"Вояджър 1" спря да изпраща четливи научни и инженерни данни обратно на Земята на 14 ноември 2023 г., въпреки че контролерите на мисията можеха да кажат, че космическият кораб все още получава техните команди и иначе работи нормално. През март инженерният екип на "Вояджър 1" в Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА в Южна Калифорния потвърди, че проблемът е свързан с FDS, който отговаря за опаковането на научните и инженерните данни, преди да бъдат изпратени на Земята.

Дълго време инженерите на НАСА работят, за да установят проблема, докато не разбират, че около 3% от работната памет на устройството е повредена от излагане на космически лъчи или просто износване, така че компютърът не може да извършва операции правилно.

Специалистите успяват да пренапишат софтуера за полета, за да избегнат използването на повредена памет. Те го изпращат на новото му място в паметта на FDS на 18 април. Радиосигналът пътувал около 22 часа и половина, за да достигне Вояджър 1, който е на над 24 милиарда километра от Земята, и още 22 часа и половина са нужни за сигнала да се върне на Земята.

Когато екипът на мисията получи отговор от космическия кораб на 20 април, те виждат, че модификацията работи: За първи път от пет месеца те успяват да проверят здравето и състоянието на космическия кораб.

След като получават данни за състоянието на Вояджър 1 за първи път от пет месеца, членовете на полетния екип на Вояджър празнуват в конферентна зала в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА на 20 април. Кредит: NASA/JPL-Caltech

Сега Вояджър 1 изпраща точни данни за състоянието на своите бордови инженерни системи. Следващата стъпка е да се позволи на космическия кораб да използва отново научните инструменти и да предава получените данни на центъра на контрол на полета на мисията.

Вояджър 2 продължава да работи нормално. Изстрелян преди повече от 46 години, двойката космически кораби Вояджър е най-продължителният и най-далечният космически кораб в историята. Преди началото на тяхното междузвездно изследване и двете сонди прелетяха покрай Сатурн и Юпитер, а Вояджър 2 прелетя покрай Уран и Нептун.

Източник: NASA’s Voyager 1 Resumes Sending Engineering Updates to Earth, NASA

Първият в историята дизелов двигател с топлинна ефективност 53,09% беше представен от китайската фирма Weichai Power. Средната топлинна ефективност е 46% за дизеловите двигатели на пазара.

Фирмата демонстрира новата си технология на Световния конгрес за двигатели с вътрешно горене 2024, който започна в Тиендзин, Китай.

Постижението е признато от TÜV SÜD, международно уважавана организация за изпитвания, и от Китайския център за автомобилни технологии и изследвания, специализирана структура за изпитване на китайски двигатели с вътрешно горене.

Водеща иновация в областта на ефективността

Процентът на енергията от изгарянето на дизеловото гориво, прехвърлен в полезна работа на изхода на двигателя, без да е необходим механизъм за оползотворяване на отпадната топлина, е известен като топлинна ефективност на базовия двигател. Икономичността на двигателя се подобрява с повишаването на топлинната ефективност на базовия двигател.

Weichai Power постига забележителен напредък в това отношение на 16 септември 2020 г., когато представя дизелов двигател, който поставя нов рекорд с топлинна ефективност на тялото от 50,23%.

На 8 януари 2022 г. компанията отбелязва още по-голям напредък, повишавайки топлинната ефективност на двигателя до 51,09%. Наскоро, на 20 ноември 2022 г., компанията постига топлинна ефективност от 52,28%, с което надминава предишните си рекорди.

Компанията се сравнява с масовите продукти, които обикновено постигат средна топлинна ефективност от 46% за дизеловите двигатели на пазара. Внедряването на технология за топлинна ефективност в базови двигатели с топлинна ефективност 52,28% може да доведе до значително 12-процентно намаление както на разхода на гориво, така и на емисиите на въглероден диоксид.

Фина настройка на съществуващите технологии

Изследователският екип на Weichai Power надгражда предишните си успехи, инвестирайки над 500 дни концентрирани усилия в оптимизирането на четири жизненоважни системи: подаване на гориво, всмукване на въздух, изгаряне и намаляване на триенето.

Екипът ефективно усъвършенства технологиите за горене с висок коефициент на разширение, смесен поток под налягане, високоефективно впръскване на гориво и намаляване на триенето с ниско съпротивление.

Връчени са сертификати, удостоверяващи новия световен рекорд за топлинна ефективност на дизелов двигател.

Присъдени са сертификати за нов световен рекорд за топлинна ефективност на дизелови двигатели.

Благодарение на тези постижения, които се постигат с малък напредък от 0,1 % наведнъж, се достига значителен етап. Опитът доведе до това двигателят да преодолее бариерата от 53% топлинна ефективност за първи път в световен мащаб. Изследователите твърдят, че постижението е сравнимо с това човек да пробяга 100 метра за по-малко от 9 секунди.

По време на тази фаза на научноизследователска и развойна дейност групата получава 176 патента за изобретения и 68 патента за полезни модели.

Намален разход на гориво

Повишаването на топлинната ефективност от 45-46% на 53% може да увеличи икономичността на дизелов двигател с около 14%. Тази стойност се основава на текущите оценки на притежателите на дизелови двигатели в Китай.

Това нововъведение води до годишна икономия на гориво от около 31 млн. тона и до намаляване на въглеродните емисии с 97 млн. тона.

Един тежкотоварен трактор с годишен пробег от 250 000 км може да спести около 12 000 галона дизелово гориво благодарение на тази технология. Това води до годишна икономия от почти 13 529 долара за собственика, като се има предвид пазарната цена на дизеловото гориво от 1,08 долара за литър.

Според екипа този технически пробив ще бъде от полза не само за транспорта, но и за други отрасли, като например строителни машини, селскостопанско оборудване, плавателни съдове и оборудване за производство на електроенергия, като наред с това ще добави нови ползи.

Източник: China unveils world’s 1st diesel engine with 53.09% thermal efficiency, interestingengineering

Светлината от слънцето и луната се състои от вълни, които трептят в различни посоки, но когато преминат през земната атмосфера се поляризират - вълните се подравняват в една посока. Много животни могат да открият тази полярност в слънчевата светлина и я използват като компас, макар да не виждат директно слънцето.

