Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

В природе все так хитро устроено, что каждый ее обитатель — это и едок, и пища одновременно. Комаров едят лягушки, лягушек — птицы, птиц — лисы. Получается цепь, состоящая из звеньев. Каждое звено — это биологический вид, который ест и которого едят.

Первое звено цепи никого не ест — это грибы, водоросли и растения. Хотя тут есть исключения — плотоядные растения, которые едят насекомых. В конце цепочки стоят хищники, они только едоки, но не пища. Никто в природе не есть крокодила и леопарда.

На самом деле, все не так линейно. Обычно с каждым звеном цепи можно связать не одно, а несколько других звеньев. Например, траву едят не только коровы, но и другие животные, люди в том числе. А коровы — это пища не только для человека. Так что это, скорее, не пищевая цепь, а целая пищевая сеть.

Меня всегда интересовал вопрос — а вот вирусы? Их кто-нибудь ест? Их же гигантское количество в природе! Науке уже известно несколько тысяч видов вирусов, а общее их количество, возможно, приближается к миллиону.

Вирус — это, конечно, мелочь исчезающего размера. От 15 до 400 нм. Но все-таки это материальный объект. И в нем на самом деле много вкусненького — нуклеиновые кислоты, аминокислоты и липиды. То есть белки и жиры.

Если добавить к ним немного сахарку, то есть углеводов, то получится вполне сбалансированный обед. Есть ли кто-нибудь, кто эту вкусноту уписывает за обе щеки? Существуют ли настоящие хищники для вирусов?

И вот недавно ученые из Университета Небраски-Линкольна получили ответ на этот вопрос. Да, у вирусов есть хищники, которые с удовольствием их едят и извлекают из них энергию.

Исследователи работали с хлоровирусами, или вирусами хлореллы. Их можно найти в сырой пресной воде, то есть в любой луже, любом водоеме. Их цель — это микроводоросли, в которые они должны влезть и там поселиться. Хлоровирусы крупные, если не сказать гигантские. Их открыли 40 лет назад.

Исследователи взяли образцы воды из пруда, в котором обитали разные микроорганизмы, подбросили им хлоровирусы и стали наблюдать. Долго ждать не пришлось.

Уже через день стало ясно, что исследователи осчастливили инфузорию Halteria. Она с удовольствием поглощала вирусы и полученную от еды энергию направляла на размножение.

За два дня популяция Halteria разрослась в 15 раз, а количество хлоровирусов в воде уменьшилось в 100 раз. В контрольных пробах, где вируса не было, популяция Halteria не росла вообще.

Значит, Halteria — хищник для вирусов. Чтобы убедиться в этом окончательно, исследователи прицепили к хлоровирусам флуоресцентную метку. А затем наблюдали, как начинали светиться зеленым светом инфузории, набившие свое брюшко хлоровирусами. Ученые подсчитали, что крошечная инфузория способна съедать от 10 000 до миллиона вирусов в день.

Один вирус в среднем весит 9 фемтограмм, то есть 9∙10^-15. Значит, одна инфузория может съесть 9 нанограммов вирусов в день. Но этих инфузорий в водах планеты огромное количество, а вирусов — гигантское.

Значит, в данном случае речь идет о вполне ощутимом процессе переноса энергии и вещества по пищевой цепи. И это — весьма значимый процесс для биосферы в целом. А для науки — фундаментальный результат.

А я вот думаю — а чем коронавирус хуже вируса хлореллы? Тоже питательный и калорийный. И наверняка есть микроорганизмы, которые его едят. Понимаете, к чему я клоню?

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пандемия ковида закончилась полтора года назад, хотя мне кажется, что это было очень давно. Но ее уроки наука будет изучать еще долго. В сущности, это был глобальный эксперимент по взаимодействию человечества с окружающей средой.

Множество стран как дружный хор по команде дирижера заглушили моторы и двигатели транспорта, приостановили работу предприятий и резко снизили производство там, где остановить заводы нельзя. В результате антропогенная и техногенная нагрузки на природу сразу и резко упали, причем в разы.

Достаточно сказать, что от 200 тысяч авиарейсов в допандемийные сутки в июне 2018-го осталось всего 19 тысяч в июньский день 2019-го, то есть количество уменьшилось в десять раз.

И результат не замедлил проявиться. Уже буквально через месяц миссия Copernicus Sentinel-5P Европейского космического агентства, вращающаяся на орбите, зафиксировала, что резко уменьшились выбросы оксидов азота над промышленными территориями, например — над Китаем или Северной Италией. Картинки, полученные с этих спутников, из буро-коричневых превратились в бледно-желтые. А еще через месяц и вовсе стали голубыми.

Иными словами, атмосфера быстро очистилась и вернулась к своей природной чистоте. То же самое произошло с реками и водоемами. Фото с каналами Венеции с прозрачнейшей водой облетели все соцсети. А уж как были счастливы жители Венеции, наверное — наконец-то они смогли выспаться в тишине.

Этот урок показал, насколько велика способность природы к быстрому самоочищению, что было не очевидно для многих.

