На Готланде, крупнейшем из островов Балтийского моря, обнаружили несколько крупных, хорошо сохранившихся захоронений одной из последних групп охотников-собирателей в Европе, принадлежавшей к культуре ямчатой керамики (3500-2300 лет до нашей эры). В основном эти люди добывали себе пропитание охотой на тюленей и рыболовством, и хоронили своих мертвецов в ямах.
Исследователи из Уппсальского университета, статья которых опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, провели анализ древней ДНК, выделенной из костных останков 10 человек, захороненных в четырех общих могилах.
Как оказалось, люди, похороненные вместе, в одной яме, во всех случаях были генетическими родственниками, но не всегда первой линии родства, то есть родителями и детьми или братьями и сестрами. Между ними могло быть родство второй или третьей степени, то есть они были друг другу дальними родственниками.
Так, в одной из могил находилась 20-летняя женщина, лежащая на спине. По обе стороны от нее лежали двое детей: один четырехлетний, другой — полуторагодовалый. Анализ ДНК показал, что дети — мальчик и девочка — родные брат и сестра, но женщина им вовсе не мать, как можно было бы предположить. Скорее всего, она приходилась им теткой по отцу либо сводной сестрой.
[shesht-info-block number=1]
Во второй могиле покоилась на спине девочка 12-14 лет, а сверху на ее груди лежали кости, принадлежавшие ее отцу, которые, вероятно, были перенесены в могилу откуда-то еще.
В третьей могиле похоронили двоих детей — мальчика и девочку. Они приходились друг другу двоюродными братом и сестрой.
В четвертой могиле обнаружили останки девочки 8-10 лет и молодой женщины. Анализ ДНК показал, что они были родственницами третьей степени родства: либо двоюродными сестрами, либо старшая из них приходилась младшей двоюродной бабушкой.
Как предположили исследователи, отсутствие в захоронениях матерей могло свидетельствовать о том, что родственники брали на воспитание осиротевших детей семьи и заботились о них.
В целом ученые отметили, что генетическое родство явно имело для этой общины большое значение, эти люди хорошо знали свои родословные, и родственные связи за пределами ближайшей семьи играли для них важную роль.
Авторы исследования планируют продолжить изучение останков еще более чем семи десятков человек из этого захоронения. Так они рассчитывают узнать больше о социальной структуре, жизненных историях и погребальных обрядах древней культуры охотников-собирателей Готланда.
Общие могилы охотников-собирателей показали, что в каменном веке знали и ценили родственные связи
На Готланде, крупнейшем из островов Балтийского моря, обнаружили несколько крупных, хорошо сохранившихся захоронений одной из последних групп охотников-собирателей в Европе, принадлежавшей к культуре ямчатой керамики (3500-2300 лет до нашей эры). В основном эти люди добывали себе пропитание охотой на тюленей и рыболовством, и хоронили своих мертвецов в ямах.
Исследователи из Уппсальского университета, статья которых опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, провели анализ древней ДНК, выделенной из костных останков 10 человек, захороненных в четырех общих могилах.
Как оказалось, люди, похороненные вместе, в одной яме, во всех случаях были генетическими родственниками, но не всегда первой линии родства, то есть родителями и детьми или братьями и сестрами. Между ними могло быть родство второй или третьей степени, то есть они были друг другу дальними родственниками.
Так, в одной из могил находилась 20-летняя женщина, лежащая на спине. По обе стороны от нее лежали двое детей: один четырехлетний, другой — полуторагодовалый. Анализ ДНК показал, что дети — мальчик и девочка — родные брат и сестра, но женщина им вовсе не мать, как можно было бы предположить. Скорее всего, она приходилась им теткой по отцу либо сводной сестрой.
[shesht-info-block number=1]
Во второй могиле покоилась на спине девочка 12-14 лет, а сверху на ее груди лежали кости, принадлежавшие ее отцу, которые, вероятно, были перенесены в могилу откуда-то еще.
В третьей могиле похоронили двоих детей — мальчика и девочку. Они приходились друг другу двоюродными братом и сестрой.
В четвертой могиле обнаружили останки девочки 8-10 лет и молодой женщины. Анализ ДНК показал, что они были родственницами третьей степени родства: либо двоюродными сестрами, либо старшая из них приходилась младшей двоюродной бабушкой.
Как предположили исследователи, отсутствие в захоронениях матерей могло свидетельствовать о том, что родственники брали на воспитание осиротевших детей семьи и заботились о них.
В целом ученые отметили, что генетическое родство явно имело для этой общины большое значение, эти люди хорошо знали свои родословные, и родственные связи за пределами ближайшей семьи играли для них важную роль.
Авторы исследования планируют продолжить изучение останков еще более чем семи десятков человек из этого захоронения. Так они рассчитывают узнать больше о социальной структуре, жизненных историях и погребальных обрядах древней культуры охотников-собирателей Готланда.
Общие могилы охотников-собирателей показали, что в каменном веке знали и ценили родственные связи
О том, что Вселенная расширяется с ускорением, ученые узнали в конце 1990-х годов, наблюдая сверхновые типа Ia. Впоследствии открытие удостоилось Нобелевской премии. Общая теория относительности, однако, предсказывает, что при наличии обычной материи и излучения расширение должно замедляться под действием гравитации.
Чтобы объяснить такой «разгон» космоса, в Стандартную модель ΛCDM ввели темную энергию, описываемую космологической постоянной лямбда (Λ), которая действует как своеобразная антигравитация, ускоряя удаление галактик. При этом природа темной энергии остается неизвестной, а разные методы измерения постоянной Хаббла дают несовпадающие результаты, создавая серьезное напряжение внутри модели.
Огня в эту и без того горячую дискуссию добавили данные наблюдений DESI: во втором релизе (DR2) астрономы получили измерения барионных акустических колебаний, в диапазоне красных смещений от z ≈ 0 до 2,5 (соответствует расстояниям от нуля до 17 миллиардов световых лет). Эти «отпечатки» звуковых волн ранней Вселенной работают как «космическая линейка», позволяющая точно восстановить историю расширения.
