Український телекомунікаційний портал

Вчені знайшли незвичайний зв’язок між зачаттям за допомогою екстракорпорального запліднення (ЕКЗ) та певними особливостями ДНК у дітей. Дослідники припускають, що слід може бути пов’язаний із процесами, які відбуваються на найперших етапах розвитку ембріона.



Йдеться не про зміну самого генетичного коду. У центрі уваги дослідників — епігенетичні зміни, тобто механізми, які впливають на активність генів, не змінюючи послідовність ДНК.



Науковці виявили певні відмінності в епігенетичних «мітках» у дітей, зачатих за допомогою ЕКЗ, порівняно з дітьми, зачатими природним шляхом. Такі зміни можуть бути пов’язані з умовами, у яких перебуває ембріон на ранніх етапах розвитку.



Втім, це зовсім не означає, що ЕКЗ обов’язково призводить до проблем зі здоров’ям. Епігенетика надзвичайно складна, а на неї можуть впливати десятки факторів — від віку та здоров’я батьків до перебігу вагітності й умов довкілля.



Найцікавіше питання тепер полягає в іншому: чи мають виявлені епігенетичні відмінності довгострокові наслідки, чи з часом вони зникають і не впливають на організм.



Відповідь на нього може допомогти вченим краще зрозуміти, що відбувається з ембріоном у перші дні життя — і чому навіть спосіб зачаття може залишати в ньому молекулярний «слід».

Земля дедалі сильніше виходить за межі умов, у яких людська цивілізація могла стабільно розвиватися. Новий Рlаnеtаry Неаlth Сhесk показав: уже 7 із 9 планетарних меж перевищені, причому тиск на більшість із них не слабшає.



Йдеться про клімат, біорізноманіття, використання земель і прісної води, кругообіг азоту та фосфору, забруднення синтетичними речовинами, а тепер ще й закислення океану. Поки в безпечній зоні залишаються лише озоновий шар і аерозольне забруднення — хоча й тут є проблемні регіони.



Особливо вчених непокоїть те, що Земля може поступово втрачати один зі своїх природних «буферів». Приблизно половина викинутого людством СО₂ досі поглинається рослинами, ґрунтами та океанами. Але здатність суші накопичувати вуглець, за оцінками дослідників, перестала зростати ще близько 2000 року.



Причини зрозумілі: посухи, спека, пожежі, шкідники та вирубування лісів дедалі сильніше тиснуть на екосистеми. Якщо природні поглиначі вуглецю почнуть працювати слабше, частка СО₂, яка залишається в атмосфері, може збільшитися.



Паралельно океан поглинає близько 30% людських викидів СО₂, але це має свою ціну. Вода стає кислішою, а морським організмам складніше формувати раковини та скелети. Наслідки можуть зачепити не лише природу, а й рибальство та прибережні громади.



Водночас науковці застерігають від надмірно гучних висновків: сім перевищених меж не означають, що всі вони погіршилися саме за останній рік. Це радше сигнал про те, що тиск на планету залишається надто високим.



Дослідники вважають, що найбільший ефект можуть дати зміни в енергетиці та продовольчій системі. І тут є важливий момент: Землі не обов’язково спочатку повністю зрозуміти всі процеси, щоб почати зменшувати навантаження на неї.



Питання тепер у тому, наскільки довго природні системи планети зможуть компенсувати наслідки людської діяльності, перш ніж їхня здатність відновлюватися почне помітно слабшати.

Пластик може отримати абсолютно новий сценарій «старіння»: спочатку його послаблює сонячне світло, а потім мікроорганізми допомагають розкладати пошкоджену поверхню. Вчені вважають, що цей механізм можна використати для створення матеріалів, які не залишатимуться в природі десятиліттями.



Дослідники з Іллінойсу зосередилися на полістиролі — матеріалі, з якого роблять пінопластові стаканчики та контейнери для їжі. В експериментах вони виявили несподівану проблему: морська вода може сповільнювати пошкодження пластику сонячним світлом.



Протягом 90 днів зразки опромінювали штучним сонячним світлом у різних типах води. У чистій воді поверхня полістиролу сильно потріскалася та почала руйнуватися, тоді як у морській воді зміни були значно слабшими. Дослідження опубліковане в журналі nрj Маtеrіаls Dеgrаdаtіоn.



Причина, ймовірно, у солях та розчинених органічних речовинах. Вони можуть перехоплювати реактивні сполуки, які утворюються під дією ультрафіолету, і таким чином заважати сонцю зробити перший крок до руйнування пластику.



Потім учені додали бактерії, здатні використовувати деякі органічні сполуки. Результат показав, що мікроорганізми справді можуть продовжувати процес після сонячного пошкодження — але дослідники не стверджують, що бактерії швидко «з’їдають» сам пластик.



Саме ця ідея може стати важливою для майбутніх матеріалів: інженери потенційно зможуть створювати полімери, які навмисно легше пошкоджуються сонячним світлом, після чого їх простіше розкладають мікроорганізми.



Втім, до пластикової революції ще далеко. Експеримент проводили з тонкими плівками полістиролу в контрольованих умовах, а не з реальними пінопластовими відходами в океані.



Але головний висновок звучить цікаво: майбутній пластик можуть проектувати не так, щоб він був вічним, а навпаки — щоб природа могла швидше забрати його назад.

Лише 60 кілометрів від Північного полюса — і замість суцільного крижаного покриву видно великі ділянки відкритої води. Саме таку картину зафіксував супутник NАSА 29 серпня. Знімок привернув увагу вчених, хоча вони наголошують: сам по собі він не доводить, що нинішній рік став найгіршим для арктичного льоду.Фотографія, опублікована через інструмент NАSА Wоrldvіеw, демонструє, наскільки фрагментованим може стати арктичний лід наприкінці літа. За словами дослідників, подібне проникнення відкритої води до району Північного полюса вже траплялося раніше. Однак цього разу масштаби плям води виглядають особливо вражаюче.

Лід тут може змінюватися буквально за кілька днів

Є важливий нюанс: кінець серпня — саме той період, коли морський лід в Арктиці природно стає більш роздробленим. Між окремими крижинами утворюються ділянки відкритої води, а сильний вітер і океанічні течії можуть швидко змінювати їхні розміри.За словами кліматолога Захарі Лабе, навіть протягом останніх двох тижнів супутникові знімки демонстрували драматичні зміни у кількості та розташуванні відкритої води біля Північного полюса. Тобто сьогодні між крижинами може бути велика прогалина, а через кілька днів вітер здатен зсунути льодові поля й частково її закрити.

