О предках современных птиц, новом веществе для рентгенографии, запрете в США на использование трансжиров и других новостях науки в нашем обзоре.
Как появились птицы?
Пока знаменитый археоптерикс оставался единственной известной полуптицей-полурептилией, происхождение птиц представлялось простым: археоптерикс произошел от динозавров, а птицы – от археоптерикса. Но последовали новые находки, которые заставляют думать иначе.
«Во-первых, выяснилось, что археоптерикс был совсем не одинок», – пишет в своей книге «Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы» известный биолог, популяризатор науки Александр Марков. Палеонтологи обнаружили множество видов, близких к археоптериксу, то есть обладающих признаками как динозавров, так и птиц. Этих созданий назвали энанциорнисами («противоптицами»), чтобы подчеркнуть, что они, возможно, не имеют прямого отношения к существующим ныне пернатым. «Орнитизация, или «оптичивание», шла многими параллельными путями, и какая именно из «переходных форм» дала начало современным птицам, не так-то просто понять», – продолжает автор.
Ученые до сих пор сомневаются, что археоптерикс и его сородичи (энанциорнисы) являются прямыми предками современных птиц. Хотя первый и приобрел ряд птичьих признаков, дальнейшего «оптичивания» за ним не наблюдается. Зато в большом количестве были найдены всевозможные наследники хищных динозавров, которые по признакам близки к энанциорнисам или каким-то другим птицеподобным животным.
Перья не сразу стали атрибутом полета. Первые перья, по-видимому, служили для термоизоляции и напоминали современный птичий пух. Позже они пригодились для привлечения противоположного пола. И только потом могли служить для планирования с ветки на ветку, ускорения бега и, наконец, полета.
Кроме всего прочего несколько лет назад китайские палеонтологи откопали гигантского птицеподобного динозавра (названного гигантораптором), который, по-видимому, умел летать (учитывая длину его перьев, служивших для планирования). Останки откопанного чудовища свидетельствовали, что оно имело 8 м в длину и 3,5 м в высоту, но поскольку, как установили ученые, умерло на 11-м году жизни, могло вырасти до значительно более крупных размеров. Гигантораптор проживал на территории Китая в позднемеловой период между 89,3 и 65,5 млн лет назад.
Александр Марков: «Как заметил российский палеонтолог Е.Н. Курочкин, у археоптерикса на сегодняшний день не осталось ни одного «птичьего» признака, который не был бы найден у тех или иных динозавров».
Ранее к этим признакам относились перья, крючковидные отростки на ребрах и вилочка (сросшиеся ключицы). Между тем многие из тех признаков, что есть у современных (веерохвостых) птиц, но отсутствуют у динозавров, не найдены ни у археоптерикса, ни у его сородичей.
«Археоптерикс и его родня – энанциорнисы, – несомненно, произошли от динозавров, – продолжает Марков. — Однако, по мнению Е.Н. Курочкина, это была тупиковая ветвь, вымершая в конце мелового периода вместе с динозаврами и не оставившая потомков».
Курочкин полагает, что предков современных птиц следует искать в более давних временах. Есть вероятность, что птицы происходят не от пернатых динозавров и не от археоптерикса и энанциорнисов, а от более ранних пресмыкающихся – текодонтов, которые жили в позднем триасе. Более того, не исключено даже, что текодонты и были предками как динозавров, так и птиц. То есть вполне может быть, что птицы не произошли напрямую от динозавров, как принято считать, а были их близкими родственниками – параллельной ветвью, произошедшей от текодонтов. Возможно, птичья линия, если она шла от текодонтов, изначально не была успешной и стала активно развиваться лишь после того, как вымерла тупиковая, но доминировавшая в ту эпоху ветвь энанциорнисов. Тогда-то птицы и заняли освободившуюся экологическую нишу.
Самым подходящим предком птиц среди текодонтов на сегодняшний день является животное под названием протоавис, жившее в позднем триасе. Хотя протоавис вовсе не умел летать и спокойно передвигался по земле, у этого животного были обнаружены важнейшие признаки птиц, которых нет ни у археоптерикса, ни у энанциорнисов, ни у других пернатых ящеров.
Несмотря на это, большинство западных исследователей данную точку зрения не разделяют и все-таки считают птиц прямыми потомками энанциорнисов и подобных им животных.
naked-science.ru
Российские ученые получили новое вещество для рентгенографии
Сотрудники Института геологии и минералогии им. Соболева совместно с учеными из Новосибирского государственного университета получили вещество, из которого можно изготавливать пластины для медицинской рентгенографии.