[shesht-info-block number=1]
Проанализировав данные DR2 и наблюдения реликтового излучения, Слава Турышев (Slava G. Turyshev) из Калифорнийского технологического института (США) сопоставил результаты и выявил умеренное расхождение, на уровне примерно двух-трех сигм (σ). Если при этом разрешить темной энергии эволюционировать — по определенным параметрам, — качество подгонки улучшится. В подобных сценариях темная энергия могла вести себя немного иначе, чем сегодня.
Этот эффект, однако, чувствителен к деталям обработки данных. Стандартные «свечи космологии» — сверхновые типа Ia — измеряют относительные расстояния. Даже систематические смещения на уровне нескольких сотых звездной величины способны заметно изменить оценку параметров.
В работе, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, показано, как именно ошибки калибровки могут приводить к кажущемуся сигналу эволюции темной энергии. Чтобы отделить влияние физики ранней Вселенной от поздней динамики, ученый использовал специальный диагностический параметр — отношение поперечного и радиального масштабов барионных акустических колебаний.
[shesht-info-block number=2]
Подход позволил проверить, связаны ли возможные отклонения с «поздней» физикой или же отражают изменения в разных условиях, которые влияют на калибровку. На сегодня такие независимые комбинации данных в целом согласуются с предсказаниями лямбда-модели в пределах погрешностей.
Отметим, что новое исследование не означает крах Стандартной модели, но четко формулирует условия, при которых можно говорить о реальной эволюции темной энергии.
Если будущие релизы DESI и независимые методы (включая слабое гравитационное линзирование и наблюдения гравитационных волн) подтвердят отклонения, космологам, возможно, придется пересмотреть представления об ускоренном расширении Вселенной. Однако если сигнал исчезнет при более строгом учете данных, открытие станет важным подтверждением «устойчивости» ΛCDM.
Астрофизик объяснил аномалии темной энергии при наблюдении сверхновых
Деревня Багич (Западно-Поморское воеводство современной Польши) расположена вблизи побережья Балтийского моря. В этих местах постоянно происходит эрозия береговой линии, обрыв может отступать на расстояние до одного метра в год.
В 1898 году, после очередного обвала грунта, из скальной породы вымыло бревно, которое упало с обрыва вниз. Бревно оказалось очень хорошо сохранившимся деревянным гробом римского железного века (начало нашей эры).
Внутри нашли останки женщины, похороненной вместе с костяной булавкой, парой бронзовых браслетов, ожерельем из стеклянных и янтарных бусин и бронзовой фибулой (застежкой). Кроме того, в гробу лежали небольшая деревянная табуретка, бычья шкура и фрагменты шерстяной одежды.
Из-за сравнительно богатого погребального инвентаря и изолированного местоположения гроба ученые решили, что захоронение принадлежит женщине с высоким социальным статусом. Поэтому покойную назвали «принцессой из Багича». Однако позже поблизости раскопали крупный некрополь с захоронениями вельбарской (вильбаркской) культуры, и в знатном происхождении женщины возникли сомнения.
Вельбарская археологическая культура (I-IV века нашей эры) была распространена от юго-восточного побережья Балтики до Западной Волыни. Ее связывают с готами и другими носителями восточногерманских языков. Вельбарская культура известна тем, что умерших часто хоронили в выдолбленных из бревен гробах. Однако от деревянного гроба в таких захоронениях обычно остаются лишь незначительные следы, или они вовсе отсутствуют.
Поэтому гроб «принцессы из Багича» — единственный известный деревянный гроб той эпохи, сохранившийся до наших дней.
[shesht-info-block number=1]
Для определения времени захоронения до сих пор применяли два метода датировки. Типологический анализ артефактов, проведенный в 1980-х годах, показал, что женщина, вероятно, была похоронена в середине II века нашей эры, в интервале от 110 до 160 года.
Однако радиоуглеродный анализ зуба женщины, проведенный в 2018-м, сдвинул время захоронения почти на столетие назад — между 113 годом до нашей эры и 65 годом нашей эры.
Археолог Марта Хмель-Хржановска из Щецинского университета и ее коллеги, статья которых опубликована в журнале Archaeometry, провели дендрохронологический анализ дубового ствола, из которого был выдолблен гроб «принцессы из Багича». Результаты показали, что этот дуб срубили примерно в 120 году нашей эры. Таким образом, типологический анализ оказался точнее, чем радиоуглеродный.
Исследователи предположили, что на точность радиоуглеродной датировки повлияла диета женщины или факторы окружающей среды, например жесткая вода. Употребление в пищу рыбы, обитающей в такой воде, может влиять на результаты радиоуглеродного датирования, искусственно завышая возраст человека.
[shesht-info-block number=2]
Проведенный ранее изотопный анализ зубов покойной показал, что она потребляла значительное количество животного белка и, возможно, пресноводной, но не морской рыбы. Это обстоятельство удивило ученых: им показалось странным, что женщина, похороненная у Балтийского моря и, скорее всего, жившая в этом регионе, не ела морскую рыбу.
На основании результатов анализа изотопов стронция в останках исследователи предположили, что женщина была родом с шведского острова Эланд в Балтийском море. Но это не точно, поскольку ледниковые процессы привели к тому, что на балтийском побережье Польши уровень изотопов стронция очень похож на тот, что наблюдается в Скандинавии.
Изучение останков также показало, что «принцессе из Багича» на момент смерти было 20-35 лет. При этом у нее наблюдались патологические изменения в суставах, свидетельствующие об остеоартрите. Это заболевание обычно характерно для пожилых людей. Не исключено, что ранний износ суставных хрящей — последствие тяжелой физической работы, а это тоже противоречит гипотезе о знатном происхождении «принцессы из Багича».
Дендрохронология позволила установить точный возраст деревянного гроба «принцессы из Багича»
О том, что Вселенная расширяется с ускорением, ученые узнали в конце 1990-х годов, наблюдая сверхновые типа Ia. Впоследствии открытие удостоилось Нобелевской премии. Общая теория относительности, однако, предсказывает, что при наличии обычной материи и излучения расширение должно зам
Чтобы объяснить такой «разгон» космоса, в Стандартную модель ΛCDM ввели темную энергию, описываемую космологической постоянной лямбда (Λ), которая действует как своеобразная антигравитация, ускоряя удаление галактик. При этом природа темной энергии остается неизвестной, а разные методы измерения постоянной Хаббла дают несовпадающие результаты, создавая серьезное напряжение внутри модели.
