Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #50

Читайте в юбилейном выпуске нашей рубрики:

• Ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки – 1,2 млн лет.
• Мальчики, которые играют в видеоигры, имеют более низкий риск развития депрессии.
• Исследование показало, что собаки обладают определенной степенью самосознания.
• Человечество приближается к малому ледниковому периоду.
• Марсоход "Персеверанс" высадился на Марсе и записал звуки.

Новости одной строкой

• Современные бетонные города проваливаются в землю, что особенно опасно при повышении уровня моря.
• "Роскосмос" запланировал в нынешнем году 29 космических запусков.
• 2,5 часа физической нагрузки в неделю помогают справляться с мигренью.
• Сверхдавление и сверхнизкие температуры позволили получить уникальную конфигурацию атомов в кристаллической решетке льда. Получилась ранее неизвестная форма решетки.
• Создатели ракет "Тополь-М" и "Булава" изготавливают беспилотный поезд на магнитной подушке.
• Фобос и Деймос (спутники Марса) когда-то могли быть одним и тем же небесным телом.
• МС-21 научился самостоятельно распугивать птиц при посадке.
• Марсоход "Персеверанс" высадился на Марсе 18 февраля 2021 года в кратер Езеро, где записал звуки на местности.

Научная среда

Миллион лет во льдах: ученые выделили самую древнюю ДНК в истории науки

Новое исследование, опубликованное в журнале Nature, описывает извлечение и секвенирование самого старого образца ДНК, известного науке. Образец взят у древнего мамонта, обнаруженного в вечной мерзлоте Сибири, и датируется почти 1,2 миллионами лет назад.

ДНК вырождается в мертвых телах на удивление быстро. Большая часть ДНК разрушается в течение нескольких тысяч лет. В 2013 году группа датских ученых вошла в историю, секвенировав 700 000-летний геном лошади, обнаруженный в канадской вечной мерзлоте. Исследование было техническим триумфом, так как до этой новаторской работы не было даже охарактеризовано ни одной полной геномной последовательности старше 70 000 лет – разрыв был колоссальным.

Теперь, благодаря очередному поразительному достижению, международная группа ученых секвенировала полные геномные данные трех образцов мамонтов, относящихся к периодам раннего и среднего плейстоцена. Возраст самого старого экземпляра составляет 1,2 миллиона лет.

Три окаменелости из зубов мамонта, использованные в исследовании, были обнаружены на северо-востоке Сибири, а секвенирование ДНК из самого старого образца выявило ранее неизвестную генетическую линию мамонтов, что перечеркивает многие труды по истории эволюции. Новую линию называют Крестовским мамонтом, и предполагается, что она отделилась от других родословных мамонтов около двух миллионов лет назад.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Новое исследование показало, что собаки обладают определенной степенью самосознания

Собаки – любящие и чуткие "друзья человека". Теперь ученые обнаружили, что они – немного ближе к человеку, чем считалось ранее. Новое исследование показало, что эти животные, как и люди, распознают себя как отдельные сущности из окружающей среды.

В исследовании, опубликованном в журнале Scientific Reports, ученые поставили перед 32 дрессированными собаками задачу "тело как препятствие", во время которого животные должны были поднять игрушку и передать хозяину, стоя на небольшом коврике. К этому коврику была прикреплена игрушка. Чтобы поднять ее собаке необходимо сойти с коврика (так как тело животного мешало это сделать).

Результаты показали, что собаки уходили с коврика чаще и быстрее, если игрушка была прикреплена к нему, а не к земле (это исследователи использовали для сравнения). То есть собаки осознавали свое тело как препятствие и отделяли его от окружающей среды.

По словам ученых, это "первое свидетельство того, что собаки могут понимать связь между своим телом и окружающей средой через эффект обратной связи от их собственных действий".

Полную версию материала читайте по ссылке.

https://www.youtube.com/watch?v=hWxeO4i3ibY

Исследование: мальчики, которые играют в видеоигры, имеют более низкий риск развития депрессии

Далеко не всем родителям нравится, когда их дети часами сидят за компьютерными играми. Однако новое исследование показало, что видеоигры могут принести пользу психическому здоровью маленьких мальчиков.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Psychological Medicine, мальчики, которые регулярно играют в видеоигры, реже страдают от депрессии в подростковом возрасте. Для этого ученые рассмотрели данные более 11 тысяч подростков из Великобритании, родившихся в период с 2000 по 2002 год. Когда им было 11 лет исследователи попросили детей сообщить о том, сколько они проводят времени за компьютерными играми и в социальных сетях.

