Болота Дуфензее-Мур (земля Шлезвиг-Гольштейн) считаются одним из наиболее важных для изучения раннего мезолита (среднего каменного века) археологических ландшафтов в Северной Европе. На этих заболоченных землях обнаружили многочисленные следы человеческой деятельности, сохранившиеся со времен, когда группы охотников-собирателей начали селиться вблизи озер, образовавшихся после отступления ледников. В центре недавних открытий находится раскопочный участок, известный как «Люхов LA 11». Там органические материалы, такие как древесина, остатки растений и кости, исключительно хорошо сохранились в торфяных отложениях, образовавшихся на протяжении тысячелетий. В 2022-2023 годах ученые из Центра археологии имени Лейбница (LEIZA) обнаружили на участке «Люхов LA 11» кремационное захоронение возрастом приблизительно 10 с половиной тысяч лет, что делает его самым древним известным примером этой погребальной практики в Северной Германии. Кремационные захоронения этого периода в Европе встречаются крайне редко. Известны только две сопоставимые находки — одна в Нидерландах, другая в Дании, — и обе сохранились гораздо хуже. Благодаря уникальным условиям большие участки древней поверхности земли остались под слоем торфа практически неповрежденными. Это позволило археологам точно реконструировать не только само захоронение, но и окружающий ритуальный ландшафт, что редко удается на доисторических стоянках. Кремированные человеческие кости вместе с остатками погребального костра покоились в неглубокой яме. По мнению ученых, могила в течение некоторого времени возвышалась над поверхностью почвы и могла служить центром каких-то ритуальных действий. Летом 2025 года, всего в нескольких метрах от места кремации, археологи нашли полностью сохранившийся череп тура. Туры, вымершие дикие быки с мощным телосложением, в прошлом были широко распространены по всей Европе. Исследователей удивило, что на черепе отсутствовали следы разделки туши или преднамеренного отсечения головы, которые обычно присутствуют, если животное используют в пищу. Изучение черепа в лаборатории показало, что его возраст совпадает с возрастом захоронения, а внутри него находится фрагмент соснового столба. Компьютерная томография подтвердила, что череп изначально был прикреплен к деревянному столбу через затылочное отверстие. В какой-то момент в далеком прошлом столб отломился, оставив внутри свой фрагмент. То, что череп на столбе нашли рядом с захоронением, может говорить о том, что его установили там намеренно в рамках какой-то ритуальной церемонии. Ранее в этом же районе нашли отдельный, вкопанный в осадочные отложения, столб из тополя. Поскольку породы дерева различаются, исследователи предположили, что столбы выполняли разные функции и были частью более крупной конструкции или ритуального сооружения. Одна из основных гипотез состоит в следующем: кремационное захоронение когда-то было окружено несколькими черепами животных, закрепленными на деревянных столбах, которые образовывали символический барьер либо защитное пространство вокруг могилы. Подобные практики могут отражать анимистические и тотемистические системы верований, в которых животные рассматривались как духовные существа или символы предков, связанные с человеческими группами. Во многих сообществах охотников-собирателей в Европе, Азии и Северной Америке черепа животных выставляли во время ритуалов или использовали для обозначения священных мест, связанных со смертью и памятью предков. По мнению исследователей, находки из «Люхова LA 11», возможно, представляют собой первое четкое археологическое свидетельство существования подобных сложных ритуальных традиций и систем верований в доисторических общинах Северной Европы эпохи раннего мезолита. Как сообщили в пресс-релизе LEIZA, археологи планируют расширить раскопки в прилегающих к участку районах, чтобы попытаться найти дополнительные столбы или черепа животных.