Огня в эту и без того горячую дискуссию добавили данные наблюдений DESI: во втором релизе (DR2) астрономы получили измерения барионных акустических колебаний, в диапазоне красных смещений от z ≈ 0 до 2,5 (соответствует расстояниям от нуля до 17 миллиардов световых лет). Эти «отпечатки» звуковых волн ранней Вселенной работают как «космическая линейка», позволяющая точно восстановить историю расширения.
[shesht-info-block number=1]
Проанализировав данные DR2 и наблюдения реликтового излучения, Слава Турышев (Slava G. Turyshev) из Калифорнийского технологического института (США) сопоставил результаты и выявил умеренное расхождение, на уровне примерно двух-трех сигм (σ). Если при этом разрешить темной энергии эволюционировать — по определенным параметрам, — качество подгонки улучшится. В подобных сценариях темная энергия могла вести себя немного иначе, чем сегодня.
Этот эффект, однако, чувствителен к деталям обработки данных. Стандартные «свечи космологии» — сверхновые типа Ia — измеряют относительные расстояния. Даже систематические смещения на уровне нескольких сотых звездной величины способны заметно изменить оценку параметров.
В работе, опубликованной на сервере препринтов Корнеллского университета, показано, как именно ошибки калибровки могут приводить к кажущемуся сигналу эволюции темной энергии. Чтобы отделить влияние физики ранней Вселенной от поздней динамики, ученый использовал специальный диагностический параметр — отношение поперечного и радиального масштабов барионных акустических колебаний.
[shesht-info-block number=2]
Подход позволил проверить, связаны ли возможные отклонения с «поздней» физикой или же отражают изменения в разных условиях, которые влияют на калибровку. На сегодня такие независимые комбинации данных в целом согласуются с предсказаниями лямбда-модели в пределах погрешностей.
Отметим, что новое исследование не означает крах Стандартной модели, но четко формулирует условия, при которых можно говорить о реальной эволюции темной энергии.
Если будущие релизы DESI и независимые методы (включая слабое гравитационное линзирование и наблюдения гравитационных волн) подтвердят отклонения, космологам, возможно, придется пересмотреть представления об ускоренном расширении Вселенной. Однако если сигнал исчезнет при более строгом учете данных, открытие станет важным подтверждением «устойчивости» ΛCDM.
Астрофизик объяснил аномалии темной энергии при наблюдении сверхновых
В 2022 году члены Американской психиатрической ассоциации приняли решение, которое вызвало дебаты и критику в профессиональной и общественной прессе. Они признали «пролонгированную реакцию горя», проще говоря, «затяжное горе», психическим расстройством.
Многие эксперты, выступившие против такой классификации, заявили, что горе — естественная человеческая реакция, а не патология. Как можно ставить диагноз горю? Почему некоторые специалисты пытаются превратить реакцию на смерть близкого в диагноз и устанавливают произвольные сроки «нормального» горевания? Где та грань, после которой скорбь превращается в психическое расстройство? Споры грозили зайти в тупик, но в дело вмешалась команда нейробиологов под руководством Ричарда Брайанта (Richard Bryant) из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии.
Брайант и его коллеги решили проверить: различается ли мозг людей с «пролонгированной реакцией горя» и тех, кто горюет «нормально»? Если различия подтвердятся, это станет весомым аргументом в пользу биологической основы расстройства и усилит позиции сторонников диагноза.
Нейробиологи собрали данные десятков исследований и сравнили активность мозга четырех групп добровольцев, переживших утрату близкого: с «затяжным горем», посттравматическим стрессовым расстройством, депрессией и тревожным расстройством.
Выяснилась любопытная деталь. У людей с «затяжным горем» изменения в мозге затронули систему вознаграждения — ту самую сеть нейронов, которая заставляет человека чувствовать удовольствие от приятных вещей. Эти изменения оказались гораздо сильнее и обширнее, чем при других расстройствах.
[shesht-info-block number=1]
Например, когда человеку с «затяжным горем» показывали фотографию умершего или определенные слова, напоминающее о близком, у него буквально «загоралось» прилежащее ядро (nucleus accumbens). Эта зона отвечает за мотивацию и чувство награды. Чем ярче она «светилась» на снимках томографа, тем сильнее добровольцы говорили о тоске по ушедшему.
У людей с посттравматическим стрессовым расстройством или тревожным расстройством картина иная. Когда таким людям напоминали об утрате, мозг включал механизм «избегания»: человеку хотелось отвернуться, не смотреть, не думать о потере.
При «затяжном горе» мозг испытуемого фиксировался на объекте потери. Человек снова и снова возвращался к мыслям об умершем, рассматривал фотографии, прокручивал в голове воспоминания. То есть в первом случае мозг пытался «убежать» от боли, а во втором — зацикливался на ней.
[shesht-info-block number=2]
Другие эксперименты добавили деталей. Когда участникам с «затяжным горем» показывали кладбище или похоронные процессии, у них резко активировались миндалевидное тело (amygdala) и правый гиппокамп — зоны, отвечающие за эмоции и память. Но стоило сменить картинку на безмятежный пейзаж, как те же области демонстрировали спад активности. Проще говоря, мозг переставал реагировать на обычные позитивные стимулы.
Брайант объяснил этот механизм так: система вознаграждения «залипает» на образе умершего. Она перестает искать и находить удовольствие в чем-то другом — в еде, хобби, общении с живыми людьми. Все, что остается, — бесконечное, ничем неутолимое желание вернуть ушедшего человека.
По словам ученых, главное отличие «затяжного горя» от «нормального» — во времени и адаптации. Человек не приспосабливается к утрате так, как это делает большинство. Он остается в состоянии острой скорби длительное время. Согласно статистическим данным, «затяжное горе» переживают примерно 1 из 20 скорбящих людей.