Але головна проблема — не один супутниковий знімок

Найбільше занепокоєння вчених викликає не конкретна пляма води, а те, яким став сам арктичний лід за останні десятиліття. Літній морський лід стає тоншим і крихкішим. У районах, де раніше наприкінці літа могли зберігатися великі масиви товстої та стійкої криги, тепер дедалі частіше залишаються молоді льодові поля.Саме тому ситуація стала набагато мінливішою. Навіть якщо загальна площа льоду зараз не є рекордно низькою, сильні вітри можуть швидко стиснути або розсіяти кригу, спричинивши різкі зміни її площі.

Чи означає це, що Арктика встановлює новий антирекорд?

Не обов’язково. Дослідниця Джулієнн Строув із Unіvеrsіty Соllеgе Lоndоn зазначає, що нинішній стан не можна автоматично назвати гіршим за всі попередні роки. Наприклад, центральна частина Північного Льодовитого океану та райони на північ від 80-ї паралелі вже були сильно фрагментованими на початку вересня 2016 року.Тому один супутниковий кадр — це радше моментальний знімок великого процесу, а не остаточний вирок арктичному льоду. Втім, саме цей моментальний знімок добре показує, наскільки сильно змінився регіон.

Арктика нагрівається набагато швидше за планету

Арктика сьогодні нагрівається приблизно вчетверо швидше, ніж Земля в середньому. Це означає, що зміни там відбуваються особливо швидко.Більше відкритої води може мати далекосяжні наслідки. Вона впливає на локальні погодні умови, океанічні процеси та морські екосистеми. Для арктичних громад це також означає додаткові ризики, зокрема посилення берегової ерозії та пов’язаних із нею проблем. І це вже значно важливіше за питання, чи є конкретний супутниковий кадр «рекордним».

Лід ще повернеться — але питання в тому, яким він буде

Очікується, що приблизно в середині або наприкінці вересня арктичний морський лід почне знову формуватися, і частина нинішніх прогалин закриється.Але головний сигнал цього знімка NАSА зовсім не в тому, що «Північний полюс залишився без льоду». Він показує інше: навіть у найпівнічнішій частині планети крижаний покрив став більш нестабільним, тонким і чутливим до вітру та температури. І якщо кілька десятиліть тому такі кадри здавалися б винятковими, сьогодні вони дедалі краще ілюструють нову реальність Арктики.

Під кригою та в сухому антарктичному ґрунті ховається життя, про яке наука могла навіть не здогадуватися. Дослідники виявили бактерії, генетично настільки незвичайні, що їхніх аналогів не знайшли в жодному іншому регіоні планети.Коли говорять про природу Антарктиди, першими на думку спадають пінгвіни, тюлені та кити. Але цього разу вчені вирішили подивитися не на поверхню, а буквально під ноги.Команда дослідників із Соореrаtіvе Іnstіtutе fоr Rеsеаrсh іn Еnvіrоnmеntаl Sсіеnсеs при Університеті Колорадо в Боулдері вивчила мікроорганізми з антарктичного ґрунту — і отримала результат, який змушує переглянути одну з давніх ідей мікробіології.

«Усе є всюди» — але, схоже, не в Антарктиді

Десятиліттями серед мікробіологів існувало припущення, яке умовно називають правилом «усе є всюди».Ідея проста: мікроорганізми настільки малі, що можуть переноситися вітром, водою та іншими природними потоками на величезні відстані. Тому бактерія, яка живе в одному місці, теоретично рано чи пізно може опинитися в іншому. Антарктида, схоже, здатна бути винятком.«Антарктиду давно розглядали як можливе виключення», — пояснюють дослідники.І причин для цього достатньо. Континент географічно ізольований, надзвичайно холодний і водночас дуже сухий. Фактично значна його частина — це пустеля, хоча й крижана.

Дослідники порівняли сотні бактерій

Щоб перевірити свою гіпотезу, науковці обрали бактерії роду Аrthrоbасtеr. Вони поширені в ґрунтах по всій планеті, а отже добре підходять для чесного порівняння.Команда проаналізувала понад 100 антарктичних штамів і майже 500 зразків з інших регіонів світу. Серед них були ґрунти Тибетського нагір’я, арктичного Шпіцбергена та пустелі Атакама в Чилі. Після секвенування геномів результати зіставили з величезними міжнародними базами даних. І тут науковців чекав головний сюрприз.

90% антарктичних штамів не знайшли аналогів

Приблизно 90% досліджених антарктичних штамів не відповідали жодним відомим бактеріям із ґрунтів інших частин світу.Іншими словами, ці мікроорганізми можуть бути справді унікальними мешканцями Антарктиди.«Як і у випадку з пінгвінами, Антарктида явно має власну біологічну історію», — зазначають дослідники.Це особливо цікаво тому, що раніше науці вже були відомі поодинокі мікроорганізми, характерні для конкретних середовищ. Але настільки масштабний сигнал у великій вибірці став несподіванкою.

Вони повільні — зате майже невбивні

Дослідники виростили знайдені бактерії в лабораторії, створивши умови, максимально наближені до антарктичних.Виявилося, що місцеві штами ростуть повільніше за своїх родичів з інших регіонів. Проте є й важлива перевага: вони значно краще переносять екстремальний холод і посуху. Фактично ці бактерії мільйони років могли розвиватися в умовах, де для більшості мікроорганізмів виживання було б майже неможливим.

Найцінніше може бути заховане в жмені ґрунту

Відкриття важливе не лише для розуміння бактерій. Воно змінює саме уявлення про біорізноманіття Антарктиди. Зазвичай його оцінюють за кількістю видів тварин — пінгвінів, тюленів, китів. Але значна частина унікальної біологічної історії континенту може бути прихована там, де її ніхто не бачить — у звичайній жмені ґрунту.Вчені припускають, що подібні унікальні мікроорганізми можуть існувати й в інших ізольованих середовищах Землі. Тепер головне питання полягає в іншому: скільки ще невідомих форм життя ховається в екстремальних куточках планети?Дослідження опубліковане в журналі Рrосееdіngs оf thе Nаtіоnаl Асаdеmy оf Sсіеnсеs.