Однако некоторые перемены поставили исследователей в тупик. В 2020 году, когда мир еще был парализован пандемией ковида, содержание метана в атмосфере выросло до рекордного уровня. Казалось бы, мировая экономика замедлилась, промышленность почти не работает, транспорт почти не ходит, почти не летает, количество загрязнителей в воздухе уменьшилось, но содержание метана почему-то растет. Сначала оно побило рекорд в 2019 году, а затем — в 2020-м. В чем же дело?

Стоит напомнить, что метан действительно не безобидный парниковый газ. Конечно, его в атмосфере меньше, чем углекислого газа или водяного пара. Но его парниковая активность в 25–30 раз больше, чем у СО₂. Исследователи считают, что почти 30% потепления, наблюдаемого с начала индустриальной эпохи, объясняется ростом концентрации этого химического соединения в атмосфере.

Недавно международная группа исследователей пролила свет на это парадоксальное явление. Оказалось, что парадокса нет. Метан окисляется в атмосфере, превращаясь в воду и углекислый газ. Собственно, благодаря этому фотохимическому окислению он живет в атмосфере недолго, 10–12 лет. Однако во время ковидной изоляции уменьшились выбросы и оксида углерода, и оксидов азота, концентрация гидроксильных радикалов упала, то есть атмосфера стала менее окислительной.

Получается, что чем чище воздух, чем меньше в нем загрязняющих веществ, тем больше в нем будет содержание метана. А он, как мы помним, в десятки раз более сильный парниковый газ, нежели СО₂.

Еще одна причина рекордного роста метана в пандемийные годы — необычно теплые и влажные условия над болотами и торфяниками в Северном полушарии. В результате естественный поток CH₄ из этих районов увеличился.

Здесь работает положительная обратная связь: чем теплее климат в Северном полушарии, тем больше выбросы метана из болот, который еще больше разогревает климат.

Это еще одна иллюстрация к моему любимому тезису, что в этом мире всё связано со всем и всё суть причина и следствие. Природа поддерживает на Земле и в атмосфере тонкое равновесие, которое хрупко. Стоит из этой равновесной системы вывести компоненты или уменьшить их содержание, как система тут же выстрелит неожиданным следствием.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Интересно, боитесь ли вы пауков? Моя дочь с глубокого детства боится их, просто впадает в полуобморочное состояние, когда видит даже маленького паучишку. Она уже давно выросла, стала биологом, генетиком, все понимает, но признает, что контролировать себя все равно трудно.

Маленьких пауков я не боюсь, зато боюсь змей. Если увижу в лесу, как рядом в траве проползла змея, то с воплями буду бежать куда глаза глядят. Нет, я, конечно, понимаю, что надо внимательно рассмотреть головку змеи, есть ли там желтые пятнышки, чтобы понять — это опасная гадюка или безобидный уж. Однако, на мой взгляд, эта рекомендация лишена малейшего смысла для тех, кто боится змей. Тут, знаете, не до разглядывания пятнышек на голове.

Боязнь пауков — самая распространенная фобия по отношению к животным. Каждая третья женщина и каждый пятый мужчина в мире испытывают страх при виде этих восьминогих членистоногих независимо от их размера.

Кстати, не вздумайте в присутствии биолога назвать паука насекомым. Биологи затопают ногами и будут гневаться. Потому что пауки — не насекомые! Это отдельный класс паукообразных, тип членистоногих. Пауков более 40 тысяч разновидностей, но у всех — восемь ног, в отличие от насекомых. У них нет усов, но глаз может быть несколько, аж восемь.

Вроде и бояться совершенно нечего. У подавляющего большинства людей нет никакого отрицательного опыта, как скажут ученые, — научающего опыта общения с пауками. Ядовитых пауков не так много, на нашем юге это каракурт и черная вдова. К тому же пауки на людей не нападают. Но страх, какой-то первобытный, все равно появляется. Может, так на нас действуют беспорядочные движения восьми лап этого чудовища?

Исследователи из Института когнитивных и мозговых исследований им. Макса Планка предположили, что арахнофобия никак не связана с опытом, а дается нам от рождения. И проверили это в эксперименте.

Участниками эксперимента стали шестимесячные дети. Они сидели на коленях у своих мам, в полнейшей безопасности. И им показывали разные яркие картинки — цветов, рыб, змей и пауков. Причем изображения были одинакового размера и близкие по цвету.

Ученые измеряли реакцию малышей на стресс, наблюдая за расширением зрачков детеныша. При стрессе они всегда увеличиваются, потому что в кровь выбрасывается адреналин.

Как только ребенок видел на картинке паука или змею, зрачки его глаз резко и сильно расширялись. При виде пауков среднее расширение зрачка составляло 0,14 мм, а если он смотрел на цветок, то зрачок реагировал в пять раз слабее.

Так стало ясно, что страх при виде пауков и змей — это реакция врожденная. Ведь до эксперимента малыши еще не видели ни пауков, ни змей, ни рыб, возможно, и цветов не видели. И конечно, они не могли знать ни о какой опасности, связанной с этими животными, потому что их жизненный опыт был почти что нулевой.

Так ученые доказали, что боязнь пауков и змей имеет эволюционное происхождение, что это страх естественный и врожденный. И достался он нам от наших предков. Возможно, в доисторические времена пауки были другие и представляли для первобытных людей большую опасность.