Ученые пришли к выводу, что 11-летние мальчики, регулярно играющие в видеоигры, имели меньше симптомов депрессии – в среднем на 24 процента меньше, чем те, кто играл не чаще раза в месяц.

Исследователи также обнаружили, что 11-летние девочки, которые проводили большое количество времени в социальных сетях, чаще испытывали симптомы депрессии в подростковом возрасте. Проведенные ранее исследования выявляли аналогичные тенденции и пришли к выводу, что частое использование социальных сетей усиливает чувство социальной изоляции. Однако мальчики не страдали от воздействия цифровых медиа.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Астрономы нанесли на карту 25 тысяч сверхмассивных черных дыр в северном небе

Астрономы подвели предварительные итоги низкочастотного обзора неба LoLSS, проводимого на радиоинтерферометре LOFAR. Им удалось построить карту небольшой части северного неба, содержащую более 25 тысяч сверхмассивных черных дыр в центрах галактик.

Система LOFAR (LOw Frequency ARray) — единственный радиотелескоп, способный проводить высокочувствительные наблюдения с высоким разрешением на сверхнизких частотах (менее 100 мегагерц).

По данным наблюдений ученым удалось построить карту участка неба, площадью 740 квадратных градусов, что составляет четыре процента от площади неба в северном полушарии. Карта включает в себя 25247 источников радиоизлучения, которые представляют собой близлежащие галактики, такие как M101, M51, M106, а также радиогалактики и скопления галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры, поглощающие вещество.

Ожидается, что обзор будет полностью завершен через несколько лет и охватит все северное небо.

Полную версию материала читайте по ссылке.

42 000 лет назад магнитные полюса Земли перевернулись. Ученые показали, какие катаклизмы это вызвало

Исследователи проанализировали изменения в составе атмосферы Земли 42 000 лет назад, когда магнитные полюса планеты поменялись местами. Предполагается, что вызванные этим событием катаклизмы могли даже стать причиной вымирания неандертальцев.

Авторы новой работы собрали для анализа образцы новозеландских деревьев каури и измерили соотношение в них изотопов углерода. Это позволило ученым зафиксировать всплеск углерода-13 в период примерно 41-42 тысячи лет назад. Основываясь, в частности, на этих данных, исследователи смогли создать детальную временную шкалу того, как менялась атмосфера Земли в то время.

Авторы обнаружили, что после события Адамса наблюдался рост ледяных щитов и ледников над Северной Америкой, а также большие сдвиги в воздушных течениях. Одна из первых подсказок заключалась в том, что мегафауна материковой Австралии и Тасмании начала вымирать примерно 42 000 лет назад. Это казалось странным, так как произошло значительно позже прибытия на континент древних людей. Теперь ученые показали, что событие Адамса может объяснить это неожиданное вымирание.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В России нашли доступный способ сделать солнечные батареи прозрачными без потери эффективности

Физики Университета ИТМО нашли доступный способ превратить солнечные батареи в прозрачные, сохранив их эффективность. Новая технология основана на методе легирования, изменении свойств материалов с помощью добавления примесей, но без использования специального дорогостоящего оборудования.

У обычных тонкопленочных солнечных батарей есть непрозрачный металлический задний контакт, позволяющий дополнительно захватить больше света в структуре. В прозрачных солнечных элементах используют светопропускающий задний электрод. В этом случае часть фотонов неизбежно теряется на пропускание, поэтому и КПД у них намного ниже. Кроме того, изготовление заднего электрода с необходимыми характеристиками обходится дорого.

Проблему малой эффективности можно решить с помощью легирования. Но чтобы примеси правильно «прилипли» к нужному материалу, требуются сложные подходы и дорогое оборудование. В ИТМО предложили более доступную технологию создания «невидимых» солнечных панелей — легирование материалов с помощью ионной жидкости, меняющей характеристики обработанного слоя.

