Новини науки

Отримано нове підтвердження, що природні квазікристали мають космічне походження. Результати експедиції на Коряцьке нагір’я Чукотки, де вперше було знайдено мінерал хатиркіт із вмістом квазікристалів, дають змогу впевнено стверджувати, що виникли вони не на Землі. Виявлено, що тварини здатні до сам...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2012
Назва видання:	Вісник НАН України
Теми:	Новини науки
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38991
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 10. — С. 92-97. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-38991
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-389912012-11-27T12:09:44Z Новини науки Новини науки Отримано нове підтвердження, що природні квазікристали мають космічне походження. Результати експедиції на Коряцьке нагір’я Чукотки, де вперше було знайдено мінерал хатиркіт із вмістом квазікристалів, дають змогу впевнено стверджувати, що виникли вони не на Землі. Виявлено, що тварини здатні до самостійного засвоєння енергії Сонця. Чи можливо це? Група французьких та ізраїльських учених опублікувала результати дослідження, з яких випливає, що бобова попелиця є фотогетеротрофом. За допомогою методу, який зазвичай використовують для вивчення шляхів еволюції та поширення хвороб, показано, що індоєвропейські мови виникли понад 8 тис. років тому в Анатолії, на території сучасної Туреччини. Такий результат дав аналіз 103 стародавніх і сучасних мов. 2012 Article Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 10. — С. 92-97. — укр. 0372-6436 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38991 uk Вісник НАН України Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Новини науки Новини науки
spellingShingle	Новини науки Новини науки Новини науки Вісник НАН України
description	Отримано нове підтвердження, що природні квазікристали мають космічне походження. Результати експедиції на Коряцьке нагір’я Чукотки, де вперше було знайдено мінерал хатиркіт із вмістом квазікристалів, дають змогу впевнено стверджувати, що виникли вони не на Землі. Виявлено, що тварини здатні до самостійного засвоєння енергії Сонця. Чи можливо це? Група французьких та ізраїльських учених опублікувала результати дослідження, з яких випливає, що бобова попелиця є фотогетеротрофом. За допомогою методу, який зазвичай використовують для вивчення шляхів еволюції та поширення хвороб, показано, що індоєвропейські мови виникли понад 8 тис. років тому в Анатолії, на території сучасної Туреччини. Такий результат дав аналіз 103 стародавніх і сучасних мов.
format	Article
title	Новини науки
title_short	Новини науки
title_full	Новини науки
title_fullStr	Новини науки
title_full_unstemmed	Новини науки
title_sort	новини науки
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Новини науки
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/38991
citation_txt	Новини науки // Вісн. НАН України. — 2012. — № 10. — С. 92-97. — укр.
series	Вісник НАН України
first_indexed	2025-07-03T20:54:40Z
last_indexed	2025-07-03T20:54:40Z
_version_	1836660640968605696
fulltext	92 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ • Отримано нове підтвердження, що природні квазікристали мають космічне походження. Результати експе- диції на Коряцьке нагір’я Чукотки, де вперше було знайдено мінерал хатиркіт із вмістом квазікристалів, дають змогу впевнено стверджувати, що виникли вони не на Землі. • Виявлено, що тварини здатні до самостійного засвоєння енергії Сонця. Чи можливо це? Група французьких та ізраїльських учених опублікувала результати дослідження, з яких випливає, що бобова попелиця є фотогете- ротрофом. • За допомогою методу, який зазвичай використовують для вивчення