Вопрос о наличии на Марсе в настоящем или прошлом живых микроорганизмов давно будоражит умы и мировых учёных и простых людей. Ведь обнаружение признаков жизни вне Земного шара станет величайшей сенсацией мировой науки.
Марс называют "Красной планетой"
Впервые Марс обнаружили задолго до появления первого телескопа, еще три с половиной тысячи лет назад, но фактически подробное изучение планеты началось с 1971 года, когда космические аппараты, отправленные на Марс, начали предоставлять человечеству новые подробности о состоянии планеты. Большинство информации передается в форме фотоснимков. Впервые они были сделаны в 1987 году, поэтому именно 1987 считается отправным годом в детальном изучении поверхности Марса.
Где находится Марс
Красная планета – седьмая по счету в Солнечной системе по размеру и четвертая по удаленности от Солнца. Планеты-соседи – Земля и Юпитер. Расстояние до последнего в среднем определяется от 486 000 000 до 612 000 000 км. А дистанция между Землей и Марсом периодически изменяется. Наименьшая приравнивается к 55 000 000 км., наибольшая дистанция – к 400 000 000 км. Объяснением служит не синхронное обращение планет вокруг Солнца и наличие у них различных орбит. Когда дистанция сокращается до минимальной, отраженные с Марса лучи Солнца достигают поверхность Земли за 3 минуты (учитывая скорость света, равную 299 792 километров в секунду). Ученые определили периодичность схождения планет – она составляет 16-17 световых лет.
От остальных планет Марс также отличается характеристиками, связанными с его относительным расположением. Планеты обращаются вокруг Солнца по часовой стрелке, Марс обращается в противоположном направлении - по ходу часовой стрелки. Сутки на Земле и Марсе при округлении идентичны, сутки на Марсе составляют 24 часа 39,5 минут. А вот продолжительность года на планетах сильно различна. На Марсе она приравнивается к 687 земным суткам, почти в 2 раза превышая год на Земле.
Еще одна особенность Марса состоит в том, что, несмотря на принадлежность к «земной группе», движение планеты совершается по орбите, не характерной для планет земного типа.
Марс – одна из немногих планет обладающая спутниками. Их два – Фобос и Деймос. Природа этих тел пока не изучена, однако ученые установили, что Фобос, находящийся ближе к Марсу, медленно движется в его сторону. По прогнозам, через 10 000 000 лет он упадет на Красную планету.
Сколько лететь от Земли до планеты Марс
По состоянию на 2017 год, полное путешествие до Марса по времени составит от 150 до 300 дней. Для точного расчета нужны дополнительные факторы: планируемая скорость полета, расположение планет в этот период, но главное – объем топлива. При максимальном объеме горючего время полета теоретически сократится в разы.
Известно, что космические корабли развивают скорость более 20 000 км/ч. При минимальной дистанции от Земли до Марса, которая приравнивается к 55 000 0000 км, можно математически рассчитать полет в днях и составит он 115 суток. Почему же ученые настаивают на других показателях?
Дело в том, что траектория полета выстраивается на опережение, поскольку и Земля и Марс совершают обращение вокруг Солнца. Следовательно, если запустить космический аппарат прямиком на Марс, ко времени его прибытия у планеты уже будут другие координаты местоположения. Поэтому на практике полет на Красную планету проходит в среднем в два раза дольше.
"Mariner 4" первым совершил посадку на Марсе Конечно, ученые стремятся найти решение по сокращению времени полета. Рассматриваются различные нововведения, например, применение ядерных и магнитно-плазматических ракет и другие.
Кстати, на Марсе космические корабли уже неоднократно приземлялись. В 1964 году "Mariner 4" первым совершил посадку на Марсе с временным показателем полета в 228 дней. Позже другие усовершенствованные корабли также совершали успешные полеты, сократив временной промежуток до 131 дня. Подобные экспедиции совершаются до сих пор, предоставляя каждый раз все больше новой информации о планете Марс.
Уже давно установлено, что Марс и Земля – схожие между собой планеты. Этот факт сильнее прочего приковывает внимание к Красной планете, тем более, с каждым годом появляются новые факты, раскрывающие сходство структуры Марса с Земной структурой. Вот некоторые из них:
- На Красной планете найдены следы наличия воды, существовавшей там много миллионов лет назад. Основанием для такого вывода послужили полученные фото, где четко видны высохшие русла рек и речные долины.
- На Марсе присутствует замершая вода в форме ледяных глыб. Они могут являться средой обитания микроорганизмов, этот факт привлекает к себе много внимания, но требует досконального изучения.
- На Марсе обнаружен метан. Еще одно важное, но пока еще спорное открытие. Тем не менее, наличие метана может стать дополнительным фактором, подтверждающим возможную жизнь на Красной планете.
- Когда расстояние до Солнца минимально, на Марсе образовываются ветряные и пыльные бураны, способные охватить всю площадь Марса. Временной промежуток их в среднем составляет 30 дней.
- Своим знаменитым красным оттенком Марс обязан оксиду железа, который найден в почве в огромных количествах.