Лунната светлина обаче е много слаба, колкото една милионна от силата на слънчевата светлина, която все още свети след залез, в здрача преди пълна тъмнина.

Мравката Myrmecia midas, която е местна в Австралия, е първото известно животно, което използва полярността на лунната светлина за навигация, разказва Коди Фреас (Cody Freas) от Университета Макуори в Сидни в статия, публикувана на сайта за препринти по биология bioRxiv.

Кредит: Wikimedia Commons

Някои животни могат не само да различават поляризацията на светлината почти толкова добре, колкото цвета или яркостта, но и да я използват, за да определят посоките на движение. Обикновено такова специфично зрение притежават нощни животни, т.е. ловуват при много слаба лунна светлина. Например такива са прилепите от рода Myotis, които използват поляризирана светлина, за да калибрират вътрешния си магнитен компас и да определят правилната посока на полета.

Доскоро се смяташе, че сред насекомите само торните бръмбари Scarabaeus lamarcki използват поляризацията на лунната светлина. Те правят това не за навигация, а единствено за да търкалят своите топчета (източник на храна) в права линия.

Екипът австралийски изследователи установяват, че освен торните бръмбари, два вида мравки от рода Myrmecia имат "поляризирано зрение". Става дума за видовете Myrmecia pyriformis и Myrmecia midas. Но за разлика от бръмбарите, тези насекоми използват поляризирана лунна светлина специално за навигация. 

Тези австралийски мравки излизат да търсят храна след залез слънце и се връщат в гнездата си малко преди зазоряване. 

За да разберат как се движат мравките, Фреас и колегите му поставят поляризиращ филтър над тях, когато се връщат в гнездата си, и го завъртат. Филтърът, който променя посоката на поляризация на лунната светлина, принуждава мравките да променят посоката си по предвидим начин.

След като филтърът се премахва, мравките веднага променят курса си обратно към правилния маршрут.

Схеми на поляризационния филтър и експериментална установка. (а) Диаграма на поляризационния филтър. По време на изходящото пътуване към дървото за храна, поляризационният филтър е поставен над мравката с поляризационен e-вектор, завъртян на ±45° от околния e-вектор. (b) Диаграма на измерванията, събрани по време на теста на поляризационния филтър. Кредит: Cody Freas

"Мравките се движат по земята под храсти и дървета, така че рядко виждат слънчева или лунна светлина. Но те имат "прозорец" в короните на дърветата, където отиват да търсят сладък сок, който се отделя от листата и младите филизи. Тогава небето се отваря за тях и се появяват поляризирани светлинни модели. Тази светлина е достатъчна, за да се поддържа "небесния компас" през цялата нощ", обяснява Фреас.

Схема на поляризационен филтър и промени в лунната поляризирана светлина. Кредит: Cody Freas

Освен това изследователите установяват, че по време на новолуние, когато луната не се вижда на нощното небе, мравките са много по-малко склонни да търсят храна.

Справка: Polarised Moonlight Guides Nocturnal Bull Ants Home; Cody A Freas, Ajay Narendra, Trevor Murray, Ken Cheng
doi: https://doi.org/10.1101/2023.12.28.573574  

Източник: Nocturnal ants use polarised moonlight to find their way home, New Scientist

Животинските хибриди често са безплодни, особено когато между родителските видове има значителни генетични различия. Въпреки това има и изключения. Понякога хибридите могат да бъдат плодовити, особено ако родителските видове са генетично сходни. В новото изследване изследователите описват един поразителен пример. Тези хибридни пеперуди не само са били плодовити - те са създали нов вид.

Пеперудите Heliconius са забележителни същества. Те са ярко оцветени, а цветовете им сигнализират, че не са вкусни за потенциалните хищници. Биолозите ги използват като модели за изучаване на това как чрез сложните си мимикрии новите видове стимулират генетичния обмен и екологичната адаптация.

При растенията хибридното видообразуване е добре документирано, до голяма степен поради удвояването на хромозомите. При животните обаче подобни събития са редки и сложни, особено когато броят на хромозомите остава непроменен. Пеперудите от вида Heliconius, с тяхната наскоро разкрита история на видообразуване, предоставят завладяващ разказ за това как хибридизацията може да доведе до видообразуване при животните.

"В миналото хибридизацията се е смятала за нещо лошо, което не е особено важно, когато става въпрос за еволюцията", коментира Нийл Росър (Neil Rosser), сътрудник по ентомология в Музея по сравнителна зоология в Харвард, който е съавтор на изследването и се занимава с генетичното му картографиране заедно с докторанта от Харвард Фернандо Сейксас (Fernando Seixas). "Но геномните данни показват, че всъщност хибридизацията между видовете е широко разпространена."

Откритията могат да променят начина, по който възприемаме понятието за вид.

"Много видове не са напълно дефинирани единици", коментира Росър. "Те са доста размити и обменят генетичен материал."

Хибрид + хибрид = нов вид

Росър и колегите му секвенират генома на вида Heliconius elevatus. Те установяват, че този вид се е появил след хибридизация преди около 180 000 години между два други вида: H. melpomene и H. pardalinus.

Всичко в H. elevatus подсказва, че това е нов вид. Той има различно растение-гостоприемник на гъсеници, различни феромони, различни цветни шарки, форма на крилата и полет - това е изцяло нов вид. Още по-забележително е, че и трите вида сега живеят на огромна площ от амазонската дъждовна гора, покривайки различни екологични ниши.

"Обикновено се смята, че видовете са репродуктивно изолирани", добавя съавторът Джеймс Малет (James Mallet), професор по организмова и еволюционна биология в Харвард. "Те не могат да създават хибриди, които да са репродуктивно плодовити."

Въпреки че вече има доказателства за хибридизация между видовете, трудно е било да се потвърди, че тази хибридизация по някакъв начин участва във видообразуването. По думите на Малет: "Въпросът е: как може да се съчетаят два вида и от това съчетание да се получи трети вид?"

Родословно дърво на родителските видове пеперуди, изобразяващо основните хибридизационни събития. Кредит: Neil Rosser.

