Читать интересную книгу Журнал «Компьютерра» № 21 от 05 июня 2007 года - Компьютерра

Современная генетика уже продвинулась достаточно далеко для того, чтобы решать не только биологические, но и исторические задачи. Скажем, сравнивая генотипы разных народов, можно судить об их родственности. Звездная астрономия сегодня может взять на вооружение этот неоценимый опыт, чтобы разыскать на небе братьев и сестер нашего дневного светила.

В общих чертах астрономы представляют прошлое Солнца. Оно – звезда не первого поколения. Газовое облако, в котором появилось Солнце, возникло после взрыва одной (а скорее – нескольких) сверхновой, то есть наше светило – продукт переработки космического вторсырья. Скорее всего, Солнце родилось не одно, и по соседству с ним располагались другие звезды, вобравшие в себя вещество из того же облака. Какие-то из них за прошедшие с тех пор пять миллиардов лет уже породили другие сверхновые, и из их останков родились новые звезды. Другие же «сестры» Солнца светят до сих пор, вот только выделить их среди множества звезд Галактики не так-то просто. Пути звезд, некогда появившихся недалеко друг от друга, за миллиарды лет изрядно перепутались, а по яркости и цвету они могут заметно отличаться. Но один способ разыскать солнечную родню все-таки нашелся.

Астрономы давно предполагали, что звезды одного и того же рассеянного скопления, возникшего из единого облака, должны нести на себе общий отпечаток в виде химического состава первоначального вещества. Гаянди Де Сильва (Gayandhi De Silva) вместе с другими астрономами из Европейской Южной Обсерватории с помощью телескопа VLT провели исследования двух рассеянных скоплений, после чего для каждого из них удалось выявить своеобразные генотипы. Неповторимые соотношения между долями разных химических элементов в веществе вполне могут служить критерием принадлежности звезды тому или иному скоплению, поэтому, по мнению ученых, ничто не мешает астрономам после тщательного исследования спектров множества светил Млечного Пути отыскать среди них и родственников Солнца.

У звезд вряд ли есть дружеская или родственная привязанность, и от того, что земляне отыщут Солнцу сестричку, ему теплее не станет. А вот астрономам это поможет проникнуть в тайны происхождения не только Солнца, но и звездной системы в целом. Возможно, поиск будет начат среди ближайших звезд, однако не исключено, что со временем блудные соседи обнаружат себя и в совсем другой части Галактики: за пять миллиардов лет много утекло звездного света. АБ

Инопланетяне среди нас

Грибы едят почти все – от картона до асбеста и от пластика до керосина. Но еще никому не приходило в голову, что универсальные едоки способны питаться даже некоторыми видами радиации. И, тем не менее, это именно так, как утверждает Екатерина Дадахова (Ekaterina Dadachova) со своими коллегами из Медицинского колледжа имени Альберта Эйнштейна в Нью-Йорке.

Исследователи установили, что некоторые грибы, содержащие молекулы пигмента меланина (он также присутствует в человеческой коже), способны усваивать энергию радиации и использовать ее для ускорения своего роста. На открытие натолкнул удивительно бурный рост богатых меланином «черных грибов» на руинах Чернобыльской атомной станции. Ученые проверили, как влияет на рост некоторых грибов бета-излучение изотопа цезия-137, который образуется при распаде урана и плутония. Было установлено, что все три исследуемых вида Cladosporium sphaerospermum, Cryptococcus neoformans и Wangiella dermatitidis в присутствии изотопа растут быстрее. Причем за это ускорение отвечает именно меланин, поскольку при его удалении скорость роста при облучении уже не менялась. C помощью технологии электронно-спинового резонанса ученые наблюдали изменения в электронных свойствах меланина в ответ на радиационное облучение. Екатерина Дадахова считает, что меланин преобразует радиоактивное излучение в химическую энергию подобно тому, как хлорофилл преобразует энергию света при фотосинтезе.

