Кыст-Аль-Хинди — растение с богатой историей. В арабской традиционной медицине оно используется на протяжении веков, преимущественно как антисептическое и антибактериальное средство. Однако вопрос о конкретных механизмах действия до последнего времени оставался открытым. Для изучения состава и свойств растения специалисты лаборатории метаболической и клеточной инженерии Тюменского медицинского университета применили метод гидродистилляции, получив фракцию эфирного масла из коры Кыст-аль-Хинди. Затем проанализировали компонентный состав образца с помощью газовой хроматографии в сочетании с применением масс-спектрометрического детектора. Антибактериальную активность оценивали по изменению оптической плотности культур микроорганизмов, выращенных в присутствии эфирного масла. Исследователи обнаружили, что ключевую роль играют два вещества из класса сесквитерпеновых лактонов — костуслактон и дигидрокостуслактон. Результаты опубликованы в журнале «Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии». — Мы предположили и экспериментальное обосновали, что эти соединения нарушают важнейший процесс жизнедеятельности некоторых микробов — мевалонатный путь (MVA). Проще говоря, это цепочка биохимических реакций, необходимая бактериям и грибкам для строительства своих клеточных стенок и других жизненно важных структур. Наши компоненты «встраиваются» в работу ключевого фермента этого пути — ГМГ-КоА редуктазы и блокируют его. Без работы этого фермента микроорганизмы теряют способность к синтезу необходимых соединений и их рост подавляется. Таким образом, антибактериальную активность растению обеспечивают именно лактоны, действующие как высокоспецифичные ингибиторы фермента ГМГ-КоА редуктазы у чувствительных к ним микробов. Понимание этого механизма позволяет нам в будущем использовать растение не вслепую, а целенаправленно, например, против тех инфекций, возбудители которых используют только этот путь, — пояснил Илья Кузьминов, младший научный сотрудник лаборатории метаболической и клеточной инженерии ТМУ. Тестирование показало статистически значимое подавление роста ряда условно-патогенных бактерий и грибов, в том числе Saccharomyces mutans и Candida albicans. Сырье может быть использовано в качестве основы для антисептических средств, считают исследователи. В стоматологии — как компонент средств для полоскания или зубных паст для профилактики кариеса. В дерматологии и гинекологии — как местный антисептик для лечения кандидозных инфекций. Исследование выполнено в рамках гранта Тюменского государственного медицинского университета по приоритетным направлениям научно-технологического развития Российской Федерации «Скрининговое исследование производных изопрена в качестве ингибиторов мевалонатного пути синтеза стероидов».

Потребление костей (остеофагия) млекопитающими давно привлекает внимание ученых как способ восполнения дефицита минералов, таких как кальций и фосфор. Специалисты уже изучали отдельные виды или группы, но подробных исследований на примере сообществ еще не проводили. Особую роль в остеофагии играют копытные, особенно жвачные животные, которые целенаправленно грызут кости для получения минералов. Однако их вклад в переработку костей и влияние остеофагии на экологию и эволюцию оставались малоизученными. Карибу представляют особый интерес, поскольку это единственный современный вид оленей, у самок которого ежегодно вырастают рога. Мигрирующие самки сбрасывают рога вскоре после рождения оленят, создавая на местах отела большие скопления этого минерального ресурса. Ученые собрали и проанализировали 1567 сброшенных рогов карибу и 224 скелетные кости карибу, лося и овцебыка на прибрежной равнине Арктического национального заповедника (США). Результаты исследования опубликованы в журнале Ecology and Evolution. Авторы визуально оценили сотни образцов, описав и классифицировав все обнаруженные изменения (ямки, проколы, борозды, сколы, переломы). После этого они сопоставили наблюдаемые повреждения с известными признаками воздействия карибу, хищников и грызунов. Также оценили интенсивность погрызов и локализовали места, которые подверглись воздействию зубов. Анализ показал четкое разделение ресурсов между видами. Карибу доминируют в потреблении сброшенных рогов: 86,4% образцов имеют следы их воздействия, причем 99% всех изменений вызваны именно карибу. При этом грызуны оставили следы лишь на 3,5% рогов, а хищники не были замечены в использовании этого ресурса вообще. Скелетные кости, наоборот, чаще грызли хищники (40,6% образцов), реже — карибу (5,4%) и грызуны (0,4%). Более половины скелетных костей (55,8%) остались нетронутыми. Авторы также выявили семь новых типов повреждений, вызванных карибу, включая линейные и тетраэдрические проколы, хаотичные борозды и специфические переломы. [shesht-info-block number=1] Интенсивность погрызов рогов карибу также оказалась высокой: 23,2% образцов отнесли к сильно поврежденным, 37,4% — к умеренно поврежденным. Погрызы направлены от кончиков рогов к основанию, что связано с морфологией костей: кончики состоят из губчатой ткани, которую легче грызть, тогда как основание содержит плотную кость. В целом исследователи пришли к выводу, что потребление сброшенных рогов критически важно для самок карибу после отела. Рога содержат примерно 22% кальция и 11% фосфора, причем кальций из рогов более биодоступен, чем из скелетных костей. Это помогает самкам восполнить запасы минералов для лактации, роста новых рогов и восстановления после миграции. Этим же объясняется тот факт, что самки сбрасывают рога синхронно после рождения оленят. Так они создают источник минералов, что сыграло роль в эволюции и сохранении рогов у самок карибу. Накопление рогов на местах отела может также способствовать привязанности карибу к этим территориям.

Хотя одомашненные лошади живут в непосредственной близости от человека уже более четырех тысяч лет, мы до сих пор плохо понимаем, как они общаются между собой. Кроме того, более крупные млекопитающие, как правило, издают звуки более низкого тона, поскольку размер гортани обычно увеличивается пропорционально размеру тела. Но в природе есть исключения из этого правила, и яркий пример такого отклонения — ржание лошадей, входящих в число самых крупных наземных млекопитающих. Их ржание содержит очень высокую основную частоту, превышающую 1000 герц, в дополнение ко второй, более низкой, примерно 200 герц. Такое явление, при котором вокализация имеет две независимые частотные составляющие, низкую и высокую, называется «бифонация». Ранее ученые обнаружили, что эти две частоты важны для лошадей, поскольку с их помощью они передают сородичам разные сообщения о своих эмоциях. В то время как низкая частота создается вибрацией голосовых связок, подобно пению человека или мяуканью кошки, происхождение высокочастотной составляющей до сих пор оставалось загадкой. Чтобы в этом разобраться, международная группа исследователей, статья которых опубликована в журнале Current Biology, тщательно изучила анатомию лошадиной гортани и провела ряд акустических экспериментов. [shesht-info-block number=1] Ученые обнаружили, что высокочастотная составляющая ржания генерируется гортанным свистом, который по принципу извлечения звука похож на обычный человеческий свист. Единственное отличие — турбулентный поток воздуха, создающий сам звук свиста, образуется не в дыхательных путях, а непосредственно внутри гортани лошади. Хотя некоторые мелкие грызуны, такие как крысы и мыши, тоже умеют издавать гортанные свисты, лошади оказались первым крупным видом млекопитающих, у которого обнаружили именно такой способ свиста, и единственным известным животным, делающим это одновременно с вибрацией голосовых связок. Это открытие исследователи сделали на основании экспериментов с гортанями, удаленными у скончавшихся лошадей, пропуская через них поток воздуха или гелия. Ученые объяснили, что, поскольку в гелии скорость звука выше, это приводит к смещению частоты свиста в сторону более высоких значений, в то время как частота нормальной вибрации голосовых связок остается неизменной. Когда поток, поступающий в гортань, переключали с воздуха на гелий, то, как и предсказывалось, высокочастотная составляющая ржания смещалась вверх, в то время как низкие частоты остались неизменными. [shesht-info-block number=2] Ученые предположили, что бифонация ржания развилась у лошадей во время эволюции именно для одновременной передачи нескольких независимых сообщений. Эта уникальная голосовая адаптация позволяет лошадям издавать более богатый и сложный спектр звуков по сравнению с другими млекопитающими. Такой же способностью обладают лошади Пржевальского — вид, тесно связанный с одомашненной лошадью. Однако у более отдаленных родственников лошадей, таких как ослы и зебры, высокая частотная составляющая ржания отсутствует.

