Текст книги "Открытия и гипотезы, 2015 №03"

Автор книги: авторов Коллектив

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 7 страниц)

Эволюция скрипки

Как известно, скрипки в классическом смысле этого слова появились в середине XVI столетия. Их стали изготовлять в итальянском городе Кремона. Специалисты из Массачусетского технологического института проанализировали около 470 скрипок кремонского периода, и выяснилось, что наряду с такими особенностями, как толщина задней стенки, ключевое значение для звучания инструмента имеет форма пары резонаторных отверстий в верхней деке. Расчеты показали, что акустическая проводимость, а, следовательно, и сила звука, увеличивается не в зависимости от площади отверстия, а от его периметра – чем он больше, тем сильнее звучит скрипка.

У первых известных «предков» скрипки, существовавших в X столетии и известных под именем «fithele», резонаторные отверстия были круглыми, то есть имели наименьший периметр. Затем они стали превращаться в полукруглые, а к середине XVII столетия приобрели f-образную форму.

В отличие от изменений XVIII–XIX веков, в кремонский период скрипки менялись очень медленно, а сами преобразования были непреднамеренными.

«Когда вы вырезаете отверстие в тонком слое древесины, вы не можете сделать это точно, ошибка составляет в среднем 2 %, и из этих случайных флуктуаций возникает эволюционное изменение», – пояснил Никлас Маркос, соавтор работы. Мастера могли выбирать из своих скрипок инструменты с наилучшим звучанием, в результате чего скрипки постепенно эволюционировали в сторону усиления звука.

Подготовил М. Стеценко

Ядро Земли оказалось двойным

Геофизики из Университета Иллинойса и их китайские коллеги установили, что твердое внутреннее ядро нашей планеты устроено сложнее, чем считалось ранее. Оно состоит из двух компонентов, отличающихся по своим геомагнитным свойствам.

Как известно, под земной корой располагается мантия, которая, в свою очередь, окружает ядро. Ядро нашей планеты состоит из жидкого внешнего слоя и твердой внутренней железосодержащей части. До настоящего времени считалось, что твердая часть ядра, по размерам уступающая Луне, достаточно однородна. Однако авторы статьи выяснили, что твердую «сердцевину» Земли можно разделить еще на две части. К такому выводу ученые пришли, проанализировав сейсмические волны, порождаемые глубинными землетрясениями.

Оказалось, что внутренняя часть твердого ядра отличается от его внешнего слоя ориентацией кристаллов железа: они ориентированы внутри в направлении восток-запад. тогда как во внешней части твердого ядра они выстроены по направлению север-юг.

«Пришельцы» оставляют следы

Круг диаметром 2 километра обнаружен на востоке Антарктиды. Его заметили немецкие геофизики из Института Альфреда Вегнера, которые совершали плановый облёт района, изучая с помощью радаров расположение скрытых подо льдом скал.

Находка привлекла внимание уфологов, которые предположили, что на льду отпечатался след от посадки гигантской “летающей тарелки”. Сами геофизики в районе следа не высаживались, но заметили рядом еще и мелкие круги. И в свою очередь предположили, что и большой круг, и мелкие появились в результате падения метеорита и его осколков. По сути, это кратеры, засыпанные снегом.

Если круг диаметром в 2 километра действительно был оставлен метеоритом, то летел он, по прикидкам ученых, со скоростью около 50 тысяч километров в час, весил от 600 до 2000 тонн, размер имел от 7 до 10 метров. Мощность взрыва, образовавшего большой кратер, составила 12 тысяч тонн в тротиловом эквиваленте.

Подготовил К. Савинов

Запах детства

Все дети хорошо пахнут от природы. Но это вовсе не из-за присыпки или кондиционера для детской одежды. Это просто-напросто запах младенца. Но потом малыши становятся взрослыми и этот неповторимый запах исчезает. Почему дети так приятно пахнут? Действительно ли существует такое понятие, как «запах младенца»?

Во время одного из научных экспериментов ученые изучали мозговую активность у более чем 30 женщин, которые в ходе исследования должны были понюхать пижаму новорожденного (таким образом они не подвергались визуальному воздействию). Половина из этих женщин уже родила первого ребенка, в то время как вторая часть подопытных вовсе не имела детей.

Результаты были поразительными!

