2002 г.
Калейдоскоп
Рецензия
Новые книги
|
2002 г. |
Новости науки
Калейдоскоп Рецензия Новые книги |
КосмологияНаблюдения космологической паутины
Согласно большинству современных моделей, распределение вeщeства во Вселенной на ранней стадии ее эволюции напоминало трехмерную паутину. И это предсказание благодаря развитию наблюдательной техники превращается ныне в установленный факт.
Об этом говорят, например, наблюдения нескольких слабых галактик в окрестностях квазара Q 1205-30, выполненные в марте 2000 г. на Очень большом телескопе Европейской южной обсерватории в Чили. Красное смeщeние квазара равно 3.04, что в стандартной космологической модели соответствует возрасту Вселенной около 1.5 млрд лет. Чтобы определить взаимное расположение галактик и квазара, необходимо измерить расстояния до них, которые, согласно закону Хаббла, прямо пропорциональны скоростям движения галактик по лучу зрения, скорость же устанавливается по доплеровскому красному смeщeнию - сдвигу линий в длинноволновую область спектра. Естественно, для определения красного смeщeния необходимо с высокой точностью измерять спектры далеких галактик. Это стало возможным лишь после ввода в строй телескопов с диаметрами зеркал 8-10 м.
П.Мёллер, Й.Финбоу (P.Moller, J.Fynbo; Европейская южная обсерватория) и Б.Томсен (B.Thomsen; Институт физики и астрономии, Дания) использовали для определения красного смeщeния линию нейтрального водорода La, на которую приходится основная часть излучения протогалактических облаков. Лабораторная длина волны этой линии (121.6 нм) попадает в ультрафиолетовый диапазон, однако красное смeщeние сдвигает ее в видимую часть спектра, благодаря чему ее можно наблюдать с помощью обычных телескопов.
Предварительный поиск протогалактик в окрестностях квазара Q 1205-30 проводился с помощью 3.58-метрового Телескопа новой технологии (ТНТ) Европейской южной обсерватории и специального фильтра, центрированного на длину волны линии La, испытавшую красное смeщeние 3.04, т.е. приблизительно на 490 нм. Сам квазар в данном случае сыграл роль маяка, указывающего на область образования галактик. Затем, в марте 2000 г., на 8.2-метровом телескопе ТНТ/Анту были получены спектры восьми галактик, предварительно идентифицированных с помощью ТНТ. Определенные по этим спектрам красные смeщeния вместе с угловыми координатами составили тройку пространственных координат, необходимую для построения объемной карты распределения протогалактик.
На этой карте все восемь протогалактик и квазаров лежат на одной линии, которая очерчивает нить той самой паутины, что предсказывается большинством космологических теорий. Этот результат подтверждает сложившуюся к настоящему времени картину эволюции ранней Вселенной.
Astronomy and Astrophysics. 2001. V.372. P.L57 (Международный европейский журнал); http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2001/pr-11-01.html
Астрофизика“Фонтанирует” нейтронная звезда
За последнее десятилетие астрономам удавалось многократно наблюдать, как различные небесные объекты - от близлежащих нейтронных звезд до массивных черных дыр, находящихся в нашей Галактике или далеко за ее пределами, - выбрасывают струи раскаленных газов. При тщательном рассмотрении оказывалось, что такие струи неоднородны - они состоят из сгустков, разлетающихся от своих источников со скоростями, близкими к световой.
Можно было предположить, что звезда или черная дыра выбрасывают подобные комья материи, когда им пришла необходимость освободиться от крупных скоплений горячих газов. Если это так, то выбросу каждого сгустка должна предшествовать вспышка рентгеновского излучения, которая может наблюдаться в окрестностях такого объекта (подобно вспышке света, заметной в тот момент, когда снаряд вырывается из орудийного жерла).
Однако проверить эту гипотезу было нелегко. Дело в том, что выброшенные сгустки звездной материи быстро остывают и становятся неразличимыми для телескопов, работающих в рентгеновском диапазоне. Чтобы проследить за прохождением каждого сгустка вдоль струи, необходима совместная работа оптических и радиотелескопов с очень длинной базой, т.е. разбросанных по далеким друг от друга странам и континентам. Координация подобной системы нелегка не только в организационном, но даже в политическом плане.
Впервые такая цель была достигнута в июне 1999 г., когда в продолжение 56 часов звезда X-I в созвездии Скорпиона непрерывно наблюдалась радиотелескопами Национальной радиоастрономической обсерватории США в Сокорро (штат Нью-Мексико) совместно с телескопами в Австралии, Китае, Японии и ЮАР; в работе участвовали также две оптические обсерватории и рентгеновские приборы, установленные на спутнике “Rossi X-ray Timing Explorer”.
Обработка собранных уникальных данных выполнялась под руководством Э.Фомалонта (E.Fomalont; Национальная радиоастрономическая обсерватория США). В итоге был зафиксирован предсказанный всплеск рентгеновского излучения, за которым последовал выброс сгустков материи, разлетавшихся в разные стороны со скоростью, составлявшей около 95% световой. Через несколько часов сгустки попали в скопления уже остывшего вeщeства, выброшенного предыдущими взрывами.
Таким образом, впервые удалось пронаблюдать полный цикл этих грандиозных явлений и проверить правильность предположений об их характере и последовательности. Однако все eщe неясно, что именно вызывает подобные взрывы.
Science. 2001. V.292. №5522. P.1631(США);
Astrophysical Journal Letters. May 20, 2001;
www.aoc.nrao.edu/pr/scox1/ scox1.movie.html
Астрофизика. ГеофизикаГигантская вспышка на Солнце
21 марта 2001 г. на Солнце произошла сильнейшая магнитная буря. Она вызвала, в частности, мощное полярное сияние, которое наблюдалось даже в Мексике, где подобные явления чрезвычайно редки. В штате Нью-Йорк временно нарушилась система энергоснабжения; последствия могли оказаться более серьезными, если бы это не происходило в нерабочее время, в конце недели, когда нагрузка на электросети составляет лишь около 50% обычной для будних дней.
Астрофизики и геофизики усмотрели в такой сильной вспышке предзнаменование eщe более мощных проявлений активности Солнца. Действительно, 2 апреля 2001 г. была зарегистрирована самая крупная (на то время наблюдений) вспышка рентгеновского излучения Солнца. В северо-западном квадранте его диска возникла колоссальная область пятен, получившая наименование NOAA AR 9393. Она разрослась до размеров, в 14 раз превышающих Землю. К счастью, потоки частиц из этой области миновали нашу планету, но все же Земля получила тогда крупную порцию протонов высокой энергии.
Большую роль в наблюдениях за солнечной активностью играют Военно-воздушные силы США, которым принадлежит сеть из пяти территориально разбросанных и круглосуточно работающих станций, где фиксируются солнечные вспышки, корональные выбросы солнечной материи и тому подобные события, нарушающие радиосвязь на высоких частотах и мешающие работе навигационных систем. Недавно ВВС США заключили соглашение с Национальным центром геофизических данных (входит в систему Национального управления по изучению океана и атмосферы) о том, что этот Центр принимает на себя хранение получаемых сетью ВВС данных оптического и радионаблюдений солнечной активности. Право пользоваться ими предоставляется всей научной общественности, заинтересованной в исследовании солнечно-земных связей.
Earth System Monitor. 2001. V.11. №4. P.3 (США).
