Номер 06, 2007

ЖИЗНЬ И СМЕРТЬ ЗВЕЗД

Туманность Орла является сконцентрированным скоплением, которое делится с нами тайнами цикла звездной жизни.

Эта громадная колыбель звезд, где находятся знаменитые «столпы творения», открыла космическому телескопу «Спайцер» (НАСА), что она скрывает труп звезды, которая взорвалась 2000 лет назад, превратившись в сверхновую. Ударная волна до сих пор движется по туманности, разогревая по пути встреченную материю.

НОС – КВАНТОВЫЙ ОРГАН

Нос более чувствителен к вибрациям пахнущих молекул, чем к их форме. Именно благодаря частотам вибраций, молекулы, щекочущие наши ноздри, идентифицируются мозгом с определенным запахом. Так считают английские ученые.

До сих пор было принято, что молекулы узнаются рецепторами носа благодаря своей трехмерной форме по модели, известной в биологии, когда молекула «открывает» химическую дверцу, как ключ, попавший в нужную скважину, и включает каскад событий, ведущих к ее идентификации мозгом. Англичане считают, что пахнущая молекула открывает дверцу, как магнитная карта, благодаря специфической вибрации.

Для улавливания этой частоты электрон – испускаемый, к примеру, слизистой оболочкой – посылается к молекуле, как зонд. Если у него та же энергия вибрации пахнущего начала, он пронизывает эту молекулу и попадает на рецептор, который активирует нейроны. По расчетам ученых, этот по природе квантовый процесс достаточно быстрый и интенсивный, чтобы быть совместимым с биологическими условиями.

Результат тем интереснее, что он устраняет недостатки модели «ключ-скважина» и объясняет, почему две молекулы разной формы могут иметь одинаковый запах. Или почему обычный углерод, не меняющий форму молекулы, превращает запах фиалки в запах сандалового дерева.

Исключения из классической модели столь многочисленны, что Чарльз Селл, химик-специалист по запахам, признал, что не может предсказать запах по форме молекулы. Отныне есть солидная теоретическая база для другого британского исследователя Люка Тьюрина, который еще в 1996 году говорил о вибрации молекул.

ВНОВЬ ИЗОБРЕТЕННОЕ КОЛЕСО

Франко-немецкая группа ученых вновь изобрела колесо. Его диаметр 0,7 нанометра (всего в семь раз больше молекулы воды), и оно соединено осью с другим колесом.

Колесо с тремя зубцами не совсем круглое, но «катится» по медной поверхности, когда ученые подталкивают его острием туннельного микроскопа. Впервые в нанотехнологиях молекулярное колесо перемещается перпендикулярно поверхности. В предыдущих попытках оно прыгало, скользило. До того как найти применение в биологии или электронике эти машины должны доказать, что могут работать не только при низких температурах, в вакууме и на чистых поверхностях.

НАСТОЯЩИЕ ШАРОВЫЕ МОЛНИИ

Таинственное метеорологическое явление, шаровые молнии, вызвало к жизни множество гипотез. Ни одна не была принята единогласно, поскольку ученым не удавалось воспроизвести явление в лаборатории.

Через шесть лет после выдвижения своей теории новозеландец Джон Абрахамсон и группа бразильских исследователей с блеском перешли от теории к практике. Они поместили между двумя электродами сверхтонкие кремниевые пластины (0.3 мм толщиной) и подали ток 140 А. При раздвижении электродов возникла электрическая дуга, которая испарила кремний, образовав облако наночастиц, которое сконденсировалось в огненный шар температурой около 2000оС. В отличие от других опытов, продолжительность жизни этого шара равнялась десятку секунд, что близко к природному явлению.

ОСТРОВОК РЕЙЛИ КАК ИСКУСИТЕЛЬ

Двадцать четыре года непрерывного курения сигарет без фильтра по две пачки в день. И все же Натан прекратил курить сразу и бесповоротно. Никаких чудесных методов. Просто у Натана случился микроинсульт в крохотной зоне мозга под названием островок Рейли.