[shesht-info-block number=3]
Авторы исследования нашли нейробиологические особенности, которые отличают «затяжное горе» от обычной скорби и других психических состояний после утраты. Согласно их выводу, все эти особенности указывают на наличие биологической, точнее нейробиологической, составляющей. Исследователи поддержали идею, что «затяжное горе» — не просто «сильная печаль», а состояние со своими специфическими механизмами в мозге. Иными словами, имеет все признаки самостоятельного психического расстройства.
При этом авторы подчеркнули, что пока нельзя использовать сканирование мозга как единственный метод диагностики. Биологические маркеры есть, но они не готовый «анализ на затяжное горе». Диагноз по-прежнему ставят по симптомам и поведению человека, а не по снимку мозга.
Причины две. Во-первых, часть изменений в мозге пересекается с другими состояниями — например, с депрессией или тревожным расстройством. Во-вторых, переживание горя слишком индивидуально, и один снимок мозга не отражает всей сложности состояния.
Научная работа опубликована в журнале Trends in Neurosciences.
В 2005 году в округе Доусон (штат Монтана, США) местные жители обнаружили уникальный череп эдмонтозавра. Место находки известно как одно из самых богатых местонахождений динозавров конца мелового периода, включающее таких знаменитых представителей, как Tyrannosaurus rex и Triceratops. Образец представляет собой почти полный сочлененный череп взрослого гадрозаврида Edmontosaurus annectens.
Ученые препарировали и исследовали череп, а результаты опубликовали результаты в журнале PeerJ. В носовой кости с левой стороны черепа они обнаружили застрявший обломок зуба другого теропода. Острие зуба было направлено вниз, в сторону носового отверстия. Помимо этого, на черепе идентифицировали еще 23 возможные отметины от зубов, расположенных на носовой, скуловой костях и на нижней челюсти.
Авторы исследования провели компьютерную томографию образца, что позволило установить: зуб имеет овальное поперечное сечение, длину около 19,9 миллиметра, ширину 12,3 миллиметра и сохранившуюся высоту 22,0 миллиметра. Также они выполнили детальный морфометрический анализ, подсчитав плотность зазубрин и измерив сам зуб. Полученные данные сравнили с опубликованными характеристиками зубов всех мелких и крупных теропод, найденных на этой территории. Кроме того, проанализировали характер и расположение всех зубных отметин, сгруппировав их по ориентации и локализации, чтобы реконструировать возможную последовательность событий.
Ученые выяснили, что зуб принадлежал тираннозавриду. Сравнение с ископаемым материалом показало: параметры зуба соответствуют зубам взрослой особи Tyrannosaurus rex. На основе корреляции между размером зубов и длиной черепа исследователи оценили длину черепа тираннозавра примерно в 0,86-1,12 метра, что соответствует массе тела более 1,8 тонны.
[shesht-info-block number=1]
Ориентация зуба и его расположение в носовой кости свидетельствуют о том, что укус был нанесен спереди, когда животные находились лицом друг к другу. Тираннозавр вонзил свои зубы в морду эдмонтозавра. На костной ткани вокруг встроенного зуба отсутствовали следы заживления. Это стало ключевым фактором в понимании того, что рана оказалась для динозавра смертельной.
Эти факторы позволили сделать вывод: стычка между динозаврами не была падальщичеством или внутривидовой дракой. Это был акт хищничества. Опираясь на наблюдения за поведением современных крупных хищников, таких как львы и крокодилы, ученые предполагают, что укус в морду был способом контроля и усмирения крупной и опасной жертвы, чтобы затем нанести смертельный укус. Вероятность того, что зуб сломался при простом поедании уже мертвой туши, мала, поскольку на морде гадрозавра относительно мало мяса, и она была покрыта твердым кератиновым клювом.
Представьте, что вы качаете из колодца не чистую воду, а смесь, где на каждую каплю полезной жидкости приходится почти целый стакан ненужной примеси. Примерно так сейчас работают многие нефтяные скважины в России. Основной проблемой отрасли сегодня считается их высокая обводненность.
Это значит, что вместо чистой нефти из недр добывается большое количество пластовой воды. По последним данным, в среднем по стране из скважин добывают жидкость, которая на 85% состоит из воды и лишь на 15% — из нефти, что приводит к снижению эффективности добычи.
Такая ситуация напрямую бьет по экономике, снижая общие объемы, а главное — многократно увеличивая затраты. Десятки миллионов рублей ежемесячно компании вынуждены тратить не на поиск новых месторождений или модернизацию технического оборудования, а на сбор и утилизацию этой воды.
Одной из основных причин, по которой происходит обводнение, является потеря герметичности из-за постепенного разрушения цементного слоя, который находится между горными породами и скважиной. При строительстве ее стенки цементируют, чтобы создать прочный изолирующий барьер, одной из основных задач которого является предупреждение поступления воды в скважину. Однако со временем в этом цементном слое появляется множество микротрещин. Через эти повреждения вода начинает поступать в скважину, что и приводит к обводнению.
Для предотвращения подобных явлений при строительстве скважин на сегодняшний день применяются буферные жидкости для очистки стенок и цемент для создания газо- и водонепроницаемого барьера. Проблема в том, что эти материалы не гарантируют долгосрочной герметичности. Так, промывочные жидкости могут оставлять на стенках скважины трудно отмываемую пленку. Из-за этого цементный раствор, который далее закачивается в скважину и превращается в камень, плохо сцепляется с поверхностью. Обычные цементы также не устраняют появляющиеся под нагрузками микротрещины. Это нарушает герметичность всей скважины, и пластовая вода начинает проникать в нее.
Решение этой проблемы нашли ученые Пермского Политеха. Они создали новую систему буферных жидкостей и самовосстанавливающийся цемент, которые защитят скважины от преждевременного обводнения. Статья опубликована в журнале International Journal of Engineering, Transactions A: Basics.
Долговечность работы скважины зависит от подготовки ее поверхности перед цементированием. Поэтому вместо одной «очищающей» жидкости ученые создали систему последовательной обработки из трех составов. Первый растворяет и смывает все загрязнения. Второй покрывает очищенную поверхность специальной пленкой и подготавливает ее для дальнейшей обработки. Третий содержит мельчайшие частицы, которые оседают на покрытии и обеспечивают максимальное сцепление с цементом.
