Глобальное потепление скажется на фауне Мирового океана, думают ученые

Украинские ученые попытались решить парадокс Ферми

Украинские ученые предложили модель развития цивилизаций во Вселенной, из которой косвенным образом следует решение знаменитого парадокса Ферми (хотя напрямую им не удалось его решить). Работа пока не опубликована в рецензируемом научном журнале, но ее препринт доступен на сайте arXiv.org.

Парадокс Ферми был предложен итальянским физиком Энрико Ферми. Кратчайшая формулировка парадокса звучит так: "Если внеземные цивилизации существуют, то где они?" Физик апеллировал к тому, что ученые до сих пор не обнаружили надежных доказательств в пользу наличия во Вселенной других разумных существ, и этот факт ставит под сомнение их существование.

Авторы новой работы рассматривали следующие стадии развития цивилизаций: зарождение, расширение зоны влияния и, наконец, угасание и исчезновение. При определенных обстоятельствах - когда несколько цивилизаций существуют в относительной близости в пространстве и времени - у них есть высокие шансы на встречу. В этом случае обмен идеями и технологиями между представителями разных групп разумных существ может помочь каждой из них продлить время своего существования.

Ученые рассмотрели, как будут взаимодействовать несколько цивилизаций, используя клеточный автомат. Этим термином называют набор клеток, которые образуют периодическую решетку с заданными правилами перехода, определяющими состояние клетки в следующий момент времени через состояние клеток, находящихся от нее не дальше некоторого заданного расстояния, в текущий момент времени. Исследователи построили модель условной Вселенной, используя автомат, состоящий из 108 клеток (104 на 104 клеток).

Авторы новой работы использовали несколько параметров Вселенной: вероятность зарождения цивилизации, ее среднее время жизни и дополнительное время, которое появляется при встрече с другими цивилизациями. Изменяя значение этих параметров, ученые обнаружили, что при определенном их сочетании происходит подобие фазового перехода "подопытной" Вселенной: из состояния, когда цивилизации не могут встретиться, она переходит в состояние, когда такие пересечения происходят с высокой вероятностью и разумные существа заполняют максимально возможный объем пространства.

На основании полученных данных исследователи создали уравнение, напоминающее известное уравнение Дрейка, которое оценивает вероятность существования во Вселенной иных цивилизаций в зависимости от значения большого количества исходных параметров.

Авторы новой работы не смогли дать ответ на вопрос о том, к какому типу Вселенных относится Вселенная, где обитает человечество (то есть, фактически, решить парадокс Ферми). Как отмечают ученые, для того чтобы определить это, необходимо время. Иными словами, как и в случае уравнения Дрейка, на сегодняшний день у ученых слишком мало данных для того, чтобы ответить на вопрос о существовании других цивилизаций.

Стволовые клетки против бесплодия

Китайские исследователи из Университета Шанхая сделали еще один шаг на пути в борьбе с женским бесплодием. Ученым удалось создать полноценную яйцеклетку из стволовых клеток молодого и взрослого организмов. Правда, пока ученые говорят о таком методе только применительно к лабораторным мышам, но в перспективе аналогичный метод может быть использован и на людях.

В настоящее время в научных кругах также есть способ искусственного производства яйцеклеток, правда они в этом случае называются ооциты и необходимы они для частичного производства организмов в репродуктивных и исследовательских целях.

В статье, опубликованной сегодня в научном журнале Nature Cell Biology, китайские исследователи говорят, что они нашли способ генерации яйцеклеток из стволовых клеток, полученных из яичников взрослых мышей-самок. "Открытие может иметь большое значение в репродуктивной медицине будущего", - пишут шанхайские ученые.

Профессор Ву Джи из Школы биотехнологий при Шанхайском университете сообщает, что его группе удалось извлечь и изолировать на 5 суток женские половые клетки, выращенные из стволовых клеток взрослых мышей. Далее клетки инкубировали на протяжении полугода и пересадили в организмы взрослых мышей-самок. После того, как самки прошли через процесс естественного оплодотворения, в 80% случаев "выращенные" яйцеклетки успешно оплодотворились и мыши давали вполне здоровое потомство.

"Наши результаты свидетельствуют о том, что яйцеклетки могут производиться даже в особях прошедших стерилизацию, после этого те же особи могли давать потомство", - говорится в статье.

