Статьи автора Максим Руссоhttp://polit.ru/author/rousseau/Статьи автора Максим Руссоru-RUPOLIT.RUTue, 17 Oct 2017 10:03:07 +0300http://polit.ru/static/polit/img/feed_logo.pngСтатьи автора Максим Руссоhttp://polit.ru/author/rousseau/Спасительное ожидание http://polit.ru/article/2017/10/17/ps_gun_law/<p>Исследование, проведенное в США, <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/10/gun-waiting-periods-could-save-hundreds-lives-year-study-says">показало</a>, что можно спасти сотни жизней ежегодно, если на национальном уровне сделать обязательной задержку между моментом продажи оружия частому лицу и получением этого оружия покупателем.</p> <p>Исследовательские работы, посвященные влиянию торговли оружием на безопасность, в США весьма затруднены. В распоряжение ученых слишком мало статистических данных, так как с 1996 года было запрещено финансировать такого рода исследования из федерального бюджета. Нынешняя работа была проведена на деньги, которые выделила Гарвардская школа бизнеса.</p> <p>Ежегодно в США более 33 тысяч человек умирает от инцидентов, связанных с огнестрельным оружием. В это число входят жертвы убийств, самоубийств и несчастных случаев. Примерно такое же число человек каждый год гибнет в автомобильных авариях. Законы, регулирующие продажу оружия и владение им, <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Gun_laws_in_the_United_States_by_state">значительно различаются от штата к штату</a>. Это затрудняет сбор и анализ статистической информации. Некоторые исследования, проведенные в других странах, <a href="http://europepmc.org/abstract/med/7791644">показали</a>, что введение обязательного периода ожидания между покупкой оружия и получением его снижает число смертей от самоубийств и убийств.</p> <p>Ученые Гарвардского университета Дипак Малхотра (Deepak Malhotra), Майкл Лука (Michael Luca) и Кристофер Поликин (Christopher Poliquin) проанализировали связь такой задержки с уровнем убийств и самоубийств в США. Сейчас законы штатов предусматривают задержку получения оружия продолжительностью от двух до семи дней. В 1970 &ndash; 2014 году в 48 штатах и в округе Колумбия действовали законы, предусматривавшие период ожидания длительностью не менее года. Исследователи сравнивали число смертей от огнестрельного оружия на душу населения в одних и тех же штатах в периоды, когда такие законы действовали и когда их не было. Оказалось, что в штатах с обязательным ожиданием, независимо от его продолжительности, уровень убийств был в среднем на 17&nbsp;% ниже, а самоубийств &ndash; на 10&nbsp;% ниже.</p> <p>Также исследователи обратились к естественному эксперименту. В 1994 году был принят закон о предотвращении насилия с использованием ручного огнестрельного оружия (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Brady_Handgun_Violence_Prevention_Act">Brady Handgun Violence Prevention Act</a>). Он вводил обязательную проверку возможного криминального прошлого у всех покупателей огнестрельного оружия. Для проведения проверки давалось пять дней, таким образом в 19 штатах, где ранее не существовало обязательно задержки выдачи купленного оружия, она внезапно появилась. Когда исследователи проанализировали данные по этим штатам до и после введения закона, они обнаружили резкое падения убийств, совершенных при помощи огнестрельного оружия, на 17&nbsp;% и самоубийств на 6&nbsp;%.</p> <p>С созданием в 1998 году специальной службы проверки покупателей оружия &ndash; <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/National_Instant_Criminal_Background_Check_System">National Instant Criminal Background Check System</a> &ndash; компьютерная система позволила проводить проверку мгновенно, однако ряд штатов сохранил обязательный период ожидания. По оценкам исследователей, в 17 штатах, где такие законы действуют, каждый год благодаря этому предотвращается примерно 750 убийств. Если они будут приняты по всей стране, это даст возможность спасти 910 человек ежегодно. Полученные результаты авторы исследования <a href="http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1619896114">опубликовали</a> в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.</p> <p>Недавно депутат палаты представителей Конгресса США от штата Иллинойс Раджа Кришнамурти (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Raja_Krishnamoorthi">Raja Krishnamoorthi</a>) внес <a href="https://www.govtrack.us/congress/bills/115/hr4018">законопроект</a>, предусматривающий обязательную трехдневную задержку выдачи купленного оружия. Однако авторы исследования считают, что из-за противодействия других депутатов этот закон вряд ли будет принят. Но они надеются, что собранные ими данные смогут способствовать появлению такого закона рано или поздно.</p>Максим РуссоTue, 17 Oct 2017 10:03:07 +0300http://polit.ru/article/2017/10/17/ps_gun_law/PROSCIENCEНаукаГравитационные волны и нейтронные звезды http://polit.ru/article/2017/10/16/ps_kilonova/<p>Сегодня на нескольких одновременных пресс-конференциях ученые из гравитационных обсерваторий LIGO и Virgo, а также из других научных учреждений мира сообщили, что в августе этого года им впервые удалось зарегистрировать гравитационные волны, порожденные слиянием двух нейтронных звезд. Ранее гравитационные волны отмечались физиками четырежды, но во всех случаях они были порождены слиянием двух черных дыр, а не нейтронных звезд.</p> <p>Более того, также впервые в истории событие, вызвавшее гравитационные волны, было отмечено не только гравитационными детекторами-интерферометрами, но и наблюдалось космическими и наземными телескопами в различных диапазонах (рентгеновском, ультрафиолетовом, видимом, инфракрасном и радиодиапазоне). Открытие не только позволит совершить следующий шаг в исследовании гравитационных волн и гравитации, но также даст значительный прогресс для изучения нейтронных звезд. В частности оно подтверждает гипотезу синтезе тяжелых элементов в процессе слияния нейтронных звезд и о природе гамма-всплесков. Открытие описывается в целом ряде статье, публикуемых в журнала Nature, Nature Astronomy, Physical Review Letters и Astrophysical Journal Letters.</p> <p>Гравитационные волны порождает любой объект, обладающий массой и движущийся с неравномерным ускорением, но достаточно сильные волны, которые можно обнаружить при помощи устройств, сделанных человеком, рождаются в ходе взаимодействия объектов очень большой массы: черных дыр, компонентов двойных звезд, нейтронных звезд. Нынешняя волна, получившая обозначение GW170817, была зарегистрирована обоими детекторами гравитационной обсерватории LIGO в США и детектором Virgo в Италии 17 августа этого года.</p> <p>Наличие трех детекторов, расположенных в разных точках Земли, позволяет ученым приблизительно определить положение источника волн. Спустя две секунды после того, как гравитационные обсерватории зафиксировали волну GW170817, в том районе, где должен располагаться ее источник была отмечена гамма-вспышка. Это сделали космические гамма-телескопы Fermi (<a href="https://www.nasa.gov/content/fermi-gamma-ray-space-telescope">Fermi Гамма-ray Space Telescope</a>) и INTEGRAL &nbsp;(<a href="http://sci.esa.int/integral/">INTErnational Гамма Ray Astrophysics Laboratory</a>),. После этого многие наземные и космические обсерватории начали искать возможный источник этих событий. Площадь района поиска, определенная по данным гравитационных обсерватории и гамма-телескопов была довольно велика, составляя около 35 квадратных градусов, на таком участке неба уместилось бы несколько сотен полных лунных дисков, а число звезд, расположенных на нем, составляет несколько миллионов. Но найти источник гравитационной волны и гамма-всплеска все-таки удалось.</p> <p>Первым это сделал через одиннадцать часов после гамма-всплеска телескоп-рефлектор Swope, работающий в <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Las_Campanas_Observatory">обсерватории Лас-Кампанас</a> в Чили. После этого сразу несколько крупных телескопов прервали утвержденные ранее программы своих наблюдений и переключились на наблюдение небольшой галактики NGC 4993 в созвездии Гидры, на расстоянии 40 парсек от Солнечной системы (около 130 миллионов световых лет). Это событие вызвало первые <a href="https://www.nature.com/news/rumours-swell-over-new-kind-of-gravitational-wave-sighting-1.22482">слухи</a> об открытии, но официально ученые ничего не подтверждали вплоть до сегодняшних пресс-конференций.</p> <p>Действительно, источником волн и гамма-излучения стала звезда, расположенная рядом с галактикой NGC 4993. За этой звездой в течение нескольких недель следили телескопы&nbsp;<a href="https://panstarrs.stsci.edu/">Pan-STARRS</a> и&nbsp;<a href="https://subarutelescope.org/">Subaru</a> на Гавайских островах, &nbsp;<a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/vlt/">Очень Большой Телескоп</a> Европйеской Южной обсерватории (VLT ESO),&nbsp;<a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/lasilla/ntt/">Телескоп Новой Технологии</a> (NTT), <a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/paranal-observatory/surveytelescopes/vst/">VLT Survey Telescope</a> (VST), <a href="https://www.eso.org/public/teles-instr/lasilla/mpg22/">2,2-метровый телескоп MPG/ESO</a>, решетка телескопов ALMA&nbsp;(<a href="http://www.eso.org/public/teles-instr/alma/">Atacama Large Millimeter/submillimeter Array</a>) &ndash; всего в наблюдениях участвовали около семидесяти обсерваторий со всего мира, а также космический телескоп Хаббла. &laquo;Редко случается, чтобы ученому выпадало быть свидетелем начала новой эры в науке, &ndash; приводит <a href="http://www.eso.org/public/russia/news/eso1733/?lang">пресс-релиз ESO</a> слова астронома Елена Пиан (Elena Pian) из Астрофизического института Италии INAF. &ndash; Это &ndash; один из таких случаев!&raquo;. Времени у астрономов было немного, так как галактика NGC 4993 была доступна для наблюдений только в вечернее время в августе, в сентябре она оказалась на небе слишком близко к Солнцу и стала ненаблюдаемой.</p> <p>Наблюдавшаяся звезда первоначально была очень яркой, но за первые пять дней наблюдений ее яркость снизилась в двадцать раз. Расположена эта звезда на том же расстоянии от нас, что и галактика NGC 4993 &ndash; 130 миллионов световых лет. Это означает, что гравитационная волна GW170817 возникла на рекордно близком к нам расстоянии. Расчеты показали, что источником гравитационной волны стало слияние объектов, массы которых равны от&nbsp;1,1 до&nbsp;1,6 масс Солнца, а значит, это не могли быть черные дыры. Так нейтронные звезды стали единственным возможным объяснением.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/16/eso1733c.jpg" alt="" width="600" height="430" /></p> <p><em>Составное изображение NGC 4993 и килоновой по данным многих инструментов ESO</em></p> <p>Порождение гравитационных волн нейтронными звездами происходит по тому же сценарию, что и при слиянии черных дыр, только порождаемые нейтронными звездами волны слабее. Вращаясь вокруг общего центра тяжести в двойной системе, две нейтронные звезды теряют энергию, излучая гравитационные волны. Поэтому они постепенно сближаются, пока не сольются в одну нейтронную звезду (есть вероятность, что при слиянии может возникнуть и черная дыра). Слияние двух нейтронных звезд сопровождается вспышкой значительно большей яркости, чем обычная новая звезда. Астрономы предлагают для нее название <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Kilonova">&laquo;килоновая&raquo;</a>. Часть массы двух звезд при слиянии преобразуется в энергию гравитационных волн, которые и были в этот раз замечены земными учеными.</p> <p>Хотя килоновые звезды были предсказаны более 30 лет назад, нынешний случай &ndash; первое обнаружение подобной звезды. Ее характеристики, определенные в результате наблюдений, хорошо соответствуют сделанным ранее предсказаниям. В результате слияния двух нейтронных звезд и взрыва килоновой происходит выброс радиоактивных тяжелых химических элементов, разлетающихся со скоростью в одну пятую скорости света. В течение нескольких дней &ndash; быстрее, чем при любом другом звездном взрыве &ndash; цвет килоновой меняется от ярко-голубого к красному. &laquo;Когда на наших мониторах появился спектр объекта, я понял, что это самое необычное транзиентное явление, которое я когда-либо видел, &ndash; говорит Стивен Смартт (Stephen Smartt), выполнявший наблюдения на телескопе ESO NTT. &ndash; Я никогда не наблюдал ничего подобного. Наши данные, так же, как и данные других исследовательских групп, ясно показывают, что это была не сверхновая и не переменная звезда фона, а что-то совершенно необычное&raquo;.</p> <p>Спектры излучения звезды показывают присутствие цезия и теллура, выброшенных в пространство при слиянии нейтронных звезд. Это наблюдение подтвердила сформулированную ранее астрофизиками теорию <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/R-process">r-нуклеосинтеза</a> (r-процесс, быстрый процесс захвата нейтронов) в недрах сверхплотных звездных объектов. Химические элементы, образовавшиеся при слиянии нейтронных звезд, после взрыва килоновой рассеялись в космосе.</p> <p>Подтвердилась и еще одна теория астрономов, согласно которой короткие гамма-всплески возникают при слиянии нейтронных звезд. Эта мысль высказывалась давно, но только объединение данных от гравитационных обсерваторий LIGO и Virgo с наблюдениями астрономов позволило окончательно убедиться в ее правильности. &laquo;Пока что данные, которые мы получили, великолепно согласуются с теорией. Это триумф теоретиков, подтверждение абсолютной реальности событий, зарегистрированных установками LIGO&ndash;VIRGO, и замечательное достижение ESO, которой удалось получить такие наблюдения килоновой&raquo;, &ndash; рассказывает астроном Стефано Ковино (Stefano Covino).</p>Максим РуссоMon, 16 Oct 2017 18:58:01 +0300http://polit.ru/article/2017/10/16/ps_kilonova/PROSCIENCEКосмосНаукаГенная терапия амавроза Лебера http://polit.ru/article/2017/10/15/ps_lca/<p>Консультативный комитет Управления по контролю за пищевыми продуктами и лекарствами США (FDA) <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/10/fda-experts-offer-unanimous-endorsement-pioneering-gene-therapy-blindness">рекомендовал одобрить</a> метод генетической терапии амавроза Лебера &ndash; врожденной патологии сетчатки, которая неминуемо ведет к полной слепоте.</p> <p>Болезнь, о которой идет речь, описал немецкий офтальмолог Теодор фон Лебер в 1869 году. У людей с амаврозом Лебера и органы зрения, и нервные пути, ведущие от глаза в мозг, и отвечающие за зрения нейроны мозга в полном порядке. Однако зрение у них утрачивается, поскольку в их сетчатке гибнут и не восстанавливаются светочувствительные клетки. Причина этого кроется в мутации гена, ответственного за правильное развитие этих клеток, чаще всего это ген <em>RPE65</em>. Существует 189 различных вариантов мутаций, ведущих к амаврозу Лебера. Правда, 146 из них встретились на практике всего по одному разу, а за 70&nbsp;% случаев болезни отвечают всего восемь типов мутаций. В зависимости от конкретной мутации человек может уже родиться слепым, утратить зрение в первые месяцы жизни, а есть и случаи, когда клетки сетчатки гибнут медленно, и тогда слепота наступает примерно к 30 годам. Амавроз Лебера достаточно редок. Встречается это расстройство, по разным данным, у одного новорожденного <a href="https://ghr.nlm.nih.gov/condition/leber-congenital-amaurosis">на 40 тысяч</a> или даже <a href="http://www.ajo.com/article/S0002-9394(07)00767-2/abstract">на 81 тысячу</a>. До появления генной терапии амавроз Лебера был полностью неизлечим.</p> <p>Цель генной терапии состоит в том, чтобы заменить у пациента дефектную копию гена на функциональную или хотя бы доставить в его организм достаточное количество нормальных копий гена, чтобы они работали вместо его собственных. Ранее мы неоднократно рассказывали об опытах применения генной терапии для лечения <a href="http://polit.ru/article/2016/04/09/ps_t_cells/">лейкоза</a>, <a href="http://polit.ru/article/2017/03/07/ps_anemia/">серповидноклеточной анемии</a>, <a href="http://polit.ru/article/2016/05/10/ps_ald/">адренолейкодистрофии</a>, <a href="http://polit.ru/article/2015/07/08/ps_genetherapy/">муковисцидоза</a>, <a href="http://polit.ru/article/2015/07/10/ps_deaf/">наследственной глухоты</a>, <a href="http://polit.ru/article/2014/08/19/ps_thalassaemia/">бета-талассемии</a>,&nbsp; <a href="http://polit.ru/article/2013/11/21/ps_haemophilia/">гемофилии</a> и других болезней. Опыты по лечению амавроза Лебера начались во середине 2000-х годов. Сначала они проводились на животных, у которых имелись аналогичные мутации, нарушающие восстановление клеток сетчатки. В 2006 году Сью Семпл-Роуланд (Sue Semple-Rowland) из Флоридского университета и ее коллеги <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1463903">смогли восстановить зрение</a> шести из семи подопытным цыплятам. Нужная генетическая конструкция вводилась им в эмбриональном периоде при помощи специально сконструированного вируса. Французские ученые в том же году провели успешный эксперимент на собаках.</p> <p>В 2008 году о своем эксперименте по применению генной терапии амавроза Лебера у людей <a href="http://news.bbc.co.uk/2/hi/7369740.stm">рассказали</a> сотрудники Офтальмологической больницы Мурфилдса (<a href="http://www.moorfields.nhs.uk/Home">Moorfields Eye Hospital</a>) и&nbsp;Института офтальмологии Университетского колледжа Лондона (<a href="http://www.ucl.ac.uk/ioo/">Institute of Ophthalmology</a>). Руководили экспериментом специалист по генной терапии профессор Робин Али (<a href="https://iris.ucl.ac.uk/iris/browse/profile?upi=RRALI61">Robin Ali</a>) и хирург-офтальмолог Джеймс Бейнбридж (<a href="https://iris.ucl.ac.uk/iris/browse/profile?upi=JBAIN23">James W.B. Bainbridge</a>), результаты его были описаны в <a href="http://discovery.ucl.ac.uk/154425/">статье</a>, которую опубликовал The New England Journal of Medicine. Коллектив ученых работал с пациентами, у которых была разновидность амавроза Лебера, проявляющаяся не сразу после рождения, а постепенно. У них было три пациента возрастом от 17 до 23 лет с мутацией в гене <em>RPE65 </em>и нарастающей потерей зрения. Имя сделали инъекцию вируса, содержащего исправленную версию гена, под сетчатку глаза (так называемая &laquo;субретинальная инъекция&raquo;). Спустя несколько месяцев проверка показала, что у двух пациентов улучшения зрения не последовало, но и прогресса болезни не наблюдалось. А вот у третьего, 17-летнего Стивена Ховарта, зрение значительно улучшилось. До терапии Стивен испытывал особые трудности с сумеречным зрением. Ночью в городе он мог видеть только яркие пятна света: уличные фонари и фары автомобилей. В слабоосвещенной комнате он двигался только ощупью, а на улицу по ночам и вовсе не выходил. После генной терапии он стал с легкостью преодолевать специальный затемненный лабиринт, в котором раньше проходил лишь метр за минуту. На ночной городской улице Стивен стал различать тротуар, дорожную разметку, стены домов, дорожные знаки, даже трещины в асфальте. Он осмелел настолько, что решился совершать ночные прогулки по родному городу.</p> <p>Для генной терапии амавроза Лебера используется модифицированный <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Adeno-associated_virus">аденоассоциированный вирус</a>, который выращивается в <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/HEK_293">клеточной культуре HEK 293</a>. Вирус снабжается <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%94%D0%9D%D0%9A">комплиментарной ДНК</a>, содержащий работающую версию гена <em>RPE65</em>. В 2009 году были <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4492302">опубликованы</a> результаты первой фазы клинических испытаний этого метода терапии, проведенных Пенсильванским университетом и Детской больницей Филадельфии. Возглавляли работу Джин Беннетт (Jean E. Bennett), Альберт Магуайр (Albert Maguire), Кэтрин Хай (Katherine High) и Фрейзер Райт (J. Fraser Wright). Участвовало 12 пациентов возрастом от 8 до 44 лет. В качестве меры предосторожности вирусный препарат вводился только в один из глаз. Улучшение зрения в итоге наблюдалось у всех двенадцати пациентов, причем у детей прогресс был большим, чем у взрослых.</p> <p>После успешных результатов последующих опытов, в 2013 году в Пенсильванском университете была создана компания Spark therapeutics для доведения этого метода терапии до реального применения. Метод назвали Voretigene neparvovec (сейчас в качестве коммерческого названия взято слово Luxturna). Параллельно во Флориде Сэмюэль Джекобсон (Samuel Jacobson) и Уильям Хаусвирт (William Hauswirth) провели <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2847775">независимое испытание</a> на двенадцати пациентах при поддержке Национального института зрения США. В отличие от пенсильванских экспериментов инъекция препарата делалась не в центральную ямку сетчатки, которая в норме является ее самым чувствительным к свету участком и обеспечивает центральное поле зрение (желтое пятно), а чуть ниже. В результате у пациентов зрение улучшалось, но область самого четкого зрения оказывалась смещенной к тому месту, где был введен препарат.</p> <p>В августе этого года Spark therapeutics <a href="http://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(17)31622-7/abstract">опубликовала</a> результаты уже третьей фазы клинических испытаний. Они вновь оказались успешными. По расчетам ученых модифицированный вирус может сохраняться в зоне сетчатки и обеспечивать правильную работу гена длительное время, в течение как минимум нескольких лет. Теперь заявку компании на официальную регистрацию своего метода рассмотрел состоящий из шестнадцати человек консультативный комитет по клеточной, тканевой и генной терапии при FDA. Это независимый орган и его решения служат только рекомендацией для работников FDA, но вес этих рекомендаций очень высок. За одобрение генной терапии амавроза Лебера члены комитета высказались единогласно. Теперь до 12 января 2018 года FDA должно принять официальное решение, одобрить или нет применение этого метода в клинической практике в США. Если ответ будет положительным, то Luxturna станет первым разрешенным в США методом генной терапии, в котором используется вирусный носитель.</p> <p>Следует помнить, что Luxturna не излечивает амавроз Лебера полностью и не восстанавливает утраченные клетки сетчатки. Зрение пациентов ограничивается возможностями тех жизнеспособных клеток, которые сохранились у них на момент инъекции. Именно поэтому у детей терапия дает большее улучшение, чем у взрослых. Не до конца ясно, насколько будет долгим эффект. Понадобится ли дополнительная инъекция через десять лет? Или через двадцать?</p> <p>Непонятно также, сколько будет стоить лечение. Исполнительный директор Spark therapeutics Джефф Марраццо (Jeff Marrazzo) пока не назвал конкретных чисел, но, по оценкам внешних экспертов, подобная терапия будет стоить не менее 475 тысяч долларов.</p>Максим РуссоSun, 15 Oct 2017 19:30:46 +0300http://polit.ru/article/2017/10/15/ps_lca/PROSCIENCEНаукаОстров Пасхи, Америка и генетика http://polit.ru/article/2017/10/14/ps_rapanui/<p>Палеогенетик Ларс Ферен-Шмитц (Lars Fehren-Schmitz) из Калифорнийского университета в Санта-Круз и его коллеги опубликовали исследование геномов обитателей острова Пасхи, живших до открытия острова европейцами. Полученные результаты опровергают гипотезу о возможности контактов древних обитателей Южной Америки с островом Пасхи в доевропейскую эпоху.</p> <p>Идея о возможности путешествий древних жителей Южной Америки к островам Полинезии возникала у разных ученых неоднократно. В радикальной форме она звучала как гипотеза об американском происхождении полинезийцев. В умеренной &ndash; как гипотеза о древних культурных контактов этих двух регионов. В любом случае в фокусе внимания обычно оказывался остров Пасхи &ndash; крайняя восточная точка огромного воображаемого треугольника, в который заключена Полинезия. Расстояние между островом и южноамериканским побережьем составляет 3514&nbsp;километров.