Разобрались, спасибо науке. Но каждый ответ порождает новый вопрос. Каким образом наши предки передают нам архетипические страхи? На каком носителе? Вся наследственная информация хранится в наших геномах. Но как в ДНК может быть записан архетипический страх?

На этот вопрос ответа нет. И каков он — я даже представить себе не могу.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Как вы думаете, какое мужское имя сегодня самое популярное в нашей стране? Нет, не Иван. Правильный ответ — Александр. Это имя уже более 200 лет в лидерах рейтинга. А Иван давно утратил свои лидерские позиции. Почему?

Чтобы ответить на этот вопрос, придется совершить экскурс в историю мужских имен на Руси. В эти путешествия постоянно отправляются филологи, историки, лингвисты. Есть даже специальный раздел языкознания — ономастика, которая изучает собственные имена, их совокупность, историю и изменчивость во времени.

Историей и трансформацией русских имен у нас в стране занималась замечательная Александра Васильевна Суперанская, российский лингвист, доктор филологических наук — классик российской и советской ономастики. В своем рассказе я буду опираться на результаты ее исследований.

Именослов, или список русских имен, складывался тысячелетиями. В Древней Руси, во времена язычества, в именах отражались поклонение силам природы, культ животных, культ водоемов и многое другое. Имена давали «или от взора и естества (то есть по внешним признакам), или от вещи, или от притчи» и явления.

Поэтому мужские имена тех времен были удивительными — Баран, Волк, Драгомил, Козел, Богдан, Заяц, Кривой, Светозар, Кулак, Меньшой, Собака, Толстой, Сокол, Булгак, Лобан, Бессон…

В Древней Руси детям часто давали так называемые охранные имена. Например — Волк или Медведь. Ведь если назвать ребенка именем большого, опасного зверя, то настоящие волки и медведи ни за что его не съедят.

В Словаре древнерусских личных собственных имен Н.М.Тупикова, который был издан в 1903 году, включено 5300 мужских имен. Откуда они стали известны исследователям? Это результат тщательного изучения всяческих рукописных источников, в том числе берестяных грамот.

А мы знаем древнерусские имена благодаря литературной классике XIX века. Помните сказку-пьесу Александра Николаевича Островского «Снегурочка»? Там действие как раз происходит в Древней Руси, в стране берендеев. Поэтому у героев сказки — соответствующие имена: Бакула, Дружина, Кулик, Лель, Мизгирь, Неждан, Смирной, Щербак.

Но вот пришел Х век. Россия приняла христианство и вместе с ним — новые византийские имена. Так что основная масса современных русских имен, таких как Петр, Павел, Александр, Константин, Алексей, Федор и других, пришла к нам из Византии.

Изначальный список византийских имен был единым для всех народов, принявших христианство. Но в каждом языке с его особенностями заимствованные имена всегда перестраиваются на свой лад. Пётр — это русское звучание, Питер — английское и голландское, Пьер — французское, Петер — немецкое.

Потребовалось несколько веков, чтобы византийские имена освоились и подстроились под русский язык и потихоньку вытеснили древнерусские имена. Лингвисты очень хорошо видят эту постепенную диффузию с последующим вытеснением.

В XIV—XVI веках установилось равновесие древнерусских и византийских имен. Они мирно сосуществовали и не мешали друг другу. Но все определил XVIII век, когда в России появились фамилии как обязательный элемент идентификации личности.

Откуда их взять? Вот тут-то в дело и пошли древнерусские имена, из которых легко было сделать фамилии. Так Булгак превратился в Булгакова, Бессон — в Бессонова, Горчак — в Горчакова, Милован стал Миловановым, Кулак — Кулаковым, Любим — Любимовым, Третьяк — Третьяковым и так далее.

В результате были с пользой утилизированы все древнерусские имена. Они сохранились в наших фамилиях. И уже после XVIII века в графе «Личное имя», в разного рода переписных листах, мы видим только византийские имена.

Хотя древние имена ушли, но древние традиции именования сохранялись до ХХ века. Вот пример. В древности люди думали, что имя предопределяет судьбу человека. И если его имя повторять в заклятиях, в проклятиях и прочих магических формулах, то можно навлечь на человека беду. Тогда-то и придумали охранные имена, чтобы обмануть злые силы. Основное имя засекречивали, а охранное использовали в быту.

Этим приемом воспользовались родители композитора Модеста Петровича Мусоргского. Первые два ребенка у его родителей умерли в младенчестве. И когда родился третий, старший брат будущего композитора, ему дали два имени — Евгений и Филарет. Логика была такая: злые силы придут за младенцем Евгением, а найдут Филарета и уйдут ни с чем.

Итак, начиная с XVIII века мы используем византийские имена. Используем по-разному, потому что в разные эпохи — разная мода на имена. Как говорила Александра Васильевна Суперанская, имена должны отдыхать. Они как будто устают от частого употребления и должны на время уйти в тень, побыть в тишине.

Например, в 50—60-е годы прошлого века очень модным было имя Валерий. Его давали мальчишкам в честь легендарного летчика Валерия Чкалова. Потом мода прошла. В 1970—1980-х у московской интеллигенции было модно давать имя Федор — по Достоевскому.

