О впадине Данакил, похожей на то, как могла бы выглядеть жизнь на других планетах, уникальной физиологии змей, зверях на службе у человека и других новостях науки в нашем обзоре.
Названа самая «инопланетная» точка на Земле
Ученые назвали впадину Данакил, расположенную на территории Эфиопии, самым «инопланетным» местом Земли.
По словам исследователей, здесь существует не менее трех экстремальных экосистем, которые похожи на то, как могла бы выглядеть жизнь на других планетах.
В апреле текущего года Фелипе Гомез из Астробиологического центра Испании и его коллеги приступили к изучению этого необычного и причудливо выглядящего «инопланетного мира».
Впадина возникла в результате столкновения трех литосферных плит. Благодаря порождаемой вулканической активности, в настоящее время по среднегодовым температурам эта впадина является самым жарким местом на планете.
Вода, попадающая во впадину, находящуюся на 100 метров ниже уровня моря, проходит через разогретые потоками лавы породы. Благодаря этому вода обогащается неорганическими соединениями и превращается в «наваристый» и крайне кислый химический суп, аналоги которого на нашей планете существовали только во времена зарождения жизни.
Первые результаты исследований не касаются биологии. Они показывают, что впадина Данакил содержит в себе три крайне разнородных среды обитания, в каждой из которых живут различные бактерии-экстремофилы.
Одна из этих сред представляет собой почти кипящую воду (температура более 90 градусов Цельсия). Вода насыщена кислотами и серой, что придает ей ярко желтую окраску. Еще одна среда является менее горячей — температура около 40 градусов. В ней содержится большое количество солей меди. Третья среда почти не содержит воды и больше похожа на «лес» из неживых грибов, состоящих из солей железа.
www.km.ru
Двигаться как змея: это значит — необъяснимо быстро
Змея нападает так стремительно, что успевает укусить свою жертву четыре раза за доли секунды. Как выяснил обозреватель BBC Earth, если бы человек двигался с таким же ускорением, то просто терял бы сознание.
Техасский гремучник, притаившийся среди песков или лугов южной Калифорнии (США), — один из самых терпеливых хищников в мире. Эти змеи, как правило, проводят свою жизнь в одиночестве, прячась в засаде в ожидании следующего обеда. Ждать они могут долго. В случае необходимости способны обходиться без пищи до двух лет, но как только им представляется шанс, становятся одними из самых опасных и умелых охотников на планете. И, как и у всех змей, их главное оружие — не в размере и не в силе, а в скорости.
По данным исследования, опубликованного в марте 2016 года, укус змеи занимает от 44 до 70 миллисекунд. Для наглядности: на то, чтобы моргнуть, у человека уходит примерно 200 миллисекунд. Получается, что за это время особо безжалостная змея способна укусить его аж четыре раза.
Это почти невообразимая скорость: выходит, змеи жалят гораздо быстрее, чем мы можем пошевелиться. На самом деле, если бы мы двигались с таким же ускорением, как змеи, мы бы просто упали в обморок.
«В большинстве случаев у потенциальной добычи нет никаких шансов уцелеть», — рассказывает Дэвид Пеннинг, сотрудник Университета Луизианы в городе Лафейетте (США). Он в течение нескольких месяцев наблюдал за гремучниками, а также за самыми разнообразными ядовитыми и безвредными змеями с помощью высокоскоростной камеры. «Эти хищники способны добраться до цели и нанести удар еще до того, как жертва осознает, что подверглась нападению».
Так быстро могут двигаться не только гремучники. Общее число видов змей на планете оценивается в 3,5 тысячи — от крошечных гадюк до огромных питонов, но изученных из них очень мало. Впрочем, даже если брать только те виды, которые уже исследованы, очевидно, что развивать такое поразительное ускорение способны очень многие.
Это связано с уникальной физиологией змей, которая совершенствовалась в течение миллионов лет. Во-первых, змеи чрезвычайно мускулисты. Тогда как в человеческом теле насчитывается 700-800 мышц, у змей — даже у самых малюсеньких — их от 10 до 15 тысяч.
