2000 г.
Нобелевские премии 1999 г. (PDF)
физика
химия
физиология и медицина
|
2000 г. |
Нобелевские премии 1999 г. (PDF) физика химия физиология и медицина |
Крестины восьмиметровых телескопов. Сурдин В.Г.
Снег поставляет формальдегид в атмосферу
“Вояджеры” - самые удаленные от Земли искусственные объекты
Взгляд на Вселенную в ультрафиолете. Жарков Д.
Озоносфера над Антарктикой в 1998 году
Летучие мыши и тропические лианы
Филиппинский паук-плевака. Михайлов К.Г.
Тетраплоиды среди млекопитающих
Генетическое изменение памяти у мышей
Способность шимпанзе узнавать своих родственников
Просмотр боевиков повышает агрессивность не только у людей. Семенов Д.В.
Новый способ профилактики инфекционных заболеваний
Опыт крокодиловых ферм в Восточной Африке
Огни небоскребов дезориентируют птиц-мигрантов
Выставка “Гремящие прерии”
Растения очистят национальный парк
Япония планирует создание хранилища радионуклидов
Кракатау вновь напоминает о себе
Позднекайнозойские оледенения Южной Америки. Лаухин С.А.
Эль-Ниньо за минувшие пять тысяч лет
Египетская “Долина мумий”
Крестины восьмиметровых телескоповУ астрономов сложилась традиция давать большим телескопам имена собственные. До сих пор это были имена знаменитых ученых или меценатов, чьи усилия и деньги способствовали рождению уникальных научных инструментов. Например, метровые рефракторы Лик и Йеркс, 10-метровые рефлекторы Кек-1 и Кек-2 названы в честь меценатов, а телескопы 3-5-метрового диаметра Хейл, В.Гершель, Мейол, Струве, Шейн и Шайн - в честь астрономов. Уникальному Космическому телескопу дали имя великого американского астронома Эдвина Хаббла.
Сотрудники Европейской южной обсерватории (ЕЮО) в Чили, создающие сейчас гигантскую систему из четырех 8-метровых и трех 2-метровых телескопов на горе Сьерро-Параналь в пустыне Атакама, решили не отходить от этой традиции и тоже дать своим гигантам имена собственные, которые заменят их технические обозначения VLT UT1-UT4 (т.е. Very Large Telescope, Unit 1-Unit 4). Но это будут весьма оригинальные имена, почерпнутые из языка народа мапуче, живущего в южной части Чили (ESO Press Release 07/99, 7 April 1999). Отныне телескопы VLT UT1-UT4 называют по порядку так: Анту (Солнце), Кьюен (Луна), Мелипаль (Южный Крест) и Йепун (Сириус).
Летом 1998 г. увидел первый свет звезды телескоп Анту, к 1 апреля 1999 г. закончился этап его отладки и тестирования, и новый инструмент был передан в руки ученых. Он оснащен великолепным комплексом приемной аппаратуры в оптическом и ближнем инфракрасном диапазонах, а качество его изображений лучше всего характеризует одно число: угловой размер звезды в его фокусе равен 0.3-0.4''. Весьма наглядно это проявляется на полученных с его помощью изображениях галактик: такой четкостью до сих пор мог похвастаться только Космический телескоп им.Хаббла.
Спиральная галактика NGC 1232, наблюдаемая в созвездии Эридан, удалена от нас примерно на 100 млн световых лет. Она почти вдвое больше нашей Галактики - ее диаметр около 200 тыс. световых лет. Особенно ясно на цветном изображении, полученном 23 сентября 1998 г. (ESO PR Photo 37d/98), проявилось различие звездных населений центральной части и периферии галактики, характерное для всех спиральных систем (Подробнее о спирально-вихревой структуре в галактиках см.: Фридман А.М., Хоружий О.В. Предсказание и открытие гигантских вихрей в галактиках // Природа. 1998. №8. С.7-19; №9. С.25-38.): в окрестности ядра концентрируются старые красные звезды, а в спиральных рукавах - молодые массивные голубые светила. Слева, на краю снимка, можно заметить небольшую галактику-спутник, форма которой напоминает греческую букву Q.
Изображение гигантской системы взаимодействующих галактик NGC 6872 / IC 4970 было получено 27 февраля 1999 г. (ESO PR Photo 08a/99). Пересеченная спираль NGC 6872 по форме напоминает знак интеграла. Рядом с ней видна сравнительно небольшая линзовидная галактика IC 4970. Яркое светило с лучиками - это звезда нашей Галактики, на сильно передержанном изображении которой проявилась дифракция света на зеркале и элементах конструкции телескопа. Представляют интерес и многочисленные изображения далеких галактик заднего фона. Длинные внешние части спиральных рукавов галактики NGC 6872, возможно, вызваны приливным взаимодействием с ее компаньоном IC 4970; на это указывает молодость их звездного населения (голубой цвет рукавов) и “растрепанный” вид.
Пересеченная спиральная галактика NGC 1365 - классический представитель данного типа. Она входит в крупное скопление, наблюдаемое в созвездии Печь, и удалена от нас на 60 млн световых лет. Полученное изображение (ESO PR Photo 20b/99, 30 апреля 1999 г.) особенно ценно наличием тонких пылевых деталей в окрестности ядра, которые позволяют изучать движение межзвездного газа.
Все публикуемые здесь цветные изображения галактик были сделаны на телескопе Анту с помощью камеры FORS1 (Focal Reducer and Spectrograph). Для синтеза цветного изображения каждой галактики использовались три ее черно-белых снимка, полученные соответственно в голубых, желтых и красных лучах. Если бы глаз человека был способен различать цвета слабосветящихся объектов, мы видели бы галактики в телескоп такими же цветными. К сожалению, ночное зрение человека не чувствительно к цвету. Но теперь электронные глаза телескопов помогают нам восполнить недостаток природного зрения.
Химия атмосферыСнег поставляет формальдегид в атмосферу
Известно, что конечная судьба попадающих в атмосферу веществ определяется окислительной способностью воздушной среды, которая в свою очередь зависит от присутствия высокоактивных радикалов (прежде всего OH·), появляющихся в результате фоторазложения озона.
Поэтому резкое истощение озонового слоя в приповерхностной атмосфере Арктики в период восхода там Солнца предоставляет возможность лучше понять процессы, регулирующие баланс озона и, значит, окислительные способности воздуха.
Катализатором разрушения молекул озона (O3) служат атомы брома; разрушение прекращается, когда бром вступает в реакцию с формальдегидом CH2O, порождая относительно инертный бромид водорода (HBr). Однако на сегодня ни роль брома, ни вклад формальдегида количественно до конца не поняты, в частности ни одна из математических моделей не предсказывает высокой концентрации формальдегида в нижних слоях арктической атмосферы.
Э.Л.Самнер и П.Б.Шепсон (A.L.Sumner, P.B.Shepson; Университет им.Пардью в Вест-Лафайете, штат Индиана, США) провели детальные измерения газофазной концентрации формальдегида на канадской полярной станции “Алерт” (о.Элсмир, Канадский Арктический архипелаг). Газоанализатор работал в автоматическом режиме с 15 февраля по 26 апреля 1998 г., захватив сутки полярной ночи и сутки уже начавшегося полярного дня. Измерительный цикл установки занимал 20 мин. Одновременно с атмосферной составляющей определялось присутствие CH2O в заполненных воздухом пустотах снежного покрова как на суше, так и во льдах Северного Ледовитого океана (65 км к северу от основной лаборатории). Данные по концентрации CH2O непрерывно сопоставлялись со значениями приповерхностной концентрации O3 над станцией “Алерт”.
Сравнительный анализ данных и теоретически ожидаемых значений скорости фотодиссоциации формальдегида обнаружил значительные расхождения и привел исследователей к выводу, что такое несовпадение может быть вызвано выработкой CH2O в фотохимических процессах, происходящих на границе снега с воздухом. Поступление этого газа сравнимо с его основным производством в свободной тропосфере в реакции между гидроксид-радикалом OH· и метаном CH4. Образующийся формальдегид под действием света диссоциирует, становясь в свою очередь основным источником поступления в нижнюю тропосферу полярных регионов таких активных оксидантов, как свободные радикалы.
Авторы считают вероятным, что формальдегид участвует и в фотохимических процессах на поверхности снега, способствуя высвобождению брома, а это - первый шаг к истощению тропосферного озона в Арктике.