Бурная жизнь имени Иван пришлась на XIX — начало XX века, когда едва ли не каждый четвертый мужчина был Иваном. Потом от него отказались, оно долго отдыхало и вернулось на арену после 60-го года.

Кстати, чем дольше и чаще употребляется имя, тем больше у него уменьшительных, ласкательных и прочих форм. В этом смысле Иван — абсолютный лидер. Этих форм у него больше 100 — Иванушка, Ивантей, Иванчик, Иванище, Ванечка и так далее.

До революции самыми популярными именами были Иван, Василий, Александр, Михаил, Степан, Петр, Павел. Сегодня — Александр, Михаил, Максим, Артем, Даниил, Иван, Дмитрий, Матвей… Но это лишь констатация фактов, а не рекомендация. Родители по-прежнему могут дать своему ребенку любое имя, какое им нравится.

А теперь давайте вернемся к тому, с чего начали. Почему имя Иван ушло с лидирующих позиций, а имя Александр уже больше 200 лет в постоянных лидерах? До революции имена детям давали при крещении в соответствии с церковным календарем, или Святцами, где каждому дню были приписаны мужские и женские имена.

Имя Иван там упоминается чаще других — 70 раз! Отсюда и такая высокая частота его употребления. После революции эту практику присвоения имени отменили, детей каждый мог назвать как угодно, хоть Трактором, хоть Никелем. (Так и назýвали!) И имя Иван ушло на покой.

А лидерство имени Александр в русской истории последних более чем 200 лет тоже объяснимо. Александр на греческом означает «Защитник». Популярным его сделали победы Александра Македонского, Александра Невского и Александра Суворова. Это очень сильное имя для мальчика. Нашей огромной стране всегда были нужны и будут нужны защитники. Вот почему Александр был, есть и всегда будет в лидерах.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Давайте поговорим сегодня об ускользающей истине, которую ученые пытаются поймать за хвост. Для начала — простенький пример. Вы, конечно, помните картинки из букварей советских времен. Букву ё иллюстрировал симпатичный ёжик, который нес на своих иголках аппетитное яблочко. Или симпатичный гриб-боровик.

Зачем он это яблочко нес? В детских садах и в начальной школе учителя рассказывали, что ежик — очень заботливый и ответственный глава семьи. Он собирает яблочки и грибы, чтобы создать запас на зиму для своей семьи.

И тут возникает огромное количество вопросов, о которых взрослые почему-то не задумываются. Например — можно ли припрятать в лесу свежие яблоки, чтобы они сохранялись всю зиму? Нет, конечно. Быстро сгниют. А как ежик, создающий стратегический яблочный и грибной запас на зиму, снимает добычу со своих иголок? Со своей спины?

Помню, маленький мальчик так ответил мне на этот вопрос: «Ну как же. Он приходит домой с яблочком, и его жена снимает добычу с иголок на его спине».

Хорошо, не будем разрушать ясную картину семейного уклада у этого мальчика, будущего главы семейства. И зададимся другим вопросом — а едят ли ежики яблоки и грибы? В принципе? Нет, не едят, они хищники, питаются червяками, лягушками, змеями, мышками и насекомыми. 

И вот еще один убойный вопрос — а нужен ли ежикам запас еды на зиму? Ответ — нет не нужен, потому что с ноября по апрель они проводят в зимней спячке. А во сне, как известно, животные не едят.

И все же — а вдруг есть какой-то смысл в этой картинке? Я, правда, не видела в природе ежика с яблоком на иголках. И фотографий таких не видела. Можно, конечно, представить, что ежик зашел в яблочный сад и на него упал созревший плод и повис на иголках. А грибы он может подцепить боковыми иголками. Но есть ли от этого хоть какая-то польза для ежика?

На биологическом факультете МГУ мне рассказывали, что ежики очень любят все остро пахнущее и кислое. Если ежику предложить блюдечко с подмокшим хозяйственным мылом (оно точно сильно пахнет), то ежик будет лизать его, пока у него не начнет вырабатываться обильная слюна в виде пены. И вот этой слюной он обмажет себя, где дотянется, и изваляется в мыльной пене по самый носик.

Точно так же он поступает, если ему предложат подгнившие перезревшие яблоки — он тоже будет валяться в них, как будто пытаясь острый запах перетащить на себя.

Зачем он это делает? Есть идея, что таким способом ежик изгоняет паразитов, всяких блох и клещей, которые живут на коже между иголками и досаждают. Как до них добраться? Выкурить их вонючкой.

Есть и другая гипотеза: ежик валяется в пахучих субстанциях, чтобы заглушить, перебить свой собственный запах. Он же хищник. И его потенциальные жертвы не должны почувствовать запах приближающегося охотника.

Так ли это? Не знаю. Это лишь предположения. Точный ответ на вопрос мог бы дать сам ежик, но он не умеет говорить.

Историю с ежиком я вспомнила, потому что мне подвернулось исследование, связанное с изучением поведения бурых медведей.