Соприкосновение с искусством способно вызывать у людей сильные эмоциональные и физиологические реакции. Но почему одни люди, слушая гениальную музыку, читая потрясшие их стихи, рассматривая прекрасное произведение искусства, чувствуют, как от восторга по коже бегут мурашки, а другие такого никогда не испытывают? Исследователи из Института психолингвистики Общества Макса Планка (Нидерланды), статья которых опубликована в журнале PLOS Genetics, выяснили, что по крайней мере часть ответа на этот вопрос кроется в наших генах. Предыдущие исследования показали, что при возникновении так называемых эстетических (визуальное искусство и поэзия) или музыкальных мурашек задействованы те же нейронные системы мозга, которые участвуют в реакции на конкретные биологические стимулы, например на вкусную пищу. При этом то обстоятельство, что разные люди реагируют на эти стимулы по-разному, связано с индивидуальными различиями в физиологии и работе мозга. Опираясь на эту информацию, ученые проанализировали ДНК 15 606 участников Lifelines — масштабного многопоколенческого исследования жителей северной части Нидерландов. Все эти люди сообщили о своей склонности или, наоборот, несклонности испытывать эстетические либо музыкальные мурашки. [shesht-info-block number=1] Исследователи обнаружили, что до 29% вариаций в склонности к сильным физиологическим реакциям на музыку и искусство можно объяснить генетикой. Причем около четверти этого семейного вклада в склонность к мурашкам связано с передающимися по наследству распространенными генетическими вариантами. То есть генетический вклад в эмоциональную чувствительность к музыке и искусству можно считать довольно значительным, отметили исследователи. Некоторые генетические факторы оказались общими для острого восприятия и музыки, и поэзии, и визуального искусства. Они связаны с такой индивидуальной личностной чертой, как открытость новому опыту и увлечение искусством, выяснили ученые. В то же время другие генетические факторы уникальны для каждой области: значит, в основе той или иной реакции людей на музыку, поэзию или изобразительное искусство лежат разные биологические механизмы. Полученные результаты открыли пути для исследования биологических основ эмоционального опыта и объяснили, почему искусство воздействует на некоторых людей — в буквальном смысле — до глубины души, подытожили ученые.

Мозг человека пластичен. Это свойство, которое ученые называют нейропластичностью, помогает ему меняться в ответ на новый опыт.  Когда человек учится играть на музыкальном инструменте — скажем, на скрипке, — у него фиксируются изменения в слуховой коре. Мозг становится более «специализированным» в обработке звуков, с которыми человек регулярно взаимодействует. Иными словами, происходят нейронные перестройки: больше клеток и связей вовлекаются в обработку значимого для человека типа звука. Это улучшает внимание и рабочую память. Когда же человек осваивает новые движения в спорте — например, в фигурном катании, — происходит реорганизация моторной коры, а также изменения в мозжечке, базальных ганглиях, в белом веществе, что улучшает связь между областями — сигналы проходят быстрее и точнее. В долгосрочной перспективе это повышает общую эффективность нейронных сетей и поддерживает устойчивость к возрастным изменениям в мозге. Мозг словно строит новые дороги и расширяет старые там, где они нужнее всего. До сих пор исследователи чаще всего изучали изменения в мозге на примере музыкантов или спортсменов. Но команда из Йоркского университета в Канаде под руководством Эрика Винга (Erik Wing) решила взглянуть на проблему шире. Они задались вопросом: может ли спокойное хобби вроде наблюдения за птицами (бердвотчинг) давать такой же мощный эффект? [shesht-info-block number=1] Ученые отобрали 58 добровольцев. Половина из них считалась экспертами в определении птиц, другая — новичками. Группы тщательно уравняли по возрасту (от 22 до 79 лет), полу и уровню образования, чтобы не нарушить чистоту эксперимента. Каждому участнику предстояло пройти серию тестов и томографию мозга. Во время эксперимента добровольцев поместили в томограф и попросили выполнить ряд заданий. Им показывали изображение птицы всего на четыре секунды. Затем следовала пауза, и спустя 10 секунд перед испытуемыми появлялись четыре картинки с разными пернатыми. Нужно было указать ту самую, которую они видели сначала. Специалисты усложнили задачу. Они намеренно выбрали виды, схожие по внешним признаком, которые легко перепутать. Всего в тесте использовали снимки 18 видов. Шесть из них были местными, хорошо знакомыми жителям Канады, а 12 — экзотическими, которые участники ранее не наблюдали. [shesht-info-block number=2] Группа экспертов лучше справилась с заданием, что вполне ожидаемо: участники верно опознали 83 процента местных видов и 61 процент незнакомых. Новички распознали приблизительно 44 процента птиц в обеих категориях. Но главные открытия ждали ученых при анализе снимков мозга. Когда эксперты пытались опознать незнакомую птицу, у них резко активировались три ключевые зоны. Это префронтальная кора (отвечает за внимание и принятие решений), внутритеменная борозда (связана с рабочей памятью) и затылочно-височная кора (обрабатывает зрительную информацию). У новичков эти области «молчали». По словам исследователей, такая картина мозговой активности говорит о том, что во время наблюдения за птицами задействуется целый комплекс когнитивных навыков — от внимания и рабочей памяти до сложного зрительного анализа. Более того, МРТ показала, что у экспертов фиксировались более выраженные структурные показатели мозга: например, большая толщина коры и лучшая целостность белого вещества, что указывает на более упорядоченную организацию нейронных связей. Проще говоря, годы практики «вылепили» в мозге экспертов особые отделы, настроенные на быстрый и точный анализ пернатых. Самый интригующий вывод касался возраста. С годами мозг любого человека неизбежно теряет «былую мощь» — сокращается объем серого вещества, происходит истончение коры, снижается целостность белого вещества, уменьшается плотность синапсов. Эта тенденция прослеживалась у всех участников эксперимента. [shesht-info-block number=3] У экспертов-бердвотчеров наблюдались характеристики мозга, которые соответствовали более медленным проявлениям возрастных изменений. Создавалось впечатление, что их мозг нашел способ сопротивляться разрушительному действию времени. Ученые предположили, что столкнулись с проявлением так называемого когнитивного резерва. Это способность мозга переносить возрастные изменения и даже повреждения, сохраняя ясность ума. Обычно проявление этой способности связывают с высоким уровнем образования или сложной профессиональной деятельностью. Теперь в список, судя по всему, можно добавить и наблюдение за птицами. Важно понимать, что команда Винга фиксировала состояние мозга в один момент времени, из-за чего трудно установить причинно-следственную связь. Вполне возможно, что такая картина сложилась не из-за самого хобби, а по другой причине. Например, люди с определенными задатками или складом ума просто чаще увлекаются птицами. Кроме того, нельзя сбрасывать со счетов и образ жизни, который тоже мог повлиять на здоровье мозга.  Авторы исследования подчеркнули — чтобы окончательно доказать влияние бердвотчинга на изменения структуры мозга, нужно наблюдать людей годами и проводить повторные сканирования. Научная работа опубликована в журнале The Journal of Neuroscience. 

Обычно муравьиная колония держится на строгом разделении ролей. На вершине иерархии — одна или несколько королев. То есть колонии бывают моногинные (одна королева) и полигинные (несколько королев). Основная функция королевы — откладывать яйца и обеспечивать воспроизводство. Ниже по иерархии — многотысячная армия рабочих. Это тоже самки, но с недоразвитой половой системой. Они строят муравейник, добывают еду, ухаживают за личинками и защищают дом от врагов. Где-то в тени, появляясь лишь на короткий период, живут самцы. Их судьба незавидна и коротка: оплодотворить молодую королеву и умереть. Такая схема работала миллионы лет и считалась незыблемой. Но природа, как всегда, приготовила сюрприз. В девяти локациях на японских островах Хонсю и Сикоку обитают паразитические муравьи Temnothorax kinomurai. На протяжении 40 лет энтомологи предполагали, что этот вид производит только королев. Однако убедительных доказательств до недавнего времени не хватало.  Молодые королевы Temnothorax kinomurai находят небольшое гнездо родственного вида Temnothorax makora и проникают в них обманным путем, по-видимому, подделывают химический профиль, по которому Temnothorax makora узнают «собратьев».  Там Temnothorax kinomurai атакуют и убивают местную королеву, а также часть рабочих муравьев. Те рабочие, которые выжили, продолжают жить в гнезде, но теперь заботятся уже о потомстве захватчицы. [shesht-info-block number=2] В таких «смешанных» муравейниках ученые находили несколько десятков рабочих Temnothorax makora и от одной до трех королев Temnothorax kinomurai. Королевы различались по внешнему виду: одни имели крылья на раннем этапе жизни, другие были бескрылыми. При этом рабочих муравьев и самцов именно вида Temnothorax kinomurai в этих гнездах исследователи не встречали. Международная команда энтомологов под руководством Юргена Хайнце (Jürgen Heinze) из Регенсбургского университета в Германии попыталась разобраться в вопросе: действительно ли все представители Temnothorax kinomurai только королевы?  Для этого ученые собрали шесть колоний Temnothorax kinomurai и разместили их в лабораторных искусственных муравейниках. Там они вырастили 43 особи. Детальный осмотр половых органов подтвердил: все насекомые — полноценные самки, способные к размножению. Самцов не было. [shesht-info-block number=1] Затем ученые провели еще один эксперимент. Этим 43 новоиспеченным маткам дали шанс провернуть то, что заложено в их инстинктах, — захватить власть. Каждую подсадили в гнездо к виду Temnothorax makora. Только семь из них выжили и успешно покорили чужие гнезда. Они убили хозяйку гнезда и часть рабочих, после чего оставшиеся в живых муравьи приняли захватчицу за свою. Обманутые рабочие вырастили новое потомство — еще 57 особей. Все вновь появившиеся муравьи оказались королевами. Если в сообществе Temnothorax kinomurai только королевы, как они появляются на свет без спаривания? Ответ кроется в типе размножения. У этих муравьев работает механизм, который ученые называют партеногенезом. Простыми словами, это размножение без оплодотворения. Матка производит потомство из собственных неоплодотворенных яйцеклеток. По сути, она создает клонов — генетические копии самой себя, то есть самок, способных к размножению. Захват чужих гнезд — достаточно рискованная стратегия. Многие королевы погибают и не успевают закрепиться в новой колонии. Но у Temnothorax kinomurai есть преимущество. Все их дети — будущие королевы. Значит, каждая из них может попытаться создать собственную колонию. В результате шансов становится гораздо больше. [shesht-info-block number=3] Хайнце пояснил это так: если у обычной муравьиной королевы рождаются и «дочери», и «сыновья», то у Temnothorax kinomurai каждая особь — потенциальная основательница новой колонии. Даже при высокой смертности во время захвата чужих гнезд шансы на распространение генов у таких маток гораздо выше, чем у тех, кому для размножения нужны самцы. По мнению авторов научной работы, Temnothorax kinomurai можно назвать «финальной стадией эволюции социального паразитизма». Природа помогла этому виду обойти некоторые правила, по которым живут остальные муравьи. Temnothorax kinomurai отказались от всего, что считается обязательным для муравьев: от самостоятельного основания гнезд, от разделения на касты, от самцов. Они превратились в идеальных захватчиков, чье существование полностью зависит от способности обманывать и убивать. Научная работа опубликована в журнале Current Biology.