Ученые говорят, что их выводы важны еще и потому, что в отличие от мужского организма, производящего половые клетки на протяжении всей жизни, женский организм имеет лимитированное число яйцеклеток, которое женщина получает при рождении. Новый метод позволяет производить яйцеклетки практически в неограниченном количестве.

Вместе с тем, ученые говорят, что говорить о полном успехе их метода пока рано, так как надо тщательно исследовать потомство мышей на предмет генетических и иных дефектов.

Расшифрован геном "ледяного человека" Отци

Ученые расшифровали геном "ледяного человека" Отци, который жил в Европе около 5,3 тысячи лет назад. Предварительные итоги анализа генома исследователи из Испании и Германии планируют опубликовать в 2011 году. Коротко об их работе пишет немецкий портал The Local.

Специалистам удалось определить последовательность 95 процентов ДНК Отци, извлеченной из его кости. Оставшиеся пять процентов - это ДНК, богатая повторами и не содержащая генов. Ее расшифровка является очень трудоемкой задачей даже если речь идет о работе с большим количеством хорошо сохранившейся ДНК. В случае с Отци сохранность нуклеиновых кислот весьма посредственная, поэтому расшифровка повторов становится еще более сложной.

Ученые, в первую очередь, планируют искать в ДНК "ледяного человека" гены, определяющие развитие типичных болезней у современных людей. В частности, исследователей интересуют гены, связанные с диабетом, раком, болезнью Альцгеймера и другими. Если в геноме Отци обнаружатся "плохие" гены, то ученые смогут лучше понять генетическую подоплеку развития наследственных болезней.

Помимо решения медицинских вопросов исследователи смогут установить, нет ли у Отци современных родственников, и если есть, то где они живут. Такой анализ поможет ученым прояснить пути миграции древних людей.

Останки Отци были найдены немецкими туристами в Альпах на границе Италии и Австрии в 1991 году. Из-за уникальной сохранности останков изначально Отци приняли за недавно убитого человека и даже завели уголовное дело. В результате многочисленных исследований выяснилось, что древний европеец умер не своей смертью - на его спине была найдена отметина от попадания стрелы, а также след от удара тяжелым предметом, возможно, камня, выпущенного из пращи.

Долгое время исследователи не могли выяснить род занятий Отци - многочисленные амулеты и татуировки указывали, что он мог быть шаманом, но также имелись свидетельства, что "ледяной человек" был охотником или скотоводом. В последнее время ученые склоняются именно к последней версии.

Глобальное потепление скажется на фауне Мирового океана, думают ученые

Температура воды играет ключевую роль в географическом распределении видового разнообразия морских обитателей, поэтому изменение климата может существенно повлиять на "структуру населения" Мирового океана, сообщают авторы статьи, опубликованной в среду в онлайн-версии журнала Nature.

Дерек Титтенсор (Derek Tittensor) из университета Дальхаузи (Канада) и его коллеги проанализировали видовое разнообразие 11 тысяч видов, представляющих 13 групп живых существ, от зоопланктона до акул и китов. Они установили, что температура воды сильно связана с уровнем биоразнообразия для всех этих групп.

"Нас поразило, насколько последовательно температура оказалась связана с разнообразием морских видов. Такая связь предполагает, что рост температуры (воды), например, вследствие изменения климата, может изменить картину распределения жизни в океане", - сказал Титтенсор, чьи слова приводит пресс-служба университета.

Авторы работы подчеркивают, что в то время как географическое распределение разнообразия видов известно для многих групп наземных организмов, жизнь в Мировом океане и ее географическая структура пока изучены недостаточно хорошо.

Ученые использовали данные международного исследовательского проекта "Перепись морской жизни" (Census of Marine Life), в рамках которого исследовательские группы из 80 стран с 2000 года изучают биоразнообразие океанов. Они составили карты видового разнообразия, в частности, для кораллов, рыб, обитающих в прибрежной зоне и открытом океане, китов, тюленей, акул и зоопланктона, а также для растений, приспособившихся жить в морских условиях - мангров и морских трав.

Ученых интересовало существование в Мировом океане так называемых "горячих точек биоразнообразия" (biodiversity hotspots), регионов, где одновременно обитает особенно много видов организмов, относящихся к различным группам.

Титтенсор и его коллеги выявили два "рисунка" распределения таких точек: видовое разнообразие организмов, обитающих в прибрежных водах, достигало максимума в западной части Тихого океана, у берегов Юго-Восточной Азии, тогда как для открытой воды такие районы находились на средних широтах.

