Выпуск №1

0
7 июня 2013
2238 прослушиваний

Требуется обновление Чтобы прослушать подкаст, необходимо обновить либо браузер, либо Flash-плейер.
Встроить
Текстовая версия

Криогели помогают строить в вечной мерзлоте


На выставке «Высокие технологии — 2013» ученые и инженеры Института химии нефти Сибирского отделения РАН представили новый полимерный материал для строительной отрасли.

Известно, что проведение строительных работ в районах крайнего Севера осложнено из-за широко распространенных в этих широтах заболоченных грунтов, зон вечной мерзлоты. Долговечность и прочность возведенных здесь строительных конструкций во многом зависит от довольно изменчивых погодно-климатических условий.

В Институте химии нефти СО РАН в г. Томске созданы новые полимерные материалы — криогели, представляющие собой весьма перспективный материал для строительной отрасли. Эти наноструктурированные криотропные гели образуются из растворов полимеров, которые сначала образуют гели при температуре 0-20 С, а затем в циклических процессах «замораживания—оттаивания» превращаются в криогели с высокой упругостью и хорошей адгезией к породе. При этом материал обладает весьма ценным свойством упрочнения в процессе эксплуатации. Чем больше таких циклов испытывает криогель, тем выше становятся его механические свойства, так важные в строительстве: увеличиваются прочность, упругость, усиливается сцепление с породой.

Разработана и технология приготовления криогеля непосредственно на промышленном объекте, что позволяет его использовать (например, закачивать в забуренные строительные скважины) с помощью стандартной техники.

Новинка прошла испытания и запатентована. Она уже востребована в строительстве в районах крайнего Севера и вечной мерзлоты. Криогели используют при создании противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях и укреплении грунтов, при гидроизоляции фундаментов различных зданий и обустройстве оснований нефтяных и газовых скважин; при строительстве газопроводов и рекультивации земель. Весьма перспективно также применение криогелей для создания дополнительных барьеров безопасности при захоронении токсичных и радиоактивных отходов.


«Чеширский кот» из пруда


Петербургские зоологи связали современные представления об асимметрии мозга с классическими работами Николаса Тинбергена и Конрада Лоренца о ключевых стимулах.

Как поется в детской песенке, «без друзей меня чуть-чуть, а с друзьями много». Это знают не только дети, но и стайные рыбки, которым есть кого опасаться, а потому важно как можно быстрее распознать в приближающемся объекте не только хищника, чтобы спрятаться, но и своего собрата, рядом с которым уже не так страшно.

То, что животные распознают объекты, которые как-то влияют на их жизнь, по ключевым признакам, показали нобелевские лауреаты 1973 года Конрад Лоренц и Николас Тинберген. Теория К. Лоренца предполагала наличие внешнего раздражителя, провоцирующего инстинктивное действие в ответ на раздражение. Эти раздражители получили название «ключевые», или «знаковые» стимулы, или «релизеры». В опытах с птенцами серебристых чаек, которым предъявляли модели клювов родителей с нанесёнными или отсутствующими на клюве красными пятнами, Н. Тинбергену удалось показать важность красного пятна на клюве для распознания птенцом макета и проявления пищевой реакции. Аналогичные результаты получены были и с самцами трёхиглой колюшки, которые опознают соперников по красному брюшку. Предъявляемые рыбкам объекты могли быть любой формы, иметь или не иметь плавники, глаза и хвост, главное чтобы нижняя часть была красной, а верхняя серой, и этого самцу колюшки достаточно, чтобы узнать в модели своего сородича. Тогда и возникла идея, что животные опознают значимые для них объекты не по всем деталям, а по каким-то определенным признакам — окраске, силуэту, определенным звукам и др.

Аспиранты Санкт-Петербургского государственного университета Карина Каренина, Андрей Гилёв и их научный руководитель доцент кафедры зоологии позвоночных кандидат биологических наук Егор Малашичев решили выяснить, как именно возникает эта реакция.

Два полушария головного мозга работают по-разному. Одно, правое, работает быстро и может одновременно контролировать разные процессы, левое полушарие последовательно в своих действиях и потому работает медленнее, зато более обстоятельно. У социальных животных асимметрия мозга выражена сильнее, чем у одиночек по понятной причине — им нужно взаимодействовать с большим числом особей и уметь их отличать друг от друга. А информация в мозг поступает от глаз — в левое полушарие через правый, а в правое через левый. И хотя осуществление наиболее сложных, комплексных процессов является результатом работы обоих полушарий, их конкретные компоненты обеспечиваются активностью разных полушарий мозга.