</p> <p>Радикальную гипотезу никогда не принимали особенно серьезно. Слишком велики были доказательства, что заселение Океании шло из Азии, а не из Америки. В пользу этого говорили археологические находки и этнографические данные. Сейчас историки в основном обсуждают последовательность миграций будущих океанийцев по островам и их хронологию, не сомневаясь в том, что они пришли из Азии.</p> <p>Лингвистическое исследование языков Океании тоже подтверждало азиатское происхождение океанийцев. Все языки Полинезии демонстрируют довольно явное родство и входят в огромную австронезийскую языковую семью. Прародина этой семьи, весьма вероятно, находилась на острове Тайвань. Не оказывается исключений и рапануйский язык &ndash; язык аборигенов острова Пасхи. Он входит в полинезийскую группу австронезийской семьи языков, а наиболее близок к нему мангареванский язык, используемый на острове Мангарева в восточной части архипелага Туамоту. У этих языков совпадает почти 80&nbsp;% словаря. Неплохо понимают рапануйцы и носителей других полинезийских языков: таитянского, тонганского, гавайского, маори. Когда Джеймс Кук посетил остров в 1756 году, находившийся на его корабле полинезиец Хитихити, родом с острова Бора-Бора, мог общаться с местными жителями.</p> <p>А вот для умеренного варианта гипотезы о древних американо-полинезийских связях у энтузиастов всегда находились какие-нибудь подтверждающие факты, что не позволяло откинуть эту версию окончательно. Самым весомым их доводом был батат &ndash; съедобное растение, которое широко использовалось полинезийцами еще до появления в их регионе европейских мореплавателей. Радиоуглеродное датирование остатков батата, найденных на островах Кука, показало, что он рос до 1000 года. Так как родина батата &ndash; Южная Америка, он должен быть в какой-то момент завезен на остров Пасхи, либо южноамериканскими народами, совершившими далекое путешествие, либо самими полинезийцами, который достигли Южной Америки, а потом вернулись назад.</p> <p>Еще одно наблюдение было сделано в 2008 году при исследовании одной перуанской мумии. Оказалось, что древесная смола, использованная при бальзамировании, принадлежит разновидности араукарии, распространенной в Океании и на Новой Гвинее. Датирование смолы и самой мумии показало, что они имеют одинаковый возраст и относятся примерно к 1200 году.</p> <p>Вспоминают и небольшой островок Сала-и-Гомес, лежащий в 3220 километрах западнее американского побережья и в 391 километрах к востоку от острова Пасхи. Полинезийское название этого острова Ману-Мото-Мотиро-Хива переводится как &laquo;птичий остров на полпути к земле&raquo;, что указывает на то, что Южная Америка была известна полинезийцам. К тому же словом Хива они называли еще и свою легендарную прародину.</p> <p>Наиболее известно широкой публике путешествие команды &laquo;Кон-Тики&raquo; в 1947 году из перуанского порта Кальяо до атолла Рароиа в архипелаге Туамоту. Организатор этого плавания Тур Хейердал был энтузиастом американо-полинезийской гипотезы в самом радикальном ее варианте. Путешествие &laquo;Кон-Тики&raquo; подтвердило возможность достижения полинезийских островов жителями Южной Америки в древности, но не могло доказать, что это действительно произошло. Приверженцы противоположной гипотезы тоже устраивали плавания на реконструированных древних судах. Например, в 1999 году гавайское каноэ <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Hōkūleʻa">&laquo;Хокулеа&raquo;</a> преодолело путь от острова Мангарева до острова Пасхи за 19 дней.</p> <p>Еще один след американского влияния пытаются увидеть в легендах острова Пасхи, где говорилось, что на острове жили два народа ханау-ээпе, что переводится как &laquo;длинноухие&raquo; или &laquo;толстые&raquo;, и ханау-момоко &laquo;короткоухие&raquo; или &laquo;тощие&raquo;. Между ними произошла война, в которой победителями стали ханау-момоко. Тур Хейердал полагал, что ханау-ээпе были первыми поселенцами на острове и прибыли они из Южной Америки, а ханау-момоко появились там позже, принадлежали к полинейзийским народам, а происходили, по версии Хейердала, с тихоокеанского побережья Северной Америки. Современные исследователи видят в ханау-ээпе и ханау-момоко или две разных группы полинезийцев, прибывших на остров Пасхи независимо, или представителями двух кланов, или двух социальных групп местного населения, или же считают эту историю вовсе мифом, не имевшим реальной исторической основы.</p> <p>В некоторых предлагаемых сценариях древних американо-полинезийских контактов главную роль играет не остров Пасхи. Так, по одной из версий, встречались друг с другом жители Гавайских островов и <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Chumash_people">чумаши</a> &ndash; индейский народ из южной Калифорнии. Версия основана на сходстве конструкции <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Tomol">томолов</a> &ndash; традиционных лодок у чумашей &ndash; с каноэ, использовавшимися на Гавайях. Даже чумашское слово tomolo'o, обозначающее эти лодки, оказалось схожим с гавайским термином kumula'au, обозначающим бревна, которые идут на изготовление досок для обшивки каноэ. Однако большинство историков отрицают возможность такого влияния, указывая, что самостоятельно развитие традиции постройки томолов хорошо прослеживается по археологическим данным.</p> <p>В 2007 году ученые рассказали о находке в Чили на территории, заселенной народом мапуче, куриных костей, датированных 1304 &ndash; 1424 годами, то есть до прибытия в Южную Америку испанцев. Генетическое исследование тогда <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1965514">показало</a> сходство ДНК этих кур с курами, которых разводили жители островов Самоа и Тонга. Однако годом позже в новом исследовании этот вывод <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2492461">был опровергнут</a>. Куры попали на юг Чили через Латинскую Америку и, в конечном счете, из Европы.</p> <p>Нидерландские лингвисты Виллем Аделар (Willem Adelaar) и Питер Мёйскен (Pieter Muysken) предположили, что два слова могут указывать на контакты полинезийцев и южноамериканцев. Одно из них &ndash; название уже упоминавшегося батата. На языках кечуа и аймара одно из его названий &ndash; k&rsquo;umar или k&rsquo;umara, с ним может быть связано праполинезийское слово *kumala, которое отразилось в рапануйском kumara, гавайском ʻuala и маорийском kumāra. Другое слово означает каменный топор. На рапануйском и на языке маори он называется toki, также это слово звучит и на языке мапуче в Чили. При этом Аделар и Мёйскен подчеркивают, что их находки могут свидетельствовать лишь о кратких контактах между народами, а не о каких-либо переселениях.</p> <p>С 2000-х годов начались генетические исследования возможных связей между народами Океании и Южной Америки. Но результаты их были противоречивыми. В 2004 году группа исследователей <a href="https://archive-ouverte.unige.ch/unige:1808">не обнаружила</a> связи между рапануйцами и южноамериканскими индейцами ни в митохондриальной ДНК, ни в Y-хромосоме, но зато обнаружила южноамериканские аллели у <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Human_leukocyte_antigen">генов главного комплекса гистосовместимости</a> рапануйцев. В работе 2010 года генетические данные <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21074440">подтверждали</a> происхождение народов Океании из Восточной Азии.</p> <p>В 2014 году в журнале Current Biology была опубликована <a href="http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(14)01220-2">статья</a>, где анализировались геномы 27 современных рапануйцев по более 650 тысячам однонуклеотидных полиморфизмов. Авторы исследования пришли к выводу, что около 8&nbsp;% ДНК рапануйцев были получены от южноамериканских индейцев. При этом цепочки ДНК южноамериканского происхождения были сравнительно малой длины, что говорило о давних контактах. Расчеты показывали, что встреча рапануйцев и индейцев должна была случиться 19 поколений назад, между 1280 и 1495 годами.</p> <p>Еще одно <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27698418">исследование</a> 2016 года, где наряду с современными геномами анализировалась древняя ДНК трех жителей архипелага Вануату (возрастом 3100-2700 лет) и один жителя Тонга (около 2700-2300 лет) подтвердило, что заселение Полинезии было начато из района Новой Гвинеи и окрестных островов.</p> <p>В нынешнем исследовании, тоже <a href="http://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(17)31194-6">опубликованном</a> в Current Biology, были использованы образцы древней ДНК, полученные из останков жителей острова Пасхи, которые были найдены археологами в 1980-х годах. Из них трое жили в 1445-1624 годы, а двое &ndash; в 1815-1945 годах, то есть уже после контактов с европейцами. Ларс Ферен-Шмитц и его коллеги проанализировали как митохондриальный, так и ядерный геном. В обоих случаях следов южноамериканских генов найти не удалось у древних рапануйцев. Гены первых троих рапануйцев свидетельствуют об их связях с жителями Восточной Азии и в меньшей степени &ndash; с папуасскими народами Новой Гвинеи. А вот гены тех, кто жил в XIX &ndash; XX веке, отражают связь также с европейцами и южноамериканцами, но это совсем не то, что хотелось бы услышать сторонникам гипотезы о ранних контактах.</p> <p>Генетик Анна-Сапфо Маласпинас (Anna-Sapfo Malaspinas) из Университета Лозанны, которая возглавляла исследование 2014 года, подтвердившее возможность контактов, предложила свое объяснение новых результатов. По ее мнению, люди, останки которых были исследованы Ларсом Ферен-Шмитцем, жили, когда южноамериканские гены еще не распространились среди населения острова. И более масштабное исследование древних останков должно выявить и следы южноамериканского генетическое наследия.</p> <p>Ларс Ферен-Шмитц считает иначе. Согласно его объяснению, короткие цепочки южноамериканской ДНК попали к жителям острова не ранее XVIII или даже XIX века, когда на остров Пасхи стали регулярно наведываться работорговцы из Южной Америки. Поскольку на континенте смешения потомков европейцев с коренным населением началось еще в XVI веке, спустя три столетия южноамериканский след в ДНК как раз принял вид, обнаруженный в исследовании 2014 года.</p>Максим РуссоSat, 14 Oct 2017 19:30:19 +0300http://polit.ru/article/2017/10/14/ps_rapanui/PROSCIENCEНаукаГенетика цвета кожи http://polit.ru/article/2017/10/13/ps_skin/<p>Исследователи под руководством Сары Тишкофф (Sarah Tishkoff) из Пенсильванского университета опубликовали работу, где <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/10/new-gene-variants-reveal-evolution-human-skin-color">прослеживается</a>&nbsp;эволюция и распространение по миру генов, определяющих цвет кожи человека.</p> <p>По словам ученых, предки человека &ndash; австралопитеки &ndash; имели светлую кожу, покрытую шерстью. &laquo;Если вы побреете шимпанзе, вы увидите, что его кожа светлая, &ndash; рассказывает Сара Тишкофф. &ndash; Если у вас есть волосы на теле, вам не нужна темная кожа для защиты от ультрафиолетового излучения&raquo;. До недавнего времени предполагалось, что после того, как предки людей утратили большую часть на теле (около двух миллионов лет назад), они быстро обзавелись темной кожей для защиты от вредных последствий ультрафиолетового излучения. Затем, когда люди мигрировали из Африки и попали в более северные широты, их кожа стала светлой в качестве адаптации к недостатку солнечного света, так как бледная кожа синтезирует больше витамина D.</p> <p>Предыдущие исследования генов цвета кожи, соответствовали этой картине. Например, &laquo;ген депигментации&raquo; (SLC24A5), связанный со светлой кожей, распространился по европейским популяциям за последние 6000 лет. Работа Тишкофф и ее коллег показала, что не все так просто.</p> <p>Авторы работы измерили коэффициент отражения кожи у 2092 человек из Эфиопии, Танзании и Ботсваны. Самая темная кожа обнаружилась у скотоводов Восточной Африки, таких как народы мурси и сурма, самая светлая &ndash; у народа сан в Южной Африке. Помимо них обнаружилось множество переходных оттенков. Одновременно исследователи собирали образцы крови для выделения ДНК. Они секвенировали более четырех миллионов однонуклеотидных полиморфизмов (участков ДНК, отличающихся всего одним нуклеотидом, то есть заменой одной &laquo;буквы&raquo; генетического алфавита). Они обнаружили четыре ключевые области генома, где специфические однонуклеотидные полиморфизмы коррелируют с цветом кожи.</p> <p>Первый сюрприз заключался в том, что ген SLC24A5, характерный для европейцев, также распространен в Восточной Африке, где встречается почти у половины представителей некоторых народов Эфиопии. Этот вариант возник 30 000 лет назад и, вероятно, был принесен в Восточную Африку людьми, мигрирующими с Ближнего Востока. Но, хотя он есть у многих восточных африканцев, кожа их не стала белой, так как SLC24A5 &ndash; всего один из ряда генов, от которых зависит цвет кожи.</p> <p>Исследователи также обнаружили варианты двух соседних генов: HERC2 и OCA2, которые ассоциируются со светлой кожей, светлым цветом глаз и волос у европейцев, возникли в Африке. Они очень древние и распространены у народа сан. Авторы работы предполагают, что эти варианты возникли в Африке уже один миллион лет назад и позже перешли к европейцам и азиатам. &laquo;Многие варианты генов, которые вызывают светлую кожу в Европе, происходят из Африки&raquo;, &ndash; говорит Сара Тишкофф.</p> <p>Самое драматическое открытие касалось гена MFSD12. Две мутации, уменьшающие экспрессию этого гена, с высокой частотой встречаются у людей с самой темной кожей. Эти варианты возникли около полумиллиона лет назад, так что у более древних людей могла быть только умеренно темная кожа, а не глубокий черный цвет, который встречается сейчас благодаря этим мутациям. Эти же два варианта встречаются у меланезийцев, австралийских аборигенов и некоторых индейцев. Возможно, они унаследовали данные варианты гена от древних мигрантов из Африки, которые следовали по &laquo;южному маршруту&raquo; из Восточной Африки, вдоль южного побережья Индии до Меланезии и Австралии. Возможно, среди них были носители и других вариантов, связанных с более светлым оттенком, но они были утрачены по дороге до Меланезии.</p> <p>Авторы работы провели лабораторный эксперимент, чтобы понять, как действуют мутации гена MFSD12 на цвет кожи. Они сократили экспрессию данного гена в клеточных культурах, имитируя тот его вариант, который встречается у людей с темной кожей. Клетки стали производить больше эумеланина, пигмента, определяющего черную и коричневую окраску кожи, волос и радужных оболочек глаз. Другой вариант мутации блокирует производство желтых пигментов, что также ведет к более темной окраски. Этот эффект ученые воспроизвели на рыбах данио рерио и лабораторных мышах.</p> <p>Результаты, которые получили Сара Тишкофф и ее коллеги, показывают, что традиционная классификация вида <em>Homo </em><em>sapiens</em> на расы не отражает действительной его истории. Как выясняется, некоторые варианты генов из Евразии позднее вновь оказались в Африке, а мутации, связанные со светлым цветом кожи европейцев имеют африканское происхождение. Сара Тишкофф говорит, что внутри Африки наблюдается столь высокий уровень разнообразия, что нельзя говорить о такой вещи, как единая африканская раса.</p> <p>Работа <a href="http://science.sciencemag.org/content/early/2017/10/11/science.aan8433">опубликована</a> в журнале Science.</p>Максим РуссоFri, 13 Oct 2017 14:32:09 +0300http://polit.ru/article/2017/10/13/ps_skin/PROSCIENCEНаукаЧеловек из пещеры Тяньюань http://polit.ru/article/2017/10/13/ps_tianyuan_man/<p>В 2007 году в пещере Тяньюань, в 56 километрах к юго-западу от Пекина, были найдены 34 костных фрагмента древнего человека. Возраст их, определенный радиоуглеродным методом, составлял от 39 до 42 тысяч лет, что делало их одними из самых ранних останков <em>Homo </em><em>sapiens</em> в Восточной Азии.</p> <p>Изначально ученые <a href="http://www.sciencemag.org/news/2007/04/interspecies-tryst-while-out-africa">предполагали</a>, что человек из пещеры Тяньюань мог быть потомком скрещивания неандертальца с современным человеком. Но генетические исследования опровергли эту гипотезу. В 2012 году исследователи во главе с Цяомэй Фу (<a href="https://www.researchgate.net/profile/Qiaomei_Fu">Qiaomei Fu</a>) из Китайской академии наук и Сванте Паабо (Svante P&auml;&auml;bo) из Института эволюционной антропологии Общества Макса Планка <a href="http://www.pnas.org/content/110/6/2223">секвенировали фрагмент генома</a> человека из пещеры Тяньюань: всю митохондриальную ДНК, неповторяющуюся часть 21-й хромосомы и еще более 3000 полиморфных локусов ядерного генома. Теперь Цяомэй Фу, Сванте Паабо и их коллеги <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/10/was-ancient-person-china-offspring-modern-humans-and-neandertals">провели секвенирование полного генома</a> по образцу ДНК, взятому из бедренной кости человека из пещеры Тяньюань. О своих результатах они <a href="https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.09.030">сообщили</a> в журнале Current Biology.</p> <p>Как считают современные ученые, представители вида <em>Homo sapiens</em> вышли из Африки около 60 тысяч лет назад. Вскоре после этого, скорее всего &ndash; на Ближнем Востоке, они встретились с неандертальцами. В результате скрещивания двух этих видов современные люди, живущие за пределами Африки, получили часть неандертальского генома (от 1,8&nbsp;% до 2,6&nbsp;% ДНК). Дальнейшую судьбу первых современных людей в Восточной Азии генетикам проследить трудно, так как в теплом климате древняя ДНК хуже сохраняется. Именно поэтому прочтение генома человека из пещеры Тяньюань очень важно. Благодаря ему палеогенетики смогли восполнить значительный географический и временной разрыв в имеющихся данных.</p> <p>После прочтения генома выяснилось, что у тяньюаньского человека было несколько больше неандертальских генов, чем у современных людей, от 4&nbsp;% до 5&nbsp;%. Но это совпадает с долей неандертальских генов в ДНК других древних <em>Homo sapiens</em>, найденных в Европе и в Азии. Так что среди его близких родственников неандертальцев быть не могло, а неандертальские гены он унаследовал от далеких предков, получивших их за двадцать тысяч лет до его рождения.</p> <p>Не оправдались надежды ученых найти у человека из пещеры Тяньюань генетическое наследие еще одного вида людей &ndash; денисовцев. Их геном известен только благодаря нескольким костям, найденным в Денисовой пещере на Алтае, и по некоторым вариантам генов, которые унаследовали современные обитатели Меланезии.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/13/ps_2013718163225431734_20.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Кости тяньюаньского человека. Фото:&nbsp;Qiaomei Fu/Al Jazeera</em></p> <p>Интересным оказалась близость ДНК человека из пещеры Тяньюань к образцам, выделенным из костей человека возрастом 35 тысяч лет, которые были найдены в <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Goyet_Caves">пещерах Гойе</a> в Бельгии. При этом сходства с геномами других <em>Homo sapiens</em> той же эпохи, найденных в Румынии и Сибири, значительно меньше. Также геном тяньюаньского человека далек от современных европейцев, зато показывает больше сходства с геномами нынешних жителей Восточной и Юго-Восточной Азии, а также Папуа &ndash; Новой Гвинеи и Австралии.</p> <p>Цяомэй Фу и ее коллеги пришли к выводу, что человек из пещеры Тянюань не был прямым предком современных жителей Азии, а скорее являлся их отдаленным родственником, принадлежавшим к другой линии <em>Homo sapiens</em>, а его прямых потомков не сохранилось. Сванта Паабо называет особенно интересным тот факт, что некоторые из ранних переселенцев в Азию оказались в итоге эволюционно успешными и оставили потомство, дожившее до наших дней, а другие &ndash; нет.</p> <p>Нашли родственники человека из пещеры Тяньюань и в Новом Свете. Это представители народов каритиана и суруи (пайтер) из Бразилии, а также народа чане, живущего на севере Аргентины и юге Боливии. Каритиана и суруи говорят на языках семьи тупи, чане &ndash; на языке аравакской семьи. Эти народы унаследовали от 9% до 15% своей ДНК от азиатских предков, к которым восходит и тяньюаньский человек. Однако он не связан генетически с древними жителями Северной Америки, что говорит в пользу гипотезы о как минимум двух разных путях проникновения людей из Азии в Америку.</p> <p>В 2015 году генетики Понтус Скоглунд (Pontus Skoglund) и Дэвид Райх (David Reich) из Гарвардской медицинской школы в Бостоне с группой коллег опубликовали в журнале Nature статью, где предположили наличие двух основных популяций, заселявших Америку. В своем исследовании они проанализировали частичные геномные последовательности 106 представителей индейских народов из 25 популяций в Центральной и Южной Америке и сравнили их с данными ДНК 197 популяций других континентов. Тогда они обнаружили у ряда народов Амазонии, в том числе и у уже упоминавшегося народа суруи, от 1&nbsp;% до 2&nbsp;% общих генов с коренными жителями Австралии, Новой Гвинеи и Андаманских островов. Данные варианты генов отсутствовали у других американских народов.</p> <p>Так как различия в ДНК не позволяли считать жителей Австралии и Новой Гвинеи эти народы прямыми предками южноамериканских индейцев, Скоглунд и Райх предположили, что была некая популяция-посредник, которую они назвали &laquo;популяция Y&raquo;. Она должна была существовать где-то в Восточной Азии и через нее австралийские гены попали при ранней волне заселения в Америку. Вторая волна, согласно этой концепции, давшая начало большинству других индейских народов, австралийских генов уже не имела. Об этой и других генетических данных, касающихся заселения Америки, можно прочитать в <a href="http://polit.ru/article/2015/07/25/ps_australoamerica/">специальном очерке</a>.</p> <p>Исследование ДНК человека из пешеры Тяньюань поддерживает гипотезу Скоглунда и Райха. &laquo;Удивительно, что предсказание &laquo;популяции Y&raquo;, основанное только на генетике современных популяций, может быть подтверждено таким образом&raquo;, &ndash; прокомментировал новость Понтус Скоглунд.</p>Максим РуссоFri, 13 Oct 2017 11:32:13 +0300http://polit.ru/article/2017/10/13/ps_tianyuan_man/PROSCIENCEНаукаЖезл начальника, выпрямитель стрел или… http://polit.ru/article/2017/10/08/ps_baton/<p>Польские ученые исследовали палеолитический артефакт, найденный в 2013 году у деревни Голенбево (Gołębiewo). Они обнаружили, что он был изготовлен из рога оленя, жившего весьма далеко от места находки. Этот результат весьма интересен. Но исследование все-таки не дает ответ на вопрос, занимающий ученых уже больше века: для чего вообще людям палеолита были нужны такие предметы?</p> <p>Речь идет об изогнутых палках длиной обычно от 10 до 30 сантиметров, изготовленных, как правило, из оленьего рога. Они имеют форму букв T или Y, иногда просто один их конец шире другого, также они снабжены отверстием на широком конце. Иногда отверстий два. Целиком или в виде фрагментов они во множестве встречаются среди археологических находок верхнего палеолита, появляются в ориньякской археологической культуры, расцвета достигают в мадленской, когда среди них появляются подлинные произведения искусства, украшенные резными фигурками людей или животных. Распространены они по Европе очень широко, их находят во Франции, Швейцарии, Германии, Дании, южной Швеции, Чехии, Польше, Украине, России. На некоторых палеолитических стоянках их находили десятками.