Текст книги "Открытия и гипотезы, 2014 №12"

Автор книги: Открытия и гипотезы Журнал

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 8 страниц)

НЕИЗВЕСТНАЯ ПРИРОДА
Паразит на страже гнезда

Птицы по-разному относятся к своему потомству. Одни виды о нем заботятся, другие норовят переложить эту обязанность на других. Птенцы паразита объедают птенцов хозяина и, если размеры позволяют, выталкивают их из гнезда. Однако паразитов гоняют не все, и биологи предположили, что хозяева извлекают из присутствия чужих птенцов какую-нибудь выгоду.

«Троицкий вариант»

В 1968 году сотрудник Смитсониановского института исследования тропиков Нил Смит наблюдал в Панаме за большой воловьей птицей Scaphidura oryzivor – гнездовым паразитом, который подкладывает свои яйца птицам семейства тупиаловых. в том числе желтопоясничному черному кассику Саcicus cela и оропендоле Zarhynchus wagleri. У разных самок S.oryzivor яйца выглядят по-разному, иногда очень похожи на хозяйские, в других же случаях отличаются настолько, что обнаружить их не составляет труда. Казалось бы, их тут же должны выбросить, некоторые хозяева так и поступают, другие же равнодушно смотрят, как S.oryzivora откладывает свои яйца в их гнездо, и потом никаких мер не принимают. Но их снисходительность окупается: птенцы большой воловьей птицы вылупляются первыми и вскоре уже склевывают разных насекомых, ползающих в гнезде, в том числе личинок оводов Philornis sp., которые вбуравливаются под кожу нежным хозяйским птенчикам и могут даже заесть их до смерти. Птенцы S.oryzivora покрыты плотным пухом, и им эти личинки не страшны.

Таким образом, большая воловья птица выступает в двух ипостасях: гнездового паразита и защитника хозяйских детей (при умеренном уровне паразитизма, разумеется). Впрочем, тупиаловые птицы могут обойтись и без защиты подброшенных птенцов. Те из них, кто предпочитает избавляться от чужих яиц, устраивают гнезда рядом с лесными осами Prorotopolybia sp. и Stelopolybia sp. или пчелами Trigona sp. (у них мощные челюсти). Эти насекомые охотятся на оводов и прекрасно защищают птенчиков.

Описывая этот случай, Нил Смит отметил, что взаимодействие гнездовых паразитов и хозяина не всегда таково, каким кажется на первый взгляд. Его работа приобрела широкую известность, даже вошла в учебники, однако вывод не получил подтверждения, и до сих пор птицы, откладывающие яйца в чужие гнезда, считались чистейшей воды паразитами. Недавно к этому вопросу вернулись испанские исследователи под руководством Витторио Баглионе, профессора Университета Вальядолида, и Даниелы Канестрари из Университета Овьедо. Они обнаружили, что некоторые птицы действительно получают выгоды от чужих птенцов в своем гнезде.

На сей раз объектом исследования стала хохлатая кукушка Clamator glandarius, обитатель Юго-Западной и Южной Европы и Малой Азии. Она специализируется на гнездах врановых, в основном сороки Picapica и черной вороны Corvus corone corone.

Сороки по мере сил борются с паразитами, а кукушки заметно снижают численность их потомства. Однако вороны от кукушек видимым образом не страдают, хотя более 67 % вороньих гнезд заражены яйцами С. glandarius, и вороны их не выкидывают.

Ученых заинтересовало, получают ли вороны какое-то преимущество от присутствия кукушат в своем гнезде. Они проанализировали данные, собранные в течение 16 лет наблюдений, и оценили влияние паразитов на репродуктивный успех ворон. Оказалось, что яйца во всех вороньих гнездах, независимо от того, заражены ли они, проклевываются примерно с одинаковой вероятностью (0,77-0,73).

Кладку, в которой хотя бы один хозяйский птенец дожил до оперения, считают успешной. Среди проклюнувшихся зараженных кладок вероятность успеха была немного выше (0,764 и 0,538 соответственно). Однако в успешных зараженных выводках воронят меньше. Так что в итоге присутствие кукушек хоть и дает воронам преимущество, но небольшое.

Усредненные многолетние данные не прояснили ситуацию, и тогда исследователи перешли от наблюдений к активным действиям. Они забирали кукушат из «родных» гнезд и перемещали в другие, изначально не зараженные. Таким образом, в эксперименте участвовало четыре группы гнезд: зараженные, незараженные, зараженные с изъятым кукушонком и незараженные, в которые подложили чужого птенца. Тут и проявилась связь между гнездовым паразитизмом и успехом кладки. Вероятность успеха в обычной зараженной (контрольной) кладке составляет около 0,7.