шляхів еволюції та поширення хвороб, по- казано, що індоєвропейські мови виникли понад 8 тис. років тому в Анатолії, на території сучасної Туреччини. Такий результат дав аналіз 103 стародавніх і сучасних мов. КВАЗІКРИСТАЛИ ПРИБУЛИ НА ЗЕМЛЮ З КОСМОСУ Квазікристали — унікальна форма органі- зації матерії, структура якої впорядкована, однак, на відміну від звичайних кристалів, не періодична. Їхня кристалічна ґратка має осі симетрії різних порядків, що раніше су- перечило уявленням кристалографів. Спочатку квазікристали було отримано штучно в 1982 р. у лабораторії ізраїльського вченого Даніеля Шехтмана (Dan Shechtman), якому в 2011 р. за це досягнення було при- суджено Нобелівську премію з хімії. Коли Д. Шехтман уперше повідомив про атомну структуру квазікристалів, це бук- вально шокувало наукову спільноту. Замість регулярно повторюваних елементів ґратки, як у будь-якому звичайному кристалі, ато- ми в квазікристалі були розташовані за ша- блоном, що був упорядкований, але ніколи не повторювався, утворюючи складну три- вимірну аперіодичну мозаїку. Наукове спів- товариство спочатку просто висміяло ре- зультати Шехтмана. Впродовж двох років він не мав змоги опублікувати свої дослі- дження в жодному з провідних рецензова- них журналів. Нарешті, його стаття з’я ви- лася у «Physical Review Letters», спричи- нивши революцію в кристалографії, і досі входить до десятки найбільш цитованих пуб лікацій цього журналу. (Докладніше див. «Вісник НАН України», 2012, № 1.) Приблизно в той самий час фізик Пол Штейнхардт (Paul Steinhardt), який тоді працював в Університеті Пенсильванії у Філадельфії, разом із математиком Довою Левіном (Dov Levine) розробляли теорію таких неповторюваних візерунків. Раніше вважали, що всі тверді тіла, синтетичні й природні, здатні формувати упорядковані періодичні структури – кристали з безліччю однакових елементів, з’єднаних спільними гранями так, що вони заповнюють собою весь простір. З огляду на те, що потрібно за- мостити саме весь простір, без «щілин» і на- кладань, побутувало переконання, що крис- тали можуть мати лише чотири види симе- трії: другого, третього, четвертого і шостого порядків. П. Штейнхардт і Д. Левін запро- понували теоретичну конструкцію, яка діс- тала назву «квазікристали». В них два або більше типів елементів повторюються через різні інтервали з ірраціональним співвідно- шенням, що уможливлює існування будь- яких елементів симетрії, наприклад, осі п’ятого порядку. З часу відкриття квазікристалів у лабора- торії їх синтезували вже понад сотню видів. Практичні застосування їх різноманітні — від антипригарного покриття до шарико- підшипників і лез для гоління. Однак зна- йти квазікристали в природі не вдавалося. П. Штейнхардт почав пошук, буквально «прочісуючи» бази даних рентгенівських знімків дифракційних ґраток відомих міне- 93ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ ралів і сплавів, щоб знайти можливих кан- дидатів. Проте все було безрезультатно до осені 2008 р., коли він познайомився з Лу- кою Бінді (Luca Bindi), мінералогом із Музею природної історії у Флоренції. Л. Бін- ді знайшов зерно квазікристала, близько 100 мкм у поперечнику, в невеликому шматку гір- ської породи з музейної колекції. На ящи- ку з унікальним зразком було зазначено, що це — мінерал хатиркіт (хімічна формула Al63Cu24Fe13), знайдений у 1979 р. радян- ським геологом Валерієм Крячком у районі русла річки Хатирка на Чукотці. У 2009 р. П. Штейнхардт і Л. Бінді з коле- гами опублікували статтю в журналі «Sci- ence» (Bindi L. et al. Science, 2009, 324, 1306), повідомивши світові, що знайдено природні квазікристали. Після цього відкриття стало можливим присудження Даніелю Шехтма- ну Нобелівської премії. Історія