- Поскольку на Марсе отсутствует озоновый слой, планета ежедневно получает "смертельную" дозу излучения.
- У марсианских закатов синий оттенок.
- Ученые обнаружили много сходства в составах почв между Землей и Марсом. В почве найдены полезные минералы, которые теоретически позволят выращивать на планете неприхотливые культуры.
- Несмотря на сильно разряженную атмосферу, на Красной планете образуются облака.
Рекорды человека в космосе
С 1961 года люди стали покорять космическое пространство. Ежегодные открытия и новые рекорды приводят к расширению границ изученного за пределами Земного шара.
Например, Анатолий Соловьев установил мировой рекорд пребывания в космосе вне космического корабля – суммарно им было совершено 16 выходов в открытый космос продолжительностью 82 часа 22 минуты, в это время он самостоятельно провел необходимые эксперименты и работы по профилактике оборудования.
В 2015 году установили новый мировой рекорд по суммарной продолжительности нахождения в космосе. Рекордсменом стал Геннадий Падалка, он провел на орбите 878 дней. Космонавт совершил 5 полетов, первый из которых - в 1998 году.
Самый длительный непрерывный полет в космос совершил . 8 января 1994 года он покинул пределы Земли на космическом корабле «Союз ТМ-18». После провели состыковку со станцией «Мир». Общее пребывание в космосе - 437 суток и 18 часов. Возвращение на Землю состоялось 22 марта 1995 года. С тех пор этот мировой рекорд побить никому не удалось.
Рекорды устанавливаются не только по времени пребывания космонавтов вне Земли. Также известен рекорд по самому дальнему полету в космос. Он был поставлен более 40 лет назад Джеймсом Ловеллом, Джоном Суайгертом и Фредом Хейзом. Астронавты поставили мировой рекорд по наибольшей удаленности от Земли в 1970 году, достигнув расстояния в 401 056 км.
Конечно, известны и другие рекорды, поставленные людьми за время изучения космоса: , самый пожилой космонавт, самый пилотируемый полет и другие. Продолжается активное изучение внеземного пространства, а это значит, что полет на Красную планету только ожидает наступления подходящего момента.
Наш мир полон тайн, и человек всегда будет стремиться разгадать их. И пока учёные в разных странах ломают головы над самыми таинственными и загадочными явлениями, наука уже нашла ответы на некоторые из них.
10. Как птицы ориентируются в полёте
Птицы совершают одни из самых ошеломляющих своей масштабностью перелётов и никогда не сбиваются с нужного пути. Ответ на вопрос, как они это делают, всегда был одной из самых трудных загадок, будораживших умы учёных и орнитологов на протяжении долгого времени.
Команде учёных из Пекинского университета (Китай), кажется, удалось это выяснить. Как оказалось, ответ кроится в протеинах.
Мы всегда считали, что птицы летают, ориентируясь по магнитному полю Земли, но найти орган магнитного чувства до сих пор не удавалось. Поэтому китайские учёные, основываясь на этой теории, провели исследования белков птиц на предмет ориентирования. Они выяснили, что белковый комплекс голубей и бабочек-монархов действительно совпадает с магнитным полем Земли, изменяясь каждый раз, когда они поворачивают не туда или движутся в неправильном направлении.
Впервые в истории исследования выявили анатомические структуры, которые позволяют птицам находить дорогу домой. Это огромный шаг к пониманию навигации птиц и других животных.
9. Откуда берётся пенис
Хотя многие виды размножаются половым путём, и это, кажется, является одним из самых любимых занятий человечества, эволюция пениса была загадкой для науки в течение долгого времени.
Эволюционный путь развития у всех животных разный, в зависимости от строения скелета и тканей, характеризующих разные виды. Однако команда биологов изучила ранние эмбриональные стадии различных животных, у которых есть пенис, и, наконец, пришла к некоторым выводам.
У всех животных особая полость, называемая клоакой (полость, из которой образуется задняя часть кишечника), позже становится местом формирования пениса. Положение клоаки, очевидно, определяет расположение полового члена, который у человека находится в тазовой области. Чтобы подтвердить это, учёные пересадили клетки клоаки в область эмбриона цыплёнка, в которой пенис обычно не растёт, и обнаружили, что он начал образовываться именно там.
Хотя это открытие решает давнишний вопрос, мучивший эволюционных биологов, оно, тем не менее, порождает ещё более озадачивающий вопрос: откуда берётся клитор у женщин? Та же мышца, которая формирует пенис, на более поздней стадии расходится в клитор, так что прежде чем понять это, нам понадобится немного времени.
8. Как птицы потеряли свои зубы
Птицы, прямые потомки динозавров, прошли через несколько путей эволюции, чтобы достичь своего нынешнего строения. Однако существует немало того, чего мы не знаем о пернатых. Например, почему у них нет зубов?
Хотя когда-то у птиц и были зубы, в какой-то момент они пожертвовали ими ради клюва. Мы не имели ни малейшего представления, как или когда это произошло, до тех пор, пока учёные не начали изучать геном птиц.
