Время в фокусе открытий:

28 ноября 2016

    Такси по доставке генов

    Бактерии размножаются простым делением; при этом генетический материал не перемешивается, как то бывает при сексуальном размножении. Новые генетические комбинации возникают у микроорганизмов лишь путем конъюгации. Так называют процесс, при котором часть генетического материала переносится от одной клетки («мужской») к другой («женской»).
    Вирджиния Уотерс из Калифорнийского университета доказала, что бактерии могут переносить гены в клетки тела животных. Такой трансфер возможен, если бактерия содержит особую плазмиду, которая и помогает доставлять гены.
    Открытие это очень важно. Во-первых, оно, возможно, объясняет, почему в ДНК человека есть гены, расположенные в точно такой же последовательности, как у микроорганизмов. Так, при расшифровке генома человека обнаружилось, что в нем имеется 41 ген, присущий бактерии Escherichia coli — кишечной палочке. Очевидно, в нашу ДНК они попали прямиком от этой бактерии.
    Во-вторых, бактерии можно использовать как «генетические такси». Так, ту же кишечную палочку можно снабдить каким-то полезным геном, способным избавить от генетического дефекта, а значит, и наследственной болезни. С некоторой долей вероятности этот ген проникнет в клетку слизистой оболочки кишечника. Такой вид генетического трансфера безопаснее, чем другие предлагавшиеся ранее способы.
    Кстати, в мире растений уже используют «генетическое такси» — бактерию Agrobacterium tumefaciens. Ее Ti-плазмида помогает перепрограммировать растения.

    Геббельс, тебе не быть вожаком стаи!

    В 1951 году зоолог из ГДР Гюнтер Темброк основал в Восточном Берлине архив, куда начал собирать голоса птиц и зверей. За полвека работы собрано около 120 тысяч записей голосов 580 видов млекопитающих и 1800 видов птиц. В последние годы Темброк увлекся сравнительным исследованием голосов. Порой это приводит к неожиданным открытиям, которые кто-то назовет пустячными, кто-то — многозначительными.
    Так, знаменитый возглас Геббельса: «Wollt ihr den totalen Krieg?» («Так вы хотите тотальной войны?») своим отрывистым звучанием напоминает не только более длинную тираду Эриха Хонеккера: «Es lebe der 40. Jahrestag der Deutschen Demokratischen Republik!» («Да здравствует сороковая годовщина Германской Демократической Республики!»), но еще — что более интересно — крик возбужденного шимпанзе, который призывает своих сторонников сплотиться ради схватки за более высокое место в иерархии стаи.
    Во всех трех случаях сонограмма (запись голоса) имеет характерный вид. Сперва оратор сбивается на крик частотой до 400 Герц. Отдельные звуки выглядят на сонограмме, как сталактиты. Гласные тянутся почти полсекунды.