Метеоритика. ГеохимияДревний космический “пришелец”
Известно, что около 65 млн лет назад Земля столкнулась с довольно крупным небесным телом. Местом падения считается нынешнее побережье п-ова Юкатан в Южной Мексике, где находится гигантский кратер Чиксулуб (см. также: Астероид был намного крупнее // Природа. 1994. №6. С.86.), образовавшийся при столкновении. В результате удара было выброшено в атмосферу огромное количество вeщeства как земного, так и космического происхождения, которое благодаря ветрам распространилось по всей планете. Эти отложения (их можно найти на границе мела и третичного периода в самых удаленных от Мексики регионах) содержат необычно высокую для земных горных пород концентрацию иридия.
Недавно геохимик Т.Вдовяк (T.Wdowiak; Университет штата Алабама, США) с коллегами изучили методом мёссбауэровской спектроскопии образцы, взятые на территории Европы, Центральной и Северной Америки в самом верхнем горизонте этого пограничного слоя. Он имеет существенно более красноватую окраску, чем лежащие ниже породы, а кроме того, - высокую концентрацию гидроксидов и сульфатов железа.
Мёссбауэровская спектроскопия позволила установить присутствие наночастиц гетита (a-FeOOH) - желтовато- и красновато-бурого минерала ромбической сингонии. Причем те образцы, которые взяты в Италии, содержат значительное количество гематита (Fe2O3) - минерала, который в больших скоплениях образует месторождения железной руды. Такие частицы вполне могут быть измененными (окисленными) остатками упавшего на Землю астероида.
Как показывает построенная математическая модель, инопланетная порода, попав на Землю, сначала испарилась, а затем ее мельчайшие частицы, которые были разнесены ветром, подверглись конденсации на всей территории планеты.
Meteoritic and Planetary Science. 2001. V.36. P.123;
Science. 2001. V.291. №5509. P.1665 (США).
ФизикаМодификация поверхности - путь к магнитной памяти
Российские ученые из Нижнего Новгорода В.Н.Петряков, Ю.К.Веревкин (Институт прикладной физики РАН) и Н.И.Полушкин, Н.Н.Салащенко (Институт физики микроструктур РАН) в содружестве с американскими коллегами из Университета штата Небраска сформировали магнитные наноструктуры методом лазерной интерференционной литографии (Applied Physics Letters. 2001. V.79. P.2606).
Исходные пленки Сo-C толщиной 40 нм с равным содержанием кобальта и углерода были получены путем одновременного их распыления на поверхности стекла. Затем, используя эксимерный лазер мощностью 0.17 Дж/см2 и длиной волны 308 нм, создали на поверхности пленки интерференционную картину с периодом, равным половине длины волны. В местах максимума интенсивности излучения происходил локальный отжиг пленки.
Исследования в атомно-силовом и магнитно-силовом микроскопах показали, что в исходной Со-C-фазе нанокристаллы Со имеют размер 1-2 нм и не проявляют магнитных свойств. После лазерного отжига кластеры кобальта разрастаются до размеров 10-25 нм, что приводит к появлению ферромагнетизма.
В ином направлении пошли французские (Universite Paris-Sud, Orsay) и английские (University of Glasgow) исследователи (Journal of Applied Physics. 2001. V.90. P.3850). В качестве исходных эти ученые брали многослойные пленки Co-Pt с хорошими магнитными свойствами. Облучение поверхности сфокусированным пучком ионов галлия приводит к разрушению ферромагнитного состояния пленки в местах попадания этих ионов.
Техника. ЭкологияКриогенный автомобиль? Он есть!
Опытный образец такого автомобиля создан в США, в Университете штата Северный Техас. Пока он немного неуклюж и больше напоминает ретро-модель. Полная масса криоавтомобиля 700 кг; он оснащен пневмодвигателем мощностью 13 кВт, работающим при давлении 10 атм, в его баке - 124 л жидкого азота. На испытаниях криоавтомобиль развил скорость 58 км/ч при дальности пробега на одной заправке 24 км. Это - прототип будущего криоавтомобиля, и его характеристики пока далеки от теоретических, на которые ориентируются авторы. (В дальнейших планах - создание криоавтомобиля, способного развивать скорость до 100 км/ч при длительности пробега на одной заправке жидкого азота в 240 км.) Основные трудности в достижении высоких эксплутационных характеристик связаны с созданием эффективного теплообменника, который мог бы обеспечить стабильный расход и температуру паров азота в широком диапазоне окружающих температур и влажности атмосферы. Кроме того, теплообменник не должен обмерзать. Все это - достаточно сложные инженерные задачи.
Идея создания криоавтомобиля вовсе не надумана: атмосфера густонаселенных городов, насыщенная выхлопами автотранспорта с двигателями внутреннего сгорания, опасна для их жителей. В штате Калифорния принята специальная программа, которая обязывает производителей начиная с 2003 г. оснащать 10% всех новых автомобилей двигателями с нулевым выбросом вредных вeщeств. Долгое время понятие “автомобиль с нулевым выбросом вредных вeщeств” было синонимом электромобиля или автомобиля на водороде. Работы над другим типом экологически чистого транспорта - криогенным автомобилем - ведутся с середины 90-х годов.
Энергию для движения криогенный автомобиль получает за счет расширения азота при его кипении. Несмотря на то что при изотермическом рабочем цикле может быть получена механическая работа до 0.4 МДж на килограмм жидкого азота, это все же в 25 раз меньше энергоемкости двигателя внутреннего сгорания. К слову, энергоемкость современных электрохимических аккумуляторов, используемых в электромобилях, eщe в несколько раз ниже, чем у созданного прототипа криоавтомобиля, хотя электромобилями занимаются не один десяток лет. Другие несомненные достоинства криоавтомобиля - низкая стоимость жидкого азота (он в 10 раз дешевле бензина) и полная пожаробезопасность. В отличие от электромобиля у нового вида транспорта не встает проблема утилизации отработанных аккумуляторов. Основной недостаток - большие размеры азотного бака и теплообменика.
Изготовив прототип криоавтомобиля, специалисты приступили к выполнению заказа на пожаробезопасный криоавтомобиль для космодрома им. Кеннеди во Флориде. Интерес к безопасному средству для грузовых и пассажирских перевозок в аэропортах проявляют многие авиакомпании. За каким автомобилем будущее - электрическим, криогенным или водородным, пока предсказать трудно. МедицинаОпытный образец криогенного автомобиля, разработанный в Университете штата Северный Техас. Он состоит из бака с жидким азотом, теплообменника, в котором происходит кипение азота с последующим подогревом паров до температуры, близкой к комнатной, и пневматического двигателя. По принципу действия этот вид транспорта скорее похож на паровоз, с той лишь разницей, что энергия для парообразования берется из окружающей среды.Фуллерены против гриппа
Ученые давно обратили внимание на биологическую активность фуллеренов (почти идеальных сферических молекул С60 диаметром 0.7 нм), надеясь использовать ее в борьбе против вирусов. Основное препятствие на пути создания лечебных препаратов связано с нерастворимостью фуллеренов в воде, что затрудняло их прямое введение в организм человека.
Похоже, что с этой проблемой успешно справился коллектив сотрудников Института экспериментальной медицины (Санкт-Петербург), того самого, в стенах которого в свое время успешно трудился великий И.П.Павлов. В опытах по подавлению вирусов гриппа авторы (Kiselev O.I. et al. // Mol. Materials. 1998. V.11. P.121; Piotrovsky L.B. et al. // Ibidem. 2000. V.13. P.41.) использовали аддукт фуллерена с поливинилпирролидоном (ПВП). Это соединение хорошо растворимо в воде, а полости в его структуре близки по размерам молекулам С60. Полости легко заполняются молекулами фуллерена, и в результате образуется водорастворимый аддукт с высокой антивирусной активностью. Поскольку сам ПВП не обладает антивирусным действием, вся активность приписывается содержащимся в аддукте молекулам С60.
