Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #80
- Созданы "метамашины", которыми можно управлять при помощи света.
- Круглые черви оказались способны слышать всем телом.
- Сидячее погребение под Барнаулом датировали эпохой мезолита.
- Станция InSight зафиксировала три очень мощных марсотрясения.
- Как определить возраст музыкальных инструментов по кольцам дерева.
- ESA создало оборудование для извлечения кислорода и воды из лунного грунта.
Новости одной строкой
- Нобелевскую премию второй год подряд будут вручать в режиме онлайн.
- Белок "sonic hedgehog" (Shh), названный в честь ежа Соника, может помочь в лечении болезни Паркинсона.
- Индийский штат отключил интернет для 8,5 миллионов человек, чтобы не допустить списывания на экзамене.
- Пилотируемый корабль впервые пристыковался к "Науке". Экипаж вручную перестыковал транспортный пилотируемый корабль "Ю.А. Гагарин" ("Союз МС-18") с малого исследовательского модуля «Рассвет» на многоцелевой лабораторный модуль "Наука".
- США успешно запустили гиперзвуковую ракету HAWC, в тоже время академия наук национальной обороны Северной Кореи запустила ракету "Хвасон-8" с гиперзвуковой планирующей боеголовкой. Как сообщает Центральное телеграфное агентство КНДР, испытания прошли успешно.
Научная среда
Созданы "метамашины", которыми можно управлять при помощи света
Ученые сконструировали "транспортные средства", покрыв микроскопические частицы так называемыми метаповерхностями. Авторы показали, что при помощи лазера можно двигать эти частицы и управлять их скоростью. Метаповерхностями называются материалы, которые отражают свет и звуковые волны совершенно другим образом, нежели классические объекты.
Авторы нового исследователи использовали оптические метаповерхности для создания молекулярных машин – своего рода "транспортных средств" наномира, движущихся под действием внешних сил. Ученые покрыли микроскопические частицы специальным материалом, который способен создавать крутящий момент под действием излучения.
Команде также удалось использовать метамашины для транспортировки не только воды, как в эксперименте, но и других объектов, таких как микроскопический шарик из полистирола, частица дрожжей и частица пыли – наноструктуры толкали их перед собой. Поэтому есть надежда, что эта технология когда-нибудь может быть использована, например, для перемещения микрочастиц в растворах внутри клеток или рядом с ними.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Круглые черви оказались способны слышать всем телом
Американские и китайские биологи показали, что нематоды Caenorhabditis elegans могут воспринимать звук, несмотря на то, что у них нет морфологически обособленных органов слуха. При этом роль барабанной перепонки играет кутикула – покровы червей. В работе, опубликованной в журнале Neuron, исследователи отмечают, что слух может быть более широко распространен среди беспозвоночных, чем считалось ранее.
С помощью звукового генератора биологи стимулировали звуком различные участки тела червей. Оказалось, что черви проявляли отрицательный фонотаксис – избегали источника звука.
Ученые предполагают, что субъединицы DES-2/DEG-3 никотинового ацетилхолинового рецептора выступают порообразующими субъединицами канального комплекса механотрансдукции, который преобразует звуковые волны в нервный импульс. Этим нематоды отличаются от насекомых и позвоночных, у которых такую функцию выполняют каналы TRP и TMC соответственно.
В экспериментах нематоды реагировали на звук с частотой от 100 до 5000 герц. Биологи отмечают, что частотный диапазон C. elegans шире, чем у некоторых позвоночных, таких как рыбы или черепахи.
По мнению авторов, полученные результаты подтверждают представление о том, что органы слуха независимо возникали у животных в процессе эволюции, в отличие от органов зрения, которые у билатеральных животных, вероятно, имеют общее происхождение.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Сидячее погребение под Барнаулом датировали эпохой мезолита
Археологи выяснили с помощью радиоуглеродного анализа возраст древних погребений из трех могильников в пригороде Барнаула, которые предположительно связывались с большемысской энеолитической культурой. Оказалось, что большинство из них относится к более раннему времени – эпохе неолита (VI – начало IV тысячелетия до нашей эры), а одно захоронение мужчины в сидячем положении, по всей видимости, было сделано около девяти тысяч лет назад, то есть в эпоху мезолита.