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/Wikimedia_France.jpg" alt="" width="600" height="600" />&nbsp;</p> <p><em>Фрагмент просверленного жезла из коллекции Музея Тулузы</em></p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/listvenka.jpg" alt="" width="598" height="268" /></p> <p><em>Жезл с палеолитической стоянки Лиственка близ Дивногорска (Красноярский край). В отличие от большинства просверленных жезлов имеет три отверстия и изготовлен не из рога оленя, а из бивня мамонта</em></p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/640px-Perforated_baton_with_low_relief_horse.jpg" alt="" width="600" height="450" /></p> <p><em>Верхняя часть жезла с гравировкой в виде лошади. Была найдена в 1863 году <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/%C3%89douard_Lartet">Эдуардом Ларте</a> и <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Christy">Генри Кристи</a> в Абри-де-ла-Мадлен, хранится в Британском музее</em></p> <p>Один из основателей научной археологии первобытного общества &ndash; француз Габриель де Мортилье (1821 &ndash; 1898) дал этим предметам название b&acirc;ton de commandement &laquo;жезл начальника&raquo;, которое и сейчас часто встречается в литературе. Другое частое их название &laquo;выпрямители стрел&raquo; появилось в связи с одной из гипотез об их назначении. В последнее время ученые предпочитают использовать названия, не указывающие на функцию этих предметов. Поэтому их называют просверленными жезлами (b&acirc;ton perc&eacute;, perforated baton).</p> <p>Возможно, первым исследователям просверленные жезлы казались символом власти, чем-то вроде скипетра или маршальского жезла. Одновременно возникает версия, что они обозначали сакральный статус и принадлежали жрецам палеолитических культов или шаманам. В форме жезлов стали видеть фаллическую символику, а в круглом отверстии &ndash; символ женского начала. Гипотеза, о жезлах, как о предмете, связанном с религиозными верованиями, до сих пор популярна.</p> <p>В книге &laquo;История религий&raquo; А. Б. Зубов связывает просверленные жесты с религиозными представлениями людей верхнего палеолита, в частности с идеей рождения в новом мире после смерти. Он пишет о просверленном жезле из пещеры Мас-д&rsquo;Азиль, в верхней части которого была вырезана фигурка глухаря: &laquo;Птица &ndash; видимо, душа умершего, устремляющаяся к новому рождению из утробы земли (отверстие в основании&nbsp; жезла связано, должно быть, с вульварной символикой). Можно предположить, что такие жезлы клали в могилы тех людей, которые совершали священнодействия, соединяя миры и помогая умершим соплеменникам в достижении Неба&raquo;.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/coq.jpg" alt="" width="600" height="361" />&nbsp;</p> <p><em>Просверленный жезл с фигуркой глухаря из пещеры Мас-д&rsquo;Азиль на юге Франции. Необычное расположение отверстия.<br /></em></p> <p>Но стоит заметить, что в той же пещере были найдены просверленные жезлы не только с фигурками птиц, но и с быками, зубрами, лошадьми. И прекрасно выполненный жезл с олененком и птицей. Можно ли всем этим животным придать значения, связанные с ранними религиозными культами? Возможно, но объяснение явно будет не таким простым.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/faonatlA.JPG" alt="" width="600" height="280" /></p> <p><em>Жезл с олененком и птицей из пещеры Мас-д&rsquo;Азиль</em></p> <p>Другие исследователи полагают, что просверленные жезлы были не религиозным атрибутом, а предметом, который был чем-то полезным в хозяйстве. Среди подобных гипотез наиболее популярна называющая жезлы инструментами для выпрямления древков стрел или копий. Упоминают, что подобные приспособления были отмечены у североамериканских эскимосов и хантов. Однако доказать, что жезлы имели именно эту функцию, не удается, по крайней мере, пока. Часто используемое в литературе название &laquo;выпрямитель древков&raquo; для них надо счесть неудачным еще и потому, что оно употребляется и для артефактов совсем иной конструкции &ndash; плит из камня с прямым желобком.</p> <p>Вторая популярная гипотеза называет просверленные жезлы копьеметалками. Копьеметалки представляют собой дощечку или палку с упором на одном конце. Метатель копья кладет его на копьеметалку так, чтобы задний конец упирался в упор, сам берется за противоположный конец копьеметалки и, действуя ею как рычагом, бросает копье из-за плеча. Потренировавшись, можно убедиться, что приспособление значительно увеличивать силу броска. В историческое время подобные приспособления использовались народами Австралии (известны под названием вумера), Аляски и тихоокеанского побережья Северной Америки, ацтеками (под названием атлатль). Еще в XIX веке оно было известно чукчам, юкагирам, корякам, нивхам Сахалина, эскимосам и алеутам. Эти народы использовали копьеметалку обычно для охоты на водоплавующих птиц или морских животных, но сохранились сведения, что алеуты и чукчи применяли ее и в войнах. По свидетельству 1775 года алеуты бросали при помощи копьеметалки отравленные дротики примерно на 20 саженей, то есть около 40 метров. Охотничьи копьеметалки переняли у местных народов и русские, поселившиеся на Колыме.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/nla.obj-138137250-1.jpg" alt="" width="600" height="388" /></p> <p><em>Австралийский абориген бросает копье при помощи вумеры. Кимберли, Западная Австралия, около 1970 года. <a href="http://nla.gov.au/nla.pic-vn6105358">National Library of Australia</a></em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/Tir_au_propulseur.jpg" alt="" width="600" height="400" />&nbsp;</p> <p><em>Современный энтузиаст демонстрирует использование копьеметалки</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/chukchee.jpg" alt="" width="450" height="71" />&nbsp;</p> <p><em>Чукотская копьеметалка с отверстием для указательного пальца. Иллюстрация из книги В. Г. Богораза &laquo;Очерк материального быта оленных чукчей&raquo; (1901)</em></p> <p>Первым версию о том, что просверленные жезлы были копьеметалками, <a href="https://www.jstor.org/stable/2796077">высказал</a> в 1965 году Джон Андервуд, скульптор и практик экспериментальной археологии. Он был убежден в сугубо практическом предназначении просверленных жезлов и жестко критиковал тех, кто видел в них &ldquo;волшебные палочки&rdquo;. Андервуд предположил, что существующие образцы жезлов дошли до нас в неполном виде, утратив крючок или упор для дротика. Он изготовил две деревянные модели по палеолитическим образцам, добавив такой упор на концах, противоположных концу с отверстием. Отверстие, по гипотезе Андервуда, служило для захвата копьеметалки пальцем. Подобные варианты, встречаются в чукотских копьеметалках. Эксперименты показали, что такое приспособление действительно значительно увеличивает дальность полета копья. Причем доработанные палеолитические жезлы оказались лучше, чем копьеметалки современных инуитов.</p> <p>В книге Primitive Technology: A Book of Earth Skills, выпущенной <a href="http://www.hollowtop.com/spt_html/spt.html">Обществом примитивной технологии</a>, члены которого пытаются восстановить на практике навыки древних народов, также утверждается, что эксперименты с репликами просверленных жезлов показывают их достаточную эффективность в качестве копьеметалки. Только предложенный ими метод использования значительно отличался от того, что был описан Андервудом. Авторы предлагают способ броска с веревкой, привязанной к отверстию жезла, при этом держать жезл надо за противоположный конец. В данном случае способ метания сочетает в себе копьеметалку и бросание оперенного дротика с помощью веревки (так называемую <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Swiss_arrow">&laquo;швейцарскую стрелу&raquo;</a>). Веревка обматывалась вокруг древка стрелы, но не привязывалась, при броске она увеличивала силу. Подобный вариант объясняет сглаженность краев у отверстий многих просверленных жезлов. Экспериментировали с копьем длиной полтора метра и весом 97 граммов. По сравнению с копьем, брошенным рукой, такая копьеметалка позволяла увеличить дальность броска на 43&nbsp;%.</p> <p>Существуют и другие версии об утилитарном предназначении просверленных жезлов. Советский археолог Отто Бадер описал просверленные жезлы в знаменитом сунгирском палеолитическом захоронении, найденном во Владимирской области. В могиле двоих детей нашлось четыре жезла, причем все они лежали рядом с одним из детей. Два жезла сделаны из бивня мамонта и размер их не превышал 12 сантиметров, два &ndash; из рогов северного оленя, размером 23,1 и 25 сантиметров.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/mamont.jpg" alt="" width="344" height="500" /></p> <p><em>Жезлы из бивня мамонта (Сунгирь)</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/deer.jpg" alt="" width="600" height="488" />&nbsp;</p> <p><em>Жезлы из рога оленя (Сунгирь)</em></p> <p>Бадер предположил, что два более крупных жезла использовались для разминания кожаных ремней. Этим ученый объяснял уже упоминавшуюся выше сглаженность краев у отверстий в жезлах. Ранее А. П. Черныш, описывая находки на украинской стоянке Молодова V, также счел просверленные жезлы инструментом для протягивания веревок или ремней с целью их разминания. Видимо, одним из первых эту версию упоминает британский палеоантрополог Майлз Крауфорд Бёркит в книге &laquo;Древний каменный век&raquo; (1933). Предполагается, что ремень продевался через отверстие в жезле закреплялся с двух концов, а затем жезлом водили из стороны в сторону, надавливая на кожу. Бадер отмечает, что использование подобных орудий при изготовлении ремней встречалось у хантов низовьев Оби еще в конце XIX века.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/baton.jpg" alt="" width="600" height="285" />&nbsp;</p> <p><em>Разминание кожаного ремня при помощи просверленного жезла (по Бёркиту)</em></p> <p>Для двух маленьких жезлов из сунгирского погребения Бадер предположил другое предназначение. Он согласился с давней гипотезой немецкого палеоантрополога Отто <em>Шётензак</em>а, что эти предметы могли служить палеолитическим аналогом античных фибул, то есть чем-то вроде булавок или застежек на одежде. Только Бадер склонялся к тому, что ими застегивался пояс, а не полы одежды. Крупные просверленные жезлы для этой цели, конечно, не годились, а вот маленькие, длиной не более 15 сантиметров, вполне подходили. Бадер предложил три возможных варианта конструкции такой застежки.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/fibula_bader.jpg" alt="" width="490" height="285" /></p> <p><em>Возможные варианты использования &laquo;жезлов&raquo; в качестве застежек, предложенные О. Н. Бадером.</em></p> <p>Нынешний хранитель сунгирской археологической коллекции в музее Владимира Анна Пальцева в подготовленном ею каталоге (2012), тем не менее, относит жезлы к культовым предметам, замечая тот факт, что они имелись лишь у одного из погребенных детей, если же они были бы простыми застежками, то вероятнее встретились бы у обоих. Пальцева также указывает, что утилитарное назначение просверленных жезлов вовсе не обязательно должно исключать религиозно-символическое.</p> <p>Есть и более экзотические версии возможного использования просверленных жезлов. В 1966 году в статье А. П. Святенко предполагалось, что жезлы были частью сложной конструкции &ndash; охотничьей ловушки с падающим бревном. Современный археолог и специалист по истории первобытного общества Тимоти Тэйлор считает, что жезлы не только символизировали плодовитость и мужское и женское начало, но и на практике служили сексуальной игрушкой.</p> <p>Наконец, еще одна гипотеза видит в черточках и точках, которые нередко в большом количестве вырезаны на просверленных жезлах, древнейшие лунные календари. Эта идея принадлежит Александру Маршаку (1918 &ndash; 2004), американскому журналисту и сотруднику Археологического и этнографического музея Пибоди Гарвардского университета. Гипотеза Маршака о палеолитических календарях охватывает не только просверленные жезлы, но и другие артефакты палеолита, например, костяные пластинки, на которых тоже присутствуют подобные узоры. Маршак обратил внимание, что часто таких зарубок или точек бывает 29, что составляет число дней в лунном месяце. Причем изгибы зарубок совпадают с видом фаз убывающей и растущей луны. Основные свои выводы Маршак изложил в книге &laquo;Корни цивилизации&raquo; (1972, второе издание 1991). Практическая необходимость создания таких календарей людьми палеолита была, по мнению сторонников этой гипотезы, вызвана тем, что менструальный цикл и беременность женщины обычно кратны лунным месяцам, поэтому календари могли использовать древними повитухами.</p> <p>Многие ученые встретили выводы Маршака критически, и его интерпретации ряда памятников были оспорены. Тем не менее, его гипотеза о том, что люди палеолита использовали лунный календарь остается как минимум не опровергнутой, а за последние десятилетия и другие исследователи предложили календарные интерпретации некоторых палеолитических артефактов.</p> <p>В рамках &laquo;календарной гипотезы&raquo; было предложено и объяснение фигурок животных, которые часто вырезаются на просверленных жезлах. Предполагается, что они символизируют конкретный месяц. Например, рыба обозначает месяц нереста лосося, дикий бык, откинувший голову назад, относится к месяцу, когда гнус начинает кусать стада копытных и так далее.</p> <p>Хотя версий о назначении просверленных жезлов много, ни одна из них не имеет решающих преимуществ. Впрочем, вполне возможно, что ряд версий не исключает друг друга, так как палеолитические жезлы имеют довольно значительные отличия в размере и форме. Есть жезлы столь маленькие, что вряд ли сгодятся в копьеметалки. На многих жезлах нет насечек, которые могли бы использоваться как календарь. А жезлы, украшенные столь тонкой резьбой, как, например, жезл с олененком и птицей из пещеры Мас-д&rsquo;Азиль трудно представить себе в роли кожемялки или копьеметалки. Но даже для какой-либо узкой группы жезлов не удается выбрать бесспорный вариант объяснения.</p> <p>Нам осталось узнать, что же сделали польские исследователи с просверленным жезлом из Голенбево. Жезл был найден в ходе работ по очистке и углублению дна рыбоводного пруда. Других палеолитических находок сделано в этом месте не было. Жезл из Голенбево имеет характерную для многих подобных жезлов изогнутую форму. Его длина 30,5 см, поперечное сечение овальной формы с диаметром приблизительно 1,8-2,0 см при основании, 2,1-2,4 см в средней части и до 2,9 см вблизи отверстия. На задней части жезла вырезан орнамент из треугольников.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/08/journal.pone.0184560.g002.PNG" alt="" width="600" height="486" />&nbsp;</p> <p><em>Просверленный жезл из Голенбево</em></p> <p>Возраст жезла, определенный радиоуглеродным методом составляет 8790 &plusmn; 50 лет. В отделе молекулярной биологии Медицинского университета города Лодзь из рога извлекли древнюю ДНК. Анализ этой ДНК показал, что рог принадлежал северному оленю, а не благородному оленю, как считалось изначально. Исследователи решили точнее определить, где жил этот олень, использовав для этого соотношение концентрации изотопов кислорода (<sup>18</sup>O и <sup>16</sup>O), углерода (<sup>13</sup>C&nbsp;и <sup>12</sup>C) и азота (<sup>15</sup>N и <sup>14</sup>N), которое уникально для каждой местности. Собираются сведения о географическом распределении изотопных характеристик в базе данных Global Network of Isotopes in Precipitation (GNIP). Также автор статьи проанализировали известные находки костей северных оленей сходного возраста.</p> <p>В итоге удалось установить, что при жизни этот северный олень в районе центральной Польши не был. А наиболее вероятный район его обитания охватывает Южную Лапландию, Северную Карелию и район основания Кольского полуострова. В <a href="http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0184560">статье</a>, опубликованной в электронном научном журнале PLOS ONE, авторы утверждают, что жезл из Голенбево оказывается &laquo;первым прямым свидетельством товарообмена между группами охотников и собирателей в раннем голоцене на таком большом расстоянии&raquo; и что, возможно, перспективных новые поиски подобных примеров. Если для неолита Европы обмен артефактами на расстояния в тысячи километров не такая уж редкость, то для раннего мезолита, к которому принадлежит польская находка, это новая информация, заставляющая пересмотреть представления о возможностях тогдашних людей.</p>Максим РуссоSun, 08 Oct 2017 19:30:16 +0300http://polit.ru/article/2017/10/08/ps_baton/PROSCIENCEНаукаШведский «Марс» на дне Балтики http://polit.ru/article/2017/10/07/ps_mars/<p>Экспедиция подводных археологов <a href="http://news.nationalgeographic.com/2017/10/mars-3D-reconstruction-shipwreck-baltic-sweden-archaeology/">продемонстрировала</a> видеокадры остатков шведского флагманского корабля &laquo;Марс&raquo;, погибшего во время сражения в Балтийском море в 1564 году.</p> <p>Строительство этого корабля было частью усилий шведского короля Эрика XIV по укреплению военно-морской мощи своей державы. Немногим ранее, при его отце Густаве I была разорвана Кальмарская уния, объединявшая Данию, Норвегию и Швецию, и Швеция стала независимом королевством. Но датские монархи не оставляли притязаний на Швецию, считая Густава, а затем его сына узурпаторами. Противоречили друг другу и экономические интересы двух стран.</p> <p>Еще Густав I решил обзавестись флотом, понимая, что обычная для старой Швеции практика использовать при необходимости на войне торговые корабли, взятые у их владельцев, будет недостаточной в новых условиях. Первым постоянным военным флотом Швеции стали корабли, купленные Густавом в городе Любек. Эрик, вступивший на престол в 1560 году, продолжил деятельность отца. Он пригласил корабельщика Хольгерда Ульссона с целью построить флагман своего флота. Король сам выбрал для корабля название &laquo;Марс&raquo; в честь бога войны. Впрочем, этот корабль был также известен под другими именами &ndash; Makal&ouml;s, что значит &laquo;не имеющий себе равных, несравненный&raquo;, и Jutehataren &laquo;Ненависть ютов (датчан)&raquo;.</p> <p>Строительство корабля было завершено в 1653 году. &laquo;Марс&raquo; был крупнее знаменитого шведского корабля &laquo;Ваза&raquo;, построенного шестью десятилетиями позже. История не сохранила его точных характеристик, но водоизмещение &laquo;Марса&raquo; оценивают в 1800 тонн, длину в 162 шведских альна (96,2 метра), ширину в 45,5 шведских альнов (26,8 метра). Современники писали, что корабль больше, чем здание собора святого Петра в Любеке. Возможно, на тот момент он был самым большим кораблем мира и уже точно самым большим на Балтийском море.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Mars_1909.jpg" alt="" width="600" height="480" />&nbsp;</p> <p><em>Корабль &laquo;Марс&raquo; на рисунке шведского адмирала и художника-мариниста Якоба Хегга (1909)</em></p> <p>Пушки для корабля отливались в Стокгольме и Кальмаре. Здесь опять-таки мы сталкиваемся с отсутствием точных данных. Один источник говорит, что на &laquo;Марсе&raquo; было 100 пушек, другой &ndash; что 173. Залп орудий одного борта &laquo;Марса&raquo; суммарно составлял 238 килограммов ядер. Экипаж составлял 350 человек, еще примерно столько же на борту &laquo;Марса&raquo; было солдат.</p> <p>В тот же год, когда &laquo;Марс&raquo; был спущен на воду, началась давно назревавшая война, которая войдет в историю как Северная семилетняя война. Швеции в ней противостояли Дания, Любек и Польша. Датчане атаковали у острова Борнхольм шведские корабли, но шведы уже чувствовали себя уверенно на море, и их адмирал Якоб Багге одержал победу. Сухопутные армии сражали на юге Швеции (эти земли после распада Кальмарской унии еще оставались датскими). Датчанам удалось захватить Эльвсборг. Шведские войска вошли на территорию Норвегии. В целом ни одна из сторон не получила явного преимущества.</p> <p>30 мая 1564 года между шведским островом Эланд и принадлежавшим Дании островом Готланд началось морское сражение. Шведским флотом командовал Якоб Багге на &laquo;Марсе&raquo;, датско-любекским &ndash; Герлуф Тролле, флагманский корабль которого назывался &laquo;Фортуна&raquo;. У шведов с их 37 кораблями было численное превосходство, однако из-за бури корабли рассеялись, и в итоге &laquo;Марс&raquo; столкнулся с противником при поддержке всего двух кораблей &laquo;Слон&raquo; и &laquo;Финский лебедь&raquo;. Тем не менее, шведские моряки успешно отбили все атаки. Им удалось потопить любекский корабль &laquo;Alte Bark&raquo; (некоторые авторы пишут, что он стал первым кораблем, погибшим в морской битве не в результате абордажа или тарана, а от артиллерийского огня) и нанести значительные повреждения &laquo;Фортуне&raquo;. Трижды экипаж &laquo;Марса&raquo; отбивал попытки датчан и любекцев взять свой корабль на абордаж.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Jacob_Bagge.jpg" alt="" width="598" height="384" />&nbsp;</p> <p><em>Якоб Багге и Герлуф Тролле</em></p> <p><em>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Makaloes.jpg" alt="" width="600" height="385" /></em></p> <p><em>Морская битва у острова Эланд на гравюре немецкого художника Франца Хогенберга (1535-1590). В правой части картины изображены неудачные мирные переговоры 1563 года в Ростоке.</em></p> <p>Якоб Багге на следующий день рассчитывал на подход других шведских кораблей, но к месту сражения успела только часть из них. Ветер переменился, поэтому датско-любекский флот сумел вновь атаковать оставшихся в меньшинстве шведов. &laquo;Слон&raquo; и &laquo;Финский лебедь&raquo; смогли уйти, а &laquo;Марс&raquo; оказался окружен вражескими кораблями. Шведы продолжали сопротивляться, но когда на &laquo;Марсе&raquo; начался пожар, Якоб Багге решил сдаться. Его и часть экипажа забрали на датский корабль, а на &laquo;Марс&raquo; высадились моряки одного из любекских кораблей. В этот момент на &laquo;Марсе&raquo; взорвалась крюйт-камера и огромный корабль был мгновенно разрушен. Очевидцы вспоминали, что грот-мачта взлетела в воздух, как арбалетная стрела. Вместе с кораблем погибли остатки его экипажа и около 300 &ndash; 400 любекцев. Причины взрыва неизвестны. Возможно, он был вызван пожаром, или же шведы намеренно взорвали корабль.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Hans_Bohrdt.jpeg" alt="" width="600" />&nbsp;</p> <p><em>Гибель корабля &laquo;Марс&raquo; на картине Ханса Бохрда 1901 года.</em></p> <p>Активные поиски &laquo;Марса&raquo; были начаты в 1960-е годы. Долгое время его безуспешно разыскивал Андерс Франсен, который в 1956 году обнаружил в стокгольмской гавани затонувший корабль &laquo;Ваза&raquo;. Но лишь в июле 2011 года корабль нашли в 18,5 километрах к северу от Эланда на глубине около 75 метров. Сделал это Ричард Лундгрен, занимавшийся поисками &laquo;Марса&raquo; двадцать лет, и его коллеги из группы Ocean Discovery. Идентифицировали &laquo;Марс&raquo; по поднятым с морского дна пушкам. Хотя корабль был сильно поврежден взрывом, отдельные его части сохранились очень хорошо, благодаря медленному течению и холодной воде Балтийского моря.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Cannon-still-point-outside-the-slats.jpeg" alt="" width="600" height="372" /></p> <p><em>Пушечные порты &laquo;Марса&raquo;</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/07/Vasa_stern_vase.jpg" alt="" width="375" height="500" />&nbsp;</p> <p><em>Герб династии Ваза в декоре кормы</em></p> <p>В последующие годы обломки &laquo;Марса&raquo; неоднократно исследовались подводными археологами во главе с профессором морской археологии Йоханном Рённби из Университета Сёдертёрна. Поднятые со дна предметы выставлены в музее города Вестервик. Археологические работы и съемки под водой финансировал телеканал National Geographic. Компания Deep Sea Productions, готовящая документальный фильм о судьбе корабля &laquo;Марс&raquo; и истории его поисков, опубликовала два видеоролика с фрагментами фильма.