В пересчете на фуллерен его эффективная доза составляет примерно 5 мкг/мл, что значительно ниже соответствующего показателя для ремантадина (25 мкг/мл), традиционно используемого в борьбе с вирусом гриппа. В отличие от ремантадина, который наиболее эффективен в ранний период заражения, аддукт С60/ПВП обладает устойчивым действием в течение всего цикла размножения вируса. Другая отличительная особенность сконструированного препарата - его эффективность против вируса гриппа А- и В-типа, в то время как ремантадин действует только на первый тип.
Охрана окружающей среды
Дания - за чистоту моря
В конце 1970-х годов в водах, омывающих Ютландский п-ов, происходили массовые заморы рыбы, которые были вызваны обильным развитием планктона и, как следствие, - резким снижением содержания кислорода в воде. В наибольшей степени это явление затронуло пролив Каттегат, отделяющий Данию от Швеции. По мнению специалистов, причина гипоксии - сток в море удобрений. В 1986 г. ситуация повторилась - кислородное голодание привело к гибели омаров в южной части Каттегата.
Под давлением Датского общества охраны природы правительство приняло программу сохранения морской среды, вступившую в силу в 1987 г. Прежде всего следовало вдвое уменьшить выбросы азота из всех основных источников, а в течение последующих шести лет - на 80% сократить поступление в окружающую среду соединений фосфора. Кроме того, ежегодно выделялось 24 млн долл. на усовершенствование очистных сооружений и на поощрение тех фермеров, которые ограничивают использование навоза и выращивают сорта озимой пшеницы, поглощающие из почвы излишки азота.
К 1991 г. стало ясно, что этих мер недостаточно, к тому же посев озимых привел к увеличению количества вносимых азотных удобрений. Пришлось выплачивать премии и за сокращение применения нитратов.
В результате комплексного подхода количество цветущего планктона, а следовательно, и акватория бедствия в проливе Каттегат значительно уменьшились.
Science. 2001. V.291. №5506. P.969 (США).Геотектоника. СейсмологияВнутриплитовые землетрясения наиболее опасны
В конце января 2001 г. в западном индийском штате Гуджарат разразилось мощное (М = 7.5 по шкале Рихтера) землетрясение, полностью уничтожившее г.Бхудж, расположенный в 20 км от эпицентра. Более 10 тыс. жителей погибло за несколько минут; даже в удаленном на 300 км Ахмадабаде были многочисленные жертвы.
Штат Гуджарат давно значится на геофизических картах как район высокой сейсмичности, причем сейсмичности особой: землетрясения происходят во внутренних, условно стабильных областях континента.
Большинство землетрясений происходит на границах тектонических плит; при соприкосновении их края обламываются, вызывая толчки. Наиболее характерный пример - сейсмические явления вдоль разлома Сан-Андреас, вызванные взаимодействием Северо-Американской и Тихоокеанской плит.
Другое дело, когда речь идет о таких регионах, как упомянутый Индийский субконтинент. Тут грозные силы действуют издалека: надвигающаяся с юга на протяжении миллионов лет Австралийская плита смещает Индостан к северу, подвергая земную кору мощному нажиму; местами она поддается - рождаются гигантские складки Гималайских гор. В местах, где кора не выдерживает давления и трескается, возможны землетрясения, именуемые внутриплитовыми. Таким событием и была Бхуджская катастрофа. Этот толчок, вероятно, привел к образованию нового разлома в пределах древнего рифта, где земная кора долгое время подвергалась то растяжениям, то сжатиям и разрывам и, наконец, ослабла настолько, что энергия выделилась мощным толчком. А весь этот процесс начался eщe 150 млн лет назад, когда Индостан только отделился от Антарктиды и Африки.
Считая лишь с 1956 г., Индия перенесла пять внутриплитовых землетрясений, слабейшее унесло 26 жизней, а сильнейшее - 9748. В отличие от иных индостанских внутриплитовых землетрясений район Бхуджа задолго до этого события был отнесен к зоне наивысшей сейсмической опасности (всего различают пять степеней). При этом специалисты учитывали, что eщe в 1819 г. сходный по силе толчок разразился в недалеко расположенном, но отдельном отрезке разлома, унеся около 2 тыс. жизней. А затем здесь отмечалась более слабая, но нередкая сейсмическая активность, одним из всплесков которой в 1956 г. был толчок с М = 6.0 в окрестностях г.Анджара. Анализируя эти события, специалисты в ноябре 2000 г. предупредили о возможности новых толчков, но ожидали их западнее, ближе к Карачи (Пакистан), так как считали, что активный разлом начнет распарываться именно в эту сторону, а не на восток, как случилось в действительности…
Нарастание напряжения в коре совершается столь медленно, что минуют тысячелетия, прежде чем тот же самый отрезок разлома распорется снова. Поэтому для принятия мер, таких как введение строгих правил сейсмического строительства, соответствующих конкретным условиям, необходим сбор точных наблюдательных данных за длительный период, что в Индии не всегда делается. Да и существующие правила часто не соблюдаются, как это было, например, со зданиями школы и больницы в Ахмадабаде.
Видный геофизик П.Мольнар (P.Molnar; Университет штата Колорадо в Боулдере) считает реальной возможность eщe более трагичных событий. В регионе, где Индостанская плита подпирает Азиатскую и погружается под нее, интенсивно накапливаются напряжения. Тот или иной участок в области Гималайских гор должен в среднем разрываться раз в несколько десятилетий. Чтобы взломалась вся горная арка, необходимо, по мнению Р.Билэма (R.Bilham; Университет штата Колорадо), 14-15 мощных землетрясений. За последние 200 лет произошло лишь три, так что в любое время можно ожидать продолжения. Особой опасности, полагает Билэм, подвергаются крупные города в приморской равнине на юге страны: здесь все строительство осуществлялось на почве, которая даже в случае отдаленного, но достаточно сильного землетрясения приобретает свойства жидкости, и стоящие на ней сооружения разрушатся.
Секретарь Управления по делам науки и техники Индии В.С.Рамамурти (V.S.Ramaamurthy) заявил, что уроки Бхуджа тщательно изучаются и по ним будут приняты соответствующие меры.
Science. 2001. V.291. №5505. P.802 (США).СейсмологияЗемлетрясения в заливе Пьюджет-Саунд
28 февраля 2001 г. в южной части залива Пьюджет-Саунд (крайний северо-запад США) произошло редкое в этих местах землетрясение. Проанализировав поступившую о нем информацию, американские сейсмологи Буржуа и Джонсон (Bourgeois, Johnson) пришли к выводу, что событие связано с существованием разлома земной коры, относящегося к плите Хуан-де-Фука, которая здесь смещается в восточном направлении и погружается под Северо-Американскую плиту.
eщe до февральского землетрясения эти исследователи изучили осадочные породы в нижней части дельты реки, которая впадает в залив Пьюджет-Саунд (дельта лежит неподалеку от эпицентра последовавшего затем толчка). Выяснилось, что слои осадочных пород нарушены там специфическим образом и, как можно предположить, либо вследствие того, что на эту территорию дважды обрушивались волны цунами, либо в результате сейсмических событий. За последние 1200 лет здесь случилось два мощных и как минимум три более слабых землетрясения. Среди них, несомненно, были и такие, которые по интенсивности превосходили событие начала 2001 г. или были равны ему. В связи с этим, очевидно, потребуется внести поправку в карты сейсморайонирования северо-запада США и в местные строительные правила.