В результате апробации новой технологии ученым удалось поднять эффективность батареи в несколько раз. Авторы проекта полагают, что таким же образом можно улучшить свойства и других солнечных элементов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Мощи из церкви Санти-Апостоли принадлежат не апостолам

Римская церковь Санти-Апостоли утверждает, что хранит мощи двух апостолов Иисуса – Святого Филиппа и Святого Иакова Алфеева. Однако новое исследование показало, что эти останки принадлежат не им.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Heritage Science, возраст предполагаемых костей Святого Иакова не соответствует возрасту современника Иисуса, а кости, которые, возможно, принадлежат Святому Филиппу, находятся в слишком плохом состоянии, чтобы их проанализировать.

Бедренная кость, предположительно принадлежащая Иакову, подверглась ряду анализов. Ученые пришли к выводу, что человек, чьи останки они проанализировали, жил в 214-340 гг нашей эры. Учитывая, что Иисус и его апостолы жили в первом веке нашей эры, результаты указывают на то, что останки не могут быть физическими останками Святого Иакова.

Исследователи не знают, чьи именно кости лежат в церкви Санти-Апостоли. По их мнению, останки были каким-то образом спутаны в результате перезахоронений на протяжении многих веков.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Отношение масс протона и электрона измерили с помощью спектроскопии холодных молекулярных ионов

Физики провели сверхточное измерение частоты колебательного перехода в молекулярном ионе водорода HD+ с помощью метода абсорбционной спектроскопии в среднем инфракрасном диапазоне. Полученное значение они сопоставили с теоретической формулой, благодаря чему удалось уточнить величину отношения массы протона к массе электрона.

В своем эксперименте физики задерживали в ионной ловушке порядка ста молекулярных ионов водорода HD+ (система их протона, дейтрона и электрона) в смеси с несколькими тысячами ионами бериллия Be+, которые были подвергнуты лазерному охлаждению. В предыдущей работе авторы уже исследовали такие кластеры и выяснили, что водородные ионы в них вытесняют ионы бериллия к краям ловушки, образуя в середине ионную нить толщиной примерно в два микрона с температурой 10 милликельвин.

В результате эксперимента была измерена частота каждой компоненты с точностью, достигающей 12 знака после запятой. Полученные значения авторы сравнили с теоретическими расчетами, которые опираются помимо прочего на величину такой константы, как отношение массы протона к массе электрона. Скрупулезный анализ всех погрешностей, как экспериментальных, так и теоретических, позволил определить эту константу с точностью до 11 знака после запятой. Полученное значение оказалось сопоставимо со значениями, полученными в других типах экспериментов.

Предполагается, что точное измерение масс позволит ответить на вопрос об их изменении со временем, что послужит проверкой эйнштейновского принципа эквивалентности.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Человечество приближается к малому ледниковому периоду

Океанолог, академик РАН и научный руководитель Южного научного центра РАН заявил, что вместо глобального потепления человечество ждет малый ледниковый период.

Как сообщает РИА Новости, океанолог, академик РАН и научный руководитель Южного научного центра РАН Геннадий Матишов рассказал, что вместо глобального потепления человечество ждет малый ледниковый период. Учёный заявил, что если бы сторонники теории о глобальном потеплении были правы, то лёд в Арктике уже давно бы растаял.

Четыре года назад я был на Северном полюсе. Стоишь там, в конце августа, вокруг торосы, снег, белые медведи, и думаешь – собрать бы здесь хоть на день сторонников глобального потепления.

По его словам, теплый период в Арктике подошёл к концу, а климат повернулся в сторону холодного цикла. Непривычно теплая зима прошлого года в Центральной России не должна сбивать с толку.

Ученый призвал обратить внимание на Антарктиду. Он отметил, что её ледяной щит содержит 92% всех льдов на суше. "Если это холодное царство начнет по-настоящему таять, тогда можно говорить о непредвиденном потеплении. Уровень Мирового океана поднимется метров на шестьдесят", – предупредил он. Матишов указал, что климат цикличен, но в настоящее время идет уже похолодание, а не потепление.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Для усложнения строения грудных плавников данио-рерио достаточно замены одного нуклеотида

Конечности четвероногих — замечательное приспособление, сыгравшее колоссальную роль в освоении суши позвоночными. Превращение плавников в конечности было связано с постепенным усложнением их структуры. В ходе широкомасштабного скрининга ученые из США неожиданно обнаружили две мутации, каждая из которых приводит к появлению дополнительных длинных костей в грудных плавниках у рыбок Danio rerio. Более того, эти новые кости образуют суставы с соседними костными элементами и интегрируются с мышечной тканью. Мутации затронули гены vav2 и wasl.