Далеко не все специалисты согласны с интерпретацией авторов. Если они правы и радиация действительно может служить источником энергии для живых организмов, то эта работа по своему значению сопоставима с открытием фотосинтеза и несет массу удивительнейших следствий. Например, описанный механизм дает возможность для жизни существовать в недрах радиоактивных планет, где есть какие-то возможности для перемещения веществ. Или даже вообще позволяет «оторвать» жизнь от звезд. Известная нам жизнь нуждается в свете и как источнике тепла, и как источнике энергии для поддержания подходящих температур. Неужели радиация может дать и то, и другое? Это намек на существование принципиально иной жизни на химической основе, совместимой с основой земной, фотосинтетической жизни. Однако ускоренный рост грибов можно объяснить и простым повышением интенсивности метаболизма или неспецифической активацией подобно тому, как радоновые ванны с бета-излучением увеличивают жизненный тонус. И только дополнительные исследования помогут расставить все точки над i.

Сразу возникает вопрос, способен ли меланин человеческой кожи или кожи других животных использовать радиацию? Пока этому нет никаких подтверждений, и, во всяком случае, выработка такой энергии будет крайне мала. Но если грибы действительно умеют усваивать радиоактивное излучение, то это повышает шансы найти такие же способности и у растений или животных. ГА

Движение по спирали

Исследователи из университетов Калифорнии (Сан-Диего) и Южной Каролины создали углеродные нанотрубки и нановолокна спиральной формы, напоминающие пружины. Оказалось, что в наномасштабе переход от обычной прямолинейной формы к спиралевидной существенно сказывается на параметрах электропроводности нанотрубок. Манипулируя этими различиями, ученые надеются создать компоненты для наноэлектроники. В частности, спиральные нанотрубки могут стать основой логических элементов и накопителей данных.

Как говорят разработчики, будет ли нанотрубка спиралевидной или прямолинейной, определяется наличием лишь единичных атомов углерода, расположенных в критически важных для этого местах нанотрубки, которые получают методом осаждения из газовой фазы. Форма трубок и их «качество» контролируются с помощью электронной микроскопии. Работа группы калифорнийских ученых увенчалась открытием фундаментальных основ, определяющих форму трубок, и благоприятных условий для получения нелинейной формы. Зная ключевые факторы роста спиралевидных трубок, можно точно контролировать их электрические свойства. Но пока до реализации конкретных практически значимых проектов на основе наноспиралей еще далеко, и исследователи занимаются изучением способов объединения трубок в функциональные устройства.

Ранее эти научные группы уже отличились в манипулировании формами нанообъектов: в 2005 году они получили нанотрубки, по форме напоминающие букву Y, этакие углеродные «штаны» на микроуровне. Оказалось, что такие трубки обладают свойствами обычных транзисторов, используемых в современной микроэлектронике. ЕГ

Учите топологию!

Для оценки этой новости важно, что она излагает не расхожие анекдоты, а действительные новости оперативной хирургии.

Тело человека – объект с очень сложной топологией. Вспомните, сколь сложно компартментализована (подразделена на множество отсеков) обычная эукариотическая клетка! Клетки непростым образом организованы в ткани, ткани – в органы и системы органов. Важнейшей характеристикой организма в целом является его план строения – архитектоника, общие принципы взаиморасположения частей. Знаете, как мучают детей при изучении зоологии в школе, заставляя зубрить, что у круглых червей полость тела первичная, а у кольчатых – вторичная? А ведь даже сходно организованные организмы могут быть топологически весьма различны.

Известно ли вам, что у мужчин полость тела замкнутая, а у женщин – нет? Яйцеклетки выпадают из яичника в полость тела, а уже потом из нее по фаллопиевым трубам попадают в матку, которая соединена с внешней средой. У наших далеких предков сперматозоиды проходили по подобному маршруту, но потом мужские половые клетки получили самостоятельный туннель, а полость тела замкнулась.

Как разобраться в топологической головоломке, которой является человеческое тело? В чем-то помогает компьютеризация. В канадском университете Калгари создана цифровая 4D-модель человеческого тела, названная Caveman. Четвертое измерение в ней – временное; а сама модель подготовлена в рамках совместного с Sun Microsystems проекта Cave по визуализации трехмерных окружений. Рассмотреть все детали различных «шестеренок» человеческого организма можно в специальном павильоне в 3D-очках, причем размеры установки позволяют демонстрировать любые органы и рассечения куда больше, чем в натуральную величину. Для чего это нужно? Для обучения врачей. Для демонстрации пациентам, что с ними планируют сделать. Для планирования операций – как традиционных, с широким рассечением для доступа к операционному полю, так и современных, щадящих.