Все пак преобладаващата част от генома на H. elevatus произхожда от един от родителските видове (H. pardalinus). Този минимален, но значителен генетичен принос илюстрира един очарователен аспект на еволюцията: понякога малка част от генома може да окаже дълбоко въздействие върху еволюционната траектория на организма. Именно в тези генетични "острови" откриваме черти, които позволяват на H. elevatus да се развива в своята ниша, отличавайки го от родителските видове въпреки продължаващия генен поток.

Например една от най-забележителните черти на Heliconius elevatus е оцветяването на крилата му. Тези цветове не са само за показ; те изпълняват важна функция в мимикрията, която предпазва пеперудите от хищници. Мимикрията при Heliconius е добре проучено явление. Различните видове показват сходни шарки на крилата, за да съобщят на всички за токсичността си - стратегия за оцеляване, която намалява вероятността да бъдат изядени.

Видовете може да са "размити"

Новото изследване е нещо повече от констатиране на рядко събитие: случаят с Heliconius elevatus поставя под въпрос традиционните възгледи за видообразуването и адаптацията. Това може дори да промени начина, по който виждаме видовете.

То показва, че видовете може да не са толкова добре дефинирани, колкото сме смятали - листата на дървото на еволюцията имат неясни граници. Вече предишни изследвания показаха, че разликата между видове и подвидове не е толкова ясна, колкото се смяташе някога, а през последните едно-две десетилетия изследователите откриват все повече доказателства, че хибридизацията също играе роля в този процес.

"През последните 10 или 15 години имаше промяна на парадигмата по отношение на значението на хибридизацията и еволюцията", обяснява Росър. Традиционно се смяташе, че хибридизацията потиска видообразуването. Сега изглежда точно обратното. "Видовете, които се развиват, непрекъснато обменят гени и следствието от това е, че всъщност може да предизвика еволюцията на напълно нови линии", отбелязва Росър.

Справка: Rosser, N., Seixas, F., Queste, L.M. et al. Hybrid speciation driven by multilocus introgression of ecological traits. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07263-w 

Източник: This butterfly developed from two different species, ZMEScience

Когато космически кораб обикаля около планета или се носи сред луни, навигирането между различни орбити е трудно – но тук може да помогне теорията на възлите като се използва за идентифициране на точки, наречени хетероклинични връзки, където корабът може да се прехвърли от една орбита в друга, без да изгаря каквото и да е от ценното си гориво.

"Знаем, че има такива хетероклинични връзки за всяка двойка орбити, но няма добър начин да разберем колко са точно", обяснява Дани Оуен (Danny Owen) от Университета Съри във Великобритания.

Това изисква или огромни количества компютърна мощност, или метод на "предположение и проверка".

Оуен и Никола Барези (Nicola Baresi), също от университета в Съри, са измислили начин да намерят всички хетероклинични връзки за всяка двойка орбити. Изследователите разбират, че броят пресичания (коефициент на зацепване) на двойка орбити по теорията на възлите трябва да бъде равен на броя на хетероклиничните връзки. Всеки път, когато две гравитационно стабилни орбити се пресичат, това е възможност за космически кораб да се прехвърля между тях.

				⋯
коеф. на зацепване 0	коеф. на зацепване 1	коеф. на зацепване 2	коеф. на зацепване 3

Като представят всяка орбита като поредица от затворени контури, като гумени ленти, изследователите могат да намерят коефициента на зацепване и следователно да забележат всяка хетероклинична връзка.

"Ако начертаете две линии в 3D пространство, шансовете са те да не се пресичат, защото са безкрайно тънки", обяснява Оуен. "Така че изпълняваме тези симулации на затворени вериги и ако коефициентът на зацепване се промени, знаете, че те са преминали един през друг.“

Всяко място, където коефициентът на зацепване се променя, е място, където космически кораб може да премине от една орбита в друга, без да задейства тласкащите устройства или да използва гориво. Това би било най-полезно за превключване между различни орбити около обект, за да се види по-голяма площ от повърхността му, или за прескачане между малки тела като луни - орбитални промени, които отдавна са трудни за изчисляване и често енергоемки.

Справка: Owen, D., Baresi, N. Applications of knot theory to the detection of heteroclinic connections between quasi-periodic orbits. Astrodyn (2024). https://doi.org/10.1007/s42064-024-0201-0 

Източник: Knot theory could help spacecraft navigate crowded solar systems, New Scientist

Международният екип изследователи предполага, че формирането на паметта не е по-различно от приготвянето на омлет чрез счупване на няколко яйца: необходимо е известно внимателно разрушаване, преди да се формира нов модел на паметта.

Въз основа на тестовете върху мишки, проведени за целите на изследването, това се случва в хипокампуса - част от мозъка, за която вече е известно, че е основното хранилище за нашите спомени и е от решаващо значение за процеса на запомняне.

"Възпалението на мозъчните неврони обикновено се смята за нещо лошо, тъй като може да доведе до неврологични проблеми като болестта на Алцхаймер и Паркинсон", обяснява неврологът Йелена Радулович (Jelena Radulovic) от Медицинския колеж "Алберт Айнщайн" в Ню Йорк.

"Но нашите открития показват, че възпалението на някои неврони в областта на хипокампа на мозъка е от съществено значение за създаването на дълготрайни спомени."

Фрагменти, които се освобождават от ядрата на мозъчните клетки по време на учене. ДНК (бяла точка в центъра), структурни протеини (лилаво) и протеини, които контролират генната експресия (червено и зелено). Kredit: The Radulovic Lab

Екипът задейства епизодичната памет при мишки с кратки, леки електрически шокове. Внимателният анализ на невроните на хипокампа разкри активирането на гени в пътя на Toll-Like Receptor 9 (TLR9), важен за възпалителните сигнали. Нещо повече, този път се активира само в клъстери от неврони, при които се наблюдава и увреждане на ДНК.

Въпреки че нарушенията на ДНК в мозъка се случват често, те обикновено се възстановяват много бързо. Тук промените изглеждат по-значителни, като биологичните процеси, обикновено свързани с клетъчното делене, очевидно се използват за организиране на невроните в клъстери, формиращи паметта, без да се разделят клетките.