Долгое время биологи спорили, могут ли одноклеточные учиться на собственном опыте. Самую простую форму обучения, которую называют привыканием, находили у некоторых растений, простейших и животных. Привыкание — это когда организм прекращает реагировать на повторяющийся и безопасный раздражитель. Образный пример: человек перестает замечать тиканье часов, а амеба перестает вздрагивать от легкого толчка.  Гораздо сложнее другая форма обучения — ассоциативная. Это когда организм связывает два события и начинает реагировать на один из стимулов как на предвестник другого, то есть понимает, что одно последует за другим.  Самый известный пример описал русский физиолог Иван Павлов. Во время изучения пищеварения у собак он обнаружил, что животные могут связывать нейтральный сигнал (например звук колокольчика) с появлением пищи. Павлов многократно подавал звук перед кормлением, и со временем животные начинали выделять слюну уже при одном звуке, реагируя на него как на сигнал скорого появления пищи. Ученый показал, что собаки могут обучаться, связывая стимулы. Долгое время считалось, что для столь сложной реакции нужна хотя бы примитивная нервная система, поэтому одноклеточные вряд ли способны на такое «обучение».  Команда американских биологов под руководством Сэма Гершмана (Sam Gershman) из Гарвардского университета решила проверить, действительно ли их коллеги правы и одноклеточные не способны к ассоциативному обучению. [shesht-info-block number=1] Исследователи провели эксперимент с инфузорией Stentor coeruleus, обитающей в пресных водоемах. Организм имеет трубкообразную форму, а длина его тела не превышает миллиметра. На одном конце у него находится своего рода «якорь», с помощью которого существо прикрепляется к поверхности. На другом — ротовой аппарат, трубчатая структура с ресничками, которые постоянно двигаются. Они создают поток воды внутрь трубки и захватывают частички пищи, которую клетка фильтрует и поедает. Но у этой идиллии есть обратная сторона: если Stentor coeruleus потревожить, у нее срабатывает защитный рефлекс. Вдоль клетки проходят специальные сократительные волокна — мионемы. Это как система быстрых тросов. По команде они мгновенно укорачиваются, и вся клетка резко сжимается в плотный шарик.  Ротовой аппарат, который был раскрыт на конце «трубки», втягивается и закрывается. Фильтрация воды прекращается. Пока инфузория находится в сжатом состоянии, она не может ни захватывать пищу, ни создавать ток воды. Она буквально «закрывает ставни» и прячется. По словам Гершмана, для Stentor coeruleus важно «не дергаться по пустякам». Каждое неоправданное сокращение — потраченная впустую энергия. Инфузория реагирует на опасность только тогда, когда это действительно нужно. Именно поэтому способность отличать реальную угрозу от ложной тревоги дает Stentor coeruleus огромное преимущество в выживании. Когда между ударами проходило слишком много времени, клетки успевали «забыть» связь между ними, и «обучение» проявлялось слабее. Если сигналы шли слишком часто, клетки не успевали восстанавливаться после предыдущего удара, и реакция тоже снижалась. То есть скорость и сила реакции зависят от интервалов: частота повторения сигналов напрямую влияет на то, насколько хорошо инфузория «учится» предугадывать сильный удар после слабого / © Sam Gershman Гершман и его коллеги провели эксперимент по всем канонам павловской школы. В первой его части ученые наносили сильные удары по дну чашек Петри с культурами из нескольких десятков инфузорий. Первые же удары заставили большинство Stentor coeruleus мгновенно сжиматься в шарик.  Стук повторяли каждые 45 секунд — примерно столько времени требуется клетки, чтобы снова расправиться после сокращения. Всего исследователи нанесли 60 таких ударов. Изначально большинство клеток резко сжималось, однако постепенно реакция слабела. Все меньше инфузорий отвечали на сигнал — они привыкали к раздражителю. Так проявилось классическое привыкание. Затем эксперимент усложнили. Сперва исследователи наносили слабый удар, а ровно через секунду сильный. Такие пары сигналов повторяли каждые 45 секунд. Ученых интересовало: научатся ли инфузории реагировать на слабый предвестник? На протяжении первых 10 попыток исследователи фиксировали, сколько клеток сжимается именно на слабый удар — до того, как прозвучит сильный. Сначала число реагирующих на этот удар организмов резко пошло вверх. Stentor coeruleus словно поняли: если раздался слабый стук, через секунду последует настоящая встряска. Однако по мере повторения парных сигналов вероятность сокращений снова снижалась: инфузории постепенно привыкали и переставали реагировать на удар. [shesht-info-block number=2] Проверить, что это не случайная реакция, а именно обучение, помог контрольный тест. Ученые подали инфузориям только слабый сигнал, без последующего сильного удара. В этом случае клетки не проявили реакции — сжатий практически не было. Это ключевое отличие доказывает: в основной части эксперимента слабый удар стал для клеток не просто раздражителем, а именно предупреждением. Инфузории связывали его с неминуемым сильным ударом, и сжимались в ожидании опасности. Когда же «подкрепления» не следовало (подавали один слабый сигнал), клетки игнорировали его, подтверждая, что в первом случае сработала именно ассоциативная связь. Иными словами, Stentor coeruleus смогли установить связь между двумя событиями — а это и есть склонность к ассоциативному обучению. Биологи также проверили, как влияет время между сигналами на «обучение». Оказалось, что эффективность зависит от интервала между слабым и сильным ударами.  [shesht-info-block number=3] Когда между ударами проходило слишком много времени, клетки успевали «забыть» связь между ними, и «обучение» проявлялось слабее. Если сигналы шли слишком часто, клетки не успевали восстанавливаться после предыдущего удара, и реакция тоже снижалась. То есть скорость и сила реакции зависят от интервалов: частота повторения сигналов напрямую влияет на то, насколько хорошо инфузория «учится» предугадывать сильный удар после слабого. Если клетка способна к сложному обучению, значит, у нее где-то должна храниться память. Как именно это работает у Stentor coeruleus — пока загадка.  Гершман выдвинул гипотезу: в мембране инфузории есть рецепторы, которые реагируют на прикосновение. Когда они срабатывают, в клетку поступают ионы кальция, меняется внутреннее напряжение, и клетка сжимается. При повторяющихся сигналах часть рецепторов изменяет работу и превращается в «молекулярный переключатель». Он может заблокировать сигнал тревоги, если внутренняя биохимическая система клетки «решит», что опасность не настоящая. Открытие гарвардских биологов указывает на древнее происхождение ассоциативного обучения. Получается, что сложные формы поведения могли появиться задолго до того, как сформировались первые многоклеточные организмы с зачатками нервной системы. Авторы исследования полагают, что их выводы заставят по-новому взглянуть на работу мозга человека. Возможно, древние молекулярные механизмы, доставшиеся людям от одноклеточных предков, до сих пор действуют внутри нейронов, позволяя им «учиться» на входящих сигналах даже без изменений связей между клетками — на уровне самых простых клеточных процессов, которые ученые только начинают понимать. Выводы исследователей представлены на сайте препринтов по биологии bioRxiv.