Проверив, какие факторы окружающей среды могут объяснять такой характер распределения, исследователи заключили, что только температура статистически связана с географическим распределением всех групп видов.

Для прибрежных видов значение имели также доступность места обитания и исторический фактор - такие виды, как правило, менее мобильны и чаще концентрируются неподалеку от места возникновения, отмечают ученые.

При этом, как показали расчеты, воздействие человека на экосистемы в виде рыбной ловли, загрязнения окружающей среды, разрушения мест обитания и другой деятельности особенно сильно там, где видовое разнообразие больше. По мнению ученых, это может указывать на серьезный риск вымирания большого количества видов в этих районах.

"Последствия эксплуатации окружающей среды и ее загрязнения, разрушения мест обитания и изменения климата угрожают видовому разнообразию жизни в Мировом океане. Наше исследование дает дополнительные свидетельства того, что ограничение потепления в океане и других форм человеческого влияния будет особенно важным для сохранения этих "кладов" биоразнообразия в будущем", - заключил соавтор работы Камило Мора (Camilo Mora) из университета Дальхаузи.

Международная конвенция по сохранению биоразнообразия вступила в силу в конце 1993 года. Ее участницы, 193 страны мира, договорились объединить усилия по защите биологических видов, устойчивому использованию биоресурсов, а также обмениваться технологиями, которые позволяют сохранить природу.

В 2002 году конференция сторон конвенции приняла стратегический план, так называемые "Цели-2010", согласно которым значительное сокращение скорости исчезновения видов в глобальном, региональном и местном масштабах должно быть достигнуто к 2010 году, объявленному Международным годом биоразнообразия.

Однако, как ранее признала ООН в своем отчете Global Biodiversity Outlook ("Перспективы глобального биоразнообразия"), человечеству не удалось к 2010 году существенно снизить скорость исчезновения видов живых существ. Как сообщалось в отчете, ни одна из 21 более узких задач в рамках общей цели, поставленной в 2002 году, не была решена, а примерно 20% государств, принявших на себя обязательства по ее достижению, открыто заявили о своем провале.

Лидеры стран "большой восьмерки" на встрече в июне 2010 года также признали, что международные усилия по снижению темпов вымирания живой природы не принесли результатов, и объявили сокращение биоразнообразия серьезной угрозой для благосостояния человечества.
ria новости

Ученые измерили скорость исчезновения планктона

Ученые установили, что количество морского фитопланктона - микроорганизмов, составляющих основу многих пищевых цепей, - непрерывно сокращается со скоростью около одного процента в год с начала XX века. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а краткое изложение работы доступно на портале ScienceNOW.

Организмы, составляющие фитопланктон, являются автотрофами - то есть они способны синтезировать органические вещества из углекислого газа и воды. Эта реакция получила название фотосинтеза, и в качестве ее побочного продукта выделяется кислород. Оценивать количество фитопланктона в океанах можно при помощи спутников, и за 30 лет проведения наблюдений ученые установили, что численность этих микроорганизмов непрерывно падает.

Но 30 лет - это слишком маленький срок для того, чтобы делать выводы о том, является сокращение количества фитопланктона тенденцией или же этот процесс происходит только в последнее время. Авторы новой работы обработали данные, полученные моряками начиная с 1899 года. Мореплаватели не оценивали непосредственно количество планктона - при помощи прибора под названием диск Секки они определяли, насколько прозрачна вода, а уже этот параметр напрямую связан с содержанием планктона.

Проанализировав все доступные данные, ученые пришли к выводу, что количество планктона в океане сокращается с начала XX века со скоростью около одного процента в год. Пока исследователи не могут с уверенностью сказать, что является причиной вымирания планктона, но не исключают, что в этом "виноват" рост температур. Потепление приводит к выравниванию температур во всех слоях океана, а это ослабляет перемешивание воды. В результате перемешивания в верхние слои воды поступают питательные вещества, которые необходимы фитопланктону и без которых он начинает вымирать, рассказал порталу ABC News один из авторов исследования.

Исчезновение фитопланктона может привести к целому ряду последствий, которые изменят существующие биосистемы. Во-первых, фитопланктон лежит в основе пищевых цепей океана - этими микроорганизмами питаются хищные одноклеточные существа (зоопланктон), а зоопланктон, в свою очередь, является пищей для рыб, которых едят более крупные рыбы и морские млекопитающие. Сокращение численности фитопланктона нарушит все эти связи. Во-вторых, уменьшение количества фитопланктона приведет к тому, что океан будет поглощать меньше углекислого газа, а значит, увеличится его содержание в атмосфере, что будет способствовать дальнейшему росту температур и сокращению количества фитопланктона.