Большинство квантовых процессоров оперирует кубитами — системами с двумя энергетическими уровнями, аналогами нулей и единиц. Однако природа не ограничена двоичным кодом. При добавлении третьего уровня кубит превращается в кутрит (или трехуровневую систему), что экспоненциально увеличивает вычислительную плотность и возможности кодирования информации. Однако чем сложнее система, тем труднее заставить ее «танцевать» под дудку экспериментатора, не разрушив хрупкое квантовое состояние. До сих пор основные исследования флуоресценции — то есть переизлучения поглощенного света — фокусировались на двухуровневых системах или использовали простые схемы возбуждения. Физики столкнулись с вызовом: как поведет себя сложный искусственный атом, если «ударить» по нему не одним, а сразу двумя резонансными импульсами, настроенными на разные энергетические переходы? В мире квантовой оптики это называется бихроматической накачкой, и предсказать результат взаимодействия света и материи в таком режиме — сложная задача. Для эксперимента авторы работы создали искусственный атом на основе сверхпроводникового контура с туннельными контактами — так называемый трансмон. Это микроскопическое устройство, изготовленное методом литографии на кремниевой подложке, ведет себя как искусственный атом, но, в отличие от настоящих атомов, оно жестко закреплено на чипе и поддается точному инженерному контролю. Образец охладили в рефрижераторе растворения до температур, близких к абсолютному нулю (около 16 милликельвинов), чтобы исключить любые тепловые шумы, способные помешать квантовым процессам. Результаты исследования опубликованы в журнале JETP Letters и поддержаны грантом Российского научного фонда 24-72-00050. (a) Схема бихроматической накачки трехуровневой системы. Монохроматические возбуждения подаются на частотах резонансных переходов g-e и e-f. (b) Оптическое изображение искусственной трехуровневой системы, реализованной с помощью шунтированных джозефсоновских переходов, подвергающейся воздействию (синего) излучения накачки и (красного) зондирующего излучения. (c) Структура оптических переходов при взаимодействии трехуровневой системы с двумя резонансными модами электромагнитного поля / © JETP Letters Сергей Гунин, научный сотрудник лаборатории искусственных квантовых систем МФТИ, рассказал о деталях процесса: «Мы использовали сложную схему, в которой на систему одновременно подавались два тона возбуждения, попадающие в резонанс с первым и вторым энергетическими переходами. Главной трудностью было выделить полезный сигнал, так как одиночные фотоны, испускаемые искусственным атомом, тонут в шумах усилителей. Нам пришлось применить алгоритмы быстрого усреднения на графических процессорах, выполняя миллиарды операций, чтобы восстановить картину происшествия». Олег Астафьев, заведующий лабораторией искусственных квантовых систем МФТИ, добавил: «Мы обнаружили, что излучение искусственного атома в таких жестких условиях остается когерентным, то есть упорядоченным во времени. Более того, спектр рассеянного света расщепился на множество компонентов, образовав так называемую мультиплетную структуру. Если в классическом эксперименте с двухуровневой системой наблюдается три пика (триплет Моллоу), то здесь, благодаря наличию третьего уровня и двойной накачке, картина стала значительно богаче. Это похоже на то, как если бы вместо чистого звука камертона мы услышали бы сложный, но гармоничный аккорд.». Полученные в эксперименте данные идеально совпали с расчетами, выполненными в рамках теории открытых квантовых систем. На графиках, иллюстрирующих работу, видно, как с ростом мощности накачки спектральные линии расходятся, образуя характерный узор, напоминающий переплетение нитей. Это подтверждает, что физики не просто наблюдают хаотичные вспышки, а полностью контролируют динамику трехуровневой системы. Важно отметить, что излучение происходило в стационарном режиме, что доказывает стабильность созданной конфигурации. Квантовая партитура. Визуализация того самого «квантового аккорда». Цветовая карта показывает спектр флуоресценции искусственного атома: яркие линии демонстрируют, как частоты излучения расщепляются и переплетаются при изменении мощности внешнего воздействия. Этот сложный узор (мультиплетная структура) подтверждает, что ученым удалось полностью контролировать поведение трехуровневой системы / © JETP Letters Использованный в работе подход позволяет изучать новые режимы взаимодействия света и материи, недоступные в классических кубитах. Авторы продемонстрировали, что могут считывать информацию о состоянии системы через корреляционные функции полей, фактически видя квантовую статистику фотонов в реальном времени. Результаты исследования важны для развития квантовой радиофизики. Трехуровневые системы могут служить основой для более защищенных каналов передачи данных и более быстрых квантовых симуляторов. Понимание того, как именно рассеивается свет на таких объектах при сложном возбуждении, дает инженерам «инструкцию» по созданию высокоточных источников одиночных фотонов и детекторов. Кроме того, подтвержденная возможность точного аналитического описания таких процессов означает, что ученые могут проектировать будущие устройства «на бумаге», будучи уверенными, что в «железе» они заработают так же. Научная группа планирует дальше усложнять эксперименты, добавляя новые уровни и типы взаимодействий, приближаясь к созданию полноценных квантовых процессоров на основе многоуровневых систем. Исследование показало, что даже в «объятиях» мощных электромагнитных полей искусственные атомы могут сохранять свои квантовые свойства, открывая путь к электронике будущего.