походження зразка хатиркіту та- кож виявилася загадковою. Як розповідає П. Штейнхардт, музей Флоренції придбав його в Амстердамі в 1990 р. у приватного, нині покійного, колекціонера як частину ко- лекції, що налічувала понад 10 000 зразків. Л. Бінді знайшов вдову колекціонера, яка дозволила вченим переглянути щоденник чоловіка, де вони натрапили на деталі «об- міну», або, простіше кажучи, контрабандної операції, здійсненої в Румунії. Подальше «розслідування» вивело вчених на колиш- нього секретного агента російських спец- служб, який допоміг вивезти породу з Росії, а через нього — на людину, яка в 1979 р. власноруч видовбала зразок мінералу у від- даленому районі Чукотки і знала, де шукати це місце. У 2010 р. дослідники висловили припущен- ня, що порода, в якій знайдено квазікристали, була метеоритного походження. У Принстон- ському університеті, де нині працює П. Штейн- хардт, учені проаналізували пропорції ізото- пів кисню в крихітному зразку, відколотому від того самого каменя. Результати виявилися ідентичними показникам найдавніших відо- мих метеоритів. Вдалося навіть визначити, що це вуглистий хондрит CV3, що сформу- вався близько 4,5 млрд років тому, на почат- ку утворення Сонячної системи. Влітку минулого року невтомні Штейн- хардт і Бінді організували експедицію на Чукотку, де їм для того, щоб виявити нові зразки квазікристалів, довелося вручну про- мити півтори тонни породи. Докладний і яскравий звіт про цю експе- дицію, в ході якої десять учених, два водії та кухар заглибилися на 230 км у Коряцьке нагір’я, а також результати досліджень зна- йдених нових зразків природних квазікрис- талів було опубліковано в серпні 2012 р. у журналі «Reports on Progress in Physics» (Steinhardt P.J., Bindi L. Rep. Prog. Phys., 2012, 75 (9), doi: 10.1088/0034-4885/75/9/092601). Ці дані дають змогу впевнено стверджувати, що такі природні структури виникли не на нашій планеті, а прибули з космосу. Автори показали, що на Землі просто не існує до- статньо екстремальних умов, за яких можли- ве формування квазікристалів. Більше того, вдалося встановити приблизну дату «при- буття» зразків на Землю – це сталося під час останнього льодовикового періоду, близько 15 тис. років тому. «Це відкриття є важливим свідченням того, що квазікристали можуть утворювати- ся в природі в астрофізичних умовах. Ще Зразок мінералу хатиркіту з колекції Музею при- родної історії у Флоренції, в якому вперше було ви- явлено природні квазікристали (фото зі статті Stein- hardt P.J., Bindi L. Rep. Prog. Phys., 2012, 75) 94 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ воно надає докази, що така фаза речовини може залишатися стабільною впродовж мі- льярдів років. Що такого знає природа, чого ще не знаємо ми? Як усередині метеорита формуються настільки досконалі квазікрис- тали, тоді як у лабораторії нам доводиться докладати неймовірних зусиль, щоб хоч на- близитися до такої структури? Які ще нові фази ми можемо знайти в цьому метеориті, і що ще він може розповісти нам про молоду Сонячну систему? Зараз ми лише на верши- ні айсберга», — підсумував ці дослідження П. Штейнхардт. Джерела: http://www.nature.com http://www.iop.org ЗЕЛЕНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПОПЕЛИЦЬ Взагалі біологія попелиць (тлі) вельми ці- кава й незвичайна. Їхній життєвий цикл дуже складний, у ньому чергуються поко- ління, що різняться між собою як за морфо- логічними ознаками, так і за способом роз- множення. Ці комахи можуть народжувати- ся вже вагітними, деякі самці не мають травного каналу, що призводить до смерті майже одразу після парування. Добре відо- мий тісний симбіоз попелиць і мурах. Попе- лиця живиться соком рослин, висмоктуючи його безпосередньо з судин, що