Коллеги авторов новой работы положительно отозвались о ней, так как до сих пор никто не использовал данные начала XX века настолько масштабно. Однако ученые указывают, что итоговая оценка может оказаться не совсем верной по той причине, что мореплаватели проводили измерения прозрачности воды нерегулярно.

Разработан новый метод восстановления поврежденных костей и суставов

Американские исследователи разработали новую технику, которая однажды может позволить докторам заново выращивать или восстанавливать поврежденные органы людей. Описанный в научном журнале The Lancet метод уже был использован на кроликах и исследователи смогли восстановить тазобедренный сустав животного за счет его же собственных стволовых клеток.

В публикации отмечается, что впервые в истории удалось регенерировать полностью внутренний орган, к которому впоследствии вернулись его функции. В будущем исследователи надеются применить разработку к пациентам, которые получили повреждения рук, ног, плечевого пояса или позвоночника.

В рамках экспериментов ученые удалили конечности у 10 кроликов и заменили из на искусственные конечности, аналогичные по форме костям. Искусственные конечности были пропитаны химическими и биологическими веществами, которые привлекают к себе стволовые клетки костей и суставов. Через месяц возле искусственных конечностей уже были сформированы соединительные ткани и животные могли нормально двигаться.

"Впервые нам удалось пересадить полный орган и вернуть его функции, включая вращение и передвижение", - говорит Джереми Мао, медик из Университета Колумбии. "Восстановление хрящевой и костной ткани за счет собственных стволовых клеток, а не клеток, привнесенных в организм извне, может существенно ускорить начало клинических испытаний. К примеру, пациентам, которым необходимо новое колено, плечо или бедро, можно имплантировать такие же биологические матрицы".

Исследователи, говорят что искусственное выращивание органов само по себе не ново, однако до сих пор органы выращивались в лабораторных условиях, а в качестве драйвера роста применялись внешние стволовые клетки. При трансплантации данных органов сохранялся высокий шанс отторжения. Недавно ученые научились выращивать ткани внутри органов. Теперь очередь дошла и до самих органов.

Авторы новой методики говорят, что до начала испытаний на людях еще пройдет год или два, но технически новый метод готов к использованию уже сейчас. Одним из ключевых преимуществ методики является то, что новый орган, связки, сосуды и прочие части вырастают за счет собственных процессов регенерации организма, поэтому риск отторжения почти отсутствует.

Правда, есть у нового метода одно ограничение: если он будет одобрен для применения на людях, то его будет нельзя применять на пожилых, так как здесь обменные процессы уже идут чересчур медленно, а вероятности физиотерапевтического вмешательства приходится сводить к минимуму.

У берегов Канады найден пропавший в XIX веке английский корабль

Канадские археологи обнаружили британский корабль, брошенный во льдах Арктики в 1853 году, сообщает BBC News в среду, 28 июля.

Исследователи из правительственного учреждения Parks Canada нашли английский военный корабль "Инвестигейтер" (Investigator) на глубине 25 футов (примерно 7,6 метра) под водой к востоку от северной части Канады. Поиски велись с использованием гидролокатора и металлодетекторов.

Сообщается, что древесина, из которой сделано судно, неплохо сохранилась: можно различить все доски на палубе и детали корпуса. Сотрудники Parks Canada изучат судно и найденные артефакты и составят их описание.

Исследователи также нашли могилы трех британских солдат, которые умерли от цинги во время экспедиции 1853 года. Канадские власти уже связались с британским правительством по поводу останков моряков.

"Инвестигейтер" под командованием Роберта Макклура покинул Великобританию в 1848 году, чтобы найти пропавшую экспедицию сэра Джона Франклина, отправившуюся несколькими годами ранее на поиски Северо-Западного прохода из Атлантического в Тихий океан.

Команда судна "Инвестигейтер" сделала две попытки отыскать Франклина и его людей, но в 1853 году корабль пришлось бросить, когда тот оказался заблокированным во льдах. Капитан Макклур и его команда, у которых вскоре закончились запасы еды, были спасены кораблями Королевского военного флота. Макклура считают первым европейцем, открывшим Северо-Западный проход.

