьми с заболеваниями, связанными с некачественной питьевой водой. Дезинфекция воды солнечным светом в сочетании с соком лайма (30 миллилитров сока на 2 литра воды) уменьшает содержание кишечной палочки всего за 30 минут. Такого же результата можно достичь при кипячении", - отметил Шваб.
2012	Гарвардские клеточные биологи из Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital) совершили прорыв на пути создания лекарств для лечения муковисцидоза, смертельного заболевания, уносящего ежегодно около 500 жизней во всем мире. Исследователи перепрограммировали клетки кожи пациентов с муковисцидозом в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPS), которые сходны с эмбриональными стволовыми клетками, и вырастили из них легочный эпителий, специфический для больных с муковисцидозным поражением дыхательных путей. Эту ткань гарвардские исследователи сейчас могут выращивать в неограниченном количестве. Все клетки полученного в лаборатории эпителия содержат мутацию дельта 508, которая обусловливает около 70 процентов всех случаев муковисцидоза и 90 процентов заболевания, выявляемого в США. Кроме того, ее клетки несут также мутацию G551D, которая обнаруживается у двух процентов всех пациентов с муковисцидозом. Работа выполнена под руководством Джаяраджа Раджагопала (Jayaraj Rajagopal) и опубликована в приложении к журналу Cell Stem Cell. По словам одного из директоров Гарвардского Института стволовых клеток (Harvars Stem cell Institute) Дугласа Мелтона (Douglas Melton), "результаты этого исследования делают возможным получение миллионов клеток для скрининга лекарственных препаратов, и впервые в качестве мишеней для экспериментальных лекарств могут стать клетки людей, больных муковисцидозом". Эпителиальная ткань, созданная Раджагопалом с коллегами, предоставляет клетки также для исследования таких заболеваний органов дыхания как астма, рак легких и хронический бронхит. Это может форсировать разработку методов лечения и для этих болезней.
2012	Исследователи из Университета Иллинойса установили, что присутствующие в мышечной ткани взрослые стволовые клетки - это реакция на физические нагрузки, сообщает MedicalXpress со ссылкой на PLoS One. По мнению авторов, это открытие может объяснить связь между физическими упражнениями и здоровым мышечным тонусом. Нормальный мышечный тонус означает сохранение мышцей своей эластичности и определенного напряжения даже в состоянии покоя. Группа исследователей под руководством Марни Боппарта (Marni Boppart) обнаружила накопление в мышечной ткани физически активных мышей мезенхимных стволовых клеток. Это стволовые клетки способны дифференцироваться в несколько типов клеток различных органов и тканей (например, в костную, мышечную, хрящевую, жировую ткани). Известно, что мезенхимные стволовые клетки в скелетных мышцах способствуют их восстановлению после повреждений. "Поскольку некоторые повреждения мышц может вызывать и физическая активность, связанная с мышечным напряжением, мы заинтересовались, не является ли накопление мезенхимных стволовых клеток естественной реакцией на физическую активность и не оказывают ли эти клетки благотворного влияния на регенерацию мышечной ткани и процессы роста, следующие за физическими упражнениями", - отмечает профессор Боппарт. Наблюдая накопление мезенхимных стволовых клеток в мышечной ткани мышей после интенсивной физической активности грызунов, ученые обнаружили, что хотя сами стволовые клетки в образовании новых мышечных волокон не участвуют, они выделяют факторы роста, которые стимулируют объединение отдельных клеток мышечной ткани в волокна и, следовательно, образование новых мышц. По словам авторов, мезенхимные клетки предоставляют клеточный базис для поддержания здорового мышечного тонуса. Ключевым моментом в этом исследовании была стимуляция у мышей физической активности перед выделением из их мышечной ткани стволовых клеток с тем, чтобы запустить механизм выброса последними благотворных ростовых факторов. После этого ученые окрашивали выделенные стволовые клетки флуоресцентыми маркерами и вносили их другим мышам, ослеживая таким образом взаимодействие мезенхимных стволовых клеток с другими клетками мышечной ткани. Кроме того, авторы изучали реакцию клеток на мышечное напряжение и установили, что мезенхимные стволовые клетки наиболее чувствительны к механическому воздействию, что указывает на влияние степени напряжения мышцы на биохимическую активность ее клеток. Открытие роли мезенхимных стволовых клеток в поддержании здорового мышечного тонуса может привести к разработке новых методов восстановления пораженных мышц, а также сохранения утрачиваемой с возрастом мышечной активности.
2012	Американским ученым удалось восстановить поврежденные суставные хрящи у мышей с остеоартрозом, сообщает Science News. Исследование провела группа специалистов под руководством Кристен Джонсон (Kristen Johnson) из Института геномики при Исследовательском фонде Novartis. Отчет об их работе опубликован в журнале Science. Джонсон и ее коллеги изучили около 22 тысяч химических соединений, обнаруживаемых в хрящевой ткани. Исследователи выяснили, что под воздействием одного из веществ (картогенина) мультипотентные стволовые клетки соединительной ткани зародыша (мезенхимы) превращаются в хондроциты, из которых состоит ткань хрящей. В ходе лабораторных исследований на клеточных культурах ученые описали молекулярные механизмы, благодаря которым картогенин стимулирует рост хрящевой ткани. Группа Джонсон также провела серию экспериментов на мышах с поражением хрящей аналогичным тому, которое обуславливает развитие деформирующего остеоартроза. По результатам экспериментов, после введения картогенина в пораженной хрящевой ткани мышей снизилось количество белка, уровень которого считается показателем тяжести заболевания. Кроме того, через шесть недель введения картогенина в коленные суставы, больные остеоартрозом грызуны смогли снова подняться на ноги. Остеоартроз является самой распространенной формой поражения суставов. В США этим заболеванием страдают около 27 миллионов человек. Болезнь встречается у двух процентов американцев моложе 45 лет, у 30 процентов в возрастной категории от 45 до 64 лет, а также у 63-85 процентов пожилых людей.