Космические исследования“Вояджеры” - самые удаленные от Земли искусственные объекты
Запущенные почти четверть века назад американские автоматические межпланетные станции “Вояджер-1 и -2” продолжают сбор данных о физической среде в отдаленных областях Солнечной системы. Приборы, регистрирующие состояние внешней гелиосферы, космические частицы, волны и магнитные поля, действуют в основном нормально.
В ноябре 1998 г. связь с “Вояджером-2” была ненадолго утрачена, но Центру управления полетами в Пасадене (штат Калифорния) удалось по команде включить запасной радиопередатчик и восстановить связь. В компьютерную систему станции внедрена новая программа, обеспечивающая процедуру возобновления связи на случай повторных неполадок.
В целях экономии электроэнергии отключена стабилизированная платформа этого аппарата. Аналогичную операцию проделают с “Вояджером-1” в середине 2000 г. Таким образом, предполагаемый срок полезной “жизни” обеих автоматических станций продлевается до 2020 г.
“Вояджер-2” покинул Солнечную систему со скоростью 15.9 км/с под углом 48° к югу от плоскости эклиптики и в апреле 1999 г. уже находился в 8.6 млрд км от нашей планеты. Из 11 научных экспериментов, поставленных на его борту, пять прошли успешно; среди них - регистрация космических лучей, заряженных частиц низких энергий, изучение плазмы и ее волн, магнитных явлений. Все данные регулярно поступают на Землю; на связь “в оба конца” сейчас уходит около 16 ч.
Самым удаленным от Земли искусственным космическим объектом ныне является “Вояджер-1”: в апреле 1999 г. его от нас отделяли 10.9 млрд км (более 70 расстояний от Земли до Солнца). Траектория этого аппарата направлена под углом 35° к северу от плоскости эклиптики, а скорость достигает 17.3 км/с. Передача на его борт радиокоманд и прием отклика занимают примерно 20 ч.
Космические исследованияВзгляд на Вселенную в ультрафиолете
С космодрома на мысе Канаверал 24 июня 1999 г. в 11 ч 44 мин по местному времени (с опозданием на пять минут из-за лодки, некстати заплывшей в зону ограниченного доступа) был проведен очередной запуск искусственного спутника Земли (По материалам НАСА и агентства Рейтер.). Ничего необычного в этом, конечно, нет. Но представители НАСА считают этот старт успешным вдвойне.
Действительно, наконец прервалась длинная череда неудач. В апреле-мае четыре запуска спутников закончились полным крахом: в трех случаях они не были выведены на расчетные орбиты, а в четвертом ракета со спутником сгорела в атмосфере. Виновницей провала в одном из этих запусков стала новейшая ракета “Дельта-3”, разработанная корпорацией “Боинг”. По замыслу создателей, эта ракета-носитель - образец нового поколения. Из-за неполадок в системе связи ракеты “Титан-2” был отложен запуск метеоспутника “Квикскат”, а еще ранее бюрократические преграды с политическим подтекстом надолго задержали начало работы американо-российско-украинского комплекса “Морской старт”.
Не надо пояснять, что каждый неудачный старт - это не только потеря дорогой аппаратуры, но, как правило, задержка других запланированных запусков с аналогичной ракетой, вызванная выяснением причин предыдущего провала. Вот почему после второго за месяц успешного запуска, осуществленного ракетой-носителем “Дельта-2”, предшественницей проштрафившейся “Дельты-3”, инженеры НАСА и корпорации “Боинг” вздохнули с облегчением.
Но, разумеется, “звездой” в тот день стала не ракета-носитель, а размещенная в ее головном отсеке спектроскопическая обсерватория дальнего ультрафиолетового диапазона FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer). Через 76 мин после запуска полторы тонны приборов общей стоимостью 204 млн амер. долл. оказались на расчетной орбите.
Зачем нужна эта обсерватория? Главная задача, стоящая перед FUSE, - определить содержание водорода и дейтерия в доступной для обсерватории части Вселенной по ультрафиолетовым спектрам сотен звезд. Дело в том, что два изотопа водорода возникли в первые мгновения после Большого взрыва, который, как полагают астрофизики, привел к рождению Вселенной. В звездах, которые используют водород и дейтерий как “топливо” на разных стадиях термоядерной реакции, со временем соотношение H/D меняется. Измерения количественных характеристик распределения изотопов водорода, а также межзвездного газа позволят приблизиться к разгадке тайны происхождения Вселенной.
Конечная цель всех измерений - определить, сколько материи образовалось во время Большого взрыва. От этого зависит и дальнейшая судьба нашего мира: если современная плотность материи выше некоторой критической величины, расширение Вселенной впоследствии сменится сжатием, и она в конце концов исчезнет, сжавшись в точку; если плотность ниже критического значения, - Вселенная будет расширяться вечно.
Первые измерения подобного рода были выполнены в 70-е годы аппаратурой американского спутника “Коперник”, но чувствительности приборов хватило только на обзор нескольких близких ярчайших звезд. Миссия FUSE планировалась НАСА еще в начале 90-х, но проект оказался слишком дорогим. В 1994-м его передали на доработку в Университет Дж.Хопкинса, специалисты которого сумели существенно удешевить спутник, создав более компактные приборы из готовых деталей. Помогли и другие американские университеты, канадское и французское космические агентства, предоставившие камеру и компоненты спектрографа. С миру по нитке - вышла вовсе даже неплохая “рубашка”: приборы FUSE в 10 тыс. раз чувствительнее, чем у “Коперника”.
Химия атмосферыОзоносфера над Антарктикой в 1998 году
Международная сеть озонометрических станций представила данные о состоянии озонового слоя атмосферы в южнополярном регионе Земли за 1998 г. Как и в предыдущие весенние сезоны Южного полушария, концентрация озона в освещенных Солнцем областях начала снижаться с конца июля. В августе среднемесячные показатели в полосе от 60°ю.ш. до Южного полюса оказались самыми низкими за последние 20 лет наблюдений.
Полярная стратосферная воронка была четко выражена; температура в слое с уровнем атмосферного давления 50 Па составляла минус 80-90°С, что способствовало истощению озона. Во второй половине августа площадь озонной дыры достигла 10 млн км2, а к середине сентября уже превысила 20 млн км2. Столь быстрое расширение никогда ранее не наблюдалось.
Низкие показатели содержания озона продержались в течение 40 сут, что также беспрецедентно. В первые три недели октября дефицит озона достигал 70%, причем абсолютный минимум наблюдался вблизи Южного полюса.
На полярных станциях Марамбио, Неймайер (Бразилия), Сёва (Япония) и Южный полюс (Амундсен-Скотт, США) в начале сентября было зарегистрировано 55-65%-е истощение озона.
С середины сентября на протяжении более месяца наблюдалось почти полное исчезновение озона на высотах между 14 и 22 км. В то же время температура в нижней стратосфере держалась много ниже минус 76°С - порога быстрого фотохимического разрушения этого газа.
В средних широтах Южного полушария концентрация озона с августа по октябрь 1998 г. была на 4-6% ниже средних величин того периода, когда озонные дыры еще не наблюдались.
БиологияЛетучие мыши и тропические лианы
Несколько сот видов тропических растений размножаются благодаря летучим мышам, которые подобно насекомым переносят пыльцу с цветка на цветок. Известно, что строение цветка у опыляемых насекомыми растений идеально адаптировано к конкретному виду. А как обстоит дело с растениями, которые опыляются летучими мышами?
Д. и О.фон Хельферсен (D.von Helversen, O.von Helversen; Университет в Эрлангене, Германия) подробно изучили строение цветков тропической лианы Mucuna holtonii. Это растение распространено в экваториальных лесах Центральной Америки. Довольно крупные цветки (около 4 см в длину) собраны в соцветия. Такие цветки относятся к типу мотыльковых - они имеют два лепестка, составляющих “лодочку”, два поперечных лепестка-“весла” и один - “парус”; последний встает вертикально, когда цветок созревает. Чтобы достать нектар, летучая мышь садится на цветок и сверху носом проникает в щель между “веслами”. При этом на мышь попадает пыльца, которую она переносит на другие растения.
Вертикальный “парус” у зрелого цветка M.holtonii представляет собой маленькую вогнутую пластинку шириной до 19 мм. Исследователи предположили, что этот лепесток может служить отражателем акустических сигналов летучих мышей, способствуя таким образом обнаружению цветка. Действительно, когда у половины цветков удалили “парус”, оказалось, что мыши посещают нетронутые экземпляры в четыре раза чаще. Во втором эксперименте вогнутую полость “паруса” закрывали комочками ваты, что подавляло эхо, но не изменяло ни формы лепестка, ни запаха цветка. Посещаемость таких цветков резко снижалась.