    Танец двух квантовых облаков

    В квантовом мире действует странная «телепатия»: разные частицы могут вести себя так, словно это одна и та же частица. Не способные даже обменяться информацией со своими двойниками, они, тем не менее, моментально узнают о любых переменах их свойств и вторят им. Так, можно представить себе эти частицы в виде игральных костей: если бросок одной из костей в Каире принесет «шестерку», то вторая кость, брошенная в ту же секунду на стол в Багдаде, принесет также шесть очков. Эти частицы ведут себя, словно зеркала, отражающие лишь друг друга.
    До сих пор удавалось «связать», самое большее, всего четыре атома. Чем больше частиц «сообщаются» друг с другом, тем неустойчивее их связь. Любое внешнее влияние нарушает ее.
    Тем удивительнее опыт, поставленный группой датских ученых во главе с Брианом Юльсгаардом. В течение некоторого времени они удерживали в «связанном» состоянии триллионы (!) атомов.
    Вот как проходил опыт. Два небольших стеклянных сосуда, наполненных парами цезия — своего рода атомарными облаками, поместили в мощное магнитное поле и направили на них поляризованный свет. Магнитные моменты атомов и их моменты количества движения, или спины были соответственно ориентированы в этом поле. В каждом из сосудов половина спинов была направлена вверх, а другая — вниз.
    Затем на оба стоявших рядом сосуда направили пульсирующий лазерный луч определенной частоты. Взаимодействуя с ним, оба атомарных облака оказались в особом квантомеханическом состоянии: оно явилось наложением двух равноправных состояний. В одном случае большая часть спинов была направлена вверх, в другом — вниз. Спин каждого атомарного облака складывался из множества отдельных спинов, причем неизвестно было, как они ориентированы. Поэтому вероятность того, что спин атомарного облака будет направлен вверх или вниз, казалась одинаково велика.
    Однако всякий раз суммарные направления спинов в обоих сосудах совпадали. Таким образом, атомарные облака пребывали в «связанном» состоянии. Ввиду их огромных размеров для них не играло особой роли, если один из атомов подвергался внешнему воздействию, например, сталкивался со стенкой сосуда. Лишь через половину миллисекунды, когда большая часть атомов успевала подвергнуться внешнему воздействию, «связанное» состояние исчезало.
    «Связанные» атомарные облака можно использовать для телепортации квантовых состояний из одной области пространства в другую. Подобные эффекты будут играть важнейшую роль в квантовых компьютерах. Правда, вместо атомарных облаков в них будут использованы электроны в полупроводниковых материалах: спины электронов ориентируют с помощью магнитного поля, а затем направят на них лазерный луч, что и вызовет переход к связанному состоянию. Впрочем, пока неизвестно, удастся ли компьютеру, устроенному по такому принципу, проделать хотя бы несколько сотен операций, прежде чем «связанное» состояние пройдет.

    Здесь уместно будет вспомнить, что в 1964 году математик Джон Белл высказал удивительную гипотезу. Вселенная так бесконечно велика, что целые ее области можно рассматривать, как крохотные «квантовые частицы». Эти «частицы» могут быть «связаны» друг с другом. Тогда все, что происходит в одном из уголков Вселенной, например на планете Земля, может в ту же секунду, по законам квантовой физики, повторяться на планете Земля-2, лежащей за миллиарды световых лет от нас. Таинственное Нечто связывает друг с другом и эти планеты, и атомарные облака, и фотоны, и двух искателей удачи, застывших с игральными костями в руках, один — в Каире, другой — в Багдаде. «Это было вышедшее из звезд число… непреложность той единственной суммы, знаменует ли оно… случайность»

    У Везувия есть еще порох в пороховницах!

    В течение последних семи лет велось детальное исследование недр Везувия. По его результатам геологи из Неапольского университета во главе с Паоло Касперини наконец обнаружили на глубине восьми километров обширный магматический резервуар. Он напоминает плоскую, но очень вытянутую линзу. Его высота — не более полукилометра, а площадь, занимаемая им, достигает четырехсот квадратных километров.
    По оценкам геологов, здесь скопилось до двухсот кубических километров расплавленной породы. Это примерно в четыре раза больше количества магмы, излившейся из кратера Везувия за последние 40 тысяч лет — с тех пор, как начались извержения этого вулкана. Таким образом, запасов магмы хватит Везувию еще на 160 тысяч лет.

    Гоминиды в Палестине

    Несколько лет назад в десяти километрах к югу от Генисаретского озера были обнаружены каменные орудия и другие артефакты, изготовленные древними людьми.
    Лишь недавно американские ученые датировали эту находку. Они прибегли к палеомагнитному методу, основанному на том, что магнитное поле Земли на протяжении миллионов лет не раз меняло свое направление. Исследовав слои породы, окружавшие находку, и определив, как было ориентировано магнитное поле, ученые пришли к выводу, что возраст предметов — около 1,7 — 2 миллионов лет. Таким образом, они оказались древнейшими орудиями труда, найденными за пределами Африки. До сих пор антропологи могли лишь предполагать, что, покинув Африку, гоминиды миновали Палестину и расселились в Азии и Европе.