2012	Группа ученых и студентов из университета штата Пенсильвания, занимающихся изучением свойств пищевых продуктов, разработала способ изготовления пластырей и другого перевязочного материала из нановолокон крахмала. В отличие от обычных, такие пластыри не требуют отклеивания, они разлагаются прямо на коже и превращаются во впитываемую организмом глюкозу. Авторы исследования полагают, что у крахмальной "нанобумаги" широкие коммерческие перспективы, так как крахмал - очень распространенный в природе полимер, и он сам, и процесс получения из него ультратонких волокон сравнительно дешев. Из крахмальных нановолокон, предполагают ученые, можно будет изготавливать туалетную бумагу, одноразовые носовые платки и другие подобные изделия, которые будут растворяться, не нанося ущерб окружающей среде. На свое изобретение авторы уже получили предварительный патент.

2012	Группа исследователей из Гарвардского университета провела успешный эксперимент по выращиванию в лабораторных условиях яйцеклеток из стволовых клеток, взятых из яичника молодой женщины. Тем самым, по мнению авторов исследования, опровергнута бытующая догма о том, что яичники изначально содержат ограниченный и невозобновляемый запас яйцеклеток, который истощается за период детородного возраста женщины. Как заявил BBC News возглавлявший группу профессор Джонатан Тилли (Jonathan Tilly), директор центра репродуктивной биологии Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital), в недалеком будущем, благодаря полученным результатам, может быть сделан революционный прорыв в сфере репродукции человека. Теорию о том, что женский организм в течение детородного возраста не пользуется лишь данным при рождении запасом, а производит потенциальные источники новых яйцеклеток, Тилли выдвинул еще в 2004 году. Тогда ему и его коллегам удалось выделить такие клетки у мышей. На этот раз объектом исследования Тилли и его группы стали ткани яичника, удаленного у 20-летней женщины. Ученые выделили из них стволовые клетки благодаря специфическому белку DDX4, покрывающему их поверхность. Затем эти клетки были помечены зеленым флуоресцентным белком. Далее ученые наблюдали, как в лабораторных условиях в течение двух недель из меченых клеток развились ооциты - незрелые яйцеклетки. Эти ооциты затем были возвращены в ткани яичника, которые, для обеспечения хорошего кровеснабжения, были вживлены под кожу живой мыши. Там ооциты созрели и превратились в зрелые яйцеклетки, которые, как утверждают авторы исследования, по своим функциональным характеристикам ничем не отличаются от тех, которые производятся в женском организме естественным путем. По словам Тилли, новая технология дает возможность создания неограниченного количества яйцеклеток. Команда Тилли уже продвигает идею создания банков ооцитных стволовых клеток, которые могут быть заморожены и храниться в течение долгого времени. Это может помочь зачать ребенка женщинам, страдающим раком или бесплодием, полагает Тилли. В то же время ряд специалистов полагает, что прежде, чем поставить производство яйцеклеток на поток, необходимы многолетние дополнительные исследования в этой области.
2012	Группа ученых из Уорвикского и Бирмингемского университетов попыталась выяснить, почему из миллионов сперматозоидов, попадающих в женские половые пути во время эякуляции, лишь нескольким десяткам удается достичь яйцеклетки. В результате проведенных экспериментов обнаружилось, что все зависит от способа навигации - большинство сперматозоидов двигаются не по центру, а "от стенки к стенке" и их заносит на виражах. Известно, что для того, чтобы добраться до яйцеклетки, сперматозоидам необходимо пройти по узким, извилистым, наполненным вязким секретом каналам. В ходе экспериментов исследователи с помощью шприца "запускали" мужские половые клетки в специально созданный лабиринт микро-каналов и наблюдали за их поведением. Выяснилось, что сперматозоиды, вместо того, чтобы перемещаться наиболее быстрым способом, по центральному сечению канала, чаще всего делают это способом "от стенки к стенке". То есть они движутся всей "толпой" вдоль стенок канала, а достигая места изгиба, когда направление движения резко меняется, под разными углами врезаются в противоположную стенку и, зачастую, друг в друга, чтобы затем "отлететь" в обратном направлении. Все это напомнило авторам работы участников автогонок. Такой метод передвижения выводит по дороге из строя большую часть мужских половых клеток. До места добираются лишь те, кто смог без потерь преодолеть лабиринт, либо все-таки двигаясь по серединному руслу канала, либо успешно "выруливая" на виражах. По словам другого автора, доктора Джексона Кирман-Брауна (Jackson Kirman-Brown) из Бирмингемского университета, предыдущие исследования их группы показали, что на успешность продвижения каждого отдельного сперматозоида определяющее влияние оказывает также форма его головки. Совокупность этой информации и результатов последнего исследования позволит, полагает Кирман-Браун, по-новому взглянуть на методы отбора мужских половых клеток при искусственном оплодотворении.
2012	Ученые из нескольких стран открыли ген, который влияет на созревание спермы, сообщает EurekAlert! Результаты совместной работы генетиков из Великобритании, Болгарии и Австралии опубликованы в журнале PLoS Genetics. В ходе экспериментов ученые установили, что ген Katnal1 влияет на поздние стадии сперматогенеза. Он необходим для регулирования работы микротрубочек клеток Сертоли, в углублениях плазматической мембраны которых находятся развивающиеся сперматозоиды. Сборка и восстановление микротрубочек позволяет сперматозоидам циркулировать внутри яичек в процессе созревания. Регулирует этот процесс ген Katnal 1. Ученые также вывели самцов мышей с отсутствующим геном Katnal1, которые были бесплодными. Открытие этого гена позволило ученым говорить о возможности создания негормонального контрацептива в том случае, если удастся управлять работой этого гена непосредственно в мужских яичках. Они полагают, что эффект от такого лекарства может быть обратимым, поскольку Katnal1 не влияет на способность продуцирования спермы и на ранние стадии ее созревания. Также в связи с открытием Katnal1 появилась возможность создания новых способов лечения мужского бесплодия, вызванного нарушениями в работе этого гена.