Учёные изучили гены, участвующие в формировании зубов, у представителей 48 различных видов птиц и определили их общего предка, жившего почти 116 миллионов лет назад. Частично динозавр частично птица, он ел как клювом, так и зубами, потому что одного только полусформировавшегося клюва было недостаточно для выживания. Со временем этот предок эволюционировал почти во всех птиц, которых мы видим сегодня.
7. Что избавляет океаны от вредного аммиака
Океан - это прекрасная часть нашей планеты, полная различных растений и животных, для которых является домом. Тем не менее, эти живые существа тоже умирают. Учитывая огромные размеры Мирового океана, это должно быть огромное нагромождение трупов. Если предположить, что уровень смертности среди водных обитателей сравним с нашим, то океаны на Земле должны выглядеть, как огромные лужи с гниющими трупами рыб.
В течение длительного времени учёные не были уверены в том, что происходило. Они предположили, что какой-то вид организмов питается вредным аммиаком из мёртвых тел, превращая его в закись азота, которым изобилует Мировой океан.
Эти микробы называются археями и отличаются от всех известных нам организмов. Мы не можем их изучить, потому что их нельзя вырастить в лабораторных условиях для научных исследований.
Затем учёные случайно оставили в холодильнике на 1,5 года 4 бутылки с морской водой. Холод убил в воде все организмы, кроме архей.
Когда учёные сравнили состав закиси азота, образованный археями в воде из бутылок и в воде в океане, оказалось, что он в значительной степени был аналогичным. Кстати, это был первый случай, когда архей изучали в наблюдаемой среде.
6. Как водные млекопитающие удерживают кислород под водой
Давным-давно некоторые водные животные, обитавшие на Земле, решили перебраться на сушу. По мере развития у них конечностей и других особенностей для приспособления к выживанию в новых условиях, они эволюционировали в млекопитающих, которых мы видим сегодня.
Однако некоторые млекопитающие вернулись обратно в воду, став подводными млекопитающими, такими как киты и дельфины. Правда, почему они вернулись обратно в воду, неизвестно. Но ещё большей загадкой является то, как они дышат. Например, киты могут оставаться под водой в течение продолжительного времени, но для того чтобы выжить, они должны выплывать на поверхность и вдыхать кислород из воздуха.
Учёные из Ливерпульского университета изучили действие миоглобина, белка, присутствующего в организме плавающих млекопитающих и отвечающего за насыщение мышц кислородом. Исследователи обнаружили, что миоглобин имеет особенное свойство, помогающее этим животным оставаться под водой в течение более продолжительных периодов времени.
Миоглобин является положительно заряженным белком. Это отпугивает другие белки, тем самым предотвращая их от слипания вместе, что позволяет миоглобину наполняться значительным количеством кислорода. Эти запасы кислорода позволяют плавающим млекопитающим оставаться под водой до одного часа, чего не могут делать наземные млекопитающие.
Однако недавно исследователи из Института океанографии Скриппс (Scripps Institution of Oceanography) обнаружили новые виды, принадлежащие роду Xenoturbella, представителем которого является пурпурное «носкообразное» существо. В ходе исследований они определили, что этот род играл главнейшую роль в эволюции всех животных.
Учёные отнесли этот род к основе эволюционного развития животных. Эти особи не имеют мозгов или других органов, которые есть у других животных. Есть только отверстие, которое функционирует как рот и прямая кишка.
И хотя учёным предстоит ещё многое узнать об этом существе, похожем на пурпурный носок, оно может помочь нам ответить на главный вопрос: как появились люди?
4. Откуда на Земле появилась вода
Вода - это ключ к жизни на Земле, но её происхождение на нашей планете до сих пор оставалось загадкой. До недавнего времени мы не имели представления о том, попала ли вода на Землю вместе с метеоритом или образовалась на планете самостоятельно. Наконец, некоторые новейшие исследования разрешили этот спор. Вода была здесь всегда и способствовала зарождению первых организмов.
В ходе одного исследования учёные изучили некоторые метеориты и обнаружили, что вода на Земле возникла тогда, когда Солнечная система находилась на ранней стадии формирования планет. Это гораздо раньше, чем предполагалось ранее, и позволяет предположить, что вода возникла вместе с планетой.
Другое исследование, проведённое на лаве в Канаде, дало такие же результаты. Эти исследования привели к выводу, что вода на Земле имеет ещё более древнее происхождение, чем Солнце. Хотя учёные всё ещё спорят на тему новых заключений, у нас, кажется, появился рабочий ответ на этот вопрос.
3. Как у жирафов появилась длинная шея
Жирафы со своей длинной шеей всегда были излюбленной темой споров среди эволюционных биологов. У Чарльза Дарвина, безусловно, было много чего рассказать про это. Однако давнишняя теория о том, что жирафы прошли естественный отбор благодаря тому, что могли достать более высоко расположенные листья, кажется, не верна.
Шея жирафов - уникальная особенность в природе, тем не менее, мы и понятия не имели о том, как она эволюционировала на протяжении длительного периода времени.
