Текст книги "Открытия и гипотезы, 2015 №04"

Автор книги: Открытия и гипотезы Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 8 страниц)

НЕИЗВЕСТНАЯ ПРИРОДА

Тайна белой лошади

Белая лошадь – это не только сорт виски, но и сказочный персонаж. На них в девичьих мечтах скачут прекрасные принцы, на них торжественно выезжали цари и полководцы, на них венчаются особы королевских кровей… Белые и светло-серые липицанеры до сих пор считаются государственным достоянием Австрии, с которой за них соперничает Словения, потому что село Липица, откуда родом эти дивные лошади, возившие императоров, находится на ее территории.

Шведские ученые решили загадку, которая издревле интригует людей: как родившиеся с различной окраской жеребята превращаются в сказочно красивых белоснежных скакунов.

На самом деле белых лошадей не бывает или почти не бывает. За исключением редких альбиносов (у них, как правило, светло-розовая кожа и красные глаза), все белые – это поседевшие карие, соловые и серые. Под светлой шерстью у них остается пигментированная кожа – как доказательство того, что от рождения они вовсе не белые.

Процесс поседения у них такой же, как у людей, только идет очень быстро – "цветные" жеребята становятся белыми или светло-серыми к 8–9 месяцам. А виновата, как всегда, генетика. Точнее, один ген (его так и называют Grey, то есть Серый или Седой), унаследованный тысячи лет назад лошадьми от одного общего предка.

Из курса школьной биологии мы помним. что все гены, кроме половых, человек получает от родителей в двух вариантах – ученые говорят, аллелях. Они могут быть либо сильными (доминантными), либо – слабыми (рецессивными). Если жеребенок унаследовал два сильных аллеля, он останется серым. Если оба слабые – он может быть любой масти. А вот если один из аллелей сильный, а другой слабый, лошадь часто рано седеет.

Ученые из шведского Университета Уппсала разгадали загадку доминантного гена поседения – оказалось, что в нем удвоен один из участков ДНК. Кроме красоты это создаёт и проблемы. У 75 % таких лошадей к старости нередко возникают и доброкачественные опухоли кожи, часть из которых со временем превращается в злокачественные – меланому.

Исследователи предположили, что мутация гена поседения каким-то образом связана с деятельностью клеток-меланоцитов, которые отвечают за выработку пигмента меланина – это он придает нашей коже смуглость, а волосам – цвет. Возможно, мутация гена снижает число меланоцитов, отвечающих за "раскраску" волос, но взамен провоцирует их бурный рост в коже – так и возникают опухоли.

Это предположение еще нуждается в экспериментальной проверке. Но если правота ученых подтвердится, возможным станет создание новых лекарств, которые будут прицельно воздействовать на мутантный ген. Конечно, лошадям это не потребуется, мы по-прежнему будем восхищаться сказочными белоснежными скакунами. А вот людям открытие тайны белой лошади будет очень кстати.

Подготовил К. Кириенко

Обновка для кошки

Австралийские ветеринары из Университета Мердока пришли к выводу, что ношение кошками воротничков радужной (а также красной) расцветки почти вдвое снижает убийство домашними животными птиц, рептилий и амфибий.

В своей работе ученые попросили хозяев понаблюдать за своими любимцами, на которых предварительно были надеты разноцветные воротнички. Всего в исследовании участвовало 114 животных старше двух лет, проживающих в пригородах Перта (Австралия) и близлежащих городах. В ходе наблюдений установлено, что кошки, носящие яркие воротнички, убивали птиц на 54 процента реже.

Ученые связывают это с расцветкой воротничков. Поскольку у птиц цветное зрение, им легко заметить потенциального хищника. Как отмечают ветеринары, использование менее ярких расцветок, например желтой, не приводит к значительному сокращению убийства кошками птиц.

При этом ношение такого аксессуара животным никак не спасает от кошек млекопитающих, которые обладают более слабым цветовым зрением. Как отмечают ученые, это означает, что кошки по-прежнему могут беспрепятственно охотиться на грызунов-вредителей – мышей и крыс.

Муравьи путешественники

Виды животных, которые расселяются за пределы своего естественного ареала из-за хозяйственной деятельности человека, зачастую представляют серьезную угрозу для местных экосистем и даже для самих людей. К таким видам относится огненный муравей Solenopsis geminata, чьи болезненные укусы представляют особую опасность для аллергиков.