Поэтому логично предположить, что если животному нужно на что-то реагировать быстро — отличить безобидную корягу от хищника, распознать представителя своего вида или своего же родителя, то оно будет стараться держать их в поле зрения именно левого глаза. Так ведут себя и стайные рыбки — все время перестраиваются, чтобы по возможности оказаться правее своих сородичей и особенно лидера стаи, т.е. рыбы, которая плывет первой.

Чтобы проверить связь работ Н. Тинбергена и современных представлений об асимметрии мозга, ученые взяли ротана — невзрачную рыбку без каких-либо особых примет, что называется, глазу зацепиться не за что: типичная для рыб вытянутая форма тела, тусклая серо-бурая окраска, полупрозрачные плавники и мало выделяющиеся на фоне головы глаза. В молодости рыбки ведут стайный образ жизни. Подрастая, они становятся хищниками, которые не брезгуют и своими младшими сородичами. Часто населяют водоемы, где являются единственными рыбами. Из такого места и были взяты подопытные экземпляры.

Поскольку ротан рассматривает появившийся в поле зрения объект левым глазом, то информация обрабатывается «быстрым» правым полушарием, и в случае наличия ключевого стимула опознание сородича происходит быстро. В опыте использовались рыбы, которые представителей других видов рыб никогда не встречали, а чтобы предъявляемая особь не была воспринята как хищник, рыбки были одинакового размера.

Опыты проходили так: аквариум был разделен стеклянной перегородкой. В одной половине находилась подопытная рыбка, а в другой предъявляемые ей объекты. Начали с предъявления сородичей — рыбка предпочитала держать их в поле зрения левого глаза.

Убедившись, что реакция на рыбу есть, стекло заменили на зеркало — тоже самое. Рыба узнает в своем отражении такую же рыбу и смотрит на нее по-прежнему левым глазом. Тогда экспериментаторы решили узнать, по каким признакам ротан понимает, что перед ним ротан.

Для этого были проведены контрольные опыты и установлено, что пустое пространство рыбы рассматривают и правым, и левым глазом одинаково. На абстрактный движущийся объект реагируют, но поняв, что это не сородич, интерес быстро теряют и одинаково часто смотрят на него то одним, то другим глазом. Дальше рыбе предъявили плоское изображение ротана — фотографию. Рыбки оживились и стали рассматривать их вновь левым глазом.

«Таким образом мы исключили из эксперимента те факты, что рыба вообще все рассматривает левым глазом и что ее привлекает главным образом движение. Тогда мы предположили, что главное в рыбе с точки зрения рыбы — это глаз. На фотографии рыбы глаз переместили с головы на хвост, и испытуемые рыбы стали больше внимания уделять хвосту, а не голове изображения», — рассказывает о ходе работы Егор Малашичев.

Чтобы окончательно убедиться в значимости глаз для ротана, в аквариум поместили одно лишь изображение рыбьего глаза в натуральную величину. И оказалось, что этого вполне достаточно чтобы испытуемая рыба опознала в нем своего сородича, то есть стала рассматривать левым глазом. «Видала я котов без улыбки, но улыбку без кота!», — говорила Алиса о встрече с Чеширским котом. А вот ротану достаточно одной «улыбки» чтобы понять, что перед ним «кот».

Ученые сделали такой вывод: система «левый глаз — правое полушарие» распознает социально значимые образы через ключевые стимулы. Таким образом, они связали современные представления об асимметрии мозга с теорией релизеров Лоренца-Тинбергена.

Горячая десятка: новые виды, которые потрясли ученых в 2012 году.

23 мая, в день рождения Карла Линнея, благодаря которому все живое на планете имеет латинские названия, ученые Аризонского университета представили список самых необычных новых видов.