Как это обилие мышц позволяет змее двигаться с такой головокружительной скоростью — пока неизвестно. Некоторые считают, что они сжимаются и копят энергию для броска, а потом распрямляются, как пружина.
Однако у змей есть еще более интересная особенность, которая ставит в тупик ученых.
Поскольку эти рептилии нападают с такой скоростью, на их тело воздействуют огромные перегрузки — такие, которые могли бы полностью обездвижить практически любое животное.
Пеннинг обнаружил, что в момент броска на змею воздействует сила, в 30 раз превышающая силу земного притяжения.
При этом самые натренированные летчики-истребители ощущают, что руки и ноги перестают их слушаться уже при перегрузке, в 8 раз превышающей силу притяжения, когда выполняют стремительные трюки в воздухе. Под воздействием перегрузки в 10 раз больше силы притяжения они быстро теряют сознание.
«Известно, что хамелеоны и некоторые саламандры при нападении стремительно вытягивают язык в сторону добычи, и ускорение при этом может быть гораздо больше, чем у жалящей змеи, — поясняет Пеннинг. — Однако основная разница состоит в том, что в таком случае движется только язык, а не мозг». Головной мозг просто не в состоянии вынести большое ускорение.
«Мозг — это невероятно тонкий орган, который характеризуется сверхчувствительностью к ускорению и ударам, — рассказывает Пеннинг. — Поэтому-то игроки в американский футбол и надевают шлемы, а сотрясение мозга относится к серьезным травмам».
Когда летчик-истребитель подвергается воздействию сильного ускорения, кровь отливает к ногам, лишая головной мозг жизненно необходимого ему кислорода.
Если это происходит слишком быстро, кровь не успевает вернуться обратно к мозгу, и человек теряет сознание. Однако змеи умудряются справиться с этой трудностью и сохранять полный контроль над ситуацией, двигаясь при этом с гораздо большим ускорением и поражая свою жертву с сокрушительной силой. Отчасти это объясняется строением змеиного черепа.
«Череп змеи невероятно динамичен и подвижен, — говорит Пеннинг. – Наличие в нем большого количества различных суставов придает змее гибкость и маневренность».
«Возможно, если одна из частей черепа первой достигает препятствия, она может частично принять на себя удар и «поделиться» им с другой частью, так что змея гораздо легче переносит удары, не рискуя получить сотрясение мозга». Пеннинг считает, что разница при этом такая же, как если «ударить по мешку или ударить по кирпичной стене».
По его словам, «стена стоит на месте и принимает весь удар, а мешок движется, как бы распределяя сотрясение». Ученые сейчас пытаются выяснить, как ведут себя в таких чрезвычайных обстоятельствах скелет и нервная система змеи. Полученные знания они собираются использовать для защиты человека в ситуациях, когда на его тело воздействует большая перегрузка.
Мысль о том, что изучение тактики нападения змеи поможет нам проектировать автомобили, которые будут лучше защищать людей от воздействия ударов, может показаться забавной. Но она значительно ближе к реальности, чем можно ожидать.»Сейчас мы пытаемся выяснить, что именно происходит, когда змея поражает свою жертву», — рассказывает Пеннинг. «Змеи способны вытянуть голову, замереть, немедленно перестроиться в оборонительную позицию, а затем повторять эти движения вновь и вновь».
«Вопрос в том, что помогает им относительно безболезненно переносить такие нагрузки, и можно ли использовать их секрет в будущем на благо человечества», — заключает он.
www.bbc.com/russian/science
Ядро Земли на 2,5 года моложе коры
Ядро Земли на 2,5 года моложе коры из-за гравитационного эффекта, описываемого общей теорией относительности Эйнштейна. К такому выводу пришли физики из университетов Аархуса и Копенгагена (Дания), под руководством профессора Ульрика Уггерхёя (Ulrik Uggerhøj). Их статью, опубликованную в журнале European Journal of Physics, пересказывает сайт Science News.