2012	Впервые расшифрован геном человеческой половой клетки. Об успешном завершении длившегося почти десятилетие процесса расшифровки полного генома сперматозоида объявила группа ученых из Стэнфордского университета. Результаты их работы опубликованы 20 июля в журнале Cell. По информации ScienceNews, ставшая объектом исследования 91 мужская гамета была выделена из семенной жидкости главы группы, профессора биоинженерии и прикладной физики Стэнфордского университета Стивена Куака (Stephen Quake). В процессе работы был проведен сравнительный анализ геномов каждой из половых и предварительно полностью расшифрованного генома соматических клеток Куака, позволивший по-новому взглянуть на механизмы мутации и рекомбинации генов - двух базовых процессов, в результате которых получается индивидуальный человеческий геном. В ходе предыдущих исследований было выяснено, что процесс рекомбинации генов (обмен родительским генетическим материалом в процессе репродукции) управляется белком PRDM9, который прикрепляется к спирали ДНК в точках возможного обмена. Однако группа Куака обнаружила, что часто процесс рекомбинации происходит без участия PRDM9, внутри транспозонов (прыгающих генов) - мобильных участков ДНК, способных перемещаться внутри генома - где отсутствует место для прикрепления этого белка. Эти данные, по мнению Куака, позволяют предположить, что транспозоны имеют более важное значение в процессе эволюции, чем представлялось ранее. На основе полученной в ходе параллельной расшифровки генома каждого сперматозоида информации Куак и его команда составили персональную рекомбинационную карту, позволяющую оценить последовательность, частоту и другие характеристики каждого эпизода рекомбинации и мутации генов. Было определено, что каждая гамета абсолютно уникальна по степени и частоте случаев мутаций и рекомбинаций генов, причем это отличие оказалось несколько более выраженным, чем ожидалось. "Раньше у нас не было способа регистрации всех случаев мутации и рекомбинации, происходящих в половых клетках индивидуума, - прокомментировал полученные результаты в интервью FoxNews.com соавтор Куака, профессор Барри Бер (Barry Behr), директор лаборатории по экстракорпоральному оплодотворению (ЭКО) при Стэнфордском университете. - Теперь у нас есть более ясное представление об этих процессах, что позволяет составлять индивидуальную генетическую карту и отслеживать происходящие с течением времени изменения". Полученные результаты, подчеркнул Бер, очень важны для изучения причин бесплодия у мужчин. "Индивидуальные генетические карты помогут нам, наконец, понять, в чем заключается фундаментальное отличие "хорошей" спермы от "плохой"", - отметил Бер. Он подчеркнул, что полученные данные, в особенности касающиеся уровня мутаций в мужских гаметах, дают возможность по-новому взглянуть на проблему мужского бесплодия. "Я готов побиться об заклад, что вскоре будет доказана связь между числом и типом мутаций в сперматозоидах и мужской фертильностью, - заявил Бер. - Все это само по себе вносит гигантский вклад в понимание причин мужского бесплодия, о которых известно значительно меньше, чем о причинах женского бесплодия".
2012	В головном мозге голого землекопа (Heterocephalus glaber) - обитающего под землей лишенного шерсти грызуна, обладающего рядом уникальных свойств - на протяжении всей жизни сохраняется необычно высокий уровень содержания белка-нейропротектора нейрегулин-1 (NRG-1). Именно с этим обстоятельством, по мнению международной команды ученых, пытавшихся выяснить, почему продолжительность жизни H. glaber в десять и более раз превышает продолжительность жизни других грызунов, связано активное и здоровое долгожительство этого вида. Поскольку геном голого землекопа на 85 процентов совпадает с человеческим, авторы работы, опубликованной в журнале Aging Cell, рассчитывают, что сделанное ими открытие, а также дальнейшие исследования в этом направлении, помогут решить проблему увеличения срока активной и здоровой жизни человека. Профессор Рочел Баффенстайн (Rochelle Buffenstein) из университета штата Техас и доктор Йаэль Эдри (Yael Edrey) из Нью-Йоркского городского колледжа отслеживали уровень NRG-1 в мозге голых землекопов в разных возрастах, начиная с первого дня жизни и до 26 лет. Они выяснили, что на протяжении всей жизни H. glaber в мозжечке поддерживается высокий уровень концентрации защищающего нейроны от повреждения NRG-1, необходимый для нормального функционирования головного мозга, в то время как у других грызунов этот показатель довольно быстро снижается. Участвовавшая в исследовании доктор Дороти Хачон (Dorothee Huchon), эволюционный биолог из Тель-Авивского университета, провела сравнительный генетический анализ семи разновидностей грызунов, который подтвердил, что корреляция между продолжительностью жизни и уровнем NRG-1 уникальна именно для голого землекопа. "Это открытие - очень важный первый шаг в понимании того, каким образом NRG-1 задействован в процессе, обеспечивающем этим существам столь долгую жизнь, и возможно ли применить эти знания для продления жизни человека, - отмечает доктор Хачон. - Дальнейшие исследования в этом направлении должны разъяснить, как именно NRG-1 защищает нейроны". Голые землекопы обитают в засушливых районах Восточной Африки. Они отличаются рядом физиологических особенностей - нечувствительностью к некоторым формам боли (термическим ожогам и химическим ожогам кислотами), выносливостью к высоким концентрациям двуокиси углерода, у них не обнаружено онкологических заболеваний. Одной из главных характерных черт H. Glaber является продолжительность его жизни - голые землекопы доживают до тридцати лет (мыши живут в среднем до трех лет), причем эти грызуны не стареют. До конца своих дней голые землекопы сохраняют высокую физическую активность, способность к размножению и усваиванию новой информации.