Польские зоологи из Института охраны природы озаботились привычкой бурых медведей тереться спиной о стволы деревьев. Заметили это, разумеется, давно и дали тому логичное объяснение — так медведи избавляются от линяющей шерсти и оставляют послание соплеменникам в виде запаховой метки.

Но тогда возникает вопрос — почему медведи для своей чесотки выбирают преимущественно хвойные деревья с пахучей смолой, нежели лиственные? А если нет хвойных деревьев, то медведи могут почесаться и об опоры линий электропередач, если те пропитаны вонючим креозотом. Им пропитывают столбы, чтоб не гнили.

Исследователи предположили, что таким способом медведи защищают себя от тех же клещей и прочих паразитов, которым не нравятся резкие запахи. Вот и трутся медведи о сосну, сдирая кожицу на ее стволе, чтобы обмазаться пахучей смолой.

Ухватившись за эту гипотезу, исследователи решили пообщаться с луговыми клещами, которые поселяются на медведях. Собрали этих клещей больше сотни, отнесли в лабораторию и начали с ними экспериментировать. Цель эксперимента была простая — убедиться, что клещи бегут от запаха смолы.

Клещей сажали в пробирку, один конец которой был прикрыт фильтровальной бумагой, пропитанной скипидаром или дегтем, а второй — водой. И смотрели, куда направятся клещи.

Судя по всему, запах скипидара им не нравился — они старались держаться подальше от бумажки с противным запахом и двигались в сторону бумажки, пропитанной водой. Если же бумажки с водой закрывали оба конца пробирки, то клещ оставался в серединке, куда его и посадили.

Казалось бы — вот и ответ на вопрос, зачем медведю пахучая сосновая смола, которая точно пахнет скипидаром. Однако на самом деле эксперимент не однозначный, то есть позволяет толковать его результаты не одним-единственным способом, а, как минимум, двумя.

Как заметил Илья Артюшин, научный сотрудник кафедры зоологии позвоночных биофака МГУ, клещи предпочитают влажную среду. Возможно, во время тестов они перемещались в сторону с большей влажностью, а вовсе не убегали от скипидара.

Ну вот. Только, казалось, ухватили истину за хвост, а она опять выскальзывает из рук. Но в том и состоит искусство исследователя — придумать и поставить такой эксперимент, который даст только один ответ на поставленный вопрос, то есть будет однозначным.

Это не всегда возможно, к сожалению. Вот, например, вопрос, который наука исследует не одну сотню лет, — как устроено ядро Земли? Оно твердое или жидкое? В этом случае самым правильным был бы однозначный наблюдательный эксперимент — бурим шахту сквозь Землю до самого ядра и смотрим, какое оно. Заодно берем пробу, чтобы узнать, из чего сделано ядро.

Но поставить такой эксперимент невозможно. Поэтому для исследования ядра Земли остаются только непрямые, косвенные наблюдения и эксперименты, геофизические и геохимические. Например — наблюдать за прохождением сейсмических волн через Землю после землетрясений или испытательных взрывов атомных зарядов.

Так и с ежиком и медведем. Самый прямой эксперимент — это спросить ежика и медведя: зачем тебе яблоко или смола? Но они не умеют разговаривать. Так что ответ приходится искать в косвенных экспериментах. А каждый новый эксперимент порождает новые вопросы и требует новых гипотез. Но этим и прекрасна наука. Истина рождается как ересь и умирает как заблуждение. Таков бесконечный путь познания.

4 апреля 2023 года состоялась первая встреча в Научном кафе после многолетнего перерыва. С инициативой возродить этот очень популярный в начале 2000-х годов проект выступил Фонд Андрея Мельниченко.

Более 30 журналистов, блоггеров и популяризаторов науки вновь собрались в Научном кафе, чтобы обсудить с ведущими российскими учеными горячие темы и актуальные вопросы, волнующие общество. Один из них – «Колонизация Луны неизбежна?» – задавали гостям мероприятия Л.Стрельникова, главный редактор журнала «Химия и жизнь», и С.Ивашко, пресс-секретарь химического факультета МГУ.

Сергей Ивашко и Любовь Стрельникова  – ведущие мероприятия

На встрече поднимались вопросы о международных планах по освоению космоса, научном и технологическом суверенитете, строительстве лунных баз и полигона для добычи полезных ископаемых, условиях безопасного нахождения человека в космосе. Для обсуждения этих и других проблем были приглашены учёные из институтов РАН и Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.

Спустя 50 лет после лунной гонки интерес к Луне не угас. Единственный спутник Земли может стать перевалочным пунктом для полетов к Марсу, а исследования полярных и приполярных областей Луны позволят более детально изучить вопросы формирования Солнечной системы. О необходимости выходить за пределы МКС в дальний космос говорил д.ф.-м.н., профессор РАН, заведующий лабораторией ИКИ РАН М.Литвак: «Очень хочется узнать, что находится на Луне в полярных широтах. Это водяной лед и те летучие, которые принесли к нам астероиды и кометы. Анализируя их, мы сможем ответить на вопрос, как зародилась жизнь на Земле». В районы южного полюса Луны запланирован запуск посадочной автоматической межпланетной станции «Луна-25» уже в июле этого года.