Исследователи измерили отражательные свойства “паруса”, облучая его импульсами ультразвука, близко повторяющими сигналы летучих мышей – опылителей растения. Эти опыты подтвердили высокую отражательную способность раскрытого “паруса” по сравнению с другими частями соцветия. Они показали также, что вогнутая геометрия обеспечивает эффективное отражение в широком диапазоне углов падения (в конусе с раскрытием ±40°), причем угловое распределение отраженных волн сосредоточено также в широком конусе (±30°). Установленный характер эхо-сигнала означает, что поднятый “парус” готового к опылению цветка хорошо заметен для пролетающей мыши и чем-то напоминает глаз кошки в свете фар автомобиля.
Предложенный механизм адаптации к эхолокационной системе мышей-опылителей косвенно подтверждается и другим наблюдением ученых: те виды лианы Mucuna, которые опыляют летучие мыши рода Megachiropteran, не обладающие эхолокационной системой, не имеют и соответствующего приспособления - поднятого вогнутого “паруса”.
ЗоологияФилиппинский паук-плевака
Пауки-плеваки, или сцитодесы (семейство Scytodedae, род Scytodes), известны своей уникальной “плевательной паутиной”. Дело в том, что примерно половина ядовитых желез в их головогруди превратилась в паутинные, и сцитодесы могут просто заплевывать свою добычу. А “нормальные” паутинные железы на кончике брюшка развиты слабо и выделяют паутину всего двух типов. На территории бывшего СССР отмечено несколько видов сцитодесов - на юге европейской части, на Кавказе и в Средней Азии. Большинство видов обитает в тропических и субтропических регионах. Биология сцитодесов - любимый объект исследований арахнологов.
Недавно арахнологи из Университета в Крайстчерче (Новая Зеландия) совместно с сотрудником Международного института исследований по рису в Лос-Баньосе (Филиппины) исследовали биологию и поведение сцитодеса, обитающего в окрестностях Лос-Баньоса. Таксономически этого паука им удалось определить только до рода, но, возможно, это новый для науки вид1.
Филиппинский сцитодес умеет строить небольшую паутинную сеть. Для него характерно охотничье поведение двух типов: он может быть и активным преследователем, отлавливая добычу вне сети (около 5% случаев), и засадчиком, подкарауливая ее внутри сети. Сама сеть очень проста и представляет собой разреженную пластинчатую конструкцию вокруг согнутого листка (живого или отмершего) с трубчатым гнездом, открывающимся на пластинку. Питается он пауками-скакунчиками, реже - насекомыми и другими пауками. После охоты часто заворачивает добычу в паутину. Как и у других сцитодесов, самка филиппинского паука откладывает яйца в яйцевой кокон и держит его в своих хелицерах вплоть до вылупления личинок. После вылупления они остаются в материнской сети и живут там до своей третьей линьки. Самое удивительное - самка иногда даже приносит добычу для своего потомства.
Таким образом, сцитодесы проявляют целый спектр инстинктов - от простого плевания до сетестроения и даже развитой заботы о потомстве. Более того, предварительные данные свидетельствуют о том, что филиппинские сцитодесы стремятся к образованию колониальных поселений, подобно одной из австралийских форм (Об австралийских сцитодесах см.: Михайлов К.Г. Эволюция социальности у пауков // Природа. 1992. № 12. С. 106-107.). В отличие от других видов, внутривидовая агрессия для филиппинского сцитодеса нехарактерна.
Удивительна изменчивость поведения и биологии пауков даже в пределах одного рода! Будем надеяться, что более систематические исследования сцитодесов откроют нам все тайны их жизни.
ГенетикаТетраплоиды среди млекопитающих
Общепринято, что млекопитающие не могут быть полиплоидами, поскольку для нормального функционирования механизмов определения пола необходимо, чтобы одна из X-хромосом находилась в инактивированном состоянии. Если же число X-хромосом увеличивается, механизм инактивации нарушается и животные становятся стерильными или нежизнеспособными (у человека триплоидные зародыши погибают еще в процессе внутриутробного развития). Тем не менее существует млекопитающее с тетраплоидным набором хромосом! Это обитающий в пустынях Аргентины грызун красная вискаша (Tympanoctomys barrerae, семейство Octodontidae). Его геном изучала группа исследователей из Аргентины, Чили и США под руководством М.Галлардо (M.Gallardo; Университет Южного Чили, Вальдивия).
С тетраплоидностью связан целый ряд уникальных характеристик этого животного. Если масса ядерной ДНК в клетке млекопитающего - величина весьма постоянная и варьирует от 6 до 8 пг, то геном красной вискаши достигает 16.8 пг - в два раза больше, чем ДНК ближайших родственных видов - Octodontomys gliroides и Octomys mimax. От количества ядерной ДНК зависит размер головки спермия. Неудивительно поэтому, что ее средние размеры у T.barrerae 14.1x13.4 мкм2, что в 2-3 раза больше, чем у названных видов.
Оказалось, что в геноме красной вискаши учетверены только аутосомы, а число половых хромосом - обычное для диплоидных организмов: у самок XX, а у самцов XY. Исследователи полагают, что именно благодаря этому красные вискаши сохранили жизнеспособность и плодовитость.
ФизиологияГенетическое изменение памяти у мышей
Один из важнейших механизмов, лежащих в основе обучения и памяти, - усиление синаптической проводимости между клетками, которые активируются одновременно (так называемое правило Хебба). Это выражается в появлении длительной потенциации (ДП) - устойчивого скачка потенциала на клеточной мембране, вследствие чего проводимость увеличивается. Электрические процессы на мембране клетки происходят благодаря химическим - взаимодействию нейромедиатора (химического передатчика) и соответствующего рецептора (белковой структуры, встроенной в мембрану). К последним относятся NMDA-рецепторы (от названия медиатора N-methyl-D-aspartate), взаимодействующие с нейромедиатором глутаматом, в результате чего в клетках гиппокампа появляется ДП. NMDA-рецептор состоит из субъединицы NR1 и нескольких субъединиц NR2. В рецепторах клеток гиппокампа и коры головного мозга различают NR2A- и NR2B-субъединицы, которые, образуя комплекс с NR1, действуют на ионные каналы мембраны и вызывают ДП. Было показано, что в мозге количество работающих NR2B уменьшается с возрастом животного, что коррелирует с возрастным ухудшением обучения и памяти.
Я-Пин Танг с коллегами (Ya-Ping Tang et al.; Принстонский университет, США) оценили, насколько NR2B-субъединица действительно необходима для формирования памяти. Они получили трансгенных мышей, у которых была повышена экспрессия гена, кодирующего белок NR2B в клетках коры и гиппокампа. В результате увеличивалось количество NMDA-рецепторов, содержащих NR2B-субъединицу, и пластичность синапсов у взрослых животных оставалась на уровне молодых.
Ученые протестировали память трансгенных мышей и их способность к обучению. В возрасте 3-6 мес мышам предъявляли несколько незнакомых предметов и оценивали их ориентировочно-исследовательскую реакцию. В повторной серии один из предметов заменяли на новый и наблюдали, есть ли разница между обследованием знакомых предметов и нового. (Обычно незнакомый предмет мыши обследуют дольше.) Трансгенные мыши помнили предметы дольше, чем контрольные, что говорит о лучшем формировании у них долговременной памяти.
В следующем эксперименте оценивали две формы памяти, связанной с неприятными ощущениями: на условный стимул и на обстановку опыта. В камере животные слышали звук, за которым следовал удар током. Критерием запоминания была реакция замирания (страха) в ответ на звук, а также замирание при помещении в камеру. Как по первому, так и по второму типу условных реакций трансгенные мыши обучались быстрее, чем контрольные. Реакция страха сохранялась у них дольше.
Для исследования пространственной памяти мышей применяли так называемый водный лабиринт Морриса. В этом тесте мыши должны отыскать спрятанную под водой платформу, ориентируясь по внешним стимулам. Трансгенные мыши более целенаправленно искали платформу и находили ее быстрее, чем контрольные.
В целом поведение трансгенных мышей в тестах было таким, считают авторы, как поведение более молодых животных. Следовательно, NMDA-рецепторы играют важную роль в усилении синаптической пластичности и, как следствие, в формировании памяти.
ЭтологияСпособность шимпанзе узнавать своих родственников
Умение различать индивидуумов среди представителей собственного вида имеет огромное значение для эволюции социальности у млекопитающих. Эта способность может приводить к появлению “личных отношений” и сотрудничества. Особенно важно уметь отличать родственников (т.е. животных, у которых много общих генов с генами самой особи) от других представителей вида.