2012	На будущее персонализированной геномной медицины можно взглянуть сегодня, ознакомившись публикацией, в которой представлена геномная последовательность и другие "-омики" Майкла Снайдера (Michael Snyder), генетика из Стенфордского университета и ведущего автора статьи в журнале Cell. "-Омики" - собирательное название геномики, транскриптомики, протеомики и метаболомики, направлений, которые лежат в основе персонализированной медицины. Майкл Снайдер опубликовал свою геномную последовательность, дополненную информацией о генетической предрасположенности к различным заболеваниям, в частности, диабету второго типа. Персонализированная геномная медицина, по его словам, "служит примером доказательной медицины и отличается от других биомедицинских исследований тем, что полагается на полногеномную диагностику здорового человека, а не больного". Снайдер пополнил ряды ученых, которые сделали свои геномные последовательности достоянием общественности. В связи с этим другие исследователи задаются вопросом, что это дает персонализированной медицине вообще? Ричард Гиббс (Richard Gibbs) из Медицинского колледжа Бейлор в Хьюстоне, штат Техас, в шутку назвал обнародование собственной геномной и прочей биологической информации "нарциссомикой". "Интегративный персональный профиль "-омик"" ("integrative personal omics profile", iPOP) Снайдера объединяет его геном, последовательности информационной РНК, которые отражают активность его генов, данные о белках, метаболизме и антителах, обнаруживаемых в организме ученого на протяжении 14 месяцев. За это время каждый анализ был проведен 20 раз. После выявления предрасположенности к диабету у Снайдера начали регулярно измерять уровень глюкозы в крови и однажды заметили его резкое повышение. Оно сопровождало вирусную инфекцию. Ученый отмечает, что в семейной истории диабета у него нет, равно как и других факторов риска, например ожирения. Тем не менее, учитывая геномную информацию, сейчас Снайдер внес существенные изменения в свою диету и образ жизни, что позволит ему контролировать уровень сахара в крови. Соавтор Снайдера, известный генетик Джордж Черч (George Church) из Гарвардского университета , говоря о персонализированной медицине, напоминает о том, что "медицина вообще лечит индивидуального больного, и именно в этом ключе нужно вести научные исследования". В 2006 году (см. выше) Черч инициировал проект "Индивидуальный геном" (Personal Genome Project), целью которого было получение геномов 100 тысяч добровольцев, включая его самого, возглавившего первую десятку участников — доноров ДНК для научных исследований.
2012	Исследователи из бостонского Dana-Farber Cancer Institute обнаружили новый гормон, который способствует образованию расходующего энергию "бурого жира". В экспериментах на мышах показано, что инъекции этого гормона приводят к снижению массы тела и нормализации уровня сахара в крови, сообщает New Scientist. Химическая структура гормона у мышей и людей одинакова, что открывает перспективу создания лекарственных препаратов для снижения веса и предотвращения развития диабета II типа. Открытие нового гормона было связано с изучением механизма "сжигания" жира организмом в результате физических нагрузок. Группа бостонских ученых под руководством Понтуса Бострома (Pontus Bostrom) анализировала факторы, выделяемые мышечной тканью при продолжительных сокращениях и регулирующие уровень белка PGC1-альфа. Известно, что этот белок участвует во многих обменных процессах, активируя сотни генов в митохондриях ("энергетических фабриках" клеток). Один из факторов регуляции уровня PGC1-альфа оказался новым гормоном, который, как отмечают исследователи, до сих пор оставался незамеченным потому, что входит в состав сложного молекулярного комплекса. Выявленный гормон образуется в активно и продолжительно сокращающихся мышцах, и оттуда разносится с кровью к другим тканям. Его назвали ирисином в честь греческой богини Ириды (по-английски Iris), которая считалась вестницей богов. Ученые установили повышение уровня ирисина в крови мышей, которые вращали колесо на протяжении трех недель, и в крови людей после десяти недель интенсивных занятий физкультурой. Введение препарата гормона в подкожную жировую ткань животных привело к тому, что жировые клетки из белых стали превращаться в "бежевые". Клетки такого типа, подобно клеткам бурого жира, не запасают энергию, а, напротив, расходуют ее с образованием тепла. Еще одна серия экспериментов заключалась в генетической модификации мышей, чей рацион был обогащен жирами. Этим грызунам ввели ген ирисина, в результате чего они, в отличие от животных контрольной группы, которая получила плацебо, начали худеть. Результаты исследований группы Бострома представлены в журнале Nature. По мнению изучающего метаболизм бурого жира Яна Недергаарда (Jan Nedergaard) из Стокгольмского университета, ирисин "интересен во всех аспектах, связанных с ожирением, однако смущает его происхождение". Авторы публикации выдвигают гипотезу возникновения ирисина в ходе эволюции для защиты от переохлаждения путем интенсивных мышечных усилий. Они исходят из того, что ирисин, образуясь в результате мышечных сокращений, влияет на образование бурого жира, который сжигает энергию для поддержания температуры тела.
2012	Американские ученые установили, что белок под названием Sfrp5 отвечает за ожирение — он стимулирует увеличение размеров жировых клеток, способствует накоплению большего количества жира и меньшей скорости его переработки. Результаты работы группы ученых из Мичиганского университета (University of Michigan) и Национальных институтов здравоохранения США (NIH) опубликована в июльском номере Journal of Clinical Investigation. Группа исследователей обнаружила, что клетки страдающих ожирением животных вырабатывают большее количество Sfrp5, чем клетки обычных грызунов. В ходе серии экспериментов ученые доказали, что белок Sfrp5 воздействует на сигнальный путь WNT, в результате чего жировые клетки (адипоциты) увеличиваются в размерах для хранения большего количества жира, а скорость сжигания жиров в их митохондриях замедляется. Для своей работы исследователи вывели мышей, клетки которых не могли вырабатывать Sfrp5, и посадили их на высокожировую диету. Адипоциты этих грызунов не были способны накапливать большое количество жира и увеличиваться в размерах, вследствие чего мыши не толстели. Также ученые обнаружили повышенную экспрессию генов, связанных с митохондриями, и доказали, что в отсутствие белка Sfrp5 жир перерабатывается с большей скоростью, чем в его присутствии в нормальных клетках. "Мы доказали, что Sfrp5 является важным регулятором митохондриальной активности", - отметил один из соавторов исследования. По словам авторов работы, Sfrp5 представляет собой рецептор-ловушку. Он препятствует связыванию белков - участников сигнального пути WNT с рецепторами, расположенными на поверхности клетки - таким образом подавляется передача сигнала. Вследствие чего адипоциты накапливают больше жира и увеличиваются в размерах, а процесс сжигания жира замедляется. Авторы исследования предполагают, что после расширенной экспериментальной работы на мышах, а затем — с участием пациентов можно будет начать разработку лекарства для лечения ожирения.
