Наука

Технически глаз среднестатистического человека способен различатьоколо 10 миллионов цветовых оттенков благодаря трем типам колбочек в сетчатке с перекрывающимися спектрами, чувствительным к длинноволновому (красному), средневолновому (зеленому) и коротковолновому (синему) свету.

Но этот потенциал не раскрывается полностью. Почему?

В условиях дневной освещенности на сетчатку ежесекундно попадает колоссальный объем данных, представленный сотнями миллионов, а то и десятками миллиардов фотонов. Но до мозга доходит не "сырой" поток света, а лишь жестко ограниченное количество информации, которая была предварительно сжатаи закодирована сетчаткой.

Это происходит потому, что наша зрительная система не оптимизирована под абсолютную точность. Она заточена под выживание: быстро находить спелые плоды на фоне густой листвы, замечать изменения кожного покрова у себя и сородичей (признаки болезни или определенного эмоционального состояния), а также вовремя улавливать движение — например, крадущегося хищника в кустах.

Исследования показывают, что уже с первых этапов зрительная система работает не с "чистыми" физическими величинами, а с различиями. Нейроны реагируют на контрасты, контуры и изменения во времени. То есть на все то, что помогает максимально быстро и качественно выделить объект на фоне.

Из-за этого цвет в нашей картинке реальности относительный, потому что мозг воспринимает его в контексте окружения и освещения, а не как абсолютную величину. Другими словами, один и тот же цвет на разных фонах воспринимается по-разному, и такая субъективность называется иллюзией цветового контекста.

Кроме того, наше внимание представляет собой динамический фильтр, поэтому до осознанного восприятия доходит лишь крошечная часть входящего сигнала. Остальное обрабатывается в фоновом режиме или же вовсе отсеивается. Это связано с тем, что мозг — очень "прожорливый" орган, и если бы ему пришлось анализировать весь поток входящих данных, то его энергопотребление заметно выросло бы. Следовательно, оставалось бы меньше ресурсов на мышление, речь и координацию движений. Эволюция "урезала" наши возможности восприятия мира для обеспечения энергоэффективности мозга.

Из всего сказанного следует, что мир не цветной сам по себе. Вся эта палитра красок, воспринимаемая нами, является субъективной интерпретацией мозга на базе отфильтрованных сигналов, контекстов и сравнений. Эта возможность появилась для повышения наших шансов на выживание в изменчивой среде. Однако с целью экономии ресурсов функционал этой способности был существенно ограничен, поэтому мы не видим реальность напрямую, а воспринимаем лишь ее сильно сжатую версию.

Да. Слепые от рождения действительно видят сны, но это не привычные большинству из нас "картинки", а сновидения, собранные из звуков, тактильных ощущений, движений в пространстве, запахов и эмоций.

Что такое сновидение

Когда зрячие люди слышат слово "сон", то они автоматически представляют сцену или сюжет, разворачивающийся как зрительная картинка, которую порой невозможно отличить от реальности. Но с научной точки зрения сновидение вообще не обязано быть визуальным. Сон — это "контролируемая галлюцинация", генерируемое мозгом переживание на базе воспоминаний, ощущений и ожиданий без внешнего стимула. Поэтому правильнее сформулировать вопрос иначе: есть ли у слепых от рождения зрительные образы во сне, сопоставимые с теми, что видят зрячие?

Что показывают исследования

В ходе одного из самых цитируемых исследований 1999 года был проведен анализ сотен сновидений у слепых взрослых, который показал: у людей, слепых с рождения или с очень раннего возраста, визуальные составляющие сновидений практически отсутствуют, зато в изобилии присутствуют ссылки на осязание, вкус, запах и слух.

Систематический обзор работ на эту тему, опубликованный в 2023 году, приходит к аналогичному выводу: у слепых с рождения устойчивые "зрительные" впечатления не выявлены, кроме случаев, когда у человека не полная слепота, а присутствует остаточное зрение (различает свет/темноту, видит крупные контуры или движение).

Если слепота приобретенная

Если человек был зрячим, например, в детстве, то мозг успел накопить зрительные представления об окружающем мире, и тогда во снах могут сохраняться визуальные элементы (пусть и видоизменяемые со временем).

Этот контраст, наблюдаемый между врожденно слепыми и ослепшими со временем, регулярно отмечается в исследованиях по нейронауке сна.

Феномен "визуальных снов" у слепых от рождения

Некоторые современные исследования описывают случаи, когда люди с врожденной слепотой сообщали о "визуальном контенте" в своих сновидениях. Объективная проверка этих заявлений с помощью электроэнцефалографии* (ЭЭГ) и зарисовок увиденного во сне показала, что слепые от рождения сталкиваются не со зрительным опытом в привычном смысле, а с пространственной моделью, созданной на основе данных, полученных с помощью функционирующих органов чувств.

*Электроэнцефалография — безопасный, неинвазивный метод исследования функционального состояния головного мозга путем регистрации его электрической активности через электроды, размещаемые на коже головы.

Например, слепой от рождения может "видеть" во сне далекую вспышку, а после ощущать жар. Эта модель может быть создана на базе воспоминаний, связанных с прогулкой в летний жаркий день, когда неистово "пекло Солнце".

Ученые подчеркивают, что слово "видеть" в таких исследованиях требует осторожной интерпретации, чтобы не вводить в заблуждение.

Итак, вывод: слепые от рождения люди не видят в своих снах "картинок", но вместо этого испытывают яркие слуховые, тактильные и вкусовые "контролируемые галлюцинации".

Читайте также:

• Что происходит с сознанием после смерти?
• Гипотеза космического мозга: Вселенная как нейронная сеть.
• Просто о сложном: гипотеза симуляции.

Электролиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав электролита.

Ученые обнаружили тревожную связь между климатическими явлениями и домашним насилием. В исследовании 42 стран с низким и средним доходом засуха любой продолжительности повышала риск семейного насилия против женщин, причем наиболее сильная связь наблюдалась при годичной засухе. Учитывая рост экстремальных климатических явлений, потребность в программах предотвращения домашнего насилия становится крайне острой.

Исследователи проанализировали данные о домашнем насилии против женщин за 2003-2020 годы из Демографических и медицинских обследований. Засуху измеряли с помощью стандартизированного индекса осадков и эвапотранспирации в масштабе от 1 до 12 месяцев с разрешением около 9 километров. Экстремально жаркими считались дни со средней температурой выше 90-го, 92,5-го, 95-го или 97,5-го процентиля местного распределения температур за тот же период.

Процентиль — это статистический показатель, который показывает, какой процент всех значений в выборке находится ниже определенной точки.

В данном исследовании ученые использовали процентили для определения экстремально жаркой погоды:

90-й процентиль означает, что данная температура выше, чем 90% всех зафиксированных температур в этом регионе за исследуемый период. Иными словами, только 10% дней были жарче этого показателя.

95-й процентиль — температура выше, чем 95% всех исторических значений. Только 5% дней были жарче.

97,5-й процентиль — температура выше, чем 97,5% исторических данных. Лишь 2,5% дней были жарче.

Общая распространенность насилия составила 28,3%, эмоционального — 18,3%, физического — 19,4%, сексуального — 7,4%. При разделении засухи по степени тяжести самая сильная связь с насилием обнаружилась при умеренной засухе в годичном масштабе и при сильной засухе в трехмесячном масштабе. При анализе по типам насилия наиболее сильная связь выявилась с эмоциональным насилием в месячном масштабе и с физическим насилием в годичном масштабе.

По сравнению с обычными месяцами, в засушливые месяцы связь с экстремальной жарой была значительно сильнее, когда жару определяли как превышение 90-го, 92,5-го или 95-го процентиля распределения температур, что указывает на то, что засуха и жара действуют совместно, усиливая воздействие друг друга на семейные отношения.