Максим Литвак (справа)

Об исследованиях верхнего слоя поверхности Луны, а также о практическом применении лунного грунта рассказала к.г.-м.н., заместитель заведующего лабораторией метеоритики и космохимии ГЕОХИ РАН С.Демидова: «Согласно различным исследованиям, лунные магмы сухие. Однако орбитальные данные указывают на то, что в полярных областях Луны может находиться некоторое количество водяного льда и других летучих». Геохимик-минералог заключила, что необходимы детальные исследования примесей и воды в реголите и возможность их использования в нуждах космонавтов. При этом за счет содержания большого количества стекла реголит может быть использован в качестве материала для строительства будущих лунных баз.

Светлана Демидова

При обсуждении лунной колонизации были подняты вопросы, как защитить человека от радиации в открытом космосе, и необходимости создания комплексного подхода, включающем химическую, биологическую и физическую защиту космонавтов. «В космосе, на космической станции, нельзя летать больше чем 4 года. А на Луне человек не может находиться дольше, чем два года», – заключил д.т.н, заведующий лабораторией методов и средств обеспечения радиационной безопасности при космических полетах ИМБП РАН В.Шуршаков.

Вячеслав Шуршаков

Над вопросом обеспечения жизнедеятельности и безопасного пребывания человека в космосе также работают ученые из МГУ. «У нас есть интересный проект – космическая оранжерея, и мы надеемся к 2024 году эту оранжерею по выращиванию растений для питания космонавтов запустить», – рассказал д.ф.-м.н., декан факультета космических исследований МГУ В.Сазонов. Он также отметил, что сейчас в первом университете страны реализуется еще один важный проект – развёртывание к 2025 году сети малых космических аппаратов и запуск на орбиту еще порядка двадцати. В работу проекта активно вовлечены студенты факультета космических исследований.

Василий Сазонов дарит Научному кафе книгу «Добыча космических ресурсов»

Вопрос о подготовке квалифицированных кадров, в том числе для проведения исследований космоса, затронул исполнительный директор Фонда Андрея Мельниченко А.Чередник. Он рассказал о проводимой Фондом работе по формированию среды для развития талантов и реализации потенциала школьников в российских регионах. Это, в свою очередь, закладывает основы для формирования кадрового потенциала отечественной науки и промышленности. «Мы создаем условия для мотивированных ребят по периферии нашей страны – нами создана целая система образовательных центров с современными лабораториями. Наши выпускники идут как в крупнейшие российские компании, так и в науку, в инженерию для создания новых технологий».

Александр Чередник (справа)

Помимо насыщенного обмена мнениями, участники Научного кафе могли почувствовать себя космонавтами, сделавшими первые шаги на поверхности Луны. Эта возможность у них появилась благодаря разработке VR-центра МГУ «Луноход». С ее помощью каждый желающий смог попутешествовать по поверхности Луны в виртуальной реальности.

Состоявшееся мероприятие было первым из цикла запланированных встреч, следующая из которых состоится 6 июня и будет посвящена актуальным проблемам российского образования.

…метилпальмитолеат (C₁₇H₃₂O₂) работает как феромон, привлекая самцов мухи цеце, и потому может быть использован в ловушках этих опасных мух, вызывающих африканскую сонную болезнь (Science)…

…выявлено 27 ускорителей глобального потепления, известных как усиливающие петли обратной связи (One Earth - полный текст)…

…новый суперсплав (42% алюминия, 25% титана, 13% ниобия, 8% циркония, 8% молибдена и 4% тантала) прочнее при 800 градусах Цельсия, чем многие другие, которые используют в деталях турбин (Applied Materials Today - полный текст)…

…пять типов дипептидов, проявляющих очень высокую антиоксидантную активность, обнаружены в большом количестве в говядине, свинине и курице (Antioxidants - полный текст)…

…при периодическом включении и выключении насоса поток жидкости продолжает переходить из турбулентного в ламинарный режим, что позволяет снизить затраты на электроэнергию до 22% (Scientific Reports - полный текст)…

…когда финские политики снизили налоги на алкоголь и упростили импорт алкоголя, число абортов, преждевременных родов и низкого веса новорожденных младенцев выросло (Addiction)…

…люди, даже живущие в городах, испытывают более длительный быстрый сон зимой, чем летом, и менее глубокий сон осенью (Frontiers in Neuroscience - полный текст)…

…используя подложку из слоя металла или чередующихся слоев металла и диэлектрика, а не из стекла, можно увеличить эффективность преобразования света перовскитом на 250% (Nature Photonics)…

…группы тропических палаточных пауков Cyrtophora citricola, создающих паутину, могут уничтожать моль, которая вредит помидорам и картофелю (Insects - полный текст)…

…искусственная древесина, состоящая из целлюлозы, пропитанной металлоорганическими каркасными структурами, хорошо поглощает углекислый газ (Cell Reports Physical Science)…

…щенки склонны спонтанно подражать действиям человека, даже когда их не вознаграждают едой или игрушками, а вот котята и волчата — нет (Scientific Reports - полный текст)…

…по меньшей мере 10% компаний США вовлечены в мошенническую деятельность, и два из трех корпоративных мошенничеств с ценными бумагами остаются незамеченными (Review of Accounting Studies - полный текст)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Несколько лет назад я побывала на 85-м этаже небоскреба ОКО в Москве-Сити. Это был вечер в начале июня. Темнело поздно, и сквозь панорамные окна ресторана можно было бросить взгляд на всю Москву. Помню, я тогда удивилась, что Москва, оказывается, вполне себе зеленый город. Но, правда, еще недостаточно зеленый, чтобы стать комфортным для жизни всех москвичей.