Если удалить из нее кукушат (обычно их 1–2 в гнезде), вероятность успеха снизится до 0,3, а если подложить кукушкины яйца к незараженной вороней кладке, вероятность успеха возрастет вдвое, с 0,37 до 0,71. В контрольных экспериментах из кладок удаляли воронят, но эти действия не повлияли на их успешность.

Причина успеха заключается в зловонном секрете, который схваченный кукушонок выделяет из клоаки. Объем секрета значительный, около миллилитра, в его состав входят едкие и дурно пахнущие вещества: кислоты, индолы, фенолы. Они отпугивают хищников, посягающих на беззащитных птенцов, в том числе диких кошек Felis silvestris, генетт Genetta genetta, каменных куниц Martes foina, ястребов-тетеревятников Accipiter gentilis и сарычей Buteo buteo, воронов Corvus согах и соек Garrulus glandarius.

Испанские ученые проверили действие пахучего секрета на трех главных группах хищников, угрожающих вороньим яйцам; одичавших кошках, врановых и хищных птицах. Им предлагали куски курицы, смоченные водой или обработанные секретом кукушат. Кошки не отказывались от мокрой курицы, но лишь одна из десяти попробовала кусок, пропахший кукушонком. Птицы также избегают этого аромата.

Нападению хищников подвергается не меньше половины вороньих гнезд поэтому, кукушки приносят им существенную пользу.

Степень их полезности зависит от численности хищников; таким образом, взаимоотношения хохлатой кукушки и черной вороны могут колебаться от паразитизма до комменсализма (взаимовыгодного сотрудничества). Впрочем, ущерб, который паразиты наносят хозяевам, не так уж и велик. Когда кукушка откладывает свои яйца, она никогда не портит яйца вороны. Кукушонок весит примерно в три раза меньше птенца вороны, так что выкормить его легче, чем родное дитя. Вес и состояние воронят, выросших вместе с кукушатами, не хуже, чем у птенцов, которые росли без паразитов.

Так что межвидовые взаимодействия не всегда можно классифицировать однозначно, и, если вы застали кукушку за откладыванием яиц в чужое гнездо, это, возможно, совсем не то, что вы подумали.

Наталья Резник

КРЫЛАТЫЕ ВЫРАЖЕНИЯ

Принимать за чистую монету

В Средние века на Западе в хождении было много фальшивых и низкопробных монет, не соответствовавших объявленной ценности. Чистая монета – это монета со строго установленным содержанием благородных металлов, без малоценных примесей.

Увенчать лаврами

Выражение связано с античной мифологией. У древних греков был миф о Дафне, которую Аполлон превратил в лавровое дерево за то, что она не пожелала стать его женой. С тех пор это вечнозеленое дерево стало деревом Аполлона, бога поэзии и искусств. Ветвями лавра и лавровыми венками стали увенчивать победителей сначала на поэтических и музыкальных, а потом и на спортивных состязаниях или на войне. Слово лауреат означает “увенчанный лаврами, признанный победитель”.

Театр начинается с вешалки

Этот оборот восходит к словам К. С. Станиславского, адресованным цеху гардеробщиков МХАТа: «Наш Художественный театр отличается от многих других театров тем, что в нем спектакль начинается с момента входа в здание театра. Вы первые встречаете приходящих зрителей».

Изречение приписывается также В. И. Немировичу-Данченко.

Разделать под орех

Выражение возникло в речи столяров и краснодеревщиков: мебель из простой древесины часто разделывалась “под орех”, “под дуб” или “под красное дерево”.

Чувство локтя

О товариществе, взаимной поддержке. Выражение связано с умением поддерживать связь с соседом в строевом марше.

Плоская острота

Грубая шутка. Это выражение – калька с французского une plaisanterie plate. Связано с модой на высокие каблуки. Только знатные люди могли носить обувь на высоких каблуках, простой люд носил низкие каблуки. Отсюда слово плоский получило значение “грубый”.