Възпалителните механизми за редактиране при мишките продължили една седмица, след което се оказало, че съхраняващите паметта неврони са по-устойчиви на външни сили. Това предполага, че след това спомените се заключват завинаги и са защитени от външна намеса. Нещо подобно вероятно се случва и в човешкия мозък.

"Това е забележително, тъй като сме постоянно заливани от информация, а невроните, които кодират спомените, трябва да запазят вече придобитата информация и да не бъдат разсейвани от нови постъпващи данни", посочва Радулович.

Когато същият възпалителен път TLR9 е блокиран при мишките, те вече не могат да бъдат обучени да запомнят електрошоковете. Липсата на TLR9 води и до по-сериозни увреждания на ДНК, не по-различни от тези, които се наблюдават при невродегенеративните заболявания.

Блокирането на пътя TLR9 е било предложено за лечение или предотвратяване на продължителния COVID-19, но това проучване показва, че идеята може да се нуждае от преосмисляне. Преди всичко обаче това е интригуващ нов поглед върху начина, по който се съхраняват спомените в мозъка.

"Клетъчното делене и имунният отговор са изключително запазени в живота на животните в продължение на милиони години, което позволява животът да продължи, като същевременно осигурява защита от чужди патогени", отбелязва Радулович.

"Изглежда вероятно в хода на еволюцията невроните на хипокампа да са възприели този механизъм на паметта, базиран на имунната система, като са комбинирали пътя TLR9 на имунния отговор, отчитащ ДНК, с функцията на центрозома за възстановяване на ДНК, за да формират спомени, без да се стига до клетъчно делене."

Справка: Jovasevic, V., Wood, E.M., Cicvaric, A. et al. Formation of memory assemblies through the DNA-sensing TLR9 pathway. Nature 628, 145–153 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07220-7 

Източник: Every New Memory You Make Causes Damage to Your Brain Cells, ScienceAlert

От тайните на черните дупки до търсенето на нови светове в Космоса и от българския принос в компютърната индустрия до предизвикателствата и обещанията на 6G технологията – това бяха част от многото интересни теми, които представиха учени от Физическия факултет на СУ „Св. Кл. Охридски“ в рамките на Пролетния ден на отворените врати, който се проведе на 20 април 2024 г.

„Добре дошли във Физическия факултет на Софийския университет – най-елитното висше учебно заведение за обучение по физика в България. Успехът на Физическия факултет се дължи най-вече на изследванията, които учените в него провеждат. Днес ще имате възможност да се убедите, че тези върхови научни изследвания са породени от естествения човешки порив да изследваме света около нас. Надявам се всички заедно да се забавляваме и да прекараме един ползотворен и запомнящ се ден заедно!“, с тези думи проф. дфзн Георги Райновски, Декан на Физическия факултет, откри Пролетния ден на отворените врати 2024 г., който е част от събитията по повод 135 годишнината от преподаването на физика в Алма Матер.

Над 400 души, сред които множество ученици, учители, родители и деца се включиха в събитието. Всички посетители се насладиха на богата демонстрационна програма от всички области на физическите науки, посетиха реални научни лаборатории и се включиха в разнообразни научно-популярни лекции, които ги отведоха от тайните на микросвета и виртуална разходка в най-големия ускорителен комплекс на света в ЦЕРН до загадките на далечните планети около други звезди и тайните на черните дупки.

Лекционният панел започна с представяне на историята на катедра „Теоретична физика“, която тази година празнува своята 100-годишнина! Повече за катедрата и за върховите научни изследвания, които провеждат учените в нея, разказа ръководителят на катедрата, доц. д-р Калин Стайков. Екипи от Физическия факултет са водещи световни изследователи в области като черни дупки, гравитационни лещи, квантова информатика и др.

След като се запознаха с тайните на теоретичната физика, посетителите се впуснаха в изключително интересна тема за физиката зад... гмуркането. Студентът по медицина Христо Проданов и проф. дфзн Асен Пашов, зам.-декан на Физческия факултет и преподавател от катедра „Оптика и спектроскопия“, разкриха какво се случва с тялото ни при гмуркане и защо някои видове птици и бозайници могат да се гмуркат изключително надълбоко без помощта на специална апаратура. Първата част на лекционния панел завърши с представяне на еволюцията на изчислителните устройства - от сметалото до компютъра, поднесена от гл. ас. д-р Юрий Цукровски от катедра „Радиофизика и електроника“.

Публиката научи повече както за историята на компютърната индустрия, така и за българския принос в нея. В обедните часове се проведе едно от най-дългоочакваните събития – връзка на живо и виртуална разходка в ускорителния комплекс в ЦЕРН по повод 70 години ЦЕРН и 25 години България в ЦЕРН. Пътеводители на любопитната публика бяха доц. д-р Пейчо Петков и доц. д-р Борислав Павлов от катедра „Атомна физика“, както и д-р Антон Димитров и д-р Елтън Шумка.

От тайните на микросвета, гостите се отправиха към далечния Космос. Деница Стоева, докторант в катедра „Астрономия“ и млад учен към проекта за търсене на екзопланети от България EXO-RESTART, подкрепен по ННП „ВИХРЕН-2021“, разказа как български учени търсят и намират нови светове в Космос. Като част от тематиката на проекта през целия ден беше представен и щанд със забавни демонстрации за малки и големи на основните методи за търсене на екзопланети.

Последната лекция за деня разкри повече за предизвикателствата на 6G технологията. Доц. д-р Емил Владков от катедра „Радиофизика и електроника“ разказа какво ни обещава 6G, но и обърна внимание на каква цена идват тези обещания.

Във фоайето на факултета посетителите се насладиха на богата демонстрационна програма от експерименти от всички области на физическите науки, показани от учени, студенти и преподаватели от Физическия факултет и нашите партньори от „Университет за деца“. Всички гости разгледаха част от лабораториите, включително имаха възможност за наблюдаване на реални експерименти с преходни процеси в квантови системи, да разберат повече за оптиката, за атомната и ядрената физика и за множеството приложения, които има физиката в нашия живот.

Ново изследване, ръководено от Университета на Вашингтон, анализира последната ледникова епоха, когато голяма част от Северна Америка е била покрита с лед, за да разбере по-добре връзката между CO₂ и глобалната температура. То установява, че докато повечето прогнози за бъдещото затопляне остават непроменени, абсолютният най-лош сценарий е малко вероятен.