Авторы исследования изучали свойства фторидоборатов бария и обнаружили, что некоторые из изучаемых образцов меняют цвет с белого на темно-фиолетовый при воздействии рентгеновского излучения. «Эффект был обратимым. Образцы возвращались в исходное состояние, полежав на ярком свету», — объяснили ученые.
В современных детекторах рентгеновского излучения используются запоминающие пластины, которые работают по типу «оптической памяти»: при воздействии излучения они сохраняют изображение за счет накопления дефектов в структуре активного вещества. По мнению авторов исследования, новое соединение превосходит используемый аналог.
Ученые уже синтезировали поликристаллические образцы и монокристаллы фторидобората бария. Для того, чтобы получить тестовые образцы, необходимо смешать вещество с полимерами, а затем нанести полученную смесь тонким слоем на пластинку. Авторы исследования планируют подобрать добавку редкоземельного элемента, чтобы при сканировании изображение проявлялось в определенном диапазоне длин волн.
medportal.ru
Машинка, которая едет только за счет испарения воды
Ученые из Колумбийского университета в Нью-Йорке во главе с Озгуром Сахиным (Ozgur Sahin) представили публике игрушечную машинку, которая движется за счет естественного испарения воды, и светодиодную лампу, работающую на этом же источнике энергии. Генератор, разработанный учеными, открывает перспективы для развития новых способов получения энергии из возобновляемых источников, пишет The Guardian со ссылкой на статью ученых в Nature Communications.
По словам ученых, в будущем станет возможным так развить эту технологию, что можно будет получать энергию от естественного испарения озер и океанов. «Вода хочет испаряться, это ее естественное желание. Все, что мы сделали, это трансформировали это желание в полезную работу», — пояснил Сахин.
В основе изобретение лежит открытие, согласно которому споры распространенной почвенной бактерии набухают, поглощая воду при высокой влажности, и сжимаются, отдавая влагу. Именно это изменение в размерах может использоваться, чтобы тянуть и толкать предметы.
Изобретатели расположили по краям машины линию из таких спор: на одной стороне внахлест, а на другой, наоборот, с зазорами. Когда лента подвергается воздействию сухого воздуха, она сворачивается как пружина, а при влажном воздухе начинает расширяться, толкая машинку вперед.
В итоге ученые построили простейший поршневый двигатель, работающий на этом принципе, энергии которого было достаточно для работы светодиодной лампы.
scientificrussia.ru
В США запрещено использование трансжиров
Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) на днях объявило, что исключает трансжиры из списка пищевых добавок, которые пищевые компании могут использовать без специального разрешения. В ходе трех лет производители продуктов питания должны пересмотреть рецептуру своей продукции и устранить из нее гидрогенизированные растительные масла.
Модифицированные растительные масла начали широко применяться в пищевой промышленности с 1950-х гг. для того, чтобы продлить сроки хранения продукции. Благодаря им, многие поколения американцев могли наслаждаться быстрой едой «из коробочек», попкорном из микроволновки и хрустящей выпечкой на маргарине.
Однако в 2002 году ученые доказали, что употребление модифицированных жирных кислот способствует росту уровня вредного холестерина в крови. Исследователи также доказали связь увеличения использования трансжиров в пищевой промышленности и числа сердечно-сосудистых заболеваний.
В результате длительной кампании, инициированной активистами, в 2006 году FDA потребовало от производителей указывать количество модифицированных растительных жиров на упаковке продукции. А в ноябре 2013 года управление начало разработку плана по постепенному устранению трансжиров из состава продуктов питания в США, который и был объявлен 16 июня.
FDA заявило, что это позволит предотвратить как минимум 20 тыс. инфарктов и 7 тыс. смертей от сердечного приступа ежегодно. Управление подсчитало расходы и пришло к выводу, что переход на более здоровые масла экономически более выгоден. За 20 лет доход составит от $117 до $242 млрд против $12 и $14 млрд при прежней системе. Трансжиры содержатся также в молоке и говядине, но их биохимический состав отличается от искусственных жирных кислот. Они не считаются опасными для здоровья человека.
