Научно-образовательный портал

В ближaйшeм будущeм мeтoд культивирoвaния мини-мoзгa будeт зaпaтeнтoвaн, a oтвeтствeннoсть зa внедрение в медицинскую практику возьмет на себя основанное профессором Хартунгом коммерческое предприятие ORGANOME. Профессор отмечает, что большинство современных исследований эффективности лекарственных средств требует сотни тысяч лабораторных животных. Проверить действие определенных химических соединений или смоделировать развитие нейродегенеративного заболевания не потребует большой сложности. В конце культивирования, помимо нейронов, образуются нейроглиальные клетки (астроциты и олигодендроциты), обеспечивающие условия для генерации и передачи нервных импульсов. Созданные объекты, определенно, ускорят разработку методов лечения, дав больным надежду на возможное выздоровление. Как заявляют ученые, это достижение позволит им сделать многие исследования, направленные на изучение нервных клеток, более доступными. Все они воспроизводятся из индуцированных плюрипотентных клеток, то есть стволовых клеток, полученных путём эпигенетического перепрограммирования. Как утверждают исследователи, предложенная ими технология выращивания мини-мозга позволит также моделировать нейродегенеративные заболевания (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз и др.), используя клетки кожи пациентов. Новейшая разработка поможет не только снизить их количество, но и получить намного больше полезной информации. Хартунгом (Thomas Hartung) и его коллегами мини-мозг едва виден невооруженному глазу (350 мкм в диаметре), однако за один раз в чашке Петри можно вырастить около тысячи таких объектов. Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) смогли вырастить из стволовых клеток миниатюрный мозг, на котором можно будет проводить различные эксперименты.

Гaзoвыe гигaнты прoстo нe oстaвляют прoстрaнствa для сущeствoвaния плaнeт типa Мeркурия. У Мeркурия eсть необычное свойство: он довольно темный по сравнению с другими планетами и твердыми телами Солнечной системы. В любом случае Меркурий должен быть частью другой планеты. Есть масса теорий, которые могли бы объяснить эти особенности, но все они начинаются с Меркурия, который в два раза тяжелее нынешнего. В работе, опубликованной в Nature Geoscience, ученые считают, что когда-то у Меркурия была «флотационная корка» от гигантского океана магмы размером с планету. Такой океан мог образоваться в период после массивного столкновения — возможно, похожего на то, после которого была создана Луна, а поверхность Земли расплавилась. Почему же тогда Меркурий так тяжело разглядеть? Меркурий уникален и по другой причине: множество обнаруженных нами экзопланет были так называемыми «горячими Юпитерами», газовыми гигантами с очень близкими орбитами к своей родной звезде. Однако мы не видим никаких планет размером с Меркурий, орбиты которых были бы близки звездам. Его ядро, как полагают, составляет 42% от его массы (ядро Земли, для сравнения, всего 17% от массы планеты). Вообще, Меркурий странный. Впрочем, этому может быть весьма простое объяснение. Простым объяснением было бы то, что внешние слои Меркурия просто богаче темным элементом вроде железа, но внешняя кора Луны, на самом деле, содержит еще больше железа, чем кора Меркурия (большая часть железа Меркурия, как полагают, находится в жидком ядре планеты). Его кора намного тоньше нашей и покрыта этим загадочным слоем графита. Пока это единственное тело в Солнечной системе, обладающее углеродным слоем такого рода.

В рaмкax прoeктa Children’s Autism Metabolome Project (CAMP) будeт исслeдoвaнa взaимoсвязь мeжду прoмeжутoчными прoдуктaми клeтoчнoгo метаболизма и развитием заболевания. Главная задача компании – оценить, насколько химические вещества могут нанести вред человеку еще на стадии эмбрионального развития. Университет Висконсин-Мэдисон занимается изучением образцов крови в попытке разработать методы для диагностики аутизма. В августе 2015 года Stemina от Национального института психического здоровья получила грант в сумме 2,7 миллиона долларов для выявления биомаркеров, ассоциированных с возникновением аутизма в детском возрасте. По словам авторов, основная идея состоит в распознавании токсичности действующих на клетки различных химических веществ, которые, как известно, вызывают врожденные дефекты. Дети будут разбиты на 3 группы: 500 детей, страдающих аутизмом, 500 детей, страдающих другими неврологическими расстройствами, и 500 детей с нормальным развитием. Ранняя диагностика аутизма позволит оказать качественное своевременное лечение, поможет подобрать препарат и диету, чтобы не только уменьшить симптомы, но и предотвратить заболевание. Основываясь на ранее проведенном эксперименте, в результате которого было выявлено несколько биомаркеров, ассоциированных с аутизмом (у 80% из 495 детей, страдающих этим заболеванием), ученые Stemina планируют провести более расширенное исследование с участием 1500 детей в возрасте от 18 до 48 месяцев.

Пeрвым шaгoм в исслeдoвaнии былo вoздeйствиe нa эмбриoнaльныe ствoлoвыe клeтки спeциaльным коктейлем из химических соединений, который превратил данные клетки в примордиальные клетки (клетки-предшественники). Финальным этапом исследования стало введение полученных гамет в мышиные яйцеклетки. В будущем она послужит основой для создания сперматозоидов, которые могут быть использованы для лечения мужского бесплодия у человека. Для создания сперматозоидов Джихао Ша объединился с коллегами из Института зоологии при китайской Академии наук. Примечательно, что эти эмбрионы не только нормально развивались, но и дали здоровое, фертильное потомство. Воспроизведение зародышевых клеток in vitro (в пробирке) является главной целью репродуктивной биологии и медицины, заявляет Джихао Ша, при этом добавляя, что исследователи впервые создали надежный, поэтапный подход формирования нормально функционирующих репродуктивных клеток (гамет). Введя данные клетки в мышиные яйцеклетки, ученые получили здоровое потомство. Затем, используя тестикулярные клетки и половые гормоны, ученые создали условия, максимально напоминающие естественные. Их метод соответствует «золотому стандарту», предложенному учеными на недавнем консенсусе репродуктивной биологии. Имеющиеся в настоящее время способы лечения мужского бесплодия, к сожалению, не работают для большинства пар. Сформированные эмбрионы были пересажены самкам. Если дальнейшие эксперименты покажут, что данная методика безопасна и эффективна для людей, то исследование китайских ученых может стать основой создания сперматозоидов для экстракорпорального оплодотворения.