ОТКРЫТИЯ И ГИПОТЕЗЫ

Шапка-невидимка из линз

Сказочная шапка-невидимка вдохновляет физиков на все новые поиски «технологии невидимости». Уже сейчас для этого есть несколько подходов, связанных с использованием оболочек или экранов, которые способны заставить свет обогнуть предмет и продолжить распространение в прежнем направлении. При этом наблюдатель видит то, что расположено за предметом, который таким образом делается невидимым. Эта сама по себе непростая задача осложняется тем, что разным лучам требуется разное время на огибание тела, тогда как для «качественной» невидимости они должны распространяться одновременно.

При этом невидимость наблюдается только при наблюдении с определенной точки, и исчезает, стоит наблюдателю немного сместиться.

Физики Университета Рочестера в Нью-Йорке предложили иную концепцию – обеспечить исчезновение предмета с помощью так называемой лучевой маскировки. Они разработали систему из четырех линз, способную при наблюдении через них скрыть большие объекты, размещенные между линзами. Чем больше будут линзы, тем больший объект можно скрыть с их помощью. Объект между ними будет невидимым, даже если смотреть на него под разными углами (правда, разница в углах должна быть в пределах нескольких градусов). Расчеты показывают, что на больших линзах маскировка будет работать при углах до 15 градусов и даже более.

Секрет исчезновения предметов очень прост. Система из четырех линз представляет собой подобие объектива, через который наблюдатель видит фон. Но у нее есть особенность – путь, по которому свет распространяется между линзами. Линзы расставлены таким образом, что свет от фона собирается в очень узкий луч, который направлен вдоль оси системы.

Предмет, расположенный между линзами за пределами этого луча, невидим наблюдателю, который продолжает видеть фон. Нельзя только допускать перекрытие предметом этого луча, другими словами, нельзя размещать предмет в области, где проходит луч, несущий изображение фона – в этом случае предмет становится виден. Таким образом, область маскировки объекта имеет форму бублика. Правда, авторы утверждают, что у них имеется проект более сложной установки, в которой эта проблема решена.

Чтобы понять, как создается невидимость, достаточно вспомнить известные из школьной физики свойства выпуклой линзы.

Падающий свет она фокусирует в небольшое пятно вокруг так называемого фокуса линзы, а расходящиеся лучи света, исходящие из точки фокуса, превращает в параллельные оси линзы. Таким образом, первая линза установки фокусирует свет. Пройдя фокус первой линзы, лучи света снова начинают расходиться, но недалеко от фокуса на их пути ставится вторая линза, которая преобразует расходящийся пучок в почти параллельный. Для этого положение ее фокуса должно совпадать с фокусом первой линзы, а фокусное расстояние должно быть меньше, чтобы пучок получился узким. Оставшиеся две линзы в обратном порядке восстанавливают исходный свет.

Подготовил П. Костенко

Почему кофе так пахнет?

Большинством вкусовых ощущений мы обязаны обонянию. Рецепторы вкуса во рту позволяют нам различать только кислый, сладкий, соленый, горький и умами (юмами). Без обоняния кофе казался бы нам только кислым или горьким из-за содержания в нем органических кислот.

Насыщенный кофейный вкус – результат, в основном, наличия летучих ароматных веществ, которые возникают во время жарки кофейных зерен. Они подобны тем веществам, которые образовываются во время различных видов готовки. Например, запах хлеба – результат взаимодействия сахара с белком. В то же время, не каждый запах нам одинаково приятен благодаря тому, что с течением эволюции наше обоняние научилось определять опасность. Так, кадаверин и путресцин, образовывающиеся в гниющем мясе, мы можем определять даже при низкой их концентрации.

Во время жарки кофе вырабатываются до 800 различных веществ. Реакции термической деградации приводят к распаду сахаров и белков с выделением летучих ароматных веществ. Большинство реакций происходят внутри толстых стенок кофейных зерен. При этом не каждое из выделяемых веществ нам нравится одинаково.

Например, среди этих веществ выделяется изопрен, который пахнет, как бензин, или ацетон, имеющий запах средства для удаления лака.

В целом, из 800 веществ на 20 приходится основная часть содержания, тем не менее, именно влиянием оставшихся 700 с чем-то определяется вкус напитка. Любопытно, что из всех веществ только 5-метил фурфурол имеет «запах кофе». Однако именно насыщенная смесь сотен летучих ароматных веществ придаёт кофе его неповторимый аромат.

Занятия музыкой улучшают память

В ходе эксперимента психологи из Техасского университета в Арлингтоне использовали электроэнцефалографию для измерения электрической активности нейронов в мозге 14 профессиональных музыкантов и 15 человек, не занимающихся музыкой. У подопытных в это время проверяли кратковременную и долговременную память с помощью изобразительных и устных элементов.