Изначально Solenopsis geminata жил лишь в Новом свете, а затем расселился по тропикам Африки, Азии и Австралии. Чтобы выяснить, как это произошло, генетики из Университета Иллинойса проанализировали генетическое разнообразие различных популяций жалящего муравья. Выяснилось, что впервые он попал на новые территории в XVI веке, когда испанцы развернули торговлю со своими колониями.

Судя по генетическим данным, родиной муравьев-переселенцев является Мексика – именно там, в городе Акапулько, располагался крупнейший испанский порт на Тихом океане. Оттуда муравьи «переехали» в Манилу (Филиппины), которая служила испанцам перевалочным пунктом при торговле с Китаем. Из Манилы муравьи были завезены в Тайвань, а оттуда проникли в Старый Свет.

Как отмечают ученые, генетическое разнообразие муравьев падало в каждой новой точке их маршрута, поскольку торговцы «прихватывали» с собой лишь небольшую часть исходной популяции. Происходило же это, когда моряки загружали в свои корабли в качестве балласта почву, а затем высыпали ее в пункте назначения, чтобы освободить место для товара.

Подготовил К. Кириенко

Рукопожатие с обнюхиванием

Звери при встрече обнюхивают друг друга, люди же, здороваясь, обмениваются рукопожатием. Однако, как заметили исследователи из Института Вейцманна, обнюхивание у людей до сих пор в ходу.

В eLife учёные описывают эксперимент, в котором участвовали 280 человек – они должны были поприветствовать друг друга, но одни пожимали руки, а другие нет. Оказалось, что после рукопожатия человек дольше держит руки у носа и чаще касается лица той рукой, которой здоровался. Но, может быть, это никак не связано с обонянием?

Авторы работы использовали специальные устройства, измерявшие потоки воздуха в носу – и выяснилось, что да. люди и впрямь принюхивались к собственным пожатым рукам. Что интересно, человек принюхивался к руке, только если здоровался с кем-то одного с ним пола (то есть мужчина с мужчиной, женщина с женщиной).

Причина этого удивительного явления, скорее всего в том. что наши очень далёкие предки-приматы при встрече обнюхивали друг друга, подобно прочим зверям. Нынешний цивилизованный человек такого позволить себе не может, и потому идёт на хитрость. Человеческое обоняние, конечно, не может сравниться с обонянием животных, однако запах может влиять на наше поведение, даже если мы этого не осознаём.

Следите за интонацией

Давно известно, что характер человека мы во многом определяем на слух. Фил Макалир из Университета Глазго (Великобритания) и его коллеги продолжили изыскания предшественников и обнаружили, что нескольких слогов (предположим, что это слово «привет») достаточно для того, чтобы человек уже сделал выводы насчёт собеседника (например, заслуживает ли он доверия).

Исследователи попросили 64 студентов из Шотландии (поровну мужчин и женщин) наговорить нейтральным тоном незнакомый текст, в который были включены, в том числе реплики телефонного разговора.

Затем учёные вырезали одно-единственное слово «алло» и дали послушать группе из 320 студентов через наушники. Перед добровольцами стояла задача ранжировать голос по десяти параметрам: заслуживает ли этот человек доверия, стремится ли он командовать другим и, насколько он привлекателен, насколько голос тёплый и пр.

Хотя «алло» звучало на протяжении всего 300–500 мс, студенты выносили суждение без колебаний. Самое интересное и важное заключается в том, что одни и те же «приветы» вызывали схожую реакцию у разных людей. Скорее всего, определяющее значение имеет тон. Мужчины с низкими голосами и женщины с высокими (относительно среднего) воспринимаются как властные натуры.

Скорость, с которой подопытные выносили суждения, объясняется сточки зрения эволюционной выгоды: чем быстрее ты поймёшь, можно ли доверять незнакомцу, тем больше шансов остаться в живых.

Счастье не купишь?

В результате одного из исследований был сделан вывод, что ожидание события приносит больше счастья, радости и приятного возбуждения, чем ожидание материальной вещи. Ученые предполагают, что, таким образом, можно отложить покупку вещей и потратить деньги на приобретение нового опыта. Если вы выбираете между путешествием и, например, новым телевизором, то лучше отправиться в путешествие.