Проучването с отворен достъп бе публикувано на 17 април в Science Advances.

"Основният принос от нашето проучване е стесняване на оценката на чувствителността на климата, подобряване на способността ни да правим бъдещи прогнози за затоплянето", обяснява водещият автор Винс Купър (Vince Cooper), докторант по атмосферни науки в Университета на Вашингтон. "Разглеждайки колко по-студена е била Земята в древното минало с по-ниски нива на парникови газове, можем да преценим колко по-топъл ще стане настоящият климат с по-високи нива на парникови газове."

Новата статия не променя най-добрия сценарий за затопляне от удвояване на CO₂ - около 2 градуса по Целзий средно повишаване на температурата в световен мащаб - или най-вероятната оценка, която е около 3 градуса по Целзий. Но намалява най-лошия сценарий за удвояване на CO₂ с пълна степен, от 5 градуса по Целзий на 4 градуса по Целзий. (За справка, CO₂ в момента е 425 ppm, или около 1,5 пъти прединдустриалните нива, освен ако спадът на емисиите не се насочи към двойни прединдустриални нива преди края на този век.)

Тъй като нашата планета се насочва към удвояване на CO₂, авторите предупреждават, че последните десетилетия не са добър показател за бъдещето при глобалното затопляне. По-краткосрочните климатични цикли и ефектите от атмосферното замърсяване са само някои от причините, поради които последните тенденции не могат надеждно да предскажат остатъка от този век.

"Пространственият модел на глобалното затопляне през последните 40 години не изглежда като дългосрочния модел, който очакваме в бъдеще – близкото минало е лош аналог за бъдещо глобално затопляне", отбелязва старши авторът Кайл Армър (Kyle Armour), доцент по атмосферни науки и океанография в Университета на Вашингтон.

Илюстрацията показва вълнисти мамути в Северна Испания. Тези животни са живели в Европа и Северна Америка през последния ледников период, преди около 21 000 години. Ново проучване използва актуализирани климатични карти от този период, когато въглеродният диоксид в атмосферата е бил по-нисък, за да предскаже по-добре бъдещото затопляне при повишаване на CO₂. Кредит: Wikimedia, CC BY 4.0

Вместо това, новото изследване се фокусира върху период отпреди 21 000 години, наречен Последен ледников максимум, когато Земята е била средно с 6 градуса по Целзий по-студена от днес. Записите на ледените ядра показват, че атмосферният CO₂ тогава е бил по-малко от половината от днешните нива, около 190 части на милион.

"Палеоклиматичните записи включват дълги периоди, които са били средно много по-топли или по-студени от сегашния климат, и знаем, че през тези периоди е имало големи климатични влияния от ледени покривки и парникови газове", разказва Купър. "Ако знаем приблизително какви са били температурните промени в миналото и какво ги е причинило, тогава знаем какво да очакваме в бъдеще."

Изследователите създават нови техники за статистическо моделиране, които позволяват палеоклиматичните записи да бъдат вградени в компютърни модели на климата на Земята, подобно на днешните модели за прогнозиране на времето. Резултатът е по-реалистични температурни карти на база предишни хилядолетия.

За новото изследване авторите комбинират праисторически климатични записи - включително океански седименти , ледени ядра и запазен цветен прашец - с компютърни модели на климата на Земята, за да симулират времето на последния ледников максимум. Когато голяма част от Северна Америка е била покрита с лед, ледената покривка не само е охлаждала планетата, отразявайки лятната слънчева светлина от континентите, според предишни проучвания.

Променяйки моделите на вятъра и океанските течения, ледената покривка е причинила и много повече студ и облаци над северната част на Тихия океан и Атлантическия океан. Анализът в новото проучване показва, че тези промени в облаците над океаните усложняват глобалните охлаждащи ефекти на ледниците, които отразяват още повече слънчева светлина.

Накратко, проучването показва, че CO₂ играе по-малка роля при определянето на температурите в ледниковия период, отколкото се предполагаше преди. Освен това най-страшните прогнози за затопляне от нарастващия CO₂ са по-малко вероятни през следващите десетилетия.

"Тази статия ни позволява да произвеждаме по-сигурни прогнози, защото наистина намалява горната граница на бъдещото затопляне и казва, че най-екстремният сценарий е по-малко вероятен", коментира проф. Армор. "Това всъщност не променя долната граница или средната оценка, която остава в съответствие с всички други линии на доказателства."

Справкаn: Vincent Cooper et al, Last Glacial Maximum pattern effects reduce climate sensitivity estimates, Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk9461. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk9461

Източник: Ice age climate analysis reduces worst-case warming expected from rising CO₂, University of Washington

Те все още се случват и днес.

В момента Млечният път асиммилира по-малки галактики, които са се приближили твърде много. Големият и Малкият Магеланов облак усещат ефектите, тъй като мощната гравитация на Млечния път ги изкривява и изсмуква потоци от газ и звезди от тях към нашата галактика. Подобно нещо се случва със сфероидалната галактика джудже Стрелец и кълбовидните купове като Омега Кентавър.

Има дълъг списък от тези звездни потоци в Млечния път, въпреки че оригиналните галактики, които са ги породили, отдавна са изчезнали, погълнати от Млечния път. Но потоците все още разказват историята за древни сливания и поглъщания. Те притежават кинематични и химически улики за галактиките и клъстерите, в които са се появили.

Това изображение показва скорошни звездни потоци в Млечния път, проучени от Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey (S? сътрудничество) с помощта на Англо-австралийския телескоп (2022). Кредит: Ting Li (Southern Stellar Stream Spectroscopic Survey-S? collaboration) - CC BY-SA 4.0, Wikimedia Commons  

Получавайки по-добри инструменти за намиране и изучаване на тези потоци астрономите осъзнават, че потоците могат да им разкажат повече от историята на сливанията. Те са като нанизи от перли и техните форми и други свойства показват как гравитацията ги е оформила. Но те разкриват и нещо друго важно: как ги е оформила тъмната материя.