Согласно эйнштейновской теории, массивные объекты создают вокруг себя в ткани пространства-времени «гравитационную яму», в которой, в частности, чуть медленнее течет время. Направление замедления определяет гравитационный потенциал, т. е., мера количества работы, необходимой, чтобы переместить объект из точки А в точку B. Поскольку, двигаясь из центра Земли к поверхности, мы вынуждены были бы преодолевать силу притяжения, в ядре нашей планеты часы должны идти чуть медленнее, чем на поверхности.
Датские ученые подсчитали, что за 4,5 млрд лет истории Земли «набежала» такая разница в размере 2,5 лет. Именно настолько ядро нашей Земли моложе ее поверхности. Интересно, что наличие у них «разницы в возрасте» теоретически предсказал еще в 1960-х гг. физик-теоретик Ричард Фейнман, но он оценивал ее всего в несколько дней.
Стоит отметить, что в данном случае во внимание принимаются только гравитационные эффекты, и не берутся в расчет геологические процессы. С точки зрения геологии, поверхностные слои планеты едва ли могли сформироваться раньше, чем ядро.
Отметим, что исследования в области гравитации — передний край современной физики, на котором совершаются самые интересные открытия. Например, недавно международный проект LIGO впервые смог зарегистрировать с помощью аппаратуры гравитационные волны, разошедшиеся от столкновения двух черных дыр 1,3 млрд лет назад. В этом открытии был и российский вклад.
scientificrussia.ru
Звериные таланты на службе у человека
В плохую погоду, в пургу или туман, в тундре легко заблудиться и погибнуть. В таких случаях ненцы нередко ищут дорогу с помощью домашних оленей и собак, которые служат людям и проводниками, и ориентиром на местности. Однако нужно уметь обращаться с животными и знать их повадки, а наука эта сложнее, чем может показаться. Использование животных при ориентировании на местности изучали в этнографических экспедициях сотрудники сектора этнологии Института проблем освоения Севера СО РАН под руководством кандидата исторических наук Владимира Николаевича Адаева. Результаты исследования опубликованы в журнале «Вестник археологии, антропологии и этнографии» (Адаев В.Н. «Ненецкие приемы ориентирования в пути: использование помощи оленя и собаки». № 1(32), 2016, стр.133 – 141).
У оленей плохое зрение, но очень хорошее обоняние. Зимой при встречном ветре они улавливают сильные запахи на расстоянии 25–30 км, при боковом – на несколько меньшем. Олени издали чувствуют запах оленьего стада, стойбища или идущих по тундре людей, поворачивают головы и начинают принюхиваться. Знающие оленеводы это замечают и позволяют упряжке двигаться в нужную сторону.
Олени также легко находят друг друга по следу благодаря пахучим железам между копытами, ненцы называют эти железы русским словом «вонючка». Летом много посторонних запахов, которые мешают животным ориентироваться.
Зимой олени определяют тропу по плотности снега, чувствуют занесённые снегом овраги и останавливаются на краю.
Когда упряжка внезапно останавливается, оленевод осторожно прощупывает хореем (длинным шестом, которым погоняют оленей) дорогу впереди, чтобы убедиться, не на краю ли он оврага. Хорошо обученный передовой, то есть ведущий в упряжке олень, до последнего ведёт упряжку к чуму, несмотря на пургу и ветер.
Среди ненцев нет единого мнения о том, врождённый ли у оленей талант находить дорогу к дому или их надо обучать. В любом случае, чтобы передовой олень проявил свои способности, надо уметь с ним взаимодействовать: не управлять упряжкой постоянно, но в то же время и не полагаться слепо на передового. Неумелым обращением можно испортить животное.
Олени чувствуют близость волков и приближение метели, и по их поведению ненцы узнают, какая будет погода и безопасны ли окрестности.