Механизм воздействия климатических явлений на домашнее насилие сложен. Продовольственная нестабильность из-за скудных урожаев или потери скота во время экстремальных погодных явлений вызывает чувство незащищенности, тревоги и стресса у мужчин, которые больше не могут обеспечивать семью. Когда засухи, обезлесение и наводнения уничтожают близлежащие источники воды и топлива, женщины и дети вынуждены идти дальше за этими необходимыми ресурсами, что увеличивает их риск подвергнуться сексуальному и физическому насилию.

Вероятность сообщения о насилии была на 25% выше в регионах с экстремальными погодными явлениями в Уганде, на 38% выше в Зимбабве и на 91% выше в Мозамбике. Экстремальные погодные условия также ставят женщин и девочек в более уязвимое положение и часто приводят к росту насилия против женщин и девочек, включая семейное насилие.

Результаты исследования подчеркивают необходимость включения климатических факторов в программы предотвращения домашнего насилия. Воздействие изменения климата имеет гендерную окраску — женщины и девочки непропорционально сильно страдают от утраты биоразнообразия, загрязнения и стихийных бедствий. Гендерное неравенство, унаследованное от исторических социально-экономических процессов развития и укоренившихся социальных норм, является главным фактором, усугубляющим уязвимость к последствиям изменения климата.

Новость взята с агрегатора EurekaAlert: https://www.eurekalert.org/news-releases/1095109

Журнал: JAMA Network Open

DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2025.27818

Дата публикации: 20 августа 2025

«Мозги из пробирки» впервые спонтанно произвели @science_sciteam-nervnyi-impuls, похожие на импульсы недоношенных детей. Данное обстоятельство может позволить изучать раннее развитие мозга.

Фото: Muotri Lab/UC San Diego

Культуры нейронов могут самоорганизоваться в пространстве в структуры, которые встречаются в мозге, однако с этой технологией связан ряд этических и философских проблем. Например, может ли искусственно выращенный мозг обладать сознанием?

Группа исследователей под руководством Элиссон Муотри (Alysson Muotri) из Университета Калифорнии, Сан-Диего, «уговорили» человеческие стволовые клетки сформировать ткань коры головного мозга. Они вырастили сотни культур тканей мозга на протяжение 10 месяцев и проверили клетки, чтобы удостовериться, что в них экспрессируются те же гены, что и в развивающемся мозге человека.

Муотри и его коллеги непрерывно регистрировали электрические импульсы, или электроэнцефалограммы (ЭЭГ), на поверхности «мини-мозгов». Через шесть месяцев после начала эксперимента ткани производили электрические импульсы чаще, чем в предыдущих подобных исследованиях, что удивило группу учёных.

Картина ЭЭГ также была неожиданной. В зрелом мозге нейроны формируют сети, которые производят импульсы с предсказуемыми ритмами. Но ткани показали нерегулярные паттерны ЭЭГ, что отражает хаотические вспышки синхронной активности, наблюдаемой в развивающемся мозге. Когда исследователи сравнили эти ритмы с ЭЭГ недоношенных детей, они обнаружили, что паттерны тканей были сходны с теми, что характерны для младенцев, рождённых на 25-39 неделях.

По заявлению Муотри, «мозги из пробирки» не вполне похожи на реальный человеческий мозг, так как у них нет тех типов клеток, которые находятся в коре головного мозга, а также они не связаны с другими участками мозга.

Однако, его группа планирует увеличить продолжительность выращивания тканей, чтобы понять, будут ли они и дальше созревать. Исследователи также планируют изучить, будут ли ткани вести себя как нормальная кора головного мозга, если их связать с тканями, имитирующими другие участки мозга.

Учёные надеются, что такие ткани позволят изучать нарушения развития мозга, такие как эпилепсия и аутизм. Кроме того, изучение возникновения паттернов ЭЭГ поможет понять, за счёт чего этот процесс протекает в развивающемся мозге.

С другой стороны, схожесть электрических импульсов «мозга из пробирки» и мозга недоношенного ребёнка ещё не означает, что эти импульсы возникают одинаково, считает Самса Ванхатало, нейрофизиолог Хельсинского Университета, разработавший базу данных младенческих ЭЭГ, с который и сравнивала группа Муотри активность выращенных тканей. Доказать, что причина и способ возникновения импульсов идентичны, будет крайне сложно, поскольку пока что сведения об устройстве мозга детей на данный момент крайне скудны. У тканей может не быть некоего ключевого компонента, который является причиной паттернов ЭЭГ в реальном мозге.

Тем не менее, исследования в этом направлении поднимают этические вопросы: могут ли ткани, выращенные в лаборатории, развить сознание? Пока что невозможно точно определить, обладает ли ткань сознанием, ведь пока ещё нет универсального способа определить наличие сознания у взрослых, не говоря уже о детях.

Муотри готов приостановить проект, если обнаружится, что ткани развили самосознание, но пока что они очень примитивны. На данном этапе никто не может сказать, насколько перспективна и опасна эта процедура, считает он.

Источник: Nature.

Исследование: https://doi.org/10.1101/35862

Когда ты веришь в память воды… у подсушенного шарика из лактозы.

Когда ты говоришь, что нечто невозможно объяснить… но объясняешь: инопланетянами, чупакаброй и снежным человеком.

Когда ты заявляешь, что эволюция невозможна из-за возрастающей энтропии... а потом достаешь холодное пиво из холодильника жарким летом.

Когда ты рассказываешь, что душа появляется в момент зачатия… однояйцевым близнецам.

Когда ты утверждаешь, что объективного знания не существует… тщательно оглядываясь по сторонам, переходя дорогу.

Когда ты высоко ценишь веру, не требующую доказательств… но только не в Летающего Макаронного Монстра.

Когда твои астрологические умения невозможно проверить… но ты знаешь, что они работают.

Когда ты знаешь, что ученые скрывают… и только от тебя не скрыли!

Когда ты считаешь, что наука не противоречит религии… но Земле 6000 лет, а болезней не было до появления первых людей и их “грехопадения”.

Когда “моей бабушке помогло” – аргумент… а исследование на тысяче человек – нет.

Когда ты понимаешь, что научный метод слишком консервативен… потому, что на самом деле народная медицина крайне эффективна, ВИЧ не существует, а вакцины вызывают аутизм.

Когда ты рассуждаешь о “методологии науки”… но не учил ни физики, ни химии, ни биологии, ни математики и не знаешь, что такое "контрольная группа".

Когда ты рассказываешь о вреде научно-технического прогресса… проживая в отапливаемой квартире, с горячим душем, кондиционером и доступом в Интернет.

Когда ты любишь все натуральное… но дискриминируешь бледную поганку, сифилис, гепатит, лишай и оспу.

Когда ученые – сектанты… если не согласны с твоим субъективным мнением.

Когда наука – это тоже слепая вера… пусть и в аргументы, эксперименты, наблюдения и критическое рассмотрение фактов.

Автор: Александр Панчин

Обычно я встраиваю ролик на Тубчике прямо в статью, но сейчас у некоторых оно тормозит, а потому приглашаю посмотреть моё  новое видео по ссылке. 

Квантовая механика - штука уж точно не очевидная и множество вопросов переворачиваются в ней с ног на голову. Но это ещё половина беды. Сложность ещё и в том, что в терминах квантовой механики нет ни ног, ни головы. Поэтому, бытует мнение, что искать тут хоть какую-то логику бесполезно.

Но всё-таки сделать это очень хочется. Я уже много раз разбирал на канале проблему наблюдателя. Для тех, кто не помнит суть проблемы - у нас есть такая двойственность природы частиц и квантовая система проявляет себя только при взаимодействии с наблюдателем.

Та самая жуткая жуть

Пока мы не измерили фотон, он ведёт себя как волна с характерной для этой сущности природой. После измерения он становится чем-то типа частицы. Это уже прописные истины.