На глибині Південно-Китайського моря вчені стали свідками поведінки, яку раніше не бачили у жодної іншої риби. Дивовижна морська істота Sсаlісus еngyсеrоs, схожа одночасно на рибу та креветку, виявилася здатною не просто пересуватися дном, а й ходити боком і задом наперед.Дослідники із Sun Yаt-sеn Unіvеrsіty та Sоuthеrn Маrіnе Sсіеnсе аnd Еngіnееrіng Guаngdоng Lаbоrаtоry зафіксували незвичайну поведінку за допомогою глибоководних апаратів. Спостереження проводили наживо у природному середовищі, а не за музейними зразками.

Риба з «ногами» та хвостом як у креветки

Секрет незвичайної ходи ховається у грудних плавцях. Їхні окремі промені перетворилися на своєрідні рухомі «кінцівки», за допомогою яких риба пересувається по морському дну. Але це ще не все. Біля рота у неї є довгі відростки, схожі на маленькі граблі. Вони допомагають промацувати ґрунт і знаходити здобич у донних відкладеннях.Під час небезпеки істота може різко відштовхуватися й робити стрибкоподібні рухи, які нагадують поведінку креветки.

Вчені вперше побачили, як вона рухається назад

Про цих риб відомо ще з ХІХ століття, однак їхню здатність ходити раніше доводилося лише припускати за будовою тіла. Нові відеозаписи вперше показали, як вони використовують спеціалізовані промені плавців для пересування.Особливо здивувала дослідників ходьба задом наперед — такої поведінки серед інших риб досі не спостерігали.Вчені також звернули увагу на великі очі тварини. Вона не помітила сам підводний апарат, але відреагувала на його яскраве світло рухом очей. Це може свідчити про те, що навіть у темних глибинах її зір зберігає певну чутливість до світла.Дослідники наголошують: сучасні підводні апарати дозволяють вивчати не лише зовнішність глибоководних істот, а й те, як вони поводяться в реальному житті. І, схоже, океанське дно ще має чимало сюрпризів. Дослідження опубліковано в журналі Осеаn-Lаnd-Аtmоsрhеrе Rеsеаrсh

Діамант давно вважається одним із найстабільніших і найтвердіших матеріалів на Землі. Але вчені з Гонконзького університету знайшли в ньому властивість, якої раніше не очікували: надтонка діамантова мембрана здатна виробляти електричний сигнал під час деформації.



Протягом понад століття діамант вважали неп’єзоелектричним матеріалом. Тобто передбачалося, що при згинанні він не створює електричної напруги. Дослідники вирішили перевірити, чи зміниться ситуація, якщо зробити його надзвичайно тонким.



Для експерименту вони створили гнучку мембрану з полікристалічного діаманта. Коли матеріал згинали, прилади стабільно фіксували появу напруги. Серія повторних випробувань підтвердила, що сигнал не був випадковим і не виникав через тертя чи вплив навколишнього середовища.



Виявилося, що ключову роль можуть відігравати межі між окремими кристалічними зернами. Під час згинання в цих ділянках накопичується поляризація електричних зарядів, через що між поверхнями мембрани виникає різниця потенціалів.



Відкриття може мати цілком практичне застосування. Діамант відзначається високою міцністю, хімічною стабільністю та біосумісністю, тому такі мембрани потенційно можна використовувати у медичних імплантах, мікроскопічних сенсорах і автономних джерелах живлення.



Іншими словами, діамант може виявитися не лише надзвичайно міцним матеріалом, а й компонентом крихітних електричних систем, здатних отримувати енергію безпосередньо з механічного руху чи деформації.

Здавалося б, посуха має зменшувати ризик інфекцій. Менше води — менше місць для розмноження комарів і менше можливостей для поширення бактерій. Однак у реальності все значно складніше.



Екологи з Університету Колорадо в Боулдері та Саry Іnstіtutе оf Есоsystеm Studіеs проаналізували майже 100 наукових досліджень і дійшли висновку: посуха не просто забирає воду — вона змінює поведінку людей, тварин і переносників інфекцій.



Коли водойми пересихають, тварини змушені концентруватися біля невеликих ділянок води, що залишилися. Саме там зростає ймовірність передачі паразитів та інших інфекцій. Подібний ефект спостерігали у жаб у Каліфорнії: під час сильної посухи водойми скорочувалися, тварини скупчувалися, а рівень зараження зростав.



Іноді від посухи виграють навіть комарі. У пересохлих водоймах стає менше хижаків, які поїдають їхніх личинок, тоді як теплі неглибокі калюжі створюють сприятливі умови для розмноження. Дослідники пов’язують такі зміни, зокрема, зі зростанням ризику вірусу Західного Нілу.



Для людей проблема може бути ще серйознішою. Під час посухи в регіонах Африки мільйони людей змушені збиратися біля небагатьох доступних джерел води, де погіршуються санітарні умови. Це створює сприятливе середовище для поширення холери.



Водночас посуха не завжди допомагає патогенам. Деякі паразити та грибки, навпаки, погано переносять сухі умови. Тому вчені не говорять про одного «переможця» серед інфекцій.



Головний висновок дослідження полягає в іншому: зі зміною клімату посухи можуть впливати на здоров’я неочевидними способами. Спалах хвороби може виникнути не одразу, а через сезон або навіть кілька років після посушливого періоду.



Тому під час майбутніх посух важливо стежити не лише за запасами води, а й за тим, як змінюються контакти між людьми, тваринами та переносниками інфекцій. Дослідження опубліковано в журналі Тrеnds іn Есоlоgy & Еvоlutіоn.

Здавалося б, посуха має зменшувати ризик інфекцій. Менше води — менше місць для розмноження комарів і менше можливостей для поширення бактерій. Однак у реальності все значно складніше.



Екологи з Університету Колорадо в Боулдері та Саry Іnstіtutе оf Есоsystеm Studіеs проаналізували майже 100 наукових досліджень і дійшли висновку: посуха не просто забирає воду — вона змінює поведінку людей, тварин і переносників інфекцій.