Всё изменилось тогда, когда учёные обратили более пристальное внимание на окаменелые останки жирафов. Они выяснили то, чего никто не ожидал: у жирафов шея не эволюционировала вдруг, как мы полагали раньше. Наоборот, это происходило поэтапно и на самом деле происходило ещё до того, как появились жирафы.
Новое исследование ископаемых шейных позвонков показывает, что эволюция происходила в несколько этапов: один из позвонков шеи жирафа сначала растянулся в сторону головы, а затем, спустя несколько миллионов лет, в сторону хвоста.
По словам учёных, исследование впервые демонстрирует специфику эволюционной трансформации у вымерших видов семейства жирафовых.
Позвонки эволюционировали в разное время, в результате шея у жирафов стала такой, какой мы её видим сегодня. И пока мы всё ещё не знаем, зачем у жирафов сформировалась такая длинная шея, теперь мы знаем - как.
2. Как эволюционировали нелетающие птицы
С эволюционной точки зрения нелетающие птицы являются одной из крупнейших загадок природы.
Даже если игнорировать вопрос, почему они когда-то отказались от полёта, тайна того, как они пересекли континенты без возможности летать, занимает умы учёных на протяжении более 150 лет. Отделение континентов друг от друга уже началось тогда, когда птицы эволюционировали, поэтому пересечь океан, не перелетев его, было невозможно.
Однако согласно недавнему докладу, все нелетающие птицы (т.е. бескилевые) эволюционировали от одной птицы, которая летала почти 60 миллионов лет назад. Раньше считалось, что птицы эволюционировали раздельно после того, как континенты начали отдаляться друг от друга, но до того, как развились крупные млекопитающие.
Затем учёные доказали, что существовала тесная связь между двумя, казалось бы, отдельными видами бескилевых - киви и эпиорнисовыми, вымершим семейством нелетающих птиц, обитавших на Мадагаскаре.
Учёные не впервые обнаруживают генетическое родство среди различных семейств бескилевых. Исследования, проведённые в 1990-ых годах, показали, что эму также были близкими родственниками птиц киви.
1. Как на Земле возникла жизнь
То, как первые организмы появились на Земле, всегда было под большим знаком вопроса. В первой половине прошлого века советский биолог Александр Иванович Опарин выдвинул теорию о «первичном бульоне» - возникновении жизни на Земле через превращение содержащих водород молекул в результате постепенной химической эволюции в первичный бульон, который, как предполагается, существовал в мелких водоёмах и, вероятно, служил инкубационным центром для первых живых молекул.
Однако с этой теорией всегда были проблемы. Например, широко известно, что молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) была первой формой жизни на Земле. Но РНК может воспроизводиться только со сложными молекулами белка, которые она образует позже. Так как же она появилась сперва?
После изучения условий, существовавших на Земле во время зарождения жизни, британские исследователи доказали, что в то время в окружающей среде уже присутствовало всё необходимое для образования РНК.
Учёные искусственно создали 50 нуклеиновых кислот - строительных блоков РНК - из сероводорода, ультрафиолетового света и водорода. Все три компонента присутствовали на Земле, когда зарождалась жизнь. Хотя учёные ранее предположили, что РНК образовалось до белков, впервые было доказано, что РНК может существовать без них.
Как совы летают, не издавая ни звука
Учёные всегда были очарованы способностью сов летать, не издавая ни звука. Чтобы понять, как это у них получается, недавно они изучили перья сов под микроскопами высокого разрешения.
Оказалось, перья сов обладают, как минимум, тремя различными характерными особенностями, которые в сочетании производят бесшумный полёт: жёсткий гребень на передней кромке, эластичная бахрома на задней кромке и мягкий материал, который равномерно распределяется по верхней части перьев.
Ни у одной другой птицы нет настолько сложного строения крыльев. Это открытие уже вдохновило на разработку материала, который однажды может помочь в производстве бесшумных самолётов.
Источник задания: Решение 3336. ЕГЭ 2017. Русский язык. И.П. Цыбулько. 36 вариантов.
(1)3адача науки - нахождение объективных законов природы, и поэтому результат не должен зависеть от личных качеств учёного. (2)Однако у каждого учёного свой собственный стиль исследования, свой подход к решению стоящих перед ним задач: один физик может стать примером теоретика, другой работает с сознательно упрощёнными моделями явления, третий строит теорию таких явлений, которые вскрывают самые глубинные свойства физического мира и т. д. (3)<...> индивидуальность учёного проявляется так же, как индивидуальность архитектора, стремящегося к общей цели в рамках решения своей утилитарной задачи.
Задание 1. Укажите два предложения, в которых верно передана ГЛАВНАЯ информация, содержащаяся в тексте. Запишите номера этих предложений.
1) Учёный подобен архитектору: и тот и другой, сохраняя индивидуальность, стремятся к внутренней гармонии с природой.
2) Учёные, обладая индивидуальным стилем исследования и имея собственные подходы к решению стоящих перед ними вопросов, работают над общей задачей - нахождением объективных законов природы.