Музыканты, которые играют классическую музыку не менее 15 лет, значительно превзошли других участников в тестах на кратковременную память. При тестировании долговременной памяти музыканты оказались лучше только в запоминании изображений.

Также выяснилось, что участки мозга, отвечающие за восприятие, внимание и память, у музыкантов реагировали быстрее на 0,3–0,8 секунды. Ученые пока не могут объяснить механизмы, отвечающие за эти различия. Они предполагают, что музыканты постоянно тренируют зрительную память, разучивая ноты.

По словам исследователей, их работа очень важна, поскольку занятие музыкой помогает развивать долговременную память на невербальные события, которые нас постоянно окружают.

Знаете ли вы, что…

Бессознательные, беглые наброски на полях тетрадей или книг называются грифонаж. Они являются предметом нескольких научных исследований в области когнитивной психологии. Учёный-психолог Джеки Арманд из Плимутского университета проводил эксперимент, целью которого было установить связь между созданием рисунков и запоминанием прослушиваемой лекции у студентов. Согласно результатам проведённого им эксперимента рисовавшие во время прослушивания лекции студенты запомнили на 29 % больше материала, чем не рисовавшие.

* * *

Скорость выдыхаемого воздуха при чихания составляет 160 км/ч.

* * *

В 1878 году на Парижской всемирной выставке была представлена солнечная машина Мушо, завоевавшая золотую медаль. Принцип работы устройства сводился к следующему: при помощи вогнутых зеркал лучи солнца фокусировались на котле, и выработанный вследствие нагревания пар запускал печатную машину, которая распечатывала до 500 газетных листов в час. Вторым изобретением, продемонстрированным Мушо на Парижской выставке, была морозильная машина, приводимая в действие солнечной энергией.

* * *

Белые и черные носороги – одного цвета.

* * *

Хуана-Мария – более известная в истории как «Одинокая женщина с острова Сан-Николас», последняя представительница индейского племени николеньо. Она жила в одиночестве на необитаемом острове Сан-Николасе у побережья Калифорнии с 1835 по 1853 годы. На основе её истории детский писатель Скотт О’Делл написал повесть «Остров голубых дельфинов». После своего спасения с острова она прожила всего семь недель.

* * *

Землеройка и слон живут 2 и около 60 лет, соответственно. Однако сердце каждого животного в течение жизни совершает приблизительно одинаковое количество ударов – около 800 000 000.

* * *

Варёная кожа – кожа растительного дубления, отличающаяся при особой прочности и жёсткости достаточной лёгкостью. Применялась в Древнем мире и Средневековье для изготовления пластинчатых и чешуйчатых доспехов и щитов как в Европе, так и в странах Востока. Она шла также на чемоданы, футляры, ножны и т. д. При изготовлении варёной кожи для увеличения толщины и повышения прочности предварительно прошедшую растительное дубление кожу погружают в горячую воду (около 80°) или в тёплый раствор клея. Применяется также погружение в горячий воск, масло, канифоль или другие смолы. После этого может производиться жирование и окраска. Как правило, дальше кожа подвергается формовке и украшению тиснением, а затем сушится. Для защиты от влаги изделия могут покрываться лаком.

* * *

Брюкву иногда упоминают в разговорах, про нее шутят, ей даже посвящена строчка в песне продавца овощей с пластинки про Чебурашку: «Тыква и брюква, импортная клюква!» Но едва ли кто-то видел брюкву или тем более ел её. А ведь до того как Петр I привез картошку, брюква пользовалась оглушительной популярностью на территории всего государства. В словаре Даля даже есть поговорка: «Надоел ты мне, что брюква». По ботаническому описанию брюква – это продукт случайного скрещивания листовой капусты и одной из форм репы. В отличие от репы в брюкве больше минеральных веществ, она превосходит репу по содержанию витамина С, который к тому же отличается высокой стойкостью при зимнем хранении и варке.

* * *

Длина всех кровеносных сосудов человеческого тела – около 96 000 км.

* * *

Этимология слова «баррель» восходит к английскому barrel, что в переводе значит «бочка». Баррель бывает разный, даже пивной. Но самый популярный – это, несомненно, американский нефтяной баррель, который вмещает 42 галлона (или примерно 158,988 литра) нефти.