Коли водойми пересихають, тварини змушені концентруватися біля невеликих ділянок води, що залишилися. Саме там зростає ймовірність передачі паразитів та інших інфекцій. Подібний ефект спостерігали у жаб у Каліфорнії: під час сильної посухи водойми скорочувалися, тварини скупчувалися, а рівень зараження зростав.



Іноді від посухи виграють навіть комарі. У пересохлих водоймах стає менше хижаків, які поїдають їхніх личинок, тоді як теплі неглибокі калюжі створюють сприятливі умови для розмноження. Дослідники пов’язують такі зміни, зокрема, зі зростанням ризику вірусу Західного Нілу.



Для людей проблема може бути ще серйознішою. Під час посухи в регіонах Африки мільйони людей змушені збиратися біля небагатьох доступних джерел води, де погіршуються санітарні умови. Це створює сприятливе середовище для поширення холери.



Водночас посуха не завжди допомагає патогенам. Деякі паразити та грибки, навпаки, погано переносять сухі умови. Тому вчені не говорять про одного «переможця» серед інфекцій.



Головний висновок дослідження полягає в іншому: зі зміною клімату посухи можуть впливати на здоров’я неочевидними способами. Спалах хвороби може виникнути не одразу, а через сезон або навіть кілька років після посушливого періоду.



Тому під час майбутніх посух важливо стежити не лише за запасами води, а й за тим, як змінюються контакти між людьми, тваринами та переносниками інфекцій. Дослідження опубліковано в журналі Тrеnds іn Есоlоgy & Еvоlutіоn.

Фізики зробили незвичайне відкриття, яке показує, що сильно сфокусоване лазерне світло поводиться не зовсім так, як можна було б очікувати. Дослідники вперше безпосередньо спостерігали оптичний аналог ефекту Магнуса — явища, через яке обертовий м’яч під час польоту відхиляється убік.



Цього разу роль м’яча виконав не предмет, а один іон кальцію-40, утримуваний майже нерухомо в електромагнітній пастці. На нього спрямували дуже точно сфокусований лазер із довжиною хвилі 729 нанометрів. Переміщуючи промінь із надзвичайною точністю, науковці змогли буквально «просканувати» реакцію іона на світло.



Результат виявився несподіваним: найсильніша взаємодія між лазером та іоном відбувалася не в самому центрі променя, а була зміщена вбік на кілька сотень нанометрів.



В одному з вимірювань зміщення становило близько 240 нанометрів, а в іншому — приблизно 463 нанометри. Ці значення практично збіглися з теоретичними прогнозами.



Причина такого ефекту криється в самій структурі сильно сфокусованого світла. Коли лазерний промінь стискають до дуже малого розміру, його електромагнітне поле стає складнішим: виникають градієнти поляризації та компоненти електричного поля, які зазвичай майже непомітні.



Особливо цікаво, що відкриття може мати практичне значення для квантових комп’ютерів. У системах із захопленими іонами лазери використовують для керування кубітами. Навіть крихітні зміщення сили світлової взаємодії можуть впливати на точність квантових операцій.



Тепер дослідники отримали спосіб вимірювати цей ефект безпосередньо. У майбутньому його можна буде не лише враховувати під час роботи квантових систем, а й потенційно використовувати для керування взаємодією між кубітами.



Тобто те, що спочатку виглядає як небажана оптична особливість, цілком може перетворитися на новий інструмент для квантових технологій. Дослідження опубліковано в журналі Рhysісаl Rеvіеw Lеttеrs.

Пустеля Наска в Перу відома на весь світ завдяки загадковим геогліфам — величезним лініям і фігурам, які можна повною мірою роздивитися лише з висоти. Але серед пісків цього посушливого регіону є й інша, менш відома загадка — дивні спіральні отвори, що нагадують гігантські воронки.Їх називають пукіос (рuquіоs), і протягом століть дослідники не могли точно пояснити, навіщо стародавні мешканці Наска створювали ці конструкції.Тепер учені вважають, що відповідь значно практичніша, ніж можна було подумати. Пукіос виявилися частиною складної системи, яка допомагала добувати воду з-під землі та забезпечувати нею поселення посеред однієї з найсухіших територій планети.

Як люди жили там, де майже немає води

Регіон Наска має вкрай суворий клімат. Посухи тут могли тривати місяцями, а іноді й роками. Постійне землеробство та великі поселення в таких умовах здавалися справжнім викликом.Проте археологічні знахідки свідчать, що стародавні суспільства не просто виживали в цьому середовищі — вони змогли створити тут умови для повноцінного життя. Дослідниця Роза Ласапонара з Інституту методологій аналізу довкілля в Італії разом із колегами вивчила розташування пукіос за допомогою супутникових знімків.Картина, яка відкрилася з висоти, виявилася промовистою: багато таких споруд розташовані неподалік від стародавніх поселень. На думку дослідників, це не випадковість. Пукіос були своєрідною інженерною мережею, яка дозволяла отримувати підземну воду протягом усього року.

Стародавній водопровід під пустелею

Принцип роботи системи був напрочуд продуманим. Пукіос були пов’язані з підземними каналами та колодязями. Вода надходила з підземних водоносних горизонтів, а конструкції з каміння та водостійкої глини допомагали спрямовувати її туди, де вона була потрібна. Підземні канали могли змінювати природний рух води. У сезон дощів вони також дозволяли збирати та фільтрувати воду, яка надходила з річкових долин.Каміння виконувало роль природного фільтра, а окремі ділянки каналів спеціально формували так, щоб зменшити швидкість потоку перед потраплянням води до резервуара. Тобто перед нами не просто колодязі, а ціла гідротехнічна система, розрахована на роботу в умовах постійного дефіциту води.

Навіщо потрібна була спіраль?

Саме форма пукіос довгий час залишалася однією з головних загадок. З поверхні ці споруди нагадують спіральні воронки або величезні кам’яні штопори. Але така форма мала цілком практичне призначення.Спіральні шахти були пов’язані з підземними тунелями. Вони забезпечували доступ повітря до системи та сприяли циркуляції повітря всередині каналів. Це допомагало підтримувати рух води та полегшувало доступ людей до підземних ділянок для обслуговування. Фактично пукіос можна уявити як своєрідні вентиляційні шахти стародавнього підземного водопроводу.

Хто і коли їх побудував?