Некрополь Артющенко-2 расположен в южной части Таманского полуострова — региона, в эллинистический период входившего в состав Боспорского царства. Это был один из ключевых районов античной колонизации Северного Причерноморья, где греческие переселенцы с VI века до н. э. основывали города и сельские поселения, взаимодействуя с местным населением. Памятники этого региона, включая крупные центры — Гермонассу, Фанагорию, Кепы, а также сельские некрополи, имеют первостепенное значение для понимания процессов культурного синтеза, социальной стратификации и эволюции погребальных обрядов. Грунтовые склепы, подобные открытым в 2023–2024 годах на Артющенко-2, известны по раскопкам других некрополей Боспора. Такие сооружения исследованы в Тирамбе. В Кепах склепы появляются с III века до н. э. Близкие по конструкции погребения находили на некрополе Виноградный-7. Встречаются они и в Крыму — в Пантикапее, Нимфее, а также в Ольвии, где традиция их сооружения фиксируется с конца IV века до н. э. и существует на протяжении нескольких столетий. Раскопки Некрополя Артющенко-2, Краснодарский край / © Сергей Кашаев, Пресс-служба ИИМК РАН Однако до настоящего времени на некрополе Артющенко-2, который исследуется уже много лет, грунтовые склепы не встречались. Наличие сложных инженерных сооружений — склепов с дромосами и ступенями — свидетельствует о высоком уровне строительных технологий и появлении семейных усыпальниц, отражающих социальную структуру населения. В ходе полевых работ 2023–2024 годов ученые ИИМК РАН обнаружили и исследовали два таких погребения. Результаты исследования опубликованы в журнале «Боспорские исследования». Раскопки Некрополя Артющенко-2, Краснодарский край / © Сергей Кашаев, Пресс-служба ИИМК РАН В первом из них (погребение 209) были обнаружены останки не менее шест-семи человек разного пола и возраста: мужчины и женщины 30–50 лет, а также ребенок пяти-шести лет. Захоронение было нарушено грабителями в древности, но сохранившийся инвентарь отличается разнообразием. Археологи нашли четыре бронзовые боспорские монеты, краснолаковую солонку, множество сосудов, а также набор бус и бронзовые украшения — браслет и серьги. Этот комплекс позволяет датировать склеп II веком до н. э. Погребение 210, напротив, сохранилось в нетронутом виде — вход в склеп был запечатан сырцовыми кирпичами. В камере на лежанках обнаружены скелеты мужчины и женщины 30–40 лет, сохранившие анатомический порядок. Инвентарь склепа оказался скромнее: краснолаковая тарелка, кувшин, небольшое бронзовое зеркало и нитка бус. Такой набор характерен для погребального обряда конца II — начала I века до н. э. Эти открытия подтверждают, что традиция сооружения сложных грунтовых конструкций была распространена по всему Таманскому полуострову, включая его южные окраины. Раскопки Некрополя Артющенко-2, Краснодарский край / © Сергей Кашаев, Пресс-служба ИИМК РАН «Указанные находки расширяют наше представление о памятнике. В других некрополях Таманского полуострова такие склепы есть, а на нашем — не находили. Причины этого были не понятны. И вот теперь все становится на свои места. Грунтовые склепы есть и на Артющенко-2. Значит, традиция их сооружения была развита и в южной части Таманского полуострова, как и в других его районах», — отметил младший научный сотрудник Отдела истории античной культуры ИИМК РАН Сергей Кашаев.

Янтарь, особенно из знаменитых месторождений Балтики, Доминиканской Республики и Бирмы, на протяжении многих лет служит уникальным источником информации о древних экосистемах. Застывшая смола хвойных деревьев сохраняет важные детали строения организмов, попавших в нее миллионы лет назад. Муравьи, как одна из самых многочисленных и экологически значимых групп насекомых, часто становятся такими инклюзами — они замирают и сохраняются в кусочках окаменевшей смолы. Изучение ископаемых муравьев позволяет проследить пути их эволюции, расселения по континентам и изменения видового состава с течением времени. Однако, несмотря на хорошие возможности для исследований, далеко не все виды ископаемых муравьев изучены на сегодня. Например, род Hypoponera, широко распространенный в современной тропической и субтропической фауне, до недавнего времени был практически неизвестен в ископаемом состоянии, Единственный вид, описанный более 150 лет назад из балтийского янтаря, вызывал дискуссии у специалистов, а присутствие этих муравьев в древних фаунах Нового Света оставалось лишь гипотезой. Ученые детально исследовали крошечный кусочек прозрачного желтого доминиканского янтаря, внутри которого находилась крылатая самка муравья. Возраст образца, обнаруженного в шахтах провинции Сантьяго, оценивается примерно в 16 миллионов лет, что соответствует раннему миоцену. Чтобы изучить насекомое, не повреждая уникальный образец, исследователи применили цифровую микроскопию и микрокомпьютерную томографию, а затем построили трехмерную модель муравья. Благодаря этому удалось рассмотреть мельчайшие детали анатомии, скрытые от обычного взгляда пузырьками воздуха или помутнениями янтаря. Результаты исследования опубликованы в Journal of Paleontology. Авторы установили, что изученный образец представляет собой новый для науки вид ископаемых муравьев. Он получил название Hypoponera electrocacica, объединяющее латинское слово, обозначающее янтарь, и слово из языка таино — коренных жителей Карибских островов — означающее «вождь» или «правитель». Проведенный анализ показал, что новый вид обладает всеми характерными признаками рода Hypoponera: у него маленькие гладкие мандибулы с крупными зубцами, упрощенное жилкование крыльев и округлый выступ на стебельке брюшка. [shesht-info-block number=1] Примечательно, что за шестнадцать миллионов лет эти ключевые черты строения практически не изменились, что свидетельствует о крайней консервативности и эволюционной успешности данной группы муравьев. В то же время совокупность внешних признаков позволила четко отграничить новую находку от всей известной науки видов — как ископаемых, так и ныне живущих. Таким образом, ученые впервые подтвердили присутствие рода Hypoponera в Западном полушарии в миоцене. Тем самым обосновывается гипотеза о древнем происхождении и длительной истории этой группы в Карибском регионе.

Несмотря на достижения в области лечения бронхиальной астмы, в том числе появление инновационных биологических препаратов, многие пациенты по-прежнему сталкиваются с проблемами в достижении оптимального контроля над заболеванием, как показали исследования ученых СГМУ им. В.И. Разумовского. С 2016 года в пульмонологической практике используется термин «курабельные признаки» (treatabletraits), обозначающий характеристики болезни, поддающиеся терапевтическому воздействию, или потенциально модифицируемые аспекты заболевания. Сопутствующие заболевания рассматриваются как один из таких потенциально модифицируемых факторов. К их числу относятся: синдром обструктивного апноэ сна, ожирение, аллергический ринит, хронический риносинусит, сердечно-сосудистые заболевания, психологические расстройства и другие. Внелегочные сопутствующие заболевания усугубляют контроль над БА у пациентов, страдающих от ее тяжелой формы. Более того, сопутствующие заболевания могут имитировать симптомы бронхиальной астмы, а также усиливать ее проявления, учащать обострения и ухудшать качество жизни. Исследования показывают, что значительная часть людей, страдающих аллергией и бронхиальной астмой (БА), также подвержены аллергическому риниту. У 90% пациентов с БА легкой и умеренной тяжести наблюдаются рентгенологические признаки синусита, а у больных с тяжелой формой БА этот показатель приближается к 100%. Среди пациентов с БА распространенность обструктивного апноэ сна (ОАС) довольно велика: от 19 до 60% при нетяжелой БА и до 95% при тяжелой форме заболевания. Ожирение повышает вероятность возникновения астмы, причем лишний вес матери увеличивает риск развития БА у детей на 15-30%. В своем исследовании профессор кафедры госпитальной терапии лечебного факультета СГМУ имени В.И. Разумовского Нина Кароли установила, что сопутствующие заболевания оказывают существенное влияние на течение бронхиальной астмы, способствуя ее утяжелению, увеличению потребности в лекарственной терапии и затрудняя достижение контроля над болезнью. Для разработки индивидуализированного плана лечения, соответствующего современной концепции treatable traits, необходимо учитывать взаимосвязь между БА и сопутствующими патологиями. Тщательное обследование пациентов, особенно с тяжелой формой астмы, на наличие сопутствующих заболеваний, важно не только для достижения эффективного лечения, но и для дифференциации истинной тяжелой рефрактерной астмы от случаев, когда коморбидность имитирует тяжелое течение и отсутствие контроля. Ведение пациентов с неконтролируемой БА и сопутствующими заболеваниями требует комплексного междисциплинарного подхода с привлечением специалистов различных областей медицины.