2012	Американские ученые открыли молекулярный механизм, посредством которого организм контролирует количество потребляемой пищи и массу тела. Результаты работы, которая проводилась под руководством Барбары Кан (Barbara Kahn) в больнице при Гарвардской медицинской школе, опубликованы в июльском номере журнала Cell Metabolism. В гипоталамусе находятся центры жажды, голода, а также центры, регулирующие эмоции и поведение человека. Процесс контроля за количеством потребляемой пищи и, как следствие, массой тела, в этом участке головного мозга осуществляется гормоном лептином, который вырабатывается жировыми клетками и служит основным регулятором нейроэндокринной, метаболической, а также относящихся к симпатической нервной системе функций организма. Под действием лептина аппетит снижается, однако до сих было неизвестно, как это происходит. Кан и ее коллеги установили, что в гипоталамусе лептин препятствует действию AMPK — белка, который активируется при низких запасах энергии в клетке и переводит ее в "энергосберегающий режим", в том числе останавливая синтез жирных кислот и ускоряя их окисление. Интересно, что в мышцах лептин, напротив, активирует этот белок. "AMPK – это эволюционно сохранившаяся мера энергии", - считают авторы работы. "Мы установили, что на вес тела влияет ингибирования AMPK в гипоталамусе, и решили определить отвечающую за это последовательность реакций", - рассказала Кан в интервью изданию. В ходе серии экспериментов выяснилось, что промежуточным звеном в подавлении аппетита является единый каскад реакций, который образуется в результате слияния нескольких ключевых метаболических путей (PI3K-AKT, mTOR-p70S6 и AMPK). Эти метаболические пути давно изучаются исследователями разных стран мира, поскольку они играют важную роль в функционировании различных клеток, в том числе раковых. Авторы работы полагают, что их слияние в единый каскад реакций открывает новый подход в лечении злокачественных опухолей и других заболеваний. В 2011 году ВОЗ официально объявила о так называемой эпидемии ожирения, которая распространилась по всему миру. За последние тридцать лет количество страдающих от избыточного веса людей увеличилось в два раза. Согласно прогнозам экспертов, к 2015 году среди населения планеты будет насчитываться около 2,3 миллиарда людей с ожирением.
2012	В результате совместной работы американские ученые из нескольких институтов выяснили, что древние охотники-собиратели ежедневно сжигали такое же количество калорий, как и современные люди. Отчет о работе, проделанной под руководством Германа Понтцера (Herman Pontzer) из Городского университета Нью-Йорка (City University of New York), опубликован в журнале PLoS ONE. Группа ученых исследовала образ жизни народа Хадза, обитающего на севере Танзании. Этот народ был открыт в 1931 году немецким археологом и этнологом Людвигом Коль-Ларсеном; изучение Хадза принесло исследователям большое количество ценных знаний о первобытных сообществах. Понтцер и его коллеги в своей работе учитывали все, что могло повлиять на вес и количество жировой ткани, в том числе возраст и пол исследуемых людей. Несмотря на то, что охотники-собиратели народа Хадза каждый день преодолевают большие расстояния в поисках пищи, они сжигают такое же количество калорий, как и представители современной цивилизации. Впервые ученые напрямую исследовали метаболизм охотников-собирателей, все предыдущие работы были оценочными. Исходя из полученных результатов, авторы работы пришли к выводу, что скорость метаболизма была примерно одинаковой у древних и у современных людей. Поэтому, по их мнению, современная "эпидемия ожирения" возникла не из-за сидячего образа жизни, а из-за большего количества потребляемой пищи. Авторы работы подчеркивают, что физические упражнения, тем не менее, очень важны для здоровья. Люди из популяции Хадза тратят большое количество энергии на физическую активность, что способствует поддержанию здоровья у пожилых представителей этого народа. "Наши результаты показывают, что количество затраченной энергии — это не просто показатель физической активности, а комплексная величина. Скорость нашего метаболизма может быть большей частью обусловлена нашим эволюционным прошлым", - отметил Понтцер.
2012	Международной команде ученых под руководством Брюса Спигелмана (Bruce Spiegelman) из бостонского Dana-Farber Cancer Institute впервые удалось выделить так называемые бежевые жировые клетки, определить механизм их образования и изучить их генетические особенности. Таким образом, подтверждена гипотеза о существовании третьего, помимо белого и бурого, типа жира, причем присутствующего в организме преимущественно взрослых особей. Работа группы Спигелмана опубликована 12 июля в онлайн-версии журнала Cell. Предположение о том, что кроме белых, запасающих энергию, и бурых, расходующих ее с образованием тепла, существует третья разновидность жировых клеток, было высказано группой Спигелмана еще в 2008 году. В январе 2012 года учеными из Dana-Farber Cancer Institute было объявлено об обнаружении вырабатываемого в мышечной ткани при физической нагрузке гормона, получившего название ирисин, превращающего белые клетки в бежевые. Было определено, что клетки такого типа, подобно клеткам бурого жира, расходуют энергию с образованием тепла, благодаря чему инъекции ирисина в белую жировую ткань приводят к снижению массы тела и нормализации уровня сахара в крови. Продолжая работу в этом направлении, группе Спигелмана удалось выделить бежевые клетки из белой жировой ткани, взятой у взрослых мышей. Изучение бежевых клеток показало, что в генетическом плане они коренным образом отличаются от белых и бурых, сочетая в то же время в себе свойства и тех, и других. Так, у бежевых клеток, как и у белых, очень низкая базовая экспрессия гена UCP1, отвечающего за образование одноименного белка, который нужен находящимся в жировой ткани митохондриям для преобразования энергии в тепло. В то же время, бежевые жировые клетки обладают способностью переключаться на аналогичную бурым клеткам программу преобразования энергии, наращивая экспрессию UCP1 под воздействием низкой температуры окружающей среды или вырабатываемого во время физической нагрузки ирисина. Таким образом, полагают авторы работы, проясняется механизм "сжигания жира" – ирисин воздействует на белые жировые клетки, заставляя их превращаться в бежевые, в которых и запускается процесс преобразования энергии, столь же эффективный, как и в бурых. Бурый жир называют еще "жиром новорожденных", так как долгое время считалось, что он присутствует только у маленьких детей, способствуя их адаптации к жизни вне материнского организма. Однако в 2009 году сразу три команды ученых обнаружили бурую жировую ткань и у взрослых людей. Группа Спигелмана, однако, выяснила, что "взрослый" бурый жир коренным образом отличается от "детского" – он состоит из бежевых жировых клеток, образовавшихся под воздействием ирисина из клеток-прекурсоров, находящихся в белой жировой ткани. Новая информация о бежевом жире и ирисине, полагают авторы исследования, открывает широкие перспективы в плане разработки методов лечения ожирения и диабета. Как сообщает EurekAlert!, этим планирует заняться основанная Спигелманом биотехнологическая компания Ember Therapeutics.