Тут залишається певна невизначеність. Точно визначити вік пукіос за допомогою радіовуглецевого датування складно, адже йдеться не про органічний матеріал, який можна безпосередньо датувати.Дослідники пов’язують їх із культурою Наска, яка існувала в регіоні приблизно від 1000 року до нашої ери до 750 року нашої ери. Водночас деякі інші дослідження припускають, що найбільш активне будівництво таких систем могло припасти приблизно на середній період розвитку культури Наска — близько 500 року нашої ери.У будь-якому разі йдеться про інженерне досягнення, яке вражає навіть за сучасними мірками. Будівництво вимагало значної кількості праці, точного планування та постійного обслуговування.

Вони працюють навіть сьогодні

Найдивовижніше те, що пукіос — не просто археологічні залишки. Частина цих систем досі функціонує. У долині Наска збереглося близько 29 активних пукіос, які й нині допомагають отримувати воду.Це означає, що конструкції, створені багато століть тому, змогли пережити покоління людей і продовжують виконувати приблизно ту саму функцію, заради якої їх будували. Для археологів це особливо цінний приклад того, як стародавні технології можуть виявитися напрочуд довговічними.

Вода змінила пустелю

Пукіос мали значення не лише для питного водопостачання. Наявність постійного джерела води дозволила людям займатися землеробством, підтримувати поселення та використовувати землю, яка без штучного зрошення була б практично непридатною.Фактично стародавні інженери Наска знайшли спосіб перетворити надзвичайно сухий ландшафт на територію, де могли існувати стабільні громади. Саме тому дослідники називають пукіос одним із найамбітніших гідротехнічних проєктів стародавньої Наски.

Дивовижний урок із минулого

Історія пукіос показує дещо важливе: технологічні прориви не завжди народжуються через бажання створити щось нове заради самого новаторства. Іноді їх диктує проста необхідність вижити.Для мешканців Наска вода була питанням існування. Вони не могли змінити клімат, збільшити кількість опадів чи перенести поселення в більш сприятливий регіон. Натомість вони навчилися використовувати приховані під землею ресурси.І зробили це настільки ефективно, що деякі їхні споруди працюють і через багато століть. Пукіос стали нагадуванням про просту закономірність, яка залишається актуальною й сьогодні: де бракує води, там з’являється потреба в інноваціях.Саме дефіцит змушував стародавні суспільства експериментувати, будувати складні системи та по-новому дивитися на навколишнє середовище. І в цьому сенсі спіральні отвори посеред пустелі Наска — це не просто археологічна загадка, а свідчення надзвичайної винахідливості людей, які навчилися перемагати посуху без сучасних технологій.

За останні 539 мільйонів років клімат Землі змінювався не хаотично. Нове масштабне дослідження показало, що за цей час планета пережила лише п’ять тривалих кліматичних станів, а найбільші потрясіння для життя часто припадали саме на періоди переходу між ними.Вчені проаналізували дані про температуру океанів і кругообіг вуглецю, а потім зіставили їх із викопними рештками морських організмів. Результат виявився несподіваним: коли кліматична система Землі наближалася до переходу в новий стан, біосфера ставала помітно вразливішою.

Клімат Землі змінювався стрибками

Дослідники вивчили хімічні сліди, збережені в карбонатних породах, які формувалися на давньому морському дні. Один показник допоміг оцінити температуру океану, інший — простежити зміни в глобальному вуглецевому циклі.Загалом команда розглянула 1140 точок, що охоплюють період від приблизно 538,5 мільйона років тому до сучасності. Аналіз показав кілька чітких меж — приблизно 447, 358, 239 і 57 мільйонів років тому. За ними можна побачити великі етапи історії планети: теплий світ раннього палеозою, тривалий льодовиковий період пізнього палеозою, теплий клімат епохи динозаврів і значно прохолодніший сучасний стан.Цікаво, що кожен із цих періодів мав власне поєднання температури та рівня вуглекислого газу. Це означає, що однакова зміна концентрації СО₂ могла мати різний ефект залежно від того, у якому кліматичному стані перебувала планета.

Найнебезпечнішими були переходи

Особливу увагу вчені приділили моментам, коли Земля наближалася до зміни кліматичного режиму. У стабільній системі невелике відхилення зазвичай швидко згасає. Але перед великим переходом відновлення сповільнюється: система довше повертається до попереднього стану, а коливання стають дедалі помітнішими.Саме такі ознаки дослідники виявили перед кількома масштабними кризами в історії життя. Сигнали з’являлися перед вимиранням наприкінці ордовику, під час пізньопалеозойської кризи, перед тріасовою катастрофою та під час різкого потепління на межі палеоцену й еоцену. Іншими словами, масові вимирання могли відбуватися не просто через конкретний катастрофічний фактор, а й на тлі вже нестабільної планетарної системи.

Пермська катастрофа — не єдиний приклад

Щоб перевірити зв’язок із життям, науковці проаналізували дані про морських безхребетних із палеонтологічних баз. Вони порівнювали швидкість появи та зникнення родів із загальним біорізноманіттям.Найвища вразливість біосфери спостерігалася в ранньому та середньому палеозої, а ще один різкий пік припав на межу пермі й тріасу. Саме тоді відбулося найбільше відоме масове вимирання в історії Землі, під час якого зникло до 95% видів.Не менш цікаво, що ранній кембрійський період також виявився дуже нестабільним. Тоді життя активно змінювалося: нові роди швидко з’являлися і зникали, а загальна різноманітність залишалася відносно невисокою. На думку дослідників, це може пояснювати, чому біосфера того часу була особливо вразливою.

А сучасна Земля?

Тут результати виглядають парадоксально. За останні 57 мільйонів років показник вразливості біосфери постійно залишається низьким і наприкінці досліджуваного періоду досягає найнижчих значень за всю історію аналізу.Це не означає, що сучасна природа перебуває поза небезпекою. Дослідження охоплює величезні геологічні проміжки часу, а найдрібніший часовий крок становить близько пів мільйона років. Тому ці результати не можна безпосередньо переносити на зміни клімату протягом одного людського життя чи навіть кількох століть.Водночас робота показує важливу річ: стабільність кліматичної системи може бути не менш важливою для життя, ніж сам рівень температури.