Л.Парр (L.Parr; Университет в Имори, штат Джорджия, США) и Ф.де Вааль (F.de Waal; Региональный центр изучения приматов в Йерксе, США) изучали у пяти взрослых шимпанзе способность отличать одну обезьяну от другой, а также родственников от прочих животных.
Сначала обезьянам показывали на мониторе компьютера черно-белую фотографию шимпанзе, а вслед за этим - два других снимка, и животное должно было выбрать тот, который соответствовал снимку-образцу. Ранее шимпанзе ни разу не видели ни одну из сфотографированных обезьян. В некоторых опытах одна из фотографий представляла собой иной снимок той же обезьяны; в части опытов образцом служила фотография матери, а для сравнения предъявляли снимки ее сыновей и дочерей. Наконец, в ряде экспериментов использовали изображения разных обезьян, не связанных родственными отношениями.
Оказалось, что обезьяны хорошо отличают одного шимпанзе от другого и способны обнаружить сходство между матерью и сыном. Однако процент правильных решений во время демонстрации снимков матери и дочери достоверно не отличался от процента, когда предъявляли фотографии шимпанзе-неродственников. Иными словами, шимпанзе считали мать и дочь столь же не похожими друг на друга, как и двух любых других обезьян.
Таким образом, шимпанзе могут воспринимать сходство между шимпанзе-родственниками, однако эта способность, по-видимому, ограничена отношениями мать-сын.
ЭтологияПросмотр боевиков повышает агрессивность не только у людей
На 5-м Международном конгрессе по нейроэтологии, проходившем в Сан-Диего в августе 1998 г., группа исследователей из Техасского университета в Остине сообщила о результатах любопытного эксперимента (5th International Congress of Neuroethology. Program and Abstracts. San Diego, California, 23-28 August 1998. P. 216.).
Ученые наблюдали поведение двух групп взрослых самцов красногорлого анолиса (Anolis carolinensis) - в каждой по девять ящериц. В течение пяти дней самцам первой группы показывали видеофильм, в котором их соплеменник демонстрировал агрессивные поведенческие реакции, столь характерные для этого вида: угрожающе тряс головой, раздувал горловой мешок и сжимал бока, благодаря чему его тело казалось особенно большим. В контрольной группе тоже проводились ежедневные видеосеансы, но демонстрировались лишь абстрактные перемещения зеленых шаров. Затем каждый самец из обеих групп выпускался на “ринг” с реальным противником.
В ходе видеопросмотров, а позже - при столкновениях самцов с противником наблюдатели тщательно регистрировали агрессивные реакции и степень их проявления, а также определяли уровень стресса по окраске, которая у анолисов, как и у хамелеонов, служит четким индикатором внутреннего состояния.
Оказалось, что видеофильм, показывающий разъяренного сородича, вызывает у анолисов намного более выраженную агрессивность, чем нейтральный мультик, а после регулярного просмотра боевиков самцы гораздо агрессивнее реагируют на реального противника. В то же время выяснилось, что фильм не влияет на уровень стресса.
Конечно, американские исследователи не ставили своей целью изучить социальное влияние телевидения на взаимоотношения ящериц. В их задачу входило проверить гипотезу о возможной роли предварительного опыта на степень проявления агрессивности, а видеофильм был лишь средством проведения эксперимента, который подтвердил, что опыт, накопленный при встречах с противником (пусть и с виртуальным), действительно приводит к усилению агрессивных реакций.
МедицинаНовый способ профилактики инфекционных заболеваний
Для профилактики острых респираторных вирусных инфекций (ОРВИ) важно определить людей, которые обладают повышенной восприимчивостью к ним. С другой стороны, в профилактических целях часто применяют препараты и пищевые добавки, которые могут вызывать аллергию и другие неблагоприятные последствия. Поэтому необходимо найти немедикаментозные методы коррекции иммунитета.
Совместными усилиями сотрудников Нижегородского военно-медицинского института и Научно-исследовательского физико-технического института Нижегородского государственного университета (В.А.Балчугов, Е.И.Ефимов и др.) разработано новое направление профилактики инфекционных заболеваний с использованием колебаний высокой частоты (КВЧ-профилактика). Суть его - сочетание экспресс-диагностики состояния иммунной системы с последующей иммунокоррекцией. Основной метод диагностики - определение температуры рефлекторных зон человека, достоверно характеризующих состояние центральных органов иммуногенеза (тимуса, селезенки).
Иммунокоррекцию проводят с помощью сверхвысокочастотного генератора, излучающего электромагнитные волны в миллиметровом диапазоне (30-300 ГГц). Оказалось, что КВЧ-профилактика (шесть сеансов воздействия через день по две минуты на симметричные акупунктурные точки хэ-гу, цзу-сань-ли и хуа-чан), проведенная для военнослужащих перед началом эпидемии ОРВИ в 1997-1998 гг., привела к достоверному снижению заболеваемости в 1.7 раза. По сравнению с контрольной группой у военных, прошедших КВЧ-профилактику, болезнь протекала в более легкой форме, а ее продолжительность сократилась на 1-2 дня.
Сельское хозяйствоОпыт крокодиловых ферм в Восточной Африке
Периодически потрясающие Европу скандалы, связанные с появлением то тут, то там опасных для здоровья людей мясопродуктов, заставляют потребителей избегать говядины, свинины, курятины и все чаще обращаться к нетрадиционным, экзотическим и (пока?) безвредным источникам животного белка. Так, европейцы все чаще употребляют в пищу страусов и кенгуру. Еще один вариант замены традиционной белковой пищи... крокодилы. Мясо у них белое, чем-то напоминает курятину или баранину.
Крокодиловые фермы в Азии известны довольно давно. А вот для Африки, особенно Восточной, это дело новое и перспективное. Английский исследователь Дж.Купер (J.Cooper), работающий в Сельскохозяйственном университете Танзании, обобщил опыт фермерства в Кении, Танзании, Уганде, где разводят нильского крокодила (Crocodylus niloticus). Этот вид - один из наиболее крупных представителей отряда крокодилов: самцы достигают в длину 3.3 м. Лет 50 назад нильский крокодил был объектом интенсивного промысла, однако в последние годы состояние вида находится под международным контролем и его добыча ограничивается.
Крокодилы в Африке выращиваются как на ранчо, так и на специальных фермах. В первом случае яйца собирают в природе, во втором - получают от содержащихся в неволе животных. В естественных условиях гнезда крокодилов нередко приходится отыскивать с помощью легких самолетов. Яйца изымают примерно через 50 сут после откладки (этот срок считается оптимальным для получения наибольшего количества детенышей) и помещают в искусственные гнезда или специальные инкубаторы, в норме из них вылупляется 80-90% детенышей.
На фермах крокодилов содержат либо небольшими группами, состоящими из одного самца и 6-8 самок, либо крупными стадами, в которых может насчитываться до 60 самцов и до 300 самок.
Вылупившихся детенышей ежедневно кормят мясом или рыбой. Уже в трехмесячном возрасте они достигают полуметровой длины. В неволе крокодилы растут гораздо быстрее, чем в природе, и становятся половозрелыми уже в 8-10 лет (на воле - только достигнув 20-летия). Однако в целях промышленного использования так долго их не содержат: забивают уже в 12-14-месячном возрасте. Наиболее ценная продукция - крокодиловая кожа, но кроме того с каждого животного длиной 1.2-1.4 м получают до 3.4 кг мяса.
Развитие крокодилового фермерства в Восточной Африке сочетается с усилиями по сохранению этих животных в природе. Во-первых, часть выращенных животных (например, в Уганде - 5%) обязательно выпускают на волю. Во-вторых, к работе на фермах широко привлекают местное население, и те же люди, которые совсем недавно уничтожали гнезда крокодилов, теперь участвуют в сборе яиц для инкубации. Наконец, фермы открыты для посещения, что играет важную роль в формировании правильного отношения к крокодилам, понимания необходимости их рационального использования.
Охрана природыОгни небоскребов дезориентируют птиц-мигрантов
На путях перелетных птиц встречается множество естественных преград, однако они их успешно преодолевают. Но когда перед ними встают небоскребы, высотные мачты, крупногабаритные рекламные щиты, то ночное освещение этих огромных инженерных сооружений нарушает навигацию птиц по небесным светилам, что служит причиной их массовой гибели.