Учёные обнаружили, что независимо от материнского статуса, при вдыхании младенческого запаха, в головном мозге женщин вырабатывается гормон дофамин, который вызывает чувство удовольствия и служит важной частью «системы вознаграждения» мозга. Этот гормон также вырабатывается во время приятных ощущений – секса, поедания вкусной пищи и даже принятия наркотиков.

Исследователи предполагают, что, возможно, от этого запаха у женщины срабатывает материнский инстинкт.

Но как запах младенцев воздействует на мужчин? Ученые пока разводят руками и не могут ответить на этот вопрос. Но согласно данным специалистов из Химического Центра «Моnell» в Филадельфии, подобные процессы проходят и у представителей сильной половины человечества.

Щедрость в радость

Эксперимент нидерландских ученых показал, что триптофан (аминокислота, в большом количестве содержащаяся в сыре, рыбе и арахисе) непосредственно влияет на поведение человека.

Учёные из Лейденского университета провели эксперимент с 32 мужчинами и женщинами. Половине группы дали порошок, содержащий 0.9 грамма TRP (триптофановой пищевой добавки), а остальным – плацебо. Всем добровольцам выдали 12 долларов (в награду за участие) и предложили пожертвовать часть этой суммы на нужды благотворительности: на столе поставили четыре коробки (ЮНИСЕФ. «Гринпис», «Эмнести Интернешнл», Всемирный фонд защиты дикой природы).

Когда психологи подсчитали пожертвования, выяснилось, что съевшие триптофан отдали в среднем на 1,15 доллара больше. По мнению ученых, дело в том, что триптофан является аналогом серотонина (одного из важнейших нейромедиаторов в организме человека). Серотонин влияет на выработку окситоцина – гормона любви, который ученые уже не раз связывали с чувством симпатии и щедростью. Авторы исследования указывают на близость участков мозга, связанных с серотонином и окситоцином.

«Возможно, что желание пожертвовать на благотворительность регулируется воздействием серотонина на уровень окситоцина. Наше исследование говорит в пользу материалистической точки зрения: “ты – то, что ты ешь”. Пища, таким образом, может действовать в качестве усилителя, влияющего на наши отношения с социальным миром». – пишут исследователи.

Вспомнить все

Удивительная закономерность проявила себя в экспериментах, которые были проведены в Университете Суррея.

В исследованиях приняли участие 200 добровольцев – мужчин и женщин, которым нужно было как можно точнее вспомнить сюжет просмотренного видеоролика и правильно ответить на вопросы. Ученые заметили: некоторые люди, вспоминая, закрывали глаза и в итоге, вспоминали больше и быстрее.

В следующей серии экспериментов уже всех добровольцев попросили закрывать глаза. А еще в одной, наоборот, не закрывать.

Результат: те, которые вспоминали с открытыми глазами, давали в среднем 48 процентов правильных ответов. А у тех. которые закрывали глаза, правильных ответов набиралось в среднем 71 процент.

Ученые полагают, что закрывая глаза, человек как бы отгораживается от внешнего мира – раздражителей, мешающих сосредоточиться, становится меньше. Не исключено, что такое сосредоточение помогает "вынуть" некоторые воспоминания из подсознания.

Каких-либо отличий в результатах мужчин и женщин обнаружено не было. Не пробовали ученые и отгородить добровольцев от внешнего мира еще сильнее – не только закрыть им глаза, но и заткнуть уши. Но желающие могут поэкспериментировать сами, когда будут искать, например, ключи, телефон или вспоминать PIN-код пластиковой карточки.

Функция крика

Вскрикивание от боли помогает организму переносить неприятные ощущения – и причина этого, скорее всего, в том, что потраченные на крик мускульные усилия создают помехи для болевых сигналов, идущих в мозг. К такому выводу в ходе эксперимента пришли сингапурские нейробиологи.

Ученые предложили 56 добровольцам опустить пальцы в ледяную воду и держать их там как можно дольше. Участники экспериментов могли молчать, кричать «ой», нажимать на кнопку, проигрывать записи со своим криком и, наконец, слушать крики другого человека. Во втором случае добровольцы выдерживали боль дольше всех: 30 секунд в среднем (на 5 секунд дольше, чем в ситуации молчания).

О причинах описанного явления ученые пока спорят. Наиболее вероятная гипотеза такова: в мозге происходит смешивание сигналов боли и тех, что вызываются движениями мышц при крике.