Вот только самый главный вопрос - а что было ДО того, как его измерили? Будет ли выбранное состояние действительно случайным (то есть не будет подразумевать существование конкретного варианта до измерения) или же мы выберем один из возможных вариантов, который прописан в системе?

Этот вопрос занимает меня уже долгое время. В попытках проработать его я записал ролик про истинную суть случайности и обдумал самые разные варианты. Если вы всё ещё не понимаете о чём тут спор, то вот вам пример.

Пример истинной случайности

Представьте себе, что добраться до парка можно тремя различным маршрутами. Пускай это исчерпывающее количество комбинаций, которое только возможно. Опустим тот факт, что порой новый маршрут есть комбинация старых участков пути и так может родиться ещё десяток вариантов маршрута. Допустим, что это технически невозможно по любой причине.

Предположим, что мы измеряем такую систему и результат измерения должен зафиксировать конечный вариант. Один из трёх. Согласно моей логике измерение в квантовом мире должно выбрать вариант случайный, но из трёх обозначенных в обсуждении.

Как пройти в библиотеку

Но появляется специалист, который говорит вам, что не существует ни вариантов, ни маршрутов, ни заведомом проложенного пути. Путь рождается в момент взаимодействия наблюдателя и системы, и он отличается от того, что мы нарисовали на карте. Ни один из исчерпывающих вариантов тут не будет случайным. По-настоящему случайный вариант, отвечающей принципам квантовой механики, будет отличаться от всего сразу.

На это я отвечу ему - эй, дружище, но ведь это ересь! В любой реальной системе невозможно представить себе такую ситуацию, что выбор не будет включать один из уже существующих вариантов. Вопрос в вероятности...

В ответ на это мне скажут, что я сторонник скрытых параметров. И что эта концепция мертва и бессмысленна. Что случайности абсолютно случайны и это не проблема математики, а проблема природы вещей.

Что же, мы подходим к самому интересному.

Скрытые параметры в квантовой системе

По этой теме написано очень много и для её полной проработки нужно написать книгу. Но мы коснёмся только верхушек для формирования общего понимания.

Суть проблемы такова, что вроде как настоящая квантовая физика подразумевает полный отказ от даже зачатков детерминизма. Даже логика, что сама математическая природа случайности должна подразумевать существование вариантов (вероятных и не очень) порицается. Такой подход окрестили скрытыми параметрами.

Скрытые параметры – это свойства объектов, остающиеся за гранью нашего восприятия и измерений, но при этом оказывающие влияние на то, что мы наблюдаем. В квантовой механике эта идея проявляется в гипотезе о существовании внутренних, недоступных для экспериментального определения характеристик систем (например, частиц), которые, тем не менее, определяют исход любого измерения.

Почему скрытых параметров нет?

Логика существования таких параметров кажется более чем правильной.

Ведь если опираться на историю становления научного знания, то множество вещей когда-то описывались как нечто непонятное. Сродни появлению настоящей случайности. Но после более детального изучения системы оказывалось, что существует НЕКОТОРАЯ ВЕЛИЧИНА, которая влияла на явление. Просто этот фактор нельзя было обнаружить.

Само собой, что хотелось бы понять откуда появилась идея о проверенной гипотезе отсутствия этих самых скрытых параметров.

Неравенства Белла как доказательство

Неравенства Белла, появившиеся как следствие разбора ЭПР-парадокса Эйнштейна, Подольского и Розена, стали ключевым инструментом для проверки локального реализма и демонстрации квантовой нелокальности. Они представляют собой решающий аргумент в этом фундаментальном споре о природе реальности.

Скрытый параметр

Стоит отметить, что на заре формирования квантовой физики многие физики, включая Эйнштейна, воспринимали вопрос с позиции классического взгляда на проблема. Эйнштейн даже говорил про игру в кости. По его логике существование абсолютной случайности в науке должно было быть полностью исключено.

Само собой неравенства Белла - это сугубо математический вариант объяснения проблемы. Опять-таки, мы не полезем в сложную математику, но выжимка проблемы будет простой - исходя из математического аппарата и математического анализа следует, что добавление коэффициентов, которые иллюстрируют существование возможных скрытых параметров не меняют систему.

Любители истинно квантового подхода зацепились за этот факт и начали его активно тиражировать...Вот только...

Скрытые параметры - это немного о другом

На самом деле, неравенства Белла не доказывают, что абсолютно никаких скрытых параметров не существует. Они доказывают, что не существует локальных скрытых параметров, которые могли бы объяснить все предсказания квантовой механики. Это очень важное различие.

Джон Белл вывел математическое неравенство, которое должно выполняться, если верен локальный реализм. Эти неравенства связывают результаты измерений различных свойств запутанных частиц (например, спина).

Реализм тут в том, что физические величины имеют определенные значения, независимо от того, измеряем мы их или нет. То есть, у частицы есть какое-то значение спина до того, как мы его измерили.

Локальность в том, что Объект может быть подвержен влиянию только своего непосредственного окружения. Информация не может передаваться быстрее скорости света. Это означает, что если мы измеряем спин одной частицы в запутанной паре, это измерение не может мгновенно влиять на спин другой частицы, находящейся далеко.

Идея скрытых параметров была предложена как способ спасти реализм. Предположим, что у частиц есть определенные значения свойств до измерения, но мы просто не знаем этих значений. Эти “скрытые параметры” определяют результат измерения. Белл показал, что если эти скрытые параметры локальны (то есть, не нарушают принцип локальности), то они должны подчиняться его неравенствам. Поскольку эксперименты нарушают эти неравенства, теория локальных скрытых параметров не может объяснить квантовую механику.

Неравенства Белла многократно подтвердили экспериментально. Например, В 2023 году физики из Швейцарской высшей технической школы Цюриха с коллегами из нескольких стран смогли впервые провести проверку неравенств Белла без лазеек с помощью сверхпроводящих кубитов. Для этого они разнесли криостаты на 30 метров и добились очень короткого (не более 50 наносекунд) времени считывания. Это позволило гарантировать, что никакой гипотетический скрытый сигнал не смог бы повлиять на результаты проверки.

Вот только для меня остаётся вопросом другое. Хорошо, я и не претендую на существование скрытых параметров. Я даже не спорю, что конкретные значения могут быть неизвестны до измерения. Не ясно ещё кое-что - любой вариант всё равно может оставаться случайностью в рамках математической модели. При этом логика Белла может остаться правильной.

Эта книга для меня очень значима, так как при прочтении она меня вдохновила сделать то, что планировал и о чём мечтал. А мечтал часто путешествовать, бывать в экспедициях, снимать документальные фильмы и просто познавать мир. После того как прочитал её, то твёрдо решил реализовывать свои планы и мечты. В том же 2018 году открыл свой научно-популярный канал Noosphere Studio, поехал в Швецию как турист, а летом побывал в экспедиции «Хотылёво-1» около Брянска, где учёные проводили раскопки и исследовали материальную культуру неандертальцев. Это был удивительный и насыщенный событиями год. В будущем обязательно расскажу о нём в блоге.

Про Роберта Сапольски я узнал от замечательного научно-популярного канала Vert Dider, который занимался переводом курса лекций «Биология поведения человека». Когда увидел, что вышла книга Роберта Сапольски, то сразу же её приобрёл. «Записки примата: Необычайная жизнь ученого среди павианов» — не научный труд, а скорее мемуары. В книге идёт речь о жизни автора и о его многочисленных экспедициях в Кению, где он следил за поведением павианов. На протяжении более чем двадцати лет он приезжал в экспедиции в кенийский заповедник. Книга хоть и не научный труд, но в ней подробно и со вниманием к деталям рассказывается про поведение приматов. Многие аспекты поведения приматов можно перенести и на нас, людей, так как мы далеко не ушли в социальном плане. Каждому павиану Роберт Сапольски дал имя, каждого описал нам как уникальную личность. Читатель начинает сам определять своих любимчиков и влюбляться в них. Эта история о приматах очень захватывающая. В конце книги происходит одно драматическое событие, которое переживает не только учёный, но и мы – читатели. Сильный поворот сюжета, основанный на реальных событиях, завершает эту книгу. Кроме рассказа о павианах автор затрагивает и свою жизнь: как он чуть не попался на действия мошенников в Африке, как он прятался под машиной в Конго, когда были партизанские войны, как отказался от бога, как нанимал местных жителей для работ в заповеднике — словом, говоря о приматах, и Homo sapiens не обделяет вниманием.