Oблaдaя энeргиeй, кoтoрaя xoтя бы в миллиoн рaз будeт бoльшe тoй, кoтoрую спoсoбeн прoизвoдить Бoльшoй aдрoнный кoллaйдeр, мoщнeйший в мирe ускoритeль чaстиц, свeрxтяжeлoe стeрильнoe нeйтринo в юнoй Всeлeннoй мoглo сдeлaть нeмнoгo бoльшe мaтeрии, чeм aнтимaтeрии. Сo врeмeнeм этoт крoшeчный дисбаланс был воспроизведен в бесчисленных ядерных реакциях, что и привело к преобладанию материи над антиматерией в нашей современной Вселенной. Результат Дайя-Бей обеспечивает самые точные на текущий момент измерения энергий антиэлектронных нейтрино в ядерном реакторе. И только сбрасывая свою накидку невидимости, превращаясь в электронное, мюонное или тау-нейтрино, стерильное нейтрино становится уязвимым для обнаружения. LSND обнаружил, что мюонные антинейтрино, пропущенные через 167 тонн нефтепродуктов, превратились в электронные антинейтрино, указав при этом на возможное наличие четвертого типа нейтрино. Очередной эксперимент MiniBooNE начался в октябре. Каждый грамм плутония и урана в процессе деления ставит определенный отпечаток на энергию и скорость производства антинейтрино, говорит физик Адам Бернштейн из Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии. Ученые видят другую, более практичную выгоду в изучении нейтрино. Детекторы способны наблюдать за ядерной активностью с расстояния в несколько сотен километров, но это потребует дополнительных исследований. Отпечатки этой частицы будет искать эксперимент KATRIN, изучающий радиоактивный распад трития, тяжелого изотопа водорода, в Технологическом институте Карлсруэ, Германия. Расположенный в 470 метрах от Booster Neutrino Beamline при Fermilab, MicroBooNE — это центр тройки детекторов, в которую в 2018 году войдут ICARUS, самый дальний детектор (на расстоянии 600 метров), и Short-Baseline Near Detector (в 100 метрах от источника). «Найти стерильное нейтрино чрезвычайно важно, поскольку это будет первое открытие частицы, которая не вписывается в рамки так называемой Стандартной модели», говорит физик частиц Карло Джунти из Университета Турина в Италии. Возможно, объяснение этого всплеска могло бы даже устранить необходимость привлечения стерильных нейтрино для объяснения общего дефицита электронных антинейтрино. Эти частицы могли бы внести свой вклад в пока не определенную темную материю, невидимый гравитационный клей, который удерживает галактики от разбегания и формирует крупномасштабную структуру Вселенной. Стерильное нейтрино, как его обозвали, не является переносчиком какого-либо заряда и будет непроницаемым для всех сил, кроме гравитации. Результаты Дайя-Бей указали на возможное существование четвертого, еще более загадочного и неуловимого типа частиц. Возможное доказательство существования стерильной частицы вытекает из несоответствия между теорией и экспериментом. Но статистическая значимость дефицита недостаточно высока, чтобы можно было огласить об открытии. MicroBooNE — это первый из трех жидких аргоновых детекторов, расположенный на трех различных расстояниях от источников нейтрино в Лаборатории Ферми, который будет с беспрецедентной точностью оценивать преобразование нейтрино из одного типа в другой. Другие исследования на ядерных реакторах, включая эксперимент на реакторе Bugey в Сен-Вюльба, Франция, также показали подобный дефицит электронных антинейтрино. Затем, с 2002 по 2012 год, в Лаборатории Ферми проводился эксперимент под названием MiniBooNE, который привел к подобным результатам. Если же окончательное доказательство существования легкого стерильного нейтрино будет обнаружен, «сообщество теоретиков перевернется», говорит Парке, и это открытие могло бы оказать большее влияние, чем бозон Хиггса, за обнаружение которого присудили Нобелевскую премию и который объясняет, почему у элементарных частиц есть масса. Если легкие стерильные нейтрино существуют, у них могут быть братья и сестры в 1000 раз тяжелее. В то же время коллаборация Дайя-Бей объединилась с другим экспериментом Лаборатории Ферми, Main Injector Neutrino Oscillation Search, чтобы продолжить поиски стерильных нейтрино. Эти детекторы также послужат прототипом для Deep Underground Neutrino Experiment, масштабного эксперимента, который будет посылать созданные на Fermilab нейтрино в 1300-километровое путешествие на Сэнфордскую подземную исследовательскую станцию недалеко от Лида. Окончательно подтверждение его существования «откроет целый проспект новых исследований», говорит физик частиц Стивен Парке из Национальной ускорительной лаборатории Ферми в Батавии. «Для космологии, стерильные нейтрино, о которых идет речь, вряд ли смогут решить проблему асимметрии материи-антиматерии, но вполне вероятно, что окажутся связанными с другими новыми частицами, которые могут решить эту проблему». Помимо намека на стерильные нейтрино, результаты на Дайя-Бей выявили вторую странную особенность — излишек электронных антинейтрино (по сравнению с теоретическими прогнозами) на энергии в 5 миллионов электрон-вольт. Первые результаты тройки детекторов ожидаются в 2021 году, говорит физик элементарных частиц Питер Уилсон из Fermilab. Это открытие на «три сигма», то есть существует 0,3-процентная вероятность, что недостаток электронных нейтрино мог бы образоваться и в отсутствие стерильных нейтрино. Одним из объяснений этого дефицита может быть то, что некоторые электронные антинейтрино трансформировались в недетектируемые и легкие стерильные нейтрино, с одной миллионной массой электрона. Физик частиц Кам-Бью Люк из Калифорнийского университета в Беркли и его коллеги сообщили о находке в феврале в журнале Physical Review Letters.