Европа, Ганимед и Каллисто давно привлекают внимание планетологов как потенциальные места для поиска внеземной жизни. Под их толстой ледяной корой скрываются жидкие океаны, где есть вода и источники энергии. Однако для зарождения живой материи необходим третий компонент — сложные органические молекулы, содержащие углерод, азот и кислород. Раньше наука не давала точного ответа, откуда эти вещества появились на спутниках в достаточном количестве. Существовала вероятность, что они попали туда из далекого космоса или образовались прямо на месте. Основой для органической химии в космосе служат льдинки из метанола, аммиака и углекислого газа. Лабораторные эксперименты показали, что превращение этих простых соединений в сложные кирпичики жизни происходит под воздействием двух факторов. Первый — это ультрафиолетовое излучение от молодых звезд. Второй — умеренный нагрев, который запускает химические реакции внутри ледяных зерен.  [shesht-info-block number=1] Астрофизикам предстояло выяснить, какой из путей сработал в случае с лунами Юпитера миллиарды лет назад. В новой работе ученые объединили данные об эволюции газопылевых дисков и движении частиц материи, построив детальную модель ранней Солнечной системы. Это позволило восстановить историю формирования спутников. Результаты опубликовали в журналах The Planetary Science Journal и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.  Авторы исследования симулировали поведение тысяч частиц пыли и льда, проследив их путь сквозь время и пространство, чтобы понять, сколько радиации и тепла они могли получить. Модель учитывала движение материи от момента рождения Солнца до формирования планет-гигантов. Схема образования сложных органических молекул в протопланетном диске. Межзвездные ультрафиолетовые частицы (оранжевые стрелки) облучали диск и создавали условия, приводившие к органическим химическим реакциям, пока ледяные частицы перемещались по диску. Аналогичный процесс переноса и облучения происходил в околопланетном диске Юпитера. / © Southwest Research Institute Расчеты показали работу сложного транспортного конвейера. В протосолнечной туманности частицы льда подвергались жесткому облучению и нагреву. Пылинки из отдаленных и холодных регионов, расположенных за 12 астрономических единиц от Солнца, редко долетали до Юпитера. Зато материал, находившийся на расстоянии около семи астрономических единиц, успешно проходил тепловую обработку. Почти половина крупных частиц размером в сантиметр из этой зоны превратилась в переносчиков готовой органики и вошла в состав будущих лун. Параллельно мощный химический реактор работал в непосредственной близости к Юпитеру. Планету окружал собственный плотный диск из газа и пыли, из которого и сформировались Галилеевы спутники. Модель показала, что внутри этого диска главную роль играло именно тепло, а не облучение ультрафиолетом. Гравитация и трение разогревали материю, создавая подходящие условия для синтеза органики из аммиака и углекислого газа. Частицы не успевали накопить большую дозу ультрафиолета, но нагрев эффективно превращал лед в сложные соединения. [shesht-info-block number=2] Исследователи подтвердили, что луны Юпитера собрали органический материал отовсюду. Сложные молекулы, рожденные в огромном облаке вокруг Солнца, дополнили вещества, созданные в локальном диске планеты-гиганта. Подледные океаны Европы, Ганимеда и Каллисто с момента образования обладали полным набором ингредиентов для пребиотической химии. Наличие такого богатого химического коктейля значительно повышает шансы на их обитаемость в прошлом и настоящем.

Иммунные клетки (макрофаги) борются с угрозой, поглощая бактерии и заключая их в специальные внутриклеточные контейнеры — фагосомы. В норме фагосома должна созреть и слиться с другой органеллой, лизосомой, ферменты которой переваривают врага. Ранее считалось, что бактерии останавливают этот процесс с помощью белковых токсинов. Также известно, что микобактерии выделяют внеклеточные везикулы — липидные пузырьки, которые контактируют с иммунными клетками и влияют на их поведение. Авторы исследования, представленного на ежегодной конференции Биофизического общества в Сан-Франциско, изучили действие внеклеточных везикул палочки Коха (Mycobacterium tuberculosis). С помощью флуоресцентной микроскопии времени жизни (FLIM) и молекулярных зондов Flipper-TR ученые в реальном времени измерили натяжение мембран внутри живых макрофагов. Для проверки механических эффектов авторы также использовали микропипетки, которыми захватывали искусственные липидные модели мембран. Исследование показало, что микобактерии, даже находясь внутри макрофага, активно выделяют везикулы. Эти частицы сливаются с мембраной фагосомы, в которой заперта бактерия, и оболочками лизосом. Липиды туберкулезной палочки отличаются от наших и делают мембраны макрофагов чрезмерно натянутыми и жесткими. На биохимическом уровне это препятствует работе белка Rab5 — главного регулятора, который запускает процесс созревания фагосомы. В результате лизосома не может соединиться с фагосомой, содержащей бактерию, и патоген остается невредимым. Авторы установили, что бактерии используют везикулы и для дистанционного саботажа. Патогенные липиды выходят за пределы первой зараженной клетки и проникают в соседние здоровые макрофаги. Там они заранее «минируют» внутренние мембраны, повышая их натяжение и вязкость. Когда такая подготовленная клетка позже пытается поглотить настоящую бактерию, ее защитные механизмы оказываются заранее выведены из строя. Работа показывает, что бактерии управляют клетками хозяина не только химически, но и через физические параметры мембран. Ученые предполагают, что создание препаратов, восстанавливающих нормальное натяжение клеточных мембран, поможет вернуть макрофагам способность эффективно уничтожать бактерии, защищенные внутри фагосом.

Название ракеты SLS в американских СМИ традиционно расшифровывают не как Space Launch System, а как Senate Launch System, чем подчеркивают лоббизм и систематическую коррупцию, сопровождающую проект. Каждый пуск ее стоит пару миллиардов долларов (что больше, чем полет «Сатурна-5» в современных долларах) только по ракетной части, но кроме этого она еще и отличается недостаточной отработанностью. Это может показаться странным, поскольку ракету создавали с максимальным количеством уже отработанных узлов. Например, двигатели первой ступени, E2047, E2059, E2061 и E2062, настоящие ветераны космонавтики. E2047 совершил свой первый полет в космос на шаттлах еще четверть века назад, потом участвовал в миссии по починке телескопа «Хаббл» и так далее. Часть полетов он совершил вместе с двигателем E2059. E2061 тоже летал в космос, правда, на другом шаттле. Лишь E2062 не летал в космос, хотя тоже собран из запчастей, оставшихся от программы шаттлов (и часть из них ранее уже летала в космос). Инфраструктура заправки ракеты газами тоже могла стать причиной проблем с гелием. Окончательно это прояснят только в здании вертикальной сборки  / © Stephen Clark, Ars Technica То есть чтобы оснастить как бы новую ракету с ценой полета в два миллиарда долларов, активно использовали двигатели, амортизированные еще в период программы шаттлов и потом снятые с кораблей, какое-то время простоявших как музейные экспонаты (ими стали некоторые уцелевшие шаттлы после закрытия их программы). Однако кроме двигателей в ракете еще немало других систем. «Артемида-2» не полетела к Луне в феврале 2026 года, как планировало NASA, из-за утечки водорода. Но как пояснил глава NASA Джаред Айзекман, еще одну задержку вызвала невозможность корректной заправки гелием из баллонов системы наддува верхней ступени ракеты. Интересно, что и утечка водорода в этом году, и утечка гелия имела аналоги в период подготовки ракеты SLS еще к ее первому полету в 2022 году. Тогда виновником утечки гелия оказался неисправный клапан. Не исключено, что в этот раз все вышло так же. Однако возможно, что причина в забившемся фильтре системы подачи гелия. [shesht-info-block number=1] Особенность поиска проблемы в том, что для ее исправления 98-метровую ракету придется отправить со стартовой площадки к зданию вертикальной сборки. Это, как и длительность операций в здании, исключает запуск SLS в марте и переносит его на апрель 2026 года. Поскольку в марте истекает срок годности батарей системы самоуничтожения ракеты, их придется заменить, что дополнительно увеличит нужный объем ремонтных работ. Несколько месяцев назад Илон Маск, получая упреки в недостаточной, как полагают некоторые, скорости доводки Starship, заявил, что в конечном счете американская лунная миссия еще будет выполняться на одних Starship, имея в виду, что другие ракеты программы не особенно отработаны. «Помяните мое слово, — написал он тогда.