2012	Французские ученые предложили использовать пересадку кала для лечения и профилактики сахарного диабета, сообщает EurekAlert!. Соответствующие исследования на животных провела группа специалистов, возглавляемая Тифейн Ле Руа (Tiphaine Le Roy) из Института Микали (Micalis Institute). Помимо здоровых лабораторных мышей, а также животных с симптомами сахарного диабета и жирового гепатоза (поражение печени) в ходе экспериментов исследователи использовали линию грызунов, в пищеварительном тракте которых отсутствовала микрофлора. Последним в толстую кишку ввели каловые массы здоровых и больных животных. Таким образом ученые выполнили пересадку микрофлоры "стерильным" животным. По результатам экспериментов, у мышей, которым пересадили микрофлору здоровых мышей, чувствительность клеток к инсулину и уровень глюкозы в крови были в пределах нормы. У грызунов, получивших каловые массы животных с симптомами диабета, развилась резистентность к инсулину, а также был зафиксирован повышенный уровень содержания жиров в печеночной ткани. В ходе лабораторных исследований в кале грызунов из второй группы было выявлено пониженное содержание бактерий, принадлежащих к родам Lactobacillus, Bacteroides, Atopobium и Akkermansia. Количество микроорганизмов семейства Lachnospiraceae, напротив, было повышено. Авторы работы отметили, что пересадка нормальной микрофлоры позволила предотвратить развитие симптомов диабета и жирового гепатоза у "стерильных" мышей. Ранее независимые группы исследователей из Великобритании и Швейцарии, а также США подтвердили связь ожирения с изменением состава микрофлоры. Кроме того, было подтверждено влияние инфекционного поражения пищеварительного тракта на развитие болезни Паркинсона.
2012	Американские ученые обнаружили, что метаболический синдром связан с повышением числа определенных рецепторов воспалительных реакций в иммунных клетках, сообщает EurekAlert!. Метаболический синдром – это нарушение обмена веществ (в первую очередь жиров и углеводов), которое резко повышает риск развития диабета (как минимум впятеро) и заболеваний сердечно-сосудистой системы (от двух до четырех раз). Это заболевание чрезвычайно распространено в экономически развитых странах. Предыдущие исследования на мышах показали, что в развитии метаболического синдрома важную роль играют два подвида толл-подобных рецепторов (Toll-like receptor, TLR). Эти рецепторы, являющиеся "первой линией" иммунной защиты, распознают "универсальные" бактериальные антигены и запускают реакции врожденного иммунитета, в частности, выработку медиаторов воспаления – цитокинов. За открытие этих рецепторов Жюлю Хоффману, Брюсу Бётлеру и Ральфу Стейнману была присуждена Нобелевская премия по медицине и физиологии 2011 года. Сотрудники Калифорнийского университета в Дэвисе пригласили для участия в исследовании 90 человек в возрасте от 21 до 70 лет. У 49 из них наблюдалось как минимум три характерных признака метаболического синдрома, таких как гипертония, низкий уровень холестерина липопротеидов высокой плотности, высокий уровень триглицеридов, ожирение и повышенный уровень глюкозы в крови без проявлений сахарного диабета. В исследовании не включались люди с атеросклерозом, диабетом, воспалительными и онкологическими заболеваниями, которые могут влиять на уровень TLR. Всем добровольцам провели ряд иммунологических анализов, в том числе оценку числа рецепторов TLR2 и TLR4 в лейкоцитах. Выяснилось, что у людей с признаками метаболического синдрома уровень этих рецепторов значительно повышен. Кроме того, у них обнаружились повышенные концентрации информационной РНК и триггеров воспаления в ядрах иммунных клеток, а также цитокинов в крови. Причем эти изменения не были связаны с ожирением. Также у людей с симптомами метаболического синдрома оказались повышены концентрации в крови свободных жирных кислот (по меньшей мере вдвое) и эндотоксина грам-отрицательных бактерий (по меньшей мере втрое), что отчасти объясняет высокий уровень TLR4. Исследователи полагают, что разработка лекарств, избирательно блокирующих TLR, сможет помочь пациентам с метаболическим синдромом.
2012	Поджелудочная железа больных сахарным диабетом первого типа продолжает производить инсулин на протяжении десятилетий, показало исследование группы под руководством Дениз Фаустман (Denise Faustman), директора лаборатории иммунобиологии Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital). Как сообщает New Scientist, прежде считалось, что вырабатывающие инсулин клетки у диабетиков с данным типом заболевания полностью гибнут через пару лет после его проявления. Группа Хаустман исследовала кровь 182 человек, страдающих диабетом первого типа, при котором обмен веществ нарушается из-за исчезновения у человека собственного инсулина - гормона, отвечающего за усвоение глюкозы всеми клетками организма. В образцах крови они искали так называемый C-пептид - белок, вырабатывающийся исключительно в ходе синтеза инсулина. Метод анализа крови, использованный Хаустман, относится к сверхвысокочувствительным. Он позволяет зарегистрировать в образце концентрации искомого белка в 22 раза меньше, чем нижний порог чувствительности стандартных методик. С-пептид был выявлен в крови у 80 процентов людей, у которых диабет I типа обнаружили не более пяти лет назад. Более того, среди пациентов, получивших диагноз от 31 до 40 лет назад, выработка C-пептида продолжалось у каждого десятого. Открытие дает возможность приступить к разработке методов регенерации собственных клеток пациента, ответственных за производство инсулина, что позволит отказаться от пожизненных инъекций этого препарата. Если выжившие клетки, вырабатывающие инсулин в поджелудочной железе, каким-то образом заставить регенерировать, то пациент перестанет нуждаться в дополнительном приеме инсулина, а значит, диабет будет излечен. Исследования Фаустман показывают, что на исцеление могут надеяться даже пациенты, страдающие диабетом I типа на протяжении многих десятилетий.