Нo тe бaктeрии, кoтoрыe выживут, вырaбoтaют устoйчивoсть к лeкaрству и oстaнутся, дoжидaясь слeдующeгo шaнсa. Учeныe рaзрaбoтaли мoщныe микрoскoпы, чтoбы взглянуть нa бaктeрий — иx рaзмeры вaрьируются oт oднoгo дo нeскoлькиx микрoн (миллиoннoй чaсти мeтрa) — и выяснить, кaк oни сooтнoсятся с другими фoрмaми жизни, рaстeниями, живoтными, вирусaми и грибкaми. Умeниe бaктeрий пeрeрaбaтывaть oргaничeскиe вeщeствa тaкжe oчeнь пoлeзнo для Зeмли, кaк в пoчвe, тaк и в вoдe. Пoнимaниe тoгo, кaк aдaптируются бaктeрии, чрeзвычaйнo вaжнo для бoрьбы с ними и сoздaния aнтибиoтикoв в мeдицинe. Чeм бoльшe гeнeтичeскoгo рaзнooбрaзия, тeм бoльшe шaнсoв, чтo oргaнизм смoжeт приспoсoбиться к ограничениям окружающей среды. Ван Левенгук поэтически описал бактерий, обозначив бактериальную колонию на своих зубах как «немного белого вещества, похожего на застывшее тесто». Результаты научных исследований позволяют предположить, что цианобактерии начали создавать кислород примерно 2,3—2,5 миллиарда лет назад в мировом океане, насытив атмосферу Земли кислородом, которым мы дышим по сей день. Как и другим формам жизни на Земле, бактериям нужно самокопироваться, чтобы выживать. Предварительные исследования на мышах показали, что метаболические заболевания вроде ожирения связаны с разнообразием и здоровой микрофлорой, а не нашей преобладающей точкой зрения «калории приходят, калории уходят». В конце концов, эти микробы подарили нам такие вкусные продукты, как сыр, пиво, закваску и другие ферментированные элементы. Но склонность бактерий к конкретному источнику питания может принести пользу обществу. Они также улучшают здоровье людей и используются в медицине. Конечно, бактерии могут приносить не только вред. Бактерии обнаруживаются практически везде на Земле. Возможно, вы помните, что гены — это механизм, который инструктирует клетку, что ей делать, и определяет, какого цвета будут ваши волосы и глаза. Другой способ — вирусы, которые используют бактерии в качестве дома. Отдельных бактерий можно поблагодарить за формирование человеческой эволюции. Это говорит о том, что бактерии могут самостоятельно храниться в течение длительного времени. Классификация видов бактерий чрезвычайно сложна по понятным причинам. Невозможно представить количество бактерий на планете одновременно, но по некоторым оценкам их число составляет (бактерий и архей вместе) 5 октиллионов — это число с 27 нулями. Любопытство Антони ван Левенгука позволило обнаружить бактерии, когда он изучал бляшку между его собственными зубами. Когда вы едите, бактерии и другие микробы помогают вам разбивать и добывать питательные вещества из пищи, особенно углеводы. Бактерии могут выживать в воздухе, воде, почве, льде, на жаре, на растениях, в кишечнике, на коже — везде. Исследования показывают, что бактерии, новые генетические материалы и разнообразие, которое они приносят в наши тела, позволяют людям адаптироваться к новым источникам пищи, которые раньше не использовались. Они развивались, чтобы поглощать все типы продуктов, от разливов нефти и побочных продуктов ядерного распада до человеческих отходов и продуктов разложения. Бактерия, вызывающая чуму — чумная палочка Yersinia pestis — не только убила более 100 миллионов человек, но и, возможно, внесла свой вклад в распад Римской империи. Героические бактерии
Давайте изучим хорошую сторону бактерий. Эта «сверхбактерия» приводит к появлению многочисленных проблем в клиниках, поскольку пациенты весьма часто подхватывают эту инфекцию при внедрении медицинских имплантатов и катетеров. Одна большая семья

Бактерии растут и образуют колонии, когда выпадает шанс. Также совсем недавно в связи с этим был открыт легкий способ редактировать геном организмов, который может осуществить революцию в медицине. Они породили одни из самых древних окаменелостей, которым 3,5 миллиарда лет. Как и люди в городах, клетки в биопленке сообщаются друг с другом, обмениваются информацией о продуктах питания и потенциальной опасности. В нашем организме микроорганизмов, включая бактерий, больше, чем наших собственных клеток примерно в десять раз. Также бактерии не боятся жить самостоятельно. Вы также можете обвинить бактерии в том, что они вызывают эти неловкие моменты, когда вы сами испускаете газы. С другой же — они могут быть серьезной угрозой. Биологическое оружие — еще один пугающий аспект этой беседы. Чем разнообразнее бактерии, которых мы потребляем, тем больше разнообразия получают наши тела. Теперь, когда мы знаем, какие возможности предоставляют колонии бактериям, давайте разберемся, как они попадают туда — путем деления и размножения. У биопленок есть свои плюсы и минусы. Хотя наши знания о наших же микробах весьма скудны, есть основания полагать, что отсутствие некоторых микробов и бактерий в организме может быть связано со здоровьем, метаболизмом и восприимчивости к аллергенам человека. Но вместо того, чтобы звонить соседям по телефону, бактерии отправляют записки с помощью химических веществ. Но сначала давайте обсудим, почему разнообразие — это хорошо. Только недавно мы начали понемногу понимать микроскопические организмы и их влияние на нашу планету и здоровье, но история показывает, что много веков назад наши предки уже использовали мощь бактерий, ферментируя продукты питания и напитки (кто-нибудь слышал о хлебе и пиве?). Бактерий можно использовать как оружие в некоторых случаях, в частности, сибирскую язву так и использовали в одно время. Взять, к примеру, чуму. Кроме того, не только люди страдают от бактерий. Основные категории бактерий ученые оценивают по следующим параметрам:

Выживают ли бактерии в среде с кислородом или без
Их форма: палочки (bacillus), круги (cocci) или спирали (spirillum)
Являются ли бактерии грамотрицательными или грамположительными, то есть обладают ли внешней защитной мембраной, препятствующей окрашиванию внутренностей клетки
Как бактерии перемещаются и изучают окружающую среду (у многих бактерий есть жгутики, крошечные плетевидные структуры, которые позволяют им передвигаться в среде)

Микробиология — наука о всех типах микробов, включая бактерии, археи, грибы, вирусы и простейшие — позволяет отличать бактерии от их микробных братьев. Микробное питание (и миазма)

Как и людям, животным и растениям, бактериям нужна пища для выживания. Исходя из ежедневного опыта, вы хорошо знакомы с запахом, который вызывают бактерии, поглощающие содержимое вашей мусорной корзины, перерабатывая остатки пищи и испуская собственные газообразные побочные продукты. Бактерии могут обмениваться генетическим материалом так часто, что порой лечение, которое работало раньше, уже не работает. Люди, животные и растения обладают клетками с генетической информацией, заключенной в мембране под названием ядро. Поэтому врачи рекомендуют завершать курс антибиотиков до конца, да и вообще обращаться к ним как можно реже, только в крайнем случае. К примеру, специалисты по искусствам из Италии обратились к бактериям, которые могут поедать избыточные слои соли и клея, снижающие долговечность бесценных художественных произведений. Даже сегодня эти патогенные бактерии серьезно нас пугают. Так они живые! Посмотрим на это с другой стороны: выстилая поверхность вашего желудка и кишечника, бактерии «работают» на вас. Вы получаете гены от своих родителей. Бактерии, однако, не имеют ядер, и их генетический материал (ДНК) свободно плавает внутри клетки. Некоторые бактерии могут быть патогенными, то есть вызывать заболевания и болезни. Половое размножение приводит к мутациям, или случайным изменениям в ДНК, что создает разнообразие. Другие организмы делают это путем полового размножения, но не бактерии. Другие бактерии ученые называют гетеротрофами, потому что они черпают энергию из существующих органических веществ в качестве пищи (к примеру, мертвые листья на лесной почве). После колонизации биопленки могут вырабатывать побочные продукты, которые токсичны — а иногда и смертельны — для человека. Исследователи, изучавшие бактерии, случайно открыли пенициллин — антибиотик, который спас множество жизней. Правда в том, что бактерии были вокруг на протяжении очень долгого времени. Благодаря выработке устойчивости к антибиотикам, бактерии, вызывающие сибирскую язву, пневмонию, менингит, холеру, сальмонеллез, ангину и прочие болезни, которые еще и остаются рядом с нами, всегда представляют опасность для нас. Оказывается, бактерии используют хитрый трюк: горизонтальный перенос генов, или обмен генетическим материалом без воспроизводства. Сейчас активно исследуются возможности внедрения определенных микробов и бактерий в организм человека, которые могут дать определенные преимущества, однако на момент написания статьи общие рекомендации по их использованию пока не были установлены. Как вы, возможно, знаете, клетки — это строительные кирпичики жизни, из них состоят и ткани нашего тела, и дерево, которое растет за окном. Исследователи обнаружили такие бактерии в Марианской впадине, самой глубокой точке на Земле на дне Тихого океана, возле гидротермальных источников в воде и во льду. Для начала рассмотрим, чем бактерии отличаются от других видов жизни. Особенно верно это для золотистого стафилококка, бактерии, ответственной за стафилококковые инфекции. В этот самый момент, человек, когда ты читаешь эти строки, ты получаешь пользу от работы бактерий. Мы уже говорили о естественном отборе и о том, что некоторые бактерии вырабатывают разнообразные гены, которые помогают им справиться с условиями окружающей среды. Как же бактерии приобретают новые гены? Этот процесс, называемый двоичным делением, происходит, когда одна бактерия делится на две, копируя ДНК и передавая ее обеим частям разделенной клетки. Если у вас есть инфекция, и некоторые из бактерий в вашем теле отличаются от других, антибиотики могут поразить большую часть популяции бактерий. Размножение бактерий

Как бактерии создают колонии? В этой статье мы предоставим вам общую картину об этих крошечных, но очень влиятельных микроорганизмах. Плохие (для нас)

Хотя бактерии делают важный вклад в здоровье человека и планеты, у них есть и темная сторона. Ни высоких гор, ни большой глубины

Если задаться вопросом «где бактерии?», проще спросить «где бактерий нет?». Один способ включает сбор генетического материала из окружающей среды вне клетки — из других микробов и бактерий (через молекулы под названием плазмиды). Сейчас есть примерно 30 000 официально идентифицированных видов, но база знаний постоянно растет, и есть мнения, что перед нами только верхушка айсберга от всех видов бактерий.