ВулканологияBulletin of the Geological Society of America. 2001. V.113. P.482 (США).
Фудзи-сан угрожает
Знаменитую огнедышащую гору Фудзияму (3776 м над ур.м.), что в 150 км к западу от Токио, с сентября 2000 г. начали сотрясать мелкие подземные толчки: вместо недавних 30-40 ежемесячно регистрировалось по 130-140, а в ноябре их число достигло 222 (в предыдущие годы среднемесячное количество не превышало 1-2). Нынешние землетрясения, очаг которых залегал всего в 15 км под землей, были не слишком мощные - магнитуда сильнейшего составляла 2.2 по шкале Рихтера.
Фудзи-сан, как уважительно называют японцы свой вулкан, имеет очень сложное строение. Он расположен поверх группы более древних, перекрывающих друг друга вулканических построек. Рост Юного Фудзи (таково его геологическое название) начался всего 10-8 тыс. лет назад. Между 8 и 4.5 тыс. лет назад здесь неоднократно происходили вулканические взрывы, а затем в течение целого тысячелетия - обильные излияния лавы. На склонах вулкана открылось более сотни побочных кратеров и расщелин. Потоки расплавленного материала перекрыли реки и ручьи, верховья которых находились к северу от вулкана, в горах Мисака, - так возникли Пять озер Фудзи (теперь это популярное в Японии курортное место). Последнее, самое сильное за историческое время, извержение Фудзиямы произошло в 1707 г.: на восточном склоне появился новый кратер, а выброшенный пепел покрыл улицы г.Эдо (ныне Токио).
Сегодня за состоянием Фудзи-сан постоянно следят специалисты. Установленные на склонах и у вершины наклономеры фиксируют его геодезические особенности, сейсмическая аппаратура регистрирует движения земной коры, в наблюдениях участвуют и спутники GPS (Global Positioning System). Каковы ближайшие “намерения” Фудзиямы, пока не известно.
Вulletin of the Global Volcanism Network. 2001. V.26. №.2. P.6 (США).ГеофизикаСезонное сейсмическое “дыхание” Земли
Геодезист М.Мураками (M.Murakami; Институт геофизической съемки в Цукубе, Япония) и сейсмолог-вулканолог С.Макнатт (S.McNutt; Университет штата Аляска в Фэрбенксе, США) сообщили об открытии ими циклического “дыхания” Земли - некой годичной периодичности сейсмических явлений.
Установить существование такого цикла, особенно заметного в районе Японского архипелага, позволил им анализ многолетних высокоточных данных, полученных благодаря Системе глобального позиционирования (GPS). Пятьдесят наземных станций этой системы, сеть которых охватывает и северо-восток Японии, регистрируют ежегодное сжатие земной коры (примерно на 30 мм) в направлении с востока на запад, за которым следует ее растяжение в обратном направлении. Причем в осенний сезон движение происходит на 15% быстрее, чем весной. Вероятно, с этим и связан наблюдаемый в Японии сезон землетрясений: подземные толчки и извержения некоторых вулканов случаются почти исключительно в период между сентябрем и декабрем. При анализе событий авторы исключили такие посторонние эффекты, как разогрев поверхности планеты Солнцем, атмосферные и иные воздействия.
Сезонность активности проявляют не только японские вулканы Осима и Миякодзима, но и далеко от них расположенные вулканы - Павлова на Аляске и Вильяррика в Чили. Цикличность вулкана Павлова проявляется более чем в 99% случаев его активности: каждую осень наступает фаза “выдавливания” магмы, весной сменяемая приостановкой извержения, вероятно в результате падения давления в подземной камере. В дополнение к этим наблюдениям сейсмологи М.Отаке и Х.Накахара (M.Ohtake, H.Nakahara; Тохокский университет в Сендае, Япония) отобрали исторические данные, согласно которым начиная с 684 г. все без исключения крупнейшие землетрясения в центре страны происходили в период между августом и февралем.
Геодезист К.Хеки (K.Heki; Национальная астрономическая обсерватория в Мидзусаве) независимо получил данные об аналогичных движениях земной коры на севере Японии: измерители напряжений, установленные в 150-метровом туннеле среди гранитных пород, показали, что ритмичность сжатия и растяжения коры весьма похожа на обнаруженную по данным сети GPS.
На вопрос о механизме ритмических явлений в случае вулкана Павлова Макнатт предположительно назвал рост давления на земную кору вследствие сезонного ветрового нагона океанских вод на сушу, что, возможно, и “выдавливает” магму к поверхности. Что же касается севера Японии, то Хеки причину усматривает в появлении зимнего снежного покрова, что также увеличивает давление на магматические камеры. Многие специалисты полагают, однако, что массы снега для этого недостаточно. Возможно, здесь замешано одновременное взаимодействие нескольких факторов. Оживленная дискуссия продолжается на страницах научных журналов.
Science. 2001. V.291. №5504. P.584 (США).ГляциологияИсчезают шельфовые ледники
За последние десятилетия на западе Антарктического п-ова исчезло несколько крупных шельфовых ледников. Считалось, что на эти ледяные “фартуки” (один край прикреплен к суше, а другой плавает в море) воздействует глобальное потепление, но, как выяснили гляциологи, таяние ледников идет даже намного быстрее, чем можно было предполагать.
Группа американских специалистов провела детальную съемку eщe существующих шельфовых ледников Антарктического п-ова, а также проанализировала телеметрические данные с искусственных спутников Земли, пролетающих над Шестым континентом.
Оказалось, что исчезновение шельфовых ледников связано не только с потеплением: в значительной мере на этот процесс влияют озера и озерки талой воды, скапливающейся в трещинах во льду.
Из математической модели, построенной с учетом скорости стекания ледника с континента, поля напряжения, обусловленного растрескиванием льда, и влияния талых вод на образование трещин, следует, что сама по себе талая вода трещин не порождает, зато очень сильно расширяет уже возникшие. А широкая трещина способствует отколу большого ледяного массива. Это исследование поможет прогнозировать дальнейшую судьбу антарктического оледенения.
Journal of Glaciology. 2000. V.46. P.516;Палеонтология
Science. 2001. V.291. №5506. P.947 (США).Первые находки динозавров в Туве
Впервые остатки юрских наземных позвоночных в Туве обнаружили специалисты Горной экспедиции в 1957 г. Ископаемые кости были извлечены из канавы, заложенной для геологического изучения подпочвенных пород на правобережье Енисея, в восточной части урочища Калбак-Кыры (в 5 км к северо-западу от г.Кызыла). Информация о находке в то время до палеонтологов не дошла.
В октябре 2000 г. геологи из нескольких научно-исследовательских учреждений Тувы отыскали забытое местонахождение. На поверхности незадернованного отвала они увидели несколько десятков костных обломков, о чем сообщили в Палеонтологический институт РАН.
Во второй половине августа 2001 г. ученые из Кызыла и Москвы посетили местонахождение Калбак-Кыры. Пробные раскопки позволили пополнить коллекцию ископаемых костей, которые, как оказалось, принадлежат динозаврам. Окаменелости залегали в зеленовато-серых глинистых отложениях, ниже слоя известковисто-песчанистых конкреций. Эти породы относят к верхней части саламской свиты, датируемой обычно средней юрой (бат-келловейский век).
Остатки динозавров из Калбак-Кыры представлены фрагментами позвонков, ребер и костей конечностей. Они имеют темно-коричневый цвет, сильно минерализованы и местами покрыты тонкой известковистой коркой, выраженной и на местах сломов. Благодаря повышенной радиоактивности, доходящей до 100 мкР/ч, для поисков палеонтологических образцов успешно применялся радиометр.