Канадский министр окружающей среды Джим Прентис считает, что находка английского судна подкрепляет претензии Канады на владение Северо-Западным проходом. Канадское правительство уже не раз заявляло, что этот морской путь был получен в наследство от Великобритании, когда Канада обрела независимость, и, таким образом, входит в территориальные воды страны. Международным сообществом это заявление принимается неоднозначно.

Вопрос контроля над морским путем, соединяющим Атлантический и Тихий океаны, стал особенно острым для Канады, когда в результате таяния арктического льда проход стал судоходным.

В геномах животных и человека нашли остатки смертельных вирусов

Ученые обнаружили в ДНК позвоночных животных, в том числе человека, остатки геномов опасных вирусов. Эти вирусы вызывают такие смертельные заболевания, как лихорадка Эбола и лихорадка Марбурга. Работа исследователей опубликована в журнале PLOS Pathogens. Полный текст статьи доступен здесь.

Некоторые вирусы в процессе размножения "вписывают" последовательность своего генома в ДНК тех организмов, внутри которых они паразитируют. Такие вирусы получили название ретровирусов, и одним из самых известных примеров такого вируса является вирус иммунодефицита человека (ВИЧ). Если ретровирус записал последовательность своего генома в половые клетки, то потомки зараженного животного будут нести ее во всех своих клетках.

Авторы новой работы решили проверить, не могут ли вирусы других типов также оставлять свои нуклеиновые кислоты в ДНК животных. Исследователи проверили геномы 48 видов позвоночных животных на наличие последовательности 5666 вирусов (это практически все известные ученым вирусы, не являющиеся ретровирусами). Ученые выяснили, что у 19 видов животных, включая Homo sapiens, сохранились последовательности геномов вирусов из двух семейств - борнавирусов и филовирусов. Они вызывают такие смертельные заболевания, как лихорадка Эбола и лихорадка Марбурга. На сегодняшний день не существует надежных методов лечения этих заболеваний, и смертность среди заболевших достигает 90 процентов.

С течением времени во встроенных последовательностях, если они не используются по прямому назначению, накапливаются мутации, однако в данном случае последовательности изменились очень мало. Тем не менее, некоторые мутации в вирусных фрагментах все же присутствовали, и, проанализировав их количество, ученые смогли оценить, как давно вирусные нуклеиновые кислоты проникли в ДНК позвоночных (метод оценки на основании числа накопленных мутаций получил название метода молекулярных часов).

На данный момент специалисты не могут сказать, почему именно эти два семейства вирусов оставили свои "следы" в ДНК позвоночных, каким образом они это сделали (для ретровирусов переписывание генома в ДНК хозяина является необходимым этапом, и у них существуют специальные системы, которые этим занимаются) и каков эволюционный смысл такого нетипичного для неретровирусов "поведения".

По одной из версий, встроенные вирусные последовательности могли защищать носителей от заражения полноценными вирусами. В пользу такой точки зрения косвенно свидетельствуют несколько фактов. Например, лошади, которые особенно уязвимы перед борнавирусами, не имеют их последовательностей в своем геноме, а у летучих мышей, способных передавать вирус Эбола, не заболевая, в геноме есть последовательности вируса Эбола.

Ученые США и Канады составят карту дна Арктики

Ученые из США и Канады отправляются в совместную экспедицию в канадскую Арктику для изучения дна Северного Ледовитого океана и составления соответствующих карт.
Исследовательская программа направлена на определение мастаба территории, на которую может распространиться суверенитет североамериканских государств в условиях таяния льдов и увеличения спроса на энергетические и минеральные ресурсы, сообщает Reuters.
В соответствии с соглашением о морском праве, прибрежные государства имеют суверенитет на протяжении 200 морских миль (370 километров) от береговой линии. На этой территории закреплены их права на минеральные и природные ресурсы. Если подводный континентальный шельф страны простирается на большее расстояние, ее собственностью может стать площадь морского дна, превышающая 370 километров.
В пятинедельной экспедиции примут участие два крупных ледокола, которые отправятся в плавание из американской Аляски и канадского порта Нунавут.
США и Канада на данный момент не определили северную морскую границу, которая находится в той части моря Бофорта в Северном Ледовитом океане, которая включает в себя богатую нефтью дельту крупнейшей реки Канады Макензи.
На арктические территории претендуют Россия, США, Канада, Дания и Норвегия.