3) Нахождение объективных законов природы - задача, стоящая перед учёными, индивидуальность которых не должна отражаться на результате их деятельности.
4) Результат деятельности учёных не должен зависеть от их личных качеств, поэтому в науке недопустимо иметь собственный стиль и свой подход к решению тех или иных задач.
5) Индивидуальность учёных проявляется в том, что один физик становится примером теоретика, другой работает с упрощёнными моделями явления, третий строит теорию о глубинных свойствах физического мира.
Решение.
В этом задании выбираем ДВА предложения, которые верно передают самое важное содержание текста. Скорее всего, эти предложения будут содержать одинаковую информацию.
1. Выделяем главную информацию текста.
(1) Задача науки – нахождение объективных законов природы и результат не должен зависеть от качеств ученого. (2) У каждого ученого свой индивидуальный стиль. (3) Ученые стремятся к общей цели.
2. Находим предложения, в которых эта информация передана без искажений и ошибок.
1.Не вся информация
2.Подходит
3.Подходит
4.Искажение информации («недопустимо иметь собственный стиль…»)
5.Не вся информация
Проверка. Выбранные варианты должны содержать одну и ту же информацию.
2) Учёные, обладая индивидуальным стилем исследования и имея собственные подходы к решению стоящих перед ними вопросов, работают над общей задачей - нахождением объективных законов природы. (Ученые, используя собственные подходы и имея собственный стиль исследования, решают общую задачу – нахождение объективных законов природы.)
МОСКВА, 30 сен — РИА Новости. Брайан Кеннеди, один из ведущих специалистов в изучении старения человека, рассказал о том, существует ли предел жизни человека, и объяснил, почему борьба со старением является сегодня главной задачей для всех государств мира.
Профессор Кеннеди уже почти три десятилетия изучает различные процессы, заставляющие тело и клетки человека стареть, и пытается понять, как можно остановить этот процесс, экспериментируя на животных и добровольцах.
Голые землекопы станут ключом к бессмертию человека, считает биолог Академик Владимир Скулачев рассказал РИА "Новости" о том, зачем Московский университет создал первую в России колонию капских голых землекопов, необыкновенно долгоживущих грызунов, и почему старение и смерть являются "бесполезной" для нас эволюционной программой, которую можно и нужно отключить.Два года назад его команде удалось обнаружить две сотни генов, возможно, связанных со старением, проводя эксперименты на дрожжах с частично человеческой ДНК. Эти опыты послужили основой для первых экспериментальных терапий по замедлению старения, которые в скором времени начнут проходить клинические испытания на добровольцах в лаборатории Кеннеди в Национальном университете Сингапура.
На прошлой неделе он выступил с публичной лекцией на конференции "ФизтехБиоМед", организованной МФТИ, в рамках которой рассказал о том, чего удалось добиться его лаборатории, как алкоголь влияет на скорость дряхления тела и почему правительства Сингапура и США ставят борьбу со старением населения всей Земли, "седым цунами", на одно из первых мест среди их национальных интересов.
— Брайан, в последние годы ваши коллеги часто спорят о том, есть ли предел жизни человека, через который нельзя перешагнуть. Существует он или нет?
— Эти споры оживились в последние годы по той причине, что недавно коллеги провели несколько исследований, посвященных продолжительности жизни самых пожилых людей на Земле. Они показали, что средняя продолжительность жизни на планете продолжала расти в последние годы, однако максимальные ее значения не менялись.
Я смотрю на эту проблему с несколько другой стороны, так как работаю в основном не с людьми, а с животными. С каким бы организмом мы ни работали, во всех случаях нам удалось увеличить максимальную продолжительность жизни. Нет оснований полагать, что это нельзя сделать и для человека.
С другой стороны, этот вопрос, на самом деле, заключается в несколько другом: мы пока не знаем, по каким причинам раньше росла максимальная продолжительность жизни, были это какие-то природные факторы или же какие-то действия самого человека. В будущем, когда мы начнем применять лекарства, продлевающие жизнь, я уверен, что они будут действовать и на самых долгоживущих людей.
— Многие ваши коллеги в России считают, что существует генетическая "программа старения", заставляющая животных дряхлеть и уступать место новому поколению. Согласны ли вы с ними?
— Здесь затрагиваются два разных вопроса. С одной стороны, те данные, которые у нас имеются на сегодняшний день, указывают на то, что подобной программы не существует и что дряхление тела происходит само по себе.
Причиной этого является естественный отбор — его влияние на то, как работает организм человека и животного, ослабевает после того, как они уже оставили потомство и прекратили размножаться. С точки зрения эволюции жизнь человека заканчивается уже в 30-40 лет, и это было правдой на протяжении большей части истории человечества, так как почти все наши предки крайне редко доживали до этой отметки.
По этой причине те ошибки в ДНК, которые влияют на нашу жизнь после завершения данного периода, практически не исправлялись в ходе нашей эволюции, что стало мешать человечеству только в последние 200 лет, после появления медицины и начала резкого роста сроков жизни. Появились хронические болезни, уносящие жизни все большего числа людей.