Олени всегда рядом с людьми, и свежий помёт на дороге, оленье стадо, заметный издали пар от дыхания животных и характерные звуки служат хорошими ориентирами в тундре. Если встретить в тундре чужое стадо и спугнуть оленей, они бегут к чуму хозяина – путнику остаётся следовать за ними.
Но есть у оленей и свои недостатки. Приведя человека к стойбищу, они крайне неохотно продолжают путь, потому что рассчитывают на длительный отдых. А если ездок по каким-то причинам вывалился из нарт, упряжка уйдёт вперёд, оленей не дозовёшься и остаётся только идти по их следу.
Этих недостатков лишены собаки, которые не бросают хозяина ни при каких обстоятельствах. Ненцы держат лаек, которых используют для поиска и загона оленей. К охоте их обычно не приучают, чтобы охотничьи навыки не мешали пастушеским функциям. Исследователи отмечают, что дрессировка и воспитание оленегонной лайки – процесс сложный и практически непрерывный. В частности, собак отучают лаять и агрессивно реагировать на посторонних людей и оленьи упряжки. Такая строгость вызвана чрезвычайной пугливостью ездовых оленей, которые воспринимают собак как преследователей и боятся их. В тундре собак даже не берут в дальние поездки, они сопровождают людей только при ходьбе и на выпасе, а потому редко выступают в роли путеводителя.
У лесных ненцев, напротив, собаки всегда сопровождают упряжки. Зимой в плохую погоду стараются использовать чёрных собак, их лучше видно на снегу, летом – белых. Лайки лучше оленей ориентируются по запаху и держат правильный курс. Они издали чуют дым, и опытный оленевод, глядя на их поведение, определяет, в какой стороне жилище. Известны случаи, когда люди погибали из-за того, что невнимательно относились к поведению собаки. Но по собственной инициативе лайка человека не оставит и к дому одна не пойдёт, её нужно к этому побудить, напугать или поругать (хозяин знает, как это сделать). Тогда собака бежит к жилью и находит дорогу даже в туман и пургу.
Без помощи домашних животных в тундре не выжить.
Ненцы не просто принимают непосредственную помощь оленя и собаки, они знают, как вынудить животных искать дорогу, и умеют использовать их в качестве ориентиров, но, как ни странно, этот аспект отношений человека и животных практически не изучен, не только в нашей стране, но и за рубежом. По мнению Владимира Адаева, эта сфера народных знаний и традиций заслуживает отдельного внимания и углубленного изучения, особенно у тех народов, которые специализируются на охоте, рыболовстве и скотоводстве.
strf.ru
Из галлия создадут «обратимый» клей
Ученые из Института Макса Планка предложили создать на основе мягкого металла галлия «обратимый» клей, который достаточно легко отдирается и может использоваться, к примеру, роботом-скалолазом для крепления к поверхностям.
Как сообщает Phys.org, галлий переходит из твердого состояния в жидкое при температуре 30 градусов Цельсия. Контролируя происходящие с металлом изменения, ученые из Института Макса Планка рассчитывают создать клей, прочно схватывающийся, но при этом легко отдираемый от любых поверхностей. Происходит это так: галлий находится между двумя объектами. При температуре ниже 30 градусов он затвердевает, крепко сцепляя объекты. Когда же их нужно разделить, температуру увеличивают, после чего с небольшим приложенным усилием объекты разделяются. При этом за основу будет взята уже существующая технология использования галлия в качестве «горячего клея».
Кроме того, у галлия есть еще два полезных для такой разработки свойства: многоразовое применение и электропроводимость.
Обеспечивающий временную адгезию материал, по словам разработчиков, может использоваться в промышленности для различного рода подъемов, иммерсионной печати и в других сферах. Например, такой клей может наноситься на конечности робота-альпиниста. Ученые уже опробовали соединение галлия на различных материалах и поверхностях с разными структурами. Как выяснилось, «обратимый» клей хорошо ведет себя даже в условиях повышенной влажности, а значит, теоретически может использоваться и для подводных работ.
naked-science.ru
Подборку подготовила Людмила Фрадкова, кандидат биологичсеких наук