Тъй като тъмната материя остава загадъчна, нито една възможност да се научи нещо за нея не се изпуска. Докато астрономите изследват звездните потоци, те откриват признаци на смущения в тях, които не се обясняват с масата на Млечния път. Те подозират, че причината е тъмната материя.

Скоро астрономите ще разполагат с изключително мощен инструмент за изучаване на тези потоци и ролята на тъмната материя при смущаването им: обсерваторията Вера Рубин (VRO).

Астрономите имат различни методи за изследване на тъмната материя. Слабите гравитационни лещи са един от тях и те картографират тъмната материя в големия мащаб на галактическите купове. Но звездните потоци са в противоположния край на скалата. Като ги картографират и техните особености и смущения, астрономите могат да изучават тъмната материя в много по-малък мащаб.

Това изображение показва ядрото на сфероидалната галактика джудже Стрелец и нейните звездни потоци, погълнати от Млечния път. Кредит: David Law/UCLA

Обсерваторията Рубин ще завърши своето "Изследване на наследството на пространството и времето" (LSST - Legacy Survey of Space and Time) за период от десет години. Наред с астрономическите си цели във времевата област, LSST ще изучава и тъмната материя. Научната колаборация "Dark Energy Science Collaboration", част от LSST, ще използва силата на "Рубин", за да напредне в изследването на тъмната енергия и тъмната материя. "LSST ще отиде много по-далеч от всеки от своите предшественици в способността си да измерва растежа на структурите и ще осигури строг тест на теориите за модифицирана гравитация", обяснява уебсайтът им.

С приближаването е все повече и повече до планираната първа светлина на обсерваторията през януари 2025 г., нарастващото вълнение е осезаемо.

Астрономите разполагат с достатъчно доказателства, че ореол (или хало) от тъмна материя обгръща Млечния път. Другите галактики са същите. Тези ореоли от тъмна материя се простират отвъд видимия диск на галактиката и се считат за основни единици в широкомащабната структура на Вселената. Тези ореоли може също да съдържат под-ореоли, струпвания от тъмна материя, свързани от гравитацията.

Това изображение показва симулирано CDM (от студена тъмна материя) хало с размер на Млечния път. Шестте кръга показват субхалота (под-ореоли), уголемени в отделни квадрати. Субореолите също се виждат, а долният ред показва няколко поколения суб-субхало, съдържащи се в субхало. Кредит: Zavala and Frenk 2019

Тези струпвания според астрономите оставят своите белези върху звездните потоци. Бучките тъмна материя създават прегъвания и празнини в потоците. VRO има способността да види тези особености в малък мащаб и за период от десет години.

"Чрез наблюдение на звездни потоци ще можем да направим индиректни измервания на тъмната материя на Млечния път до маси, по-ниски от всякога, което ни дава наистина добри ограничения върху свойствата на частиците на тъмната материя", обяснява Нора Шип (Nora Shipp), постдокторант в университета Карнеги Мелън и съорганизатор на работната група за тъмна материя в Обсерваторията Рубин/LSST/Dark Energy Science Collaboration.

Моделът Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM - Ламбда - студена тъмна материя) е стандартният модел на космологията на Големия взрив. Според една от ключовите прогнози на ΛCDM трябва да съществуват много суб-галактически подструктури на тъмната материя. Астрономите искат да проверят тази прогноза, наблюдавайки ефекта на тези структури върху звездните потоци. VRO ще им помогне да направят това и също така ще им помогне да намерят повече от тях и да изградят по-голям набор от данни.

Звездните потоци са трудни за откриване. Кинематиката им ги издава, но понякога в потоците има само няколко десетки звезди. Това ги скрива сред безбройните звезди на Млечния път. Но VRO ще промени това.

VRO ще открие потоци на много по-далечни разстояния. В покрайнините на Млечния път потоците са взаимодействали с по-малко материя, което ги прави силни кандидати за изучаване на ефекта на тъмната материя в изолация.

"Звездните потоци са като нанизи от перли, чиито звезди проследяват пътя на орбитата на системата и имат споделена история", коментира Жаклин Дженсън (Jaclyn Jensen), кандидат за докторска степен в Университета на Виктория. Дженсън планира да използва данни от Rubin/LSST за своето изследване на предшествениците на звездните потоци и тяхната роля във формирането на Млечния път. "Използвайки свойствата на тези звезди, можем да определим информация за техния произход и какъв вид взаимодействия може да е преживял потокът. Ако намерим перлена огърлица с няколко разпръснати перли наблизо, можем да заключим, че нещо може да е дошло и да е скъсало връвта."

Мощната цифрова камера на VRO и нейната система от филтри правят това възможно. Неговият ултравиолетов филтър, по-специално, ще помогне да се направят повече потоци видими. Астрономите могат да различат звездните потоци от всички други звезди, като изследват синята ултравиолетова светлина в края на видимия спектър. Те ще имат хиляди и хиляди изображения, с които да работят.

Обсерваторията Рубин по здрач през май 2022 г. Сред многобройните начинания на обсерваторията е изследването на тъмната материя. Кредит: Rubin Obs/NSF/AURA

Всъщност VRO ще отприщи поток от астрономически данни, с които учени и институции се готвят да се справят. AI и машинното обучение ще играят основополагаща роля в управлението на всички тези данни, което трябва да допринесе за намирането на още повече звездни потоци.

"В момента това е трудоемък процес за намиране на потенциални потоци на око – големият обем от данни на Рубин представлява вълнуваща възможност да се мисли за нови, по-автоматизирани начини за идентифициране на потоци."

Астрономите все още откриват повече звездни потоци. По-рано този месец статия в The Astrophysical Journal представи откритието на още един. Изследователите го откриват в Gaia's Data Release 3. Вероятно е свързано със сливането на галактиката джудже Секвоя.

Изглежда сигурно, че астрономите ще продължат да откриват повече звездни потоци. Техният принос за проследяването на историята на Млечния път е значителен. Но ако учените могат да ги използват, за да разберат разпределението на тъмната материя в малък мащаб, ще получат повече, отколкото са очаквали.

Източник: The Milky Way’s History is Written in Streams of Stars, Universe Today

Въз основа на проучване от 2022 г. приблизително 400 милиона тона пластмаса се произвеждат всяка година, и това количество средно се увеличава с 1,6% годишно.