По поводу комфортности проживания в Москве — это отдельный большой разговор. В данном же случае я говорю именно о зеленых насаждениях и водоемах города. И вот почему.

Если вы размышляете, в каком доме поселиться, то наука дает вам четкую рекомендацию — в районах с большим количеством зелени и водоемов. Причем эта рекомендация универсальная, потому что не связана с возрастом.

Допустим, вы молоды, только создаете семью, планируете завести детей или уже находитесь в процессе. Тогда будущей маме зеленое окружение, а также водоемы просто необходимы.

Обширное исследование, проведенное в европейских странах, показало, что в такой ситуации риск преждевременных родов минимален, а шанс на правильное и здоровое развитие детеныша — максимален. Поэтому парки, леса, водоемы должны быть в шаговой доступности от вашего жилища.

Эти умозаключения основаны на анализе выборки из 70 тысяч новорожденных в 9 европейских странах.

Ученые смотрели, как на их развитие влияет близость зеленых насаждений (рассматривались варианты 100, 300 и 500 метров), а также расстояние до ближайшего водоема. Результаты такого анализа подтвердили гипотезу ученых — чем ближе будущая мама живет к этой красоте, тем здоровее родится ребенок.

Хорошо. А каковы рекомендации для пожилых людей, которые уже давно на пенсии? Какое жилье для них предпочтительно? То же самое, что и для молодых, — поближе к паркам, лесам и водоемам.

За этой рекомендацией тоже стоит большое открытое когортное исследование, которое выполнили ученые из Гарвардского университета. Они анализировали данные почти 62 миллионов получателей государственной медицинской страховки в возрасте от 65 до 74 лет. Причем это были данные за 16 лет.

И зависимость выявилась. Чем зеленее был район, тем меньше было случаев обращения к врачам по поводу болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера, которые приводят к развитию деменции.

В данном случае ученые не ставили перед собой задачу ответить на вопрос, почему зеленые насаждения так благотворно влияют на человека. Они просто зафиксировали факт. Но прежние многочисленные исследования, да и здравый смысл подсказывают, что парки, сады, леса и водоемы снижают стресс, потому что располагают к прогулкам.

А чем больше прогулок — тем больше физическая активность, которая сама по себе благотворно сказывается на организме. При неспешных прогулках на природе в слюне снижается концентрация биомаркеров стресса — кортизола и альфа-амилазы. Не говоря уже о качестве воздуха, который рядом с зелеными насаждениями чище.

Так что уезжать на дачу весной и возвращаться в город осенью, чтобы только перезимовать, — это очень мудрое и правильное решение для пожилых людей, которое продлит им здоровую жизнь. В данном случае наука лишь подтверждает этот эмпирический опыт. Однако на самом деле эта история касается всех — и молодых, и старых.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Кто бы мог подумать, что на Земле есть Врата Ада. Но они есть. Именно так называют газовый кратер Дарваза в Туркменистане. Он расположен в центре пустыни Каракумы, примерно в 260 километрах к северу от Ашхабада.

Это огромная яма диаметром 60 метров и глубиной 20–30 метров, в которой горит природный газ. Горит уже 50 лет. Пламя поднимается на высоту до 15 метров.

Откуда этот кратер взялся? Здесь в 1971 году советские геологи обнаружили скопление природного газа и стали бурить пробную скважину. Однако неожиданно верхние слои почвы обвалились. Все техника ушла под землю. Люди, к счастью, не пострадали. Но осталась большая дыра, из которой пошел газ.

Он стал распространяться по окрестности. И чтобы местные жители и скот не отравились газом, геологи решили поджечь его, полагая, что со временем огонь утихнет. Но он не утихает до сих пор.

Людей, конечно, из этой зоны отселили. Но сегодня горящая яма, Врата Ада, стала приманкой для туристов. Потому что зрелище гигантской глубокой ямы, в которой бушует огонь, конечно, впечатляющее.

Это не единственный пример горящей земли. На большом нефтяном месторождении Баба-Гургур в Ираке, в самой его серединке, до сих пор горит Вечный нефтяной пожар — его так и называют. Считают, что он не затухает уже 4000 лет. В древние времена этот пожар описали Геродот и Плутарх.

Вечный природный огонь Янардаг горит и на склоне холма в 27 километрах к северу от Баку, в Азербайджане. Горит с древнейших времен — о нем писал еще Марко Поло в своих трудах. Пламя, конечно, не такое высокое и интенсивное, как во Вратах Ада, всего метр в высоту. Но здесь тоже горит природный газ, выходящий из отверстий в песчанике. И горит много веков из-за утечки из крупного газового месторождения под Апшеронским полуостровом.

