Інфомагістраль

Космічні тіла спотворюють інформацію

За даними фахівців Інституту динаміки геосфер РАН, падіння метеоритів і комет викликає дуже сильні збурення геомагнітного поля Землі. Тому навіть невеликі небесні тіла можуть становити загрозу для сучасної цивілізації, яка багато в чому базується на передачі величезних потоків інформації.

Як повідомляє агентство «ІнформНаука», дослідження, проведені російськими вченими, засвідчили, що падіння на поверхню нашої планети навіть порівняно невеликих космічних тіл викликає «плюм» — потужний струмінь повітря і пари, що піднімається із Землі. Плюм нагріває верхні шари атмосфери, змінює їхню провідність і тим самим взаємодіє з геомагнітним полем планети. Навіть невелике Тунгуське тіло радіусом усього 30—60 м викликало в Іркутську, на відстані 900 км від місця події, помірну магнітну бурю, яка тривала кілька годин. На думку багатьох учених, це космічне тіло не долетіло до поверхні Землі, але навіть у такому разі висота плюму досягала 300—500 км.

Більші космічні тіла, які досягають поверхні планети, викликають серйозніші наслідки. Якщо на сушу зі швидкістю 50 км/с упаде крижане кометне тіло радіусом від 200 до 400 метрів, то вже через 40 секунд після зіткнення максимальна висота плюму становитиме від півтори тисячі до тисячі восьмисот кілометрів, а його радіус — близько 300 кілометрів. Енергія, принесена таким плюмом в атмосферу, еквівалентна енергії вибуху кількох мегатонн тринітротолуолу.

Астероїди падають на Землю набагато частіше, ніж комети, до того ж більша частина земної поверхні покрита водою. Тому вчені провели аналогічні розрахунки для кам’яного тіла діаметром 400 м і початковою швидкістю 17 км/с, яке вертикально входить в атмосферу над океаном глибиною 4 км. Під час польоту такий астероїд майже не змінює форми, але, потрапивши у воду, сильно деформується й руйнується, не дістаючись океанського дна. Від місця падіння розбігаються гігантські хвилі, які викликають потужне цунамі, а вгору злітає величезний плюм. Якщо тіло, що падає, має розміри 1—2 км, частина речовини плюму навіть виходить за поле тяжіння Землі.

Картина збурення магнітного поля в усіх випадках приблизно однакова. Гігантський стовп нагрітого повітря і пари змушує рухатись іони навколишнього середовища. Викликані збурення поширюються зі швидкістю, яка набагато перевищує швидкість зростання плюму, і тому він огорнутий іонною оболонкою, яка розширюється. Магнітні збурення деформують магнітосферу Землі, досягають радіаційних поясів і можуть викликати висипання з них часток.

Крім прямої взаємодії плюму з магнітним полем, існують інші форми його впливу. Щільність у зоні виходу плюму набагато вища, ніж у незбуреної атмосфери на такій самій висоті. Підвищення щільності змінює рівень іонізації на висотах 1000—2000 км принаймні протягом десятків хвилин після падіння.

Певний час після зіткнення космічного тіла із Землею плюм зростає, але хвилин через десять речовина, з якої він складається, починає падати з досягнутої висоти. При цьому нагріваються нижні шари атмосфери, а збурення іоносфери поширюється по всій земній кулі. Таким чином, навіть падіння відносно невеликих космічних тіл викликає глобальні збурення магнітної й іонної сфер. Перешкоди, які при цьому утворюються, дослідники вважають неприпустимими для сучасної цивілізації. Тож фахівцям у галузі передачі інформації час замислитися над протиметеоритним захистом.

«Бактеріальний» перемикач — зі спеки в холод

Чому мікроорганізми живуть і процвітають у різних умовах — від Антарктики до гарячих джерел? Завдяки амінокислотному «перемикачу», з’ясували ізраїльські вчені.

Дослідники з Інституту Вейцмана під керівництвом Авігдора Шерца порівняли два види бактерій — тих, які віддають перевагу помірним температурам, і тих, котрі «люблять горячіше». Представниці і першого, і другого існують за рахунок фотосинтезу, використовуючи сонячну енергію для вироблення поживних речовин.

Особливу увагу автори роботи звернули на ферментативну реакцію, що проходить у спеціальному центрі бактеріальної клітини. Їх цікавило, як змінюється її швидкість при плавному підвищенні температури навколишнього середовища. Всупереч усім очікуванням, швидкість бактеріальних реакцій зростала до певного значення, після чого залишалася незмінною. Пік припадав на так звану «зону комфорту» мікроорганізму.

Коли порівняли ферменти обох «учасниць експерименту», вдалося виявити відмінності тільки у двох із тисяч базових амінокислот. Замінивши ці дві амінокислоти у ферменті, «налаштованому» на помірні температури, на взяті з «гарячого», учені зафіксували збільшення пікової температури реакції майже на десять градусів.

На думку фахівців, отримані результати свідчать про те, що ефективність ферментів «відрегульована» з урахуванням середньої температури середовища проживання бактерій, а не конкретних, «одномоментних» умов. Це захищає клітину від згубних стрибків в активності ферментів.

Нові дані дозволять ефективніше керувати ферментативними реакціями, отримувати врожаї зернових у районах із різкою зміною температур, створювати якісне біологічне паливо.

Ріст пухлини «за Адамом Смітом»

Ріст злоякісної пухлини підпорядковується законам теорії ігор, вважає американський учений.

Політолог Роберт Аксельрод із Мічіганського університету в Енн-Арборі, який намагався застосувати теорію ігор до еволюційної біології, тепер звернувся до ракових клітин. На думку дослідника, кожну з них можна вважати «гравцем», несвідомо зацікавленим в успіху «спільної справи» — рості пухлини.

«З часів Адама Сміта відомо, що співпраця допомагає швидше і легше виконати роботу, — каже Аксельрод. — Заведено вважати, що співпраця — це добре, а рак — погано. Тому досі нікому не спадало на думку пов’язати їх».

Кожна клітина пухлини розростається, вживлюючи фактори росту в сусідні тканини. Але деякі з них не мають достатнього спектра мутацій для вироблення всіх необхідних факторів росту, вони не можуть подолати опір організму господаря і стати самостійними хвороботворними клітинами.

Їм на допомогу приходять сусідки, поповнюючи відсутні фактори росту. Так, клітина, відповідальна за підведення до пухлини кровоносних судин, корисна й для інших. На думку автора, у такий спосіб ракові клітини вербують до своїх лав нових і нових «гравців».

Це припущення дозволяє по-новому підійти до пошуку шляхів лікування хвороби. Можна, наприклад, змінити найближче оточення пухлини, щоб позбавити її можливості поширювати фактори росту.

Теорія Аксельрода припускає існування різних підтипів ракових клітин, які допомагають одна одній. Лора-Джейн Армстронг із британського Центру досліджень раку вважає припущення цілком правдоподібним. Так можна пояснити відмінності між клітинами однієї пухлини, їхню несхожість в опорі медикаментам.