«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2007 № 11 (18)

ПРЕСС-ЦЕНТР

В Индии открыта микроскопическая лягушка

Новая лягушка претендует на звание одной из самых маленьких на Земле

Доктор Биджу из университета Дели открыл в штате Керала самое маленькое в Индии наземное позвоночное: 10-миллиметровую лягушку неизвестного ранее вида.

Биджу и его коллеги обнаружили эту крошечную ночную лягушку, обитающую под опавшими листьями, а также среди корней папоротников, во влажных лесах западной горной цепи штата Керала. Биджу дал ей название Nyctibatrachus minimus.

Ее взрослая мужская особь едва достигает сантиметра в длину, так что данный вид не только является наименьшим индийским наземным позвоночным, но и конкурирует в размерах с другими самыми миниатюрными лягушками мира: из Кубы, с берегов Амазонки и с Борнео.

В названии Nyctibatrachus minimus, поясняют исследователи, отражен ее ночной образ жизни. Новую лягушку можно отыскать в ночное время, особенно в сезон дождей, когда из под листьев раздаются ее брачные песенки.

Найден человеческий ген продления жизни на диете

Схема митохондрии. Она оказалась одним из ключей к долголетию клетки, а значит, и организма.

Исследователи из медицинской школы Гарварда, медицинского колледжа университета Корнелла и национального института здравоохранения США рапортуют об открытии в клетках млекопитающих двух генов, которые отвечают за долголетие клеток.

Уже 70 лет ученые спорят, влияет ли диета на продолжительность жизни человека. Было доказано, что голодание продлевает в полтора раза жизнь мышей. Потом ученые заметили, что человек — все же не совсем мышь. А потом они нашли ген продления жизни у червей-нематод. И вот, наконец, очередь дошла и до человека.

Когда клетка подвергается различным стрессам, гены семейства Sirtuin оптимизируют функционирование организма в целях выживания, а также противостояния старению. Один из таких генов SIRT1 был исследован многими учеными, и в прошлом году Давидом Синклером было доказано его влияние на продолжительность жизни, стимулируемое ресвератролом (resveratrol — молекула, присутствующая в красном вине). Теперь Дэвид в сотрудничестве с Энтони Совом и Рафаэлем де Кабо впервые выяснили, что еще два гена (SIRT3 и SIRT4) влияют на то, сколько проживет клетка.

Вообще, от работы SIRT3 и SIRT4 зависит продолжительность жизни митохондрий ("энергетических батарей" клетки), которые необходимы клеткам для поддержания здоровья и долголетия. Когда клетка испытывает негативное воздействие извне, активизируется ген NAMPT, который через цепочку синтезируемых веществ и активируемых вследствие этого генов, в конце концов, повышает активность SIRT3 и SIRT4. Они в свою очередь заставляют клетку усиленно вырабатывать ферменты, необходимые для роста “мощности" митохондрии. Количество производимой ею энергии возрастает, процесс старения клетки замедляется (что интересно, тот же самый процесс запускается во время физических упражнений).

"Теперь у нас есть все основания считать эти два гена SIRT3 и SIRT4 елями, на которые будут воздействовать лекарства для борьбы с болезнями старости", — добавляет Дэвид, который также является основателем и членом совета директоров компании Sirtris Pharmaceuticals. Возможно, она первой спроектирует такое лекарство "от старости", способное также помочь при лечении рака и диабета.

Астрономы обнаружили выжившую планету

Звезда у планеты V 391 Pegasi во время пика фазы красного гиганта около 100 миллионов лет назад, вероятно, выглядела так.

Новую экстрасолнечную планету, некогда пережившую погружение внутрь раздувшейся звезды — красного гиганта, обнаружили ученые из международного исследовательского коллектива под руководством Роберто Сильвотти, астронома из итальянского национального института астрофизики.