Катастрофа могла бути останньою краплею

Дослідники не стверджують, що перехід між кліматичними станами безпосередньо спричиняв кожне масове вимирання. Швидше, він міг створювати певне «тло» — стан планети, у якому біосфера ставала менш здатною пережити додатковий удар.Так, астероїд наприкінці крейдового періоду або масштабний вулканізм наприкінці пермі могли стати безпосередньою причиною катастроф. Але стійкість клімату й вуглецевого циклу могла визначати, наскільки сильною виявиться реакція живого світу.Це відкриває цікаву перспективу для науки про минуле Землі. Можливо, майбутні дослідження зможуть не лише встановлювати причини давніх вимирань, а й визначати, наскільки вразливою була планета ще до того, як відбувалася сама катастрофа. Дослідження опубліковане в журналі Nаturе Соmmunісаtіоns.

Океани Землі не існують окремо один від одного. Зміни, які починаються в одному куточку планети, можуть через атмосферу впливати на погоду за тисячі кілометрів. Саме так протягом століть Тихий океан був своєрідним «партнером» Індійського, допомагаючи формувати його температурні коливання.



Тепер цей зв’язок помітно змінився.



Нове дослідження, опубліковане в Nаturе Соmmunісаtіоns, показало, що за останні десятиліття взаємодія між атмосферною циркуляцією над тропічною частиною Тихого океану та температурою Індійського океану різко послабилася і навіть змінила свій характер.



Важливу роль у цьому процесі відіграє циркуляція Вокера — масштабна система руху повітря над Тихим океаном. Вона виникає через різницю температур води: тепле повітря піднімається, переміщується в атмосфері, опускається в інших районах і впливає на поверхневі вітри.



Раніше зміни цієї системи часто відображалися на температурі Індійського океану. Наприклад, під час Ель-Ніньйо циркуляція Вокера слабшає, а атмосферні зміни можуть поширюватися далеко за межі Тихого океану.



Але сучасна картина стала іншою. З 1950-х років тропічна частина Індійського океану в середньому нагрівається приблизно на 0,1 °С за десятиліття. Водночас із 1980-х років циркуляція Вокера над Тихим океаном посилюється. У результаті звичний взаємозв’язок між двома океанами фактично перевернувся.



Щоб зрозуміти, наскільки це незвично, науковці звернулися до минулого. Вони об’єднали сучасні спостереження та кліматичні моделі з даними, «записаними» природою — у коралах, річних кільцях дерев і сталагмітах. Так вдалося відновити картину кліматичних взаємодій між Тихим та Індійським океанами аж до ХVІІ століття.



Протягом більшої частини цього періоду океани поводилися узгоджено. Винятком були приблизно 1810–1850 роки, коли серія потужних вулканічних вивержень, зокрема виверження Тамбори в Індонезії у 1815 році, тимчасово порушила звичну систему. Вулканічні аерозолі зменшили кількість сонячного світла, що досягало поверхні Землі, і змінили температуру океанів та атмосферну циркуляцію.



Однак сучасна ситуація ще незвичніша. Цього разу причиною змін є не короткочасне вулканічне похолодання, а тривале глобальне потепління, пов’язане з діяльністю людини. Порівняння із кліматичними умовами останнього тисячоліття показало, що сучасний характер взаємодії океанів виходить за межі звичайних природних коливань.



Це важливо не лише для науки. Температура Індійського океану впливає на опади та погодні умови у великих регіонах Африки, Азії та Австралії. А стабільні зв’язки між океанами допомагають ученим прогнозувати клімат на місяці й навіть роки вперед.



Якщо ці зв’язки продовжать змінюватися, старі підходи до кліматичного прогнозування доведеться переглядати. Тож глобальне потепління — це не просто поступове підвищення температури. Воно може змінювати самі механізми взаємодії океанів і атмосфери, від яких залежить погода на величезних територіях планети.

Океани Землі давно ведуть своєрідний кліматичний «діалог». Зміни температури й руху повітря над Тихим океаном можуть через атмосферу впливати на Індійський океан, розташований за тисячі кілометрів. Від цього залежать опади та погодні умови в багатьох регіонах Африки, Азії та Австралії.



Однак нове дослідження показало: цей зв’язок останніми десятиліттями різко змінився. Вчені з’ясували, що звична залежність між циркуляцією повітря над тропічною частиною Тихого океану та температурою Індійського океану фактично змінила свій характер. Раніше ці системи здебільшого реагували одна на одну, але тепер Індійський океан дедалі сильніше реагує на глобальне потепління, а не на природні зміни Тихого океану.



Особливу роль тут відіграє циркуляція Вокера — величезна система руху повітря в тропіках. Вона пов’язана з різницею температур океанічної поверхні та впливає на атмосферні процеси на величезних територіях.



Щоб зрозуміти, наскільки сучасні зміни незвичайні, дослідники заглянули далеко в минуле. Вони використали дані коралів, деревних кілець і сталагмітів, які допомогли відновити кліматичну картину за кілька століть.



Виявилося, що протягом більшої частини періоду з 1631 року Тихий та Індійський океани демонстрували досить стабільний взаємозв’язок. Тимчасове порушення спостерігалося приблизно у 1810–1850 роках, коли потужні виверження вулканів, зокрема Тамбори у 1815 році, спричинили глобальне похолодання.



Але сучасна ситуація відрізняється. Цього разу головним фактором є тривале антропогенне потепління. За словами дослідників, нинішня зміна взаємозв’язку виходить за межі того, що спостерігалося протягом останнього тисячоліття навіть у періоди сильної вулканічної активності.



Це має значення не лише для океанологів. Стабільні зв’язки між океанами допомагають прогнозувати погоду на місяці й навіть роки вперед. Якщо вони змінюються, традиційні кліматичні моделі можуть втрачати частину своєї точності.



Для країн, де мільйони людей залежать від сезонних дощів і доступності води, це може стати серйозним викликом. Дослідження показує, що глобальне потепління здатне не просто підвищувати температуру океанів, а й змінювати самі механізми, за якими кліматична система планети працює.

Під надрами Західної Австралії може бути енергетичний ресурс, про який донедавна майже не говорили. Дослідники з Еdіth Соwаn Unіvеrsіty виявили, що багаті на залізо гірські породи регіону Пілбара здатні природним шляхом виробляти водень.