С другой стороны, даже если этой программы нет, нельзя говорить о том, что воздействие на одиночные гены или группы генов не может повлиять на темпы старения. Несмотря на то что старение тела является во многом случайным процессом, некоторые его черты являются общими для человека и множества других животных, и этим можно пользоваться.
К примеру, ограничение калорий продлевает жизнь многим животным не потому, что оно напрямую замедляет старение, а по той причине, что недостаток энергии "включает" наборы генов, связанных со стрессом и недостатком пищи. Эти гены появились в нашей ДНК и в геномах животных не потому, что они связаны со старением, а из-за того, что они помогали им выживать в тяжелых ситуациях. Эта же защита от стресса, как оказалось, помогает организму лучше сопротивляться старению.
— Если говорить о животных, то сегодня ученые пытаются найти ключ к старению, экспериментируя на самых разных существах, начиная с дрожжей и заканчивая голыми землекопами. Какое из них быстрее всего приблизит нас к решению этой загадки?
— На самом деле, ответа на этот вопрос нет, так как каждое животное вносит свой собственный вклад в изучение старения. К примеру, дрожжи и мушки-дрозофилы совершенно не похожи на человека, но их короткий жизненный цикл позволяет нам быстро изучать работу отдельных генов в их ДНК. Как оказалось, многие из этих генов, связанных со старением, имеют свои аналоги в ДНК мышей и, возможно, человека.
С другой стороны, действительно долгоживущие существа, такие как голые землекопы, помогают нам изучать другие процессы, которые крайне сложно уловить или заметить в опытах на дрожжах или мушках. В общем, мы должны проводить исследования на всех модельных организмах, пользуясь различиями в их жизнедеятельности.
— Удалось ли вам достичь новых успехов в изучении генов старения на примере ваших дрожжей с человеческими генами?
— Мы уже очень много времени исследуем дрожжи, и сейчас можно сказать, что эти грибки сыграли ключевую роль в изучении старения, так как они помогли нам найти гены SIRT2 и mTOR, воздействие на которые помогло нам заметно продлить жизнь мышам и другим животным.
Сейчас мы пытаемся составить полную картину старения — то, как на этот процесс влияет не один, а все 230 генов, которые мы открыли два года назад, и как они взаимодействуют друг с другом. Это очень долгий процесс, но мы надеемся на то, что дрожжи помогут нам впервые полностью описать то, что происходит при дряхлении тела человека.
— Если вам удастся замедлить старение, не приведет ли это к тому, что клетки тела подобного "бессмертного" человека со временем потеряют способность делиться или станут предрасположены к развитию рака?
— Как мне кажется, такой проблемы не возникнет, так как омоложение клеток должно привести и к тому, что они сохранят нормальную способность к делению. Пока наши опыты показывают то, что все экспериментальные методики продления жизни не только увеличивают сроки жизни животных, но и позволяют им оставаться здоровыми гораздо дольше, чем обычно.
Это является главной целью всей моей работы — мне все равно, смогу ли я сделать человека бессмертным, но при этом бесконечно больным. Мне хотелось бы, чтобы люди оставались здоровыми максимально долгое время, и если им при этом удастся прожить дольше, это будет приятным, но дополнительным бонусом.
— Относительно недавно ваши коллеги из Калифорнии смогли омолодить мышей, временно включив в их клетках гены, связанные с работой стволовых клеток. Не вызовут ли подобные "экстремальные" формы борьбы со старостью протестов со стороны политиков и публики и можно ли будет их применять на практике в обозримом будущем?
— Как мне кажется, и этот подход, и многие другие методы омоложения необходимо проверить в опытах на добровольцах, однако большинство из них пока не готовы для работы с человеком. Помимо этических причин, есть целый ряд технических проблем, из-за которых результаты тестов на мышах и других грызунах крайне сложно перенести на людей.
Уже сейчас существуют препараты, а также различные диеты и образы жизни, которые должны сильно влиять на скорость старения человека. И если нам удастся доказать, что эти простые и сравнительно безопасные меры действительно продлевают жизнь, то тогда, как мне кажется, публика будет готова и для более смелых шагов.
Конечно, кому-то могут не понравиться манипуляции с генами и работой клеток, но как, на самом деле, отличаются лечение рака и борьба со старением? С точки зрения медицины возраст и старение являются главными факторами риска в развитии злокачественных опухолей и целого ряда хронических болезней, и поэтому победа над старением будет означать и победу над ними.
По сути, лекарство от старения будет работать и как средство по предотвращению развития рака, болезней сердца и прочих проблем со здоровьем, которые сегодня уносят жизни большинства пожилых людей. Вряд ли у кого-то возникнут этические претензии в наш адрес, если они будут понимать эту связь.
Более того, борьба со старением поможет нам решить или отсрочить главную проблему будущего, "седое цунами", настоящий экономический конец света, порожденный тем, что сегодня на Земле становится все меньше молодых людей и все больше пожилых, которым нужно платить пенсию и за которыми нужно ухаживать.