Согласно имеющимся данным, V 391 Pegasi — звезда, находящаяся в стадии красного гиганта. Максимум этого этапа развития она уже прошла много миллионов лет назад. Это привело к тому, что диаметр внешней оболочки увеличился примерно в сто раз. В результате такого расширения орбита объекта, оказавшегося близко к красному гиганту, может существенно измениться. Не исключено, что это может привести и к уничтожению планеты. Тем не менее, ученые обнаружили, что вокруг V 391 Pegasi обращается планета, которая миллионы лет назад подверглась воздействию раздувшейся горячей оболочки звезды, фактически погрузившись в нее.

Этот случай, вроде бы, дает надежду на спасение Земли после аналогичного бедствия, которое должно постичь нашу планету. Однако, подобный вывод мало оправдан: изученная планета находится в условиях, не схожих с земными. В частности, дистанция от нее до звезды — 1,7 астрономической единицы (от Земли до Солнца — 1 астрономическая единица); соответственно, период обращения планеты заметно больше — примерно 3.2 нашего года. Ее масса также далеко не земная — 3,2 от массы Юпитера. Кроме того. V 391 Pegasi, хотя и похожа на Солнце, но не вполне обычная звезда.

По словам Сильвотти, процесс расширения красного карлика обычно начинается после того, как он выжигает свой водород. Однако V 391 Pegasi вступила в эту стадию намного раньше. Также исследователи отметили, что у звезды этот процесс сопровождался значительными потерями массы. По мнению ученого, этот случай не аномален, но по такой линии эволюции следует незначительная часть красных гигантов — всего около 2 %. Как говорят астрономы, их исследование демонстрирует своего рода нижний предел удаленности от звезды в 1,7–2 астрономических единицы, при котором планета может в целом остаться невредимой после превращения "родителя" в красного гиганта.

Биологи создали клетки с искусственной генетической памятью

Культура модифицированных клеток реагирует на присутствие определенного вещества.

Памела Сильвер из медицинского колледжа Гарварда и ее коллеги преобразовали геном клетки так, что она смогла запоминать определенные химические воздействия и хранить сигнал о них даже после прекращения "экспозиции".

Сильвер и ее команда построили биологическую петлю памяти. Они сконструировали два новых гена, собрав их из нескольких кусочков ДНК, и встроили все это в геном дрожжевой клетки. Первый ген активировался, когда клетка подвергалась действию сахара галактоза. Этот ген запускал синтез белка — фактора транскрипции, который в свою очередь давал команду "старт" второму искусственному гену. А второй ген был спроектирован таким образом, что запускал синтез того же самого фактора транскрипции, который его активировал. Так получилась замкнутая петля обратной связи, никак, однако, не влиявшая на нормальное функционирование клетки.

Пока клетка не "пробовала" галактозу, она работала как обычно. Но стоило лишь добавить сахар в раствор с культурой, как генетическая петля памяти активировалась и клетка начинала все время вырабатывать специфический фактор транскрипции. Причем это ключевой момент изобретения: свечение продолжалось безостановочно, даже после того как клетку перестали "кормить" сахаром.

Авторы этой искусственной биологической системы подчеркивают, что ее принцип может пригодиться для создания искусственных организмов, способных индицировать уровень загрязнения окружающей среды. И даже кратковременное наличие загрязнителя не пройдет незамеченным, поскольку будет записано в клеточной памяти. Аналогичный принцип придется кстати при разработке новых методов ранней диагностики рака (клетки можно запрограммировать на индикацию определенных повреждений ДНК).

Построен самый мощный микроскоп в мире

Один из первых снимков микроскопа Titan: "гантельки" из пар атомов германия на подложке. Расстояние между атомами в паре — 0,14 нанометра (график отражает "срез" по красной линии).

Аппарат Titan, созданный в рамках американско-европейского проекта TEAM, получил свои первые изображения с рекордным разрешением 0,05 нанометра. Это равно четверти поперечника атома углерода. Чтобы понять, какие открываются возможности по изучению материалов или биологических молекул, нужно добавить, что диаметр спирали ДНК составляет целых 2 нанометра.

TEAM означает Transmission Electron Aberration-corrected Microscope, то есть трансмиссионный электронный микроскоп с коррекцией аберрации. Он появился в результате смешения двух технологий: электронного микроскопа сканирующего и трансмиссионного типов. Для повышения разрешения здесь был применен ряд новаций, в частности, сразу две оригинальные системы коррекции сферической аберрации.