Но даже хорошо подготовленная поверхность не гарантирует защиты, если сам изоляционный слой со временем разрушается. Поэтому параллельно исследователи разработали специальный цемент с функцией самовосстановления. Для этого ученые модифицировали состав специальными добавками. Одна из них при попадании воды в трещину вступает с ней в химическую реакцию, растворяясь и заполняя повреждение. Другая добавка разбухает, увеличивается в объеме и перекрывает зазор. Такой состав может полностью перекрыть искусственно созданную трещину всего за 14 часов, в то время как традиционные добавки не способны ее перекрыть.
— Лабораторные испытания показали конкретные преимущества нового решения. Во-первых, система буферных жидкостей обеспечила увеличение прочности сцепления с цементом в 4 раза по сравнению с применяемыми сегодня составами. Во-вторых, был создан самовосстанавливающийся цемент, который полностью перекрывал микротрещину всего за 14 часов, — объяснил Вадим Дерендяев, младший научный сотрудник кафедры «Нефтегазовые технологии» ПНИПУ.
Предложенные материалы эффективны, поскольку на рынке России сегодня нет таких аналогов, которые бы комплексно решали проблему очистки скважины и ее защиты от обводнения. Новую систему можно внедрять на месторождениях для повышения защиты скважин в условиях высоких нагрузок — например, на тех, где планируются работы по проведению гидроразрыва пласта.
Важно, что разработка актуальна для России, поскольку может существенно снизить риск преждевременного обводнения и повысить экономическую эффективность добычи на сложных объектах.
Российские исследователи разработали самовосстанавливающийся цемент для защиты нефтяных скважин
До сих пор большинство исследований связывали травматический опыт прежде всего со слуховыми галлюцинациями — «голосами», считающимися одним из ключевых симптомов шизофрении и других психотических расстройств. Галлюцинации, однако, могут затрагивать все органы чувств: зрение, обоняние, осязание и даже вкус. Удивительно, но именно такие «неслуховые» симптомы долго оставались в тени.
Изменить привычный фокус в изучении галлюцинаций удалось группе ученых под руководством Микаэлы Бере (Mikaela Bere) и Вей Лин То (Wei Lin Toh) из Технического университета Суинберна (Австралия). В исследовании, результаты которого опбликовали в журнале Schizophrenia Research, участвовали 66 человек с диагнозами шизофренического спектра или аффективных расстройств с психотическими симптомами.
Все испытуемые прошли подробное клиническое интервью, в рамках которого ученые оценивали галлюцинации по разным сенсорным модальностям: слуховые, зрительные, тактильные, обонятельные и вкусовые.
[shesht-info-block number=1]
Для этого авторы научной работы использовали расширенную версию шкалы мультимодальных галлюцинаций (MHS). Она позволяет учитывать не только сам факт их наличия, но и частоту, продолжительность, интенсивность, степень дистресса и влияние на повседневную жизнь.
Травматический опыт оценивали с помощью модифицированной шкалы жизненных стрессов (Life-Stressor Checklist). В отличие от многих предыдущих работ, Бере и Лин То разделили травмы по типам (сексуальные, физические, эмоциональные) и по возрасту их переживания — до 16 лет и после 17. При этом учитывали не только наличие травмы, но и субъективную тяжесть ее воздействия на протяжении всей жизни.
Результаты оказались неожиданными. Количество разных типов галлюцинаций (например, сочетание слуховых и зрительных) не было напрямую связано с общим числом травматических событий. Однако тяжесть зрительных галлюцинаций демонстрировала корреляцию как с количеством пережитых травм, так и с общей выраженностью их влияния на психическое здоровье. Ключевым фактором при этом оказалось сексуальное насилие: ни физическая, ни эмоциональная травма такой связи не показали.
[shesht-info-block number=2]
Примечательным было и распределение по возрасту. Участники, пережившие такую травму в детстве и взрослом возрасте, сообщили о наибольшей тяжести зрительных галлюцинаций. Как, впрочем, и самой травмы. При этом люди, столкнувшиеся с сексуальным насилием только в детстве или взрослом возрасте, не продемонстрировали строгой статистической значимости. Различия между группами указали на возможный кумулятивный эффект — повторная травма может усиливать клинические проявления.
Открытие, по мнению авторов, смещает акцент с традиционного изучения слуховых галлюцинаций на другие сенсорные модальности (зрительные) и подчеркивает необходимость учета травм как в детском, так и во взрослом возрасте. Результаты также выявили специфику связи между типами травмы и галлюцинаций.
Хотя работа носит предварительный характер и требует повторения на более крупных выборках, она уже усиливает аргументы в пользу более эффективной и персонализированной психотерапии.
У жертв сексуального насилия чаще возникали визуальные галлюцинации
Игуанодонты — птицетазовые растительноядные динозавры, жившие в юрском и меловом периодах (164-66 миллионов лет назад). Впервые игуанодонтов описали в начале 1800-х годов, с тех пор их окаменевшие останки находят на всех континентах планеты.
Теперь эта давно существующая ветвь генеалогического древа динозавров пополнилась новым членом: китайские палеонтологи, статья которых опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution, идентифицировали ранее неизвестный вид, обладающий типом покрова тела, никогда прежде не описанным ни у одного динозавра.
Исключительно хорошо сохранившиеся окаменевшие останки молодого игуанодонта, жившего в раннем меловом периоде, примерно 125 миллионов лет назад, нашли на северо-востоке Китая. Причем великолепно сохранился не только скелет, но даже клетки кожи вымершей рептилии, что уникально, поскольку на протяжении миллионов лет мягкие ткани, как правило, полностью деградируют.
Новый вид получил название Haolong dongi в честь китайского палеонтолога Дун Чжимина, внесшего значительный вклад в исследование динозавров в КНР.
[shesht-info-block number=1]
Ученые обнаружили, что вдоль хвоста Haolong dongi был покрыт крупными перекрывающимися щитовидными чешуйками. На шее и груди были бугорчатые чешуйки, рисунок которых заметно отличался от рисунка чешуек, описанного у других игуанодонтов. Оказалось также, что эти чешуйки перемежаются шипами.