Результатом мутаций становится усиление экспрессии гена hox11 в зачатках плавников, что, в свою очередь, приводит к появлению дополнительных костей и суставов. Эти же гены важны и для нормального развития предплечья у мышей. Особенно поражает тот факт, что одна мутация оказалась способна вызвать скачкообразное усложнение (а не упрощение, как это бывает гораздо чаще) структуры тела. Это показывает наличие скрытого потенциала к усложнению в программе развития плавников, и похоже на то, что этот потенциал как раз и был реализован в ходе эволюции древних рыб, позволив позвоночным, в конце концов, освоить наземную среду.

Проведя секвенирование (анализ последовательности) генетического материала, ученые установили точную локализацию мутаций. Выяснилось, что в обоих случаях мутантный фенотип был обусловлен заменой одного единственного нуклеотида. Однако мутация затрагивала два разных гена: в одном случае был затронут ген vav2, в другом случае — ген wasl. Обе мутации были несинонимичными — они приводили к замене одной аминокислоты в соответствующем белке. Интересно, что ранее ни один из этих двух генов не был известен как участник регуляции развития плавников рыб. Более того, когда ученые искусственно отключили эти гены, внеся при помощи системы CRISPR/Cas9 делеции выше места нахождения мутации — строение плавников у рыб оказалось совершенно обычным. Выходит, мутации, вызвавшие новый фенотип, привели не к утрате функций белками, а к приобретению какой-то новой функции. Это согласуется и с тем фактом, что мутации демонстрировали доминантный характер наследования (то есть признак проявлялся у особей не только с гомозиготным, но и с гетерозиготным генотипом). Авторы, между тем, отмечают, что у рыбок, несущих мутацию в гомозиготном состоянии, часто наблюдались комплексные нарушения многих признаков фенотипа, причем с разной степенью выраженности, так что далее работали только с гетерозиготными особями.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физики зафиксировали редкое гиперядро с двумя странными кварками

Физики зафиксировали процесс с образованием короткоживущего гиперядра, содержащего два странных кварка. Они использовали пучок каонов, чтобы вызвать рождение Ξ-гиперонов в алмазной мишени, а после пропускали гипероны через фотоэмульсионный материал, позволяющий отследить треки частиц. В обнаруженном событии впервые удалось однозначно определить энергию связи Ξ-гиперона с ядром азота.

20 лет назад в эксперименте BNL E885 ученые оценили глубину потенциальной ямы притяжения гиперона к ядру, используя потенциал Вудса-Саксона. Они получили значение около 14 мегаэлектронвольт, что соответствует энергии связи гиперона с ядром 4,5 мегаэлектронвольт. Позднее в японской лаборатории КЕК зафиксировали распад Ξ-гиперядра. Событие назвали KISO. Процесс удалось однозначно идентифицировать как реакцию Ξ−+14N→10ΛBe+5ΛHe⁠.

Недавно коллаборация J-PARC E07 под руководством Шухея Хаякавы (Shuhei Hayakawa) сообщила о наблюдении еще одного события с образованием Ξ-гиперядра. Ученые направили пучок каонов в алмазную мишень. В результате столкновений в мишени образовались Ξ-гипероны. Затем эти гипероны попали в эмульсионные модули — стопки фотографических листов, содержащие два листа толщиной 380 микрометров и 11 листов толщиной один миллиметр. На листах отображались треки частиц. Событие назвали IBUKI.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=QxGdFUK2tDc https://www.youtube.com/watch?v=NZL-Zk4wrHA https://www.youtube.com/watch?v=dGYexpGhl4c

Основные источники:

• neuronovosti.ru
• popmech.ru
• nplus1.ru
• elementy.ru

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

• Планетологи подтвердили открытие самого далекого объекта Солнечной системы.
• Игры с кошками помогли на треть снизить количество жертв охоты.
• В шельфовых ледниках Антарктики найдены десятки неизвестных науке существ.
• Хэви-метал способен успокаивать лучше классической музыки.
• Свиньи научились играть в компьютерные игры.
• Вероятно, гигантская комета привела к гибели динозавров 66 миллионов лет назад.

Источник