К настоящему времени предварительно установлено, что кости из Калбак-Кыры принадлежат представителям по крайней мере двух групп птицетазовых динозавров (Ornithischia): гипсилофодонтов (Hypsilophodontia) и стегозавров (Stegosauria). Первая из них определена по телам позвонков, эпифизам бедренных и локтевых костей, а вторая - только по позвонкам.
Гипсилофодонты, которым приписывается двуногое передвижение, открыты практически на всех континентах. Известно, например, что в Северной Америке динозавры этой группы достоверно существовали от поздней юры до конца мелового периода, в Австралии и Европе - в раннем мелу, а в Африке и Азии - в юрское время.
Силуэт архаичного стегозавра.
Фрагменты хвостовых позвонков среднеюрского стегозавра из Тувы.Стегозавры, четвероногие ящеры с двумя рядами продольно ориентированных спинных пластин и острыми хвостовыми шипами, были обычны в поздней юре на Африканском континенте, в Европе, Северной Америке и Азии. В Джунгарской и Турфанской впадинах (северо-запад Китая) они обнаружены в породах раннеме0лового времени. Довольно полные остатки архаичных среднеюрских стегозавров хуянозавров (Huayangosaurus) происходят из всемирно известного китайского местонахождения Дашанпу (провинция Сычуань). Там выкопано довольно много полных скелетов и их фрагментов, принадлежащих разным группам динозавров. Среди них, например, - завропод шунозавр (Shunosaurus), огромный хищник газозавр (Gasosaurus) и гипсилофодонт яндузавр (Yandusaurus). Эти ящеры жили около 170 млн лет назад, т.е. практически в одно время с тувинскими динозаврами.
Ископаемые находки из Калбак-Кыры eщe предстоит изучить. Можно надеяться, что результаты исследований позволят детальнее охарактеризовать состав салдамских динозавров, подтвердить возраст отложений, содержавших кости, и выявить палеобиогеографические связи между различными областями древнеазиатской суши.
(Эта работа была выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований. Проекты 00-04-49348 и 01-04-63004.)
© В.Р.Алифанов, Е.Н.КурочкинАрхеология
Палеонтологический институт РАНВ.И.Забелин
Тувинский госуниверситетВ.И.Кудрявцев
Тувинский институт комплексного освоения
природных ресурсов СО РАНКто и когда стал первым “кукурузником”?
Долгие годы археоботаник Д.Пиперно (D.Piperno; Смитсоновский институт тропических исследований, Бальбоа, Панама) утверждала, что в низменных влажных лесах Центральной Америки в древние времена могло развиваться земледелие. Однако прямых доказательств тому не хватало, поскольку остатки растений в тропиках быстро разлагаются. Исследовательнице пришлось обратиться к микроскопическим свидетельствам - частицам пищи, прилипшим к каменным орудиям (их возраст ~12.7 тыс. лет), которые обнаружены на стоянке древнего человека в панамской пeщeре Агуа-Дульсе. Оказалось, что поверхность каменных скребков и ножей покрыта мелкими крупицами остатков кукурузы, маниока (кассавы), ямса и аррорута - клубнеплода, которым местные индейцы питаются и сегодня. Радиоуглеродная датировка слоя почвы, в котором найдены эти образцы, была недостаточно точной: 7800-5500 лет назад. К тому же оставалось неясным, выращены эти растения человеком или они были дикорастущими.
Выход из положения нашел американский археолог Р.Томпсон (R.Thompson; Университет штата Миннесота, Миннеаполис). Он исходил из того, что древний человек обычно готовил обед, не соскребая со стенок горшка пригар от предыдущих трапез. Под полуобугленными слоями пищи могли оставаться микроскопические частички растений, съеденных ранее; а их уже можно достаточно точно датировать методом масс-спектрометрии с использованием ускорителя. Томпсон исследовал глиняные черепки, найденные на раскопках древнего прибрежного поселения Ла-Эмеренсиана (Эквадор) - там когда-то находился религиозный центр, где приносились жертвы богам. На некоторых осколках он обнаружил кукурузные фитолиты - крошечные кусочки окаменевших растений. Анализ показал, что люди питались кукурузой не менее 4200 лет назад!
Известно, что родина кукурузы - Мексика, а предок - теосинте, высокая однолетняя трава, и сегодня растущая по всей Центральной Америке. Вопрос же состоит в том, когда именно теосинте окультурили. Пиперно и К.Фланнери (K.Flannery; Университет штата Мичиган в Анн-Арборе, США) исследовали методом масс-спектрометрии початки кукурузы, найденные в мексиканской пeщeре Оаксака, и выяснили, что им около 6250 лет - более старых остатков маиса в Америке eщe не находили.
Таким образом, чтобы со своей родины, Юго-Западной Мексики, достигнуть прибрежного Эквадора, окультуренному маису понадобилось более 2 тыс. лет.
Proceedings of the National Academy of Sciences. February 13. 2001;Гляциология
Science. 2001. V.292. №5517. P.631 (США).Горные ледники в тропиках отступают
Существование горных ледников полностью зависит от колебаний климата: даже незначительное потепление приводит к резкому смeщeнию снеговой линии вверх. В последние десятилетия ледники сокращаются все интенсивнее. Такая картина наблюдается в горах столь удаленных друг от друга стран, как Кения, Венесуэла, Эквадор, Новая Гвинея; но в наибольшей степени это касается перуанских Анд и Килиманджаро.
В Перу активно отступает ледник Куэльккай. Геодезические съемки показали, что последние три года ледяной язык его главного стока уменьшается в среднем на 155 м/год - в 32 раза быстрее, чем в 1963-1978 гг. Площадь оледенения уменьшилась с 56 км2 в 1976 г. до 44 км2 в настоящее время. При таком темпе таяния здесь не останется льда уже через 20 лет.
Если климатическая тенденция не изменится, та же участь ждет и сверкающую белизной снежную шапку высочайшего в Африке (5895 м над ур.м.) пика Килиманджаро, красоту которого воспел в своих произведениях Э.Хемингуэй. На конференции Американской ассоциации развития науки (Сан-Франциско, март 2001) гляциолог Л.Томпсон (L.Thompson; Центр полярных исследований им.Р.Бэрда при Университете штата Огайо в Колумбусе) сообщил, что, по данным аэрофотосъемки, ледники Килиманджаро с 1989 г. уменьшились на 33%, а по сравнению с 1912 г. потери достигают 82%. Измерения 2000 г. показали, что ледник, толщина которого в разных местах варьирует от 20 до 50 м, за последние 12 мес стаял на 1 м.
Последствия этого процесса могут быть весьма серьезными: жители предгорных районов лишатся питьевой воды, турбины многих ГЭС остановятся.
Science. 2001. V.291. №5509. P.1690 (США).
КАЛЕЙДОСКОП
Они питались термитами
Палеоантропологи, изучающие останки гоминид, которые жили примерно 1.8 млн лет назад в Южной Африке, обычно считают их вегетарианцами: для охоты они были eщe не приспособлены, а их крупные уплощенные зубы и мощные челюсти свидетельствуют об умении разжевывать грубую растительную пищу. Однако недавний анализ с использованием радиоактивных изотопов углерода указывает на такой состав пищи, который богат белками животного происхождения, т.е. мясом (Science. 2001. V.291. №5504. P.587. США).