На севере Сербии, в автономном крае Воеводина, расположен археологический памятник Гомолава. Для ученых это место — своего рода «машина времени». Гомолава представляет собой телль, искусственный холм, который веками рос на одном месте.  Люди жили в этой местности с конца VI тысячелетия до нашей эры. На смену одним культурам приходили другие, на руинах старых глинобитных домов строили новые, оставляя после себя черепки посуды, кости животных и золу. Тысячи лет наслаивались друг на друга, формируя высокий холм, хранящий память о многих поколениях. В 1950-х археологи обнаружили на Гомолаве могилу со следами массового захоронения. В одной яме покоились останки 77 человек, погребенных в IX веке до нашей эры, что соответствует раннему железному веку в этой части Европы. Чуть позже специалисты пришли к выводу, что люди умерли от болезни — эпидемия выкосила практически целое поселение.  [shesht-info-block number=1] Международная группа ученых под руководством Линды Фибигер (Linda Fibiger) из Эдинбургского университета заново изучила останки, которые сегодня хранятся в Музее Воеводины в Нови-Саде. Исследователи провели серию биоархеологических и палеогенетических анализов и пришли к выводу, что устоявшееся мнение о причинах смерти этих людей ошибочно.  Фибигер и ее коллеги пришли к выводу, что всех 77 человек, которым принадлежали останки, убили. На черепах и других костях скелетов выявили травмы, характерные для насильственной смерти. Это были следы от ударов, нанесенных со значительной силой.  Многие раны, особенно в области головы, были получены оружием ближнего боя, некоторые — с помощью метательного оружия. Кроме того, эксперты обнаружили раны на руках, которые остаются, когда человек пытается защититься от удара: по-видимому, эти люди инстинктивно поднимали руки, чтобы закрыть голову или лицо. По мнению авторов нового исследования, все 77 человек пали в результате преднамеренного убийства, отличавшегося крайней жестокостью и сознательной расправой над беззащитными жертвами. a) План захоронения человеческих останков и находок из Гомолаве; b) Фотография массового захоронения в Гомолаве / © Linda Fibiger, S.N. Tasic, Museum of Vojvodin Кем же были жертвы? Ученые выяснили, что из 77 погибших 51 — дети и подростки. Исследователям удалось определить биологический пол 72 человек. Из них 51 оказались лицами женского пола (включая как взрослых женщин, так и детей, и подростков). Мужчин среди убитых практически не было. Чтобы понять, кем приходились эти люди друг другу, генетики и антропологи провели сложные анализы. Они изучили ДНК 25 человек, а также соотношение изотопов стронция, кислорода и углерода в зубной эмали 24 жертв. Зубная эмаль формируется в детстве и хранит химический «отпечаток» той местности, где человек вырос, и того, чем он питался. Анализы показали, что большинство лиц в братской могиле не состояли между собой в близком родстве. Многие не были родственниками даже в пределах 12 поколений. Диета в детстве у них также различалась. Жертвы происходили из разных локальных сообществ региона, но имели схожие культурные традиции. По мнению авторов научной работы, между собой эти группы не смешивались и не вступали в близкородственные браки. Специалисты предположили, что массовое убийство стало следствием конфликта за ресурсы. В IX веке до нашей эры в этот регион пришли кочевые скотоводы из евразийской степи — с другой стороны Карпатских гор. Они не жили на одном месте постоянно. Перемещались вместе со стадами и пользовались землями по сезонам: летом — одни пастбища, зимой — другие. В то же время местные жители начали возвращаться на старые холмы-поселения, которые существовали раньше. Они строили там укрепления и обрабатывали землю. a-c) распределение и примеры черепно-мозговых травм, зафиксированных в Гомолаве / © Linda Fibiger Получается, на одной территории могли встретиться представители двух разных укладов жизни, что, по словам авторов научной работы, и могло привести к конфликту. Кочевники-скотоводы и оседлые земледельцы по-разному смотрели на использование ландшафта. Стремление закрепиться на земле, поставить загоны для скота или распахать поле, которое соседи считали своим пастбищем, неизбежно вело к стычкам.  Но почему убили только женщин и детей? В военных конфликтах основная масса погибших — мужчины на поле боя. В Гомолаве же погибли в основном женщины и дети. Это говорит о другой логике насилия. Исследователи предположили, что убийцы сознательно выбрали такую тактику, чтобы сломить волю к сопротивлению оставшихся в живых соплеменников и утвердить свое господство над землей. Если бы целью был захват рабов, детей могли бы угнать в рабство, но их убили. Существует и другая версия: возможно, в момент нападения все мужчины общины находились в отлучке — на охоте или в походе. Поэтому удар пришелся по самым беззащитным. Еще одна версия гласит, что это могло быть ритуальным убийством с выбором жертв по полу и возрасту. [shesht-info-block number=2] Однако история на этом не заканчивается, и здесь кроется главная загадка Гомолавы. Убитых не бросили гнить на земле. Их похоронили с необычайной заботой и символическими ритуалами. В могилу вместе с погибшими положили их личные вещи: бронзовые украшения, керамические сосуды для еды и питья. Рядом археологи нашли останки животных, в том числе разделанную тушу теленка. На саму могилу сверху поместили разбитые зернотерки и обожженные зерна. Исследователи увидели в этом символику полного пищевого цикла: от посева до готовки. Фибигер считает, что похоронный обряд проводили уже другие люди — то есть убийцы и те, кто хоронил, представляли разные группы. Вероятно, напавшие воины ушли, а соплеменники погибших вернулись через некоторое время и с почестями предали земле убитых. Находка в Гомолаве показывает, что в те времена людей убивали не просто во время боя. Речь могла идти о целенаправленном уничтожении определенной части общества. Например, женщин и детей из конкретной группы. Насилие использовали не только для победы в сражении. Таким способом пытались запугать врага, ослабить или стереть часть населения с лица земли, чтобы изменить баланс сил в регионе. Подобного рода случаи не были редкостью. В разные исторические эпохи ученые находят достаточно много свидетельств массовых убийств. Что отличает Гомолаву? Масштаб. По мнению Фибигер, это одно из крупнейших массовых убийств женщин и детей железного века в Европе. Научная работа опубликована в журнале Nature Human Behaviour.

Онлайн-обучение дает студентам свободу учиться в своем темпе, выбирать, с чего начать. Но как личный выбор обучающегося влияет на усвоение знаний, а индивидуальный паттерн перехода к тому или иному типу учебного материала превращается в конкретный тип когнитивной нагрузки, было неизвестно. Научные сотрудники Института образования НИУ ВШЭ Анна Горбунова, Ксения Адамович и доцент факультета права Александр Савельев, а также Джейми Костли из Университета ОАЭ изучили,  как личные стратегии студентов при прохождении онлайн-курсов связаны с распределением когнитивных  усилий и успеваемостью. В исследовании приняли участие 90 магистрантов-юристов, проходивших обучение в рамках онлайн-модуля по правовой защите персональных данных. Им были доступны три типа материалов: видеолекции, видеоразборы примеров и практические задачи по решению юридических кейсов. Работа опубликована в журнале The Internet and Higher Education. Чтобы фиксировать каждое действие студентов при онлайн-обучении, ученые использовали систему сбора log-файлов (цифровых следов), встроенную в саму образовательную платформу. Каждый клик, просмотр, пауза или переход студента в интерфейсе автоматически фиксировался как событие в базе данных с указанием типа действия, метки времени (до секунды) и идентификатора пользователя и материала. Анализ цифровых следов выявил три поведенческих типа. Представители первого, традиционного (27 студентов), проводили много времени за просмотром лекций, реже обращались к выполнению практических задач и совершали меньше всего действий на платформе. Второй тип, сбалансированный (30 человек), старался равномерно распределить время между лекциями, разборами примеров и изучением готовых решений, причем делал это наиболее эффективно по времени.  Третий стиль ученые назвали практико-ориентированным (33 обучающихся). Такие студенты с головой погружались в решение кейсов и работу с примерами, тратя на лекции значительно меньше времени и активно переключаясь между материалами. «Главным открытием стало то, как эти стили связаны с результатами итогового теста. Наивысшие баллы получили ученики сбалансированного типа. Практико-ориентированные студенты оказались на среднем уровне. Они также сообщили о значительно более низком уровне внутренней когнитивной нагрузки, чем традиционные, то есть тема казалась им менее сложной. Но это не помогло достичь им самых высоких результатов. Традиционный тип набрал меньше всего баллов», — рассказала Анна Горбунова. Для того чтобы понять, как тот или иной тип поведения обучающихся связан с полученными результатами, ученые применили структурное моделирование — статистический метод, позволяющий проверить сложные связи между несколькими переменными одновременно. Он показал, что более высокие баллы у сбалансированных учеников были связаны с повышенной релевантной когнитивной нагрузкой — теми самыми полезными умственными усилиями, которые приводят к глубокому пониманию предмета. При этом уровень внешней нагрузки, вызванной самим фактом выбора, что смотреть на онлайн-курсе и в каком порядке, оказался примерно одинаковым для всех студентов независимо от стиля обучения. «Мы пришли к выводу, что успех в онлайн-обучении с элементами самостоятельного выбора определяется не только качеством контента, но и тем, как студент этот контент использует. Пассивное следование по пути наименьшего сопротивления (традиционный стиль) или увлечение практикой в ущерб теории (практико-ориентированный тип) могут быть менее эффективны, чем осознанное равномерное взаимодействие с разными типами учебных материалов. Это знание позволяет перейти от универсального дизайна курсов к персонализированной поддержке», — пояснила Анна Горбунова. Ученые надеются, что в перспективе можно будет создавать системы, которые в реальном времени смогут отследить стиль обучения ученика по его цифровому следу и давать адресные рекомендации. Таким образом, онлайн-образование может стать не просто гибким, но адаптивным, помогая каждому студенту выработать наиболее эффективную для него стратегию обучения.