транспорту- ють цукор від листя до кореня. При цьому ці комахи споживають цукру набагато більше, ніж можуть засвоїти, — вони фільтрують із рослинного соку потрібні амінокислоти, жири, вітаміни й мікроелементи. Надлиш- ками цукрового сиропу попелиці діляться з мурахами, які за це доглядають за ними, за- хищають від ворогів, у буквальному сенсі випасаючи і доячи своїх симбіонтів. Нещодавно опублікована стаття (Valma- lette J.C. et al. Scientific Reports, 2012, 2, 579, doi: 10.1038/srep00579) групи вчених під керівни- цтвом ентомолога Алена Робішона (Alain Ro- bichon) із Франції (Institut Sophia Agrobiotech) додає до списку особливостей те, що ці кома- хи можуть уловлювати світло та використо- вувати його енергію для метаболізму. Відомо, що в процесі життєдіяльності по- пелиця активно застосовує каротиноїди — поширені пігменти, які відіграють важливу роль у діяльності імунної системи та виро- бленні різних вітамінів. Донедавна вважали, що тварини отримують каротиноїди тільки з їжею, а джерелами цих речовин є бактерії, гриби, водорості, вищі рослини та коралові поліпи. Однак у 2010 р. у журналі «Science» по- бачила світ стаття (Moran N.A., Jarvik T. Sci- ence, 2010, 328 (5978), doi: 10.1126/sci- ence.118711) американських біологів, у якій вони показали, що попелиці синтезують ка- ротиноїди самостійно. Хоча це і винятковий випадок серед тварин, в інших царствах така здатність досить поширена. Рослини й водо- рості, а також деякі гриби та бактерії також можуть синтезувати каротиноїди, і в усіх пе- релічених організмах ці пігменти беруть участь у фотосинтезі. Виявилося, що попе- лиці скопіювали у грибів, які, ймовірно, ко- лись були їхніми паразитами, цілу ділянку ДНК, що містить 7 генів і кодує ферменти синтезу каротиноїдів. У роботі було надійно показано вкрай рідкісне горизонтальне пе- ренесення генів у багатоклітинних організ- Знімок одного з квазікристалічних зерен, отриманий за допомогою трансмісійного електронного мікроско па високої роздільності (HRTEM) (фото Science/AAAS) 95ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ мах. Все ж таки, залишилося незрозумілим, навіщо попелицям самостійно синтезувати каротиноїди і чому в їхніх тілах міститься так багато цих речовин. Ален Робішон та його колеги спробували з’ясувати, для чого ці комахи виробляють такі метаболічно дорогі сполуки. Вони при- пустили, що у попелиць ці пігменти можуть абсорбувати енергію Сонця і перетворювати її на клітинні механізми, задіяні у виробництві енергії. Об’єктом дослідження стала попелиця го- рохова Acyrthosiphon pisum. Каротиноїди від повідають за пігментацію, а забарвлення піддослідних комах залежало від температу- ри навколишнього середовища. Попелиці, яких вирощували за температури 8°С, ста- вали зеленими, ті, що виростали в оптималь- них умовах, за 22°С — помаранчевими, а ко- махи, які жили в умовах нестачі поживних речовин, — блідими. Учені вимірювали в ко- мах рівень аденозинтрифосфату (АТФ) — універсального джерела енергії для біохі- мічних процесів у живих системах. Резуль- тат виявився вражаючим. Зелені попелиці, що мали найвищий рівень каротиноїдів, ви- робляли набагато більше АТФ, ніж білі, що були практично позбавлені цього пігменту. Більш того, вироблення АТФ зростало, коли помаранчевих комах, що мали середній рі- вень каротиноїдів, поміщали на світло, і знижувалося, коли їх переміщували в темне середовище. Виявилося, що рівень каротиноїдів в ор- ганізмі комахи безпосередньо пов’язаний з «енергетичністю» процесів життєдіяльності попелиці. За словами вчених, це природно, оскільки для виробництва каротиноїдів по- трібно досить багато енергії. Причому в зе- лених попелиць енергетичне підзаряджання відбувається значно швидше, ніж у