Книгу рекомендую к прочтению, если вы так же, как я, хотите исследовать и познавать этот мир. Может, у вас возникнут такие же впечатления от прочтения, и это поможет вам сделать шаги, о которых вы мечтали давно.

Палеонтология — это наука, изучающая жизнь на земле по окаменелостям (фоссилиям). Люди находят остатки живых организмов, замещённых минеральным веществом, всю историю человечества. Однако сама наука сформировалась относительно недавно. Если заглянуть в историю науки, мы увидим, что учёные ещё в античности могли строить гипотезы о жизни на Земле по окаменелостям. Основы науки о вымерших организмах сформировались только в XVIII веке. Так какой путь прошла палеонтология? Сегодня мы попытаемся заглянуть в прошлое науки о прошлом. Об очень далеком прошлом. Узнаем к чему она пришла, и какими инструментами пользуется сегодня.

Эксгумация Мастодонта Чарлзом Уилсоном Пилом. 1805 год, Соединенное Королевство

Античность и средневековье

Ещё в VI веке до нашей эры древнегреческий философ Ксенофан Колофонский обнаружил морские ракушки на суше и пришел к выводу, что земля когда-то была морским дном. А в XI веке китайский учёный Шэнь Ко, изучая окаменевшие ракушки и бамбук и геологические отложения, сформулировал основы геоморфологии (наука о рельефе). Шэнь также писал, что, окаменевший бамбук был найден под землей в климатической зоне, где никогда не было бамбука. Следовательно, климат там, должно быть, со временем изменился.

До XVII века окаменелости находили постоянно. В основном они использовались как декоративные и религиозные украшения или медицинские препараты. Люди не понимали откуда они брались и на их основе описывали разных мифических существ. Тот же Шэнь описывал случай, как человек нашёл мёртвого "Змея" или "Дракона" в своём саду, что оказалось окаменевшим морским животным.

От средневековья до начала 1700-х годов окаменелости считались творениями дьявола или некой другой высшей силы. Люди считали, что останки обладают особой лечебной или разрушительной силой, а некоторые ученые полагали, что окаменелости остались после Всемирного потопа  и других бедствий, описанных в священной книге.

Из-за невозможности объяснить, откуда взялись окаменелости, учёные средневековья связывали их появление со Всемирным потопом

Эпоха Ренессанса и Да Винчи

В Эпоху Ренессанса за изучение палеонтологии плотно взялся гений, миллиардер и филантроп Леонардо Да Винчи. Он разделил объекты изучения палеонтологии на две основные группы: окаменелые остатки организмов и следы их жизнедеятельности (ихнофоссилии). Да Винчи верно ответил на вопрос, мучавший его современников: почему мы находим морские ракушки в горах. Леонардо правильно предположил о биогенном происхождение моллюсков и осадочных матриц. Всё благодаря тому, что учёный опирался на следы жизнедеятельности беспозвоночных животных прошлого, что было прогрессивно не только для XV-XVI веков, но оставалось непонятым вплоть до XX века. Да Винчи писал про следы в горных породах:

"Между одним слоем и другим остаются следы червей, которые пролезли между ними, когда они еще не высохли. Вся морская грязь по-прежнему содержит ракушки, а ракушки окаменели вместе с илом".

Даже в XIX веке подобные следы в основной массе воспринимались, как нити водорослей или других организмов. Широко изучать ихнофоссилии стали только в прошлом веке. Поэтому Да Винчи можно считать отцом-основателем весьма прогрессивной и одной из основных ветвей палеонтологии во времена, когда самой палеонтологии ещё не существовало.

Работа Иоганна Якова Шёйхцера, швейцарского палеонтолога. Гербарий всемирного потопа, 1709 год

XVII век и Роберт Гук

Описывая историю такой науки, как палеонтология, невозможно пройти мимо работ англичанина Роберта Гука. В 1665-м году Гук опубликовал свой сборник наблюдений под микроскопом, где объяснил процесс фоссилизации (процесс окаменения) остатков организмов. Сравнивая под микроскопом обычное дерево и окаменелое, Гук пришёл к выводу, что это точно такое же дерево, только пропитанное "водой, насыщенной каменными и землистыми частицами". Гук выступал против мнения, что окаменелости — это просто камни, получившиеся в результате необычной силы, скрытой в недрах Земли. Также Гук предполагал, что найденные остатки являются вымершими, в результате геологических катастроф прошлого, видами живых организмов. Но в XVII веке всё ещё было множество натуралистов, ставившие под сомнения органическое происхождение различных раковин. Костью в горле им стояли аммониты, так непохожие на современные виды животных. Несмотря на труды Роберта Гука, некоторые учёные не могли принять его гипотезы по теологическим причинам.

Раковины аммонитов

XVIII век и начало XIX

Формально наука палеонтология, сбор и описание окаменелостей, берёт своё начало в XVIII веке. Ученые начали описывать и наносить на карту горные породы и классифицировать окаменелости. Геологи обнаружили, что слои горных пород были продуктом длительных  отложений, а не результатом единичных событий или катастроф. В начале XIX века француз Жорж Леопольд де Кювье и английский геолог  Уильям Смит, считавшиеся пионерами палеонтологии, обнаружили, что слои горных пород в разных областях можно сравнивать и сопоставлять на основе их окаменелостей.

В 1778 году французский натуралист Жорж Бюффон предположил, что раньше на Земле было теплее, но со временем она начала остывать.. Предположение он выдвинул, ссылаясь на находки тропических животных, слонов и носорогов в северных широтах Европы. Интересное предположение, жаль неточное.

Находки шерстистого носорога известны со средневековья, но тогда его череп приняли за Дракона

Несмотря на то, что динозавров находили очень давно, их постоянно неверно описывали. То как дракона, то как крокодила. Первое же научное описание динозавра именно как динозавра было в 1824-м году. Это был мегалозавр. В представление геологов XIX века, это была гигантская, допотопная хищная ящерица. Ещё через год описали и игуанодона,  Динозавр был описан по зубам, так похожим на зубы игуаны. Сравнив зубы современной игуаны и вымершего игуанодона, учёные описали древнее животное, как 12-метровую ящерицу. А через 9 лет был найден целый скелет игуанодона и по его образцу составлена реконструкция — первая в истории реконструкция динозавра. Можете посмотреть, какими были тогдашние представления о динозаврах.

Подобные реконструкции динозавров продержались недолго. К концу XIX века динозавров поставили на две ноги, а Чарлз Найт впервые предположил, что динозавры были весьма шустрыми животными, а не неповоротливыми игуанами.

Игуанодон в представление учёных 1834-го года

Игуанодон в представлении палеохудожников XXI века

Два Чарлза и революция в палеонтологии

Невозможно представить современную палеонтологию без работ Чарлза Лайеля и Чарлза Дарвина. Их вклад в наши представления о жизни на Земле сложно переоценить. Лайель написал «Основы геологии», а Дарвин — "Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь". Я не смогу полностью раскрыть весь вклад этих двух трудов в современную науку за один пост. Я опишу всё кратко, а если хотите углубиться в тему, то обе книги есть в свободном доступе.

Лайель объяснил принципы землетрясения, классифицировал некоторые геологические эпохи, освободил геологию от катастрофизма, объяснив формирование Земли как медленный непрекращающийся процесс. В своей книге Лайель писал, что окаменелые организмы в одних геологических слоях, но на разных континентах, будут похожи друг на друга больше, чем окаменелости на одном континенте, но в разных слоях.