По данным Всемирного фонда дикой природы, от столкновений птиц с подобными сооружениями ежегодно на территории Северной Америки погибает более 100 млн пернатых. Особенно много потерь приходится на период темных и туманных ночей: птицы сталкиваются с рекламными щитами, в замешательстве беспомощно бьются крыльями об оконные стекла и рамы, а обессилев, замертво падают на уличные мостовые. Поскольку по утрам их тела убирают мусорщики или уничтожают бродячие кошки и собаки, проблема миграций птиц над большими городами остается для жителей незамеченной.
В 1993 г. добровольцы разработанной в Канаде Программы по защите птиц от воздействия мощных источников света (Canadian Fatal Light Awareness Program - FLAP) начали патрулировать пригороды Торонто в сезоны массовых миграций птиц, собирая раненых и погибших особей. Специалисты FLAP определили среди них 129 видов, причем некоторые виды отнесены к категории исчезающих или находящихся под угрозой исчезновения. Это - американская восточная мухоловка (Empidonax virescens), рубиновоголовый королёк (Regulus calendula), редкие виды славок, относящиеся к родам Sylvia и Dendroical.
FLAP, во избежание столкновений птиц с высотными сооружениями, разработали совместно со Всемирным фондом охраны дикой природы новую программу: “Птицам - гостеприимное пристанище” (“Bird - Friendly Building Program”), в соответствии с которой выключаются источники света или резко сокращается пользование ими, осуществляется переход к альтернативной светотехнике. В 1996 г. на здании Royal Bank of Canada были проведены первые работы по реализации поставленных целей. Позднее к этой программе присоединились владельцы 98 небоскребов (учтя, вероятно, что минимизация освещения ведет к экономии средств).
Охрана природыВыставка “Гремящие прерии”
С большим размахом зоопарк г.Форт-Уэрт (штат Техас, США) провел открытие выставки “Гремящие прерии”. На участке площадью в 0.8 га были выселены из вольеров американский бизон, койоты, дикие индейки и в этой естественной среде обитания воссоздана жизнь животных, которые некогда в изобилии заселяли земли современного Техаса.
Численность американских бизонов на континенте до его освоения европейцами оценивается в 60 млн голов; к концу XIX в. активная охота, организованная колонистами, привела к почти полному их истреблению. Сейчас благодаря большой репродуктивной работе численность сохранившейся популяции в 1500 голов восстановлена до 200 тыс.
Аналогичным образом сложилась судьба койотов: в зоопарках в настоящее время содержится немногим более 200 животных, в природе же койот отсутствует. Зоопарк г.Форт-Уэрт - участник Национального плана сохранения и выживания койота.
Исследование палеонтологических находок свидетельствует о том, что 10 млн лет назад дикие индейки водились на американских землях в великом множестве. С притоком колонистов бесконтрольная охота и разрушение мест обитания привели к их полному истреблению в 18 из 39 штатов, находящихся в пределах первоначального ареала. Ныне дикие индейки возвращены в родные места обитания.
Помимо наблюдения за поведением животных посетители выставки могут ознакомиться со знаменитыми фургонами пионеров-колонистов и бытовой стороной их жизни в американских прериях.
ЭкологияРастения очистят национальный парк
В 1998 г. на юге Испании произошла экологическая катастрофа: из-за обрушения дамбы, ограждавшей отстойник крупного горнодобывающего производства, 7 млн т токсичных отходов попали в воды и на берега р.Гвадалквивир, а также на прилегающую территорию Национального парка Доньяна (См.: Спасена ли Доньяна? // Природа. 1999. № 1. С. 110). Примерно несколько десятков тысяч тонн металлов, включая цинк, свинец, мышьяк и медь, успело просочиться с водой в почву на глубину около 20 см, а изъять их оттуда обычным способом невозможно.
Этой проблеме была посвящена экологическая конференция (Севилья, январь 1999 г.), на которой большой интерес вызвало выступление В. де Лоренсо (V. de Lorenzo; Национальный центр биотехнологии, Мадрид, Испания). Он предложил засеять загрязненную территорию растениями, выращенными по специальной генно-инженерной технологии, усиливающей способность впитывать из почвы металлы.
Однако против этого выступили сторонники охраны природной среды, возглавляемые активистами “Гринпис”: они считают, что появление генетически модифицированных растений опасно для сложившейся экосистемы (См: Плюсы и минусы генетической модификации агрокультур // Природа. 1999. № 7. С. 97-98).
Некоторые специалисты полагают, что уже существующие в природе растения и микроорганизмы могут быть не менее эффективны. Так, П.Берналь (P.Bernal; Центр агрономических исследований в Мурсии, Испания) указывает, что горный салат (Thlaspi caerulescens), занимающий 1 га, может за год изъять из почвы до 130 кг цинка. Правда, это растение на юге Испании не встречается, и его интродукция может привести к непредсказуемым результатам. Рассмотрение вариантов окончательной очистки Национального парка Доньяна продолжается.
Охрана окружающей средыЯпония планирует создание хранилища радионуклидов
В марте 1999 г. Министерство международной торговли и промышленности Японии опубликовало документ, который подготовлен отделом по использованию атомной энергии и посвящен перспективам строительства на территории страны постоянного хранилища высокоактивных ядерных отходов. Стоимость создания такого подземного объекта в Японии оценивается намного больше, чем во Франции и Великобритании - в 8 и 13 раз соответственно. Эксперты объясняют это геологическими особенностями Японских о-вов, в частности высоким уровнем грунтовых вод.
Суммарные расходы по созданию глубокого подземного хранилища определят и цену захоронения отходов - 2.7 млн йен (22.5 тыс. долл. США) за 1 м3 складируемых материалов. Так, размещение 15 тыс. т высокоактивных отходов от разгрузки среднего по мощности реактора, работающего на обычной воде, будет стоить около 19.2 млрд йен.
В настоящее время в местечке Роккасё (крайний север о.Хонсю) сооружается предприятие по переработке ядерных отходов. Затем, к 2030-2040 гг. планируется ввести
в строй и глубокозалегающее хранилище нуклидов. Ответственная за эту деятельность комиссия готовит отчет о результатах своей работы; по его представлению правительство примет окончательное решение о технологической надежности и безопасности проекта и, значит, - целесообразности и объеме работ. Сейчас эта комиссия исследует возможность создания “многобарьерной” защиты с участием как искусственных преград (например, стеклование отходов и добавление буферных материалов), так и естественных, геологических. Местоположение подземного хранилища пока еще не определено.
Наряду с планированием хранилища Япония ведет поиск и других способов ослабить проблему высокоактивных отходов. Так, упомянутое министерство изучает возможность продления срока работы существующих реакторов; Комиссия по атомной энергии Японии изыскивает меры, направленные на собственно сокращение производства высокорадиоактивных отходов. Три научно-исследовательских института ищут способы остановить рост отходов путем внедрения реакторов-размножителей на быстрых нейтронах, а также использовать для этой цели ускорители высоких энергий.
По мнению специалистов одного из этих институтов, такая комбинированная технология могла бы сократить выход высокорадиоактивных нуклидов примерно на 70%, позволив содержать такие отходы в наземных хранилищах.
ВулканологияКракатау вновь напоминает о себе
Островной вулкан Кракатау, расположенный в Зондском проливе, между о-вами Ява и Суматра (Индонезия), снискал себе мрачную славу еще в 1883 г., когда его взрывное извержение и последовавшая за этим мощная волна цунами высотой до 40 м унесли жизни свыше 36 тыс. человек. Звук взрыва тогда был слышен на расстоянии 4650 км, а атмосферные эффекты наблюдались по всему миру.
После довольно длительного затишья Кракатау оживился в 1952 г., а затем в 1966-м. Потоки свежей лавы, шлак и пепел постепенно образовали новый конус, именуемый Анак (Дитя) Кракатау. Но все эти события протекали сравнительно вяло.
5 февраля 1999 г. с вершины вулкана, высота которого ныне составляет 813 м над ур.м., послышался грохот, в небо на километровую высоту поднялся столб пепла. В последующие 5 сут по всему острову наблюдался пеплопад, по ночам склоны освещались обломками раскаленной породы, выбрасываемыми из жерла.
В середине марта процесс постепенно пошел на убыль, хотя громыхание иногда повторялось.
Специалисты Р.Сухьяр и Д.Ахмад (R.Sukhyar, D.Ahmad; Управление вулканологии Индонезии в Бандунге), изучающие поведение Кракатау, полагают, что эти события можно считать продолжением извержения, которое слабо проявилось еще в 1992 г.