пома- ранчевих. Дослідники вирішили також виділити й очистити каротиноїди помаранчевих попе- лиць, щоб показати, що саме ця витяжка могла абсорбувати світло та передавати енергію. Пігмент виявився розподіленим безпосередньо під поверхнею кутикули (0–40 мкм) комахи, там, де можливе най- більше проникнення сонячних променів. Крім того, аналіз каротиноїдів, отриманих із попелиці, показав, що вони дуже нагаду- ють пігменти, що утворюються під час фо- тосинтезу в бактеріях, грибах тощо. Із викладених у статті даних напрошуєть- ся висновок, що в організмі попелиці відбу- вається своєрідний процес фотосинтезу: ко- махи використовують у своїй життєдіяль- ності енергію Сонця. Результати мають явно сенсаційний характер, і більшість фахівців реагує однозначно — цього не може бути, тому що цього не може бути ніколи. Заради справедливості варто зазначити, що можли- вість фототрофії у попелиць автори пропо- нують лише як гіпотезу і зовсім не вважають її доведеною. Постає безліч запитань, які залишаються поки що без відповіді. Не зрозуміло, як саме передається електронне збудження, що на- копичується каротином; які гени беруть участь у процесі; в яких саме клітинах зрос- тає вміст АТФ — у тих, що містять каротино- їди, чи в якихось інших; де відбуваються спостережувані зміни — в клітинах попелиці чи всередині її численних ендосимбіонтів? Попелиця горохова Acyrthosiphon pisum 96 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ Однак головним є питання: а навіщо по- пелиці взагалі потрібен фотосинтез? Автор згаданої вище статті в журналі «Science», Ненсі Моран (Nancy A. Moran), генетик із Єльського університету, прокоментувала нову роботу так: «Отримання енергії — най- менш значна проблема в житті попелиці. Її раціон перевантажений цукром, більшу час- тину якого вона не здатна використовува- ти». У відповідь один із авторів статті Марія Каповілла (Maria Capovilla) припускає, що такий, схожий на акумулятор, додаток може допомагати комахам під час екологічного стресу, наприклад, коли вони мігрують до іншої рослини-хазяїна. Очевидно, що така серйозна заява потре- бує детальної перевірки. Команда Алена Ро- бішона вважає, що знадобляться додаткові експерименти, щоб підтвердити, що це все ж таки фотосинтез, а одержані дані свідчать про реальну можливість цього. Джерело: http://www.newscientist.com АНАТОЛІЯ — КОЛИСКА ІНДОЄВРОПЕЙСЬКИХ МОВ? Індоєвропейська мовна сім’я є найпоши- ренішою в світі: нині число її носіїв перевищує 2,5 млрд. Однак питання про походження індоєвропейських мов — одне з найскладні- ших в історичній лінгвістиці. Деякі до слід- ники вважають, що ці мови поширилися по Європі й Азії разом із сільськогосподарськи- ми технологіями з Малої Азії 8,0–9,5 тис. ро- ків тому (анатолійська гіпотеза). Інші на- полягають, що витоки слід шукати в мовах носіїв кочової «курганної» культури Цен т- ральної Азії та причорноморських степів, що існувала близько 6 тис. років тому (курганна, або каспійська, гіпотеза). Є ще балканська гіпотеза, яка припускає розселення носіїв мови з Балканського півострова. Археологічні докази знайдено на підтрим- ку всіх цих теорій. Проте генетичні дослі- дження індоєвропейців, на які свого часу покладали великі надії, виявилися безре- зультатними, що завело в глухий кут «най- більш інтенсивно досліджувану, але найне- покірнішу проблему історичного мовознав- ства». У 2003 р. Рассел Грей (Russell Gray) і його тодішній аспірант Квентін Аткінсон (Quen- tin Atkinson) із Оклендського університету (University of Auckland) у Новій Зеландії спровокували нову хвилю суперечок, зро- бивши заяву про те, що комп’ютерне моде- лювання вказує на Малу Азію як прабать- ківщину індоєвропейських мов (Gray R.D., Atkinson Q.D. Nature, 