Между тем, чем больше человек тратит как на вещи, так и на приобретение нового опыта, тем сложнее ему становится радоваться простым вещам. Богатство и излишество подрывают способность ценить и уменьшают количество получаемых положительных эмоций. И наоборот, чем больше человеку приходилось себя ограничивать раньше или приходится сейчас, тем больше удовольствия он получает от ежедневных банальных вещей или событий. Временный отказ от чего-то может стать путем к счастью; в то же время, постоянное удовлетворение потребностей человека счастливее не сделает.

Кроме этого, исследователи из Калифорнийского университета Лос-Анджелеса и Гарвардской школы бизнеса изучили, как относятся к занятым деньгам и тратам те, кто одолжили, и те, кто взяли в долг. Оказалось. что первых больше всего раздражает, когда занятые деньги тратятся на что-то непрактичное. Также выяснилось, что одолжившие считают, что они вправе следить за тем, на что тратятся их деньги, причем, чем больше сумма, тем больше их право. Должники же считают, что деньги в полной мере принадлежат им.

Женские секреты

Психологи из Стэнфордского университета рассказали об эффективном способе, при помощи которого мужчины могут привлечь внимание женщины при разговоре с ней.

Специалисты установили, что при разговоре мужчинам нужно давать женщинам возможность высказаться первыми. Также мужчинам рекомендуется лишний раз не упоминать о своей работе. В случае, когда мужчина начинал говорить о своей работе, женщины отвлекались и меньше внимания уделяли собеседнику.

Как отмечают ученые, в разговоре чаще обсуждаются женщины. Так, мужчины чаще используют местоимение «ты>», тогда как женщины – «я». Однако, как отмечают эксперты, важным является прерывание женского монолога, которое может «иметь успех» в случае, если оно делается для обозначения понимания предмета того, о чем говорят женщины.

К таким выводам ученые пришли, проанализировав около тысячи разговоров между представителями обоих полов во время так называемых быстрых свиданий. Суть мероприятия в том, что равное количество мужчин и женщин поочередно знакомятся друг с другом в течение короткого промежутка времени. По окончании встречи каждый из участников заполняет анкету, в которой указывает желание продолжить общение с тем или иным человеком. Если собеседник также выразил желание продолжить общение, стороны получают телефонные номера друг друга.

Подготовил Н. Серов

ОТКРЫТИЯ И ГИПОТЕЗЫ

Сталактитовый оргáн

Самым крупным музыкальным инструментом в мире является орган, выполненный из камня (литофон) с электрическим приводом, расположенный в Лурейских пещерах, штат Виргиния, США. Книга рекордов Гиннеса называет его самым крупным подземным инструментом естественного происхождения.

Этот уникальный музыкальный инструмент был создан математиком и учёным Лиландом Спринклом в 1956 году. Сложилась легенда, что Лиланд заметил хороший музыкальный резонанс в пещере, когда во время путешествия по ней его сын ударился головой о низко висящий сталактит. Тогда Спринкл решил создать здесь каменный орган и за несколько лет работы тщательно обработал горные породы для получения идеального звучания. К каждому отделанному камню, являющемся резонатором, прикреплён молоточек, который управляется с помощью электричества от обычной органной клавиатуры. Музыка, произведенная этим инструментом, слышна на всей площади пещеры – 14 км².

Следует отметить, что музыкальное звучание от удара по сталактитам было замечено еще со времен открытия пещеры в 1878 году. И уже в начале XX века сталактиты пещеры использовались для получения музыки наподобие ксилофона. В настоящее время Лурейские пещеры являются коммерческими. Там находится магазин, продающий компакт-диски с записью музыки, исполняемой на этом инструменте органистом Монти Максвеллом. В 2011 году шведско-финский музыкальный коллектив Рере Deluxe стал первым, кто записал свою музыкальную композицию с использованием сталактитового органа, вошедшую в альбом Queen of the Wave 2012 года.

Подготовил П. Костенко

Окна дарят электричество

Ученые из университета Мичигана изобрели абсолютно прозрачные солнечные панели, которые смогут заменить обычные оконные стёкла. Перспектива использования новых панелей невероятно широка: отныне в источник энергии можно будет превратить не только окна, но и любые другие стеклянные поверхности – например, экран вашего смартфона.

По словам ученых, "прозрачная солнечная панель" сама по себе является выражением-оксюмороном: ведь все привыкли, что солнечные панели поглощают свет и превращают его энергию в электричество. Прозрачные панели по логике, должны только пропускать свет, не задерживая его. Американские ученые использовали технологию Transparent Luminescent Solar Concentrator, которая позволяет абсорбировать невидимые волны ультрафиолетового и инфракрасного спектров света.