Пластмасите, включително микропластмасите, сега са повсеместни в нашата естествена среда и са оставили маркер на "пластицен"-а в геоложките записи на нашата епоха.

Но според изследователи от Breaking, микробът X-32 е способен да разгражда различни пластмаси, които са трудни за разграждане в нашите съществуващи процеси за рециклиране. Микроорганизмът може също да използва множество основни видове пластмаса като единствен източник на въглерод и енергия за своя растеж.

"Открихме микроорганизми, които естествено се хранят с химикалите и съединенията в отпадъците, като ги усвояват и разграждат до безвредна органична материя. И сега ние подобряваме тези микроорганизми и ги пускаме в световен мащаб, за да се справим с десетилетията боклуци, разпръснати из сметища и океани", заявява представител на Breaking.

Микробът X-32 е инкубиран в лабораториите Colossal Labs, проект за запазване на планетата, съвместно с Харвард и Института "Уис".

Чрез подобряване на микроба с помощта на генно инженерство учените се надяват да подобрят възможностите за разграждане на пластмаса, така че X-32 да може да разгради дори най-устойчивите видове пластмаси, оставяйки след себе си въглероден диоксид, вода и биомаса само за 22 месеца. С бъдещите синтетични генетични редакции екипът се фокусира върху това да направи X-32 по-бърз, по-ефективен и по-ефективен с безвредно въздействие върху околната среда.

Освен контролът на отпадъците, микробът X-32 може да генерира биомаса от биомолекулите, която може да се използва в производството на биогорива и химикали с висока стойност.

X-32 все още е в начален стадий, но учените от Breaking твърдят, че това може да е ключът към отключването на по-чисто, по-зелено бъдеще, една микроскопична хапка наведнъж.

Източник: Plastic Degradation Company, Breaking, Emerges from Stealth with Naturally-Derived Solution to Degrade Multiple Plastics with $10.5M in Seed Funding, Business Wire

Има много инструменти за редактиране на геном, които могат да променят ДНК, но те рискуват необратими геномни счупвания и щети.

Сега Анджело Ломбардо (Angelo Lombardo), генетик в Института за генна терапия San Raffaele Telethon, и неговият екип са разработили стратегия за редактиране на епигенома, наскоро публикувана в Nature. Екипът използва тези редактори на епигеноми, за да намали драстично нивата на протеина пропротеин конвертаза субтилизин/кексин тип 9 (PCSK9 - proprotein convertase subtilisin/kexin type 9) при мишки до една година след редактиране на съответния Pcsk9  ген. [2]

PCSK9 контролира количеството холестеролни рецептори в тялото, така че блокирането на гена намалява нивата на ниска плътност или лошия холестерол в кръвта. [3]

Тази стратегия може да помогне на изследователите да регулират по-добре холестерола, без да се налага да нанасят трайни щети на генома. 

Ломбардо и неговият екип първо разглеждат свързването на протеинови фрагменти, за които е известно, че епигенетично заглушават гените към протеин на ДНК свързващ домейн, програмиран да свързва специфично Pcsk9. След тестване на възможностите за насочване на няколко различни ДНК свързващи домена, екипът се спира на протеина "цинков пръст" – малък протеин с форма на къдрава фигура, който се представя най-добре по отношение на трафика и заглушаването на гена Pcsk9. 

Структура на протеина Pcsk9. Кредит: Wikimedia Commons

Когато учените тестват конструкциите с цинкови пръсти върху чернодробни клетки в лабораторен съд, те откриват, че 80% от експресията на ген Pcsk9  е заглушена. Те също така установяват, че нивата на експресия на осем други гена също са се променили, макар и не толкова драстично, колкото това на Pcsk9. Според Ломбардо тези нецелеви ефекти могат да варират.

"Наистина зависи от домейна на свързване на ДНК и колко специфичен е домейнът за гена", коментира Ломбардо. 

За да видят дали конструкциите с цинков пръст ще работят при животни, учените са използвали наночастици, за да доставят транскрипционните репресори в черния дроб на мишки. Те откриват, че конструкциите бързо и ефективно заглушават Pcsk9, което води до приблизително 35% намаление на лошия холестерол в сравнение с мишки, които са получили фалшива инжекция, съдържаща само буфера. 

След като учените отрязват черния дроб на мишките, за да стимулират клетъчното делене и регенерацията на черния дроб, заглушаването на Pcsk9 продължава. Ломбардо смята тези резултати за успокояващи.

"Това показва, че епигенетичните модификации се наследяват и предават по време на клетъчната пролиферация", обяснява Ломбардо. 

Екипът проследява мишките почти година след първоначалното доставяне на конструкцията и установява, че експресията на Pcsk9 остава снижена, изравнявайки се на около 40% от тази на мишки, които са получили фиктивна инжекция.

"Това отваря възможността наистина да се доставят тези генетични редактори и да има дълготраен ефект", коментира Пилар Бланкафорт (Pilar Blancafort), генетик от Университета на Западна Австралия, която не е свързана с работата.

Тя също се интересува дали тези конструкции за заглушаване могат да бъдат приложени към други органи извън черния дроб или за лечение на рак. 

След това Ломбардо иска да прокара тези конструкции с цинкови пръсти към клинични изпитвания и да изследва приложенията им при други заболявания. Той отбеляза, че екипът на биотехнологичната компания, основана от него, Chroma Medicine, е генерирал обещаващи данни за епигенетично заглушаване на Pcsk9  при нечовекоподобни примати. 

"Това показва, че наблюдаваното при мишки може да се пренесе към по-големи животински модели", посочва Ломбардо. "Чрез Chroma и други компании ние наистина се надяваме, че в крайна сметка ще получим терапия за пациентите."

Справка:

1. Allis CD, Jenuwein T. The molecular hallmarks of epigenetic control. Nat Rev Genet. 2016;17(8):487-500.
2. Cappelluti MA, et al. Durable and efficient gene silencing in vivo by hit-and-run epigenome editing. Nature. 2024;627:416-423.
3. Pokhrel B, et al. PCSK9 Inhibitors. In: StatPearls. StatPearls Publishing; 2024. Accessed March 22, 2024.