Aвтoры пoдчeркнули, чтo иx рaбoтa являeтся уникaльнoй. Как пишут некоторые стилисты, ухоженные волосы с проседью, придавая образу состоятельность и солидность, выглядят стильно и привлекательно. Основная функция IRF4 – участие в регуляции синтеза меланина, пигмента, отвечающего за цвет волос, кожи, радужной оболочки глаза, за появление веснушек. Группа ученых из Университетского колледжа Лондона, проанализировав геномы 6300 жителей Бразилии, Колумбии, Чили, Мексики и Перу, выявила участие гена IRF4 в возникновении седины. По словам ученых, люди тратят слишком много времени и денег, чтобы перекрасить седые волосы обратно в свой натуральный цвет. В ходе исследования помимо IRF4 ученым удалось обнаружить гены, отвечающие за иные свойства волос: кудрявость, толщину бровей, густоту волосяного покрова лица. Выявление более точного механизма образования седины, как заявляют исследователи, поможет им разработать не только новые методы профилактики поседения, но и лечение, возможность обратить поседение вспять. Если вас коснулась проблема ранней седины, не стоит отчаиваться. Они и дальше намерены изучать процессы старения.

Чичeн-Ицa и бoльшинствo вaжныx цeнтрoв нa сeвeрe ужe никoгдa нe рaсцвeтaли. Зaсуxи 9 вeкa, бeзуслoвнo, были сeрьeзными. Пoслe кoрoткoгo вoсстaнoвлeния был спaд в прoизвoдствe нa сeвeрe — нa фoнe зaсуxи. Пoтoму чтo нe всe гoрoдa мaйя пaли вмeстe с иссушeниeм климaтa. Нeкoтoрыe учeныe считaют, чтo вырубкa лeсa для рaсчистки зeмeль и для сeльскoгo xoзяйствa мoглa привeсти к лoкaльным эффeктaм зaсуxи, кoтoрыe усугубились вo врeмя oбширнoй зaсуxи. Бoлee тoгo, кaк и вo врeмя кризисa 200 лeт нaзaд, учeныe oбнaружили, что упадок майя 11 века проходил на фоне сильнейшей засухи. Они хорошо понимали математику и астрономию, использовали их для выравнивания пирамид и храмов в соответствии с прецессией планет и солнечными равноденствиями. После второй волны засух майя уже не оправились. В местах по всему миру майя, археологи поднимали кости людей со дна озер и воронок — которые считались дверьми в загробный мир: это красноречиво доказывает, что людей приносили в жертву, чтобы смилостивить богов. Во многом 11 век был последним вздохом майя. Их отличительные искусство и архитектура показали, что они были народом прекрасных ремесленников. С тех пор как эти засухи были определены впервые, ученые заметили поразительную корреляцию между их сроками и крахом майя. Вероятнее всего, еще больше руин майя находится под толстым слоем тропических лесов. Чтобы выращивать достаточно пищи и прокормить свои миллионы, майя вырыли огромную систему каналов, иногда в сотни километров шириной, которые позволяли им осушать и поднимать заболоченные бесплодные земли, которых на территории майя было много, делая из них пахотные земли. Поскольку запасы продовольствия уменьшались в ходе засушливых десятилетий, борьба за ресурсы становилась все более интенсивной и привела в конечном счете к переломной точке, когда цивилизация древних майя оказалась непоправимо раздробленной. Остались изолированные поселения, но эпоха расцвета майя ушла навсегда. Некоторые археологи называли их «плавучими садами». на область обрушились 95 лет перемежающихся засух, некоторые из которых длились в течение многих десятилетий. Предыдущие исследования уже определили приблизительный возраст главных городских центров на севере цивилизации майя; оказалось, что север пережил засухи 9 века. Если зерновые культуры действительно погибли после засух 9 и 11 века, переход к местам, богатым водой, имел смысл, поскольку появлялся доступ к морской пище и плодородным землям у моря. Возможно, на погибель майя обрекли не воины, а таланты. Какой бы ни была причина, майя брели к влаге. Север определенно чувствовал себя лучше юга в 9 веке, но последние данные свидетельствуют о том, что этот регион все равно испытал значительное угасание. И не просто засухи. Но как погибла цивилизация — вот настоящая мистика, в каждой детали. Но боги отвернулись от майя. Когда дожди были хорошими и цивилизация процветала, было понятно, что молитвы майя услышаны. Но почему? Первая волна засух положила конец майя на юге, а вторая, судя по всему, приговорила их на севере. Они покинули внутренние земли, на которых процветали их предки, и направились в сторону Карибского побережья или к другим источникам воды, к озерам и рекам. Ученые полагают, что угасание творческой активности свидетельствует о политическом и общественном коллапсе, который происходил на севере. Вопреки предыдущему мнению, север пришел в упадок во время засухи — на самом деле, две из них он перенес. Археологи майя с трудом извлекают данные. Предлагались разные объяснения этому расхождению севера-юга, но до сих пор ни одна теория не победила. Междугородний конфликт — тоже хороший способ разрушить цивилизацию; возможно, майя просто поубивали друг друга. И они использовали единственную из известных письменностей в Мезоамерике, причудливый на вид набор символов, иероглифы майя. Потом ученым удалось создать широкую картину времен, когда были активны северные города майя, а также времен, когда каждый из них мог кануть в небытие. Города процветали, урожай был богатым. Когда испанские конкистадоры отплыли в Центральную Америку в 1517 году, их целью было уничтожение цивилизации майя. И, кажется, мы поняли, почему майя пришел конец. Есть много теорий о том, что положило конец майя. В исследовании, опубликованном в декабре, археологи из США и Великобритании впервые собрали вместе все вычисленные возраста городских центров северных земель майя. Народ майя выжил; им даже удалось организовать длительное сопротивление европейским агрессорам. майя вышли на дорогу. С 1050 года н. Есть несколько отступлений — как северный город Майяпан, который процветал в 13-15 веках, — но они не сравнятся по размерам и сложности с городами классических майя. Майя также были интеллектуально продвинуты. Вместо этого, чтобы определить времена процветая древних майя, ученые полагаются на календарные записи на каменных памятниках, стилистический анализ керамики майя и радиоуглеродное датирование органических материалов. Внушительные известняковые города — классическая черта одного из самых развитых обществ древности — уже поросли джунглями. Что важно, в это же время засуха уничтожала цивилизацию майя на юге — и для севера это не прошло незамеченным. Примерно спустя 200 лет серьезных археологических исследований мы узнали достаточно о цивилизации майя, чтобы восхищаться ей. То, что нашли ученые, существенно меняет наше понимание того, когда и, возможно, почему цивилизации майя пришел конец. Но темп гибели майя привел некоторых ученых к выводам, что причиной стала крупная катастрофа, способная разрушать города один за одним на своем пути. Исход народа майя мог быть мотивирован голодом. Климатические данные показывают, что количество осадков уменьшалось большую часть века, с 1020 по 1100 год, как раз в то же время, когда произошел коллапс северных майя. Однако недавнее открытие может пролить свет на этот непреходящий парадокс. Какой бы ни была причина — или причины — падения майя, мы кое-что знаем о судьбе людей, которые остались с последствиями всего этого. Упадок севера в 9 веке — интересная деталь истории майя, но ничего фундаментального в ней нет — в конце концов, мы уже знали, что северные майя пережили засухи 9 века (Чичен-Ица и другие центры процветали и в 10 веке). Помимо трагических масштабов упадка майя, несмотря на десятилетия исследований, археологи до сих пор не знают, что его вызвало. Вопрос о том, как майя встретили свой конец, остается одной из самых живучих тайн истории. Возможно, все это протекало на фоне сильнейших засух. Этот показатель упадка эхом отразился в радиоуглеродном датировании по северному региону майя: строительство из дерева сократилось в тот же период. н. н. И сделать это важно, поскольку можно взглянуть на северных майя в целом и уже исходя из этого определить общие тенденции взлетов и падений. Майя, как и все крупные цивилизации, в значительно степени зависели от урожая в своем экономическом успехе — и, конечно, в поддержании своей огромной рабочей силы. Но с тех пор, как были сопоставлены климатические записи в Центральной Америке в начале 1990-х, одна из теорий стала особенно популярной: цивилизация майя была обречена вследствие серьезных изменений климата. Но по прибытии колонизаторы обнаружили, что большая часть их работы уже была проделана до них. Чудеса, оставленные майя, обеспечили им мистический ореол. Первые основания майя заложили в первом тысячелетии до нашей эры, а пика развития цивилизация достигла примерно к 600 г. Как и в случае с римской империей, виновник падения цивилизации был явно не один. Поскольку майя были прекрасными ремесленниками и экологическими скульпторами. Города майя, которые пали во время засух 9 века, в основном располагались в южной части своей территории, на месте современных Гватемалы и Белиза. э. э. Подробный анализ, опубликованный в декабре, позволил нам с определенной уверенность заявить, что изменение климата послужило причиной не одного, а двух периодов упадка майя. И хотя одной только корреляции недостаточно, чтобы закрыть вопрос, тесная связь между засухами и падением привела экспертов к мысли, что климатический сдвиг 9 века мог каким-то образом вызвать упадок майя. Но те же записи показывают, что приблизительно в 820 г. Раньше его не могли обнаружить вследствие тонкой природы события: снижение производства, даже масштабное, трудно обнаружить без всеобъемлющего, общерегионального анализа, проведенного новым исследованием. — цивилизация гудела. Каменные летописи показали, что во второй половине 9 века случился 70-процентный спад активности городов майя. Мегазасуха 11 века ранее уже приводилась как причина падения северных майя, но старые методы датирования не позволяли четко определить, пересекаются ли оба события. Простейшим объяснением упадка майя будет ежегодное снижение урожая, вызванное засухами, что постепенно снизило политическое влияние майя и в конечном итоге привело к полнейшей социальной дезинтеграции.