Titan разработан в американском национальном центре электронной микроскопии при лаборатории Беркли, с самым непосредственным участием специалистов из американской национальной лаборатории в Окридже, ряда других организаций, а также из компаний FEI и CEOS. Эти две фирмы, кстати, не только спроектировали часть важных систем уникального инструмента, но собственно и построили микроскоп.

Птицы могут видеть магнитное поле

Система магнитной ориентации перелетных птиц связана нервными сигналами с областью, отвечающей за визуальное восприятие, установили экспериментаторы.

Доминик Хейерс и его коллеги из университета Олденбурга провели опыты, показывающие, что перелетные птицы воспринимают магнитное поле в виде некоего визуального образа. До сих пор никто не предполагал, что ощущение от магнитного поля планеты у птиц является визуальным.

Немецкие исследователи провели опыты с певчими перелетными птицами — садовыми славками (Sylvia borin). Они сделали птицам инъекцию молекул-маркеров двух типов, способных перемещаться по нервным волокнам вместе с сигналами. Первый — в сетчатку, второй — в область мозга, который отвечает за ориентацию птиц в пространстве. После того как птицам пришла пора мигрировать (и они занялись ориентацией по магнитному полю), авторы работы проверили расположение маркеров. Оказалось, что и те, и другие переместились в один и тот же участок мозга — зрительный бугор (таламус), отвечающий, соответственно, за зрение. Через таламус область N и нейроны сетчатки оказываются связанными между собой, поясняют ученые. Эта связь поддерживает идею о том, что птицы, вероятно, воспринимают магнитные поля как визуальные ощущения, говорят исследователи.

Они предположили, что белок криптохром в глазах птиц может играть определенную роль в их способности находить путь по магнитному полю. Идея заключается в том, что криптохром может быть чувствителен к состоянию электронных пар (синглетные и триплетные пары) в радикалах. А это состояние (пропорция между ними) зависит от ориентации молекул относительно магнитного поля Земли. Так получается своеобразный визуальный компас. Хейерс предполагает, что, к примеру, взгляд на северный магнитный полюс может представляться птице как темное пятно. Но так это или нет — установить сложно. Птицы о своих ощущениях не рассказывают.

NASA придумало обитаемый луноход для долгих походов

Возможно, финальный дизайн этого лунохода будет иным, отмечают специалисты американского космического агентства

NASA обнародовало концепцию обитаемого лунохода для длительных вылазок, совершаемых на большие расстояния от лунной базы. Одним из важных элементов оснащения такой базы должны стать обитаемые луноходы.

Эта машина должна быть оснащена герметичным цилиндрическим отсеком, с нормальной атмосферой внутри. В нем два астронавта смогут совершать экспедиции по поверхности длительностью от нескольких часов и вплоть до двух недель. При этом в одном запуске агентство намерено высадить на лунной базе сразу две такие машины. И в экспедиции вдали от базы эти аппараты также будут направляться парой. С двумя пассажирами в каждом луноходе.

Если один из них сломается на большом удалении от дома, все четверо астронавтов смогут вернуться домой на борту исправного авто (его конструкция предусматривает поддержку сразу четырех человек). Каждый такой луноход будет весить около 2,3 тонны. А его предельный запас хода составит 960 километров.

Любопытно решен вопрос с шлюзом для выхода на поверхность Луны. Каждый луноход будет оборудован парой скафандров, закрепленных прямо на его стенке, снаружи. Обитатели лунохода смогут забираться в скафандры изнутри машины (через люки на спине костюмов) и отстыковываться от ровера для "прогулок”. Подготовка к выходу на поверхность в таком случае будет занимать не более 10 минут.

Несуществующая летучая собака оказалась существующей

S. mindorensis. Интересно, что ближайший родственный вид этой филиппинской летучей собаки географически не очень-то близок — "родня" обитает на расстоянии в 1,2 тысячи километров на индонезийском острове.