Наука ответила на многие фундаментальные вопросы, но некоторые области окружающей действительности пока остаются «белыми пятнами» даже для самих учёных. Почему на нас действует сила тяжести? Как домашние рыбки могут предсказывать землетрясения? Зачем люди зевают? Вот подборка интересных вопросов, ответов на которые современное научное знание пока не даёт.
1. Зачем мы зеваем?
На этот счёт существует множество теорий, в том числе и самых нелепых. Внимания заслуживают две как наиболее вероятные.
Первая гласит, что зевота помогает снять напряжение с мозга и улучшить его работу. Именно поэтому, утверждают психологи из Университета Олбани в Нью-Йорке, мы обычно зеваем перед сном — к тому времени производительность мозга снижается, то же наблюдается и при недосыпе.
Но, если зевота всего лишь помогает «подстегнуть» наш мозг, почему же она так заразительна? Приверженцы теории отвечают, что это пошло ещё от наших далёких предков: когда вожак стаи зевает, показывая тем самым, что находится в данный момент не в лучшей форме, вся стая начинает делать то же самое, чтобы, так сказать, повысить коллективную бдительность и раньше выявлять потенциальную угрозу.
Вторая теория заключается в том, что зевота объединяет и как бы заставляет людей друг другу сочувствовать — зевнувший следом за кем-то будто подсознательно хочет сказать: «Да, дружище, как я тебя понимаю».
2. Почему иногда люди самовозгораются?
Всё, что наука по этому поводу знает наверняка — люди иногда действительно вспыхивают, как спички.
Одной из первых официально зафиксированных жертв самовозгорания стал итальянский рыцарь середины XVII-го века: этого сеньора объял огонь после неумеренного употребления вина. За столетия произошло около 120 известных случаев, но многие, уверены учёные, к самовозгоранию отнести нельзя. Среди жертв было много курильщиков, и одна любопытная теория гласит, что курение способно обжечь глубокие слои кожи и заставить воспламениться слой подкожного жира — всё вместе это похоже на принцип свечи и фитиля.
Альтернативная теория говорит, что причиной жутких вспышек служит метан, скапливающийся в кишечнике, а «искру» даёт определённое взаимодействие ферментов.
У двух этих объяснений есть одна проблема — учёные не могут их проверить, поэтому ответа на вопрос, почему же это происходит, пока нет.
3. Как работает эффект плацебо?
Когда новый препарат проходит клинические испытания, среди добровольцев всегда есть так называемая контрольная группа, показатели которой служат учёным точкой отсчёта. Её участникам заявляют, что дают им тестируемое лекарство, однако, на деле они получают лишь слегка подкрашенные «пустышки» — плацебо (лат. placebo — «понравлюсь»).
Некоторые из добровольцев «чувствуют» эффект от препарата, который им якобы дают, более того, есть объективно зафиксированные эффекты от плацебо, соответствующие действию настоящего лекарственного средства. Многие считают, что иногда люди заявляют об улучшении самочувствия, но этим только пытаются убедить себя.
Противоречивые свидетельства рождают многочисленные теории: последователи Павлова, например, говорят, что пациент на физиологическом уровне создаёт условия выздоровления, ведь лечение должно помогать. Некоторые говорят о терапевтическом эффекте от общения с доктором, другие — о бессознательном нежелании портить статистику эксперимента.
Как бы то ни было, фармацевтические гиганты мечтают раскрыть тайну эффекта плацебо, чтобы лишить возможности наживы мошенников, продающих пустышки, ведь разработка настоящих лекарств дорого стоит и занимает продолжительное время, но из-за самовнушения людей они иногда не могут конкурировать с «обманками».
4. Кто был последним общим предком?
Кит и бактерия, осьминог и орхидея — казалось бы, между ними нет ничего общего, но если копнуть глубже, окажется, что сходство всё-таки есть.
Практически всё живое содержит белки и нуклеиновые кислоты: во всех живых организмах содержится генетический код, а последовательность генома человека напоминает генеалогическое древо — это говорит о том, что всё многообразие жизни можно свести к одному универсальному предку.
Теоретически, вычисление общего предка поможет глубже заглянуть в истоки жизни. Учёные заявляют, что последний универсальный общий предок (англ. last universal common ancestor — L.U.C.A.) примерно 2,9 млрд лет назад дал две ветви развития — бактерии и эукариоты (вторые позже развились в растения, животных и далее). К сожалению, генетический материал той эпохи достаточно скуден, так как неоднократно перетасован и изменён в процессе эволюции.
Но некоторые сохранившиеся генетические свойства белков и нуклеиновых кислот позволяют предположить, на кого L.U.C.A. был похож: — на клетку, из которых состоят все живые организмы.
5. Как работает память?
Долгое время учёные предполагали, что механизмы памяти заключены в гиппокампе, коре головного мозга или рассеяны в неопределённой группе нейронов.