Ученые также обращают внимание, что звуки такого крика на разных языках Земли удивительно похожи: «ау» или «ауч» в английском, «айна» в африкаанс, «айя» в итальянском и «айо» в китайском. Все эти крики объединяет звук, при артикуляции которого рот открывается, губы не смыкаются, язык двигается минимально – то есть, при минимуме мышечных усилий максимально увеличивается громкость.

Раньше биологи предполагали, что крик от боли возник в ходе эволюции для предупреждения других особей об опасности.

Подготовил А. Косов

Дороже, значит лучше

Чтобы превратить физиологический раствор соли в лекарство от болезни Паркинсона потребовалось лишь назвать пациентам его цену (100 долларов за дозу) – а при повышении заявленной цены до полутора тысяч долларов действие оказалось еще эффективней. К такому выводу в ходе эксперимента пришли американские врачи, авторы статьи в журнале Neurology.

Хотя обычно во время клинических испытаний плацебо (вещество без явных фармакологических свойств, лечебный эффект которого связан с верой пациента в его действенность) сравнивается с настоящим лекарством, исследователи из Университета Цинциннати дали своим пациентам два плацебо, различающиеся лишь своей мнимой ценой.

Двенадцати участникам эксперимента сообщили, что им дадут две версии нового лекарства, одинаково эффективные, но из-за различия в технологии производства, отличающиеся по цене в 15 раз.

Оказалось, что оба вида плацебо улучшили двигательную функцию у больных – однако у получивших более дорогостоящее «лекарство» уровень улучшений оказался примерно на 10 процентов выше.

Кроме того, ученые оценили активность мозга пациентов (с помощью магнитно-резонансной томографии) и выяснили, что «дешевое» плацебо приводит к более активной деятельности. Возможно, от недорогого препарата пациенты ожидали меньшего, и в результате их мозг работал больше, предположили учёные.

Равнодушие наркоманов к опасности

Ученым давно известно, что ожидание пользы и вреда от собственных действий связано с изменением уровня дофамина, который выделяют нервные клетки мозга. Исследователи записали (с помощью электроэнцефалографии) активность мозга 50 кокаиновых наркоманов и контрольной группы (25 здоровых добровольцев), пока те играли в азартную игру. Каждому участнику эксперимента предлагалось оценить, выиграют они или проиграют в каждом раунде игры.

Выяснилось, что кокаинозависимые пациенты крайне слабо реагировали на риск проигрыша. Этот факт объясняет, почему наркоманы принимают безрассудные решения и игнорируют очевидные опасности.

Также наркоманы остаются равнодушными к последствиям своих действий (тюремному заключению, утрате близких людей). Кроме того, ученые обнаружили повышенную активность в участках мозга, отвечающих за положительные эмоции, в случаях неожиданного выигрыша. Отмечен этот феномен у здоровой группы и у наркоманов, употреблявших кокаин за время проведения исследования (72 часа). У испытывающих же ломку индивидов чувство радости от выигрыша оказалось минимальным.

Подготовил Н. Серов

Зубы как алмаз

Физиологи выяснили, что зубчики морских улиток состоят из рекордно прочного вещества. Объектом исследования специалистов из Портсмутского университета стали зубчики брюхоногих моллюсков. Они располагаются на радуле, особом органе, которым эти существа соскребают водоросли с камней и других объектов. Авторы исследования выпиливали из зубчиков миниатюрные образцы и затем тестировали их прочность с помощью атомно-силового микроскопа.

Опыты показали – для того, чтобы разломить зубчик, требуется приложить усилие, эквивалентное 5 гигапаскалям – примерно под таким давлением углерод превращается в алмаз в толще Земли.

Особые свойства зубчикам придает железосодержащий минерал гетит, выстроенный в длинные волокна. Они пронизывают трехмерный белковый матрикс. Интересно, что с увеличением размеров зубчиков их прочность не убывает, тогда как в случае обычных материалов при этом появляются микротрещины, негативно сказывающиеся на качестве изделий.