Биологи веками классифицировали животных по морфологии — их внешнему виду и строению. Однако развитие молекулярных методов выявило проблему «скрытых видов»: организмов, которые выглядят идентично, но генетически изолированы друг от друга миллионы лет. До сих пор ученые не знали общих масштабов этого явления для всей группы позвоночных, что мешало адекватно оценивать богатство фауны, а также реальные темпы видообразования и вымирания в истории Земли. Авторы исследования, опубликованного в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, проанализировали данные 373 профильных исследований, посвященных границам видов у рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Ученые рассчитали среднее соотношение между количеством «морфологических» видов (описанных по внешности) и «молекулярных» (выделенных по ДНК). Всего обработали массив данных по 1041 традиционному виду позвоночных. Для исключения ошибок сравнили результаты, полученные по двум разным маркерам: ядерной и митохондриальной ДНК. Ученые проверили гипотезу о том, что митохондриальный геном может давать завышенные оценки из-за особенностей своего наследования. С помощью методов филогенетического анализа (ANOVA) и регрессионных моделей исследователи также выяснили, как на накопление скрытых различий влияют среда обитания (вода или суша) и физиология (например, способность к полету). Статистический анализ показал, что в среднем один морфологический вид скрывает в себе еще один независимый вид (общий коэффициент составил 2,0). Этот показатель оказался на удивление стабильным для всех пяти крупнейших групп позвоночных: и у птиц, и у рыб скрытое разнообразие представлено примерно в равной пропорции. Коэффициент варьировался в узком диапазоне от 1,8 до 2,1, что совпадает с аналогичными расчетами для насекомых. Исследователи также зафиксировали, что в пресных водах скрытые виды встречаются чаще, чем в морях, а митохондриальные маркеры, несмотря на тенденцию к небольшому завышению показателей, остаются надежным инструментом для первичной оценки разнообразия. Авторы отметили, что подавляющее большинство выявленных линий до сих пор официально не описаны и не имеют названий. Это критически важно для экологии: вид, считающийся обычным и благополучным, может оказаться группой из нескольких исчезающих видов с узким ареалом. Так произошло с китайской исполинской саламандрой Andrias davidianus: вместо одного вида она оказалась группой из девяти, большинство из которых уже находятся на грани полного вымирания. Результаты работы ставят вопрос о корректности данных в палеонтологии. Поскольку ископаемые остатки позволяют изучать только внешние признаки организмов, биоразнообразие прошлых эпох тоже может быть недооценено минимум в два раза. Биологи называют выявление и описание таких скрытых групп приоритетной задачей, поскольку без понимания реального состава фауны невозможно точно рассчитать скорость сокращения биологического богатства планеты и эффективно планировать заповедные зоны.

Газотурбинные двигатели (ГТД) — это мощные и компактные силовые установки, которые сжимают воздух и смешивают его с топливом. В авиации они создают тягу для самолетов, позволяя им подниматься в небо и совершать длительные перелеты. На флоте такие двигатели приводят в движение корабли и скоростные суда, а в промышленности их используют для привода насосов, компрессоров и генераторов. Подобный двигатель рассчитан на работу в строго определенных режимах. Любое серьезное отклонение — резкий маневр самолета, попадание в турбулентность, неисправность клапана — может нарушить стабильный поток воздуха внутри компрессора (части двигателя, которая сжимает воздух). Мощные вибрации и ударные нагрузки приводят к необратимому механическому разрушению лопаток и турбины, что влечет за собой дорогостоящий ремонт. Кроме того, резкие изменения в критических фазах полета (при взлете или посадке) создают прямую угрозу безопасности и могут вызвать выброс пламени и пожар. Самым опасным и классическим проявлением срыва воздушного потока в двигателе является помпаж. Это мгновенная и полная потеря устойчивости газового потока внутри компрессора. В этот момент мощная воздушная масса «срывается» и начинает биться в ограниченном пространстве. Помпаж считается самым опасным явлением именно из-за своей внезапности, скорости развития и комплексного разрушительного воздействия: он одновременно создает сильные механические перегрузки, способные сломать лопатки, вызывает потерю тяги, угрожая безопасности полета. Система управления двигателя должна распознать первые признаки начинающегося помпажа и мгновенно принимать меры: обычно — кратковременно отсекать подачу топлива, чтобы сбросить давление и стабилизировать поток. Промедление даже на несколько миллисекунд означает, что разрушительные колебания успеют набрать силу. Чтобы уловить первые, едва заметные признаки помпажа, десятки датчиков, встроенных в двигатель, непрерывно фиксируют малейшие изменения давления и вибрации и передают показатели в виде плавного, непрерывного сигнала. Однако современная система управления двигателем— это мощный компьютер, который работает только с цифровыми данными. Поэтому перед анализом этот плавный сигнал нужно моментально оцифровать: превратить в поток отдельных, но очень частых числовых значений. Так система управления сможет проанализировать показатели датчиков и принять решение (например, увеличить подачу топлива или, наоборот, отсечь ее). Эту задачу перевода из одной формы данных в другую выполняет аналого-цифровой преобразователь (АЦП). От скорости и точности его работы зависит, насколько быстро система управления двигателем узнает об опасности и успеет ее предотвратить. Проблема в том, что существующие аналого-цифровые преобразователи лишены гибкости. Они всегда работают с одной и той же, строго заданной скоростью. В итоге преобразователь вынужден все время совершать чрезмерно долгий цикл измерений, из-за чего система управления получает информацию о нарушениях с опасным опозданием. В условиях аварийного режима, когда для спасения двигателя критически важна каждая миллисекунда, такая задержка может ускорить его разрушение. Ранее ученые ПНИПУ уже создавали прототип нейронного аналого-цифрового преобразователя, который самостоятельно диагностировал поломку одного из своих измерительных элементов. Это критически важно для работы в космосе или других труднодоступных местах, где моментальный ремонт невозможен. Сейчас ученые на основе прототипа создали модель нового аналого-цифрового преобразователя, позволяющего обнаружить помпаж в авиадвигателях на 47% быстрее традиционных решений. Предложенная разработка — это сложная самонастраивающаяся система, которая умеет оценивать обстановку и решать, насколько быстро нужно провести измерения в конкретный момент. В основе созданного аналого-цифрового преобразователя лежит специальный «блок», непрерывно анализирующий, насколько сильно изменился сигнал с момента предыдущего замера. Если давление в компрессоре начинает резко «скакать», блок понимает, что ситуация динамичная и потенциально опасная, и требует от системы максимальной скорости обновления данных. Если же сигнал ровный, система измеряет его не так часто, экономя вычислительные ресурсы для повышения точности измерения до появления опасных скачков давления. Статья опубликована в журнале «Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления». — На следующем этапе в работу включается созданная нейронная сеть. В данном случае это схема, собранная из множества одинаковых электронных блоков, соединенных в гибкое кольцо. Однако решение о том, какая точность нужна прямо сейчас, принимает не она, а специальный блок, который встроен в преобразователь и передает в нейронную сеть сигнал с датчиков. Получив конкретную команду, сеть оцифровывает показатели и передает их в систему управления, — объяснил Антон Посягин, кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ. Работает представленная система следующим образом. При возникновении резких скачков давления «блок» подает сигнал преобразователю, который мгновенно переключается в ускоренный режим работы. Система управления анализирует полученные данные и подтверждает наличие помпажа в двигателе, а затем она временно отсекает подачу топлива для стабилизации давления. После нормализации параметров работа двигателя возобновляется. — Чтобы доказать эффективность идеи на практике, мы провели серию экспериментов в виртуальном испытательном стенде для систем управления авиадвигателями. В него мы интегрировали две модели «измерительных устройств»: штатный аналого-цифровой преобразователь, используемый в существующих системах, и новый нейронный. Сигнал, имитирующий реальный случай помпажа, подавался одновременно на оба устройства. Далее оцифрованные данные от каждого преобразователя анализировались специальным алгоритмом, который определял, насколько быстро и точно каждый прибор способен обнаружить опасный процесс, — рассказал Антон Наборщиков, старший преподаватель кафедры «Автоматика и телемеханика» ПНИПУ. Анализ результатов показал, что с традиционным аналого-цифровым преобразователем, несмотря на его точность, система управления обнаружила угрозу лишь через 19 миллисекунд после ее фактического возникновения. Нейронный преобразователь, благодаря умной адаптации, позволил справиться с этой задачей всего за 9 миллисекунд. Это означает сокращение времени обнаружения на 47%. Более ранняя диагностика позволила и быстрее устранить помпаж, сократив это время на 33,5%. Разработка имеет огромное прикладное значение для повышения надежности авиационных газотурбинных двигателей. Она открывает путь к созданию и внедрению новых интеллектуальных, высокоскоростных систем управления, что повысит сохранность дорогостоящих компонентов (лопаток компрессора и турбины) и безопасность эксплуатации. Ученые планируют дальнейшее развитие технологии: создание многоканального нейро-сетевого преобразователя для одновременного мониторинга нескольких датчиков, разработку физического макета для интеграции в реальные стенды и совершенствование алгоритмов.