Лайель не только набросал очерк общей истории земли, лёгший в основу современной геологии, но и провёл гораздо более тщательное изучение конкретно третичного периода. Установленная им схема (эоцен, миоцен и плиоцен), сохранилась и до наших дней с изменениями лишь в деталях. В последние годы жизни его весьма занимала тема доисторического человека. Одна из его научных работ позднего периода носит название «Геологические доказательства древности человека». Но кроме собственного непосредственного вклада в развитие этого научного направления, он внёс ещё вклад опосредованный. Невозможно переоценить влияние Чарльза Лайеля на формирования научных взглядов Чарльза Дарвина.

(с) Наука и Техника

А о влиянии книги "Происхождение видов" Чарлза Дарвина на палеонтологию можно говорить вечно. Первый тираж книги в 1250 копий смели с полок за пару дней, а книга издаётся до сих пор. Верное предположение Дарвина, что виды меняются со временем, стало для палеонтологов ключом к пониманию вымерших организмов и их родстве с современными видами. С появлением книги начинает формироваться «эволюционная палеонтология». Несколько глав этой работы посвящено проблемам палеонтологии. Особое внимание автор уделяет значению палеонтологических сведений для понимания эволюции. Именно данные палеонтологии являются краеугольным камнем его "Теории естественного отбора". Дарвин в книге «Происхождение видов» подчеркивает этот момент:

Если моя теория верна, то обязательно должны существовать переходные формы, связывающие виды между собой. Доказать их существование можно только с помощью ископаемых останков.

Однако подобные останки, иллюстрирующие поэтапную переходность форм различных организмов, так и не были найдены. В разделе "Трудности теории" в своей книге он пишет:

Если на самом деле виды произошли друг от друга, постепенно развиваясь, то в таком случае почему мы не сталкиваемся с бесчисленным количеством переходных форм?.

Геология того времени не смогла дать ответ на данный вопрос. Единственным объяснением, которое Дарвин находил для решения этой проблемы, была нехватка в те годы палеонтологических находок. С тех пор прошло полтора столетия, и благодаря накопленному палеонтологическому материалу, ученые обнаружили множество тех самых переходных форм.

"Происхождение видов" Чарлза Дарвина 1859-го года

Ещё один Чарлз и костяные войны

Да, в палеонтологию внесли огромный вклад аж три Чарлза. На этот раз это был Чарлз Марш, выдающиеся американский палеонтолог XIX века. Вместе со своим коллегой и конкурентом Эдвардом Копом Марш устроил самые настоящие костяные войны: с подставами, очернением конкурентов, оружием и динамитом. Лично моё мнение: Коп и Марш внесли в палеонтологию столько же важного вклада, сколько и навредили ей. Кто бы и что бы не говорил, но в самой настоящей войне за окаменелости проиграли оба. Коп и Марш полностью разорились к концу жизни.

Конец XIX века был самым настоящим бумом по палеонтологии, было сделано множество удивительных открытий. Коп описал более шести сотен новых ископаемых видов, из которых 56 были динозаврами, и написал 1400 научных работ. В то же время Марш описал 80 новых видов динозавров, в числе которых были всем известные апатозавр, аллозавр, диплодок, стегозавр и трицератопс. Также стоит обратить внимание, что Марш довольно смело предположил, что птицы произошли от динозавров, хотя оперение у динозавров мы нашли только спустя столетие.

Пожалуй, отдельно упомяну здесь четвёртого Чарлза (внезапно про него вспомнил), внёсшего непомерный вклад в развитие науки палеонтологии в XIX веке. Чарлз Роберт Найт, американский палеохудожник. Именно он впервые изобразил динозавров как быстрых и подвижных хищников, а не медленных и неповоротливых ящериц.

Прыгающий дриптозавр (Leaping Laelaps), Чарлз Р. Найт, 1897 год

Как физики повлияли на палеонтологию?

Не думали, да, увидеть в посте про палеонтологию такое имя, как Эрнест Резерфорд? А вот! Открытие радиации и радиоактивного полураспада повлияло на палеонтологию самым прямым образом. Ведь теперь можно не гадать, кто когда из древних животных жил, а сделать радиоизотопный анализ. Полураспад изотопов свинца, аргона, углерода и других элементов — самые настоящие часы для геологов и палеонтологов. Впервые радиоизотопный анализ был применён в начале XX века для датировок минералов, а сегодня — это один из важнейших инструментов в палеонтологии. Подобное датирование горных пород и окаменелостей произвело революцию в палеонтологии. Измеряя радиоактивные материал в древнем образце и сравнивая его с текущим образцом, ученые могут подсчитать возраст образца. Я не буду расписывать здесь всю методологию и формулы. В конце в списке литературы я оставлю ссылки на подробные статьи о датировках в палеонтологии.

Эрнест Резерфорд, открывший полураспад в 1907 году

СТЭ и генетика

В начале XX века в мир биологии потихоньку приходила современная синтетическая теория эволюции. В основу СТЭ легли теория Дарвина и законы Менделя. А с такой новой наукой, как генетика, теория Дарвина обзавелась прочным фундаментом. Сергей Четвериков в 1926 году заложил основу будущей СТЭ в своей статье "О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики". Сегодня мы понимаем генетику уже довольно хорошо, открыли случайные мутации и принципы наследования рецессивных признаков. Современная генетика может посчитать количество мутаций двух видов и сказать, когда они разошлись. Генетика стала очень важным инструментом в понимании эволюции. А без понимания эволюции палеонтология — лишь коллекционирования камней. Сегодня мы можем составлять филогенетические деревья и имеем представление, откуда пошёл тот или иной вид. Например, мы теперь уверены в родстве бегемотов и китов, а палеонтологи дополнили дерево "переходными формами".

Филогенетическое древо китопарнокопытных

Палеобум современности

Рассказывать об истории палеонтологии и пройти мимо "Парка юрского периода" Стивена Спилберга — грех, который не возьмёт на душу ни один популяризатор палеонтологии. Фильм ПЮП на долгое время стал примером, как надо снимать блокбастеры. При бюджете в 63 000 000 $ Парк собрал почти миллиард. И ключом к успеху стали фантастические спецэффекты. Даже спустя почти 30 лет динозавры в фильме всё ещё смотрятся весьма и весьма убедительно. Парк Юрского периода повлиял на целое поколение и молодёжь в срочном порядке побежала поступать на палеофакультеты. Стив Брусатти, американский палеонтолог и автор книги "Время динозавров. Новая история древних ящеров", в 2018 году рассказал журналу The Verge о том, как современные технологии приводят к открытиям и как Парк Юрского периода вдохновил целое поколение палеонтологов. "Без этого фильма, — шутит он, — у меня не было бы даже работы".

С тех пор, как вышел Парк Юрского периода, все искали ДНК динозавров. Но, несмотря на 25 лет поисков, никто не нашел ни единого фрагмента.

Вот так блокбастер может повлиять на науку. По моему личному мнению, со времён первого Парка не вышло ни одного фильма о динозаврах, которые могли бы составить ему конкуренцию, как в зрелищности, так и по влиянию на палеонтологию.

Финальная сцена с тираннозавром в Парке Юрского периода

Компьютерные технологии

На службе современной палеонтологии все возможные томографы и ускорители частиц. Сегодня учёные могут создать 3D модель остатков животного даже не извлекая его из породы. Так, например, в 2017 году изучали найденного хальшкараптора в европейском исследовательском ускорительном комплексе ESRF. Результаты:

3D модель хальшкараптора

Европейский центр синхротронных исследований

Хальшкараптор. Палеоарт

А с помощью компьютерной томографии (КТ) палеонтологи из СПбГУ создали самую подробную 3D-модель мозга и сосудов головы анкилозавра:

Реконструкция черепа анкилозавра Bissektipelta archibaldi и примерное положение изученного образца ZIN PH 1/16. Изображение предоставлено авторами исследования.