Ученые отметили, что в общей сложности они получили девять радиоуглеродных калиброванных датировок: две – жидкостно-сцинтилляционным методом, а семь – с использованием ускорительной масс-спектрометрии. Результаты исследования показали, что погребение из могильника Новоалтайск-Развилка относится к рубежу IV–III тысячелетий до нашей эры. Захоронения в могильниках Фирсово–XI и Фирсово–XIV были сделаны раньше. Для первого из них датировка укладывается в очень узкий интервал между 5710 и 5360 годами до нашей эры, то есть к эпохе раннего неолита. Для второго была получена более поздняя дата – конец V – начало IV тысячелетия до нашей эры, то есть эпоха развитого неолита.
Из всех погребений выбивается могила 18 памятника Фирсово–XI. Радиоуглеродная датировка показала, что захоронение было сделано около 9106±80 лет назад. Ученые предполагают, что это погребение действительно может относиться к финальному этапу мезолита или раннему неолиту. Более того, его выделяет также несколько других особенностей: сидячее положение погребенного – редкий случай для раннего голоцена, а также крайне большой размер черепной коробки, выделяющийся на фоне остальных останков взрослых людей с этого могильника.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Станция InSight зафиксировала три очень мощных марсотрясения
Сейсмограф SEIS автоматической станции InSight зафиксировал в августе и сентябре этого года три новых марсотрясения, которые стали одними из самых мощных и длительных за все время работы аппарата. Для двух событий ученым удалось определить положение источников толчков, один из которых оказался необычно далеко от станции.
18 сентября 2021 года, в свой тысячный сол, InSight зафиксировал одно из самых мощных и продолжительных марсотрясений – его магнитуда составила 4,2, а толчки фиксировались почти полтора часа. Это третье крупное сейсмическое событие, обнаруженное станцией за месяц – 25 августа сейсмограф зафиксировал два марсотрясения магнитудой 4,2 и 4,1.
Источник сентябрьских толчков еще предстоит определить, а вот источник августовского сейсмического события с магнитудой 4,2 оказался расположен в 8,5 тысячах километров от аппарата, став самым удаленным из всех обнаруженных. Это означает, что данный источник не связан с системой разломов Борозды Цербера, которая была источником ранее регистрировавшихся толчков и находится на расстоянии 1609 километров от станции. Одним из потенциальных источников может быть система каньонов Долины Маринера, однако ученым это необходимо доказать. Источник толчков магнитудой 4,1 находился на расстоянии всего 925 километров от станции. При этом различался и характер самих марсотрясений – в более мощном августовском событии преобладали низкочастотные колебания, в то время как в менее мощном – высокочастотные.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Жители Новой Гвинеи начали выращивать птенцов казуаров в неволе 17,8 тысячи лет назад
Жители Новой Гвинеи уже 17,8 тысячи лет назад похищали из гнезд яйца казуаров и выращивали вылупившихся из них птенцов в неволе, чтобы затем съесть или продать. К такому выводу пришли специалисты, проанализировав микроструктуру яичной скорлупы, найденной на двух новогвинейских археологических памятниках. Хотя подобную практику, которая сохранилась на Новой Гвинее до наших дней, нельзя назвать полноценным одомашниванием, исследователи отмечают, что это древнейший пример того, как люди управляют размножением птиц.
Начиная с середины XX века археологи собрали в Юку и Кайове обширную коллекцию остатков животных, убитых и съеденных людьми на протяжении многих тысячелетий. Благодаря этому у специалистов появилась возможность судить об охотничьих привычках и пищевых предпочтениях местных жителей в далеком прошлом. Обратившись к этим материалам, Дугласс и ее соавторы отобрали кости, принадлежавшие казуарам, а также многочисленные фрагменты их яичной скорлупы.