Уже сейчас ясно, что материал из зубчиков моллюсков превосходит по своей прочности высокопрочное вещество кевлар, применяемое для изготовления бронежилетов. Авторы работы считают, что аналогичная структура может быть использована при производстве новых синтетических волокон, которые найдут применение в автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Электронная кожа

Магниторецепция (способность напрямую ощущать магнитное поле) помогает бактериям. насекомым и даже некоторым животным (птицам и акулам) использовать эти явления природы для ориентации и перемещения в пространстве. Чтобы наделить такой способностью человека, ученые из дрезденского Института исследований в области твердого тела и материаловедения имени Лейбница вместе со своими японскими коллегами разработали электронную кожу, реагирующую на статичные и динамичные магнитные поля.

Новые магниторезистивные датчики в толщину не превышают двух микронов, а весят всего три грамма (на квадратный метр кожи). Устройства также отличаются гибкостью (радиус изгиба – меньше трех микрон). Их работоспособность не пострадает даже если смять их, как лист бумаги.

«Мы продемонстрировали датчики, пригодные для мягких роботов и медицинских имплантатов, а также придающие магнитную функциональность носимой на коже электронике. Сверхгибкие магнитные датчики представляют собой незаметное средство для ориентации в пространстве», – пишут учёные.

Подготовил Н. Серов

Конкуренты Чингисхана

Часто великие правители прошлого имели множество детей. Но обычно не бывает так, чтобы их сыновья сами становились отцами многих мужчин. Создание таких сильных генетических линий часто зависит от социальной системы, в которой властные мужчины могли быть отцами детей множества женщин.

Теория о «потомках» Чингисхана имеет прочные, хоть и косвенные основания. В 2003 году команда под руководством Криса Тайлер-Смита, эволюционного генетика из Института Сенгера в Хинкстоне (Великобритания), выяснила, что 8 % мужчин в 16 азиатских популяциях (и 0,5 % в масштабах планеты) имеют почти идентичную последовательность У-хромосом.

Кроме Чингисхана и его потомков-мужчин, исследователи ранее определили основателя ещё одного генеалогического древа. Речь идёт о Гиочанги, который был дедом Айсиньгиоро Нурхаци, основателя династии Цин (последняя императорская династия Китая). В результате новых исследований определены ещё 11 последовательностей У-хромосом, каждая из которых была распространена в более чем двадцати геномах. Используя различия ДНК в распространённых последовательностях, которые накапливаются с течением времени, удалось примерно определить, когда жили основатели рода. Предполагается, что мужчины-основатели жили в тех регионах, где их генотипы были наиболее распространены и разнообразны.

Учёным удалось подтвердить линии Чингисхана и Гиочанги. Ещё девять линий локализуются по всей Азии: от Ближнего Востока до юго-восточного уголка этой части света. «Родоначальники» этих линий жили между 2100 г. до н. э. и 700 г. н. э.

Те «отцы-основатели», которые жили между 2100 и 300 гг. до н. э., были членами как оседлых аграрных обществ, так и кочевых культур на Ближнем Востоке, в Индии, Юго-Восточной и Центральной Азии. Время их жизни совпадает с существованием иерархических. авторитарных обществ в Азии.

Памятник Чингис Хану в Улан Баторе. На возведение памятника ушло 250 т нержавеющей стали. Это самая большая конная статуя в мире (высота памятника – 40 м без учета 10-метрового постамента).

Маньчжурский князь Гиочанги (умер в 1582 г.)

_{Подготовил М. Стеценко}

Знаете ли вы, что…

ILY – аббревиатура, означающая в американском языке жестов фразу I Love You (Я тебя люблю). Этот жест возник среди глухих школьников, чтобы с помощью пальцев создать знак из сочетания букв: I, L и Y (I Love You). Знак несколько похож на жест, называемый «Коза», отличие – в положении большого пальца руки. Считается, что жест появился в начале XX века, но активно стал применяться в сурдопедагогике в 1970-х годах.

* * *

Если лист бумаги сложить 42 раза, то толщина свертка будет равняться расстоянию от Земли до Луны.

* * *

Типперэри Хилл – район в городе Сиракьюс, штат Нью-Йорк (США), в основном заселённый иммигрантами из Ирландии.

Достопримечательностью является уникальный светофор, установленный в 1925 году. Тогда ирландская молодежь района, возмущаясь, что «ирландский» зелёный цвет находится под «британским», постоянно разбивала стёкла светофора, требуя, чтобы цвета располагались наоборот: зелёный выше красного. Но государственный закон, в частности для того, чтобы избежать путаницы для больных дальтонизмом противился такому «перевороту». Противостояние длилось до марта 1928 года, пока район не получил окончательное разрешение на изменение порядка цветов, который сохраняется на этом светофоре и по сей день.