Учёным из Массачусетского Технологического института впервые удалось управлять памятью мышей, влияя на некоторые нейронные связи. Это, конечно, шаг вперёд, но как мозг определяет, какую связку необходимо задействовать?
Этот «трюк» пока до конца не изучен: исследования показывают, что при возникновении воспоминания активируются те же мозговые клетки, которые участвуют непосредственно при получении опыта, иными словами, память не просто накапливает впечатления, а затем «вынимает их» — это больше похоже на конструирование «той самой» ситуации.
6. Правда ли, что животные предсказывают землетрясения?
Эта идея хороша, но учёным нужны доказательства.
Случаи странного поведения домашних питомцев перед каким-либо катаклизмом известны со времён Древней Греции, но все эти истории носят характер анекдота, и вообще, какое поведение животного можно считать достаточно странным, чтобы говорить о «предсказании»? К тому же, об этом обычно рассказывают уже после свершившегося.
Неоспорим факт, что животные тонко чувствуют изменение природных условий — от сейсмических волн до возмущений электромагнитного поля, однако неясно, предшествуют ли землетрясениям такие изменения. И если мы сами не можем предсказать землетрясение, то когда же нужно начинать фиксировать «странное» поведение питомцев?
Ещё труднее поставить эксперимент, ведь для этого необходимо устроить катаклизм. Несколько «счастливых» совпадений произошло в Нефтегорске, когда землетрясение началось во время опытов на животных, но данные, полученные при этом, достаточно противоречивы.
7. Откуда части тела «узнают», что надо перестать расти?
Каждое животное, состоящее из триллионов клеток, в начале пути развития было лишь одной-единственной клеткой: процесс роста, как правило, жёстко контролируется, но иногда случаются сбои, и получается, например, что у человека одна нога немного короче другой. Что же на это влияет?
Вот основные четыре белка того, что станет сальвадорским бородавчатым бегемотом, по особенным «каналам связи» посылают сигнал, что пора прекратить развитие органов. Сигнал приостанавливает производство белка, который служит строительным материалом, и на этом конкретные представления учёных пока заканчиваются.
Что формирует сигнал? Какие механизмы роста, кроме производства белка он затрагивает? Учёные также продолжают изучать эти «каналы связи», предполагая, что по ним можно будет «выключить» механизм деления раковых клеток.
8. Существуют ли человеческие феромоны?
Вы узнаёте запах чьего-либо страха? А можете, например, почувствовать на расстоянии крысу? Животные давно и с успехом общаются на уровне химических сигналов, но способен ли на это человек?
Некоторые говорят о несомненном изменении поведения и реакции самой физиологии человека на хемосигналы, но пока невозможно точно сказать, что является инициатором этих изменений. Пусть надписи на духах и гелях для душа гласят, что именно это средство «с феромонами» сделает вас неотразимым, учёные пока не знают никаких феромонов, способных воздействовать на человека.
Даже если некие «химические сигналы» у человека существует, не совсем ясно, как «дешифрует» этот сигнал принимающая сторона. У млекопитающих и рептилий этой цели служит вомероназальный орган, который также наличествует у нас с вами, но имеет обонятельные функции, и его сенсорные клетки не связаны с центральной нервной системой.
9. Как действует гравитация?
Есть четыре основных силы, не дающих Вселенной «развалиться»: электромагнетизм, сильные и слабые ядерные взаимодействия и гравитация. Гравитация из этих четырёх — наименее заметна, из-за чего её свойства нелегко изучить при использовании небольших предметов, в лабораторных условиях, а вот, например сильное ядерное взаимодействие больше слабого в 1026 раз. Несмотря на все старания физиков объяснить явление притяжения предметов друг к друг, используя принципы квантовой механики, или Общей Теории Относительности, суть этого взаимодействия не будет ясна до разработки Объединённой Теории Всего.
Непонятно также, с чем связано гравитационное взаимодействие между объектами: делу может помочь лишь постройка множества супер-коллайдеров для обнаружения гипотетического гравитона — элементарной безмассовой частицы-переносчика гравитационного взаимодействия. Некоторые из учёных стремятся найти доказательства его существования, а другие уверены, что это только всё запутает.
10. Сколько существует видов на Земле?
Учёные уже около 200-т лет составляют общую классификацию и описание различных известных науке видов животных, и завершится эта грандиозная работа, видимо, не скоро.
Только за последнее десятилетие было объявлено об обнаружении более 16 тыс новых видов животных, а классифицировано на данный момент около 1,2 млн. Сколько ещё существует неизвестных живых организмов?
Исходя из этого, можно подсчитать, что около 300 тыс человек должны посвятить свою жизнь каталогизации всего живого — это чрезвычайно долгий и трудоёмкий процесс, ведь многие области обитания многих неизученных видов расположены в развивающихся странах, где вести исследования достаточно проблематично, а 80% живых существ и вовсе живёт в океанских глубинах.
Учитывая это, несколько групп учёных дают разнящиеся оценки количества видов, которые ещё предстоит открыть — цифры колеблются от 19 264 до, приблизительно, 15 млн.