Однако горит не только нефть и газ, но и уголь, и торф. Всего этого у нас в избытке. Поэтому у нас тоже есть свои горящие горы — по левому берегу Амура, в Шимановском районе Амурской области. Здесь под землей горит бурый уголь. Пожар проявляет себя задымлением. Но периодически огонь вырывается из-под земли, и тогда кажется, что горит гора.

Эти горящие горы в Приамурье, которые тянутся на несколько километров, впервые описал в XIX веке русский географ и натуралист Николай Михайлович Пржевальский. А вообще, об этом явлении известно уже более 300 лет. Говорят, что явное горение здесь прекратилось лишь однажды, в 2009 году, — когда случились сильные ливни.

Но вернемся к Вратам Ада. Руководство Туркменистана решило эти врата наконец-то закрыть. И хотя сюда приезжают поглазеть тысячи туристов, экономический ущерб очень велик. Ведь этот газ можно было бы продать. А он бездарно сгорает. Да еще и образует углекислый газ, так пугающий мировую экологическую общественность. Да и мало ли какие еще продукты сгорания здесь образуются. Сернистые соединения уж наверняка. А людям они не особо полезны.

Но вот вопрос — как потушить эту горящую яму? Оказывается, пока решение еще не найдено. К решению проблемы будут привлечены лучшие научные и инженерные силы. Здесь, безусловно, нужен научный подход.

Понятно, что надо отсечь доступ кислорода, чтобы остановить горение газа. Но как именно это сделать в данном случае? Задача не тривиальная. Так что у вас есть возможность поразмышлять на эту тему. И предложить свое решение правительству Туркменистана. Или просто поупражнять свой мозг игрой разума. Лично я уже начала думать на эту тему.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Каждую секунду над Землей сверкает от 40 до 120 молний, за день набегает 8 миллионов, а в год — 3 миллиарда. Причем есть молнии, которые бьют между облаками, и нам они не страшны. А есть опасные, которые бьют из облаков в Землю. Около четырех тысяч человек погибает каждый год от небесного электричества. Так что от этого невероятно красивого, но в прямом смысле слова смертоносного природного явления надо защищаться.

Как? Мы знаем. Для этого есть громоотводы. Считается, что их придумал Бенджамин Франклин, американский дипломат, журналист, естествоиспытатель, ученый. Тот самый, портрет которого помещен на 100-долларовой купюре. Точнее, он придумал молниеотводы, которые потом назвали громоотводами.

Но для начала Франклин провел эксперимент, чтобы убедиться в электрической природе грозовых разрядов. Он закрепил на воздушном змее заостренный металлический стержень, очень привлекательный для разрядов, веревку смочил солевым раствором, чтобы она стала проводником, к концу веревки привязал шелковой лентой обычный металлический ключ. Причем конец веревки с ключом, как и сам наблюдатель, находились под навесом и не мокли под дождем.

Когда началась гроза, Франклин дотронулся до ключа, и из него посыпались искры. Так стало ясно, что электричество, полученное от грозовых туч, ничем не отличается от электричества, полученного трением. Кстати, похожие опыты в то же время в России проводил молодой и очень талантливый академик Георг Вильгельм Рихман, друг Ломоносова. И они стоили ему жизни — его убила шаровая молния, выскочившая из проводника.

Тогда же Франклин предложил защищать дома от молний с помощью высоких заостренных металлических стержней, закопанных в землю. Из двух объектов — дом или стержень — молния всегда выберет второй, то есть лучший проводник, и уйдет в землю. Точно так же, как из двух грунтов — песчаный или глинистый — во время грозы она выберет глину.

С тех пор большинство домов и сооружений оснащено молниеотводами, или громоотводами. У нас в России эту практику ввел Ломоносов — в те же годы, что и Франклин.

Однако наука идет вперед, техника развивается. И вот появилось сообщение, что в Швейцарии впервые испытан лазерный навигатор для молнии. Испытательным полигоном стала 124-метровая башня Сентис. Она расположена в Альпах на высоте два с половиной километра над уровнем моря.

И знаменита тем, что в нее каждый год бьет сотня молний. Для сравнения — в нашу башню Останкино в Москве молния бьет раз 30 в год. У основания башни Сентис физики установили мощный тераваттный лазер, который за одну секунду испускал 1 000 пикосекундных импульсов.

Лазерное излучение ионизировало воздух, и ненадолго возникал плазменный канал, который простирался на 30 метров над башней, над ее громоотводом. Когда в радиусе трех километров вокруг башни собирались грозовые тучи, ученые включали лазер и наблюдали, как молнии одной из своих лапок зацеплялись за лазерный луч и спускались по нему, словно стекали.

Конечно, это пока еще не громоотвод. Пока что это лишь демонстрация того, что лазерный громоотвод возможен в принципе. То есть с помощью мощного лазера можно разряжать грозовые тучи там, где они опасны.

Кстати, люди, живущие в городах, находятся в меньшей опасности. Потому что стальные конструкции и высокие здания действуют вокруг как молниеотводы. Молния чаще всего попадает в людей, которые работают в поле, в туристов и строителей. Так что будьте бдительны и не прячьтесь от грозы под деревом — треть погибших людей стояли именно там.