Необычная разновидность животного из отряда рукокрылых недавно была найдена на Филиппинах сразу после заявления о том, что такого зверя в природе нет. Как ни странно, но утверждения о невозможности существования вида и о том, что он есть в действительности, принадлежат одному и тому же человеку — Якобу Эсселстину.

"Когда мы в первый раз прибыли на остров Миндоро, местный житель, очень подробно описал мне эту летучую мышь и спросил, как она называется", — вспоминает Эсселстин. В ответ на этот вопрос биолог вежливо сказал, что летучей мыши с такой внешностью не существует. Однако спустя не сколько дней исследователям то ли улыбнулась, то ли подмигнула удача — в их силки попало необычное существо. Очевидно, это был тот самый зверек, о котором рассказывал филиппинец. Перепутать невозможно: выглядит создание как летучая мышь со светло-оранжевым мехом с заметными белыми полосками, проходящими в области челюсти и поперек бровей.

"Описание вида нашим проводником оказалось очень точным, и мне пришлось извиниться за то, что я не поверил его рассказу", — говорит Эсселстин.

Следует уточнить, что это животное — не летучая мышь. Это представитель другого подотряда отряда рукокрылых — крыланов, которых также иногда называют летучими собаками. Данному виду дали наименование Styioctenium mindorensis.

Доказано наличие перьев у велоцираптора.

А) Исследованное предплечье велоцираптора. В) Выделенная часть в увеличенном виде. Стрелками показаны бугорки, к которым прикреплялись перья. C) Кость предплечья современного грифа-индейки (Calhartes aura). D) Аналогичный вид, что и на С, но с сохраненными перьями

Велоцирапторы — двуногие динозавры, воспетые режиссером Стивеном Спилбергом, были, оказывается, покрыты перьями. К такому результату пришла группа исследователей под руководством Алана Тернера В своей работе ученые взялись за тщательный анализ кости предплечья велоцираптора, найденной в Монголии еще в 1998 году. Внимательно исследовав ее поверхность, они обнаружили на ней небольшие бугорки.

Эти образования напомнили палеонтологам похожие структуры, имеющиеся на костях современных птиц. По данным ученых, у птиц к этим выступам с помощью связок прикрепляются перья.

Комментируя это открытие, Тернер сказал, что отсутствие таких бугорков не говорит ничего однозначного о наличии перьев. Поэтому о том, имелся ли перьевой покров у велоцирапторов, долгое время выдвигались лишь гипотезы. Но, наконец, бугорки нашлись.

Правда, велоцираптор был нелетающим. По крайней мере, особенности скелета, который исследовала команда Тернера, полностью в этом убеждают. Их "испытуемый" был около полутора метров в высоту и весил килограммов пятнадцать. Но его предплечья слишком коротки — они намного меньше, чем у нынешних летающих птиц. А значит, взмах динозавра не смог бы обеспечить желаемой подъемной силы.

"Возможно, предок велоцираптора утратил умение летать, но сохранил перья, которые могли служить ему для украшения, чтобы укрывать гнезда, для регуляции температуры или для маневрирования во время бега", — предположил Тернер

Астрономы нашли горячую точку на южном полюсе Нептуна

Верхний левый кадр показывает температуру в верхней тропосфере (давление 0,1 атмосферы). Хорошо видна горячая точка на южном полюсе. Нижние снимки демонстрируют температуру стратосферы. Эти два кадра разделяет 6,3 часа. Они показывают более высокие, в целом, температуры, в сравнении с тропосферой, а также здесь можно найти теплое пятно, находящееся вблизи полюса.

Международная группа астрономов из Европейской южной обсерватории (ESO), используя телескоп Melipal, открыла, что южный полюс Нептуна представляет собой нагретый участок, через который метан из глубинных слоев атмосферы может убегать в стратосферу газового гиганта.

Средняя температура атмосферы Нептуна — минус 200 °C. Но, как выяснилось, благодаря новым инфракрасным снимкам, горячая точка на южном полюсе планеты имеет температуру на 10° более высокую, чем где-либо еще на всей поверхности Нептуна.