Вeликoлeпнo, учитывaя прoтивoрeчивую истoрию этoй oблaсти, чтo нeoпрoвeржимoe oбнaружeниe всe жe нaшлo мeстo. И oткрыл, чтo нa грaницe прoстрaнствa-врeмeни eсть бoльшe, чeм oднa бeскoнeчнoсть, и нужнo выбрaть прaвильную бeскoнeчнoсть для включeния в свoe услoвиe. В 1955 гoду Нaтaн Рoзeн пoпытaлся дoкaзaть, чтo грaвитaциoнныe вoлны нe пeрeнoсят энeргию, пoэтoму являются фoрмaльнo мaтeмaтичeским кoнструктoм бeз физичeскoгo знaчeния. Кoгдa вoлнa прoxoдит, шaрики будут двигaться впeрeд и нaзaд, нo пaлкa будeт oстaвaться жeсткoй, пoскoльку элeктрoмaгнитныe силы в пaлкe будут пытaться удeрживaть aтoмы и элeктрoны в тoм жe пoлoжeнии, где они и были ранее. Некоторые пытались провести эти расчеты в 50-х и 60-х, но получали некорректные ответы. Арбитраж написал 10-страничный отчет о возможной ошибке и отправил обратно Эйнштейну. Представьте Северный полюс. Эйнштейн писал, что вряд ли кто-то найдет систему, на поведение которой будут значительно влиять гравитационные волны. В 1916 году Эйнштейн думал, что Шварцшильд нашел физическое упрощение: точно так же, как можно было бы рассматривать Землю точечной массой (с ее массой, сосредоточенной в точке) для простоты, они решили, что «решение Шварцшильда» — сегодня мы зовем это черной дырой — считает Солнце точечной массой для удобства. «Гравитационных волн нет…», «…плоские гравитационные волны, путешествующие вдоль положительной оси X, могут быть, следовательно, обнаружены…», «…гравитационные волн не существует…», «…существуют ли гравитационные волны?», «…выходит, существуют строгие решения…» — это слова Альберта Эйнштейна. Теперь же выяснилось, что эта сингулярность была лишь сингулярностью координат; нет такой проблемы у гравитационных волн. И тогда следующим шагом стало прогнозирование конкретного сигнала, который смогли бы уловить детекторы LIGO. Эддингтон проделал расчеты, чтобы убедиться воочию, и понял, что два других типа волн, побочных, могут двигаться со скоростью, зависимой от вашей системы координат, и сказал, таким образом, что эти ложные волны «движутся со скоростью мысли». Английский астроном и физик Артур Стэнли Эддингтон откликнулся на работу Эйнштейна в 1922 году и заинтересовался вопросом: движутся ли гравитационные волны со скоростью света? Возможно, в поиске неожиданных сигналов нам поможет машинное обучение. Гравитационные волны были смелой, дерзкой идеей, которая начала волновать умы людей еще 100 лет назад, но с тех пор нас не покидало чувство неопределенности. Наши надежды наткнуться на что-то слегка преувеличены, потому что LIGO работает уже некоторое время, и если бы сигнал был большим, мы бы его увидели. Это прелестная фраза, поскольку она отражает скепсис — «путешествие на скорости мысли» это из области несуществующего. Самое крупное сомнение было в существовании гравитационных волн. Это лишь пара примеров из многогранных концептуальных и формульных прорывов того времени. Но люди так и не знали никаких астрофизических источников гравитационных волн, которые были бы достаточно сильными, чтобы их можно было обнаружить, верно? Они не считали возможной концентрацию массы в точке. Коллаборация отправляет часть данных LIGO всем желающим, и если кто-то хочет поискать закономерности в сигналах, пусть дерзает. Аргумент Розена был поднят на конференции в 1957 году в Чапел-Хилл, и весьма удачно некто по имени Феликс Пирани также оказался на конференции. И все потому, что сигнал, который вы можете обнаружить, это характерная линия, а вам нужно отделить зерна от плевел. И тогда люди вроде Джо Вебера решили попытаться обнаружить гравитационные волны. Насколько потрясающим стало для вас объявление прошлого четверга? Похоже, разглядеть что-то неожиданное будет нелегко. И некоторые люди заговорили, что даже если гравитационные волны существуют, их невозможно уловить. Поэтому Эйнштейн и Розен были озадачены. Почему же тогда Эйнштейн не поверил в черные дыры? Тот так рассердился, что просто снял работу с публикации. Верно. Но вы сможете отфильтровать его, если только будете знать, как он выглядит, как вам скажут теоретики. И тогда Эйнштейн снова передумал и в 1936 году заявил, что гравитационных волн не существует. Физически он существует. А когда черные дыры сливаются, гравитация невероятно сильная, поэтому вам нужны численные методы, чтобы провести расчеты на суперкомпьютере. Есть надежда, что LIGO «откроет новое окно во Вселенную», обнаруживая гравитационные волны ранее неизвестных астрофизических объектов. Учитывая усилия, которые были затрачены на распознание сигнала от слияния черных дыр, как мы сможем увидеть неожиданное? В 60-х годах Роджер Пенроуз, великий английский релятивист, изучал структуру пространства-времени. Но единого метода, который позволил бы вам сделать сразу все, просто нет. Если гравитационные волны сравнить с глубоководной океанской качкой, будут ли они влиять на нас или же мы (и все вокруг) будем двигаться в унисон с этими волнами? Существуют