</p> <p>&nbsp;</p> <p>&nbsp;</p> <p></p> <p>1</p> <p></p> <p>2</p> <p></p> <p>3</p>Максим РуссоSat, 07 Oct 2017 19:33:24 +0300http://polit.ru/article/2017/10/07/ps_mars/PROSCIENCEНаукаРазглядеть замороженные молекулы http://polit.ru/article/2017/10/04/ps_cryo_em/<p>Нобелевская премия 2017 года по химии <a href="https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2017/press.html">была разделена</a> между тремя исследователями. Швейцарец Жак Дюбоше (Jacques Dubochet) из Лозаннского университета, уроженец Германии Йоахим Франк (Joachim Frank), работающий сейчас в Колумбийском университете в Нью-Йорке, и Ричард Хендерсон (Richard Henderson) из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям Великобритании в Кембридже получили премию за &laquo;разработку криоэлектронной микроскопии для исследования в высоком разрешении биологических молекул в растворах&raquo;.</p> <p>Криоэлектронная микроскопия становится все более популярной в исследованиях по молекулярной биологии, так как в ней не применяется обработка исследуемого препарата химическими фиксаторами, которые вносят искажения в его структуру. Вместо это препарат подвергается быстрой заморозке в жидком азоте, и его тонкая пленка просвечивается электронным микроскопом. При этом сохраняется пространственная структура исследуемых объектов.</p> <p>До середины XX века ученые, понимая важную роль белков, ДНК и РНК в организме, ничего не могли сказать о строении этих молекул, а значит, не могли и объяснить, как именно они работают. Биохимики могли определить атомарный состав сложной молекулы, но не то, как соединены эти атомы. Первый прорыв этой области произошел 1950-х годах с появлением рентгеноструктурного анализа, в котором дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке использовалась для определения пространственной структуры молекулы. В частности, именно эксперименты с рентгеновской дифракцией ДНК, проведенные Морисом Уилкинсом и Розалинд Франклин, предоставили необходимые данные для создания Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году модели двойной спирали ДНК.</p> <p>В 1980-е годы возникла ЯМР-спектроскопия (спектроскопия ядерного магнитного резонанса). Само явление ядерного магнитного резонаса было известно с 1930-х годов. Оно состоит в том, что атомы в сильном постоянном магнитном поле с наложенным на него слабым переменным электромагнитным полем, поглощают или испускают электромагнитную энергию на определенной частоте. Она зависит как от самого атома, так и от того, какими атомами он окружен. Поэтому, регистрируя резонансные частоты исследуемого образца, можно определить, из каких атомов состоит молекула, каким образом они соединены между собой и каковы расстояния между ними. Преимущество ЯМР-спектроскопии состоит в том, что белковые молекулы можно исследовать в растворе, а не в кристаллическом состоянии, как при рентгеноструктурном анализе. В 2002 году швейцарец Курт Вюртрих получил Нобелевскую премию по химии &laquo;за разработку применения ЯМР-спектроскопии для определения трехмерной структуры биологических макромолекул в растворе&raquo;.</p> <p>Рентгеноструктурный анализ и ЯМР-спектроскопия позволили изучить строение тысяч биологических молекул. Но каждый из этих методов имеет свои ограничения. ЯМР-спектроскопия позволяет изучать белки в растворе, но реально рассчитать структуру по ее данным можно только для относительно небольших молекул. При рентгеновской кристаллографии, как уже говорилось, исследуется кристаллическая форма белка, а получить ее часто бывает сложно, а то и невозможно. К тому же застывшая кристаллическая структура не дает информации о динамических процессах. Ричард Хендерсон, работая в 1970-е годы в Кембриджском университете, столкнулся с еще одним ограничением рентгеноструктурного анализа. Он не дает возможности изучить молекулы белка, встроенные в мембраны, а, если эти белки извлечь из мембран, они слипаются в бесполезную массу. Потерпев неудачу с одним из мембранных белков, Хендерсон решил обратиться к электронной микроскопии. Но и тут все было не так просто. Разрешающая способность электронных микроскопов не всегда была достаточной, чтобы получить структуру на атомарном уровне. К тому же для электронной микроскопии исследуемых образец должен находиться в вакууме, а тогда вода из него испаряется и это ведет к нарушению естественной структуры белков.</p> <p>Хендерсон иследовал <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Bacteriorhodopsin">бактериородопсин</a> &ndash; светочувствительный мембранный белок, встречающий у организмов из царства архей (в то время их еще относили к бактериям). Под действием фотона света этот белок меняет свою структуру, перенося протон внутрь цитоплазмы, тем самым энергия солнечного света преобразуется в энергию разности электрических потенциалов на мембране, а она потом запасается в виде энергии химических связей АТФ. То есть при помощи бактериородопсина микроорганизмы осуществляют фотосинтез, подобно тому, как растения делают это при помощи хлорофилла.</p> <p>Решив использовать электронный микроскоп, Ричард Хендерсон и его коллега Найджел Анвин (Nigel Unwin) не стали выделять молекулы бактериородопсина, а поместили в микроскоп фрагмент мембраны. Чтобы сохранить образцы, они заменили воду раствором глюкозы, а также снизили интенсивность потока электронов. Разрешение от этого уменьшилось, но Хендерсон и Анвин проанализировали дифракцию электронных лучей на белке, применив те же математические методы, что ранее использовались ими в рентгеноструктурном анализе. Затем они исследовали мембрану с бактериородопсином в электронном микроскопе в разных ракурсах и в итоге создали пространственную картину мембраны и размещения в ней белковой молекулы.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/04/bacteriorhodopsin1.jpg" alt="" width="303" height="409" /></p> <p><em>Первая трехмерная модель бактериородопсина, опубликованная Анвином и Хендерсоном в 1975 году в журнале </em><em>Nature.</em></p> <p>На тот момент это была лучшая картина белка, полученная электронным микроскопом. Разрешение составило 7 ангстрем (0,0000007 миллиметров). Но Хендерсон был уверен, что электронная микроскопия позволит достичь разрешения сравнимого с рентгеноструктурным анализом (3 ангстрема).</p> <p>В последующие два десятилетия разрешающая способность электронных микроскопов значительно возросла, а примененное Хендерсеном быстрое замораживание образцов жидким азотом позволило сохранить структуру молекул и защитить их от повреждений потоком электронов. И в 1990 году группа Хендерсона опубликовала в журнале Journal of Molecular Biology <a href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022283605802712">работу</a>, где трехмерная структура бактериородопсина была представлена в высоком разрешении.</p> <p><em><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/04/bacteriorhodopsin2.jpg" alt="" width="372" height="363" />&nbsp;</em></p> <p><em>Структура бактериородопсина, полученная Хендерсоном и его сотрудниками в 1990 году</em></p> <p>Но успех в исследованиях бактериородопсина был связан с тем, что этот белок естественным образом накапливается в клеточных мембранах, а его молекулы при этом одинаково ориентированы в пространстве. Как быть с другими белками, распределенными в цитоплазме случайным образом?</p> <p>Над этой проблемой с 1970-х годов работал в Нью-Йорке Иоахим Франк. Он создал компьютерный алгоритм, позволяющий различить в полученном при помощи электронного микроскопа изображении следы белковых молекул, находящихся под разными углами относительно потока электронов. Анализируя множество изображений, компьютер объединял аналогичные снимки и получал усредненное изображение с большей точностью. Затем Франк занялся другим алгоритмом, предназначенным для построения трехмерного изображения молекулы на основе двухмерных изображений под разными углами. В целом от появления идеи до первых результатов у Франка ушло более десяти лет, с середины 1970-х до середины 1980-х, когда он применил свой метод для построения модели поверхности рибосомы. В дальнейшем Франк посвятил много времени изучению рибосом различных организмов при помощи криоэлектронной микроскопии и, в частности, сумел описать движение субъединиц рибосом относительно друг друга.</p> <p>В те же годы Жак Дюбоше работал в Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге, пытаясь решить проблему высыхания и повреждения в вакууме исследуемых на электронном микроскопе образцов. Именно Дюбоше решил применить для этого сверхбыстрое охлаждение. Дело в том, что если обычно вода при охлаждении кристаллизуется, и это, в частности, разрушает тонкие клеточные структуры, то при очень быстром охлаждении вода не превращается в лед, а переходит в стеклообразное состояние. Она становится твердой, но сохраняет свойства жидкости. Такой процесс называется <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Vitrification">витрификацией</a>.</p> <p>Считалось, что витрификация воды невозможна, но Дюбоше со своими коллегами начал ставить эксперименты, пытаясь витрифицировать крошечные капельки воды охлаждая их жидким азотом при температуре &ndash;196 &deg;С. Успеха удалось добиться только перейдя от жидкого азота к этану. Исследователи увидели под микроскопом аморфную структуру, но сначала подумали, что перед ними капелька жидкого этана. Однако в этот момент капелька слегка нагрелась и ее молекулы перегруппировались, образовав хорошо знакомый рисунок кристалла водяного льда.</p> <p>Вскоре после этого Жак Дюбоше и его коллеги разработали технику охлаждения, которая стала широко применяться в криоэлектронной микроскопии. Они растворяли образцы, например, вирусные частицы, в воде, а раствор превращали в тонкую пленку на металлической сетке. Пленка быстро охлаждается жидким этаном, вода витрифицируется. Затем образец исследуется под электронным микроскопом, а его охлажденное состояние в это время поддерживается при помощи жидкого азота.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/04/viruses.jpg" alt="" width="505" height="349" />&nbsp;</p> <p><em>Вирусы в витрифицированной воде. Изображение получено группой Дюбоше в 1984 году.</em></p> <p>Криоэлектронная микроскопия, появившись в 1980-е годы, уступала по своему разрешению обычной электронной микроскопии. Когда в 1991 году Иоахим Франк объединил витрификацию Дюбоше со своим методом компьютерной обработки изображений, он добился изображения своих излюбленных рибосом с разрешением в 40 ангстрем. Это было большим достижением, но все равно давало возможность увидеть лишь контуры рибосомы, напоминавшие каплю. Поскольку криоэлектронная микроскопия создавала изображения, напоминающие пузыри, она получила ироничное прозвище &laquo;блобология&raquo; (blobology). Но Ричард Хендерсон, который верил в перспективность этого метода, упорно работал над оптимизацией электронных микроскопов, стремясь получить изображения с точностью до отдельного атома. Прорыв произошел в 2013 году, когда появился новый тип электронного детектора (Direct Electron Detector).</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/04/before_and_after.jpg" alt="" /></p> <p><em>Структура сложной белковой молекулы глутаматдегидрогеназы, показанная методами, существовавшими до 2013 года и после.</em></p> <p>Сейчас криоэлектронная микроскопия используется все чаще. Быстрая витрификация позволяет замораживать белки на отдельных стадиях биохимических процессов, получая в итоге серии изображений, из которых создаются &ldquo;фильмы&rdquo;, демонстрирующие, как белки движутся и взаимодействуют с другими молекулами. Методы криоэлектронной микроскопии дают ученым трехмерные изображения с разрешением в 3,4 &ndash; 3,8 ангстрем. Используя их, ученые определили точную структуру и механизм работы множества белков, а также сделали немало других открытий.</p> <p>С помощью криоэлектронной микроскопии, например, в 2015 году <a href="https://elementy.ru/novosti_nauki/432469/Krioelektronnaya_mikroskopiya_pokazala_razlichiya_ribosom_v_mitokhondriyakh_i_v_tsitoplazme">были установлены</a> детали строения миторибосом (митохондриальных рибосом), что дало возможность обнаружить их отличия как от цитоплазматических рибосом, так и от рибосом бактерий. В том же году группа ученых из Национального института рака и Национального института сердца, легких и крови (США) под руководством Фрэнсиса Коллинза <a href="http://news.sciencemag.org/biology/2015/05/electron-microscopes-close-imaging-individual-atoms">представила</a> снимок молекулы структура белка &beta;-галактозидазы. Ученые использовали около 40&nbsp;000 отдельных изображений, чтобы получить окончательный вид структуры молекулы. В результате они достигли рекордного разрешения в 0,22 нанометра (2,2 ангстрема). В 2016 году с помощью криоэлектронной микроскопии была изучена структура вируса Зика.</p>Максим РуссоWed, 04 Oct 2017 19:10:01 +0300http://polit.ru/article/2017/10/04/ps_cryo_em/PROSCIENCEНаукаОхотники за гравитационными волнами http://polit.ru/article/2017/10/03/ps_gw/<p>Нобелевская премия по физике 2017 году будет вручена троим ученым. Половину премии получит Райнер Вайсс (Rainer Weiss), а вторая половина будет разделена между Барри Баришем (Barry C. Barish) и Кипом Торном (Kip S. Thorne). Нобелевский комитет отметил их &laquo;решающий вклад в детектор LIGO и наблюдение гравитационных волн&raquo;.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/03/ps_1145.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Райнер Вайсс, Барри Бариш и Кип Торн</em></p> <p>Обнаружение гравитационных волн стало одним из самых важных событий в мире науки за 2016 год (само событие произошло 14 сентября 2015 года, но ученые не сообщали о нем до 11 февраля 2016, чтобы проверить все данные и убедиться в своей правоте). Волны были зафиксированы при помощи лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory), известной теперь под кратким названием LIGO. Создание LIGO было длительным научным проектом, начатым в 1992 году по предложению нынешних лауреатов и шотландского физика Рональда Древера (1931&nbsp;&ndash; 2017). А работы, в которых описывались принципы конструкции лазерного интерферометра, необходимого для детекции гравитационных волн, были выполнены Вайссом еще в 1970-х годах.</p> <p>В работе LIGO участвуют тысяч ученых из многих стран мира, в том числе и две российские группы: московская &ndash; под руководством профессора физического факультета МГУ Валерия Митрофанова и группа Института прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде, которой руководит академик Александр Сергеев. Значительный вклад в проект LIGO внес профессор кафедры физики колебаний физфака МГУ Владимир Брагинский (1931 &ndash; 2016). &laquo;Его понимание происхождения и контроля диссипации в механических системах было глубоким и имело решающее значение для использования макроскопических систем, таких как LIGO, в области, где проявляется квантовый шум. В течение двух десятилетий он был &laquo;совестью&raquo; LIGO, идентифицируя и характеризуя ряд неожиданных источников шума, понимание которых было решающим для окончательного открытия LIGO в сентябре прошлого года гравитационных волн, поступающих на Землю из глубины вселенной&raquo;, &ndash; <a href="http://ufn.ru/dates/pdf/in_memory_of_braginsky_by_thorne.pdf">писал</a> о Владимире Брагинском Кип Торн.</p> <p>Следует отметить, что это второй случай, когда премия по физике присуждается за исследования, связанные с гравитационными волнами. В 1993 году Нобелевскую премию по физики получили астрономы Джозеф Тейлор и Рассел Халс, сумевшие добиться косвенного подтверждения существования гравитационных волн. Теоретически гравитационные волны были известны физикам давно. Работа Эйнштейна, в которой доказывалось, что тело, обладающее массой и движущееся с неравномерным ускорением, будет распространять волны, искажающие геометрию пространства, была опубликована век назад &ndash; в 1916 году. Существование таких волн следовало из общей теории относительности, но сам Эйнштейн скептически относился к возможности их обнаружить на практике. Главная проблема в &ldquo;ловле&rdquo; гравитационных волн состоит в том, что эти колебания гравитационного поля очень слабы. Даже в случае, когда их источником служат огромные движущиеся массы, такие как звездные системы, черные дыры, нейтронные звезды, амплитуда этих волн составляет всего 10<sup>&minus;18</sup> &ndash; 10<sup>&minus;23</sup>.</p> <p>Тейлор и Халс в 1970-е годы открыли двойной радиопульсар PSR B1913+16, состоящий из двух звезд, масса каждой из которых равна примерно 1,4 массы Солнца. Звезды вращаются вокруг общего центра масс. При этом одна из них оказалась сверхплотной нейтронной звездой, которая делает вокруг своей оси около 17 оборотов в секунду (благодаря этому система и является радиопульсаром). Общая теория относительности предсказывает, что гравитационные волны, излучаемые двумя вращающимися телами, должны уносить энергию, что заставит орбиту постоянно сжиматься. Для характеристики радиопульсара PSR B1913+16 расчеты предсказывали уменьшение орбитального периода на 75,8 микросекунд в год. Тейлор и Халс наблюдали радиопульсар более пятнадцати лет и определили, что уменьшение составляет 76&plusmn;0,3 микросекунды в год, что очень хорошо согласуется с предсказанием теории. Позднее аналогичные подтверждения были получены для ряда других двойных радиопульсаров. Но это было лишь обнаружение гравитационных волн по косвенным признакам, а не прямая детекция волны.</p> <p>Первую попытку обнаружить гравитационные волны при помощи детектора совершил в 1960-е &ndash; 1970-е годы Джозеф Вебер (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Joseph_Weber">Joseph Weber</a>, 1930 &ndash; 2000) из Университета Мэриленда. Он создал первый тип гравитационных антенн (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Weber_bar">Weber bars</a>), и в какой-то момент был уверен, что обнаружил волны. Но попытки воспроизведения этих экспериментов другими физиками не подтвердили выводов Вебера. Драматическая история полемики 1970-х годов вокруг результатов Вебера была описана в нескольких публицистических книгах. Только недавно ученые смогли достичь нужного уровня точности своих устройств, чтобы регистрировать столь небольшие величины, и научились отфильтровывать такой слабый сигнал от посторонних шумов.</p> <p>Обсерватория LIGO, где удалось это сделать, представляет собой на самом деле две обсерватории, разделенные расстоянием в 3002 километра. Одна из них находится в Хэнфорде на северо-западе США, а другая &ndash; в Ливингстоне, на юго-восточном конце страны. Поскольку гравитационные волны распространяются со скоростью света, разница во времени их регистрации двумя обсерваториями, должна составлять несколько миллисекунд и, по замыслу создателей, позволит определить направление на источник, вызвавший гравитационную волну.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2016/02/11/lho-aerial.jpg" alt="" width="600" height="338" /></p> <p><em>Общий вид центра LIGO в Хэнфорде</em></p> <p>Главным &laquo;действующим лицом&raquo; обеих обсерваторий, и в Хэнфоде, и Ливингстоне, служит интерферометр Майкельсона. Альберт Майкельсон создал такое устройство еще в 1880-х годах и планировал измерить с его помощью скорость движения Земли относительно &laquo;мирового эфира&raquo; (а в результате измерил скорость света). Принцип интерферометра Майкельсона таков: луч света разделяется зеркалом на два луча, оба они отражаются от зеркал и направляются к приемнику, чтобы на нем вновь совпасть. По получившейся интерференционной картинке можно судить о смещении зеркал. Например, взяв лазерный луч, можно настроить интерферометр так, чтобы соединившиеся лучи гасили световые колебания друг друга. Тогда фотодетектор на приемнике не будет регистрировать света. Если же одно из отражающих зеркал хотя бы немного сместится, то лучи сдвинутся, а фотодетектор это сразу заметит.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2016/02/11/Michelson.JPG" alt="" width="508" height="383" /></p> <p><em>Принципиальная схема интерферометра Майкельсона</em></p> <p>В проекте LIGO лазерные лучи интерферометра находятся в тоннелях L-образной формы, длина которых составляет четыре километра. Чувствительность интерферометра такова, что он способен улавливать разницу между длиной пути двух лазерных лучей размером примерно с атомное ядро. И вот, 14 сентября 2015 года в 9:51 по всемирному времени гравитационную волну отметили интерферометры в Хэнфорде и в Ливингстоне. Разница по времени в двух обсерваториях составила семь миллисекунд.</p> <p>Расчеты показали, что зафиксированная гравитационная волна была порождена слиянием двух черных дыр, произошедшим 1,3 миллиарда лет назад. Сближаясь друг с другом, черные дыры двигались по спиральным траекториям со все большим ускорением. Когда они совершали последние обороты, прежде чем слиться воедино, их скорости уже приближались к скорости света. Массы черных дыр равнялись 36 и 29 солнечных, а возникшая в результате их объединения черная дыра имела массу в 62 солнечных. Такие образом три массы Солнца ушли в энергию, выделившуюся в виде гравитационных волн.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/03/gw.jpg" alt="" width="600" height="246" /></p> <p><em>Возникновение гравитационных волн в процессе слияния двух черных дыр</em></p> <p>Второй раз гравитационные волны обоими детекторами LIGO были замечены 26 декабря 2015 года (официальное сообщение об этом было сделано в июне 2016). В отличие от сигнала, зарегистрированного при первом детектировании гравитационных волн, который был ясно виден на фоне шума, второй сигнал был слабее и не просматривался в шуме явно. Однако ученым удалось его &laquo;отфильтровать&raquo; с помощью специальной методики. Физики пришли к выводу, что обнаруженные гравитационные волны опять были порождены двумя черными дырами, имеющими массы в 14 и 8 раз больше массы Солнца, в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной вращающейся черной дыры, масса которой в 21 раз превышает массу Солнца. В процессе слияния, которое произошло около 1,4 миллиарда лет назад, количество энергии, примерно эквивалентное одной солнечной массе, превратилось в гравитационные волны. Был зарегистрирован сигнал от последних 27 оборотов черных дыр перед их слиянием. Детектор в Ливингстоне записал событие на 1,1 миллисекунды раньше детектора в Хэнфорде, что позволило дать грубую оценку расположения источника гравитационных волн на небесной сфере.</p> <p>Теперь случаи регистрации гравитационных волн получают специальные обозначения из букв GW и даты события, записанной в формате &laquo;год-месяц-день&raquo;. Соответственно, первые два случая обозначаются GW150914 и GW151226. В 2016 году работа обсерваторий LIGO была прервана на 11 месяцев для модернизации и настройки. В результате детекторы интерферометра стали на 10&nbsp;% более чувствительными, то есть он смог регистрировать события, происходящие в космосе на расстоянии на 10&nbsp;% дальше. Уже после модернизации проект LIGO зарегистрировал еще два случая гравитационных волн: GW170104 и GW170814.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/03/GW170104_signal.png" alt="" width="600" height="502" /></p> <p><em>Сигнал GW170104</em></p> <p>В первом случае слияние черных дыр произошло на расстоянии 880 мегапарсек (2,9 млрд. световых лет от Земли), массы черных дыр до столкновения составляли 31,2 и 19,4 солнечных, масса итоговой черной дыры &ndash; 48,7. Во втором эти показатели составили, соответственно, 1,8 млрд. световых лет, 31 и 25 масс Солнца, возникшая черная дыра &ndash; 53 массы Солнца. Событие GW170814 примечательно тем, что было обнаружено уже не двумя интерферометрами проекта LIGO, а тремя. К работе присоединился интерферометр Virgo, построенный в Италии, недалеко от города Пиза. Наличие трех интерферометров позволило значительно сузить расчетную область нахождения источника гравитационных волн.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/03/GW170814_signal.png" alt="" width="600" height="370" /></p> <p><em>Сигнал GW170814, зафиксированный в трех обсерваториях</em></p> <p>В будущем, при благополучном стечении финансовых обстоятельств, в строй вступит еще более внушительный интерферометр для поиска гравитационных волн. Еще в 1990-х годах НАСА и Европейское космическое агентство задумали эксперимент LISA (Laser Interferometer Space Antenna), в ходе которого было запланировано запустить в космос три спутника, которые расположатся в углах правильного треугольника с длиной стороны около миллиона километров. В результате получится гигантский интерферометр Майкельсона, способный регистрировать гравитационные волны. В 2011 году НАСА из-за проблем с финансированием объявило о выходе из проекта. ЕКА подготовила несколько более скромный вариант eLISA. В 2015 году успешно прошел полет тестового спутника LISA Pathfinder. Оптимизм внушает новость, поступившая осенью 2016 года, когда представители НАСА сообщили, что могут вернуться к совместному проекту. Запуск аппаратов LISA в космос ожидается в 2034 году.