В недавней совместной работе Ф.д’Эррико (F.d’Errico; Институт четвертичной геологии и доисторического периода, Таланс, Франция) и антрополога Л.Блекуэлл (L.Blackwell; Витватерсрандский университет, Иоганнесбург, Южно-Африканская Республика) были подвергнуты микроскопическому анализу древнейшие костяные орудия труда из пeщeрных стоянок Сварткранс и Стеркфонтейн на территории ЮАР, известных находками останков австралопитека (Australopithecus robustus).
На костяных орудиях заметны характерные зарубки, нанесенные с некими определенными целями. При сопоставлении со следами, оставшимися от контакта с различными природными объектами или зубами животных, они разительно от них отличаются; не походят они и на те, что могли возникнуть при выделке звериных шкур или при выкапывании из земли диких растений.
В наибольшей степени эти зарубки совпадают со следами на более поздних орудиях, которые предназначались для вскрытия ходов термитников, столь часто встречающихся в Южной Африке. Термиты богаты животными белками, которые так необходимы человеку, а его предкам они были куда более доступны, чем мясо зверей.
Видный палеоантрополог Дж.Ли-Торп (J.Lee-Thorp; Кейптаунский университет, ЮАР) тоже считает, что роль беспозвоночных в питании прачеловека до сих пор недооценивалась.
РЕЦЕНЗИЯ
М.Д.Голубовский.
ВЕК ГЕНЕТИКИ:
ЭВОЛЮЦИЯ ИДЕЙ И ПОНЯТИЙ.
СПб.: Борей Арт, 2000. 263 с.Сложный, но познаваемый геном
А.М.Гиляров,
доктор биологических наук,
МГУ им.М.В.ЛомоносоваКнига М.Д.Голубовского, рассказывающая об основных концепциях генетики и устройстве генома, читается с громадным интересом и заставляет думать. Конечно, у разных читателей, в зависимости от склада ума, а также информированности по части самого предмета книги, мысли могут возникать разные, но полагаю, что в любом случае они будут касаться как организации живой природы, так и того, каким образом эта организация познается наукой. По крайней мере у меня, как человека, малоискушенного в тонкостях генетики и молекулярной биологии, чтение этого труда чаще всего прерывалось бесхитростными восклицаниями типа: Боже, как все, оказывается, сложно устроено! Как же все это ухитряется работать? (Ясно только, что не “как часы” - не потому, что неточно, а потому, что иначе - не на основе жестких детерминистских связей.) Каким образом удалось все это обнаружить? Как в сложнейшем клубке взаимосвязанных явлений исследователи сумели выделить именно те, которые оказались реально доступными для изучения? Сразу замечу, что на упомянутые вопросы книга в определенной мере отвечает. Что же касается восхищения сложностью устройства самого генетического аппарата, то оно становится eщe большим.
В самом начале книги автор предупреждает, что предлагаемые очерки не претендуют на “всеобъемлющий анализ проблемы”, имеют “гибридный и несколько эклектичный характер” (с.14), а во многом “пристрастны и субъективны”. Эти упреждающие извинения, на мой взгляд, излишни. Текст получился очень цельным. Эклектична не книга, а сам геном (наследственная система клетки). Что же касается “пристрастности”, то в сочетании с “принципом сочувствия” (выражение С.В.Мейена) она не только не опасна, а, наоборот, полезна, поскольку делает текст эмоционально окрашенным и по-настоящему увлекательным.
Во вводной главе автор специально рассматривает используемые им в дальнейшем историко- методологические подходы. Один из центральных принципов, которым он руководствуется, это тезис А.А.Любищева о том, что “научное исследование нельзя отрывать от рефлексии от этого исследования” *.
* По мнению С.В.Мейена, Б.С.Соколова и Ю.А.Шрейдера (Вестник АН СССР. 1977. №10. С.112-124), разработка этого положения - одно из основных достижений А.А.Любищева.Все последующее изложение действительно свидетельствует, что нынешнее наше знание об устройстве генетического аппарата и механизмах наследственной передачи признаков получено весьма непросто. Данные экспериментов нередко не укладывались в господствующую систему взглядов и тогда считались если не артефактами, то по крайней мере малозначащими исключениями. По-настоящему новые представления научное сообщество, как правило, готово принять только через 25-30 лет, после того как они реально обоснованы. Почему это так, в книге подробно разбирается на примере истории законов Менделя (опубликованы в 1866 г. - подтверждены в 1900 г.) и открытия подвижных элементов генома Барбарой Мак-Клинток (доклад в 1951 г. - признание в самом конце 1970-х годов).Таким образом, автор убедительно демонстрирует, сколь поучительна может быть история науки для анализа того, что происходит в настоящее время. Однако с этим, на мой взгляд, абсолютно верным утверждением согласятся отнюдь не все. Наличие полярных точек зрения на историю науки в книге показано на примере двух работ, опубликованных по случайному совпадению одновременно, в 1977 г. Одна из них написана М.В.Волькенштейном (биофизиком и молекулярным биологом), другая - А.А.Любищевым (зоологом и философом). Из нескольких пар тезисов, подобранных Голубовским так, что они образуют некий воображаемый эпистолярный диалог между этими двумя весьма уважаемыми авторами, приведем только две:
“Волькенштейн: Попытки возрождения уже опровергнутых представлений имеют лженаучный характер.Позиция Любищева, безусловно, особенно близка точке зрения автора книги, хотя взгляды оппонентов излагаются им также в высшей степени уважительно. Другой созвучный принцип - это выдвинутое П.Фейерабендом положение о том, что для науки полезно наличие целого ряда гипотез, которые в первую очередь между собою и должны сопоставляться. Именно таким образом легче всего выявить лежащие в их основе установки, а заодно и предрассудки! Парадоксально, что сопоставление гипотез с фактами может оказаться менее продуктивным, поскольку фактов всегда множество и они нередко противоречивы. Как пишет Голубовский, “отказ от принципа пролиферации (умножения) гипотез ведет к окостенению доминирующей концепции и превращению ее в <…> догму, поддерживаемую на социально-психологическом уровне теми же средствами, что и любой миф” (с.30). Фейерабенд подобные явления иллюстрировал примером официально поддерживаемых мифов (среди них - миф о ведьмах, культивируемый католической церковью в XV-XVII вв.), но в смягченной форме это можно видеть и в науке, причем в генетике может быть особенно рельефно.Любищев: Прошлое науки - не кладбище с могильными плитами, а собрание недостроенных архитектурных ансамблей, многие из которых были незакончены не из-за порочности замысла, а из-за несвоевременного рождения проекта или из-за чрезмерной самоуверенности строителей.
Волькенштейн: Да, бывали случаи в истории науки, когда первоклассные открытия не получали признания крупных ученых. Сейчас такие случаи становятся редкими, ибо научные методы развиты всесторонне и наука делается коллективно.
Любищев: Каждый период смотрит свысока на предыдущий и высказывает против него то, что впоследствии будет сказано о нем самом. <…> Слишком соблазнительно уверовать в правоту сегодняшних научных концепций, в то, что, наконец-то, здание науки стоит на безупречном фундаменте и нуждается лишь в планомерной застройке <…>” (с.17-18).