Сообщается, что производители продуктов питания уже сократили использование модифицированных масел на 86%. Популярные сети общественного питания, такие как Sturbucks, Макдональдс и Long John Silver заявили, что больше не используют трансжиры. А корпорация Yum Brands, владелец таких брендов, как Taco Bell, Pizza Hut и KFC прекратили использование модифицированных растительных масел в 2007 г. По подсчетам FDA, если раньше среднестатистические американец потреблял в день 4,6 грамма, то с 2012 г. эта цифра снизилась до 1 грамма.
Мэр Нью-Йорка Майкла Блумберга заявил, что прекращение использования частично гидрогенизированных масел и спредов позволит сохранить в будущем тысячи жизней.
scientificrussia.ru
«Результаты исследования открывают новые горизонты истории»
Исследователи из МГУ вместе с российскими и зарубежными коллегами выяснили, что европейцы стали устойчивыми к лактозе позже, чем считалось ранее, а современный демографический ландшафт в Евразии был сформирован в результате миграций бронзового века, сообщается в пресс-релизе вуза.
Бронзовый век в Евразии, продолжавшийся примерно с 3000 по 1000 годы до нашей эры, явился периодом серьезных культурных изменений. Однако специалисты до сих пор спорят о том, явились ли эти изменения результатом циркуляции идей или следствием человеческих миграций, в том числе потенциально содействующих распространению языков и определенных фенотипических признаков.
Российские ученые в составе международной команды изучили этот вопрос, применив усовершенствованные методы исследования геномов представителей древних культур по всей Европе. Результаты их изысканий опубликованы в одном из самых престижных научных журналов мира Nature.
«Мы с коллегами проделали гигантскую работу, в которой каждый выполнял свою роль: лично я занимался анализом материалов из Каповой пещеры – единственной пещеры на территории России с наскальными рисунками каменного века. Наше исследование – это первая ласточка, результаты будут расти и расширяться, – рассказал российский историк, археолог, кандидат исторических наук, доцент исторического факультета МГУ Владислав Житенев. – Впервые мы работали с такой широкой выборкой палеоантропологического материала. Мы смогли проследить расселение определенных народов, распространение индоевропейской языковой семьи. Учитывая, что археологи работали вместе с палеогенетиками, результаты исследования открывают новые горизонты истории. Работа велась долго – лично я подключился к ней в апреле этого года. С зарубежными коллегами мы встречались, но в основном работа велась по переписке».
В ходе исследований ученые пришли к выводу, что бронзовый век являлся динамичным периодом с крупномасштабными миграциями населения, в результате которых сформировались основные составляющие современной демографической структуры в Европе и в Азии. С генетической точки зрения, древние европейцы постмиграционного периода намного ближе к современным европейцам, чем люди, жившие до бронзового века.
«Переписывание генетической карты» началось примерно 5000 тыс. назад, когда из степей на Кавказе представители ямной культуры мигрировали в Северную и Центральную Европу, а также в Западную Сибирь.
В Северной Европе ямная культура смешалась с культурой шнуровой керамики, известной также как культура боевых топоров. Генетически она схожа с культурой современных европейцев, живущих к северу от Альп. Позже, примерно 4 тыс. лет назад, синташитская культура, распространенная в зоне северной степи Южного Зауралья и Южного Урала, развивалась на Кавказе. Новое вооружение и колесницы этой культуры быстро распространились по всей Европе.
Область к востоку от Урала и далеко в Центральной Азии была колонизирована около 3,8 тыс. лет назад андроновской культурой, населявшей Казахстан, Западную Сибирь, западную часть Средней Азии и Южный Урал. Согласно исследованию, представители этой культуры были носителями европейского ДНК.
В конце бронзового века и в начале железного века народы Восточной Азии прибыли в Центральную Азию. Здесь ученые наблюдают скорее «замещение генов», чем генетические примеси – европейские гены в этом регионе исчезают.
Кроме того, прежде популярным было мнение, что переносимость лактозы впервые появилась на Балканах или на Ближнем Востоке в связи с развитием земледелия в каменном веке. Новые результаты, полученные при анализе ДНК, показали, что вопреки ожиданиям исследователей, переносимость лактозы начала проявляться у европейцев гораздо раньше. Исследователи уверены, что переносимость лактозы могла появиться в Европе вместе с ямными пастухами с Кавказа, но отбор, который сделал большинство европейцев устойчивыми к лактозе, произошел значительно позже.
Наконец, миграции раннего периода бронзового века являются возможным сценарием распространения индоевропейских языков в соответствии с некоторыми восстановленными археологическими и историческими лингвистическими данными.
strf.ru