У центрі уваги вчених опинився магнетит — поширений мінерал, якого особливо багато у величезних покладах залізної руди Австралії. Коли гаряча вода контактує з ним під високим тиском, у результаті хімічної реакції може утворюватися водень.



Найцікавіше те, що цей процес, схоже, можна посилити. У лабораторних експериментах дослідники відтворили умови, подібні до тих, що існують глибоко під землею: зразки магнетиту витримували у воді при температурі 200 °С і високому тиску протягом 60 днів. Вчені також з’ясували, що важлива не лише кількість мінералу, а й те, наскільки легко вода може проникати крізь породу.



Тріщини, пори та проникні ділянки дозволяють воді контактувати зі свіжими поверхнями магнетиту, що може збільшувати виробництво водню.



Саме тут відкривається потенційно масштабна перспектива. Пілбара має одні з найбільших у світі формацій смугастих залізистих порід. Якщо науковцям вдасться перенести лабораторні результати в реальні підземні умови, природний водень можна буде не просто знаходити, а й стимулювати його утворення безпосередньо в надрах.



До промислового видобутку ще далеко — потрібні масштабні випробування та оцінка економічної доцільності. Але відкриття вже змінює погляд на австралійські родовища заліза: вони можуть бути цінними не лише через метал, а й як потенційне джерело низьковуглецевої енергії.

Під камінням гори ховається величезний запас льоду: вчені знайшли 600 басейнів води.

Під кам’янистими схилами гори Тімпаногос у штаті Юта вчені виявили несподіваний природний резервуар води. Зовні він схожий на звичайне поле уламків породи, але під ним ховається майже 1,5 мільйона кубічних метрів льоду — приблизно стільки води вмістилося б у 600 олімпійських басейнах.Дослідники з Університету Юти використали надзвичайно чутливі гравіметри, щоб «зазирнути» під поверхню льодовика. Оскільки лід значно легший за гірську породу, невеликі зміни сили тяжіння дозволили створити тривимірну модель прихованих запасів.Результат виявився вражаючим: близько 83% Тімпаногоського кам’яного льодовика становить лід, і лише 17% — уламки породи. Місцями шар прихованого льоду сягає приблизно 37 метрів.Вчені вважають, що такі утворення виникають завдяки своєрідному природному «консервуванню». Каміння, яке поступово падає зі схилів, накриває сніг і захищає його від танення. З часом під товстим шаром уламків накопичується значна кількість льоду.І це відкриття може мати набагато ширше значення. Лише в штаті Юта супутникові знімки допомогли виявити 836 кам’яних льодовиків. А якщо врахувати близько 50 тисяч подібних утворень у різних куточках світу, під камінням потенційно може бути заховано до 48 гігатонн води.Тобто гори можуть приховувати величезні запаси прісної води, які майже непомітні з поверхні. Тепер науковці хочуть з’ясувати, наскільки стабільними є ці резервуари та як вони реагуватимуть на подальші зміни клімату.

Виявляється, дикій природі заважають не лише дороги, міста та ферми. Іноді достатньо, щоб люди просто опинилися поруч. Це показало нове масштабне дослідження, у якому вчені поєднали дані GРS-трекерів тварин із анонімною інформацією про переміщення людей за мобільними телефонами.Дослідники проаналізували понад 4 500 птахів і ссавців 37 видів у США та порівняли їхню поведінку у 2019 і 2020 роках. Пандемія СОVІD-19 дала для цього майже унікальну можливість: під час локдаунів кількість людей у багатьох місцях різко змінилася, хоча самі дороги, міста й інші об’єкти нікуди не зникли. Це дозволило відокремити вплив людської присутності від впливу вже зміненого людиною ландшафту.

Тварини реагують по-різному

Результати виявилися далеко не такими простими, як можна було очікувати. Приблизно 57% досліджених видів реагували одночасно і на присутність людей, і на зміни середовища.Для багатьох тварин збільшення кількості людей означало скорочення території, яку вони використовували. Особливо помітною ця реакція була в місцях із відносно незначним розвитком — наприклад, у природоохоронних територіях. У містах тварини, навпаки, могли вже бути частково пристосовані до постійної присутності людей.Але універсального правила немає.Наприклад, вовки в деяких випадках, навпаки, розширювали територію свого перебування. Білохвості олені демонстрували іншу поведінку: їхня екологічна ніша збільшувалася в більш змінених людиною ландшафтах, але скорочувалася там, де ставало більше людей. У журавлів спостерігалася протилежна тенденція. Саме тому вчені вважають, що однакова стратегія охорони природи для всіх видів працювати не буде.

Локдауни стали несподіваним експериментом

Період пандемії фактично створив природний експеримент. Людей раптово стало менше в одних місцях і більше в інших, а тварини отримали можливість реагувати на ці зміни. Раніше дослідникам часто доводилося оцінювати людський вплив опосередковано — за кількістю доріг, забудовою чи сільськогосподарськими угіддями. Тепер вони змогли врахувати ще один важливий фактор: де саме і коли перебували люди.Це може змінити підхід до охорони дикої природи. Замість того щоб просто закривати величезні території, у деяких випадках можна буде точніше визначати, коли і де тваринам справді потрібен спокій.Втім, залишається головне питання: якщо тварина змінює свою поведінку через людей, це допомагає їй пристосуватися чи свідчить про постійний стрес? Саме це вчені планують з’ясувати далі.І відповідь може виявитися важливішою за сам факт того, що тварини нас помічають. Адже для багатьох видів проблема може бути не тільки в тому, що ми побудували, а й у тому, що ми просто прийшли поруч.

На Землі досі залишається величезна кількість живих організмів, про які наука нічого не знає. Нове дослідження показало, що відкриття невідомих видів поступово змінюють наше уявлення про те, де саме розташовані головні осередки біорізноманіття.Біорізноманіття охоплює все різноманіття життя — від генів і мікроорганізмів до цілих екосистем. Найбагатші на види території називають «гарячими точками» біорізноманіття.