Постельные клопы (лат. Cimicidae) — насекомые, сильно портящие жизнь человеку, птицам и грызунам, в жилище которых они поселяются. Они питаются кровью, оставляя на жертве серию болезненных укусов. Механически убить клопа сложно — его плоское гибкое тело хорошо сопротивляется давлению.  Из-за особенностей организмов этих насекомых и того, что они хорошо прячутся и быстро перемещаются с места на место, бороться с ними сложно. В ход идут высокие температуры, вымораживание, инсектициды и народные средства. Недавно ученые из США выяснили, что, возможно, методы борьбы с клопами стоит пересмотреть. Оказалось, что клопы активно избегают мокрых поверхностей. Такое поведение демонстрируют все: самцы, самки и молодь. Детали ученые описали в статье в журнале Journal of Ethology. [shesht-info-block number=1] Почувствовав приближение влажной поверхности, насекомые разворачиваются на месте и быстро удаляются восвояси, причем убегают они со скоростью на 38 процентов большей скорости приближения. Нимфы, активно питающиеся личинки, разворачиваются раньше — для них минимальное расстояние до мокрой поверхности на 60 процентов больше, чем для взрослых особей. Ученые объяснили такое поведение строением организмов насекомых: на боках и внизу брюшка плоского тела клопа находятся дыхательные отверстия — стигмы. Легких у них нет, поэтому если клоп застрянет на капле воды, он просто не сможет дышать. Несмотря на то что они могут прожить какое-то время без поступления воздуха в организм, закупоривание дыхалец все равно опасно для насекомого. «Вода хорошо сцепляется с поверхностью клопа, поэтому с их точки зрения она чрезвычайно опасна. Так что неудивительно, что они выработали к ней сильную неприязнь»,— сказал профессор энтомологии Донг-Хван Чоэ (Dong-Hwan Choe). [shesht-info-block number=2] Найденное учеными избегание мокрого у клопов может помочь эффективно с ними бороться. При разработке инсектицидов стоит учитывать, что если водорастворимые формы препаратов не убьют насекомое сразу, то оно будет избегать мокрой поверхности специально. Это может привести к тому, что клопы перейдут на другое, сухое место, но не исчезнут из помещения. Хорошие новости в том, что постельные клопы все еще не умеют летать. А если вам кажется, что насекомые ползают по вам, достаточно принять ванну или душ, чтобы их прогнать.

Породы собак с укороченной мордой и приплюснутым носом называют брахицефальными породами. В последние годы они стали невероятно модными. Французские бульдоги, мопсы и пекинесы заполонили страницы соцсетей и городские парки. Люди в основном выбирают этих животных из-за внешности, размера и характера. Но за популярность пришлось платить здоровьем. Желая сделать мордочку еще короче, а складки кожи еще толще, работа селекционеров привела к появлению у этих собак опасных анатомических дефектов. Одна из главных проблем — брахицефалический обструктивный синдром дыхательных путей. Его можно легко распознать по характерному сопению и хрипам, которые многие владельцы ошибочно принимают за норму. На самом деле это симптомы нарушения дыхания. Считается, что брахицефалический обструктивный синдром вызывается анатомическими аномалиями. Из-за сплющенной носовой кости, суженных ноздрей и избытка мягких тканей в глотке воздух с трудом попадает в легкие. Такие собаки не могут полноценно спать, быстрее устают во время игр и бега и хуже переносят жару. Ранее ветеринары и ученые называли три основные породы, которые чаще других испытывают проблемы с дыханием — английские и французские бульдоги, а также мопсы. Группа исследователей под руководством Франчески Томлинсон (Francesca Tomlinson) из Кембриджского университета решила проверить, насколько эта проблема распространена среди других, не столь популярных брахицефальных пород. [shesht-info-block number=1] Томлинсон и ее коллеги провели масштабную диагностику и изучили состояние здоровья 898 собак. В выборку вошли 14 пород: аффенпинчер, бостон-терьер, немецкий боксер, кавалер-кинг-чарльз-спаниель, чихуахуа, бордоский дог, брюссельский гриффон, японский хин, мальтийская болонка, пекинес, кинг-чарльз-спаниель, померанский шпиц, ши-тцу и стаффордширский бультерьер. Каждое животное прошло тщательное обследование. Ученые провели кардиореспираторный тест и сделали замеры тела и черепа, фиксируя малейшие отклонения. Абсолютными антилидерами стали пекинесы и японские хины. Анализ показал, что от серьезных нарушений дыхания страдают более 80 процентов этих собак. В группу умеренного риска попали пять пород: кавалер-кинг-чарльз-спаниель, ши-тцу, брюссельский гриффон, бостон-терьер и бордоский дог. В этой группе признаки синдрома встречались у 50-70 процентов животных.  Только у двух пород специалисты не нашли проблем с дыханием. Речь идет о мальтийской болонке и померанском шпице. [shesht-info-block number=2] В научной работе исследователи указали, что всего выявили 12 пород с предрасположенностью к синдрому. При этом специалисты подробно описали две породы с самым высоким риском и пять с умеренным. Остальные породы из числа 12 тоже продемонстрировали склонность к синдрому, но их показатели попали в категорию «низкий риск». Анализ данных позволил выделить два главных анатомических фактора, ведущих к нарушению дыхания. Первый — строение черепа (плоская морда), которое влечет за собой целый комплекс проблем: от чрезмерно узких ноздрей до деформации носовых ходов и избытка мягких тканей в глотке. Второй фактор — ожирение, создающее дополнительную нагрузку на и без того ослабленную дыхательную систему. [shesht-info-block number=3] Неожиданным открытием стала связь между анатомическими особенностями хвоста и признаками синдрома: у собак с очень короткими или туго закрученными («штопорообразными») хвостами нарушения дыхания встречались чаще. Исследователи предположили, что оба признака — и форма хвоста, и тяжесть синдрома — могут быть результатом одних и тех же анатомических изменений. Однако точные механизмы пока остаются неясными и требуют дальнейшего изучения. Авторы исследования посоветовали людям выбирать щенков от родителей, которые прошли все необходимые медицинские проверки. Перед покупкой важно изучить, как чрезмерно выраженные черты внешности, особенно очень короткая и плоская морда, могут повлиять на дыхание и общее здоровье собаки. Научная работа опубликована в журнале PLOS One.

В учебниках химии молекулы часто изображают жесткими структурами из сфер — атомов и стержней — связей между ними. Муравьиная кислота (CH2O2, HCOOH), широко используемая многими живыми организмами, на таких рисунках выглядит плоской. Но на самом деле такие молекулы не двумерные. Объем им придают квантовые эффекты. Международная команда ученых под руководством профессора Райнхарда Дёрнера (Reinhard Dörner) определила точную пространственную структуру молекулы муравьиной кислоты и описала механизм, придающий кислоте «динамическую хиральность». Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters. Для тщательного исследования молекулы физики использовали рентгеновское излучение синхротрона PETRA III в ускорительном центре DESY в Гамбурге (Германия).  [shesht-info-block number=1] Чтобы добиться максимально точного определения расположения частей молекулы, ученые измеряли два процесса, происходящих при облучении вещества рентгеновским пучком. Рентген выбивает из муравьиной кислоты электроны по механизму фотоэффекта и оже-эффекта и атомы оказываются заряжены так сильно, что молекула распадается кулоновским взрывом на отдельные атомы. Оба процесса протекают в течение фемтосекунд, но ученые успели измерить их последовательно и раздельно. Для этого потребовался реакционный микроскоп COLTRIMS.  На основе полученных данных ученые рассчитали исходную геометрию молекулы муравьиной кислоты. Оказалось, что два атома водорода в муравьиной кислоте слегка колеблются, а это означает, что молекула не плоская. «В квантовом мире атомные ядра — не крошечные сферы, застывшие на месте. Они больше похожи на вибрирующие облака. Даже если мы охладим молекулу до абсолютного нуля, это дрожание — так называемые нулевые колебания — никогда не прекращается», — сказал профессор Дернер. Такое дрожание означает, что атомные ядра не имеют точного расположения, существует лишь вероятность обнаружить их в конкретном месте. Получается, что молекула муравьиной кислоты объемна практически в каждый момент времени. Если мысленно зафиксировать один из атомов водорода (белый) в плоскости углерода (серый) и атомы кислорода (красные), то движение второго атома водорода (сверху, разноцветный) будет на мгновения создавать левую и правую муравьиную кислоту. Левую нельзя повернуть так, чтобы она стала правой, как нельзя и преобразовать левую руку в правую / © Institute for Nuclear Physics, Goethe University Frankfurt Из-за появления третьего измерения молекула перестает быть симметричной и становится хиральной, левой или правой, как человеческие руки. Мы не можем повернуть правую руку так, чтобы она идеально повторяла левую, левые и правые молекулы организованы так же, хоть и состоят из одинаковых атомов. Левые и правые формы веществ могут значительно отличаться по свойствам. Например, у болеутоляющего ибупрофена есть лечащая форма, а есть вообще не обладающая действием на организм. Обычно эта зеркальность возникает из-за фиксированной структуры молекулы. Новое исследование показывает, что геометрия молекул не статична. Муравьиная кислота на доли секунды становится левой или правой из-за происходящего на квантовом уровне. Плоская конфигурация молекулы — усреднение ее состояний, а не строгое отражение реальности. Форма молекулы оказалась динамической, как и хиральность. Этот вывод может помочь физикам и химикам в изучении свойств молекул и порядков протекания химических реакций.