Эффективность панелей с TLSC пока находится на уровне 1 % (например, эффективность непрозрачных панелей – 7 %), поэтому ученым осталось доработать свою разработку, чтобы ее смогли внедрить в массовое производство.

«Древесный» асфальт

Битум – это вязкая смола на основе углеводородов, которая используется при производстве асфальта и кровельных материалов. Природный битум добывается из битумозных песков, а искусственный – путем переработки нефти. Нидерландские химики из фонда TNO доказали, что до 50 % битума, входящего в состав дорожного покрытия, можно заменить лигнином – одним из компонентов древесины. В лиственных породах его содержится 18–24 %, а в хвойных – 27–30 %.

По своему химическому строению молекулы лигнина, состоящие из углеродных колец, напоминают битум. В древесине он «скрепляет» целлюлозные волокна. При производстве бумаги лигнин является побочным продуктом и часто просто сжигается или выбрасывается. Однако в составе асфальта лигнин может оказаться очень полезным – эксперименты показали, что при высоких температурах он делает дорожное покрытие менее плавким. Поэтому в жару на дороге из «древесного» асфальта колеи образуются не так быстро. Наоборот, при минусовых температурах смесь из битума и лигнина не так сильно растрескивается, как обычный битум.

Ежегодно в мире вырабатывается до 50 миллионов тонн лигнина, так что с его дефицитом дорожники не столкнутся. Пока образцы «древесного» асфальта испытывались только в лаборатории, но в ближайшее время ученые планируют протестировать материал в реальных погодных условиях.

Подготовил М. Стеценко

Чем пахнет кровь?

Кровь! Её запах возбуждает и ведет по следу хищника, а жертву приводит в трепет и обращает в бегство. В некоторых случаях этот запах позволяет установить репродуктивный статус самки. Естественно предположить, что в крови млекопитающих разных видов присутствует какой-то общий пахучий компонент, узнаваемый всеми.

Как ни странно, о летучих соединениях крови, определяющих ее запах, почти ничего не известно. Этим вопросом заинтересовался профессор Университета Линчёпинга (Швеция) Маттиас Ласка. Начал он с того, что отправил своего студента Шиву Кришну Рачамадугу в Универст ет Фридриха-Александра в Эрлангене (Германия), чтобы он там методами газовой хроматографии и масс-спектрометрии определил состав летучих компонентов крови млекопитающих. Шива Кришна работал с кровью свиньи, в которой обнаружил около 30 летучих соединений, а насколько они пахучи, выясняли уже люди, единодушно решившие, что характерный, с металлическим привкусом, запах крови имеет альдегид транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль, причем эксперты ощущали его в удивительно малой концентрации: 0,078 ppt – 0,330 ppt (частей на триллион).

Далее предстояло выяснить, как воспримут это соединение хищные млекопитающие и будут ли они реагировать на него, как на запах настоящей крови.

Исследователи проверили поведение четырех видов: красного волка Cuon alpinus, гиеновидной собаки Lycaon pictus, южноамериканской кустарниковой собаки Speothos venaticus и сибирского тигра Panthera tigrisaltaica. Группы этих животных, взрослые самки и самцы, жили в парке дикой природы Кольморден в больших вольерах, среду в которых постарались максимально приблизить к естественной (трава, деревья, скалы, водоем).

В эксперименте использовали еловые дощечки размером 48x7x4,5 см, на обе стороны которых равномерно наносили 0,5 мл лошадиной крови, транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль – кровяной альдегид, изопентилацетат, имеющий «банановый»» запах, – или растворитель диэтилфталат, который почти не пахнет. Ученые выбрали кровь лошади. а не свиньи, поскольку в обычный рацион всех четырех видов входила конина.

Концентрации веществ подбирали так, чтобы человек без напряжения ощущал запах, нюхая поднесенную к носу дощечку.

Пять деревяшек, пропитанных одним из запахов, клали в вольер, а затем выпускали животных из внутренних помещений. Вокруг вольеров сидели студенты, которые внимательно наблюдали за реакцией хищников по три часа утром и днем, с 8:00 до 16:00. В следующий раз в вольер клали дощечки с другим запахом. Реакцию на каждый запах исследовали пять раз.