Датирование скорлупы показало, что в Юку люди активно собирали яйца казуаров в период с 17,8 до 9,5 тысячи лет назад, а в Кайове – с 12,5 до 6,5 тысячи лет назад. Таким образом, эта практика началась уже в позднем плейстоцене. При этом кости казуаров были обнаружены лишь в Кайове. Здесь археологи нашли 28 образцов, 15 из которых удалось определить как принадлежавшие казуару-муруку (C. bennetti) – самому мелкому виду казуаров, который предпочитает жить в горных лесах, в том числе в окрестностях Кайовы.
Оказалось, что большая часть, найденных на этих участках яиц находились на средней и поздней стадиях развития (один подход указывает, что примерно 78 процентов обнаруженных яиц были собраны на поздних стадиях развития, а другой – что 72 процента яиц находились на средних стадиях развития).
Авторы уверены, что это не совпадение. Древние новогвинейцы явно выбирали яйца казуаров, из которых вскоре должны были вылупиться птенцы.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Как определить возраст музыкальных инструментов по кольцам дерева
Дендрохронолог Паоло Керубини из Швейцарского федерального института лесных, снежных и ландшафтных исследований рассказал, как можно определить приблизительный возраст старых деревянных струнных инструментов – анализ годичных колец некоторых инструментов может быть использован для определения года, в котором было сформировано последнее кольцо.
Датировать старые инструменты довольно непросто. Наиболее точный метод – радиоуглеродное датирование – требует взятия образца, чего точно не хотят владельцы редких и ценных музыкальных инструментов. Для исследования потребуется хотя бы соскоб – это может не только ухудшить внешний вид, но и повлиять на звук.
Однако почему бы не датировать деревянные инструменты, сравнивая рисунки годичных колец древесины с уже датированными деревянными объектами?
На поперечном срезе ствола дерева видны годичные кольца, толщина которых варьируется в зависимости от климата в течение каждого года. Все деревья в отдельно взятом регионе будут иметь одинаковый узор годичных колец.
Таким образом, если годичное кольцо датируется 17 веком, а предполагаемый мастер умер в 15 веке, можно утверждать, что инструмент сделал точно не он. Конечно, дендрохронология – не самая точная наука. Как минимум, древесину могли спилить задолго до того, как ее превратили в инструмент, да и задача определения местности роста дерева тоже не так проста. Однако метод хорош тем, что не повреждает бесценный инструмент.
Полную версию материала читайте по ссылке.
ESA создало оборудование для извлечения кислорода и воды из лунного грунта. Эксперименты оказались удачными
Международная группа инженеров во главе с Европейским космическим агентством (ESA) продемонстрировала, как с помощью специального оборудования из лунного грунта могут быть извлечены кислород и вода для поддержания жизни на будущих базах Луны.
Наши эксперименты показывают, что установка масштабируема и может работать в почти полностью автономном замкнутом цикле, без необходимости вмешательства человека.
В установке используется двухэтапный процесс, который был протестирован с использованием смеси, имитирующей лунный грунт. Около 50% лунного грунта во всех регионах Луны состоит из оксидов кремния и железа, а они, в свою очередь, содержат около 26% кислорода.
Внутри установки смесь имитируемой почвы испаряется при добавлении водорода и метана, а затем "промывается" газообразным водородом. После чего, минералы нагреваются до температуры около 1000 градусов Цельсия и превращаются твердого в газ. Образующиеся газы и остаточный метан направляются в каталитический нейтрализатор и конденсатор, который отделяет воду. Затем кислород может быть извлечен с помощью электролиза. Побочные продукты метана и водорода перерабатываются.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Транскраниальная магнитная стимуляция улучшила кратковременную вербальную память
Транскраниальная магнитная стимуляция с частотой один герц, примененная к левой дорсолатеральной префронтальной коре во время запоминания слов, связана с улучшением вербальной памяти. Более того, этот эффект ассоциирован с хорошо известным физиологическим коррелятом формирования памяти – снижением бета-волн, наблюдаемом в задних отделах коры.