</p>Максим РуссоTue, 03 Oct 2017 15:34:01 +0300http://polit.ru/article/2017/10/03/ps_gw/PROSCIENCEНаукаМолекулярный механизм биологических часов http://polit.ru/article/2017/10/02/ps_circadian/<p>Нобелевская премия 2017 года по физиологии и медицине была присуждена трем американским ученым: Джефри Холлу (Jeffrey C. Hall), Майклу Росбашу (Michael Rosbash) и Майклу Янгу (Michael W. Young) &ndash; за &laquo;открытие молекулярных механизмов циркадных ритмов&raquo;. Четырьмя годами ранее эти ученые <a href="http://polit.ru/article/2013/09/24/ps_shaw_prize/">получили </a>за свои работы в данной области премию Шао.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/02/ps_1463_gvxT1MM.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Джеффри Холл, Майкл Росбаш, и Майкл Янг.&nbsp;Nobelprize.org</em></p> <p>Циркадные ритмы &ndash; это те самые &laquo;биологические часы&raquo;, которые есть почти у всех живых существ, то есть колебания интенсивности процессов в организме с периодом, близким к 24 часам. Древнейшее наблюдение за циркадными ритмами сделал соратник Александра Македонского Андросфен, один из начальников флота, который возвращался в Элладу через Персидский залив и Аравийское море. Его сочинение об этом плавании сохранилось в фрагментах, один из которых цитируется в &laquo;Истории растений&raquo; Теофраста. Андросфен описывает дерево на одном из островов, листья которого &laquo;ночью &lt;&hellip;&gt; складываются, с восходом солнца начинают раскрываться и в полдень окончательно развертываются; с наступлением вечера опять постепенно сжимаются и ночью складываются. Местные жители говорят, что дерево засыпает&raquo; (пер. М. Е. Сергеенко). Скорее всего, Андросфен имел в виду индийский тамаринд (<em>Tamarindus indica</em>).</p> <p>В 1729 году французский астроном и физик Жан Жак де Меран заинтересовался способностью мимозы стыдливой (<em>Mimosa pudica</em>) раскрывать свои листочки утром и складывать их на ночь. Он провел эксперимент, в котором растения содержались в круглосуточной темноте, но все равно продолжали раз в сутки раскрывать и складывать листья, то есть изменение в растении не вызывались напрямую солнечным светом, а зависели от какого-то внутреннего механизма, &laquo;часов&raquo;. Правда, де Меран склонялся к другому объяснению, считая, что растения способны &laquo;ощущать Солнце, не видя его&raquo;. Тем не менее, его маленькая статья о мимозе стала первым исследованием в хронобиологии.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/10/02/Jungpflanze_des_Seidenbaums.jpg" alt="" width="600" height="450" /></p> <p><em>Проявление циркадного ритма у растения альбиции шелковой (</em>Albizia julibrissin<em>)</em></p> <p>Позже подобные ритмы были обнаружены не только у растений, но и у животных, не исключая и людей. Этим ритмам подвержены температура тела, мозговая активность, выработка гормонов, регенерация клеток и другие процессы организма. Прилагательное &laquo;циркадные&raquo;, предложенное для них в 1950-е годы американским хронобиологом Францем Хальдбергом образовано от латинских слов circa &laquo;около&raquo; и dies &laquo;день&raquo;, то есть ритмы с периодом около суток. В XX веке ученым удалось узнать много подробностей о работе циркадных ритмов. Например, они открыли, что ритмические процессы не только сохраняются в отсутствии внешних факторов (как в опыте с мимозой в темноте), но и способны корректироваться, сдвигаясь при изменении внешних условий. Мы сталкиваемся с этим явлением, совершая путешествие на самолете через несколько часовых поясов. Сначала человек переживает &laquo;джет-лаг&raquo;, пока его циркадные ритмы идут по-старому, а потом они модифицируются, подстраиваясь под местные дневные и ночные часы. Но молекулярно-генетическая природа циркадных ритмов стала известна лишь в последней трети XX века.</p> <p>В 1970-е годы Сеймур Бензер и Рональд Конопка из Калифорнийского технологического института обнаружили мух дрозофил с измененными циркадными ритмами, которые были или длиннее, или короче &ldquo;стандарта&rdquo;, а были и такие дрозофилы, у которых время покоя и активности имели случайную продолжительность, то есть циркадный ритм вовсе отсутствовал. Все эти отклонения передавались потомству, а значит, они были заложены генетически, в мутантных вариантах пока еще неизвестного гена.</p> <p>Идентифицировать этот ген смогли в 1984 году Джеффри Холл и Майкл Росбаш, работавшие в Университете Брандейса в Бостоне и Майкл Янг из Университета Нью-Йорка. Он получил название period (<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Period_%28gene%29">per</a>). Затем Холл и Росбаш определили белок (PER), кодируемый этим геном. Они предположили, что природа ритмов заключается в механизме отрицательной обратной связи: чем выше возрастает концентрация белка в клетке, тем меньше он синтезируется. Белок накапливался в организме ночью и разрушался в течение дня. Уменьшение концентрации вновь запускали механизм его синтеза, и процесс повторялся день за днем.</p> <p>Ученые рассмотрели также две мутации этого гена, получившие обозначения pers и perl. При первой мутации период изменений в концентрации белка становился короче, при второй длиннее. То есть &laquo;биологические часы&raquo; дрозофил с этими мутациями начинали спешить или отставать. Соответствующие изменения в концентрации белка PER коррелировали с уровнем двигательной активности у дрозофилы.</p> <div class="inner-illustration between-paragraph stop"> <div class="image ii288x216"><img src="/media/photolib/2017/10/02/800-600_KTI9EiL.jpg" alt="" width="576" height="600" /> <div class="decoration">&nbsp;</div> </div> <div class="text-container"> <div>Дрозофила / pixabay.com</div> </div> </div> <p>Оставался непонятным важный момент: белок PER, как и положено белку, синтезируется на рибосомах, а чтобы повлиять на активность собственного гена и затормозить его, белку надо было как-то проникнуть в клеточное ядро. В 1994 году Майкл Янг нашел еще один ген дрозофил, котором дал название <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Timeless_(gene)">timeless</a>. Данный ген кодирует белок TIM. Янгу и его коллегам удалось доказать, что белок TIM связывается с белком PER, образуя комплекс, который биохимики называют гетеродимером, и вместе они становятся способны попасть в клеточное ядро, чтобы приостановить активность гена period.</p> <p>В дальнейшем исследования генетической основы циркадных ритмов были продолжены, и ученым удалось выяснить, как именно происходит торможение работы гена period. &nbsp;В лаборатории Росбаша и Холла были исследованы еще два гена дрозофил, связанных с циркадными ритмами, названные <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Cycle_%28gene%29">cycle</a> и <a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Clock_%28gene%29">clock</a>. Белки, кодируемые этими генами, служат факторами транскрипции для генов period и timeless, то есть влияют на синтез матричной РНК этих генов. Как оказалось, гетеродимер белков PER и TIM, проникая в клеточное ядро, воздействует именно на гены cycle и clock, приостанавливая синтез их матричной РНК, а опосредованно &ndash; и собственный синтез. Концентрации белков PER и TIM после этого снижаются, их гетеродимера производится меньше, он уже не выключает гены cycle и clock, их белки снова подстегивают работу генов period и timeless &ndash; процесс повторяется по кругу.</p> <p>Ген cryptochrome, открытый Росбашем и его коллегами, и белок этого гена (CRY) отвечают за своевременное разрушение белков PER и TIM. Концентрация PER и TIM падает на свету и возрастает вечером и ночью. Это связано с тем, что белок CRY чувствителен к световым волнам в голубой части спектра и днем активнее вступает в реакцию с белком TIM, вызывая его распад. Это ускоряет и распад белка PER, так как без белка TIM он куда менее стабилен. Еще один ген, открытый Янгом, <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Doubletime_(gene)">doubletime</a>, кодировал белок DBT, который ускорял распад белка PER, присоединяя к его молекуле фосфатную группу. Гены cryptochrome и doubletime и их белки влияют на частоту колебаний ритма, делая ее близкой к 24 часам.</p> <p>Затем аналогичные гены были открыты и у млекопитающих. В результате всех этих исследований была сформирована модель транскрипционно-трансляционной осцилляции, то есть ритмически изменяющейся экспрессии генов, лежащая в основе &laquo;биологических часов&raquo;.</p>Максим РуссоMon, 02 Oct 2017 15:29:21 +0300http://polit.ru/article/2017/10/02/ps_circadian/PROSCIENCEНаукаХрам Артемиды потерянный и найденный http://polit.ru/article/2017/10/01/ps_amarynthos/<p>Недавно стало известно об <a href="http://www.thehistoryblog.com/archives/48963">археологическом открытии</a>, совершенном на греческом острове Эвбея. Международной экспедиции, организованной Швейцарской археологической школой в Греции (ESAG), в сотрудничестве с региональной археологической службой удалось найти храм Артемиды, поиски которого заняли у ученых более сотни лет. Руководил экспедицией профессор Карл Ребер (Karl Reber) из Университета Лозанны.</p> <p>Остров Эвбея лежит у побережья Средней Греции, напоминая, по выражению одного историка, привязанные к поясу ножны. Примерно посередине этих ножен, на побережье, обращенном к материку, есть город Эретрия. В древности он был одним из главных городов острова. С тех пор Эретрия неоднократно разорялась завоевателями, но потом все равно возникала вновь. Неподалеку от Эретрии лежит городок поменьше, под названием Амаринф (&Alpha;&mu;ά&rho;&upsilon;&nu;&theta;&omicron;&sigmaf;), он упомянут еще в табличках критского линейного письма Б. Сейчас там живет чуть более трех тысяч человек.</p> <p>Древний Амаринф был известен своим храмом Артемиды и совершаемым в нем ежегодным праздником (Ἀ&mu;&alpha;&rho;ύ&nu;&theta;&iota;&alpha;). Детали местного культа, к сожалению, известны мало. Лишь Павсаний в &laquo;Описании Эллады&raquo;, рассказывая о празднике Артемиды в Афинах говорит, что он был не менее великолепен, чем праздник в Амаринфе. Само название города Амаринф считали происходящим от имени жителя Эретрии, который был охвачен страстью к Артемиде.</p> <p>Эпитетом местной Артемиды служило слово &Kappa;&omicron;&lambda;&alpha;&iota;&nu;ί&sigmaf;, неясного значения. Павсаний считал, что это слова происходит от имени &Kappa;ό&lambda;&alpha;&iota;&nu;&omicron;&sigmaf;, так звали человека, правившего в аттическом деме Мирринунт до воцарения Кекропа. Поэтому Павсаний считал, что культ Артемиды Колениды (Ἄ&rho;&tau;&epsilon;&mu;&iota;&sigmaf; &Kappa;&omicron;&lambda;&alpha;&iota;&nu;ί&sigmaf;) зародился в Аттике и оттуда попал на Эвбею. Каллимах же сообщал, что слова &Kappa;&omicron;&lambda;&alpha;&iota;&nu;ί&sigmaf; означает &laquo;безрогая&raquo; и что такой эпитет богиня получила, так как основатель культа Агамемнон принес ей на Эвбее в жертву безрогого (&kappa;ό&lambda;&omicron;&sigmaf;) барана сделанного из воска. В другом фрагменте из Каллимаха сообщается, что в жертву Артемиде Амаринфской приносятся животные без хвоста и с одним глазом. Римский автор Клавдий Элиан говорил, что жители Эретрии приносят в жертву Артемиде Амаринфской искалеченных животных.</p> <p>Еще одно свидетельство о празднике Артемиды в Амаринфе оставил Страбон: &laquo;К этому городу принадлежит селение Амаринф, в семи стадиях от городских стен. Древний город разрушили персы, причем, по словам Геродота, варвары ловили жителей сетями, массами рассеявшись около городских стен (еще и теперь показывают фундаменты зданий, и место это называется Старой Эретрией). Современная Эретрия построена на [развалинах] древнего города. О былом могуществе эретрийцев свидетельствует столб, который они некогда воздвигли в святилище Артемиды Амаринфской. Начертанная на столбе надпись гласит, что они устраивали праздничную процессию с участием 3000 тяжеловооруженных воинов, 600 всадников и 60 колесниц (&laquo;География&raquo;, X, I, 10, перевод Г. А. Стратановского).</p> <p>Это описание Страбона обращало на себя внимание ученых давно. И им, конечно, хотелось найти культовый центр Артемиды Амаринфской. Но экспедиции в окрестностях современных Эретрии и Амаринфа начали работать более ста лет назад, а храма Артемиды так и не могли обнаружить. В 1964 году исследованиями Эретрии стали заниматься швейцарские археологии, а с 1975 года экспедиция Швейцарской археологической школы стала работать на Эвбее каждый сезон. За почти полвека работы швейцарцы нашли храмы Аполлона и Афины, раскопали укрепления западных ворот Эретрии, театр и обширный гимнасий, роскошные виллы римской эпохи с интересными мозаиками. Но храма Артемиды &ndash; главной местной достопримечательности в античные времена &ndash; обнаружить не могли. Не помогали ни указания Страбона, ни расположение современных Эретрии и Амаринфа.</p> <p>С 2007 года, как рассказывает профессор Карл Ребер, археологи начали исследовать территории, лежащие в окрестностях древней Эретрии. Пробный раскоп у подножия холма Палеоэкклисиес примерно в десяти километрах к востоку от Эретрии привел к успеху. Удалось найти остатки монументального портика IV века до н. э., который образовывал восточную и северную границу некоторой территории.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Aerial-view-of-sanctuary-of-Artemis.jpg" alt="" width="600" height="450" /></p> <p><em>Вид раскопок святилища Артемиды сверху</em></p> <p>Тогда швейцарские археологи провели раскопки внутри этого участка, стремясь выяснить, что же там находилось. Он быстро убедились, что нашли перспективное место. Были откопаны руины нескольких строений VI &ndash; II веков до н. э. Нашли постаменты статуй с именами Артемиды, ее брата Аполлона и их матери Латоны. В то же время ученые обратили внимание, что византийской церкви неподалеку были использованы каменные блоки, которые ранее могли быть частями античного храма.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Artemidos-tile.jpg" alt="" width="600" height="450" /></p> <p><em>Надпись </em>&Alpha;&Rho;&Tau;&Epsilon;&Mu;&Iota;&Delta;&Omicron;&Sigma;</p> <p>Надписи и значительные постройки говорили, что святилище Артемиды Амаринфской располагалось именно здесь. Но решающим доказательством найденные там многочисленные керамические фрагменты с прямоугольным штампом &Alpha;&Rho;&Tau;&Epsilon;&Mu;&Iota;&Delta;&Omicron;&Sigma; &laquo;Артемиды&raquo; (родительный падеж).</p>Максим РуссоSun, 01 Oct 2017 19:30:26 +0300http://polit.ru/article/2017/10/01/ps_amarynthos/PROSCIENCEНаукаСобака бога Ноденса http://polit.ru/article/2017/09/30/ps_nodens/<p>В Глостершире археологи-любители <a href="https://www.theguardian.com/science/2017/sep/27/metal-detectorists-unearth-unique-hoard-of-roman-artefacts">обнаружили</a> клад римской эпохи, который включает любопытный артефакт &ndash; бронзовую фигурку собаки с высунутым языком. Вероятно, она связана с культом бога Ноденса, крупное святилище которого располагалось на территории Глостершира в римскую эпоху.</p> <p>Пит Крессуэлл и Эндрю Боутон занимаются поисками древностей с металлоискателями уже сорок лет, но раньше им никогда не удавалось сделать столь значимую находку. &laquo;Как только я понял, что предметы имеют историческое значение, я связался с местной археологической командой, которая была в равной степени взволнована. &ndash; рассказывает Крессуэлл. &ndash; Это большая честь &ndash; иметь возможность внести свой вклад в местную и британскую историю&raquo;. По вызову кладоискателей прибыл археолог Курт Адамс, который пришел к заключению, что клад относится к 318 &ndash; 450 годам н.э. Точное место находки в прессе не сообщается.</p> <p>Фигурка собаки, о которой мы чуть ниже поговорим подробнее, и еще пара монет &ndash; единственные целые изделия в кладе. Все остальное &ndash; фрагменты бронзовых изделий: статуи человека, сосудов, оковки сундука, ложки, ключа, накладок в форме голов животных и людей &ndash; и еще множество кусочков меди непонятного происхождения. На одном из них сохранилась надпись, читающаяся как (V?)MCONIA. Предполагается, что найденный клад представляет собой античный металлолом, собранный для последующей переплавки.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Folded-bronze-rectangles.jpg" alt="" width="250" height="411" /><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Hinge.jpg" alt="" width="250" height="411" /></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Fragment-of-a-face-from-a-figurine.jpg" alt="" width="250" height="296" /><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Lion-head-escutcheon.jpg" alt="" width="250" height="297" /></p> <p><em>Фрагменты бронзовых изделий из клада</em></p> <p>Сейчас с найденными предметами работают специалисты Британского музея, которые должны очистить и реставрировать находки. Когда эта работа будет окончена, оценочный комитет музея должен будет определить стоимость артефактов, после чего соответствующее вознаграждение будет разделено пополам между кладоискателями и владельцем земельного участка.</p> <p>Как мы уже говорили, наибольший интерес среди найденных предметов вызвала статуэтка собаки. Искусно выполненная собака стоит и смотрит вверх, словно ожидая, когда хозяин бросит ей мяч. Рот ее открыт и язык высунут. В лапах, животе и боку собаки есть отверстия, с помощью которых, когда-то фигурка закреплялась на несохранившейся подставке.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Dog-face.jpg" alt="" width="600" height="424" /></p> <p><em>Голова собаки</em></p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Dog-from-all-views.jpg" alt="" width="600" height="590" /></p> <p><em>Статуэтка собаки с разных сторон</em></p> <p>В Великобритании ранее уже находили фигурки собак с высунутым языком. В Национальном музее Уэльса <a href="https://museum.wales/articles/2014-03-05/The-Healing-Power-of-Dogs/">хранятся</a> две бронзовые собаки высотой около пяти сантиметров. Только они не стоят, как собака из Глостершира, а сидят. Фигурки были найдены в Ллис-Ауэл (Llys Awel) в валлийском графстве Конуи. Есть в музее также две бронзовые пластинки, на которых пунктирные углубления образуют изображение собаки. Найдены они на том же участке. Все эти предметы датируются периодом между концом I века до н. э. и концом IV века н. э.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Llys-Awyl-dog.jpg" alt="" width="300" height="264" /><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Llys-Awel-dog-on-base.jpg" alt="" width="270" height="264" /></p> <p><em>Статуэтки собак из Ллис-Ауэл</em></p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Doggy-Votive-With-Shading.jpg" alt="" width="500" height="421" /></p> <p><em>Прорисовка вотивной таблички с изображением собаки</em></p> <p>Все эти собаки связываются исследователями с кельтским богом Ноденсом (Нодонсом, Нудонсом). Крупное святилище Ноденса в Глостершире находилось на территории поместья Линди-Парк близ устья реки Северн. Раскопки этого места начал в 1920-х годах <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Mortimer_Wheeler">Мортимер Уилер</a>, в то время &ndash; молодой ученый из Национального музея Уэльса, а в дальнейшем &ndash; знаменитый британский археолог. Уилер определил, что храмовый комплекс в Линди-Парке был построен вскоре после 364 года до нашей эры и действовал до V века н. э.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/800px-Roman_Temple_-_geograph.org.uk_-_1318760.jpg" alt="" width="600" height="402" /></p> <p><em>Руины храма Ноденса в Линди-Парке</em></p> <p>Он состоял из здания собственно святилища, окруженного галереей, в которой, вероятно, проводились ритуальные процессии, гостиницы для паломников с отдельно стоящими термами, а также здание, где паломники должны были спать, чтобы получить во сне исцеление от болезни или божественное пророчество. Пример подобного общения с богом во сне хорошо известен на другом конце античного мира &ndash; в храме Асклепия в Эпидавре.</p> <p>Уилер нашел в храме Ноденса девять статуй собак, как каменных, так и бронзовых, одна из них изображена с человеческой головой. Некоторые статуи кажутся похожими на ирландских волкодавов, так что историки собаководства считают их самыми древними изображениями представителей этой породы.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Dog_of_Nodens.png" alt="" width="500" height="259" /></p> <p><em>Одна из собак Ноденса в Линди-Парке</em></p> <p>Объяснить связь собаки с богом исцеления, ученым опять помогает аналогия с греческим Асклепием. Священным животным этого бога была не только змея, но и собака. Собаки содержались в храмах Асклепия в Эпидавре, Афина, в Лебене на Крите, а позже и в Риме. Павсаний сообщает легенду, о том, что младенца Асклепия, бросила мать, родившая его от Аполлона, то младенца выкормила коза, а охраняла собака. Собака была изображена у подножия трона статуи Асклепия в Эпидавре. Статуя не дошла до нас, но мы хорошо можем представить ее по античным монетам. Считалось, что собаки, жившие в храме, вылизывая раны паломников, исцеляли их. Можно предположить, что подобную роль они могли играть и в кельтском культе Ноденса.</p> <p>В святилище Линди-Парка были найдены и другие подношения. Среди них 320 костяных булавок, около 300 бронзовых браслетов и более восьми тысяч монет. Костяные булавки в качестве подношений встречаются и в других кельтских культовых центрах Британии. Булавка символизировала беременность и удачные роды, так что их приносили в дар богу бесплодные и беременные женщины. В Линди-Парке нашли каменную статуэтку высотой около полуметра, изображающую сидящую на троне богиню с рогом изобилия в руках. Может быть, это божественная жена бога-целителя Ноденса, покровительствующая роженицам?</p> <p>На связь Ноденса с целительством некоторые находки из Линди-Парка указывают явно. Пустотелая бронзовая рука заставляет снова вспомнить Асклепия, в дар которому приносили скульптурные изображения исцеленных частей тела. Также нашли печатку, которой античный окулист помечал составленную им глазную мазь, и костяную пластинку с анатомически точным изображением женщины.</p> <p>Нашел Мортимер Уилер также бронзовую статую бога, который стоит на колеснице, запряженной четверкой лошадей, и держит в правой руке палицу. На бронзовом рельефе из Линди-Парка бог также правит квадригой, держа при этом кнут, по бокам его стоят юноши с факелами, а ниже изображены тритоны, державшие якоря. В этих образах исследователи находят черты Ноденса как солнечного бога, а тритоны указывают на его связь и с водой.</p> <p>Водная стихия была представлена и на мозаичном полу храма, где можно было увидеть разных морских тварей. Мозаика была создана в IV веке и была даром храму от Тита Флавия Сенилиса. Нашлись и рельефы, изображающие морское божество с раковиной и якорем, а также рыбаков и тритонов. На одном из этих рельефов рыбак ловит рыбу. Исследователи видят в ней лосося и подозревают связь этого изображения с кельтским культом &laquo;Мудрого лосося&raquo;. Эти подозрения укрепляет тот факт, что всезнающей &laquo;лосось из Ллин-Ллиу&raquo; &ndash; герой легенды &laquo;<a href="http://www.fbit.ru/free/myth/texty/mabinogi/007.htm">Килух и Олвен&raquo;</a> из валлийского сборника &laquo;Мабиногион&raquo; ассоциировался как раз с рекой Северн, на берегу которой стояло святилище Ноденса.