* * *

Мы не можем дышать и глотать одновременно.

* * *

Сам или хатсам – умирающая разновидность северовьетнамской народной музыки вроде украинских кобзарей. Сам предположительно возникло в XIV веке, во время правления династии Чан и получило распространение по всему северу страны. По традиции сам исполняли слепые певцы и певицы, скитавшиеся из города в город и жившие за счёт исполнительского искусства. Они часто аккомпанировали себе на данбау или данни, иногда исполнители образовывали ансамбли.

* * *

С тех пор, как Плутон был открыт, и до того момента, когда его лишили статуса планеты, он не завершил ни одного оборота вокруг Солнца.

* * *

Пуйя Раймонди – вид злакового растения известного также под названием «Королева Анд» растёт на высотах 3000–4800 м, где обычно очень холодно, а почвы дренированные и каменистые. Отличается необычным соцветием высотой до 10 м. Цветонос имеет более 8 тысяч беловато-зелёных цветков; отцветающие цветки окрашиваются в пурпурный оттенок. Растение цветёт лишь на 80—150 годах жизни и погибает после плодоношения. Растение производит 8—12 млн. переносимых ветром семян, но обычно лишь несколько из них прорастают.

Разное

Медики из американского штата Флорида уверяют, что всего одна минута физических упражнений в день может спасти жизнь пенсионера. По их словам, ежедневные занятия даже на протяжении самого короткого промежутка времени могут существенно снизить вероятность инсульта или инфаркта миокарда. Для того, чтобы сделать это заявление, учёными было собрано и проанализировано большое количество материалов. И они смогли выяснить, что регулярные, пусть и непродолжительные занятия спортом могут оказать существенное влияние на процесс нормализации артериального давления, а также уровня холестерина. При этом физическими упражнениями считались даже работа по дому, садоводство и т. п.

* * *

Шведские специалисты провели масштабное исследование, в рамках которого были проанализированы данные более 49 тысяч человек. Оказалось, что чем выше был уровень IQ, тем реже человек пил и наоборот. Те, кто не мог похвастаться высоким уровнем интеллекта, чаще умирали от причин, связанных с алкоголизмом.

* * *

Джонти Гурвиц – физик, художник-экспериментатор, а также совладелец компании Wonga, которая выдает дорогие краткосрочные кредиты, – создал самую маленькую оригинальную скульптуру в мире, названную «Доверие». Эту женскую фигуру, чьи габариты составляют всего 80x100x20 микрон, можно разглядеть в игольном ушке только с помощью растрового электронного микроскопа. Создание шедевра началось со сканирования женщины-модели. Потом изображение напечатали на 3D-принтере по методу, разработанному в Технологическим институте Карлсруэ (Германия).

* * *

Япония собралась до 2020 года потратить на внедрение роботов в сельское хозяйство, медицину и строительство около 20,3 миллиарда долларов. Как ожидается, роботы придут на помощь стремительно стареющему населению Японии. Так, они будут задействованы в транспортировке лежачих больных и помощи медперсоналу. Новые роботы постепенно станут заменять человека там, где это окажется возможным.

* * *

Взаимосвязь между сном и познавательными функциями была хорошо изучена многими учеными. И все больше исследователей склонны считать, что сон влияет на обучение и способность памяти. В новой научной работе Майкл Скаллин отметил, что при старении мы склонны спать меньше и тем самым у нас меньше «медленного сна», который, как известно, играет огромную роль в формировании памяти.

Майкл Скаллин с соавторами проанализировали, сколько часов спят люди разного возраста, как долго они засыпают, как часто они просыпаются среди ночи и как они себя чувствуют в течение дня. В своем исследовании они обнаружили, что те, кто спал хорошо в среднем возрасте, имели хорошие когнитивные функции даже спустя 28 лет, – утверждает Скаллин. Хотя качество сна в более старшем возрасте не влияет на память, однако предыдущие исследования показывают, что хороший сон может способствовать улучшению здоровья сердечно-сосудистой системы и уменьшить риск ряда других заболеваний.