Так, открытие генетической роли ДНК и последующая “материализация гена” очень укрепили хромосомную теорию наследственности, но, с другой стороны, как отмечает автор, привели к забвению тех явлений наследственной изменчивости, которые не укладываются в “монополию ядерных генов”, и тем самым в eщe большей степени “оттеснили неудобные факты в запасники науки” (с.31). Абсолютная уверенность многих молекулярных биологов в исключительной непогрешимости и “вседостаточности” своих открытий наглядно проявилась в том, что в 1960-е годы именно эти исследователи (а отнюдь не их сомневающиеся оппоненты) пустили в ход выражение “центральная догма”, т.е. утверждение, что “все в сфере наследственности подчинено иерархии приказов в направлении ДНК ® РНК ® белок” (с.31). Последующие исследования показали, что на самом деле картина не столь проста и однозначна. “Центральная догма” подверглась сильной трансформации (в частности, была открыта “обратная транскрипция” - путь от РНК к ДНК) и явно перестала быть “вседостаточной”. И если в 1950-е годы молекулярные биологи вслед за Жаком Моно повторяли максиму: “Что верно для бактерии, то верно для слона”, - то, как пишет автор, уже в 70-е годы, следовало бы говорить: “Что верно для бактерии - не верно даже для дрожжей” (с.36).
Рассказ о том, как формировались современные представления о геноме, идет в книге параллельно рассказу о взаимодействии генетики и теории эволюции. История этого взаимодействия очень непроста и порой довольно драматична. Автор до некоторой степени условно выделяет в ней три этапа. Первый этап, с 1900 г. до начала 30-х, - конфликтный, или “этап генетического антидарвинизма” (специально подчеркивается, правда, что приставка “анти-” подразумевает в данном случае просто “критическое отношение”). Утверждение законов Г.Менделя, установление локализации генов в хромосомах, а самое главное - изучение мутаций, способных приводить к возникновению новых видов, казалось, делали естественный отбор не нужным или же сводили его роль к охране нормы. Отношение эволюционистов к достижениям генетики было резко критическим - мутации трактовались как редкие события, не затрагивающие большинства видов, а основное значение в эволюции по-прежнему придавалось накоплению мелких изменений, имеющих адаптивный характер (предполагалось, что вид обладает практически неограниченной “восковой” пластичностью). Генетики в свою очередь тоже не очень жаловали эволюционистов, полагая, что те занимаются только бездоказательным теоретизированием.
Второй этап, с начала 30-х годов до середины 70-х, - это период становления и упрочения “синтетической теории эволюции” (СТЭ). Согласно ее постулатам, эволюция происходит путем естественного отбора, но исходный материал поставляется наследственной изменчивостью, причина которой - мутации отдельных генов, возникающие случайно и с определенной частотой. Открытие генетического кода было ассимилировано СТЭ и, казалось, укрепило ее eщe больше, хотя в догму никак не вписывались постепенно накапливающиеся данные о цитоплазматической (внехромосомной) наследственности. В книге приведены слова из работы Руфи Сэджер, которая с грустью заметила, что литературу по цитоплазматической наследственности “рассматривали скорее как пятно, компрометирующее науку, чем как подлинную составную часть более полной генетической теории” (с.80). Кроме того, было обнаружено, что количество ДНК в геноме близких видов может различаться в несколько раз, а в самой ДНК значительная часть (до 80-90%) не несет информационной функции. Подобные наблюдения не очень увязывались с представлениями о ядерной ДНК как о единственном и очень “жестком” носителе наследственной информации.
Третий этап начался в конце 70-х годов и продолжается поныне. Именно в это время изучены мобильные, “способные к перемене мест”, элементы генома, установлена мозаичная структура генов у эукариот (организмов, обладающих настоящим ядром) и обнаружена возможность самостоятельного (вне хромосом) существования генных локусов. В это же время стали меняться взгляды на природу вирусов и на возможную роль симбиоза в происхождении эукариотной клетки. Возник, как пишет автор, целый комплекс проблем, удачно названный Р.Б.Хесиным “непостоянством генома” *, а на авансцену вышли многие “факты, бывшие в “запасниках”, или считавшиеся курьезными или странными” (с.39).
* См.: Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М., 1984.Все три этапа нашли отражение в рецензируемой книге, и описание каждого содержит интереснейшие факты и их интерпретацию. Так, читатель узнает не только о необычайной прозорливости, но и о громадном трудолюбии голландского исследователя Гуго де Фриза, который открыл и количественно охарактеризовал мутационную изменчивость. Высевав семена заносного растения, энотеры (Oenothera lamarckiana), он обследовал 53 тыс. потомков, из которых примерно 800 (т.е. 1.5%) имели резкие отклонения от исходного типа и были названы мутациями. Подробно описывается история открытия Барбарой Мак-Клинток мобильных генов, т.е. элементов генома, которые могут внедряться в разные локусы или “вырезаться” из них и таким образом контролировать способность других генов давать мутации или возвращаться к исходной норме. Это открытие рассматривается как по-настоящему революционное, поскольку подрывает классическую теорию Моргана, согласно которой каждый ген должен иметь строгую “прописку” в определенном месте хромосомы.Восхищаясь работой, проделанной Мак-Клинток, автор вместе с тем показывает, что открытие ею мобильных генов вовсе не было изолированным событием. Генетику кукурузы с мозаичной окраской зерен уже изучал Адамс Эверсон, прославившийся не только собственными исследованиями, но и тем, что два его непосредственных ученика стали впоследствии нобелевскими лауреатами (помимо Мак-Клинток, Дж.Бидл - автор концепции “один ген - один фермент”). eщe раньше, в 30-х годах, явление нестабильности генов обнаружил Милислав Демерец (югослав, работавший в США) на львином зеве и дрозофиле. Позднее, уже в 60-е годы американский генетик Мелвин Грин нашел у дрозофилы ген, часто мутирующий, но нередко возвращающийся к норме, а кроме того, обладающий способностью к транспозиции (перемeщeнию). Результаты этих исследований были опубликованы в престижном журнале “Genetics”, но практически никакой реакции научного сообщества на них не последовало. Когда позднее Грин посетовал на это Мак-Клинток, она успокоила его, заметив, что “люди к этому не готовы” и что сама она с определенного момента прекратила печатать работы по транспозиции генов, поскольку их просто не читали (с.89).
Однако в 70-е годы ситуация стала резко меняться. Мобильные элементы генома, так называемые “инсерционные сегменты”, были найдены у бактерий. Затем их усиленно и небезуспешно искали у дрозофил. Кстати, в это внесли свою лепту и российские исследователи, в том числе и автор рецензируемой книги. К началу 90-х у дрозофилы обнаружили около 30 семейств подвижных генов или, как их стали называть, “мобильных генетических элементов” (МГЭ). Затем МГЭ стали находить чуть ли не во всех группах организмов. Совершенствование методов молекулярной биологии позволило изучить их тонкое строение и понять, каким образом они перемещаются по геному (нередко - с помощью обратной транскрипции). Почти одновременно с понятием о МГЭ в генетику вошло представление о мозаичной структуре самого гена, состоящего, как выяснилось, из “кусков” - интронов, у которых отсутствует информация о структуре белка, и экзонов, кодирующих такую структуру. История введения этих понятий Уолтером Гилбертом весьма поучительна, и автор не зря уделяет ей особое внимание.
К сожалению, ограниченный объем рецензии не позволяет рассказать подробно о многом другом, что есть в книге, например об эволюции понятия “ген” и изменениях смысла, вкладываемого в этот термин со времен Томаса Моргана до наших дней, или о целом наборе различий в представлениях классической и “подвижной” генетики. Заметим, что значительная часть книги посвящена “обобщенной концепции генома”, под которой понимается попытка синтезировать в единое целое разрозненные данные о всех наследственных системах, существующих в клетке. Согласно этой концепции, в геноме можно выделить два компонента (или две подсистемы) - облигатный и факультативный. Облигатный компонент - это совокупность генов, локализованных в хромосомах ядра, а также в ДНК-содержащих органеллах (прежде всего - митохондриях и пластидах). Факультативный компонент образуют последовательности ДНК, количество и расположение которых могут варьировать в разных клетках и у разных особей (вплоть до полного их отсутствия), а кроме того, - содержащие РНК плазмиды и вирусы.