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/Noden_bronze_plate.png" alt="" width="600" height="417" /></p> <p><em>Прорисовки бронзовых пластин с рельефами</em></p> <p>Найдены в Линди-Парке и посвятительные надписи. Например, такая D(eo) M(arti) Nodonti Flavius Blandinus Armatura v(otum) s(olvit) l(ibens) m(erito) &laquo;Богу Марсу Нодонсу &ndash; Флавий Бландин Арматура обет исполнил охотно достойно&raquo;. Как мы видим, в римской Британии Нодос ассоциировался с Марсом. Нас не должно это сильно удивлять. Марс &ndash; чуть ли не самый популярный бог, если оценивать число отождествлявшихся с ним &ldquo;варварских&rdquo; божеств. Дело в том, что военное дело было довольно поздней функцией Марса, а ранее он был богом сельской общины, отчасти аграрным, отчасти &ndash; защитником, отвращающим различные бедствия.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/RIB305.png" alt="" width="600" height="370" />&nbsp;</p> <p><em>Посвятительная надпись Флавия Бландина Арматуры</em></p> <p>Впрочем, Ноденс отождествлялся не только с Марсом. Мы видели его стоящим на колеснице, подобно солнечному богу. Связь с собаками дает возможность вспомнить бога леса и охоты Сильвана. А одна надпись из Виндоланды содержит посвящение Deo N(odonti) Neptu&hellip; &laquo;Богу Нодонсу Нептуну&raquo; &ndash; вспомним мозаики и рельефы из Линди-Парка с раковинами, якорями и тритонами. А в двух надписях из Линди-Парка Ноденс отождествляет еще и с Меркурием.</p> <p>Еще одна надпись из Линди-Парка нанесена на бронзовую табличку с изображением лающей собаки. Автор сообщает: Pectilus votum quod promissit Deo Nudente M(arti) dedit &laquo;Пекул богу Марсу Нуденсу дал обет, который обещал&raquo;.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/RIB307.png" alt="" width="386" height="609" /></p> <p><em>Прорисовка рельефа с посвятительной надписью Пекула</em></p> <p>Необычна другая надпись Devo Nodenti Silvianus anilum perdedit demediam partem donavit Nodenti inter quibus nomen Seniciani nollis petmittas sanitatem donec perfera usqve templvm dentis &laquo;Богу Ноденсу. Сильвиан кольцо потерял. И дал [за его возвращение?] Ноденсу половину его стоимости. Из тех, кто носит имя Сенициан, пусть никто не будет здоров, пока не принесет его в храм&raquo;. Видимо, Сильвиан подозревал Сенициана в краже кольца. Интересно, что золотое кольцо с владельческой надписью Сенициана нашли 1785 году в Сильчестере, более чем в 100 километрах от Лидни-парка, подробнее об истории этого кольца можно в очерке <a href="http://polit.ru/article/2013/04/18/ps_vyne_ring/">&laquo;Прототип кольца Всевластья&raquo;</a>.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/30/RIB306.png" alt="" width="392" height="494" /></p> <p><em>Надпись, сообщающая о потере кольца</em></p> <p>Среди божеств кельтских народов, засвидетельствованных письменными источниками, этимологическим аналогом британского Ноденса оказывается ирландский Нуаду Айргетлам (Нуаду Среброрукий), король племен богини Дану. Когда в битве Нуаду потерял руку, он утратил и трон, так как физическое увечье лишало его права быть королем. Бог Диан Кехт сделал для Нуаду серебряную руку, а сын Диан Кехта Миах вырастил на этой руке плоть, что позволило Нуаду снова стать королем. В связи с этой историей мы можем вспомнить бронзовую руку, найденную в Линди-Парке.</p> <p>А в уже упомянутой легенде &laquo;Килух и Олвен&raquo; был персонаж Ллудд с серебряной рукой (Lludd Llaw Eraint), в других валлийских сказаниях встречается более древняя форма его имени Нудд, которая тоже этимологически родственна имени Ноденса. Добавим, что одна из этимологий топонима Линди возводит его к древнеанглийскому *<em>Lydan-eġ</em> &laquo;остров Ллуда&raquo;. За пределами Британии сходное имя божества &ndash; Noadatus &ndash; встречается в посвятительной надписи римской эпохи, которую нашли в Майнце.</p> <p>Кельтолог Виктор Калыгин в своем &laquo;Этимологическом словаре кельтских теонимов&raquo; предполагает, что имя Nōdon(t)s происходит из *Noudonts &lt; *neudont-s &laquo;дающий обновление&raquo;, представляющего собой сложение индоевропейских корней *neu̯o &laquo;новый&raquo; и *dō- &laquo;давать&raquo;. Также это имя пытаются сопоставлять с готским словом nuta &laquo;рыбак&raquo;, вспоминая о рыболовной символике на рельефе из Линди-Парка. Еще одна этимология возводит имя Нодос к *noudons, образованному от *noud &laquo;хватать&raquo;, с возможным влиянием корня *snad &laquo;защита&raquo;.&nbsp;</p>Максим РуссоSat, 30 Sep 2017 19:42:16 +0300http://polit.ru/article/2017/09/30/ps_nodens/PROSCIENCEНаукаМалярия: битва в кишечнике комара http://polit.ru/article/2017/09/29/ps_malaria/<p>Сразу две исследовательских группы обнаружили, что для борьбы с малярией можно использовать бактерий, населяющих пищеварительную систему малярийных комаров. В одной работе бактерий сделали источником белка, предотвращающего развитие возбудителя малярии. В другой кишечные бактерии помогли успешно размножаться малярийным комарам, в геноме которых были сделаны изменения, блокирующие передачу болезни.</p> <p>После того, как малярийный комар укусит зараженного человека, возбудитель болезни &ndash; малярийный плазмодий &ndash; попадает в его организм и проходит там следующие стадии своего развития, а затем после очередного укуса комар передает его другому человеку.&nbsp; Марсело Джекобс-Лорена (Marcelo Jacobs-Lorena) из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе и его коллеги создали генетически модифицированных бактерий, которые, обитая в кишечнике малярийного комара, боролись с попадающим туда плазмодием вида <em>Plasmodium falciparum</em>, на долю которого приходится более 90&nbsp;% случаев малярии.</p> <p>Но ученым не удавалось добиться устойчивой передачи модифицированных бактерий внутри популяций комаров, а это делало метод неэффективным. Заражать в природе каждого комара индивидуально невозможно, а конкуренция среди бактерий в кишечнике слишком велика, чтобы гарантировать, что именно нужные бактерии выживут и будут передаваться другим комарам.</p> <p>Проблему смог решить Сибао Ван (Sibao Wang), работавший в лаборатории Джекобса-Лорены, а потом ставший сотрудником Китайской академии наук в Шанхае. При работе с комарами <em>Anopheles</em> <em>gambiae</em> Сибао Ван выделил новый штамм бактерий из рода <em>Serratia</em>, отличающийся повышенной способностью к распространению среди комаров.</p> <p>Сибао Ван кормил самок комара <em>Anopheles gambiae</em> сахарным раствором, содержавшим бактерий <em>Serratia</em>. Бактерии быстро заселили кишечники комаров. Они передавались яйцам, отложенным самкой, и далее личинкам. Сибао Ван также обнаружил, что бактерии передаются от самцов к самкам при спаривании.</p> <p>Новый штамм оказался идеальным кандидатом, и ученые внесли изменения в его геном, наделив его генами, которые вырабатывают смертельные для малярийного плазмодия белки. Экспериментальная проверка показала, что у комаров, к которым в кишечник поселили модифицированных бактерий, через два дня после питья зараженной малярией крови в организме было на 93&nbsp;% меньше малярийных плазмодиев, чем у комаров из контрольной группы. Данный результат представлен в <a href="http://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aan5478">статье</a>, опубликованной журналом Science.</p> <p>Теперь Марсело Джекобс-Лорена и его коллеги готовятся проверить свой метод в полевых условиях. Они подготовили небольшой испытательный полигон в Замбии: огороженный участок &laquo;с растениями, цветами и маленькой хижиной&raquo;, где будет проверяться передача бактерии среди местных малярийных комаров.</p> <p>Другая команда, тоже работающая в Университете Джонса Хопкинса, занимается малярийными комарами <em>Anopheles stephensi</em>, которые получили гены, увеличивающие количество белка Rel2. Этот ген делает невозможным развитие в организме комаров малярийного плазмодия. В ходе своей работы Джордж Димопулос (George Dimopoulos) и его коллеги отметили, что комары, геном которых был модифицирован, более успешны в размножении, чем их собратья.</p> <p>Они исследовали это явление и обнаружили, что и тут не обошлось без кишечных бактерий. Как объясняет Димопулос, белок Rel2 влияет на видовой состав этих бактерий, а от него, в свою очередь, зависит химический состав веществ, выделяемых комаром для привлечения партнеров. Эксперимент показал, что генетически модифицированные самцы чаще спаривались с немодифицированными самками, тогда как немодифицированные самцы предпочли модифицированных самок.</p> <p>В результате, если в начале эксперимента, нужный ген имелся только у половины комаров, то уже в следующем поколении его имели 90&nbsp;% насекомых и такая доля сохранялась на протяжении десяти поколений. Итоги исследования также <a href="http://science.sciencemag.org/content/357/6358/1396">опубликованы</a> в Science. Димопулос полагает, что такой способ распространения генов, дающих комарам устойчивость к плазмодию, более простой, чем предлагавшиеся ранее методы, связанные с редактированием генома.</p>Максим РуссоFri, 29 Sep 2017 09:44:03 +0300http://polit.ru/article/2017/09/29/ps_malaria/PROSCIENCEНаукаDeep Space Gateway: теперь с Россией http://polit.ru/article/2017/09/28/ps_dsg/<p>Продолжают поступать новости с <a href="http://www.iafastro.org/events/iac/iac-2017/">68-го конгресса</a> Международной федерации астронавтики, который проходит сейчас в Аделаиде. Только недавно <a href="http://polit.ru/news/2017/09/26/ps_australia_space/">было объявлено</a>, что Австралия создаст собственное агентство космических исследований, как пришло еще более интересное сообщение: &laquo;Роскосмос&raquo; и NASA будут совместно работать над созданием на окололунной орбите обитаемой космической станции Deep Space Gateway. О достигнутом соглашении рассказал глава &laquo;Роскосмоса&raquo; Игорь Комаров.</p> <p>Впервые о Deep Space Gateway стало известно в конце марта этого года, когда о планах ее создания <a href="https://www.nasa.gov/feature/deep-space-gateway-to-open-opportunities-for-distant-destinations">сообщили</a> работники NASA. Станция должна стать ключевой частью долговременной инфраструктуры, которая обеспечит в будущем космические полеты не только к Луне, но и к Марсу. По первоначальным планам NASA, для постройки у Луны такой станции должны были использоваться космические корабли <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Orion_(spacecraft)">&laquo;Орион&raquo;</a> и сверхтяжелые ракеты-носители <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Launch_System">Space Launch System</a> (SLS), над созданием которых сейчас тоже усиленно работают в NASA.</p> <p>С 2021 по 2026 год запланировано четыре пилотируемых полета &laquo;Орионов&raquo; к Луне, в ходе которых должны быть доставлены на орбиту и собраны отдельные модули станции Deep Space Gateway. Среди них будут энергетический модуль (Gateway Power/Propulsion Module), жилой модуль (Cislunar Habitation Module), логистический модуль (Gateway Logistics Module) и шлюзовой модуль для выхода в открытый космос (Gateway Airlock Module). Станция будет снабжена стыковочными узлами для приема космических кораблей. Энергетический блок будет весить восемь &ndash; девять тонн и генерировать мощность до 40 кВт. Также он будет снабжен маневровыми двигателями мощностью 12 кВт и будет способен двигаться на жидком топливе. Это даст станции возможность переходить в случае необходимости с одной окололунной орбиты на другую. В логистическом модуле станции будет установлена роботизированная рука-манипулятор, которая разрабатывается инженерами из Канады.</p> <p>По расчетам, на станции должны работать экипажи в четыре человека, а время пребывания доходить до 42 дней. Разместится она <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B0%D0%BB%D0%BE-%D0%BE%D1%80%D0%B1%D0%B8%D1%82%D0%B0">на гало-орбите</a>, в одной из <a href="https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%BE%D1%87%D0%BA%D0%B8_%D0%9B%D0%B0%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B6%D0%B0#L1">точек Лагранжа</a> системы Земля &ndash; Луна. Затем станция начнет принимать сменные долговременные экипажи и стать базой для экспедиций по исследованию Луны. С самого начала NASA допускало участие в программах лунной станции зарубежных и коммерческих партнеров. Начальник отдела пилотируемых экспедиций НАСА (<a href="https://www.nasaspaceflight.com/?s=HEOMD">Human Exploration and Operations Mission Directorate, HEOMD</a>) Уильям Джерстенмейер (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/William_H._Gerstenmaier">William H. Gerstenmaier</a>), <a href="https://www.nasaspaceflight.com/2017/04/nasa-goals-missions-sls-eyes-multi-step-mars/">представлявший проект</a> в марте 2017 года упомянул, например, что Японское аэрокосмическое агентство уже обдумывает создание собственного модуля на Deep Space Gateway.</p> <p>Но главная цель окололунной орбитальной станции &ndash; стать промежуточной остановкой для межпланетных полетов на корабле Deep Space Transport. Перелет корабля окололунной станции был предварительно запланирован на 2027 год. В 2029 году запланирован тренировочный полет корабля продолжительностью 300 &ndash; 400 дней в окололунном пространстве, фактически &ndash; репетиция полета к Марсу. А в 2033 году Deep Space Transport должен отправиться от орбитальной станции к Марсу и вернуться назад. Продолжительность этой экспедиции составит около трех лет.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/08/17/ps_sunsetmars.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Фото: NASA</em></p> <p>Более отдаленные планы подразумевают многократное использование кораблей Deep Space Transport, которые будут доставлять экипажи к месту назначения (например, к обитаемой базе на Марсе или же домой на Землю), затем возвращаться к станции на лунной орбите для технического обслуживания и заправки, а потом забирать следующий экипаж.</p> <p>Но любые впечатляющие планы NASA зависят от финансирования, которое выделяет Конгресс США. А позиция конгрессменов относительно необходимости давать деньги на космические исследования может меняться. Проекту, рассчитанному как минимум на два десятилетия, существовать в таких условиях почти невозможно. Еще в апреле Джерстенмейер говорил: С нашей точки зрения, очень важно, чтобы мы получили четкое представление о том, каков бюджет. Мы находимся в самой критической фазе развития, где необходима определенность бюджета, чтобы мы могли сделать правильное планирование с точки зрения контракта, с точки зрения аппаратного обеспечения и сборки, а также с точки зрения сроков эксплуатации&raquo;.</p> <p>Поскольку положиться на политиков нельзя, NASA в итоге приняло естественное решение усилить международное сотрудничество в создании Deep Space Gateway, чтобы увеличить шансы реализации проекта. Как рассказал Игорь Комаров, &laquo;Роскосмос&raquo; будет участвовать в постройке орбитальных модулей и разработке стыковочного механизма, который должен будет подходить, как для американских, так и для российских аппаратов. Возможно, свою службу при постройке Deep Space Gateway сослужит и российская сверхтяжелая ракета, которую собираются сделать на основе разрабатываемой сейчас в РКК &laquo;Энергия&raquo; ракеты-носителя среднего класса &laquo;Союз-5&raquo;. Также Комаров сообщил о вероятном участии в проекте Deep Space Gateway стран БРИКС.</p>Максим РуссоThu, 28 Sep 2017 10:00:55 +0300http://polit.ru/article/2017/09/28/ps_dsg/PROSCIENCEНаукаМедленное возвращение сознания http://polit.ru/article/2017/09/26/ps_vns/<p>Экспериментальная стимуляция нервной системы <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/09/experimental-nerve-stimulation-therapy-partially-revives-man-long-term-vegetative-state">оказалась способной</a> частично оживить человека, который долгие годы провел в вегетативном состоянии. Авторы методики уверены в ее перспективности, хотя комментарии других специалистов более сдержаны.</p> <p>В мире сотни тысяч больных находятся в вегетативном состоянии. Чаще всего это случается после травм мозга, также причиной может стать длительное кислородное голодание мозга при нарушении работы сердца. Пациенты не реагируют на окружающую действительность, не разговаривают, не шевелятся сознательно. Однако работа мозга у них не прекращается полностью. Например, на их энцефалограмме выявляются циклы сна и бодрствования. Иногда они способны открывать глаза и глотать при кормлении. Некоторые пациенты спонтанно стонут, плачут, улыбаются и проявляют другие признаки частичного сознания.</p> <p>В 2006 году вышла работа британского нейробиолога Адриана Оуэна (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Adrian_Owen">Adrian M. Owen</a>), работающего сейчас в Канаде, где рассказывалось, как ученые смогли получить от находящегося в вегетативном состоянии пациента ответы &laquo;да&raquo; или &laquo;нет&raquo; на задаваемые устно вопросы. Для этого его просили представить, как он ходит по дому или как играет в теннис. Соответствующие паттерны активности нейронов мозга служили положительным или отрицательным ответом на заданный вопрос. В 2013 году Оуэном и его коллегами была обнаружена реакция мозга некоторых пациентов на показанный им фильм-триллер (подробнее об этом можно прочитать в очерке <a href="http://polit.ru/article/2014/09/17/ps_owen/">&laquo;Хичкок для тех, кто в коме&raquo;</a>). Но прогноз для пациентов в вегетативном состоянии обычно неоптимистичен. Большинство экспертов полагают, что вегетативное состояние, сохраняющееся более года, останется&nbsp; навсегда.</p> <p>В 1990-е годы внимание <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20460949">привлек</a> снотворный препарат <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Zolpidem">золпидем</a>, который вводили пациентам в вегетативным состоянии для нормализации сна. В некоторых случаях спустя некоторое время после получения препарата люди начинали говорить, после десятка лет, проведенных без движения. Но эффект обычно пропадал, когда золпидем выводился из организма, и пациенты возвращались в вегетативное состояние.</p> <p>Нынешний эксперимент был проведен группой исследователей из Института когнитивных наук Лионского университета имени Марка Женнеро и нейрохирургического отделения городской больницы под руководством Анжелы Сиригу (Angela Sirigu). В качестве пациента в нем выступил 34-летний мужчина, который 15 лет назад впал в кому после автомобильной аварии. С тех пор он не говорил, не двигался и проявлял каких-либо других признаков сознания. Теперь врачи попытались восстановить активность его мозга при помощи электростимуляции блуждающего нерва.</p> <p>Напомним, что блуждающий нерв (точнее десятая пара черепных нервов) начинается от продолговатого мозга и спускается по шее к грудной и брюшной полости. Он содержит как афферентные нервные волокна, по которым нервные импульсы передаются от органов тела к мозгу, так и эфферентные, где передача идет в обратном направлении. Ответвления блуждающего нерва иннервируют мышцы мягкого нёба, глотки, гортани, легких, желудка, части кишечника, сердца и других органов.</p> <p><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Vagus_nerve_stimulation">Электростимуляция блуждающего нерва</a> с 1997 года применяется для лечения эпилепсии, немного позже ее стали использовать при депрессии, а недавно была&nbsp;<a href="http://polit.ru/news/2014/12/26/ps_implant/">доказана ее эффективность</a> при ревматоидном артирите. Для стимуляции в грудь пациента имплантируется небольшой прибор, размером примерно с ладонь, который испускает слабые электрические импульсы. Сила тока у стимулятора меньше одной сотой доли от силы тока батарейки в наручных часах. Хотя, как мы говорили, эффективность метода была подтверждена для нескольких расстройств, механизм его воздействия остается неясным.</p> <p>Однако Анжела Сиругу полагала, что он может оказаться действенным и для возобновления активности больших полушарий мозга у пациентов в вегетативном состоянии, поскольку блуждающий нерв связан с таламусом &ndash; отделом мозга, который играет важную роль в регуляции уровня сознания, процессов сна и бодрствования, концентрации внимания. После того, как стимулятор был имплантирован в грудную полость пациента и начал свою работу, исследователи постоянно следили за мозговой активностью пациента, а также проверяли его способность реагировать на устные команды и следить глазами за объектом.</p> <p>В начале никаких признаков пробуждения сознания не было. Но спустя месяц мужчина начала реагировать на внешние раздражители. Он смог поворачивать голову по устной просьбе врача. Когда к его лицу приближался врач, он широко открывал глаза. Он стал способен следить глазами за объектом. А когда включили запись его любимой музыки, на глазах мужчины показались слезы. На данный момент врачи оценивают его состояние как &laquo;минимально сознательное&raquo;.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/26/ps_170922150513-02-man-15-year-coma-regains-consciousness-study-exlarge-169.jpg" alt="" width="600" /></p> <p><em>Увеличение активности мозга после стимуляции. Илл.: Marc Jeannerod/Institut des Sciences Cognitives</em></p> <p>Энцефалограмма показывала увеличение активности мозга, в частности тета-ритма, в областях мозга, используемых в движении, ощущении и осознанности. Позитронно-эмиссионная томография продемонстрировала увеличение метаболической активности в кортикальных и подкорковых областях мозга.</p> <p>Стимуляция блуждающего нерва и наблюдение за состоянием больного продолжались на момент публикации статьи девять месяцев. Дальнейших улучшений не было, но не было и возврата к вегетативному состоянию. Поэтому Анжела Сиригу и ее соавторы полагают, что их метод может быть использован для возврата пациентов хотя бы к некоторому базовому уровню сознания.</p> <p>Для семей таких пациентов даже такие проявления сознания становятся поводом для радости. Хотя Анжела Сиригу признает, что им приходится соглашаться на применение к их родным экспериментального и потенциально опасного метода. &laquo;Мы очень благодарны этому пациенту и его семье, &ndash; говорит она. &ndash; Они проявили много мужества&raquo;.</p> <p>Объяснения действенности метода пока остаются не более чем гипотезами. Анжела Сиригу полагает, что при подобных травмах мозга активность таламуса сохраняется, но из-за повреждения связей между нейронами его сигналы становятся слишком ослабленными, чтобы доходить до других частей мозга. Электрические стимулы увеличивают мощность сигналов и обеспечивают возможность для проявлений сознания.</p> <p>Нейробиолог Николас Шифф (Nicholas Schiff) из Нью-Йорка говорит, что одного пациента пока рано, чтобы делать далеко идущие выводы, но некоторый оптимизм все-таки возможен. Теперь исследователям нужно будет провести подобные эксперименты с большим числом пациентов, оценивая продолжительность и силу стимуляции. Это непростая задача, которая потребует не только усилий ученых и затрат времени, но и финансовой поддержки. Страховые компании могли бы оплатить экспериментальный метод реабилитации, но, по словам Шиффа, убедить их в том, хотя бы кто-то может быть возвращен к полноценному сознанию, или что появление базовых признаков сознание можно счесть частичной реабилитацией, будет сложным делом. Эндрю Коул (Andrew Cole) из Гарвардской медицинской школы тоже полагает, что нельзя говорить о новом методе, пока он применен только к одному пациенту. Причиной улучшения его состояниями теоретически могли быть хирургическая операция по вживлению стимулятора, частое наблюдение, перемещение в томограф и из него. Коул также выразил надежду, что в будущем у ученых появится больше примеров для подтверждения нынешних выводов.</p> <p>В будущем Анжела Сиригу надеется применить стимуляцию блуждающего нерва на ранней стадии после черепно-мозговой травмы, чтобы, возможно, помочь пациенту избежать значительного ухудшения. Основания для такой надежды есть, так как отмечено, что стимуляция блуждающего нерва увеличивает количество <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Brain-derived_neurotrophic_factor">нейротрофического фактора мозга</a> &ndash; белка, который стимулирует развитие нейронов и защищает их от повреждений.