2012	Американские ученые установили причину широкого распространения диабета среди современных индейцев, сообщает EurekAlert! Результаты работы группы исследователей, проведенной под руководством Карла Рейнхарда (Karl Reinhard) из Университета Небраски (University of Nebraska-Lincoln), будут опубликованы в августовском номере журнала Current Anthropology. В ходе своей работы Рейнхард с коллегами доказали, что в рацион древних индейцев входила богатая клетчаткой пища с небольшим содержанием жиров. Большая часть таких продуктов обладает низким гликемическим индексом (GI), показывающим, насколько быстро поднимается уровень сахара в крови после употребления какой-либо пищи. За 100 процентов принимается GI чистой глюкозы. По мнению ученых, такой рацион является причиной закрепления у индейцев генотипа с так называемыми "экономными" генами, обуславливающими накопление жира в организме "про запас", для выживания в голодные времена. Установить рацион древних индейцев Рейнхарду и его коллегам помогла археолог Кэйт Джонсон (Keith Johnson) из Университета штата Калифорния в Чико (California State University), которая в течение многих лет проводила раскопки в пещере Антилопы в Аризоне. Хозяевами этой глубокой пещеры на протяжении четырех тысяч лет были люди, принадлежащие к различным культурам. Джонсон вместе с коллегами-археологами собрала около 200 образцов окаменелых экскрементов (копролитов). Джонсон и Рейнхард для изучения отобрали 25 копролитов, которые, по их мнению, принадлежали людям. При детальном исследовании оказалось, что четыре из них происходили от собак, а еще один является не чем иным, как комком осадочной породы. Остальные 20 копролитов действительно принадлежали древним поселенцам. В результате исследования копролитов ученые установили, что в рацион древних жителей Американского континента входили маис, семена подсолнуха, растения рода марь и амарант. Также исследователи обнаружили, что индейцы употребляли в пищу мелких млекопитающих, преимущественно кроликов. Их мясо обваливали в муке и тушили. Важную часть рациона составлял кактус рода опунция, так называемая "колючая груша". "Эти растения богаты клетчаткой", - отметил Рейнхард. Такая пища имеет очень низкий гликемический индекс. GI семечек равен 10, амаранта – 25, опунции – 7. Гликемический индекс "колючей груши" признан одним из самых низких для человеческой пищи. Маис имеет гликемический индекс, равный 57. Возможно, он был пищей с самым высоким GI для жителей пещеры Антилопы. Ученые пришли к выводу, что богатая клетчаткой пища с низким GI привела к закреплению у индейцев "экономного" генотипа, в результате чего коренные жители Америки оказались все больше подвержены диабету по мере перехода к богатой жирами и глюкозой пище.
2012	Некоторые профессии будущих отцов связали с повышенным риском врожденных пороков развития у детей. Исследование провела международная группа специалистов из США и Нидерландов под руководством Эндрю Олшэна (Andrew Olshan) из американского Университета Северной Каролины. Отчет об их работе опубликован в журнале Occupational and Environmental Medicine. Олшэн и его коллеги изучили данные о 14 тысячах американцев, появившихся на свет в период с 1997 по 2004 год. Кроме того, исследователи провели телефонный опрос среди матерей новорожденных. В частности, женщинам задавали вопрос о том, где трудились отцы этих детей еще до их зачатия. По данным исследования, около десяти тысяч детей родились с различными пороками развития. Всего было зарегистрировано 60 видов врожденных пороков. Более четырех тысяч детей появились на свет здоровыми. Отцов разделили на 63 группы по сферам их занятости с учетом возможного воздействия вредных производственных факторов. Как выяснили исследователи, около трети профессий оказались статистически не связаны с какими-либо врожденными пороками развития у детей. В эту группу вошли медработники, архитекторы, дизайнеры, рыбаки, водители автомобильного и железнодорожного транспорта, военнослужащие, каменотесы, стеклодувы, пожарные а также мужчины, занятые на металлургическом производстве. Повышенный риск врожденной катаракты, глаукомы и других пороков развития органов зрения оказался характерен для детей фотографов и работников фотостудий. У ландшафтных дизайнеров и садовников чаще рождались дети с нарушениями развития кишечника. Для художников оказался повышен риск рождения ребенка с пороками глаз, ушей, пищеварительного тракта, конечностей и сердца. Кроме того, повышенный риск развития врожденных пороков был зафиксирован у отпрысков парикмахеров, косметологов, работников пилорам, типографий, нефтегазовой, химической и пищевой отраслей, а также математиков, физиков и офисных сотрудников.