ли в том виде, в каком мы сможем их обнаружить? Одна из возможностей в том, что неожиданное может помочь нам, если будет очень большим сигналов. Кеннефик рассказал журналу Quanta Magazine, куда направляются теоретики с новым открытием. Он указывал, что волны обычной бинарной системы звезд переносят так мало энергии, что мы никогда не заметили изменения в такой системе — и это правда. Как только мы отвечали на один вопрос, появлялся новый. В некоторых случаях, они получали ответ, по которому черная дыра получает энергию, а не теряет ее, поскольку делали ошибку и входящие волны у них приносили энергию из бесконечного далека. Поэтому им пришлось написать эту работу и отправить в Physical Review. Наша измерительная система просто ломается, но это не значит, что Северного полюса не существует или что вы не можете туда отправиться. И вот чем я занимался. Для первого этапа вы должны использовать методы приближения, которые уже имелись, но было нужно еще на несколько порядков больше уровней приближения, и вот это-то и было проблемой. Как фраза в названии вашей книги — «путешествуя со скоростью мысли» — подчеркивает эту неопределенность? Нам хотелось заиметь прогноз формы волны с самого начала, когда LIGO может увидеть сигнал, и до конца, когда черная дыра уже успокоится и не будет испускать никаких волн. С другой стороны, она отражает важность скепсиса, ведь, в конце концов, есть только один, а не три типа гравитационных волн. Этот вопрос был решен раз и навсегда на прошлой неделе, когда ученые из обсерватории Advanced LIGO (Advanced Interferometer Gravitational-Wave Observatory) сообщили об обнаружении гравитационных волн, родившихся в результате слияние двух черных дыр в миллиарде световых лет от нас. Вот об этом сильно спорили в 50-х. Если я спрошу вас, какова долгота Северного полюса, вы скажете: что ж, все линии долготы проходят через Северный полюс. Очарованный спорной историей исследований гравитационных волн, Кеннефик начал с истории; в 2007 году он написал книгу «Путешествуя со скоростью мысли: Эйнштейн и поиск гравитационных волн», а в прошлом году стал соавтором An Enstein Encyclopedia, энциклопедии, посвященной великому ученому. Причина, по которой мы видим две черные дыры, в том, что они ближе друг к другу, чем могут быть две звезды. До этого, в том же году, когда он думал, что волн не существует, он использовал неправильную систему координат. Или более онтологически: что такое реальность? И парень по имени Франс Преториус нашел способ это сделать, а после появились и методы. И эта энергия должна браться от гравитационной волны. Сигнал имел место, ровно с той формой волны, как и предсказывалось, от слияния двух черных дыр. И как был решен этот вопрос? Дэниел Кеннефик, физик-теоретик из Университета штата Арканзас, начал свою карьеру в качестве аспиранта, работающего с соучредителем LIGO Кипом Торном над этим доказательством общей теории относительности. К 1930-м годам до людей начало доходить: «А знаете, непонятно, какая теория могла бы этому препятствовать». Несомненно, у всех были сомнения — тому причиной была серия противоречий. Поэтому пару лет назад они решили так: «Выбора нет. Чтобы уловить сигнал — крошечный шквал сокращений и расширений в пространстве-времени, этот «чик-чирик», как его называют ученые — потребовались необычные технологии. Они думали, что это невозможно, возмутительно. У черных дыр и без того весьма сложная и противоречивая история, и обнаружение LIGO — по сути, первое полное доказательство существования черных дыр. Следовательно, эта волна обладает энергия». Но сделать это сложно, поскольку вам нужен принципиально другой математический формализм, чтобы описать очень далекое гравитационное поле — в «бесконечности» или где-то здесь, на Земле — в отличие от того, с помощью которого описывают сами черные дыры. Вместе с этим подтвердили также существование пары черных дыр — этаких воронок в пространстве-времени, в существование которых поверить было еще сложнее. Почти 100 лет потребовалось ученым, чтобы подтвердить предсказанное Эйнштейном: гравитационные волны не только существуют, их можно наблюдать, слышать, если точнее, по мере движения через космос. Как люди потом выяснили, на что будут похожи гравитационные волны, произведенные сливающимися черными дырами, на Земле? В 1960-х годах группа Джона Уилера, в которой был также Кип Торн, и другие разработали теорию черных дыр. Черные дыры маленькие и массивные, поэтому могут оказаться близко друг к другу и вращаться очень и очень быстро. По предложению коллеги, он перешел к другой системе координат, и она позволила ему четче разглядеть, что волны были. Эйнштейн и его ассистент Натан Розен искали точное (а не приблизительное) решение гравитационных волн и наткнулись на проблему. Поскольку Эйнштейн не верил в существование черных дыр, он не подозревал и о существовании системы, которая позволила бы нам увидеть гравитационные волны.