Эти накожные шипы, поскольку они берут начало в коже, покрывали большую часть тела динозавра. В отличие от рогов или костных пластин, они не были сплошными, твердыми образованиями. Вместо этого они представляли собой полые структуры, как иглы дикобраза. Подобная особенность прежде никогда не наблюдалась у динозавров.
Haolong dongi был травоядным, но в раннем меловом периоде, когда он жил, в тех же экосистемах охотились небольшие плотоядные динозавры. Исследователи предположили, что полые шипы были защитной адаптацией, которая, подобно иглам дикобраза, позволяла отпугивать хищников.
[shesht-info-block number=2]
Кроме того, шипы могли служить для терморегуляции, то есть помогать Haolong dongi регулировать температуру тела, поскольку увеличивали площадь поверхности кожи. Еще одна гипотеза: шипы сыграли роль сенсоров, помогая игуанодонту вовремя выявлять хищников или изменения окружающей среды.
Поскольку обнаруженный экземпляр Haolong dongi — юная особь, ученые не исключили, что взрослые особи этого вида по мере созревания могли терять шипы. Чтобы выяснить, так ли это, требуются дальнейшие исследования.
Исследователи неоднократно подтверждали, что гренландский ледниковый щит тает ускоренными темпами. Среди ключевых последствий этого процесса — повышение уровня Мирового океана, нарушение сложившихся пищевых цепочек и трансформация привычных условий обитания морских млекопитающих. Особое место в этой системе занимает кольчатая нерпа — самый многочисленный тюлень Арктики, служащий основной добычей для белых медведей и на протяжении столетий обеспечивающий существование коренных общин Гренландии.
Еще в XIX веке ученые высказывали предположения, что зоны выхода ледниковых вод привлекают морских животных, однако механизм этого явления и его реальная значимость для хищников долгое время оставались предметом научных дискуссий. Ледниковый сток создает мощный подъем глубинных вод: пресная вода под давлением поднимается с глубины, вынося к поверхности питательные вещества, которые запускают бурный рост фитопланктона. За ним следует зоопланктон, а затем и рыба, прежде всего сайка. Однако наблюдать за поведением тюленей в непосредственной близости от ледников крайне сложно и опасно, а дистанционные методы не позволяют надежно отличить кормовое поведение от обычного перемещения.
Вопрос о том, как изменение климата сказывается на кормовой базе нерпы, остается критически важным для прогнозирования будущего этого вида. Особую актуальность представляет задача выявления связи между присутствием нерп и их активным питанием в зонах контакта ледников с морем. Ученым удалось установить эту связь, статья об этом вышла в журнале Nature.
Во время полевых работ 2022 и 2023 годов местные охотники передавали исследователям желудки добытых нерп с точной фиксацией координат промысла. Высокая скорость пищеварения у этого вида позволила рассматривать содержимое желудков как мгновенный снимок последнего кормления, жестко привязанный к конкретной точке акватории. Всего собрали и проанализировали 42 образца. Параллельно авторы провели гидроакустическую съемку фьорда для объективной оценки распределения потенциальной добычи.
Анализ полученных данных показал, что нерпы, добытые вблизи ледниковых фронтов, имели полные желудки, тогда как особи, пойманные дальше, значительно чаще оказывались голодными. Вес содержимого желудка закономерно снижался по мере удаления от ледника.
[shesht-info-block number=1]
Изучение рациона продемонстрировало, что основу питания в приледниковых зонах составляет сайка — вид, образующий плотные скопления именно в этих водах. Вдали от ледников рацион становился более разнообразным, что отражает смену кормовой стратегии: там, где доступна крупная энергоемкая рыба, тюлени предпочитают охотиться на нее, не тратя время на выслеживание мелких рачков.
Таким образом, совокупность полученных данных свидетельствует о том, что фронты ледников служат критически важными нагульными пастбищами для кольчатой нерпы в летний сезон. В условиях ускоряющегося таяния ледников продуктивность приледниковых зон резко падает, и богатые кормовые угодья исчезают. Лишаясь доступа к сайке, нерпы вынуждены либо переключаться на менее калорийный корм, либо искать новые охотничьи территории, что неизбежно скажется на их физическом состоянии и выживаемости.
Среди используемых в медицине препаратов есть взаимодействующие с ДНК со своими побочными эффектами. В рамках нового исследования ученые предположили, что некоторые лекарства (в частности, акридиновые красители) могут денатурировать белки. То есть нарушать их природную трехмерную форму, что делает невозможным выполнение биологических функций. В результате в клетке развивается состояние теплового шока. Это неспецифический ответ, помогающий пережить разного рода негативные воздействия, вызывающие «поломку» белков. Причиной может быть не только перегрев, но и, скажем, эффект токсических веществ или радиации.
Ученые исследовали красители 9-аминоакридин и акридин оранжевый — вещества с известными мутагенными свойствами. При этом первый используют как антисептик, второй — для фотодинамической терапии онкологических заболеваний. Оба препарата вызывают мутации со сдвигом рамки считывания, при которых вставка или выпадение нуклеотидов «сбивают» прочтение последовательности ДНК. Это связано с интеркаляцией — проникновением таких красителей между азотистыми основаниями нуклеиновой кислоты.
Эти мутагены также могут влиять на состояние других компонентов клетки, в том числе белков. И тем самым вызывают у принимающих их пациентов нежелательные эффекты. Чтобы прояснить вопрос, ученые использовали люминесцентные биосенсоры (lux-биосенсоры) на основе рекомбинантных бактерий кишечной палочки Escherichia coli.
Это клетки микробов, в которые ввели нужные для люминесценции гены в связке с «переключателями» — чувствительными к тепловому шоку промоторами. Если такие «живые сенсоры» испытывали стресс, то активация генов люминесценции и синтез соответствующих белков вызывали свечение. Оно наглядно говорило о запуске реакции теплового шока, которую таким образом можно количественно оценить.
В работе ученым также помогли методы количественной ПЦР с обратной транскрипцией в реальном времени (RT-qPCR) и нанодифференциальная сканирующая флуориметрия (nanoDSF). Первый позволяет оценить, насколько увеличился синтез РНК генов теплового шока, второй оценивает стабильность трехмерной формы белков по их «собственному» свечению (флуоресценции ароматических аминокислот). Результаты опубликованы в журнале Biosensors.