Вместо итога

Я знаю, что я упустил множество моментов в развитии палеонтологии как науки. И в античное время выдвигались любопытные гипотезы, и в средневековье не всё объяснялось теологией. Тут особенно выделились Китай и Ближний восток. А уж сколько всего произошло в палеонтологии в XVIII веке и далее. По всему этому можно не одну книгу написать. Но цель поста — это краткий экскурс в историю науки. О вкладе Лайеля, или Найта в палеонтологию можно написать простыню поболее этого поста. Если вам понравилось, вы можете самостоятельно изучить вопрос, все ссылки я прилагаю.

В посте использовались материалы:

- Общие сведения об истории палеонтологии в статье на NatGeo Paleontology (англ.)

- Общие сведения об истории палеонтологии в статье на Wikipedia History of paleontology (англ.)

- Статьи на Wikipedia о Чарлзе Лайеле и Шэнь Ко (англ.)

- Статья о костяных войнах на Antropogenez.ru На костяной войне все средства хороши (рус.)

- Статья о радиоизотопном анализе на Habr Застывшее время. Научные подходы к датированию (рус.)

- Статья о радитометрическом датирование на Элементах Радиометрическое датирование (рус.)

- Статья про мозг анкилозавра на сайте СПбУ Думать как динозавр (рус.)

- Статья о хальшкарапторе на Nature Halszkaraptor escuilliei (англ.) и на PaleoNews Live Уткозавр. Новый ужасный ящер с длинной шеей и ластами (рус.)

- Интервью Стива Брусатти для The Verge How Jurassic Park led to the modernization of dinosaur paleontology (англ.)

- Статья о палеоартах на PaleoNews Live Нарисуй мне динозавра (рус.)

- И куча ещё всякого из Гугла, что я, конечно же, не сохранил.

Вы можете поддержать меня рублём:

Яндекс-Юmoney (4100 1164 4381 2085) или Сбер: 4279 3806 7898 0816

Автор: Мартин Авиански

Самое то после сеанса игры в Baldur's Gate 3 подкинуть немножко зрелого контента для тех, кто не спит;) как и прежде, я (по мере своих скромных сил) перевожу ранее не издававшийся на русском роман Руди Рюкера "Master of space and time" ("Повелитель пространства и времени"), широко известного в узких киберпанк-кругах (Гибсон и Стерлинг ездили к нему в гости!). Чтобы запрыгнуть на поезд в безудержное веселье, прошу проследовать по маршруту (остановка 1, остановка 2, остановка 3). Мне осталось всего пять глав до финала, и, если вам захочется доехать до конечной - вперёд! А пока - остановка 4 уже показалась из-за поворота. Приятного чтения!

4. Звёзды и полосы

Мы поручили Энти присматривать за мастерской и отбыли на моём Бьюике. Хэрри не нужно было ничего мне говорить – я знал, куда мы направляемся. В «Звёзды и полосы» Джека Маккормака, где реализовались избытки казённого имущества.

Хэрри протянул мне кренделёк и открытое пиво.

- Утц и Блэтц, Флэтчер, ты только подумай.

- Тцц.

Застройка вокруг скоростного шоссе, по которому мы мчались, была невероятно плотной. Дорожное покрытие испещряли выбоины. Никаких пробок и очень активное движение. Недавно правительство упразднило все ограничения скорости в попытках стимулировать потребление топлива.

Магазины теснились впритык друг другу не только вдоль обочин, но и по всей широкой разделительной полосе. Настолько плотная социальная прослойка требует большого потока автомобилей для подпитки, потока, который был невозможен в нынешние времена, времена депрессии. Многие магазины пустовали. Шарашкины конторы мельтешили в заброшенных зданиях, сдававшихся в аренду, сменяя одна другую, как рыбы в коралловых рифах.

КОСМО БАНДАЖ!

МГНОВЕННОЕ СОЗДАНИЕ ПОТЕШНОГО ОБРАЗА!

СКУПКА И ПРОДАЖА КРОВИ И ОРГАНОВ!

БОЛЬШОЙ МАГАЗИН ФЕТИШЕЙ!

ЭТИЧЕСКОЕ ПЕРЕПРОГРАММИРОВАНИЕ!

РЫБА ИЗ ПЛОТИ!

ЕДИНСТВЕННЫЙ НА СЕВЕРЕ ДЖЕРСИ СОБАЧИЙ МЯСНИК!

ЛЕЧЕНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯМИ!

РУБАШКИ ИЗ КОЖИ – МЫ ДЕЛАЕМ ИЛИ ЕДИМ!

БОКС С ТЕЛОМ В МЕШКЕ!

ЗВЁЗДЫ И ПОЛОСЫ: РЕАЛИЗАЦИЯ ИЗБЫТКОВ!

- Приехали.

Мы въехали на просторный пустой участок, который некогда занимал дисконт-центр «Двое ребят». Здание представляло собой видавший виды жёлтый куб с нарисованной на одной из сторон половинкой американского флага. Несколько роботов слонялись у входа, выполняя роль охраны. Джек Маккормак, владелец, был деревенщиной, которого вынудили покинуть родные места, и относился к городским с большим недоверием.

Когда мы подъехали, Джек стоял за стеклянными дверями, наблюдая за движением. Но увидев меня и Хэрри, повернулся и исчез в мрачных недрах своих владений.

- Сообщите, пожжжалуйсттта, по какому вввы вопросу, - произнёс нараспев один из роботов, коренастый К-88 с прикрученным к руке бластером.

- Джозеф Флэтчер и Хэрри Гербер, за покупками. Джек нас знает.

- Ннннннет. Вы покинете зону.

- Да ладно тебе, Маккормак, - крикнул Хэрри, - ты нас помнишь. Мы создали то лучевое оружие для генерала Моритца. Штука, делающая воду радиоактивной?

Это было одно из наших менее удачных изобретений. Хэрри потерял схемы демонстрационного образца, и мы не сумели его повторить.

- Ннннннет, - прожужжал робот, наводя на нас бластер. – Большшше предупрежжждений не бббудет. – Бластер выглядел действительно угрожающе. Он напоминал миниатюрный промышленный лазер c супергетеродинным блоком в задней части.

- У нас есть наличные! – закричал я. – Две тысячи долларов!

- Ну и чё ж вы раньше-то не сказали?

Стоило заговорить о деньгах, как в динамиках робота вместо предварительно записанных угроз зазвучал бойкий голос Маккормака, растягивавшего слова. Машина поспешила открыть стеклянные двери.

- Вы, парни, всё ещё много должны «Звёздам и полосам».

- Это так, - признал я. – Пятьсот долларов, верно?

- Чёрт побери, да хоть бы и три сотни! – Джек Маккормак приблизился, перешагнув через мотки какого-то массивного кабеля. – Если, канешн, вы, ребята, реально хочите потратить две штуки.

Он был сухопарым карликом с жёсткими голубыми глазами.

- О, мы потратим куда больше, - беззаботно заметил Хэрри. – Но да будет тебе известно, Маккормак, что «Флэтчер&Ко» подпадает под закон о чрезвычайном банкротстве от 1995, а следовательно, любые долги или иные обязательства вышеупомянутой организации аннулируются.

- Ах ты жирная уродливая жаба. Зуб даю, что ты нездешний, так?

- Американец венгерского происхождения. И, в отличие от тебя, прекрасно владею английским.

Видя, как двое коротышек, один – толстый, другой – жилистый, буравят друг друга взглядами, я не мог не рассмеяться.

- Гляди, Джек, - я достал бумажник. – Настоящие деньги. Поехали.

У Маккормака имелся небольшой пикап, на котором можно было разъезжать по его гигантскому магазину. Мы набились туда втроём, я оказался посередине.