2012	Дети, появившиеся на свет в период с сентября по ноябрь, имеют стабильно большие шансы дожить до ста лет, чем рожденные в другие месяцы года. Работа Леонида и Наталии Гавриловых (Leonid Gavrilov, Natalia Gavrilova) из Чикагского университета, представленная в Сан-Франциско на ежегодном съезде Американского демографического общества, подтвердила результаты предыдущих исследований на эту тему, сообщает New Scientist. Речь, в частности, идет о работе немецкого ученого Александра Лерчла (Alexander Lerchl) из университета Якобс в Бремене, опубликованной в 2004 году в журнале Naturwissenschaften, в которой исследовалась связь между месяцем рождения и продолжительностью жизни. Лерчл получил статистически достоверные данные о том, что люди, родившиеся в период с октября по декабрь, умирают в более старшем возрасте, чем остальные. Однако автор предполагал, что на полученные результаты может влиять разница в условиях, в которых находились объекты его исследования в пренатальный период и в период раннего детства, в первую очередь различие в социальном статусе и экономическом положении их семей. Гавриловы в своей работе попытались исключить влияние этих факторов. Они собрали и проанализировали информацию о более чем полутора тысячах людях, проживших сто и более лет. Все они родились в США между 1880 и 1895 годами. При этом для сравнения собирались также данные о братьях, сестрах и супругах долгожителей. Братья и сестры имели тот же генетический фон, что и долгожители, а также жили тех же условиях в период детства, а мужья и жены – в период взрослой жизни. В итоге выяснилось, что наибольшее число долгожителей родилось в осенние месяцы, а наименьшее – в марте, мае и июле. Чтобы исключить вероятность того, что на осень приходился в те годы пик рождаемости, авторы провели соответствующий анализ, но не обнаружили сезонных колебаний. В то же время эффект оказался более выраженным для родившихся с 1880 по 1889 год, чем для тех, кто появился на свет между 1889 и 1895 годами. Авторы выдвигают несколько гипотез, объясняющих феномен долгой жизни родившихся в сентябре, октябре и ноябре. Согласно одной из них, младенцы, появившиеся на свет осенью, имели значительно меньший риск заражения сезонными, в первую очередь летними, инфекционными заболеваниями, что обычно несет долговременные негативные последствия для здоровья человека. Такое предположение объясняет, по мнению Гаврилова, тот факт, что ближе к концу века "осенних долгожителей" родилось меньше – в тот период как раз наблюдалось снижение детской смертности от инфекционных заболеваний. Среди других гипотез – дефицит витаминов в рационе матерей тех младенцев, что родились зимой, весной или летом, а также возможное влияние сезонных колебаний гормонального фона.
2012	Американские ученые разработали шприц, впрыскивающий лекарства без использования иглы. Результаты работы профессора Иана Хантера (Ian Hunter) и его коллег из Массачусетского технологического института (MIT) опубликованы в журнале Medical Engineering & Physics. Действие устройства основано на силе, с которой электромагнитное поле действует на точечную заряженную частицу — силе Лоренца. Внутри шприца расположен мощный магнит небольшого размера, окруженный проволочной катушкой. В свою очередь, к катушке прикреплен поршень, часть которого находится внутри ампулы с лекарством. Под воздействием силы тока катушка приводит в движение поршень, "выбрасывающий" препарат из ампулы со скоростью 314 метров в секунду - почти со скоростью звука. Струя жидкости шириной с комариный хобот "протыкает" кожу и доставляет лекарство в ткани на нужную глубину. Чтобы облегчить адсорбцию препарата, скорость потока после проникновения под кожу снижается. Изменять скорость и давление жидкости, а также глубину проникновения лекарства можно при помощи силы тока. Авторы разработки отмечают, что широкий спектр регулируемых параметров позволяет делать инъекции даже через барабанную перепонку. "Для инъекции препарата ребенку не требуется такого же высокого давления жидкости, как для взрослого. При использовании нашего устройства можно менять давление, и в этом его основное преимущество", - цитируются в сообщении слова одного из соавторов разработки Кэтрин Хоган (Catherine Hogan). Теперь ученые планируют создать новую версию шприца, при помощи которого в качестве инъекций можно будет впрыскивать порошковые препараты. Исследователи считают, что новая разработка будет полезна не только пациентам, которые по разным причинам боятся инъекций, но и сотрудникам медицинских учреждений. По данным Центров контроля и профилактики заболеваний США (CDC), сотрудники больниц 385 тысяч раз в год страдают от случайных уколов шприцами.
2012	Первые клинические испытания американского имплантируемого устройства для многократного введения лекарств завершились успешно, пишет Medgadget. Прибор под названием MicroCHIPS, разработанный сотрудниками Массачусетского технологического института, представляет собой металлическую капсулу с множеством закрытых ячеек, содержащих разовые дозы лекарственных препаратов. Открытие ячеек контролируется чипом и может быть запрограммировано заранее, управляться с беспроводного пульта, или происходить в ответ на изменения какого-либо биохимического показателя, зарегистрированные встроенным в прибор датчиком. Крышки ячеек представляют собой тонкие мембраны из платины или титана. Когда необходимо высвобождение очередной дозы препарата, чип направляет слабый электрический импульс, за 25 микросекунд разрушающий мембрану нужной ячейки. Электронный дозатор под местной анестезией вживляется под кожу пациента и обеспечивает поступление лекарств в четко заданном режиме. Размер имплантата может быть разным в зависимости от числа препаратов и их курсовой дозы. По оценкам разработчиков, прибор может выдержать более года эксплуатации. Первые клинические испытания этой терапевтической системы провели на семи жительницах Дании в возрасте от 65 до 70 лет, страдающих остеопорозом и нуждающихся в ежедневных инъекциях терипаратида (аналога паратиреоидного гормона, повышающего плотность костной ткани). Всем им на месяц установили MicroCHIPS, наполненный этим препаратом и запрограммированный на регулярное его высвобождение. Выяснилось, что устройство обеспечивает поступление препарата в организм и его клинический эффект не хуже повторных инъекций, а распределение, инактивация и выведение действующего вещества проходят равномернее. При этом MicroCHIPS оказался полностью совместим с организмом человека (это оценивалось по непосредственной реакции окружающих тканей и по биомаркерам токсических и иммунных реакций в крови). Участницы исследования отметили, что предпочли бы и дальше пользоваться MicroCHIPS. Отчет о работе опубликован в журнале Science Translational Medicine. Разработка технологии, лежащей в основе устройства, заняла более 15 лет.
Примечание.	Данные периоды становления науки и техники - "Самые первые достижения человечества и его предшественников" и "НАУКА ОТКРЫТОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА" - (равно как и подбор материала для них) был произвольно введены автором сайта, а потому не является ни общепринятыми, ни бесспорными. Кроме того, последний раздел - "НАУКА ОТКРЫТОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА" - в действительности, не является списком наиболее важных открытий данного периода, поскольку определить таковые возможно лишь с некоторой временной дистанции. Скорее, он призван дать почувствовать "тугой пульс современной науки", являясь лишь иллюстрацией её крайне насыщенной жизни.