Разное

Международная группа генетиков и психологов выяснила, что в наследуемость результатов экзаменов вносит вклад не только общий интеллект, но и многие другие признаки. По результатам масштабного анкетирования, в котором приняли участие 2362 пары однояйцевых близнецов и 2155 двуяйцевых, а также их родители, была получена большая база данных. Параметры были поделены на разные категории, такие как общий интеллект, самоэффективность (интерес к предметам), личные качества, самочувствие (в психологическом смысле), проблемы с поведением, здоровье, условия в школе и условия дома по оценке ребенка. Сравнение значений этих параметров для пар однояйцевых и двуяйцевых близнецов показало, что наследуемость оценок за экзамены выше чем наследуемость общего интеллекта, и, соответственно, определяется не только им. Оказалось, что другие исследованные параметры в совокупности вносят примерно такой же вклад в наследуемость оценок, как и общий интеллект. И лишь удовлетворенность условиями дома и здоровье ученика – не вносили вклад в наследуемость оценок.

* * *

Британцы в рамках проекта Lunar Mission One решили отправить на Луну робота который займётся исследованием спутника Земли. Компания собирается потратить на свой проект около 600 млн. евро. Заявляемой целью проекта является исследование возможности создания долгосрочной лунной базы, а также анализ лунного грунта. Деньги на проект Lunar Mission One планируется собрать посредством пожертвований. Чтобы привлечь меценатов, организаторы предлагают им взамен отправить на спутник капсулу с фотографией, фрагментом ДНК и текстом, которые будут сохранены в недрах Луны. Сумма пожертвования в этом случае составляет около 45 евро.

* * *

Ученые обнаружили вирус, который значительно ухудшает интеллектуальные способности людей. Им можно заразиться, случайно хлебнув воды во время купания в прудах и озерах. Об этом говорят вирусологи из Медицинской школы Джона Хопкинса. Обнаруженный вирус, ATCV-1, относится к группе ДНК-содержащих хлоровирусов. До настоящего времени считалось, что хлоровирусы могут заражать лишь зеленые водоросли. Однако в ходе исследования выяснилось, что ATCV-1 встречается и почти у половины людей. Выяснилось, что зараженность хлоровирусом не зависит от возраста или пола, однако у всех его носителей наблюдаются замедленная реакция на визуальные стимулы и сниженная способность их анализировать.

ВСЕЛЕННАЯ

Для жизни Луна не нужна?

Иногда можно услышать: обитаемостью Земля обязана своему спутнику, гравитация которого стабилизирует ось вращения, отвечающую за сезонные колебания температуры. Уберите Селену – и всё пойдёт вразнос. Новое исследование ставит этот тезис под сомнение.

Первооткрыватель двух спутников Урана Джек Лиссауэр из Исследовательского центра НАСА в Эймсе вместе с коллегами задался вопросом: насколько именно отсутствие Луны дестабилизировало бы эту самую ось? «Если бы Земля не имела Луны, наклон её оси вращения – и тем самым климат – варьировался бы гораздо сильнее, чем сейчас, это верно, – признаёт учёный. – Но ничего настолько плохого не случилось бы».

Тезис о важности Луны для стабильности земных условий очень важен. Диаметр нашего спутника равен 0,27 земного – то есть его сравнительные размеры колоссальны. И если бы луны в других системах массово достигали таких размеров (в сравнении со своими планетами), мы бы уже обнаружили как минимум одну из них. Но этого не происходит, и современная теория формирования Луны даже объясняет, почему: просто Селена не спутник, а оторванная от некогда существовавшей Землелуны часть, которая возникла как тело лишь в результате столкновения этой самой Землелуны с крупной планетой. Следовательно, такие случаи не слишком часты, и мощный стабилизатор оси вращения у землеподобных планет других систем – тоже.

По предшествующим расчётам, без Луны ось вращения планеты не варьировалась бы в диапазоне 22,0-24,6°, а колебалась бы от 0 до 85°, то есть вплоть до лежания на боку! В последнем случае полярная ночь и полярный день стали бы явью почти для всей планеты, отчего климат вряд ли улучшился бы. При 0° северные регионы были бы малообитаемы, утверждают ученые, а экватор – вечно перегрет.

Г-н Лиссауэр и коллеги создали собственную модель колебаний оси, ограничив её работу 4 млрд. лет. И у них получилось, что за всё это время (равное истории Земли на сегодня) наклон земной оси не превысил 40° и не упал ниже 10°. Долговременные колебания климата, связанные с такими процессами, действительно имели бы место, но их никак нельзя обрисовать как катастрофические, утверждает учёный.