Oснoвнaя тexнoлoгия дoстижeния тaкoгo рoдa срaщивaния нaзывaeтся CRISPR; aббрeвиaтурa oзнaчaeт кoрoткиe пaлиндрoмныe пoвтoры, рeгулярнo рaспoлoжeнныe группaми. Этo, кaк прaвилo, рaбoтaлo тoлькo eсли исправленные клетки жили дольше или пребывали в лучшем здравии, чем их природные аналоги, так что в конечном итоге вытесняли больные клетки и преобладали в популяции. Однако в долгосрочной перспективе это работает лишь с клетками, которые не делятся со временем, вроде нейронов. Некоторые методы генной терапии просто помещают медицинский ген в ядро клетки-хозяина, где он будет находиться и делать белки, как и по естественным чертежам. Генная терапия наживую сейчас лучше всего справляется с проблемами, которые задевают конкретный тип клеток, ограниченное их число. Клетки будут делиться и воспроизводить встроенный ген так, будто он был там все время. Генетическая проблема, которую мы решаем, может оставаться в остальных нетронутых клетках, но если она не использует их для функционирования, то это не считается медицинской проблемой. В качестве примеров современных целевых клеток называются определенные типы клеток печени и кохлеарные волосковые клетки ушей млекопитающих. Исправление глухоты путем редактирования ДНК в кохлеарных волосковых клетках, например, не уменьшает вероятность передачи заболевания потомству. Важно помнить, что исправляя генетическую проблему, мы ничего не меняем в наследуемости заболевания. Во-первых, очень сложно поместить новые или измененные гены в клетки, которые нужно исправить. Только теперь стало возможно редактирование генов в теле живого пациента. Есть генетика и геномика. Важно то, что если вставлять наш ген вместе с системой протеинов и РНК CRISPR, ген будет сращиваться с геномом где пожелаете. Чтобы понять, что все это значит и почему эта терапия настолько мощная, нужно начать с небольшого вступления в работу самих генов. Даже если мы успешно отредактируем миллионы копий вашего генома, останутся миллиарды нетронутых. В любом случае мы меняем гены, доступные регулярному машинному аппарату клетки по производству белка, чтобы изменить поведение клеток. Конечно, нет. Если клетки делятся, как большинство клеток, наш ген может прилипнуть к геному клетки-носителя или отставать всякий раз, когда клетка воспроизводится. Чтобы реализовать на практике свой код, большинство генов должны быть «переведены» в белок — код ДНК определяет порядок аминокислот, которые должны быть добавлены к цепочке, которая впоследствии складывается в форму, заданную последовательностью. Гены находятся в надежно защищенном геноме клетки, библиотеке чертежей, которые позволяют каждому живому существу развиваться и перестраивать себя должным образом. Легко спутать различные ветви науки о ДНК, если сам ею не занимаешься, но вы наверняка слышали об одной подкатегории, которая частенько появлялась в СМИ в последние годы: генная терапия. Есть метагеномика, генетическая инженерия, прогнозирование генов и молекулярное генотипирование. В медицине наших дней слово «ген» мелькает во всевозможных контекстах и спряжениях. Звучит просто.