Специалисты Института исследования новых видов при Аризонском университете (США) уже в шестой раз составляют рейтинг самых выдающихся открытий. При отборе авторы рейтинга руководствовались критериями исключительности и необычности. Выбрать 10 самых-самых из около 18 тысяч новых видов, описанных учеными по всему миру за прошлый год, задача не из легких. Среди победителей — самое маленькое позвоночное, насекомое, открытое благодаря интернету, и хищная лировидная губка. «Сделать выбор между бактериями, грибами, растениями и животными трудно. Это требует поиска равновесия между определенными критериями. Мы ищем организмы с необычными функциями или размерами и те, что обитают в труднодоступных местах обитания. Также мы обращаем внимание на организмы, имеющие большое значение для человека или являющиеся нашими ближайшими родственниками», — прокомментировал выбор ученых Антонио Валдекасас, председатель международной комиссии по отбору выдающейся десятки новых видов. Возглавляет список микроскопическая фиалка Viola lilliputana. Растет она в одной-единственной точке на земном шаре — в высокогорных лугах в Андах, на территории Перу. Другая уникальна черта «победителя» — крохотные размеры: надземная часть фиалки равна примерно 1 см, оттого V. lilliputana относится к одним из самых маленьких двудольных растений. Любопытно, что образцы V. lilliputana впервые попали в руки учёных ещё в 1960-е, но тогда ни у кого не дошли руки, чтобы разобраться с этой крошкой, в результате как новый вид эта фиалка описана только сейчас. На втором месте хищная губка Chondrocladia lyra, которая живёт на глубине свыше трёх тысяч метров в северо-восточной части Тихого океана, неподалёку от калифорнийского побережья. Внешне C. lyra напоминает сложную арфу (или лиру): на нескольких горизонтальных лучах (которых может быть от 2 до 6), отходящих от общего центра, сидят вертикальные отростки с набалдашниками, напоминающие струны. Они увеличивают площадь поверхности губки, что позволяет ей легче захватывать добычу, а питается она планктоном. Такая разветвленная форма помогает ей, не сходя с места, охотиться на большом пространстве. Замыкают тройку лидеров небольшие тропические обезьяны семейства мартышковых Cercopithecus lomamiensis. Местным жителям, которые называют их «лесула», в отличие от зоологов, эти приматы хорошо известны. Впервые обезьяны были обнаружены еще в 2007 году в доме школьного учителя в одной из деревень бассейна реки Ломами Демократической республики Конго. Новый вид обезьян — находка весьма редкая. Это и обеспечило приматам место в десятке самых-самых. Обезьяны являются объектом промысла местных охотников, так что ученые всерьез опасаются, что едва будучи обнаруженными, они могут исчезнуть с лица земли. На четвертом месте Sibon noalamina из семейства Ужеобразных. Совершенно безобидная для человека змея питается улитками, но на всякий случай внешне ужасно напоминает кораллового аспида. Вид тоже находится под угрозой уничтожения, так как живет в регионе интенсивной добычи руды. Видовое название змеи как раз предостерегает против излишней активности промышленников: noalamina — это испанская фраза No a la mina, которая на английском выглядит так: No to the mine, где mine — «рудник» или «шахта». Пятое место досталось плесневому грибку Ochroconis anomala. Обычно грибки этого рода живут в почве, где питаются растительными останками, но O. anomala предпочел поселиться на стенах пещеры Ласко во Франции, известной как «Сикстинская капелла» первобытной живописи. Шестое место у самого маленького позвоночного животного — лягушки Paedophryne amanuensis из Папуа-Новой Гвинеи. Ее длина составляет в среднем 7,7 мм. Для сравнения: длина крупнейшего позвоночного, синего кита, — 25,8 м. Обитают микроквакши в лесной подстилке. На седьмой строчке рейтинга новый вид вечнозеленого кустарника из рода Евгения — Eugenia petrikensis. Это один из семи новых видов растений, открытых в прибрежных лесах восточного Мадагаскара. Новый вид попал в десятку, вероятно, из-за необычного внешнего вида — пурпурные цветы на фоне ярко-зеленых листьев делают его весьма привлекательным. Восьмая позиция у светящегося таракана Lucihormetica luckae из Эквадора. Впервые с этим насекомым ученые столкнулись еще 70 лет назад, но как новый вид его описали только сейчас. Вполне возможно, что этот таракан уже исчез с лица Земли, так как с 2010 года он не попадался в руки исследователей. На девятом месте уже знакомая нашим читателям Semachrysa jade из Малайзии, которая была открыта благодаря популярному фотосайту, где фотограф, запечатлевший златоглазку, просил у пользователей помощи в определении видовой принадлежности неизвестного насекомого. И замыкает десятку новый ископаемый вид насекомых: комаровка Juracimbrophlebia ginkgofolia, которую первооткрыватели едва не перепутали с растением. Как и современные скорпионницы, комаровки добывали себе пищу, сидя в засаде на нижней стороне листьев дерева гингко. Вместе с ними насекомое и было обнаружено в отложениях, относящихся к середине Юрского периода. Ее крылья так похожи на листья гинкго, что поначалу учёные именно листьями их и посчитали. Это довольно редкий случай, когда насекомое подражает голосеменным растениям.

Первый выпуск аудиоверсии главных новостей из мира науки.

В подкасте:

— Криогели помогают строить в вечной мерзлоте.
— Асимметрия мозга связана с классическими работами Тинбергена и Лоренца о ключевых стимулах.
— Горячая десятка: новые виды, которые потрясли ученых в 2012 году.

Комментарии