- Для начала нам понадобится стол для смертельных инъекций, - сказал Хэрри.

- Боже правый! – воскликнул я. – Это ещё зачем?

Столы для инъекций стали распространённым устройством для проведения смертной казни в начале девяностых, когда вернули высшую меру наказания. Этот стол напоминал больничную каталку, кровать на колёсиках, однако у этой кровати имелись встроенные сервомеханизмы. Это было нечто вроде механического Доктора Смерти, оснащённого устройством для введения смертельных инъекций в мозг приговорённых преступников. Ложиться на стол для смертельных инъекций – всё равно что ложиться на брюхо чёрной вдовы. Игла входила прямо в макушку. Суть в том, что это устройство помогло Американской Медицинской Ассоциации избавиться от угрызений совести, связанных с тем, что они помогали убивать людей. Но сейчас смертную казнь вновь упразднили.

- Лады, - говорил Маккормак, - они есть на складе. Новый или б/у? Б/у дороже – их покупают для вечеринок, типа того.

- Боже правый! Новый!

- Есть у меня один, не распакованный. Там, в проходе номер девять.

Мимо проплывали горы аппаратуры, освещаемые фарами нашего крошечного грузовичка. Несколько массивных роботов топали за нами, готовые помочь с загрузкой.

- Большой вакуумный насос, - сказал Хэрри, - и камерный холодильник.

- Эт можно, эт можно.

- Тридцать квадратных метров медной фольги.

- Угу.

- Работающий на материи СВЧ-резонатор.

- Есть один на продажу.

Грузовичок разъезжал туда-сюда.

- Гравитационная воронка, - продолжил Хэрри, - и два метра субэфирного волновода.

- Ого!

- И ключевой ингредиент – магнитная бутылка с двумя сотнями грамм красных глюонов!

- Батюшки светы!

- На этом всё.

- Он всех переплюнул, а? – обратился ко мне Джек. – Бывают же эти, из Европы, умными, без шуток.

Вскоре всё необходимое подтащили к выходу из магазина. Маккормак возился с калькулятором.

- Сталбыть, с вас десять тысяч.

- Не смешно!

- Эт всё глюоны. Дорогие, даже красные.

- Заплати ему, - поторопил меня Хэрри. – Как только я бланзанусь, у нас будет всё.

- Бланзанусь? – переспросил Маккормак, бросив взгляд на Хэрри.

- Как только я бланзанусь, то смогу управлять реальностью, - пояснил Хэрри. – И ты получишь столько денег, сколько захочешь.

- Не нужны мне все деньги. Я хочу десять тысяч.

- Эм, у меня есть две тысячи наличными, мистер Маккормак. Могу я выписать вам чек на оставшуюся сумму?

Маккормак запрокинул голову и рассмеялся. На его худой шее вздулись жилы.

- Не желаете стать партнёром? – предложил я. – Мы дадим вам долю акций.

Маккормак расхохотался ещё сильнее. Звук этот был не слишком приятным.

Хэрри отходил осматривать наши покупки, но сейчас присоединился ко мне.

- Давай-ка отойдём на минутку к машине, Флэтчер. У меня возникла идея.

- Надеюсь, вы всё это добро не просто так сюда сволокли! – недовольно произнёс Маккормак.

- Мы скоро вернёмся, - заверил его Хэрри. – Уверен, у нас в машине найдутся ещё деньги.

Роботы-охранники Маккормака проследовали за нами к Бьюику.

- Ты оставил деньги здесь? – спросил я Хэрри. – Почему ты мне не сказал?

- Ну, меня осенило буквально только что. Когда я вчера вернулся из будущего в твою машину, то мог создать деньги и положить их тебе под сидение. Это же очевидно, нет?

Я отпер дверь и просунул руку под водительское сидение. И точно, пухлая пачка банкнот – восемь тысяч, ровно столько, сколько нам было нужно.

- Если они из будущего, то почему не крошечного размера? – спросил я у Хэрри. – Каким был ты?

- Я просто сделал их нужного размера, вот и всё. Это же очевидно. Повелитель пространства и времени!

Я долго и пристально смотрел на него.

- Почему ты не мог создать сразу десять тысяч? Зачем заставил меня вложить мои последние две?

- Ты предложил мне деньги по собственной воле, Флэтч. Ты тоже в деле.

Я тяжело вздохнул и отнёс все наши деньги Джеку Маккормаку.

- Десять тысяч, всё верно?

- Десять тысяч и должок в три сотни сверху.

Я неожиданно вышел из себя. То, что у меня в машине лежало восемь тысяч, а я об этом и не подозревал, стало последней каплей.

- Сделка отменяется, Джек, - я повернулся, чтобы уйти. У меня вдруг возникло непреодолимое желание отвезти деньги Нэнси и забыть об этих крошечных человечках.

- Ладно, ладно! - крикнул Маккормак, - будете мне должны те пять сотен. И вот ещё чё. Доставлю ваши товары бесплатно.

- Отдай ему деньги, Флэтч. Отвезёшь по адресу Саидем Стрит, 501, Маккормак. ГЕРБЕР САЙБЕРНЕТИКС. Там есть въезд с чёрного входа.

Международная команда ученых применила машинное обучение для анализа более 400 образцов: древних осадочных пород, окаменелостей, современных микроорганизмов и фрагментов метеоритов разного возраста. Цель была амбициозной — научить алгоритм отличать органику биологического происхождения от небиологической в породах возрастом миллиарды лет.

Для этого исследователи использовали метод "случайного леса". Его суть в том, что алгоритм искал не один конкретный признак жизни, а сложные химические закономерности — своего рода молекулярный отпечаток, который остается после живых организмов даже тогда, когда исходные биомолекулы давно разрушились.

Метод показал точность выше 90% и дал особенно интересный результат на древнейших образцах. Так, в породах возрастом более 3,3 миллиарда лет были обнаружены "химические подписи" биологического происхождения. Это намного древнее прежних надежных молекулярных следов, которые находили в породах возрастом около 1,7 миллиарда лет.

Кроме того, анализ указал на признаки кислородного фотосинтеза уже около 2,5 миллиарда лет назад — примерно на 800 миллионов лет раньше прежних молекулярных данных.

Если результаты исследования подтвердятся другими методами, это изменит наши представления о ранней истории жизни на Земле. Возможно, сложные биохимические процессы появились существенно раньше, чем считалось, а эволюция на молодой планете шла быстрее и эффективнее.

И, конечно, если метод докажет свою эффективность, его начнут использовать и в астробиологии. Подобные алгоритмы могут пригодиться при изучении марсианских пород, а в перспективе — образцов с Европы, Энцелада и Титана прямо на месте. В поиске биосигнатур ИИ способен превзойти человека: он работает не с очевидными признаками, а со сложными химическими сочетаниями, которые человеческий глаз просто не увидит.

Мы стоим на пороге революционного события: уже в обозримом будущем поиск следов внеземной жизни сможет обойтись без безумно дорогих и опасных пилотируемых миссий — и даже без доставки образцов на Землю. Если машина научится надежно читать химию других миров на месте, главная задача будет сводиться к доставке оборудования к цели — а с этим мы уже хорошо научились справляться.

Туманность Розетка — область активного звездообразования в созвездии Единорога, где гигантские облака водорода и пыли под действием гравитации сжимаются, формируя новые светила.

Международному коллективу ученых удалось создать материал на основе кремния, покрытый наноразмерными острыми шипами. Такая нанотекстурированная поверхность способна убивать осевшие на нее вирусы парагриппа, механически прокалывая их оболочки.

За 6 часов инкубации материал снижает количество жизнеспособных вирусов на 96%, что делает его перспективным для применения в больницах, лабораториях и других учреждениях, где существует повышенная опасность передачи инфекционных заболеваний.

