Новости науки. Конец января 2022
- Кресс-салат против Дарвина. Немецкие и американские ученые доказали, что мутации ДНК, позволяющие организмам эволюционировать, неслучайны. Результаты трехлетнего исследования были опубликованы в журнале Nature. Авторы провели секвенирование ДНК сотен растений Arabidopsis thaliana (кресс-салата). Его образцы выращивались в защищенной лабораторной среде, что дало возможность экземплярам с дефектами выжить, чего в природе с ними могло и не произойти, и продемонстрировать, как они развиваются дальше. Было выявлено более одного миллиона мутаций, в которых прослеживалась закономерность, противоречащая представлению о том, что у полезных или вредных модификаций нет плана или цели и что естественный отбор и эволюция — это следствие накопленных случайностей. Как пояснил один из исследователей, выяснилось, что наиболее биологически важные области генома как раз защищены от случайных изменений, а для преобразований открыта лишь его часть. На примере изученного растения можно говорить о том, что у организмов есть способ защититься от разрушительных мутаций. Ошибки, которые могут принципиально повлиять на ДНК, исправляются. По крайней мере, организм пытается это сделать, используя, образно говоря, флажки-метки, за которые нельзя заходить. Он посылает сигналы SOS специальным белкам, если что-то начинает угрожать его ключевым свойствам — функционированию и сохранности. Также ученые смогли определить, какие гены наиболее подвержены мутациям, а какие — наименее. Полученные данные могут принести пользу во многих сферах: от сельского хозяйства и селекционирования до медицины и борьбы с раком.
- Адронный коллайдер поймал загадочную частицу. Речь идет об экзотической «частице Х», предсказанной в теории: не известно, как она устроена, но считается, что она существовала в первые мгновения (это даже не секунды, а значительно меньшие отрезки, если можно так выразиться, времени) после Большого взрыва. При этом она обладает характеристиками, которые не вписываются в существующие модели формирования вещества. Для ее обнаружения в коллайдере создали кварк-глюонную плазму, «разломав» атомы при огромной температуре. Около сотни «частиц Х» обнаружили ученые из Массачусетского технологического института, воспользовавшись методами машинного обучения и обработав массив данных о 13 миллиардах столкновений ядер свинца, полученных Большим адронным коллайдером в ЦЕРН еще в 2018 году. Причем в тех экспериментах участвовали и российские исследователи. Полученные данные помогут приблизиться к пониманию структуры этих частиц и их роли во Вселенной.
- Вода на Марсе оказалась миражом. По крайней мере, к такому выводу пришли американские ученые, изучив данные об открытых европейским зондом Mars-Express четыре года назад на южном полюсе Марса «подледных озерах», расположенных на глубине 1,5 километров от поверхности. Эти миражи могли возникнуть из-за взаимодействий между радиоволнами и вулканическими горными породами, считают теперь ученые. Как пояснил один из авторов исследования, на Марсе в принципе нет условий для существования подобных озер: «Если бы жидкая вода находилась столь близко к поверхности ледника, для ее существования нужен был бы мощный точечный источник тепла и запредельная концентрация соли». В ходе своего исследования ученые разработали алгоритм, который помог автоматически анализировать снимки, полученные зондом, и определять, где могут быть водоемы, исходя из компьютерной модели «ледяного» Марса. Выяснилось, что этих озер там должно быть очень много. Ученых это удивило и заставило перепроверить данные, изучить, как в тех местах, где якобы были обнаружены озера, взаимодействуют радиоволны и горные породы. Оказалось, во всем виноваты залежи вулканических минералов с содержанием железа, которые хорошо отражали радиоизлучение зонда, что повлияло на радарные снимки. Ученые считают, эту особенность рельефа обязательно надо учитывать при поиске жидкой воды на Марсе и оценке «найденных» там ресурсов.
- А на Землю вода попала не только из Космоса. Общепризнанные теории предполагают, что вода на нашу планету попала извне: ее могли занести кометы. Но изотопный состав воды на Земле и влаги в кометах заметно различается. А раз вода не упала с неба, значит, она должна была прийти из земных недр? Но как же тогда она «пережила» все те катаклизмы, которые обрушились на планету за время ее существования? Группа китайских ученых в сотрудничестве с профессором Сколтеха Артемом Огановым использовала изобретенный им метод предсказания кристаллических структур и открыла соединение гидросиликата магния, которое содержит 11% воды по массе и стабильно при крайне высоких температурах и давлении более 2 миллионов атмосфер, как в ядре Земли. «На начальном этапе существования Земли у нее еще не выделилось ядро, и ее химический состав был однородным по всему объему. Понадобилось порядка 30 миллионов лет, чтобы железо сконцентрировалось в центре Земли, образовав ядро нашей планеты, и вытеснило оттуда силикаты в мантию», — пояснил Оганов. Можно сделать вывод, что на протяжении первых 30 миллионов лет часть земной воды была надежно спрятана на глубине нынешнего ядра, а когда закончился процесс его формирования, гидросиликаты оказались вытеснены из центральной области планеты в зону более низкого давления, где они нестабильны, и подверглись распаду. Так образовались оксид и силикат магния, из которых состоит мантия, и вода, постепенный подъем которой на поверхность занял еще около 100 миллионов лет. При этом исследователи вовсе не исключают, что какая-то часть воды могла быть принесена на Землю в том числе из Космоса. Из новой гипотезы выводятся следствия и в отношении других небесных тел, считают исследователи. «Например, Марс. Он слишком мал, чтобы обеспечить давления, при которых устойчив гидросиликат магния, — уточнил Оганов. — Этим объясняется, почему на Марсе так мало воды. Причем та вода, что есть, по всей видимости, принесена кометами». Если она действительно там есть.
- Photo by NASA on Unsplash.
