Эврика! Новости науки 12 мая 2023
ФОТО Pixabay
Атмосфера волнуется раз
Физики СПбГУ определили связь планетарных волн и климатических изменений в Арктике.
Планетарные волны — это глобальные колебания атмосферных параметров: давления, плотности, температуры, скорости ветра. Эти волны охватывают всю толщу атмосферы. Чем‑то похоже на приливы, но могут происходить с периодом не только в сутки (как приливы в морях), но и с более длительным, до 30 дней.
Планетарные волны образуются в нижнем слое атмосферы (в тропосфере) и распространяются до самых верхних. С высотой амплитуда колебаний растет. В верхних слоях — волны вообще доминирующая форма движения, она определяет перенос энергии и импульса между разными слоями атмосферы. Кроме того, это основная движущая сила атмосферной меридиональной циркуляции — переноса воздушных масс между экватором и полюсами. А циркуляция — основной механизм, который влияет на состав атмосферы: сколько в ней аэрозоля и газов.
Ученые СПбГУ исследовали, как на глобальную циркуляцию атмосферы влияют планетарные волны с разными периодами. Отдельно изучили вклад планетарной волны с периодом 16 суток: ее наблюдают регулярно — она особенно усиливается зимой в Северном полушарии.
Оказалось, воздействие только одной 16‑дневной волны в месяц может изменять скорость ветров до 5 %. Казалось бы, процент небольшой. Но речь о глобальном, постоянно действующем процессе. Так что это существенно влияет на климатические условия, говорят ученые.
Вклад нескольких планетарных волн может при определенных условиях производить такие мощные возмущения ветра и температуры в стратосфере, что их «отголоски» распространяются вниз до поверхности Земли. И мы тут внизу получаем периоды экстремальных похолоданий или потеплений в Арктическом регионе и умеренных в северных широтах.
Подобные фундаментальные исследования позволят лучше прогнозировать такие изменения, чтобы снизить возможный ущерб от последствий волн.
Пчела и пилильщик
Японские нейрофизиологи раскрыли историю эволюции нервной системы пчел.
У пчел и других коллективных перепончатокрылых насекомых — сложно устроенный мозг, что помогает им жить и творить в крупных коллективах сородичей с головоломной иерархией. Ученых давно занимает, как сформировалась самая непросто устроенная часть их нервной системы, грибовидные тела. Это вроде наших «больших полушарий» мозга.
В Университете Токио присмотрелись к работе так называемых клеток Кеньона. Это особая категория нейронов в «больших полушариях» мозга. Она есть у всех насекомых, но у пчел и других высокоразвитых представителей этого класса много разных типов нервных клеток данного вида, а в мозге более примитивных — всего одна или две.
Нейрофизиологи решили узнать, что делают эти тельца у умниц-пчел, а также рапсовых пилильщиков. Последние, скажем так, простоваты. Это не мешает им виртуозно вредить рапсовым полям, но тут особого ума и не надо. Ученые сравнивали уровень активности разных генов в нейронах пчел и пилильщиков и изучали, какие клетки Кеньона активировались в мозге при запоминании новой информации.
Неожиданно оказалось, что тот единственный тип клеток Кеньона, который есть в мозге пилильщиков, был похож на три разные формы этих клеток у пчел. Но у пчелы эти тельца, используя схожие цепочки генов и наборы ферментов, выполняли разные функции. А все клетки Кеньона у пилильщиков были способны решать самые разные задачи — но хуже, чем специализированные нейроны пчел.
Вообще считалось, что специализированные нейроны пчел возникли независимо друг от друга: усложнялась нервная система — появлялись новые нейроны. А оказывается, что они появились в результате параллельной эволюции нескольких групп одних и тех же многофункциональных нейронов. Возможно, это поможет понять, как пчелы научились сложному поведению — к примеру, передаче в «танце» информации о пище.
Репетиция
Впервые зафиксирована вспышка от столкновения звезды и планеты.
За последние 20 лет астрономы открыли более 10 тыс. планет, которые вращаются вокруг далеких звезд. Среди таких экзомиров есть похожие на Землю и прочие планеты Солнечной системы. Когда солнцеподобная звезда исчерпывает запасы водорода, температуры в ее недрах растут, внешние границы светила расширяются, и оно поглощает близлежащие планеты.
Ученые американской Ассоциации университетов, проводящих астрономические исследования (AURA), впервые стали свидетелями последних стадий этого процесса. Астрономы наблюдали за вспышкой ZTF SLRN-2020. Она возникла в конце ноября 2020 года внутри Млечного Пути в созвездии Орла, на расстоянии 10 тыс. световых лет от Земли.
Всплеск длительностью около десяти дней устроила престарелая звезда, которая начала превращаться в красного гиганта. Астрономы исследовали вспышку при помощи множества наземных и орбитальных телескопов, замеры указали на большие скопления пыли в окрестностях звезды. А последующий анализ снимков показал: резкое повышение яркости звезды сопровождалось выбросом материи. Ее масса была в 33 – 34 раза выше, чем масса Земли. Вероятно, со светилом стукнулась планета размером с Юпитер.
«Мы стали свидетелями того, что в далеком будущем ожидает Землю», — жизнерадостно заявили ученые. То есть инопланетяне будут завороженно наблюдать примерно такую же картинку: резкую вспышку на поверхности Солнца, будто оно выбросило часть своей материи, — а затем появление вокруг светила гигантского облака пыли.
Искусственный в помощь естественному
Система искусственного интеллекта BacterAI ускорила процесс научных открытий, проводя до 10 тысяч экспериментов в день.
В Мичиганском университете задались целью: выявить, какие аминокислоты будут особенно полезны для двух конкретных микробов в полости рта. Эти микробы «хорошие», обеспечивают здоровье, и лучше, если их во рту будет больше. У системы BacterAI не было о них никакой исходной информации. И вот ИИ усердно тестировал сотни комбинаций аминокислот в день. Умнел на глазах, становился внимательнее. Каждый день, меняя комбинации аминокислот, учитывал результаты предыдущего дня. В течение девяти дней система выдавала точные прогнозы в 90 % случаев. Времени на опыты ей понадобилось гораздо-гораздо меньше, чем обладателям естественного интеллекта.
Чайные глаза
Употребление кофе и чая улучшает здоровье сетчатки глаза, уверяют китайские ученые.
У 35 тысяч человек выспросили, сколько чашек кофе и чая в среднем они выпивали за последний год. Потом испытуемых разделили на четыре группы в зависимости от количества выпиваемых чашек — от «нуля» до «более четырех». У всех испытуемых измерили толщину слоя нервных волокон сетчатки желтого пятна. Это место наивысшей остроты зрения. Экспериментировали с помощью оптической когерентной томографии — неинвазивного метода визуализации.
После поправки на возраст, пол, вес, вредные привычки, продолжительность сна, этническое происхождение и кучу всего еще (даже средний доход семьи учли) получилось: у любителей кофе слой нервных волокон сетчатки желтого пятна был толще. Особенно у тех, кто выпивал две-три чашки кофе в день. Среди чаеманов более толстое желтое пятно (и более здоровая сетчатка) было у тех, кто выдувал больше четырех чашек в день. К растворимому кофе эти достижения не относятся: он (оно?) может быть фактором риска для здоровья.
По информации ТАСС, «Лента.ру»
Комментарии