Хотя между облигатным и факультативным компонентами возможны переходы, они все же отвечают за разную форму наследственной изменчивости. Изменения облигатного компонента - это мутации, а изменения факультативного компонента автор призывает называть “вариациями”. Не исключено, что именно эта часть книги вызовет какие-то критические замечания у специалистов, но по крайней мере общая логика подхода кажется вполне убедительной. В конце автор снова возвращается к проблемам эволюции, но рассматривает их уже с позиций современной, “подвижной”, генетики. В частности, обсуждаются так называемые адаптивные, или отбор-зависимые, мутации, а также наследование приобретенных признаков (очевидно, что у российских читателей старшего поколения с последним словосочетанием прочно ассоциируется лысенковская доктрина, но могу их заверить, что к лысенковщине это не имеет никакого отношения). Очень интересны разделы, посвященные горизонтальному переносу и возможной роли вирусов в эволюционном процессе. В самой последней главе некоторые “неканонические” формы наследственности рассматриваются с точки зрения медицинской генетики.
Завершает книгу библиография, которая интересна сама по себе. Она содержит большое количество публикаций на русском языке (отечественным исследователям в книге вообще уделено много внимания, и это безусловно очень отрадное явление) и почти такое же количество работ на английском. Приятно удивляет широкий диапазон тем и охват публикаций за большой промежуток времени - фактически за весь XX в.
Заканчивая рецензию, не могу не процитировать изящное высказывание об организации природы, принадлежащее известному французскому микробиологу, нобелевскому лауреату Франсуа Жакобу (в книге оно приведено как эпиграф одной из глав):
“Я не нахожу природу столь прямолинейной и рациональной. Что меня изумляет - это не ее элегантность и совершенство, но скорее ее состояние: она такова, как она есть, и никакая другая. Я представляю природу в виде хорошенькой девушки. Благородной, но не совсем опрятной. Немного взбалмошной. Немного бестолковой в работе. Делающей то, что она может, тем, что находится у нее под рукой. Отсюда исходит моя готовность к самым непредсказуемым ситуациям” (с.17).Можно только порадоваться тому, что среди ученых, создавших генетику ХХ в., не раз попадались как раз такие, которые были готовы к “непредсказуемым ситуациям”. Без них не было бы достигнуто то понимание сложного, но очень естественно устроенного генома, которое мы получили к началу 21-го столетия.И наконец - самое последнее. Книга Голубовского, представляющая громадный интерес для очень широкой читательской аудитории, к которой можно отнести не только генетиков и эволюционистов, но и вообще всех биологов, а кроме того - философов и историков науки, издана тиражом 250 (!!!) экз. Неудивительно, что она уже стала библиографической редкостью. Остается только пожелать скорейшего переиздания, причем - тиражом по крайней мере в 20 раз превышающим первоначальный. При подготовке нового издания надо выправить опечатки (которые, к сожалению, нередки), дать большее число рисунков и схем (возможно, добавить пояснения наиболее сложных мест), а также обязательно снабдить книгу авторским и предметным указателями.
НОВЫЕ КНИГИМатематика. Криптография
С.Коутинхо. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ЧИСЕЛ. АЛГОРИТМ RSA. Под ред. С.К.Ландо; Пер. с англ. С.А.Кулешова. М.: Постмаркет, 2001. 328 с.
Эта книга в первую очередь рассказывает о теории чисел - науке, которую древние называли “царицей математики”, известной своей славной и древней историей. Сегодня компьютер, телефон, кредитная карточка используют довольно тонкие результаты этой науки. Яркий пример - криптосистема с открытым ключом, подробно разбираемая в книге. Идея чрезвычайно проста: перемножить два больших целых числа очень легко, а вот найти сомножители, зная произведение, - довольно трудно. Одна из особенностей книги - ясность изложения материала.
В роли “главного героя” выступает знаменитая система шифрования с открытым ключом Ривеста, Шамира и Адлемана, известная под именем RSA. Все математические проблемы, о которых идет речь, так или иначе связаны с этой системой.
Книга будет интересна как студентам, увлекающимся теорией чисел и шифрованием, так и программистам, желающим глубже вникнуть в основы своей деятельности. В конце каждой главы приведены упражнения, иллюстрирующие описанные в тексте алгоритмы.
Ботаника
Е.Т.Валягина-Малютина. ДЕРЕВЬЯ И КУСТАРНИКИ ЗИМОЙ: Определитель древесных и кустарниковых пород по побегам и почкам в безлистном состоянии. М.: КМК, 2001. 281 с. (Определители по флоре и фауне России).
Первый выпуск данной серии посвящен деревьям и кустарникам средней полосы европейской части России. В иллюстрированный авторскими рисунками определитель включены 247 видов древесных растений из 90 родов и 37 семейств, произрастающих в естественных природных условиях, а также используемые в озеленении иноземные виды. Для всех семейств, родов и видов дана морфолого-биологическая характеристика. Кроме того, указаны жизненная форма, местообитание, географическое распространение и природоохранное значение, а для интродуцированных форм - их происхождение.
Подобные определители не издавались почти 50 лет, а потому стали библиографической редкостью. Материалом для создания современного издания послужили многолетние исследования (1963-2000) автора, а также литературные источники.
Автор определителя - сотрудник Санкт-Петербургской лесотехнической академии, известный специалист по древесным породам, в частности по ивам.
Политическая антропология
Ж.Баландье. ПОЛИТИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ. Пер. с фр. Е.А.Самарской. М.: Научный мир, 2001. 204 с.
Политическая антропология - наука, которая рассматривает человека как homo politicus и исследует общие свойства всех политических организаций, признанных в их историческом и географическом различиях. В этом смысле она уже представлена в “Политике” Аристотеля, который изучает человеческое существо как естественно-политическое. Политическая антропология заключена в рамках социальной антропологии и этнологии. Она стремится к описанию и созданию политических систем, свойственных обществам, считающимся примитивными или архаическими.
Книга посвящена запоздалой специализации социальной антропологии - политической, - теорию, методы и результаты которой рассматривает критически. Это первый синтез, первый опыт рассмотрения политических обществ - чуждых западной истории, - обнаруженных антропологами.
На обложке книги - человек в обличии Матома, духа тайного общества Поро.
История науки
Э.П.Кругляков. “УЧЕНЫЕ” С БОЛЬШОЙ ДОРОГИ. М.: Наука, 2001. 320 с.
Время, которое переживает наша страна, породило многочисленную армию астрологов, экстрасенсов, “излечивающих” от болезней, неподвластных традиционной медицине. Всякого рода проходимцы, выдающие себя за ученых, вместе с высокопоставленными покровителями нередко устраивают свое благополучие за счет доверчивых людей. Мимикрируя под науку, вся эта толпа лжеученых беззастенчиво и, конечно, небескорыстно дурачит народ.
В последнее десятилетие любой предприимчивый мошенник или фантазер мог разрекламировать с ебя чудо-врачом или гениальным ученым и даже получить у государства средства на реализацию своих бредовых идей. Российская академия наук решила, наконец, пресечь эту практику. Что это - борьба за чистоту науки или новая охота на ведьм? Ответ читатель найдет в книге. Ее автор - академик РАН, физик - в простой и доходчивой форме разоблачает шулеров и проходимцев от науки.