ГляциологияПозднекайнозойские оледенения Южной Америки
В Южном полушарии материковое оледенение почти целиком сосредоточено (и сравнительно неплохо изучено) только в Антарктиде; вообще оледенению материков Южного полушария посвящено работ несоизмеримо меньше, чем оледенению Северного. Понятный интерес поэтому вызвал доклад аргентинских ученых (Rabassa J., Cadic-Conicet // Book of Abstracts of XV INQUA Congress. 3-11 August 1999. Durban, South Africa. P. 145.) на XV конгрессе INQUA (International Union for Quaternary Research), который был посвящен новейшим данным по истории, особенно геохронологии, оледенений Южных Анд.
Поднятия Южных Анд в среднем миоцене (около 15 млн лет назад) привели к большим климатическим и другим изменениям природной среды в горах и на Патагонском плоскогорье. Уже в позднем миоцене в горных районах развивается оледенение. Затем, в период между 2.2 и 1.2 млн лет назад, в Южных Андах имели место по меньшей мере семь оледенений, однако ледники не выходили в предгорья. Эти оледенения авторы сопоставили с изотопно-кислородной кривой (стадии от 82-й до 58-й). Напомним, что изотопный состав кислорода (18O/16O) в скелетах фораминифер, кокколитофорид, диатомей меняется с изменением климата. Это позволило выделить в четвертичных осадках океанов 23 климатические стадии. Из них 20 приходится на эпоху Брюнес (0.73-0 млн лет); четные номера принадлежат холодным, в том числе ледниковым, стадиям, нечетные - теплым (Подробнее см.: Shacleton N.J., Opdayke N.D. // Quaternary Research. 1973. V. 3. P. 39-55; Ibidem // Mem. Geol. Soc. Am., 1976. V. 145. P. 449-464.).
“Величайшее оледенение Патагонии” произошло между 1.15 и 1.0 млн лет назад (сопоставлено со стадиями изотопно-кислородной кривой от 34-й до 30-й). В максимум этого оледенения маломощный ледниковый покров занимал обширные области предгорий, характеризовавшихся тогда слаборасчлененным рельефом. Морены оледенений данигляциал и готигляциал (согласно модели К.Калдениуса), вероятно, накоплены в результате ледниковых событий, происходивших между 1 млн лет и 195-100 тыс. лет назад (6-я стадия). Позднеплейстоценовое ланкуихское оледенение Патагонии соответствует по времени вюрмскому и висконсинскому оледенениям Северного полушария (4-я и 2-я стадии). Работы в Чили обеспечили очень точную хронологию этих ледниковых событий. По крайней мере два стояния ледников отвечают двум похолоданиям, которые сменились быстрым потеплением около 16-15 тыс. лет назад. Корреляции дриасовых климатических событий Северного полушария с событиями на юге Южной Америки остаются очень спорными, хотя несколько голоценовых подвижек ледников в горах имели место.
ПалеоклиматологияЭль-Ниньо за минувшие пять тысяч лет
Американские геологи, седиментологи и гидрологи во главе с Д.Т.Родбеллом (D.T.Rodbell; Юнион-колледж в Скенектади, штат Нью-Йорк) изучили строение дна и осадочные породы оз.Пальякакоча на юго-западе Эквадора. Поднятые при бурении колонки донных осадков охватывают последние 15 тыс. лет существования озера. Их анализ показал, что вызываемая атмосферными осадками эрозия почвы, которая отчетливо проявляется в ежегодных слоях донных отложений, свидетельствует о том, что колебания климата в течение последних 5 тыс. лет происходили “в унисон” с циклами Эль-Ниньо.
Бури и штормы на озере зафиксированы в исторических документах за два истекших века. Теперь установлено, что по сравнению с прежней, 15-летней повторяемостью этих явлений на протяжении пятитысячелетнего периода они заметно участились в последнее время. Происшедшие климатические изменения специалисты относят за счет усиления пассатов, которые в свою очередь связаны с Эль-Ниньо. Косвенные свидетельства о влиянии Эль-Ниньо на палеоклимат Южной Америки существовали и ранее: это данные о росте коралловых построек, годовые кольца старых деревьев, колонки льда, взятые в горах, отложения горных пород, вызванные наводнениями, археологические находки и т.п. Но все эти данные обычно относятся лишь к последним 2 тыс. лет, а более древние свидетельства страдают отсутствием непрерывности. Теперь этот недостаток в определенной мере преодолен.
Известно, что температура поверхности моря при очередном возобновлении Эль-Ниньо начинает подниматься вблизи юго-западного побережья Эквадора раньше, чем у других его берегов. Оз.Пальякакоча расположено всего в 75 км от Тихого океана и поэтому активно реагирует на изменения его физического состояния.
Поднятая на поверхность колонка озерных отложений длиной 9.2 м включала фрагменты растительности, смытой в воду во время бурь и проливных дождей. Слои, отложившиеся с 1800 по 1967 г., четко совпадают по времени с наступлением умеренных и сильных Эль-Ниньо. За указанный период в 11 из 17 случаев этого циклического явления резкие седиментологические изменения произошли в течение всего двух лет, в одном случае - в трехлетний отрезок времени. За последние 100 лет весьма интенсивные Эль-Ниньо отмечались 8 раз, и отложения обломочных пород на дне эквадорского озера точно коррелируют со временем их развития.
АрхеологияЕгипетская “Долина мумий”
На протяжении последних четырех лет египетские археологи из Высшего совета по древностям ведут раскопки греко-римского некрополя в оазисе Бахария, расположенном в 400 км к юго-западу от Каира.
Существование некрополя относится к периоду между 330 г. до н.э. и 400 г. н.э. Археологами обнаружено 200 мумий, плотно уложенных друг к другу. Часть из них облачена в роскошные золоченые одеяния; на лица некоторых наложены маски. Помимо пышных одеяний, внимание специалистов привлекла исключительная тщательность бальзамирования тел, что позволяет говорить о захоронении важных персон.
По мнению З.Хавваса (Z.Hawwas), директора Отдела древностей Каира и Гизы, это - первый случай погребения в некрополе столь большого числа мумий почти у самой поверхности земли.
Для завершения раскопок по всей территории некрополя потребуется еще много времени. Учитывая ее протяженность в несколько километров, можно полагать, что общее число захоронений составляет не одну тысячу.
Это древнее место погребений археологи назвали “Долиной мумий”.
КОРОТКО Из доклада, опубликованного Институтом наблюдения за миром (World Watch Institute), следует, что на мировом рынке энергоносителей все более значимое место в 1990-1998 гг. стали занимать возобновляемые источники энергии - ветровая и солнечная. За указанный период ежегодное использование ветровой энергии возросло на 22%, солнечной - на 16%. В это же время доля потребляемой нефти выросла менее чем на 2%, а доля угля не увеличилась вовсе. Такие тенденции связываются со снижением стоимости произведенной электроэнергии альтернативными источниками: если в 1981 г. стоимость ветровой энергоустановки мощностью 1 квт достигала 2600 долл. США, то в 1998 г. - 800. Кроме того, отмечается острая конкуренция между производителями солнечных батарей.
Environmental Science and Technology. 1999. V.33. №15. P.309 (США).
Точная копия самолета братьев Райт - первого летательного аппарата тяжелее воздуха - создана в Американском институте аэронавтики и астронавтики. Как известно, этот первый самолет представлял собой планер с двигателем внутреннего сгорания мощностью 12 л.с. 17 декабря 1903 г. братья Уилбер и Орвил Райт в штате Северная Каролина (США) совершили первый пилотируемый полет продолжительностью 59 с и дальностью 260 м.
Сейчас копия этого самолета для проведения всесторонних испытаний помещена в аэродинамическую трубу Исследовательского центра НАСА в Калифорнии. Пилот Ф.Калик (F.Culick) 17 декабря 2003 г., в день столетнего юбилея полета, намерен подняться в воздух в том же Китти-Хоке и повторить полет братьев Райт, но несколько измененным по продолжительности и дальности.
National Geographic. 1999. V.196. №2. (США).
После того как оборудование на искусственном спутнике Земли “ROSAT”, запущенном несколько лет назад западноевропейскими государствами для изучения космического рентгеновского излучения, “выработало свой ресурс”, немецкий ученый И.Тримпер (J.Trimper; Институт внеземной физики им.М.Планка) предложил коллегам подарить этот спутник школьникам в качестве наглядного пособия. В нескольких школах будут построены детские Центры управления полетом и сбора научной информации, где ученики под присмотром старших смогут поработать с уникальной “игрушкой”. А в 2000 г., когда в Ганновере состоится Всемирная выставка, пульт связи со спутником станет доступным и для ее многочисленных посетителей.