Это позволило группе ученых во главе с Энтони Бекара (США) открыть новую зону зависимости. Никто и никогда не думал об этой зоне. Заинтригованные удивительным случаем, ученые выбрали еще 19 пациентов, жертв микроинсульта.

Островок Рейли – зона предлобовой коры, задействованная в сознательном ощущении телесных нужд, которые она интегрирует и превращает в чувства и эмоции. Любой курильщик знает, что иногда просто держать сигарету в руке важнее, чем ее курить. Все происходит так, словно островок Рейли убеждает организм, что у него есть жизненная необходимость в табаке. На самом деле нехватка его обманчива. Быть может, это убедит заядлых курильщиков, что вполне возможно бросить дымить естественным путем. К сожалению, лекарства, могущие воздействовать на эту зону, появятся не завтра.

Из 19 курильщиков с поражением островка Рейли (красным на горизонтальном и поперечном срезах мозга) 12, то есть 63%, внезапно бросили курить. Впервые мозговое повреждение точным образом ассоциируется с внезапной потерей привычки к табаку.

ТРАНСГЕННАЯ КУРИЦА, НЕСУЩАЯ ЗОЛОТЫЕ ЯЙЦА

Это не курица, а ходячая аптека! Британцы сумели ввести в ее геном гены лечебных белков – моноклональные антитела против меланомы и интерферон против рассеянного склероза.

Производимые в белке яиц молекулы легко извлекаются. Более того, введенные гены передаются от поколения к поколению, что позволяет предусмотреть массовое производство. Достаточно увеличить или уменьшить размер фабрики, чтобы удовлетворить спрос на молекулы, причем при минимальных затратах.

Остается усилить концентрацию лекарств в белке яиц и получить разрешение на выпуск на рынок этих продуктов, полученных от трансгенных животных, для чего потребуется еще пять - шесть лет. Но, в конце концов это позволит снизить стоимость некоторых медикаментозных препаратов.

ВИДЕО-ОЧКИ

На первый взгляд – обычные очки. Но если глянуть внимательнее, с краю будет заметна необычная отпико-электронная схема. Она позволяет просматривать видео на виртуальном экране с диагональю 1,5 м примерно в трех метрах от «очкарика».

Устройство, разработанное израильской фирмой «Лумус», может подключаться к видеоплейеру типа iPod. Изображение формируется на уровне дужки на ЖКЭ. Как свет в стекловолокне, оно, отражаясь, перемещается в оптическую систему, встроенную в стекло. Комплекс линз создает окончательное изображение, которое, как кажется, появляется перед зрителем.

РОМАНТИЧЕСКИЙ ДИВАН

Английский дизайнер Дэниелль Собик создала электролюминесцентный диван, на котором появляются голубые цветы, когда на него садятся два человека. Чем ближе сидят эти люди, тем «теплее» становится цвет, переходя от холодного голубого к романтическому розовому.

ЭФЕМЕРНАЯ ФОТОКОПИЯ

Ксерокс стал работать с самоочищающейся бумагой. Из расчета, что две пятых отпечатанных листов быстро попадают мусорную корзину, американская фирма разработала прототип, выполняющий печать, которая держится не более 24 часов. И лист можно снова использовать.

Берется бумага, чувствительная к специфическому свету, который создается печатным устройством. Краска не является химически стабильной и постепенно исчезает в течение дня. Стирать можно быстрее, если использовать подогрев.

ЧЕЛОВЕК РАЗРЕГУРИЛИРОВАЛ КЛИМАТ НА НЕСКОЛЬКО ВЕКОВ

Потепление климата может достигнуть 3оС к 2100 году. Даже если человек стабилизирует выбросы парниковых газов, чья ведущая роль в изменении климата подтверждена.

Специалисты Группы межправительственных экспертов по изменению климата (ГМПЭИК) опубликовали первую часть своего четвертого доклада, а именно «резюме в адрес принимающих решения». Под мощным политическим давлением, критикуемые скептиками, они детально показали, как с момента последнего доклада в 2001 году улучшили и расширили данные, как отработали модели благодаря более широкому географическому охвату, большему разнообразию измерений, лучшему пониманию сомнений.