Оказалось, что исследованные акридиновые красители действительно запускают реакцию теплового шока у бактерий. Несмотря на очень похожее строение молекул, два акридиновых красителя повели себя в эксперименте по-разному, показав отличия в механизме воздействия на белки. Только один из них — акридин оранжевый — вызывал денатурацию белков. То есть нарушил их трехмерную форму, переведя в неупорядоченное состояние, при котором невозможно выполнение биологической функции.
Это было проверено на люциферазе — белке, из-за которого клетки E. coli люминесцируют. Краситель снизил температуру плавления как люциферазы, так и более устойчивого к нагреванию белка L-метионин-гамма-лиазы (MGL).
Акридин оранжевый активировал определенные промоторы и защитные механизмы клетки теплового шока, а именно опосредованные белками sigma E и sigma 32. При этом 9-аминоакридин слабее денатурировал белки и «включал» sigma E механизм в меньшей степени, зато активировал промотор PluxC из бактерии Photorhabdus luminescens.
PluxC также чувствителен к повышенной температуре, однако работает иначе. По-видимому, он активируется системой ответа на тепловой шок за счет денатурации уже не белка, а матричной РНК. Точнее, образованной ею шпильки — устойчивой изогнутой структуры.
Отлаженный алгоритм работы с клеточными биосенсорами в данном случае встретил затруднения, связанные с особенностями тестируемых веществ. Высокая общая токсичность и эффект экранирования люминесценции акридином оранжевым затрудняли использование lux-биосенсоров. А чувствительность RT-qPCR оказалась недостаточной, чтобы точно зафиксировать реакцию теплового шока, вызванного 9-аминоакридином.
Отсюда следует вывод, что для исследований активации белков теплового шока или влияющих на люминесценцию препаратов лучше использовать люминесцентные биосенсоры и RT-qPCR совместно.
«В результате исследования показано, что производные акридина — 9-аминоакридин и акридин оранжевый — способны вызывать клеточный тепловой шок. Этот эффект, что примечательно, отличается для двух производных акридина: акридин оранжевый достаточно сильно нарушает структуру белков, в то время как 9-аминоакридин скорее расплетает вторичную структуру матричной РНК, активируя последующее состояние теплового шока. Знание о способности веществ вызывать тепловой шок может быть использовано для разработки технологии в сочетании с лучевой терапией рака. Например, добавление супрессоров теплового шока может усилить фармакологическое действие акридинов. Относительная репрезентативность и простота исследования достигнуты с помощью цельноклеточных биосенсоров на основе клеток E. coli с гибридными плазмидами: pGrpE-lux, pIbpA-lux, pGrpE-lux и pXen7. Это люминесцирующие бактерии, свечение которых возрастает в случае теплового шока под контролем различных генетических механизмов, что позволяет судить о конкретном механизме ответа на стресс», — отметил руководитель работы, заведующий лабораторией молекулярной генетики МФТИ Илья Манухов.
Используемые в медицине акридиновые красители запустили защитную реакцию клетки разными способами
Долгое время эволюционная биология опиралась на концепцию индивидуального успеха. Например, Ричард Докинз в 1970-х годах широко популяризировал идею «эгоистичного гена». Согласно ей, все живые существа функционируют как машины для выживания и передачи генетического кода. Любое поведение, даже внешне благородное, в конечном счете служит лишь копированию ДНК. В такой логике истинный альтруизм кажется ошибкой или обманом, ведь трата ресурсов на помощь ближнему снижает личные шансы особи оставить потомство.
Научное сообщество десятилетиями скептически относилось к идее, что эволюция могла «заботиться» о благе группы, а не индивида. Критики считали, что в любом коллективе альтруистов неизбежно появится эгоист, который воспользуется чужой добротой, заберет все ресурсы и вытеснит остальных.
Однако наблюдения часто противоречили идее абсолютного эгоизма. Чтобы разобраться в этом, исследователи предложили концепцию многоуровневого отбора (MLS). Она предполагает, что отбор может идти одновременно на разных уровнях — от генов и клеток до групп и сообществ организмов. Значит, черта, невыгодная для отдельной особи, может быть выгодной для группы, и наоборот.
[shesht-info-block number=1]
Биологи провели библиографический обзор 2800 научных статей, 280 из которых предоставили эмпирические доказательства многоуровневого отбора. Результаты опубликовали в журнале Frontiers in Ecology and Evolution.
Несколько наглядных примеров: селекционеры пытались повысить яйценоскость кур. В первом случае они отбирали самых продуктивных несушек в клетке и получали от них потомство. Такая стратегия привела к провалу: отобранные особи оказывались самыми агрессивными и заклевывали соседок ради доступа к корму. В результате популяция состояла из злобных птиц, а общая продуктивность клетки снизилась.
В параллельном эксперименте селекционеры оценивали не конкретную курицу, а общую производительность клетки и оставляли потомство от самых успешных групп. Итог оказался противоположным: сформировалась линия миролюбивых птиц, смертность упала, яйценоскость выросла на 160% за пять поколений.
Распределение 280 исследований, подтверждающих эмпирически многоуровневый отбор, по системам и типам исследований: (A) исследования in situ; (B) экспериментальные исследования; (C) системы исследований. / Cesar Marin et al./Frontiers in Ecology and Evolution (2026)
В другой научной работе отбор шел на количество особей. Когда ученые поощряли малые группы мучных жуков Tribolium castaneum, насекомые быстро выработали эволюционный ответ — каннибализм. Жуки начали поедать яйца сородичей, чтобы искусственно поддерживать низкую численность популяции и соответствовать условиям отбора.
Еще в одном примере биологи отбирали дрожжевые культуры по признаку скорости оседания на дно, что требовало сцепления клеток. Всего за 600 раундов отбора дрожжи эволюционировали в многоклеточные структуры, стали в 20 000 раз больше предков и в 10 000 раз прочнее. Клетки «научились» не разделяться после деления, чтобы выживать в новых условиях. Так групповое давление запустило переход от одноклеточности к многоклеточности.