Nature. 1999. V.397. №6721. P.643 (Великобритания).
РЕЦЕНЗИЯ
Исаак Константинович Кикоин.
Воспоминания современниковОтв. ред. Н.Н.Пономарев-Степной.
М.: Наука, 1998. 255 с.Творцы ядерного века
В.Ю. Баранов, С.Д. Лазарев
Российский научный центр
“Курчатовский институт”Два года назад исполнилось 90 лет со дня рождения выдающегося ученого нашей страны академика Исаака Константиновича Кикоина (1908-1984). И хотя его уже давно нет среди нас, память о нем жива. В вышедшей книге его коллеги, многочисленные ученики и родственники делятся своими воспоминаниями, раскрывая образ ученого, руководителя, человека.
Кикоин относился к той когорте ученых, которые своими трудами позволили советской науке занять лидирующее положение в мире. С его именем связаны многие замечательные достижения как в области фундаментальной физики, так и в решении атомной проблемы в нашей стране.
На формирование личности И.К.Кикоина как ученого-физика большое влияние оказал руководитель Ленинградского физико-технического института академик А.Ф.Иоффе - один из создателей школы советской физики. После окончания Политехнического института в Ленинграде Кикоин начал работу в Физтехе. Одной из первых его научных работ было исследование эффекта Холла и магнитосопротивления в жидких металлах. Полученные результаты доказали применимость развитой незадолго до этого квантовой теории электропроводности жидких металлов, из которой следовало, что постоянная Холла определяется лишь плотностью электронов проводимости независимо от характера расположения ионов. Кикоин опроверг выводы, сделанные такими крупными физиками, как Вальтер Нернст и Пауль Друде, что эффект Холла в жидких металлах отсутствует. Широкое признание пришло в 1933 г. после открытия им (совместно с М.М.Носковым) фотомагнитоэлектрического эффекта в полупроводниках, который вошел в литературу как эффект Кикоина-Носкова. Из работ, выполненных Кикоиным в довоенные годы, следует отметить те, что посвящены исследованию эффекта Холла в магнетиках и измерению гиромагнитного отношения в сверхпроводниках. Кикоин показал, что в ферромагнетиках, наряду с обычным эффектом Холла, связанным с магнитным полем, существует аномальный эффект, который определяется намагниченностью образца (аномальный эффект Холла-Кикоина). В блестящих по экспериментальному мастерству исследованиях Кикоиным (совместно с С.В.Губарем) было впервые измерено гиромагнитное отношение в
сверхпроводниках и показано, что магнетизм сверхпроводников связан с электронным током. Этот результат был весьма важен для понимания микроскопической природы сверхпроводимости.
Уже в довоенные годы имя Кикоина как видного ученого в области физики твердого тела было известно как в нашей стране, так и за рубежом. Однако начавшаяся в 1941 г. война круто изменила все жизненные планы. Кикоин переключает свою деятельность на решение прикладных задач, важных для повышения обороноспособности нашей страны. В 1941-1942 гг. руководимая им лаборатория на Урале создала новый тип амперметра для измерения больших токов, который нашел свое применение в электролизных процессах при выплавке алюминия. За эту работу Кикоин получил свою первую Государственную премию.
В 1942 г. по приглашению И.В.Курчатова Кикоин начинает работы, направленные на создание атомного оружия в Советском Союзе. Ему была поручена одна из важных и сложных проблем атомного проекта - разделение изотопов урана, - которая и была блестяще решена в чрезвычайно сжатые сроки. Под научным руководством Кикоина создавалась отечественная промышленная газодиффузионная технология разделения изотопов урана. Это позволило в 1951 г. провести успешное испытание советской урановой атомной бомбы.
Кикоин был одним из организаторов Института атомной энергии (ныне - Российский научный центр “Курчатовский институт”), в котором он работал заместителем директора до конца своих дней. Усилиями Кикоина и возглавляемых им коллективов технология разделения изотопов была в последующие годы радикально изменена - в промышленности используется центробежная технология разделения изотопов урана, что позволяет в десятки раз уменьшить расход электроэнергии.
В работе над атомным проектом проявились выдающиеся качества Кикоина как ученого, организатора, руководителя. Его авторитет основывался не на административной власти, а на высочайших профессиональных и человеческих качествах. Работал Кикоин самозабвенно, его рабочий день продолжался 12-14 часов в сутки, и так в течение многих лет.
За успешное решение поставленных правительством задач по атомной проблеме деятельность Кикоина была отмечена наградами. Он - дважды Герой Социалистического Труда, кавалер семи орденов Ленина, лауреат Ленинской и шести Государственных премий СССР.
В 50-е годы наряду с работой по атомной проблеме Кикоин продолжил исследования по физике твердого тела. Совместно с Ю.А.Быковским и одним из авторов этой рецензии (С.Д.Лазаревым) была открыта анизотропия четного и нечетного фотомагнитных эффектов в монокристаллах германия и кремния, в экспериментах с фотомагнитным эффектом в антимониде и арсениде индия при гелиевых температурах обнаружены квантовые осцилляции сигнала с магнитным полем. Кикоин (совместно с С.Д.Лазаревым) обнаруживает новый эффект, названный фотопьезоэлектрическим, - возникновение разности потенциалов в освещенном полупроводнике, подвергнутом одноосной деформации. В 80-е годы группой Кикоина были изучены радиационные электромагнитный и пьезоэлектрический эффекты в кристаллах германия, когда вместо света источником первичного рождения электронов и дырок в полупроводнике является поток заряженных частиц (a-частицы, протоны). Работы Кикоина с сотрудниками внесли новую страницу в физику полупроводников. Они стали классическими и вошли во все современные учебники.
Хотелось бы специально остановиться на следующем. При проведении научных исследований Кикоин сам проводил измерения. Если же на этой стадии эксперимента он не принимал участия, хотя и был безусловным руководителем работы, то всегда отказывался войти в авторский коллектив. Более того, до последних дней жизни Кикоин непосредственно своими руками в проводимых им экспериментах осуществлял стеклодувные операции и тонкую распайку исследуемых образцов. Нравственный аспект такого отношения к науке имел огромное значение для окружающих.
Наряду с научной деятельностью Кикоин уделял большое внимание воспитанию молодой научной смены. Он читал лекции в Ленинградском политехническом институте, Свердловском и Московском университетах, Московском инженерно-физическом институте, руководил аспирантами и вел физические кружки для студентов. Его лекции способствовали выработке научного мышления у целого поколения, своей любовью к физике он заражал аудиторию, делая слушателей своими единомышленниками. Кикоин совместно с братом написал прекрасный учебник для вузов “Молекулярная физика”. Интерес Кикоина к преподаванию не случаен. Его отец был учителем. Исаак Кикоин окончил Псковскую школу №1 им.Л.М.Поземского, где преподавал его отец. У этой школы богатые традиции, в ней учились известные в будущем выпускники Академии медицинских наук академики Л.А.Зильбер и А.А.Летаветт, видный деятель здравоохранения В.А.Обух, математик В.М.Брадис, писатели Ю.Н.Тынянов, В.А.Каверин. Кикоин присутствовал на 180-летнем юбилее школы, помогал созданию му
зея. В честь 90-летия со дня рождения ученого на ее стене была открыта мемориальная доска, где сообщается, что академик И.К.Кикоин окончил эту школу в 1923 г. На торжественной церемонии присутствовала и делегация из Курчатовского института.
Ученого глубоко волновали проблемы народного образования. Несмотря на большую занятость, он активно включился в работу по составлению новой программы обучения физике. Он понимал, что главное в этом деле - хороший учебник для школьников. И вместе с братом А.К.Кикоиным он написал учебник по физике для 8 класса, который был рекомендован Министерством просвещения в качестве базового. Кикоин заботился о выявлении молодых талантов, он создавал физико-математические школы, много лет возглавлял Комитет по школьным олимпиадам. Кикоин (совместно с А.Н.Колмогоровым) организовал уникальный физико-математический журнал “Квант” для юношества, который пользуется до сего времени огромной популярностью не только среди школьников и студентов, но и среди широкого круга читателей всех возрастов.
Кикоина очень беспокоило, что значительная часть научной продукции в период работы по атомному проекту оставалась закрытой для исследователей. Он считал это положение временным. По мере сил поддерживал проведение научных конференций по различным проблемам физики и сам принимал участие в их работе. Подготовленный под его руководством доклад на конференции в Женеве в 1965 г. о методах обнаружения ядерных взрывов способствовал подписанию соглашения о запрещении испытания ядерных взрывов в атмосфере. В Курчатовском институте ежегодно 28 марта (день рождения Кикоина) проводятся Кикоинские чтения, на которых видные российские ученые, многие из которых были знакомы с ним лично, выступают с докладами о последних достижениях науки и техники.