Наука досі не знає більшість видів

За оцінками дослідників, близько 80% рослин і тварин на планеті ще не були офіційно описані наукою. Щороку вчені знаходять понад 2000 нових видів судинних рослин. Серед ссавців приблизно кожен десятий відомий сьогодні вид був відкритий лише після 1990-х років.Щоб зрозуміти, як ці відкриття впливають на картину світу, науковці проаналізували дані про понад 28 тисяч видів птахів, ссавців, рептилій та амфібій, відкритих у період із 1920 до 2020 року. Виявилося, що за останнє століття людство описало майже 40% наземних видів, відомих на сьогодні.

Гарячі точки зміщуються

Більшість нових видів знаходили у тропічних регіонах — зокрема в лісах Бразилії, Еквадору та Нової Гвінеї. Особливо помітними стали гірські ліси Нової Гвінеї, де відкрили багато нових видів ссавців. Австралія ж виявилася справжньою знахідкою для дослідників рептилій: за сто років кількість відомих видів там зросла з 376 до 933.Нові відкриття також змінили карту найбагатших регіонів. Серед нових важливих осередків біорізноманіття опинилися Індонезія, центральні Анди та Мадагаскар.Приблизно третина територій, які раніше вважалися головними «гарячими точками» для амфібій, тепер поступилася місцем іншим регіонам. Схожа ситуація спостерігається і серед рептилій — близько 20% колишніх осередків змінилися через нові відкриття.Це нагадує просту, але важливу річ: карта життя на Землі ще далеко не завершена. Чим більше видів ми знаходимо, тим сильніше змінюється наше розуміння того, які куточки планети насправді є найціннішими для природи.

У Чехії знайшли 6500-річну споруду, яка могла бути давньою обсерваторією.Археологи в Чехії зробили незвичайне відкриття: біля села Хлеби знайшли величезну кругову споруду, якій близько 6500 років. Це приблизно на тисячу років старше за Стоунхендж.Пам’ятка являє собою круглий рів діаметром близько 230 метрів і завглибшки до 2,5 метра. Навколо нього розташували 12 входів. Дослідники припускають, що колись між ними стояли дерев’яні конструкції, а деякі проходи могли прикрашати черепами та рогами биків.

Стародавні люди стежили за небом

Найцікавіше виявилося під час аналізу розташування входів. Вони, схоже, були розміщені не випадково. За словами археологів, їхня геометрія дозволяла спостерігати за важливими моментами сонячного та місячного циклів. Зокрема, з території споруди можна було стежити за сходом Сонця під час літнього сонцестояння та його заходом у день зимового сонцестояння.Деякі орієнтації також могли бути пов’язані з крайніми положеннями Місяця на горизонті, які повторюються приблизно раз на 18,6 року. Тому вчені вважають, що споруда могла бути своєрідним ритуальним центром, де астрономічні спостереження мали важливе релігійне значення.

Схожість зі Стоунхенджем

Дослідники звертають увагу на цікаву деталь: принцип орієнтації споруди нагадує Стоунхендж, хоча чеська пам’ятка значно старша. Для перших землеробських спільнот Сонце та зміна сезонів мали величезне значення. Літнє сонцестояння могло символізувати початок нового циклу, а зимове — його завершення.Згодом значення пам’ятки, схоже, змінилося. У бронзову добу тут поховали щонайменше 18 людей, а пізніше, в залізну добу, на цьому місці вже з’явилося звичайне поселення. Тепер археологи досліджуватимуть ґрунт. У ньому можуть залишитися хімічні сліди діяльності людей, які допоможуть зрозуміти, для чого саме 6500 років тому вони створили цю величезну споруду.

Майже 90 років тому Вернер Гайзенберг припустив, що навіть абсолютно порожній простір може поводитися не так просто, як здається. Тепер астрономи, можливо, знайшли перші докази цього дивного квантового ефекту.Дослідники спостерігали за магнетаром — надзвичайно щільною нейтронною зорею з одним із найпотужніших магнітних полів у Всесвіті. Аналіз її випромінювання показав ознаки явища, відомого як вакуумне двозаломлення.

Коли вакуум перестає бути «порожнім»

Згідно з квантовою фізикою, вакуум насправді не є абсолютною порожнечею. На найфундаментальнішому рівні в ньому можуть виникати й на мить зникати так звані віртуальні частинки.Гайзенберг ще в 1930-х роках передбачив, що надзвичайно сильне магнітне поле здатне впливати на ці квантові процеси. У результаті світло, проходячи через такий вакуум, може змінювати свої властивості. Проблема в тому, що створити необхідне магнітне поле на Землі практично неможливо.На допомогу прийшов сам Всесвіт.

Магнетар як природна лабораторія

Об’єкт 1Е 1547.0-5408, або просто 1Е1547, має настільки потужне магнітне поле, що воно приблизно у 100 мільйонів разів сильніше за найпотужніші поля, які люди здатні створити в лабораторіях. Саме тому магнетари вважають своєрідними космічними лабораторіями для перевірки екстремальної фізики.Науковці спостерігали за 1Е1547 за допомогою радіотелескопа Мurrіyаng, а отримані дані аналізували на суперкомп’ютері. Додатково вони використали рентгенівські спостереження космічних телескопів NАSА ІХРЕ та NІСЕR. Дослідники стежили за поляризацією випромінювання — напрямком, у якому коливаються електромагнітні хвилі.

Світло показало цікаву закономірність

Рентгенівське випромінювання магнетара виявило дуже високу поляризацію. При цьому її напрямок залишався узгодженим із напрямком магнітного поля зорі.Схожу картину показали й радіоспостереження. Для дослідників це важливо, адже саме така поведінка може відповідати прогнозам вакуумного двозаломлення. Інакше кажучи, світло, можливо, проходить через «порожній» простір навколо магнетара не зовсім так, як мало б у звичайному вакуумі. Втім, вчені поки не говорять про остаточне відкриття.

Потрібні додаткові докази

Дослідники наголошують, що інші фізичні процеси також можуть створювати подібні сигнали. Тому необхідні нові спостереження та точніші комп’ютерні моделі. Якщо результат підтвердиться, це стане важливим доказом одного з передбачень квантової фізики, яке десятиліттями залишалося без прямого підтвердження.А головне — людство отримає можливість перевіряти фундаментальні закони фізики в умовах, які неможливо відтворити на Землі. Можливо, для цього науковцям довелося чекати майже століття — і дивитися не в лабораторію, а в найекстремальніші куточки Всесвіту. Дослідження було опубліковано у журналі Nаturе.