Доклад был подписан в Париже в начале февраля этого года представителями более чем ста стран после тщательного взвешивания каждого термина. Приводим их наблюдения и сценарии развития будущего.

Новая уверенность

Потепление происходит...

«Одиннадцать из последних двенадцати лет занимают ведущие места среди самых теплых годов с момента начала регистрации погоды (1860 г.)», отмечается в докладе. Другие бесспорные наблюдения: температура атмосферы – нижняя и верхняя – увеличивается со скоростью, сравнимой со скоростью роста температуры поверхности, согласно новым измерениям с помощью зондов и спутников.

С 1961 года средняя температура мирового океана выросла, и этот рост наблюдается до глубин до 3000 м, вызывая расширение воды. Результат: уровень мирового океана повышался на 1,8 мм в год с 1961-го по 2003 гг. Со временем явление ускорялось, достигнув 3,1 мм в год с 1993-го по 2003 гг. Кроме того, на всей планете уменьшается площадь ледников и полярных шапок.

...и должно достигнуть 3оС

«Ожидаемое среднее потепление, если концентрация СО2 (в атмосфере) окажется на уровне 550 ппм (частей на миллион), будет в вилке между 2 и 4,5оС, что выше доиндустриальных величин. По оценкам, оно будет равняться 3оС».

Этот прогноз выглядит наиболее разумным с учетом того, что концентрация углекислого газа в атмосфере повышается с 380 ппм на 2 ппм в год, а возможность остановить развивающиеся страны в их стремлении к прогрессу выглядит иллюзорным.

В лучшем случае потепление будет 1,5оС, в худшем – 6оС. 9 шансов из 10, что ответственность будет лежать на человеке. Воздействие солнечного излучения пересмотрено в сторону снижения по сравнению с предыдущим докладом.

«Главная вина в росте средних температур, наблюдающихся с середины ХХ века, вероятнее всего, лежит на увеличении концентрации парниковых газов, появляющихся в результате человеческой деятельности», указывают эксперты. Последние слова добавлены, по сравнению с докладом 2001 г., принятым после тяжелейших переговоров с китайской и американской администрациями.

Связанная с нефтяной промышленностью, американская администрация за последние пять лет в 435 случаях осуществила цензуру данных, оказывая давление на ученых государственных исследовательских учреждений. Она стремилась убрать эти термины из их отчетов. Но можно ли теперь отрицать истину? Годовой рост концентрации углекислого газа был выше за последние десять лет, чем в начале прямых постоянных замеров в атмосфере в 1960 г.

Изменение климата можно предусмотреть

Информационное моделирование изменения климата становится все более надежным: «В 1990 г. было предсказано потепление на 0,15–3оС за десятилетие до 2005 года. Сейчас эти цифры можно сравнить с наблюдаемыми величинами около 0,2оС в десятилетие, что усиливает доверие к краткосрочным проекциям».

Увеличилась и географическая точность: самое большее потепление ожидается на суше и в высоких широтах, наименьшее наблюдается в Индийском океане и в некоторых частях Северной Атлантики. Моделирование предсказывает уменьшение площади морских льдов в Арктике и в Антарктике. Более того, в летний период льды могут вовсе исчезнуть в Арктике. Дожди усилятся в высоких широтах и станут реже в субтропических районах суши.

Новые страхи

Экстремальные события будут умножаться

Похоже, летние периоды жары и сильных дождей станут более частыми. «Вероятно, что будущие тропические циклоны, тайфуны и ураганы станут мощнее». Это положение до сих пор оставалось спорным.

Море поднимется...

Если потепление установится между 1,7 и 4оС в 2100 г., уровень моря может подняться на 0,28–0,43 м. Но такая проекция выглядит слишком оптимистичной: нынешние модели не принимают в расчет ускоренного таяния ледников Гренландии.

...быть может, на несколько метров

Опасность разноса теплового и водяного механизма при преодолении критического порога в 2оС волнует многих ученых. Палеоклиматические данные показывают, что увеличение на 3оС может вызвать крайне быстрые изменения среды.