После событий последних лет в очередной раз мы вспомнили, что опаснее всего дверные ручки, ленты транспортеров в супермаркетах, перила эскалаторов и прочие поверхности, за которые ежедневно хватаются сотни людей, превращая их в гигантский хаб-вирусообмениик. В одночасье вопрос создания поверхностей, способных убивать вирусы сами по себе, без расхода антисептиков и необходимости их постоянного применения, оказался снова актуальным.

Идею, как часто бывает, подала сама природа — а конкретно, насекомые. Бактерии и грибы представляют для них, как и для человека, угрозу — и, не имея адаптивного иммунитета, они вынуждены эволюционно находить другие решения. Ситуация усугубляется тем, что хитиновый экзоскелет, включая крылья, не промывается гемолимфой, поэтому иммунные белки бесполезны против бактерии, решившей прилипнуть к крылу, размножиться и им полакомиться. Похоже, что один из ответов насекомых на эту угрозу — нанотекстурированные поверхности.

Например, известно, что крылья стрекоз и цикад покрыты очень мелкими шипами высотой несколько сотен нанометров (рис. 2; C. Bandara et al., 2017. Bactericidal Effects of Natural Nanotopography of Dragonfly Wing on Escherichia coli, E. Ivanova et al., 2012. Natural Bactericidal Surfaces: Mechanical Rupture of Pseudomonas aeruginosa Cells by Cicada Wings).

Эти шипы эффективно уничтожают бактерии, имевшие неосторожность прилипнуть к такой поверхности, — просто механически прокалывая их мембрану.

Фактически получается естественный пассивный иммунитет к бактериальной инфекции за счет текстуры крыльев.

Вдохновленные такой сверхспособностью насекомых, ученые начали создавать искусственные материалы с бактерицидными свойствами (J. Jenkins et al., 2020. Antibacterial effects of nanopillar surfaces are mediated by cell impedance, penetration and induction of oxidative stress).

А в начале 2024 года группа исследователей под руководством профессора Елены Ивановой (Elena P. Ivanova) из Мельбурнского королевского технологического института (Австралия) разработала и протестировала аналогичный нанотекстурированный материал для защиты от вирусов. Именно эта группа более 10 лет назад описала наношипы на крыльях цикад, а в прошлом году они же изобрели нанотекстуру, убивающую грибы рода Candida (P. Le et al., 2023. Apoptosis of Multi-Drug Resistant Candida Species on Microstructured Titanium Surfaces). Результаты их нового исследования опубликованы в журнале ACS Nano.

Для создания такого материала исследователи использовали технологию реактивного ионного травления.

Кремниевая поверхность бомбардировалась химически активной плазмой, содержащей фторид-ионы и кислород. Шипы возникали из-за причудливой химической конкуренции между двумя процессами: образованием защитного слоя из фторидов кремния с одной стороны и удалением материала с поверхности активными формами кислорода с другой. Чрезвычайно малые неоднородности в соотношении этих процессов приводили к формированию острых пиков высотой в среднем чуть менее 300 нм — более чем в 15 раз меньше диаметра человеческого эритроцита! — и шириной примерно 1–2 нм (рис. 3).

Противовирусные свойства поверхности были испытаны на вирусе парагриппа человека 3-го типа, вызывающем гриппоподобное ОРВИ. Это шарообразный вирус, покрытый суперкапсидом, диаметром 100–420 нм, что вполне соответствует размеру шипов поверхности.

Материал с шипами и контрольный материал без шипов, не подвергнутый реактивному ионному травлению, инкубировались с вирусами парагриппа на протяжении 1, 3 и 6 часов, а затем с поверхностей брались смывы и анализировались методом бляшкообразования — то есть засевом на клеточную культуру с подсчетом образовавшихся бляшек из мертвых клеток.

Спустя час инкубации на нанотекстурированной поверхности сохранилось на 74% меньше жизнеспособных вирусов, чем на контрольном материале. Спустя 3 часа разница выросла до 85%, а спустя 6 часов — на 96%. Очевидно, что поверхность с шипами оказалась убийцей вирусов.

Сканирующая электронная микроскопия (а также ее более точная модификация с фокусированным ионным лучом) выявила механизм такого вирулицидного действия.

Как оказалось, микроскопические наноколючки прокалывали вирусы, проникая внутрь суперкапсида и приводя к постепенному механическому разрушению вируса.

На протяжении 6 часов прилипшие к поверхности вирусы постепенно теряли форму и спустя 6 часов оказывались полностью разрушенными (рис. 4).

Любопытно, что ПЦР смывов с поверхности оставался положительным — РНК вируса сохранялась.

Но вирус с разорванным суперкапсидом уже не способен заразить даже культуру клеток, не говоря о человеке.

Интересно, что поверхность с шипами проявляла и бактерицидный эффект — правда, менее впечатляющий. На такой поверхности погибало 20% клеток синегнойной палочки и 30% клеток золотистого стафилококка — это не очень большой результат.

Но фото синегнойной палочки с дырками в мембране в электронном микроскопе (рис. 5) явно стоит того, чтобы его увидеть.

В заключении статьи авторы отметили, что 96-процентного снижения заразности вируса на поверхности с наношипами достаточно для того, чтобы существенно снизить вирусную нагрузку, вызванную каплями выдыхаемого зараженными людьми аэрозоля вирусов.

Эффективность такого снижения напрямую зависит от вида вируса и его инфекционной дозы — так что требуется еще много исследований с разными геометриями шипов и с разными вирусами.

Но даже сама идея наконец сделать поверхности в больницах, лабораториях и общественных уборных безопасными — просто изготавливая их из нанотекстурированного материала — чрезвычайно интересна.

Почему небо светится, как гигантская многослойная радуга? Это собственное свечение верхних слоев атмосферы. Оно есть всегда, просто обычно слишком слабое для глаза.

Но возмущения (например, перед бурей) могут запускать в атмосфере гравитационные волны (не космические), и тогда свечение "складывается" в полосы и становится заметнее. Эти колебания слоев воздуха похожи на рябь от камня, брошенного в спокойную воду.

Красноватое свечение дают молекулы OH (гидроксил) на высоте около 87 километров, которые возбуждаются ультрафиолетовым солнечным излучением. Оранжевое свечение связано с атомами натрия, а зеленое идет от атомарного кислорода, который расположен немного выше.

Проезжая возле озера Келуке в провинции Цинхай (Китай), фотограф сначала заметил впечатляющую полосу Млечного Пути. Он остановился, чтобы снять ее, а на кадре, сделанном чувствительной камерой, проявились и полосы атмосферного свечения, протянувшиеся через все небо. Чтобы сделать снимок эффектнее, цвета были усилены при цифровой обработке.

Важно отметить, что это явление никак не связано с полярным сиянием, которое рождается, когда заряженные частицы солнечного ветра взаимодействуют с магнитным полем Земли и верхними слоями атмосферы. Естественное атмосферное свечение — мягкое, постоянное явление: оно становится видимым, когда эти волны выстраивают его в полосы, а чувствительная камера и длинная выдержка показывают то, что невооруженным глазом почти не различить.

У этих полос не только эстетическая ценность. Они показывают, как в атмосфере распространяются гравитационные волны: воздух на больших высотах то слегка уплотняется, то разрежается, и из-за этого меняется яркость свечения. По яркости и рисунку ученые понимают, что происходит в верхней атмосфере прямо сейчас — насколько она спокойна, где возникают возмущения и как они расходятся.

Это важно, так как состояние верхней атмосферы влияет на радиосвязь и GPS, а также на то, как ведут себя спутники на низких орбитах. Когда верхние слои становятся плотнее, спутники сильнее тормозятся и быстрее теряют высоту — и орбиту приходится корректировать, если нет цели потерять дорогостоящее оборудование.

Хотите больше науки в вашей жизни? Тогда приглашаю вас в мой Telegram-канал — здесь каждые четыре часа выходит новый материал: https://t.me/thespaceway