Наблюдения проводили в дни, когда не было дождя, смывающего запахи, и кроме того, хищников не кормили, потому что в дни кормления им не до дощечек.

Наблюдения показали, что все четыре вида интересуются пахучими деревяшками: нюхают, облизывают, кусают, трогают лапами, играют с ними (рис. 1); звуков, однако, при этом не издают.

Рис. 1. Животные по-разному возятся с пахучими дощечками. Слева вверху: гиеновидная собака Lycaon pictus обнюхивает дощечку; справа вверху: два красных волка Cuon alpinus грызут ее; внизу слева кустарниковая собака Speothos venaticus, исследуя образец, заворачивает верхнюю губу и «морщится»; внизу справа сибирский тигр Panthera tigris altaica играет с дощечкой (в данном случае переносит ее)

Псовые предпочитают обнюхивать, сибирские тигры играть. Оказалось, что всех хищников более всего занимают деревяшки, пахнущие кровью или ее главным компонентом. Аромат бананов или растворителя привлекает их гораздо меньше. Три вида хищников одинаково реагировали на запахи крови и транс-4.5-эпокси-(Е)-2-деценаля. и только гиеновидные собаки отдавали предпочтение крови. Но запах главного компонента крови привлекал их гораздо больше, чем фруктовый.

Почти все животные изо дня в день сохраняли интерес к дощечкам, которые пахнут кровью или альдегидом, и только кустарниковым собакам они к концу эксперимента поднадоели: животные продолжали их обнюхивать и кусать, но не так активно, как в первые дни. Вообще, обращение хищников с дощечками, пахнущими кровью или ее основным компонентом, напоминает возню с костями, оставшимися после кормления: завладев такой деревяшкой, они старались с ней не расставаться, отдыхать укладывались рядом, охраняли (рис. 2).

К деревяшкам, пропитанным растворителем или фруктовым запахом. они так не относились. На основании этих наблюдений исследователи предположили, что все четыре вида хищников, как и люди, ассоциируют запах транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля с запахом крови.

Это нетривиальное открытие. Других примеров одинаковой реакции животных на запах пищи и его единственный компонент пока нет. Запах каждого продукта образован множеством летучих веществ. Известно, что человек выделяет доминирующие соединения, определяющие характерный запах, но не воспринимает его как идентичный натуральному продукту. Нечеловекообразные обезьяны не видят связи между запахом ключевого соединения и пищи: например, не ассоциируют ароматы уксусных эфиров или монотерпеновых спиртов, найденных в тропических фруктах, с самими фруктами, а реагируют на них, как на другие отдушки, не имеющие отношения к плодам. А транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль влияет на поведение больших хищников так же. как настоящая кровь.

Рис. 2. Все хищники ложатся отдохнуть рядом с деревяшкой, смоченной «главным компонентом крови», не выпуская ее из виду, а то и из лап.

В дальнейшем исследователи планируют выяснить, как на этот запах будут реагировать потенциальные жертвы – мыши, например. Как правило, ключевое соединение не вызывает у них тех же реакций, что цельные запахи тела, фекалий или мочи хищника. Интересно, как они воспримут кровяной альдегид.

Кроме того, у открытия профессора Ласки и его коллег есть очень важное практическое применение: ученые предлагают использовать транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаль для обогащения среды, в которой содержат животных. Это актуальная задача, потому что у хищников в неволе часто возникает стереотипное поведение или неофобии (страх перед всем новым). Обогащение среды призвано заинтересовать животных, побудить к исследованию окружающей среды, и сильнопахнущие предметы для этого как раз подходят. Однако из практики известно, что успех зависит от типа запаха и способа его представления. Если запах выбран неверно или присутствует постоянно, он не только не помогает, но и нередко усиливает стереотипное поведение. Дощечки с запахом транс-4,5-эпокси-(Е)– 2-деценаля на первый взгляд подходят идеально.

Хищники охотно их исследуют и играют с ними, как не смогли бы возиться со стационарным пахнущим объектом (скалой, например).

Дощечки легко удалить, что позволяет контролировать длительность действия запаха и избегать привыкания к стимулу. И ни одному из исследованных видов эти пахучие деревяшки не надоели окончательно. Так что капля транс-4,5-эпокси-(Е)-2-деценаля на кусочке дерева существенно украсит жизнь хищников в неволе.

Наталья Резник

«Троицкий вариант»