Естествознание в сентябре

У самого горячего моря жил Лука

// И было у него 355 белков

LUCA — последний универсальный общий предок (англ. last universal common ancestor). От него в процессе эволюции произо­шли все ныне живущие организмы. Обитал ­LUCA на Земле примерно 3,8 млрд лет назад, когда здесь не было кислорода и условия были адскими в нашем понимании. Как раз в те времена Земля подверглась так называемой поздней тяжёлой бомбардировке — массовому падению метеоритов и астероидов. Океаны вскипали, из недр планеты текла магма, вынося на поверхность серу, металлы, раскалённые газы…

Земля, как считают учёные, уже была населена примитивными одноклеточными организмами. Были ли они одинаковые или принципиально различались по биохимии, составу белков, генетике и образу жизни? Никто не знает. Потому что выжил лишь один ­LUCA, наш предок, который и дал по­томству унифицированные ­черты: строение ДНК, 20 аминокислот в белках и так далее. В какой-то момент его потомство разделилось на две крупнейшие ветви: бактерий и ­архей. А уже потом от архей произошли ­эукариоты — организмы с клеточным ядром — и многоклеточные, к которым принадлежим и мы, люди.

Останков прародителя мы обнаружить не можем, но можем восстановить его черты по анализу геномов современных бактерий и архей. Что и сделали немецкие учёные, сравнив 6 млн расшифрованных генов. Искали общее. И нашли 355 семейств белков, сходных у эволюционно далёких организмов. Эти белки выполняют одну и ту же работу в клетках и почти одинаково устроены. Обнаружились и гены белков весьма специфических, позволяющих выживать в анаэробных условиях и при высоких температурах, и гены ферментов утилизации водорода… Такой набор ­встречается у двух современных групп: ­бактерий клостридий и архей метаногенов, к тому же не у всех, а у тех, что живут на дне океана вокруг геотермальных источников, выбрасывающих раскалённую до 400 °C воду, обогащённую минералами. К такой среде, вероятно, и был приспособлен ­LUCA.

Публикация: Madeline C. Weiss et al. / Nature Microbiology. 2016. 1. 16116.

Ио замерзает

// Атмосфера спутника замораживается и размораживается

Ио — один из галилеевых спутников Юпитера. У планетки тонкая атмосфера, в основном состоящая из диоксида серы, выброшенно­го вулканами. Астрономы с помощью телескопа Gemini впервые увидели, как эта атмосфера замерзает и оседает инеем, когда Ио уходит в тень Юпитера. Период обращения спутника — 42 часа. Два из них Ио находится в тени, и тогда температура резко падает с –146 до –168 °C, атмосфера коллапсирует. А когда через два часа выходит из тени, солнечный свет отогревает поверхность, и иней опять становится газом.

Публикация: Constantine C. C. Tsang et al. / Journal of Geophysical Research: Planets. August 2, 2016.

Исчезла мечта о физике за пределами

// Данные Большого адронного коллайдера показали, что новой частицы нет

Зиму и весну этого года физики провели в ожидании открытия частицы за пределами Стандартной модели. «Кот Шрёдингера» писал об этом в январском и апрельском номерах. Результаты экспериментов ­ATLAS и CMS обнадёживали, но требовали проверки. И вот сейчас надежды развеялись: экспериментаторы объявили, что сигнал от предполагаемой частицы массой 750 ГэВ — всего лишь статистичская флуктуация, какие постоянно возникают при столк­но­ве­ни­ях пучков протонов в ускорителе.

Это и странно, и ­печально: уже несколько лет теорети­ки ждут подтверждение своих гипотез, казалось, вот-вот, как только коллай­дер выйдет на полную мощность, наука узнает о сотнях неожиданных частиц и проникнет дальше вглубь материи… Ничего подобного не случилось. Популярная теория суперсимметрии, о которой говорили почти как о реальном факте, теперь выглядит всё менее убедительной, а о разнообразной экзотике вроде многомерных гравитонов и вовсе как бы стыдно вспоминать.

Трудно расставаться с мечтой. Хватило лишь намёка на новую частицу, чтобы всего за полгода было написано около 500 научных статей, предсказывавших свойства ещё не открытого, но такого желанного объекта. Пока физики ещё надеются на новые данные, но что будет, если их не будет?

Публикация: Elizabeth ­Gibney / Nature. 2016. Vol. 536. Р. 133–134.

Акула прожила 392 года

// Самое древнее позвоночное

Датские исследователи несколько лет собирали мёртвых, попавших в сети гренландских акул и таким образом накопили 28 экземпляров. Чтобы узнать возраст, использовали сочетание методов, самым экзотическим из которых можно считать радиоуглеродный: калибровку накопления радиоактивного углерода провели по тканям хрусталика глаза, а за точку отсчёта взяли 1960-е годы, когда содержание элемента в океане подскочило из-за испытаний атомных бомб. В результате выяснилось, что самой крупной, пятиметровой акуле 392 ­года (плюс-минус 120 лет). Неизвестно позвоночное старше (а среди беспозвоночных несколько лет назад обнаружили моллюска 500 лет от роду).

Гренландские акулы — медленные хищники. Если бы у них в желудках не находили останки тюленей, рыб, ­медведей, никто бы не поверил, что они вообще способны настичь добычу: зафиксированный рекорд скорости у них ­около двух километров в час — тюлени, например, гораздо рез­вее. Так же неспешно, как охотятся, они и живут: растут по сантиметру в год, половой зрелости самки ­достигают к 150 годам, ну и умирают в преклонных летах. Холод и антифриз в тканях снижают биохимическую активность, замедляют и развитие, и старение.

Публикация: Julius Nielsen et al. / Science. August 12, 2016. Vol. 353. ­Issue 6300. Р. 702–704.

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №9 (23) за сентябрь 2016 г.

_{Подписаться на «Кота Шрёдингера»}