«Средний уровень морей в последний межледниковый период (примерно 125 000 лет назад) был, скорее всего, на 4–6 м выше, чем в ХХ веке, и вызван в основном уменьшением полярных льдов. Образцы льда показывают, что средняя температура была на 3–5оС выше, чем в ХХ веке».

Двойной вопль тревоги

Все идет к длительному периоду ухудшения положения

Для стабилизации концентрации углекислого газа на уровне 450 ппм – уровне, который ограничит отрицательное воздействие климатических изменений, – надо снизить годовые выбросы углекислого газа с 25 миллиардов тонн (сегодняшняя величина) до 18 миллиардов тонн, то есть понизить на четверть.

Но в любом случае выделение парниковых газов, даже стабилизированное, вызовет в XXI веке дополнительное потепление. «Прошлые и будущие человекогенные выбросы двуокиси углерода будут продолжать содействовать потеплению и повышению уровня моря в более чем тысячелетний период из расчета времени, необходимого для удаления этого газа из атмосферы», считают ученые.

Надо приспосабливаться или погибать

Эрозия побережий, усиление хрупкости экосистем, ресурсы под угрозой, усилившиеся метеорологические нарушения... Две других группы экспертов останавливаются на последствиях климатических изменений и их возможного ослабления, а также на нашей будущей адаптации. Их мнение мы опубликуем в следующий раз.

ЖУК БЕЛЕЕ БЕЛОГО

Производители моющих средств мечтают о таком, природа это сделала. «Белее белого», как молоко или зубная эмаль, таков цвет тропического жука Cyphochilus. Насекомое имеет такой блеск из-за структуры панциря. Изучая чешую покрытия, английские физики обнаружили сложную сеть белковых волокон. Их устройство идеально отражает все длины волн видимого света, а не отдельные цвета спектра.

МОЛОДЦЫ ШВЕЙЦАРЦЫ, НО МОЖНО ЛИ ЭТО НАЗВАТЬ КАРМАННЫМ НОЖОМ?

Хотите выпрямить спицу велосипедного колеса, поковыряться в зубах или заменить шипы вашей обуви для гольфа – это устройство предлагает любое решение. «Венгер», один из официальных производителей ножей для швейцарской армии, создал его для коллекционеров. В нем 85 инструментов, ширина 22 см, вес около 1 кг и стоимость 615 евро.

ПОСЛЕ ГЕНОМА РАСШИФРОВАН МЕТАБОЛОМ

Канадцы объявили в январе, что закончили подсчет всех молекул (или метаболитов) в человеческом теле или произведенных им. Этот инвентарный список, названный метаболом, является химическим эквивалентом генома. Биологи обнаружили в нашем организме 2500 метаболитов, 1200 молекул фармацевтического происхождения и 3500 пищевых соединений. Это открытие позволяет развивать новые инструменты для диагностики болезней и разрабатывать новые виды лечения.

УДАР МОЛНИИ

Ветряк горит после удара молнии (Германия). Величина убытков 1 миллион евро. Это – исключительное явление. С 1991 по 1997 гг. было всего 167 прямых попаданий молний в 1511 ветряков. Это – третья по важности причина повреждения после развала и потери лопасти. Обычно ветряки имеют систему громоотвода, направляющую высокие напряжения в землю без повреждения турбины.

ГОРЯЧИЙ ЛУЧ АМЕРИКАНСКОЙ АРМИИ

30 января военные продемонстрировали оружие, лишающее противника способности держать оборону. Оно установлено на грузовике и посылает в сторону врага электромагнитный луч. Эти микроволны с расстояния до 500 м проникают под кожу мишени на глубину 0,4 мм и поднимают температуру до 50оС. Ощущение ожога вызывает паническое бегство. Повреждений у жертвы нет. Американцы собираются использовать систему в Ираке.

Наша кожа – настоящий зоопарк! После трех лет исследования нью-йоркские биологи идентифицировали 182 вида бактерий, 8% которых совершенно неизвестны, живущих на предплечьях шести взрослых людей в отличном здравии.

К началу ^