Инфомагистраль

Космические тела искажают информацию

По данным специалистов Института динамики геосфер РАН, падение метеоритов и комет вызывает сильнейшие возмущения геомагнитного поля Земли. Поэтому даже небольшие небесные тела могут представлять угрозу для современной цивилизации, во многом основанной на передаче огромных потоков информации.

Как сообщает агентство «ИнформНаука», исследования, проведенные российскими учеными, показали, что падение на поверхность нашей планеты даже сравнительно небольших космических тел вызывает «плюм» — мощную струю воздуха и паров, поднимающуюся от Земли. Плюм нагревает верхние слои атмосферы, изменяет их проводимость и тем самым взаимодействует с геомагнитным полем планеты. Даже небольшое Тунгусское тело с радиусом всего 30-60 м вызвало в Иркутске, на расстоянии 900 км от места события, умеренную магнитную бурю, которая продолжалась несколько часов. По мнению многих ученых, это космическое тело не долетело до поверхности Земли, но даже в этом случае высота плюма достигала 300-500 км.

Более крупные космические тела, достигающие поверхности планеты, вызывают более серьезные последствия. Если на сушу со скоростью 50 км/с упадет ледяное кометное тело радиусом от 200 до 400 метров, то уже через 40 секунд после столкновения максимальная высота плюма составит от полутора тысяч до тысячи восьмисот километров, а его радиус — около 300 километров. Энергия, принесенная таким плюмом в атмосферу, эквивалентна энергии взрыва нескольких мегатонн тринитротолуола.

Астероиды падают на Землю гораздо чаще, чем кометы, к тому же большая часть земной поверхности покрыта водой. Поэтому ученые провели аналогичные расчеты для каменного тела диаметром 400 м и начальной скоростью 17 км/с, вертикально входящим в атмосферу над океаном глубиной 4 км. Во время полета такой астероид почти не изменяет форму, но после попадания в воду сильно деформируется и разрушается, не достигая океанского дна. От места падения разбегаются гигантские волны, которые вызывают мощные цунами, а вверх взлетает громадный плюм. Если падающее тело имеет размеры 1-2 км, часть вещества плюма даже покидает поле притяжения Земли.

Картина возмущения магнитного поля во всех случаях примерно одинакова. Гигантский столб нагретого воздуха и пара приводит в движение ионы окружающей среды. Вызванные возмущения распространяются со скоростью, намного превышающей скорость роста плюма, и поэтому он окружен расширяющейся ионной оболочкой. Создаваемые магнитные возмущения деформируют магнитосферу Земли, достигают радиационных поясов и могут вызвать высыпание из них частиц.

Помимо прямого взаимодействия плюма с магнитным полем существуют и другие формы его влияния. Плотность в зоне выхода плюма намного выше, чем в невозмущенной атмосфере на той же высоте. Повышение плотности изменяет степень ионизации на высотах 1000-2000 км, по крайней мере, в течение десятков минут после падения.

Некоторое время после столкновения космического тела с Землей плюм растет, но минут через десять составляющее его вещество начинает падать с достигнутых высот. При этом нагреваются нижние слои атмосферы, а возмущения ионосферы распространяются по всему земному шару. Таким образом, даже падение относительно небольших космических тел вызывает глобальные возмущения магнитной и ионной сфер. Создаваемые при этом помехи исследователи считают недопустимыми для современной цивилизации. Так что специалистам в области передачи информации настало время задуматься о противометеоритной защите.

«Бактериальный» переключатель — из жара в холод

Почему микроорганизмы живут и процветают в разных условиях — от Антарктики до горячих источников? Благодаря аминокислотному «переключателю», выяснили израильские ученые.

Исследователи из Института Вейцмана под руководством Авигдора Шерца сравнили два вида бактерий — предпочитающих умеренные температуры и тех, что «любят погорячее». Представительницы и того, и другого существуют за счет фотосинтеза, используя солнечную энергию для выработки питательных веществ.

Особое внимание авторы работы обратили на ферментативную реакцию, протекающую в специальном центре бактериальной клетки. Их интересовало, как изменяется ее скорость при плавном повышении температуры окружающей среды. Вопреки всем ожиданиям, скорость бактериальных реакций росла до определенного значения, после чего оставалась неизменной. Пик приходился на так называемую «зону комфорта» микроорганизма.

Когда сравнили ферменты обеих «участниц эксперимента», удалось выявить различия только в двух из тысяч базовых аминокислот. Заменив эти две аминокислоты в ферменте, «настроенном» на умеренные температуры, на взятые из «горячего», ученые зафиксировали увеличение пиковой температуры реакции почти на десять градусов.

По мнению специалистов, полученные результаты говорят о том, что эффективность ферментов «отрегулирована» с учетом средней температуры среды обитания бактерий, а не конкретных, «сиюминутных» условий. Это защищает клетку от губительных скачков в активности ферментов.

Новые данные позволят эффективнее управлять ферментативными реакциями, получать урожаи зерновых в районах с резкой сменой температур, создавать качественное биологическое топливо.

Рост опухоли «по Адаму Смиту»

Рост злокачественной опухоли подчиняется законам теории игр, считает американский ученый.

Политолог Роберт Аксельрод из Мичиганского университета в Энн-Арборе, пытавшийся применить теорию игр к эволюционной биологии, теперь обратился к раковым клеткам. Исследователь полагает, что каждую из них можно считать «игроком», бессознательно заинтересованном в успехе «общего дела» — росте опухоли.

«Со времен Адама Смита известно, что сотрудничество помогает быстрее и легче выполнить работу, — говорит Аксельрод. — Принято думать, что сотрудничество — это хорошо, а рак — плохо. Поэтому до сих пор никому не приходило в голову связать их».

Каждая клетка опухоли разрастается, внедряя факторы роста в соседние ткани. Но некоторые не обладают достаточным спектром мутаций для производства всех необходимых факторов роста, они не могут преодолеть сопротивление организма хозяина и стать самостоятельными болезнетворными клетками.

Им на помощь приходят соседки, восполняя недостающие факторы роста. Так, клетка, отвечающая за подведение к опухоли кровеносных сосудов, приносит пользу и другим. По мнению автора, таким образом раковые клетки вербуют в свои ряды все новых и новых «игроков».

Это предположение позволяет по-новому подойти к поиску путей лечения болезни. Можно, например, изменить ближайшее окружение опухоли, чтобы лишить ее возможности распространять факторы роста.

Теория Аксельрода подразумевает существование разных подтипов раковых клеток, которые помогают друг другу. Лора-Джейн Армстронг из британского Центра исследований рака считает предположение вполне правдоподобным. Так можно объяснить различия между клетками одной опухоли, их несхожесть в сопротивлении медикаментам.