</p> <p>В новых экспериментах, возможно, будет применена неинвазиваня стимуляция, когда прибор не импланируется в тело пациента, а устанавливается на поверхности кожи. Когда Анжела Сиригу приступала к своему исследованию, этот метод еще не появился. Но, как говорит она, еще предстоит выяснить, отличается ли воздействие на пациентов в вегетативном состоянии при инвацивном и неинвазивном способе стимуляции.</p>Максим РуссоTue, 26 Sep 2017 10:00:21 +0300http://polit.ru/article/2017/09/26/ps_vns/PROSCIENCEНаукаСвиньи придут на помощь http://polit.ru/article/2017/09/24/ps_africa_dna/<p>Долгое время ксенотрансплантация, то есть пересадка человеку донорских органов от других видов животных, считалась неосуществимой. Из-за иммунного отторжения донорские органы просто не могли прижиться в организме. Но в последние годы ситуация начала меняться. На <a href="http://www.ixa2017.org/">14-м конгрессе Международной ассоциации ксенотрансплантации</a>, только что завершившимся в Балтиморе, исследователи были <a href="http://www.sciencemag.org/news/2017/09/scientists-grow-bullish-pig-human-transplants">настроены оптимистично</a>. Наиболее вероятными кандидатами в доноры для пациентов-людей они называются обезьян и свиней. Стоит упомянуть, что сразу после закрытия конгресса многие его участники продолжили работу на 6-й международной конференции <a href="http://www.ixa2017.org/home-sbr">&laquo;Свиньи в биомедицинских исследованиях&raquo;</a>, которая завершится в понедельник. Материалы конгресса опубликованы в специальном номере журнала Xenotransplantation.</p> <p>Научиться преодолевать несовместимость и использовать донорские органы животных действительно важная задача. Ксенотрансплантаты могут спасти тысячи жизней. Ведь до сих пор от 20&nbsp;% до 30&nbsp;% пациентов, нуждающихся в пересадке органа, умирают, не дождавшись потенциального донора. Но для этого надо обмануть иммунную систему пациента и заставить ее воспринимать орган животного как собственный.</p> <p>Генетически ближе всего к людям оказываются шимпанзе. Кроме того, их органы имеют сходный размер с человеческими. Но шимпанзе слишком немногочисленны, поэтому в качестве другого кандидата выступают бабуины. Их довольно много, но с ними связан целый ряд проблем: органы бабуинов меньше человеческих, у них редко встречается нулевая группа крови, а беременность длится довольно долго &ndash; значит, подготовив эмбриона с нужными свойствами, врачам и пациенту придется долго ждать его появления на свет. К тому же близость обезьян человеку не только облегчает возможную ксенотрансплантацию, но и несет угрозу: болезни у них тоже близкие, поэтому велик риск передачи их вместе с донорским органом.</p> <p>Поэтому чаще всего в качестве возможных кандидатов в доноры рассматриваются домашние свиньи. Их более далекое родство с человеком снижает риск передачи заболеваний. Органы свиней подходят нам по размеру. И уж свиньи точно доступны в большом количестве. В современных экспериментах по ксенотрансплантации чаще всего свиньи выступают в качестве донора, а бабуины &ndash; как модель человеческого организма.</p> <p>В 2014 году исследователи из Национального института сердца, легких и крови (National Heart, Lung, and Blood Institute, NHLBI) <a href="http://www.sciencedaily.com/releases/2014/08/140818113430.htm">сумели добиться</a>, чтобы сердца от генетически модифицированных поросят, имплантированные в брюшную полость бабуина, оставались живыми более года. Они генетически модифицировали свиней, дающих донорские органы, убирая из их генома ряд генов, вызывающих иммунный ответ у человека, и, наоборот, вводя туда некоторые человеческие гены. Также они разрабатывали методы специфической иммуносупрессии, которая предотвращает отторжение донорского органа, но не подавляет иммунную систему организма в целом.</p> <p>Пересаженные сердца были размещены в брюшной полости бабуинов и подключены к их кровеносной системе. Исследователи <a href="http://polit.ru/news/2014/08/20/ps_heart/">обнаружили</a>, что в одной группе средний срок жизни трансплантата составил более 200 дней, резко превысив сроки в других группах (от 21 до 80 дней). Три донорских сердца продолжали биться от 200 до 500 дней и были живы на момент подачи статьи в журнал.</p> <p>У свиней, сердца которых были использованы в этой экспериментальной группе, в геноме содержался человеческий ген, кодирующий белок <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Thrombomodulin">тромбомодулин</a>. Человеческий тромбомодулин позволил избежать свертывания крови в капиллярах, которое ранее было характерным явлением при трансплантации. Другим фактором, обеспечившим успех, стало использование гибридных антител, полученных от мышей и макак-резусов (2C10R4). В группе с самым длительным выживанием не было отмечено никаких осложнений, в том числе инфекций. О ряде других исследований по выращиванию в организме свиней органов для пересадки человеку можно прочитать в очерке <a href="http://polit.ru/article/2016/01/16/ps_pig/">&laquo;Свинячье сердце&raquo;</a>.</p> <p>Еще один возможный метод связан с использованием человеческих индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (<a href="http://polit.ru/article/2013/12/30/ps_stem_cells/">iPS-клеток</a>), которые вводятся в свиные эмбрионы. В начале этого года <a href="http://polit.ru/news/2017/01/27/ps_pig_and_human/">подобный эксперимент</a> провела группа из Института биологических исследований Солка в Сан-Диего. Модифицированные эмбрионы были имплантированы самкам свиней и за их развитием следили в течение месяца. Хотя ученые пересадили около двух тысяч эмбрионов, выжили в месячный срок всего 186 из них, да и то некоторые развивались медленнее нормы. Однако выжившие человеческие клетки внутри них обнаружились. В ближайшей перспективе этот метод позволяет испытывать лекарства на человеческих тканях, находящихся в организме свиньи. А в дальнейшем, возможно, позволит выращивать свиней с человеческими органами, подготовленными для трансплантации.</p> <p>Специалист по пересадке сердца из Медицинской школы Университета штата Мэриленд Мохаммад Мохиуддин (Muhammad M. Mohiuddin), под руководством которого был проведен описанный выше эксперимент 2014 года, на нынешнем конгрессе сказал: &laquo;То, что мы считали очень далеким, похоже, становится ближайшим будущим&raquo;. Он был модератором одной из секций конгресса, на которой ученые обсуждали возможное применение ксенотрансплантации с представителями Федерального агентства США надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), разрешение которого необходимо получить при введение в стране любого нового лекарства или метода лечения.</p> <p>Ученым нашлось, что продемонстрировать своим коллегам и работникам FDA. Парсия Вагефи (Parsia Vagefi) из Гарвардской медицинской школы рассказала о новом опыте пересадки печени от свиньи бабуинам. Если до этого рекорд выживания после такой трансплантации был равен девяти дням, то теперь два бабуина прожили после нее почти месяц. Ранее в этом году команда из Университета Эмори объявила, что почка генетически модифицированной свиньи смогла прожить более 400 дней в организме макаки-резус, побив прежний рекорд более чем на 250 дней. И непосредственно на конгрессе группа исследователей, возглавляемая Бруно Рейхартом из Мюнхенского университета сообщила о новом успешном опыте по пересадке свиного сердца в организме бабуина.</p> <p>Эксперимент Рейхарта и его коллег был рассчитан на 90 дней, но и по достижении этого срока подопытный бабуин был, как сказали ученые, &laquo;в очень хорошем состоянии как сказали ученые, "буин был г был рассчитан на 90 дней, но и по достижении этого срока подопытный бабуин был .</p> <p>виньи. е вимо&raquo;. Это первый случай, когда бабуин с пересаженным сердцем достиг рубежа в три месяца жизни после операции. Еще 20 лет назад такой срок Международная ассоциация ксенотрансплантации определила как необходимый для того, чтобы эксперименты по пересадки органов животных можно было провести на людях. Правда, нужно выполнить и другое условие: не менее трех месяцев должны прожить 60% животных, которые получили пересаженный орган. Сейчас сотрудники Мюнхенского университета намерены продолжить опыты с бабуинами. Они надеются перейти к клиническим испытаниям пересадки выращенного в свинье сердца через два &ndash; три года.</p> <p>Но остается немало нерешенных проблем. Исследователи пока еще не в состоянии дать пациентам донорский орган свиньи, который проработает в их организме всю оставшуюся жизнь. Не удается добиться серьезных успехов в ксенотрансплантации легких. Иммунитет донора в случае пересадки легких приходится ослаблять настолько, что подопытные животные выживают всего лишь несколько дней. Мартина Ротблатт (United Therapeutics Corporation), генеральный директор United Therapeutics Corporation, владеющей команией Revivicor &ndash; основным поставщиком генетически модифицированных свиней, говорит, что ксенотрансплантация может стать &laquo;коммерческим хитом&raquo;, только в случае успешных пересадок органов десяткам и сотням тысяч людей, а такое количество вряд ли будет достигнуто с плохо приживающимися органами, которые будут требовать огромного количества иммуносупрессоров.</p> <p>Но ученые считают, что, даже не добившись идеальной ксенотрансплантации, они смогут предложить свои методы для клинической практики. Как объясняет Дэвид Купер (David Cooper) из Университета Алабамы, занятый проблемами иммунитета при трансплантации, пациенты, нуждающиеся в пересадке почки, должны еженедельно проходить процедуру диализа крови. Их жизнь сильно облегчила бы даже временная почка из организма свиньи, которая не проработает долго из-за постепенного отторжения, но позволит им дождаться подходящей почки от донора-человека.</p>Максим РуссоSun, 24 Sep 2017 19:38:18 +0300http://polit.ru/article/2017/09/24/ps_africa_dna/PROSCIENCEНаукаЛицо Марии Магдалины из Прованса http://polit.ru/article/2017/09/23/ps_mm/<p>Французские исследователи <a href="http://news.nationalgeographic.com/2017/09/mary-magdalene-face-skull-france-video-spd/">сообщили</a>, что восстановили внешний облик женщины, чей череп хранится в соборе города Сент-Максимен-ла-Сент-Бом и почитается верующими как принадлежащий Марии Магдалине. Прежде, чем рассказать о результатах их работы, стоит обсудить, как оказался этот череп в Провансе и насколько можно верить, что он действительно принадлежит евангельской героине.</p> <p>Канонические евангелия сообщают о Марии Магдалине немногое. Иисус излечил ее, изгнав из нее семь бесов, после чего она присоединилась к общине учеников Иисуса. Мария Магдалина присутствовала при казни и погребении Иисуса, вместе с другими женами-мироносицами была извещена ангелом об его воскресении. Затем, первой из людей, она встретила воскресшего Иисуса Христа и сообщила об этом апостолам.</p> <p>Остальные подробности уже относятся к церковному преданию. Оттуда мы узнаем, что Мария Магдалина, совместно с другими апостолами проповедовала новую веру. Согласно византийским версиям ее жития, Мария Магдалина посетила Рим, после чего направилась в Эфес, где помогала в распространении христианства Иоанну Богослову. В Эфесе она умерла, а в X веке, в годы правления императора Льва VI, ее мощи были перенесены из Эфеса в константинопольский монастырь святого Лазаря.</p> <p>В &laquo;Четьях-Минеях&raquo; Дмитрия Ростовского говорится также, что, по утверждению римско-католической церкви, &laquo;мощи святой равноапостольной Марии Магдалины, за исключением ее главы, покоятся в Риме, около Латеранского дворца римских пап в главном храме святого Иоанна Латеранского, под алтарем, который папа Гонорий III, сам похоронивший ее там мощи, освятил в честь святой равноапостольной Марии Магдалины&raquo;. Однако предания западной церкви не содержат сведений о ее погребении в Латеранской базилике.</p> <p>Зато в них есть многое другое. Западные христиане рано начали смешивать двух евангельских Мария: Марию Магдалину и Марию &ndash; сестру Марфы и Лазаря, принимавшую Иисуса Христа в Вифании. Также Марией Магдалиной стали считать еще одну героиню евангельских сказаний &ndash; упомянутую евангелистами, но не названную по имени грешницу, которая в доме Симона возлила на голову Иисуса миро, омыла ему ноги своими слезами и отерла своими волосами*. Впервые Мария Магдалина отождествляется с Марией &ndash; сестрой Марфы в трудах мученика Ипполита Римского (около 170 &ndash; около 235 года). А окончательно тождество всех трех женщин подтвердил папа Григорий I в 591 году: &laquo;Та, которую Лука называет грешной женщиной, которую Иоанн называет Марией (из Вифании), мы считаем, есть та Мария, из которой семь бесов были изгнаны по Марку&raquo;.</p> <p>После этого смешения Мария Магдалина впервые предстает как кающаяся грешница. Немного позже этот мотив значительно усилится после того, как Марию Магдалину начнут отождествлять еще с одной Марией &ndash; святой V века Марией Египетской, блудницей, которая провела более сорока лет в покаянии в пустыне. В житиях Марии Магдалины появляются детали из жития Марии Египетской: волосы, заменившие истлевшую за годы одежду, ангелы, регулярно поднимающие Марию на небо, где она может услышать ангельское пение, последнее причастие, полученное от случайно встреченного священника и так далее. Именно влияние Марии Египетской вызвало частый в европейской живописи сюжет с кающейся Марией Магдалиной. Широко распространилась такая версия биографии Марии Магдалины в католических странах благодаря книге Иакова Воранинского &laquo;Золотая легенда&raquo; (XIII век), пользовавшийся в средневековой Европе.</p> <p>Появилось в католичестве и еще одна легенда о Марии Магдалине. Согласно ей, Магдалина вместе с Лазарем и Марфой (тут они предстают как ее брат и сестра), а также со святыми Максимином, Кидонием и Мартеллом отправляется в Галлию и прибывают в город Массилия (Марсель) или в устье Роны, где сейчас находится город Сент-Мари-де-ла-Мер. Там она уединяется для многолетнего покаяния (влияние жития Марии Египетской) и после этого умирает.</p> <p>Самые ранние сведения об останках Марии Магдалины католической традиции помещают их в известный с IX века бенедиктинский монастырь Везле в Бургундии (современный департамент Йонна). Первые упоминания о нахождении в монастыре останков Марии Магдалины относятся к середине XI века. Один из монахов сообщил, что обнаружил в крипте святого Максимина в Провансе вырезанное на саркофаге изображение сцены помазания Иисуса миром в доме Марии и Марфы, а мы помним, что Марию из Вифании католики отождествляли с Марией Магдалиной. В результате было объявлено, что в саркофаге находятся мощи Марии Магдалины, которые и были перенесены в Везле.</p> <p>В хронике Сигеберта из Жамблу (около 1030 &ndash; 1112) под 745 годом эта история рассказана так: &laquo;Когда развернулось гонение после побития камнями первомученика Стефана, Максимин, один из 70 учеников Христовых, перейдя в Галлию, увел с собой Марию Магдалину. Он также похоронил ее в городе Эксе (Aquensem), во главе которого стоял, когда она умерла. Когда же город Экс был разорен сарацинами, тело этой Марии было перенесено Герардом, графом Бургундии, в построенный им монастырь в Везле (Viceliacum). Хотя некоторые пишут, что она покоится в Эфесе, не имея над собой никакого покрытия&raquo; (перевод И. В. Дьяконова).</p> <p>Благодаря мощам Марии Магдалины аббатство в Везле превратилось в крупный центр паломничества. Расцвет его пришелся на XII век. Там был построен большой собор, там встретились Ричард Львиное Сердце и Филипп Август перед началом Третьего крестового похода, там проповедовали Бернард Клервосский и Томас Бекет. Люди, освободившиеся из сарацинского плена, приносили к гробнице святой свои цепи. По приказу настоятеля эти цепи были расплавлены и из них была сделана ограда гробницы.</p> <p>Упадок аббатства Везле начался в последней трети XIII века. И связан он был с обретением конкурирующих мощей Марии Магдалины. 9 декабря 1279 года в Провансе в городке Сент-Максимин-ла-Сент-Бом по инициативе князя Салерно &ndash; сына графа прованского Карла I &ndash; были начаты раскопки в семейной усыпальнице римской эпохи, содержавшей саркофаги, которые считались принадлежавшими святым Максимину, Кидонию и Марии Магдалине. И уже 12 декабря были найдены останки святой, погребенные святым Максимином. Для найденных останков была выстроена церковь, получившая покровительство королевское покровительство, так как князь Салерно стал в 1285 году неаполитанским королем Карлом II.</p> <p>И теперь Прованс начал привлекать толпы паломников. Стали рассказывать, что именно в той пещере, где находилась усыпальница, Мария Магдалина провела тридцать лет в покаянии. Что ее гробница почиталась местными христианами и была замурована в VIII веке. В апреле 1295 года базилику в Сент-Максимин-да-Сент-Бом посетил папа Бонифаций VIII, который засвидетельствовал подлинность мощей и издал буллу, в которой посетившим святыню паломникам даровалось отпущение грехов.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/23/Basilique_Sainte-Marie-Madeleine.JPG" alt="" width="600" height="400" /></p> <p><em>Современный вид базилики Марии Магдалины в Сент-Максимин-да-Сент-Бом</em></p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/23/Sainte_Baume.jpg" alt="" width="600" height="450" /></p> <p><em>Интерьер крипты</em></p> <p>Останки Марии Магдалины в аббатстве Везле были уничтожены при разорении его гугенотами в ходе религиозных войн XVI века. Церкви в Сент-Максимин-да-Сент-Бом посчастливилось пережить не только эти войны, но и времена Великой французской революции. Хотя сам собор был разорен, и золотой реликварий, где хранились мощи, уничтожен, кости были спасены верующими и до 1822 года хранились в нескольких семьях горожан. Затем они были возвращены в восстановленный собор.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/23/Copiebasiliquereliquaire.jpg" alt="" width="400" height="621" /></p> <p><em>Большой реликварий в Сент-Максимин-да-Сент-Бом</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/23/Relique_marie_madeleine.jpg" alt="" width="600" height="531" />&nbsp;</p> <p><em>Реликварий с большой берцовой костью Марии Магдалины</em></p> <p>Современный большой реликварий, где хранится отделенный от остальных останков череп, был сооружен в 1860 году. Помимо него в крипте есть четыре позднеримских саркофага, которые приписываются Марии Магдалине, святым Максимину (или невинным младенцам), Кидонию и Марцеллу. Барельефы на них интерпретируются как изображения Иисуса Христа, ветхозаветных и новозаветных персонажей.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/23/800px-St_Maximin-sarcophage_de_Marie_Madeleine.jpg" alt="" width="600" height="400" /></p> <p><em>Саркофаг Марии Магдалины в Сент-Максимин-да-Сент-Бом</em></p> <p>Саркофаг Марии Магдалины сохранился хуже трех остальных. На его боковой поверхности справа изображена сцена, в которой видят допрос Иисуса Христа Понтием Пилатом. Пилат, крайний справа, сидит в кресле, рядом частично сохранившаяся фигура слуги. Далее стоит Иисус, которого держат два стражника. Крайняя сцена слева &ndash; казнь апостола Павла, видны Павел и палач с мечом. Рядом плохо сохранившаяся сцена с тремя фигурами, которую объясняют как арест Петра или Павла. Сцены на двух торцах саркофага, плохо видные в церковном интерьере, объясняют как проповедь Иисуса и предательство Иуды.</p> <p>Разрешение исследовать хранящийся в крипте череп получили специалист по физической антропологии из Версальского университета Филипп Шарлье (Philippe Charlier) и судебно-медицинский художник Филипп Фрош (Philippe Froesch). Идея восстановить внешний облик святой появилась у Фроша три года назад, когда он посетил Прованс для работы над другим черепом.</p> <p>Хотя вскрыть стеклянный футляр, где хранится череп, церковь не позволила. Шарлье и Фрош сделали более 500 его фотографий под разными углами и построили на их основе трехмерную модель. Ее и использовали для реконструкции лица. Исследователи пришли к выводу, что череп принадлежит женщине средиземноморской расы, умершей в возрасте около 50 лет. Сохранились фрагменты волос, которые были темно-каштанового цвета. Шарлье даже отметил на волосах частицы глины, которая в древности использовалась как средство от вшей.</p> <p>К сожалению, эти данные не позволяют сколько-нибудь точно датировать череп. Шарлье надеется, что ему позволят вынуть череп из стеклянного футляра для более подробного исследования. Например, он мог бы применить радиоуглеродный анализ для определения возраста, подсчитать соотношение стабильных изотопов в кости, чтобы узнать, откуда происходит эта женщина, попытаться выделить из кости ДНК. Но вряд ли можно рассчитывать, что такое разрешение будет дано.</p> <p>Исторические источники заставляют сомневаться, что череп из Прованса принадлежал Марии Магдалине из первоначальной христианской общины. Для церкви же наиболее важна вера в подлинность реликвий, а не аргументы ученых. Но она не заинтересована в том, чтобы в ходе исследований были получены противоречащие вере выводы.</p> <p>&nbsp;</p> <p>* Отдельный вопрос: были ли это одна женщина или две. Дело в том, что Матфей и Марк говорят, что этот эпизод произошел в Вифании в доме Симона прокаженного, и не называют женщину, которая возлила миро на голову Иисуса, грешницей. Лука же говорит, что дело было в Вифании в доме фарсея по имени Симон, и единственный упоминает, что женщина была грешницей и что она обливала ноги Иисуса слезами и отирала волосами. У Иоанна подобного эпизода нет, но есть очень близкая сцена с Марией и Марфой.</p>Максим РуссоSat, 23 Sep 2017 19:30:45 +0300http://polit.ru/article/2017/09/23/ps_mm/PROSCIENCEНаука«Супервулканы»: скрытая угроза http://polit.ru/article/2017/09/17/ps_17/<p>На прошедшей неделе средства массовой информации <a href="http://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/supervolcano-yellowstone-caldera-nasa-scientists-plan-stop-eruption-kill-millions-us-earth-a7934311.html">обсуждали</a> сообщение ученых НАСА о том, что извержение супервулкана представляет куда большую опасность для человечества, чем столкновение Земли с астероидом. Повышенная опасность супервулканов видится в том, что их извержение считается куда более вероятным событием (хотя, как мы увидим далее, это спорное утверждение), а также о нем нельзя узнать заблаговременно, как о приближающемся к нашей планете астероиде, и принять своевременные меры. Однако другие исследователи считают такие опасения чрезмерными, а предлагаемые способы "охлаждения" суперулканов - нереальными.</p> <p>Так называемые &laquo;супервулканы&raquo; не отличаются чем-то принципиально от обычных вулканов. Это вообще не научный, а скорее публицистический термин, ставший популярным после выхода в 2000 года на BBC документального сериала, посвященного мощным вулканом. Обычно супервулканом называют вулкан, способный произвести извержение в 8 баллов по шкале эксплозивности (VEI, Volcanic Explosivity Index), предложенной в 1982 году американскими вулканологами Кристофером Ньюхоллом и Стивеном Селфом. Восемь баллов по этой шкале означает, что объем вещества, выброшенного при извержении вулкана, должен превышать тысячу кубических километров. Для сравнения вулкан Тамбора в 1815 году извергнул от 150 до 180 кубических километров вещества, Кракатау в 1883 году всего лишь 12 км&sup3;, Пинатубо в 1991 &ndash; 10 км&sup3; (фотография этого извержения представлена на заглавной иллюстрации), Везувий в 79 году, по оценке ученых &ndash; 3 км&sup3;, Эйяфьядлайёкюдль в 2010 году &ndash; и вовсе 0,25 км&sup3;. Извержение в 8 баллов по шкале VEI называют иногда мегаизвержениями.</p> <p>В исторический период человечество не сталкивалось с мегаизвержениями. Но геологи хорошо распознают их следы. Поэтому мы можем установить, что за последние 485 миллионов лет (с ордовикского периода) супервулканы извергались 47 раз. Самые последние из этих извержений люди застали, но на очень раннем этапе истории.