Полевые исследования подтвердили, что подобные процессы идут и в дикой природе. У зеленоголовых муравьев Rhytidoponera metallica лучше выживали те муравейники, где состав яда у рабочих был максимально разнообразным. Это позволяло колонии эффективнее защищаться от хищников и добывать больше ресурсов.
[shesht-info-block number=2]
Обзор подвел итог давнему спору: эволюция — это баланс сил. Вектор естественного отбора складывается из двух разнонаправленных воздействий. Индивидуальный отбор внутри коллектива поощряет эгоистичное поведение — способность перетянуть ресурсы на себя. Однако межгрупповой отбор столь же неизбежно поощряет кооперацию и подавление эгоизма.
Итоговый результат зависит от того, какое давление окажется сильнее в конкретных условиях среды. Более того, ученые пришли к «смелому» выводу: в истории жизни на Земле — от первых клеток до человеческих цивилизаций — крупные эволюционные переходы случались именно тогда, когда отбор на уровне групп перевешивал интересы одиночек.
Естественный отбор поощрял не только сильных одиночек, но и целые группы
Двойное захоронение эпохи верхнего палеолита нашли в 1963 году в пещере Гротта-дель-Ромито на юге Италии, и с тех пор оно вызывало у специалистов много вопросов.
Два человека были похоронены в объятиях друг друга: Ромито-2, более молодой человек с заметно укороченными конечностями, которого до сих пор считали мужчиной, покоился на руках Ромито-1, считавшегося взрослой женщиной. Признаков травм на костях не было. Рост Ромито-2 составлял всего около 110 сантиметров. Ромито-1 тоже был ниже среднего для того времени роста, примерно 145 сантиметров.
На протяжении многих лет ученые спорили о половой принадлежности этих людей, их возможной родственной связи и о том, может ли низкий рост объясняться одним и тем же заболеванием.
Международная команда исследователей из Австрии, Италии, Португалии и Бельгии, статья которых вышла в журнале New England Journal of Medicine, извлекла древнюю ДНК из окаменевшей височной кости обоих скелетов — области, известной своей способностью сохранять генетический материал. Результаты анализа ДНК показали, что оба человека принадлежали к женскому полу и были родственниками первой степени родства — скорее всего, взрослой матерью и дочерью-подростком.
Затем ученые проанализировали гены, участвующие в росте костей, и сравнили обнаруженные варианты с современными медицинскими данными. У Ромито-2 выявили гомозиготную мутацию в гене NPR2, играющем ключевую роль в развитии костей.
[shesht-info-block number=1]
Такая мутация наблюдается при акромезомелической дисплазии типа Марото — очень редком наследственном заболевании, для которого характерны выраженная низкорослость и значительное укорочение конечностей. Это самый ранний генетический диагноз, когда-либо поставленный человеку, подчеркнули ученые.
У Ромито-1 обнаружили только одну измененную копию того же гена, что связано с более мягкой формой низкорослости. Это объясняет разницу в росте между двумя женщинами.
Как отметили исследователи, открытие не только помогло разгадать давнюю загадку, но и доказало, что редкие генетические заболевания — не современное явление: они существовали на протяжении всей истории человечества.
Еще один вывод, который сделали ученые, связан с существованием заботы и социальной поддержки улюдей, живших в ледниковом периоде.
То, что Ромито-2, несмотря на серьезные физические проблемы, дожила до подросткового, а возможно, и до взрослого возраста, свидетельствует о том, что она получала постоянную заботу и поддержку от своего сообщества, включая помощь с едой и передвижением. О том же может говорить тот факт, что ее похоронили в объятиях матери.
У девочки-подростка из верхнего палеолита нашли редкое генетическое заболевание
Речь идет о новой технологии, которая получила название «усиленное выветривание горных пород» (enhanced rock weathering, ERW). Измельченные силикатные горные породы предлагается добавлять в почву, используемую для выращивания сельскохозяйственных культур.
Когда порошок естественным образом вступает в реакцию с углекислым газом, образуются такие минералы, как кальций, магний и железо. Это может снизить потребность в синтетических удобрениях, сделать почву менее кислой, обогатить ее питательными веществами и повысить ее урожайность.
Исследователи из Корнеллского университета (США), статья которых опубликована в журнале Communications Sustainability, смоделировали пять сценариев внедрения метода усиленного выветривания горных пород.
Сценарии учитывают реалии, которые могут отражаться на том, насколько готовы те или иные страны и регионы к применению нового метода. Речь идет о социальных и политических условиях, а также о том, как именно там происходило в прошлом внедрение других новых технологий в сельском хозяйстве, таких как использование удобрений и искусственного орошения. Этот метод может быть особенно привлекателен именно из-за потенциальных сопутствующих выгод для фермеров, что может ускорить его внедрение, отметили исследователи.
[shesht-info-block number=1]
В итоге ученые пришли к выводу: чтобы существенно повлиять на глобальное потепление и принести реальную пользу, технологию необходимо применять на планете как можно более широко, особенно в странах Глобального Юга (развивающихся государствах Азии, Африки и Латинской Америки). В этих регионах усиленному выветриванию горных пород будет способствовать теплый и влажный климат.
Как показали расчеты, в зависимости от сценария благодаря этому методу из атмосферы может удаляться от 0,35 до 0,76 гигатонны диоксида углерода в год к 2050 году и от 0,7 до 1,1 гигатонны диоксида углерода в год к 2100-му, что примерно эквивалентно ежегодным выбросам крупной промышленной экономики.
Скорее всего, поначалу богатые страны будут лидировать, но к 2050 году такие государства, как Индия и Бразилия, обгонят их благодаря ускоренному внедрению и благоприятным биофизическим условиям. Согласно прогнозам, доля поглощения диоксида углерода странами с низким и средним уровнем дохода вырастет с 20-29% в 2040 году примерно до 60% к 2100-му.
Хотя технология усиленного выветривания горных пород все еще на стадии разработки, она привлекла внимание не только исследователей, но и частных компаний. Например, Microsoft и Stripe инвестировали миллионы, чтобы включить этот метод удаления диоксида углерода из атмосферы в свои портфели.
На борьбу с глобальным потеплением предложили направить каменную пыль