Центральные галактики скоплений — крупнейшие системы во Вселенной. Именно в их ядрах обычно скрываются сверхмассивные черные дыры (СМЧД). Взять, к примеру, скопление Abell 402, которое астрономы видят таким, каким оно было примерно 3,4 миллиарда лет назад и давно привлекало внимание ученых. Дело в том, что наблюдения, проведенные еще с помощью «Хаббла», выявили странное темное пятно в центре его главной галактики. Тогда исследователи предположили, что это облако пыли, закрывающее свет звезд. Проверить эту гипотезу позволили новые данные. Авторы нового исследования, представленного на сервере препринтов Корнеллского университета, показали, что ситуация оказалась весьма необычная. Выяснилось, что темная область в центре галактики — самый настоящий дефицит звезд. Результаты показали, что в центральной области размером чуть меньше килопарсека отсутствует звездная масса примерно в несколько миллиардов масс Солнца. Эту структуру ученые назвали «звездной полостью» (stellar cavity). Хотя ранее астрономы предполагали ее существование, новые данные, полученные в инфракрасном диапазоне, позволили убедиться, что речь идет именно о реальной нехватке звезд, а не об их скрытии пылью. [shesht-info-block number=1] Анализ распределения света показал, что центральная часть галактики обладает необычно большим разреженным ядром. Такие структуры обычно возникают в результате слияния галактик, когда их центральные черные дыры образуют двойную систему и начинают активно взаимодействовать с окружающими светилами. По итогу этих гравитационных «трехтелых» взаимодействий многие звезды обретают дополнительную скорость и оказываются выброшенными из центральной области. Размеры разреженного ядра, по расчетам, указывают на присутствие в центре галактики ультрамассивной черной дыры (UMBH) массой примерно 40-60 миллиардов Солнц. Наблюдения также выявили признаки того, что рядом с ней находится еще одна СМЧД. При этом один из космических «монстров» ведет себя как активное ядро галактики, поглощая окружающее вещество и испуская мощное излучение. [shesht-info-block number=2] Если выводы авторов научной работы верны, обнаруженная полость может быть следствием гравитационного взаимодействия пары СМЧД, которые постепенно сближаются перед грядущим слиянием. В процессе этого катастрофического события гравитация черных дыр способна «вычищать» центральную область, выбрасывая из нее миллиарды светил. Подобные системы встречаются крайне редко, поскольку этап тесного взаимодействия черных дыр длится недолго по космическим меркам. Именно поэтому обнаружение такой структуры дарит астрономам возможность наблюдать процессы, играющие ключевую роль в эволюции крупнейших галактик на просторах Вселенной.