Исследователи проверили гипотезу, повторно проанализировав данные исследования, авторы которого изучали роль левой дорсолатеральной префронтальной коры в процессах намеренного забывания. В первом эксперименте исследования 40 здоровых участников и во втором – 24 просматривали за серию по два списка из 10 слов, а всего таких серий было 12. Перед участниками стояла задача либо запомнить оба списка, либо только один. При этом в каждом эксперименте во время запоминания второго списка половина участников получала повторяющуюся ТМС с частотой один герц левой дорсолатеральной префронтальной коры, а другая половина, которая стала контрольной группой, – в область макушки головы, так как согласно предыдущим исследованиям стимуляция этих зон оказывает относительно небольшое влияние на текущие мозговые процессы, участвующие в большинстве экспериментальных задач.
Оказалось, что при свободном припоминании по сравнению с контрольной группой участники экспериментальной группы вспомнили значимо больше слов, но только слов из тех списков, во время запоминания которых они получали стимуляцию дорсолатеральной префронтальной коры. Помимо эффекта, который ТМС оказывает на память, она помогла ученым перехватить воспоминания на пути из кратковременной в долговременную память. А это важно для изучения механизмов формирования памяти, и переноса информации из рабочей памяти в долговременное хранилище.
Полную версию материала читайте по ссылке.
Палеопротеомика связала экспансию степняков в раннем бронзовом веке с развитием животноводства
Многие факты свидетельствуют в пользу того, что в раннем бронзовом веке (примерно 3300–2500 годы до н. э.) причерноморско-каспийские степняки, родственные создателям так называемой ямной культуры, расселились на огромных территориях от Западной Европы до Алтая и Монголии, распространив повсюду свои гены и культурное наследие. Эта гипотеза согласуется с данными археологии и палеогенетики, а теперь свой вклад начала вносить палеопротеомика. Изучение остатков белковых молекул в зубном камне древних степняков показало, что в раннем бронзовом веке в их рацион прочно вошло молоко домашних животных: овец, коров, коз и лошадей. Не исключено, что такое обогащение рациона способствовало экспансии степняков наряду с развитым коневодством и использованием колесных фургонов на конной тяге.
Свою роль в усилении степной цивилизации предположительно сыграло также обогащение рациона за счет роста потребления молочных продуктов. Это тоже, как и колесный транспорт, указывает на более эффективное и разностороннее использование домашних животных.
Таким образом, исследование показало, что в начале бронзового века восточноевропейские степняки, во-первых, стали есть много молочных продуктов, во-вторых, к этому времени они уже точно одомашнили лошадь. Возможно, они даже были первыми, кто это сделал, поскольку данные по ботайской культуре остаются дискуссионными. Полученные результаты хорошо согласуются с идеей "революции вторичных продуктов" (Secondary products revolution), согласно которой важной предпосылкой степной экспансии был рост эффективности использования домашних животных, от которых стали систематически получать не только "первичные", невозобновляемые продукты (мясо и шкуры), но и "вторичные" возобновляемые (молоко и тягловую силу).
Полную версию материала читайте по ссылке.
На рисунке. Происхождение образцов зубного камня с сохранившимися древними белками. a – энеолит (4600–3300 годы до н. э.), b – ранний бронзовый век (3300–2500 годы до н. э.), c – средний и поздний бронзовый век (2500–1700 годы до н. э.). Овечки и лошадки обозначают присутствие образцов с молочными белками, соответственно, жвачных (овец, коров, коз) и лошадей. Светло-серая овечка соответствует единственному энеолитическому образцу, в котором нашлись остатки коровьего α-S1-казеина, но нет других молочных белков, которые сохраняются лучше, чем казеин, так что факт употребления этим индивидом коровьего молока нельзя считать доказанным. Для каждого местонахождения указано число индивидов с молочными белками в зубном камне и общее количество образцов с сохранившимися древними белками.
Научные видео
Основные источники:
Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"
Прошлый выпуск рубрики:
- Котов беспокоит запах хозяина, если его нет рядом.
- Нейроны червя хранят память о пережитом стрессе сквозь поколения.
- Отредактированные CRISPR/Cas помидоры для лечения гипертонии появились в японских магазинах.
- Археологи нашли древние отпечатки детских рук. Они считаются самым ранним произведением искусства в мире.
- Ученые исследовали ткань, которая более 10 лет провисела в открытом космосе.
- Google успешно испытала лазерный интернет.