Кикоин обладал редкими душевными качествами. Он был всегда открыт для всех. К нему шли не только за научными консультациями, но и за помощью в личных делах. Энциклопедически образованный, своими знаниями в различных областях он охотно делился с коллегами. Считал, что человек, умеющий хорошо работать, должен хорошо отдыхать, и был инициатором многочисленных капустников, Дня физика в Курчатовском институте и других увеселительных мероприятий в коллективах, которыми он руководил. О различных сторонах этой многогранной личности рассказывается в книге. Многие материалы удалось опубликовать только сейчас, когда снят гриф секретности с колоссальной работы по созданию советского ядерного оружия. Читатель с большим интересом прочитает воспоминания о совместной работе с Кикоиным по решению атомной проблемы в нашей стране руководителей крупнейших заводов, связанных с атомной промышленностью: А.М.Петросьянца, А.П.Александрова, И.С.Израилевича, Ю.Л.Голина, Ю.П.Забелина, И.Н.Фридляндера и др. О своих контактах с Кикоиным рассказывают известные академики и профессора Л.А.Арцимович, Ю.М.Каган, Н.А.Черноплеков, Я.А.Смородинский, С.В.Вонсовский. И конечно, ближайшие сотрудники и ученики по Курчатовскому институту, многие из которых стали сегодня известными учеными, делятся воспоминаниями о своем руководителе и о годах совместного труда. Интересны воспоминания о Кикоине работников школьного просвещения М.А.Прокофьева, В.Г.Разумовского, М.Н.Максимовского, Л.Г.Ротгенгера. Открывается книга статьями брата и сестры А.К. и Е.К.Кикоиных. Предисловие написал вице-президент Российского научного центра “Курчатовский институт” академик Н.Н.Пономарев-Степной.
Одно из величайших достижений уходящего столетия - использование человеком энергии атома. Недаром XX век называют иногда ядерным веком. Люди, стоящие у истоков этой научно-технической революции, усилиями которых главным образом совершен такой грандиозный прорыв в науке и технике, - творцы ядерного века - привлекают к себе пристальное внимание и интерес общества. Книга воспоминаний об академике И.К.Кикоине поможет большому кругу читателей хотя бы частично этот интерес удовлетворить. Она будет полезна также для ответа на вопрос о роли личности и формирующейся вокруг нее школы для развития науки в нашей стране.
НОВЫЕ КНИГИМатематика
Метрическая теория функций и смежные вопросы анализа / Под ред. С.М.Никольского. М: АФЦ, 1999. 272 с.
Выход книги приурочен к 70-летию выдающегося российского математика, члена-корреспондента Российской академии наук, профессора МГУ им. М.В.Ломоносова Петра Лаврентьевича Ульянова.
В статьях, представленных в сборнике, исследуются направления математического анализа, в которых фундаментальные результаты получены самим Ульяновым, - теория ортогональных рядов, аппроксимации и аналитических функций, теоремы вложения.
Охрана природыЛ.И.Маковкин. Дикий пятнистый олень Лазовского заповедника. Владивосток: Русский Остров, 1999. 133 с.
В силу причин исторического, климатического, биоценотического характера участок между реками Черная и Киевка на берегу Японского моря является единственным местом в стране, где сохранилась наиболее крупная популяция аборигенного дикого пятнистого оленя. Для сохранения этого уникального животного в 1935 г. был создан Судзухинский (с 1970 г. Лазовский) государственный заповедник им.Л.Г.Капланова. Основные задачи - сохранение и изучение природного комплекса южно-уссурийской тайги, охрана и восстановление численности редких и ценных видов.
Специальная задача Лазовского заповедника - охрана единственного участка в Приморье, где еще встречаются дикие пятнистые олени и горалы. Работа в условиях заповедника принципиально отвергает отстрел животных, поэтому в книге нет материалов по морфологии и гельминтофауне.
Автор работает в заповеднике с 1969 г., в течение 15 лет изучает пятнистого оленя: численность, размещение, половую и возрастную структуру популяции, питание, влияние на среду обитания, факторы смертности.
Флористика. ГеоботаникаФлора и растительность Якутии: Сборник научных статей / Под ред. П.А.Тимофеева. М: ФИПС, 1999. 168 с.
Книга посвящена памяти известного исследователя флоры Якутии, старейшего члена Русского ботанического общества Валентины Ивановны Перфильевой (1928-1997).
Сборник состоит из четырех разделов. В первом собраны многолетние результаты флористических, геоботанических, лесных и ресурсоведческих исследований с давних времен до наших дней с указанием библиографических сведений. Во втором включены статьи молодых ботаников, работавших в 90-е годы. Здесь анализируются данные о флоре сосудистых споровых растений и грибов Якутии. В третий раздел вошли статьи по фитоценологии. Последний содержит результаты исследований видового состава, эколого-биологических особенностей, запасов сырья дикорастущих лекарственных, пищевых и кормовых растений Якутии.
Ландшафтная экологияБ.В.Виноградов. Основы ландшафтной экологии. М.: ГЕОС, 1998. 418 с.
Новое научное направление - ландшафтная экология - возникло в недрах географических и биологических дисциплин как необходимость в решении глобальных и региональных экологических проблем. Объектами исследования служат локальные, региональные, зональные и глобальные экосистемы.
Термин “ландшафтная экология” ввел немецкий ученый, специалист по воздушной географической разведке и ландшафтно-экологическому дешифрированию аэрофотоснимков К.Троль. В нашей стране основы этой науки были заложены трудами русских ботаников, почвоведов и зоогеографов, таких как В.В.Докучаев, г.И.Танфильев, Е.П.Коровин, Д.И.Кашкаров и др. Концепция ландшафтной экологии в России исходит от академика В.Б.Сочава, который сумел объединить подходы фитоценологии, экологии и ландшафтоведения.
Структура книги традиционна. Первый раздел - функциональный - раскрывает взаимосвязи между различными характеристиками экосистем в вертикальном направлении, от геологического строения до верхней тропосферы, и завершается балансовыми и математическими моделями. Второй - хронологический - описывает пространственные структуры экосистем разных морфогенетических классов в горизонтальном направлении, от элементарных экосистем до биосферы в целом, в нем даны модели всей пирамиды экосистем разного иерархического уровня - глобального, локального, регионального. Третий раздел - динамический - показывает многолетние изменения экосистем, решает проблемы их прогнозирования и управления. Четвертый раздел - прикладной - включает основные области применения ландшафтно-экологической концепции, и в первую очередь - биомониторинг.
История наукиПетр Симон Паллас. Наблюдения, сделанные во время путешествияпо южным наместничествам Русского государства в 1793-1794 годах / Пер. с нем.; Отв. ред. Б.В.Левшин; Сост. Н.Ткачева. М.: Наука, 1999. 246 с. (Научное наследство)
Выдающееся место в славной когорте российских и приглашенных зарубежных ученых-естествоиспытателей, членов Академии, создателей новых географических карт, исследователей фауны и флоры, полезных ископаемых России, этнографии и истории населяющих ее народов занимает академик Берлинской и Санкт-Петербургской академий, профессор “натуральной истории” Петр Симон Паллас (1741-1811).
Свои последние экспедиционные работы Паллас провел в южных районах России и завершил их изданием на немецком языке двухтомника “Наблюдения, сделанные во время путешествия по южным наместничествам Русского государства в 1793-1794 годах”. На русском языке этот труд оставался неизвестным все 19-е столетие. В 1881 и 1883 гг. в “Записках Одесского общества истории и древностей” появились лишь два его фрагмента. Авторы переводов - члены Таврической ученой архивной комиссии - в основу положили сокращенное издание подлинника 1803 г. Полный перевод с немецкого сделал в 1918 г. вице-президент Одесского общества истории и древностей А.Л.Бертье-Делагард. Он подготовил серию изданий по истории Крыма, в том числе и “Наблюдения...” П.С.Палласа. Во втором томе его труда, посвященном землям Северного Причерноморья, содержатся уникальные сведения о природе Крымского полуострова, национальном составе и образе жизни населения, административном устройстве, древней истории Крыма. Тогда издание не вышло в свет.
Спустя 80 лет, к юбилею Российской академии наук, сочинение опубликовали. Оно отличается подробностью и точностью наблюдений, живостью и образностью языка и сохраняет свое научное значение до настоящего времени.