"Температура там настолько высока, что метан, который должен быть заморожен в верхней части атмосферы Нептуна (стратосфере), может утекать через этот регион, — сказал Гленн Ортон, главный автор статьи о результатах этого исследования. Это решает давнюю проблему выявления источника высокого содержания метана в стратосфере планеты".

Результаты наблюдения согласуются с тем фактом, что сейчас в данном полушарии Нептуна — конец лета, и южный полюс был выставлен на солнечный свет в течение примерно 40 лет (год на Нептуне равен 165 земным годам). Хотя света гигант получает в 900 раз меньше, чем Земля, этого достаточно для больших сезонных изменений. Ученые предсказывают, что в следующие 80 лет, поскольку лето "переместится" на северный полюс, туда же "переедет" и горячая точка в тропосфере, и там будет пункт "бегства" метана из нижних слоев атмосферы в верхние.

Ожидайте в следующих номерах журнала:

* * *

* * *

На обложке: Лайнер “Олимпик” в погоне за Голубой Лентой Атлантики.

_{Летно-технические характеристики:}

_{Размах крыла… 10.95 м}

_{Длина самолета… 15.96 м}

_{Высота самолета… 5.28 м}

_{Площадь крыла… 50.0 м}

_{Масса пустого… 10995 кг}

_{Масса макс. взлетная… 23000 кг}

_{Масса топлива… 4000 кг}

_{Масса внешней нагрузки… 6500–7500 кг}

_{Скорость макс. у земли… 1470 км/час}

_{Скорость на высоте 11000 м… 2390 км/час}

_{Скорость минимальная… 203 км/час}

_{Перегон, дальность полета… 3706 км}

_{Длина разбега… 300–700 м}

_{Практический потолок… 18300 м}

_{Макс. эксплуатац. перегрузка… +9…-3g}

_{Двигатели: 2 ТРДДФ Eurojet EJ200-03A}

* * *

_{Журнал «Наука и техника» зарегистрирован Министерством Юстиции Украины (Св-во КВ № 12091-962ПР от 13.12.2006)}

_{УЧРЕДИТЕЛЬ и ИЗДАТЕЛЬ — Поляков А.В.}

_{ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР — Павленко С.Б.}

_{Заместитель главного редактора — Барчук С.В.}

_{Редакционная коллегия: Павленко С.Б., Поляков А.В., Кладов И.И., Мороз С.Г., Игнатьев И.И.}

_{В журнале могут быть использованы материалы из сети Интернет.}

_{Рукописи не возвращаются и не рецензируются.}

_{Приглашаем к сотрудничеству авторов статей, распространителей, рекламодателей.}

_{Редакция приносит извинения за возможные опечатки и ошибки в тексте или в верстке журнала.}

_{Подписка на журнал принимается всеми отделениями “Укрпочты" до 10-го числа каждого месяца.}

_{Подписной индекс по каталогу “Укрпочты” — 95083.}

_{Подписной индекс по каталогу “Газеты, журналы" агентства Роспечати — 21614}

_{В случае обнаружения типографского брака или некомплектности журнала, просьба обращаться в редакцию.}

_{Мнение редакции может не совпадать с мнением автора. Ответственность за содержание материалов несет автор статьи.}

_{Журнал можно приобрести или оформить редакционную подписку, обратившись в редакцию.}

_{Приобрести предыдущие номера журнала можно, обратившись в редакцию.}

_{Адрес редакции: г. Харьков, ул. Плехановская, 18, оф. 502. тел. (057)7177-540, 7177-542 Адрес электронной почты: samson@kharkov.ua. Адрес для писем: 61140, г. Харьков, а/я 206.}

_{Адрес в сети Интернет: www.nauka-lehnika.com.ua}

_{Формат 60x90-1/8. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. лист 10. Зак. № 295 Тир. 7400.}

_{Типография ООО «Беркут+». г. Харьков, ул. Плехановская. 18. оф. 501, т. (057)7-543-577, 7-177-541 «Наука и техника». 2007, № 11 с. 1–84}

_{ООО “Арти” Тел: (057)700-29-95 732-94-92}