2003, 426, doi: 10.1038/ nature02029). Однак обидва автори не є лінгвістами і користувалися комп’ютерними алгоритмами еволюційної біології для по- шуку родинних зв’язків між різними штама- ми вірусів, що викликало у фахівців цілком природне роздратування. Р. Грей і К. Аткінсон стверджували й продовжують стверджувати, що закони еволюції мов і біологічних видів багато в чому подібні. Схожі слова з різних мов можна подати як мутовані послідовності ДНК. Від повідно, можна оцінити й швид- кість мутацій. Автори розглядали так звані когнати — однокореневі слова, що мають спільне похо- дження і подібне звучання в різних мовах. Найчастіше вони означають поняття, які з’являються в мові одними з перших: «мати», «полювання», «небо» тощо, і зазнають най- менших змін у ході еволюції мови. Вчені по- 97ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2012, № 10 НОВИНИ НАУКИ рівняли слова із 103 «мертвих» і сучасних індоєвропейських мов та оцінили ступінь їхньої спорідненості, уподібнюючи когнати генам, а відмінності когнатів — мутаціям. Потім вони використали історичні дані про передбачуваний час дивергенції мов. На- приклад, вважають, що мови романської групи почали відокремлюватися від латини в 270 р., коли імператор Авреліан вивів рим- ських колоністів із провінції Дакія. Крім того, вчені використовували інформацію про сучасне географічне поширення мов. Поєднавши всі ці дані, дослідники склали еволюційні дерева індоєвропейських мов на основі двох гіпотез — анатолійської та кур- ганної, наклавши одержаний результат на карту Євразії. Виявилося, що «анатолійське дерево» найбільш вірогідне з погляду ста- тистики і корені індоєвропейських мов бе- руть свій початок в анатолійських діалектах, які існували 7,8–9,8 тис. років тому. Критики готові були прийняти датуван- ня, але до твердження про географічну ло- калізацію поставилися досить скептично. Р. Грей і К. Аткінсон, розуміючи, що це най- слабше місце їхньої моделі, додали до неї програмне забезпечення, яким користують- ся епідеміологи для моніторингу географіч- ного поширення захворювань і виявлення джерела спалаху. «Ареали» сучасних індоєв- ропейських мов добре відомі, а місця поши- рення відмерлих діалектів здебільшого ре- конструйовані істориками. Їхню нову робо- ту було нещодавно опубліковано в журналі «Science» (Bouckaert, R. et al. Science, 2012, 337, 957). В результаті знову таки вийшла Анатолія. Немає жодних сумнівів, що значна части- на лінгвістів та археологів — прихильників поширеної «курганної» гіпотези — так легко не відмовляться від звичних поглядів. Лінг- віст Ендрю Гаррет (Andrew Garrett) із Калі- форнійського університету в Берклі (США) і американський антрополог Девід Ентоні (David Anthony) з Хартвік-коледжу (Hart- wick College) в один голос заявляють, що модель спрощена й ігнорує лінгвістичні та археологічні свідчення. За словами лінгвіс- та Віктора Мейра (Victor Mair) з універси- тету штату Пенсильванія (США), «в цій ро- боті дуже багато змінних, значення яких ви- значає воля випадку. Курганна гіпотеза заснована на археологічних даних, вік і по- ходження яких можна реально з’ясувати». Навіть ті дослідники, які визнали викорис- тання біологічних методів цілком виправ- даним, розкритикували авторів за те, що вони не перевірили спроможність «балкан- ської» гіпотези походження індоєвропей- ських мов. «Мені здається, що ми надали найпере- конливіший набір доказів про місце похо- дження індоєвропейської мовної сім’ї. Крім того, нам також вдалося показати, що мови можна використовувати для відстеження іс- торії народів як у просторі, так і в часі», — наполягає керівник групи дослідників Квен- тін Аткінсон. Джерело: http://www.nature.com

Новини науки

Репозитарії

Схожі ресурси