Скользкость льда долго оставалась одной из классических загадок физики. Майкл Фарадей еще в XIX веке предположил, что на поверхности льда самопроизвольно образуется тонкая жидкая пленка — так называемый слой предплавления, который и облегчает скольжение. Затем возникла другая гипотеза: давление от коньков или других предметов может понижать температуру плавления льда, вызывая локальное таяние. В XX веке физики Фрэнк Боуден и Томас Хьюз предложили третье объяснение — нагрев из-за трения. Согласно этой идее, само движение по льду генерирует тепло, которое плавит тонкий поверхностный слой и образует смазку из воды. Однако, несмотря на десятилетия исследований, единого объяснения не существовало: разные эксперименты и компьютерные модели указывали на разные механизмы. Авторы новой работы, представленной на сервере препринтов Корнеллского университета, попробовали объединить все сценарии с помощью многоуровневого моделирования — метода изучения сложных систем, объединяющего модели разных масштабов или уровней детализации. Сначала смоделировали трение между льдом и стеклом на уровне отдельных атомов и молекул воды. Подход позволил выявить зависимость силы трения от температуры и скорости скольжения в микроскопических контактных областях. [shesht-info-block number=1] Этих симуляций, однако, оказалось недостаточно. Дело в том, что они давали неправильную зависимость трения от скорости: в модели трение росло при ускорении движения, тогда как реальные эксперименты показывали обратное.  Чтобы устранить это противоречие, в расчеты добавили эффект выделения тепла. Когда объект движется по льду, контакт происходит не по всей поверхности, а лишь в небольших микронеровностях. Именно в этих точках возникает интенсивное трение, выделяющее тепло. В частности, при скорости всего около 0,1 метра в секунду температура в области контакта может резко возрасти и приблизиться к точке плавления льда. Повышение температуры также приводит к усиленному образованию жидкоподобного слоя воды на поверхности. При этом толщина пленки увеличивается, а ее вязкость уменьшается, резко снижая сопротивление движению. В результате на макроскопическом уровне трение падает, что и происходит в реальных экспериментах со льдом. [shesht-info-block number=2] Сравнение полученных данных с лабораторными измерениями трения и даже данных о движении камней в керлинге показало, что расчеты хорошо воспроизводят наблюдаемое «поведение». Таким образом, физики наконец показали, что скользкость льда возникает из сочетания нескольких процессов, однако решающую роль играет именно нагрев от трения. Более того, поверхностный слой воды и структурные изменения льда могут участвовать в формировании пленки, но без теплового эффекта не могут объяснить зависимость трения от скорости. Открытие помогает примирить разные теории и предлагает более целостную картину одного из самых известных и спорных физических явлений в повседневной жизни.

Уже вскоре после открытия Хаумеа в 2004 году обнаружилось, что ее яркость циклично меняется — очевидно, в процессе вращения небесного тела вокруг своей оси. Скорость этого вращения оказалась очень высокой: полный оборот Хаумеа успевает совершить за три часа и 55 минут. Еще больший интерес вызвала ритмичность «поблескивания»: это говорит о том, что Хаумеа имеет не округлую форму. Ученые сделали вывод, что она вытянутая, эллиптическая, похожая на гигантскую фасолину. По мнению планетологов, она могла приобрести такую форму в силу некоторой пластичности своего вещества. На сегодня Хаумеа имеет статус карликовой планеты, но своеобразная форма вызывает по этому поводу некоторые сомнения. Одно из обязательных требований к карликовой планете — гидростатическое равновесие, то есть баланс между гравитацией и центробежной силой. У крупных небесных тел это чаще всего приводит к приобретению формы сфероида. Именно в этом заключается большой вопрос о Хаумеа. [shesht-info-block number=1] Всего на несколько секунд 21 января 2017 года Хаумеа закрыла собой далекую звезду. Астрономы заранее подготовились к этому событию и направили на небесное тело одновременно несколько телескопов, расположенных в разных странах, то есть наблюдали с разных точек зрения. Это позволило распознать форму тени Хаумеа, а значит, и ее очертания. Удалось вычислить, что длина, ширина и высота составляют 1161, 852 и 513 километров соответственно. Такие габариты привели к научной проблеме: они не соответствуют форме небесного тела однородного по своей внутренней структуре и при этом находящегося в гидростатическом равновесии. Значит, либо Хаумеа имеет внутри несколько слоев разной плотности, либо этого равновесия нет и ее нельзя считать карликовой планетой. [shesht-info-block number=2] Коллектив исследователей из Франции и США недавно попытался выяснить, может ли Хаумеа находиться в гидростатическом равновесии, будучи неоднородной. Они смоделировали несколько вариантов ее внутреннего строения и поделились результатами в статье, доступной на сервере препринтов arXiv.org. Как рассказали ученые, лучше всего наблюдениям 2017 года соответствуют те модели, в которых Хаумеа имеет три слоя: между ядром и корой располагается вещество плотнее льда, но легче камня. Предположительно, богатое органикой. Из-за этого при интенсивном вращении Хаумеа должна получить определенные внешние особенности: оба конца «фасолины» становятся немного сплюснутыми, будто их «защипнули». Главное — все это позволяет небесному телу быть гидростатически равновесным, то есть сохранить свой нынешний статус. По словам астрономов, очень скоро это можно будет проверить: 4 мая 2026 года Хаумеа снова закроет собой звезду. Они объяснили, что в 2017-м объект наблюдали с неудачного ракурса: смотрели на «фасолину» с торца, то есть вдоль длинной оси, а предполагаемая сплюснутость с обеих сторон в таком случае не видна. В мае же Хаумеа будет развернута по-другому — оба конца эллипсоида будут намного лучше прослеживаться.