</p> <p>Примерно 26 500 лет назад случилось извержение вулкана Таупо на острове Северный в Новой Зеландии. Оно имеет собственное имя &ndash; извержение Оруануи. Общий объем извергнутых веществ составил 1170 кубических километров. В центральной части острова высота слоя вулканического пепла составляла не менее 200 метров. Если бы подобное случилось в Москве, то от главного здания МГУ на поверхности торчала бы только часть шпиля. Позднее, около 180 года до н. э., вулкан Таупо извергался снова (извержение Хатепе). На этот раз все было скромнее, но по мировым масштабам это было серьезное извержение: около 120 км&sup3; выброшенного материала, что соответствует семи баллам по шкале VEI. Люди при этом извержении не пострадали, так как Новая Зеландия была заселена лишь в 1250 &ndash; 1300 годах, но китайские хроники сохранили упоминания о красном цвете неба в то время. После этого Таупо извергался в 260 году, еще слабее, и с тех пор извержений не было. В кальдере вулкана сейчас находится одноименное озеро &ndash; самой большое в Новой Зеландии, площадью 616 квадратных километров.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/Lake_taupo_landsat.jpg" alt="" width="600" height="445" />&nbsp;</p> <p><em>Вид из космоса на озеро Таупо</em></p> <p>Другое мегаизвержение, которое застали люди, случилось около 75&nbsp;000 лет назад. Извергался вулкан Тоба на севере Суматры. Объем выброса оценивается примерно в 2800 км&sup3;. Следы вулканического пепла от Тобы находят в центральной Африке, а при бурении ледовых кернов в Гренландии и Антарктике отмечается, что в период, на которой приходится это извержение, в атмосфере Земли резко возросло содержание соединений серы. Предполагают, что выброшенная в атмосферу пыль затруднила доступ солнечных лучей и вызвала &laquo;вулканическую зиму&raquo;, продлившуюся от шести до десяти лет. А общее похолодание климата продолжалось около тысячи лет, правда, неясно, насколько оно связано именно с извержением Тобы, так как извержение произошло уже в ходе ледниковой эпохи.</p> <p>Ряд ученых полагает, что вулкан Тоба поставил под угрозу существование людей. После его извержения численность <em>Homo </em><em>sapiens</em> резко сократилась всего нескольких тысяч человек. Так называемый &laquo;эффект бутылочного горлышка&raquo; &ndash; обеднение генофонда из-за сокращения численности &ndash; в ранней истории человечества <a href="http://antropogenez.ru/article/76/">подтверждается генетическими исследованиями</a>. Когда-то в глубокой древности людей осталось не более десяти тысяч. Но есть исследователи не согласные, что это было связано именно с Тобой. Палеоклиматологи спорят о величине снижения средней температуры на Земле под воздействием вулканического пепла. Антрополог Майкл Петралгиа обнаружил, что на юге Индии следы пребывания людей встречаются в слоях отложений и до, и после слоя вулканического пепла с Тобы. С другой стороны, тамошние обитатели действительно не должны были погибнуть сразу после извержения и за оставшиеся им годы, постепенно вымирая от холода и голода, могли оставить свои артефакты в верхних слоях отложений. Пока связь сокращение человеческой популяции и вулкана Тоба остается гипотезой, хотя и весьма вероятной.</p> <p>Вулканическая активность в Йеллоустонском национальном парке США была известно давно, но кальдера супервулкана была обнаружена там лишь в 1960-е годы геологом Робертом Кристиансеном. Позднее ее существование было подтверждено при сопоставлении карт Кристиансена со снимками территории национального парка, сделанными из космоса. Кальдера занимает около трети территории парка. Геологи выяснили, что катастрофических извержений в Йеллоустоне было три. Первое случилось около 2,1&nbsp;миллиона лет назад. Объем выбросов достиг порядка в 2500 км&sup3;. В результате извержения возникла кальдера Айленд-Парк на территории штатов Айдахо и Вайоминг. Ее размер примерно 80 на 65 километров. Следующее извержение было самым слабым из трех. Оставшаяся после него кальдера &ndash; Хенрис-Форк, размером 29 на 37 км &ndash; лежит внутри кальдеры Айленд-Парк. Объем выброшенного материала составил 280 км&sup3; (VEI 7).</p> <p>Наконец, последнее по времени извержение Йеллоустонского супервулкана, сформировавшее нынешнюю кальдеру, произошло примерно 640 000 лет назад. Оно было мощнее второго, но слабее первого извержения. Объем изверженного материала оценивается 1000 км&sup3;, слой вулканического пепла накрыл значительную часть Северной Америки. Возникшая после извержения туфовая формация Лава-Крик имеет мощность до 200 метров.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/LavaCreekTuff.jpg" alt="" width="600" height="422" /></p> <p><em>Пепловый слой третьего извержения Йеллоустонского супервулкана</em></p> <p>Стоит упомянуть и еще один супервулкан на территории США &ndash; кальдеру Лонг-Велли в восточной части штата Калифорния. Ее размеры 32 на 18 километров. Возникла кальдера в результате извержения, произошедшего около 760 тысяч лет назад. Скорее всего, это извержение немного не дотягивало до 8 баллов по шкале VEI, объем выбросов оценивается в 750 км&sup3;. Но сейсмическая активность в районе Лонг-Велли весьма высока, а значит вулкан может проснуться снова.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/CalderaRelief_large.png" alt="" width="600" height="555" /></p> <p><em>Карта кальдеры Лонг-Велли</em></p> <p>Всего на Земле сейчас насчитывают около двадцати супервулканов. Миллионы или тысячи лет они дремлют, давая о себе знать выходами вулканических газов (фумаролами), гейзерами, грязевыми котлами. Но остается риск, что они снова покажут, на что способны. И наибольшие опасения у исследователей из НАСА вызывает Йеллоустонский супервулкан. В его окрестностях ежегодно происходит от 1000 до 2000 землетрясений, правда, большинство из них имеет магнитуду 3 и ощущается только приборами. Йеллоустонское плато поднимается со скоростью 1,5 сантиметра в год, что указывает на увеличение давления магмы. Максимальной скорость подъема была в 2004 &ndash; 2008 годах, когда составляла более семи сантиметров в год.</p> <p>Оценивая потенциальную мощность извержения Йеллоустонского, они говорят, что потоки лавы уничтожат все в радиусе 97 километров, а Вайоминг и соседние штаты покроет метровый слой вулканического пепла. Но эти события, катастрофические в масштабах континента, уступают последствиям возможного извержения для всей Земли. Если в атмосферу будет выброшено достаточно много пепла и газов, Солнце может скрыться на несколько лет, а &laquo;вулканическая зима&raquo; &ndash; затянуться на десятилетия, от голода умрут миллионы людей.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/Yellowstone_Caldera.gif" alt="" width="600" height="306" />&nbsp;</p> <p><em>Геологическое строение Йеллоустонского супервулкана</em></p> <p>Правда, не все склонны воспринимать угрозу Йелоустона так остро. В 2005 году Геологическая служба США, Университет штата Юта и Вулканологическая обсерватория Йелоустона (<a href="https://volcanoes.usgs.gov/observatories/yvo/">YVO</a>) <a href="http://pubs.usgs.gov/fs/2005/3024/">объявили</a>, что &laquo;не видят доказательств того, что в обозримом будущем произойдет еще одно такое катастрофическое извержение в Йеллоустоне. Периодические интервалы этих событий не являются ни регулярными, ни предсказуемыми&raquo;. Хотя в 2013 году ученые из Юты установили, что скопление магмы под Йеллоустоном значительно крупнее, чем считалось, YVO <a href="http://volcanoes.usgs.gov/observatories/yvo/yvo_news_archive.html">прокомментировала</a> это так: &laquo;Несмотря на увлекательность, новые результаты не предполагают увеличения геологических опасностей в Йеллоустоне и, конечно же, не увеличивают шансов на &laquo;мегаизвержение&raquo; в ближайшем будущем&raquo;.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/Yellowstone_River_in_Hayden_Valley.jpg" alt="" width="600" height="395" /></p> <p><em>Северо-восточная часть кальдеры в наши дни</em></p> <p>Небольшие землетрясения, колебания грунта, а также выбросы газов в Йеллоустоне представляют собой рядовые события и не отражают предстоящих извержений. Данные о сейсмической и вулканической активности можно в режиме реального времени наблюдать на сайте YVO. Вероятность катастрофического извержения в Йеллоустоне можно оценить, исходя из промежутков времени между тремя мегаизмержениями прошлого. В таком случае шансы, что оно произойдет в конкретный год, равны 1 из 730&nbsp;000, или 0,00014%. Это сопоставимо с вероятностью столкновения Земли с крупным астероидом.</p> <p>Мегаизвержение вряд ли наступит завтра, или через десять лет, или на глазах нынешнего поколения людей. Но оно может случиться и в течение XXI века, и позже. Поэтому ученые считают, что готовиться к такой угрозе надо уже сейчас. И они подготовили план действий. О нем рассказал Брайан Уилкокс (<a href="https://www-robotics.jpl.nasa.gov/people/Brian_Wilcox/">Brian Wilcox</a>) из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене. Именно это выступление и привлекло в последние дни внимание прессы к супервулканам. В кальдере Йеллоустонского вулкана Уилкокс и его единомышленники предлагают пробурить скважины до разогретых горных пород. Туда они намерены закачивать воду, которая, нагреваясь, будет охлаждать вулкан, а заодно и служить источником энергии в геотермальных электростанциях.</p> <p>Однако у многих геологов такое предложение, наверняка, вызовет скептическую реакцию (сам Уилкокс специалист по робототехнике). Для реализации плана потребуется дорогостоящее бурение сверхглубоких скважин, да еще сквозь горячие, мягкие горные породы. Когда температура и давление станут близкими к магматическим, скважина будет быстро закрываться минералами, кристаллизирующимися из жидкости. Даже, если эти трудности удастся преодолеть, затратив огромное количество средств, не факт, что количество воды, которое люди смогут закачивать в скважины, эффективно охладит магму.</p>Максим РуссоSun, 17 Sep 2017 19:30:31 +0300http://polit.ru/article/2017/09/17/ps_17/PROSCIENCEНаукаИгнобелевская премия-2017: средство от храпа и пища вампиров http://polit.ru/article/2017/09/16/ps_ignobel/<p>27-я церемония вручения &laquo;Игнобелевских премий&raquo; (Ig Nobel Prizes) за открытия, которые &laquo;заставляют сначала засмеяться, а потом задуматься&raquo;, <a href="http://www.improbable.com/ig/2017/">прошла </a>в Театре Сандерса &nbsp;Гарвардского университета.</p> <p>Премию в области <strong>физики</strong> получил Марк-Антуан Фарден (Marc-Antoine Fardin) из Лионского университета, опубликовавший в издании <a href="http://www.rheology.org/sor/publications/rheology_b/RB2014Jul.pdf">Rheology Bulletin</a> краткое сообщение на тему &laquo;О реологии кошек&raquo;. Реология изучает пластические деформации, упругость и текучесть веществ. Как заключает Фарден, кошки могут одновременно проявлять свойства как твердого тела, так и жидкости. Подобным образом ведут себя, например, ледники, которые, оставаясь твердыми, медленно текут, как жидкость. Свои выводы ученый подтверждает фотографиями кошек, демонстрирующими, как они принимают форму сосуда, в котором находятся.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/cat.jpg" alt="" width="554" height="413" />&nbsp;</p> <p><em>Текучесть кошки</em></p> <p>В приложении Фарден сообщает, что при написании работы ни одна кошка не пострадала, и приводит протокол эксперимента, позволяющего наблюдать за тем, как кошка заполняет емкость. Он краток: &laquo;1. Возьмите пустую коробку. 2. Ждите&raquo;.</p> <p>Отдельная премия была вручена за достижение в области <strong>гидроаэродинамики</strong>. Лауреатом ее стал Дживон &laquo;Джесси&raquo; Хан из Южной Кореи. В 2016 году журнал Achievements in the Life Sciences <a href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2078152015300377">опубликовал</a> работу, которую Джесси Хан выполнил, еще учась в школе. Она посвящена динамике плесканий кофе в чашке, которую несет человек, и условиям, при которых напиток выплескивается. Автор не только приводит уравнения, описывающие поведение кофе при переноске, но и дает рекомендации, которые позволяют снизить вероятность проливания. В частности, он предложил новый способ держать чашку, дав ему название &laquo;рука-клешня&raquo;.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/1-s2.0-S2078152015300377-gr3.jpg" alt="" width="535" height="588" /></p> <p><em>Эксперименты Джесси Хана. Поведение кофе в сосудах разной формы при колебаниях частотой 2 и 4 герца.</em></p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/claw-hand.jpg" alt="" width="269" height="369" />&nbsp;</p> <p><em>Способ рука-клешня</em></p> <p>Группа швейцарских авторов получила игнобелевскую <strong>премию мира</strong> за попытку устранить частую причину конфликтов между людьми &ndash; ночной храп. В состав группы вошли ученые из Цюрихского университета и одной из больниц Цюриха, а также преподаватель игры на диджериду &ndash; народном австралийском музыкальном инструменте. Собственно, именно диджериду и должен служить, по данным исследователей, средством от ночного храпа и апноэ.</p> <p>Диджериду &ndash; духовой инструмент длиной от одного метра до трех, в аутентичном варианте он делает из ствола дерева, сердцевину которого выели термиты, и снабжается мундштуком из пчелиного воска. <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Modern_didgeridoo_designs">Современные модификации диджериду</a> делают из пластика, алюминия или дерева, обработанного без помощи термитов. Игра на нем использует необычный для европейцев исполнительский прием, когда раздутые щеки играют роль мехов для запаса воздуха, позволяя извлекать звук непрерывно, даже во время вдоха. Чтобы вдохнуть, музыканту, естественно, нужно прекратить выдыхание воздуха из легких, поэтому он, сжимая щеки и используя содержавшийся в них резерв воздуха, продолжает играть и при этом делает вдох через нос. Повышение или понижение основного тона звука происходит за счет более или менее сильного сжатия губ исполнителя и изменения силы выдоха.</p> <p><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/Australia_Aboriginal_Culture_009.jpg" alt="" width="270" height="399" /><img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/F1.large.jpg" alt="" width="270" height="393" />&nbsp;</p> <p><em>Австралиец и европеец, играющие на диджериду</em></p> <p>В эксперименте, проведенном цюрихской командой в 2005 году, участвовало 25 пациентов, страдавших от храпа и апноэ. Часть из них на протяжении четырех месяцев брали уроки игры на диджериду продолжительностью около получаса в день и тренировали свои верхние дыхательные пути. Представители контрольной группы на диджериду не играли. В результате оказалось, что навыки игры на диджериду значительно улучшает ситуацию, как с храпом, так и с апноэ, правда, качество сна не изменилось ни в положительную, ни в отрицательную сторону. Итоги исследования были <a href="http://www.bmj.com/content/332/7536/266?ref=driverlayer.com">опубликованы</a> в научном журнале The BMJ.</p> <p>В том же журнале, только в 1995 году, была опубликована статья &laquo;Почему у стариков большие уши?&raquo; <a href="http://www.bmj.com/content/311/7021/1668.full">врача</a> из Кента Джеймса Хискота (James A. Heathcote), принесшая автору игнобелевскую премию в области <strong>анатомии</strong>. Автор доказал, что с возрастом размер ушей действительно увеличивается.</p> <p>Премию по биологии принес своим исследователям, энтомологам из Бразилии, Японии и Швейцарии, род небольших насекомых из отряда сеноедов, найденный в бразильских пещерах. У рода <em>Neotrogla</em>, насчитывающего четыре вида, уникальный способ спаривания. Самки этих насекомых имеют сложный орган, напоминающий пенис. Он получил название гиносома. Самки проникают своей гиносомой в самцов, у которых имеется свой совокупительный орган в виде отверстия. Расположен он на спине самца. Самка садится на самца сверху и вставляет свой копулятивный орган в это отверстие. Мембраны органа набухают, и он прочно закрепляется в теле самца. Дополнительным креплением служат крючки на кончике гиносомы. Когда исследователи однажды попытались разъединить спаривающихся самку от самца, самец в результате был разорван пополам, но его гениталии все равно остались прикрепленными к самке. Конечно, сперма при спаривании все равно поступает от самца к самке, но при этом именно самка инициирует контакт. Спаривание у <em>Neotrogla</em> длится от 40 до 70 часов.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/neotrogla.jpg" alt="" width="600" height="389" /></p> <p><em>Спаривание представителей рода </em>Neotrogla<em>. Самка сверху.</em></p> <p>В мире насекомых ранее были известны инверсии поведенческих ролей при спаривании, когда самки активно привлекали или преследовали партнера, а самцы вели себя пассивно. Но в данном случае изменение поведения сопровождается и анатомическими изменениями. Ученые объясняют это явление дефицитом питательных веществ в условиях пещер. Самки необходимо дополнительное питание для вынашивания яиц, эту роль играет семенная жидкость, поступающая к ней вместе со спермой. Описания необычной биологии этих насекомых было <a href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960982214003145">опубликовано</a> в 2014 году в журнале Current Biology. Ученые сообщали тогда, что они пытаются разводить этих существ в условиях лаборатории, чтобы исследовать их жизнь детально, но проблему составляет кормление. Нужно было найти замену помету летучих мышей, которым они питаются в естественной среде.</p> <p>Летучие мыши были объектом исследования ученых, получивших премию в области <strong>науки о питании</strong>. Бразильские исследователи Фернанда Ито (Fernanda Ito), Энрико Бернард (Enrico Bernard) и Родриго Торрес (Rodrigo A. Torres) обнаружили, что летучая мышь мохноногий вампир (<em><a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Hairy-legged_vampire_bat">Diphylla ecaudata</a></em>) иногда может питаться человеческой кровью.</p> <p>Мохноногие вампиры широко распространены в Центральной и Южной Америке. Обычной их пищей служит кровь диких птиц. Однако авторы работы, изучив фекалии мохноногих вампиров, обнаружили, что там присутствует ДНК домашних кур и человека. Они предполагают, что прибегнуть к новым источникам пищи вампиров заставило сокращение численности птиц в лесах Каатинга на северо-востоке Бразилии, где проводилось исследование. А оно вызвано хозяйственной деятельностью людей, разрушающих местные экосистемы. Работа была <a href="http://www.bioone.org/doi/abs/10.3161/15081109ACC2016.18.2.017">опубликована</a> в 2016 году в журнале Acta Chiropterologica, посвященного исследованиям летучих мышей.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/Hairy-legged_vampire_bat_Diphylla_ecaudata_closeup.jpg" alt="" width="600" height="400" /></p> <p><em>Мохноногий вамрир (</em>Diphylla ecaudata<em>)</em></p> <p>Австралийские ученые Мэтью Роклофф (Matthew Rockloff) и Нэнси Грир (Nancy Greer) получили премию в области <strong>экономики</strong> за экспериментальное исследование того, как контакт с живыми крокодилами влияет на готовность человека к азартным играм. Эксперимент проходил на крокодиловой ферме в штате Квинсленд, а участниками были посещавшие ее туристы (всего более сотни человек). Часть участников играла в азартную компьютерную игру до посещения фермы, а другими давали сыграть после того, как они подержали в руках метрового крокодила. Выяснилось, что общение с крокодилом приводит к повышению среднего размера денежной ставки игрока. Исследование было <a href="https://link.springer.com/article/10.1007/s10899-009-9174-4">опубликовано</a> в специализированном научном журнале Journal of Gambling Studies в 2010 году.</p> <p>Группа французских ученых, которую возглавлял Жан-Пьер Ройе (Jean-Pierre Royet) из Лионского университета, посвятила свои эксперименты изучению работы мозга у людей, которые ненавидят сыр, и получила премию в области <strong>медицины</strong>. В эксперименте участникам, среди которых были любители сыра, и те, кто его не переносит, предлагались стимулы в виде фотографий сыра и сырных запахов. В контрольных опытах показывали фотографии других видов пищи. Одновременно проводилась функциональная магнитно-резонансная томография их мозга. Как оказалось, у ненавистников сыра гораздо сильнее возбуждалась мозговая структура, известное под названием бледный шар (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Globus_pallidus">globus pallidus</a>), а также зона, которая называется черная субстанция (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Substantia_nigra">substantia nigra</a>). Поскольку эти структуры задействованы в <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Reward_system">системе вознаграждения</a>, которая формирует положительные реакции на определенные действия, авторы работы считают, что вид ненавистных субъектов дезактивирует систему вознаграждения. Также авторы полагают, что результаты их работы могут быть использованы при изучении патологических случаев отвращения к пище. Итоги исследования опубликованы в 2016 году в журнале <a href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5065955/">Frontiers in Human Neuroscience</a>.</p> <p>&nbsp;<img src="http://polit.ru/media/photolib/2017/09/16/cheese.jpg" alt="" width="600" height="590" /></p> <p><em>Образец фотографий, демонстрировавшихся участникам исследования</em></p> <p>Работа итальянских ученых, получившая премию в области <strong>когнитивных наук</strong>, была посвящена способности однояйцевых близнецов отличать на фотографиях себя от своего близнеца. Как оказалось, для них это нелегкое задание. Из полученных результатов авторы делают выводы об особенностях самоидентификации у близнецов. Работа <a href="http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0120900">опубликована</a> в электронном научном журнале PLOS ONE в 2015 году.</p> <p>Премия в области <strong>акушерства</strong> досталась ученым из Испании. О реакции плода на музыку, транслируемую через живот матери, известно давно, даже предлагаются специальные наушники для беременных, поместив которые на живот, можно дать своему еще не рожденному ребенку послушать какие-нибудь приятные композиции. Теперь же Мариса Лопес-Техон (Marisa L&oacute;pez-Teij&oacute;n), Алекс Гарсиа-Фаура (&Aacute;lex Garc&iacute;a-Faura), Альберто Прац-Галино (Alberto Prats-Galino) и Луис Палларес Аниорте (Luis Pallar&eacute;s Aniorte) изучили воздействие на плод музыки, которая игралась через устройство, введенное в материнское влагалище. В терминологии, которую используют авторы работы, первый метод музыкального воздействия на плод назывался &laquo;абдоминальной музыкой&raquo; (abdominal music), а второй &ndash; интравагинатльной музыкой (intravaginal music).</p> <p>Реакция определялась по изменениям выражения лица эмбриона (движения губ и высовывание языка), которые отслеживали при помощи УЗИ. В исследовании приняли участие 106 беременных женщин на сроках от 14 до 39 недель. &laquo;Абдоминальная музыка&raquo; передавалась через стандартные наушники (монофонический звук, 98,6 дБ), &laquo;интравагинальная музыка&raquo; &ndash; через специальное устройство (моно, 53,7 дБ). Исследование показало, что на &laquo;интравагинальную музыку&raquo; эмбрионы реагируют активнее и проявляют эту реакцию на более раннем сроке беременности, чем при &laquo;абдоминальной музыке&raquo;. Это позволило ученым сделать вывод, что нейронные пути, участвующие в восприятии звука и двигательной реакции на него, формируются уже на 16 неделе внутриутробного развития. Итоги исследования были <a href="http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1742271x15609367">опубликованы</a> в журнале Ultrasound в 2015 году, и на их основе был <a href="https://patents.google.com/patent/ES2546919B1/en">получен</a> патент.</p> <p>Авторы предлагают использовать новую технологию для пренатальной диагности слуха у детей и дальнейшего исследования реакций эмбриона на неврологическую стимуляцию. Также они изготовили прибор <a href="https://www.babypod.net/ru/">Babypod</a>, который предлагают приобрести родителям, желающим, чтобы их ребенок полноценно наслаждался музыкой до своего рождения.</p>Максим РуссоSat, 16 Sep 2017 19:44:15 +0300http://polit.ru/article/2017/09/16/ps_ignobel/PROSCIENCEНаука