Източник: An Epigenetic Strategy to Control Bad Cholesterol, Maggie Chen, The Scientist

За съжаление 2024 г. няма да е подходяща година за наблюдение на тези "падащи звезди". Ще е трудно да се миди някой метеор заради ярката нарастваща луна, само един ден преди пълнолуние.

Разположена на около 10 градуса на запад (вдясно) от ярката синкава звезда Спика в съзвездието Дева, луната ще бъде в небето през по-голямата част от нощните часове на 21-22 април, вероятно закривайки гледката към всички, освен на най-ярките лириди. Както подсказва името им ще идват от посоката, където е съзвездието Лира.

Трябва също така да се подчертае, че този поток не е много изобилен в сравнение с декемврийските Джеминиди или Персеидите от август. Броят на метеорите, които могат да се видят от един наблюдател, гледащ към небето при тъмно, ясно небе, обикновено е в диапазона от 10 до 20 на час.

Но много от тези метеори обикновено са ярки и изглежда се движат сравнително бързо, преминавайки през земната атмосфера със средна скорост от 48 км в секунда. 

Метеор от Лиридите. Кредит: Islam A. Hassan (CC BY-SA 2.0 DEED)

Свързан с кометата на Тачър

Лиридите всъщност са наследство от отдавна изчезнала комета, носеща името Тачър. Тази скромна комета е открита през април 1861 г. от астронома любител от Ню Йорк А. Е. Тачър.

Орбитата на Лиридите силно наподобява тази на кометата Тачър, която има орбитален период от около 415 години. Те са космически боклук; малки частици и парченца, изхвърлени от тази комета при предишни посещения на слънцето. Орбитата на Земята почти съвпада с кометата около 22 април всяка година. Когато преминем тази част от нашата орбита, пресичаме прашните отломки, оставени от кометата.

Наричаме тези метеори "Лириди", защото траекториите им, ако се удължат назад, изглежда се отклоняват от област ​​в небето малко на юг и запад от блестящата синкаво-бяла звезда Вега, в съзвездието Лира.

Вега не започва да се появява до около 21:00 ч. местно дневно време, когато се издига над североизточния хоризонт. До 4 сутринта тя се изкачва до точка високо в небето на повече от две трети от разстоянието от хоризонта до точката точно над главата ни.

Вместо да рискувате да си разтегнете врата, препоръката е да легнете на шезлонг, така ще имате обширна гледка към небето. Подгответе се с топли дрехи, тъй като макар че няма да е студено като през зимна нощ, нощите през април все още са доста студени.

Илюстрация на нощното небе на 21-22 април, показваща метеорния поток Лириди, идващ от съзвездието Лира. Кредит: Chris Vaughan/Starry Night

Старо, но (понякога) златно

Сред всички метеорни потоци Лиридите са най-старите известни, записани за първи път от китайците през 687 г. пр.н.е., когато "много звезди летяха от североизток".

Има и други забележителни потоци Лириди, записани като през 15 пр. н. е. (Китай), 1136 (Корея) и 1803 г., когато много жители на града в Ричмънд, Вирджиния, са били събудени от леглата си от пожарна аларма и са станали свидетели на метеори, които сякаш падат от всяка точка в небесата, приличащи на дъжд от небесни ракети. През 1922 г. е регистрирана неочаквана скорост на Лиридите от 96 км/час, а през 1982 г. скоростите изненадаха наблюдателите, достигайки 80 на час.

И така, най-важното е, че въпреки че Лиридите са несъмнено слаб поток, те също са имали история, която да изненада наблюдателите, така че винаги има нещо за гледане.

Плевенето намалява нуждата от хербициди, но за моделите с изкуствен интелект, които захранват роботите за плевене, е трудно да разграничат култури от плевели, които са с подобна форма и цвят.

За да преодолеят този проблем, Педро Корея (Pedro Correia) от университета в Копенхаген в Дания и колегите му предполагат, че геномите на културите могат да бъдат адаптирани да експресират пигменти като антоцианини, които правят боровинките сини, или каротеноиди, които правят морковите оранжеви.

Културите могат да бъдат модифицирани така, че да имат необичайно оформени листа или да имат характеристики, които са невидими с просто око, но откриваеми от сензори, като например в инфрачервения спектър, казват авторите на проучването.

Педро Корея смята, че борбата на AI с плевелите е затруднена, тъй като дивите видове са адаптирани за селско стопанство. Този тип ново култивиране може да създаде земеделски култури, които са по-екологично устойчиви и с по-високи добиви, но те също може да са по-трудни за разграничаване от техните непроменени предци.

"Опитваме се да променим много малко гени, за да ги направим по-продуктивни", обяснява Педро Корея. "Ако можем да променим може би още един или два гена, за да ги направим по-разпознаваеми, така че да може да се използват роботи за плевене, би било страхотно."

Чарлз Фокс (Charles Fox ) от Университета в Линкълн, Великобритания, казва, че има вече прецедент за умишлена промяна на цвета на културите - оранжевите моркови не са били често срещани, докато производителите не селектират стабилен сорт. Но той смята, че генетичната модификация вероятно не е най-лесният начин за подобряване на ефективността на роботите за плевене.

"Всеки друг начин да го направим вероятно ще бъде много по-лесен и много по-малко спорен, защото хората не обичат да чуват за генетично модифициране", коментира Фокс. "Звучи като огромно усилие."

Педро Корея подчертава, че те не предлагат създаване на нови видове или добавяне на гени от животни. Работата ще включва промяна на геномите на културите, така че те да включват гени за пигменти, които вече се произвеждат в други растения.

"Просто правим в посевите няколко промени, каквито биха могли да имат“, отбелязва авторът. "Трябва да тестваме всичко и да проверим за странични ефекти и така нататък, но мисля, че е почти възможно."

Справка: Trends in Plant Science DOI: 10.1016/j.tplants.2024.03.001

Източник: Turning plants blue with gene editing could make robot weeding easier, New Scientist

Може ли космосът да бъде доминиран от частици, които се движат по-бързо от скоростта на светлината? Този модел на Вселената се съгласува изненадващо добре с наблюденията, откриват двама физици.

В нова статия, която все още предстои да бъде рецензирана, физиците предполагат, че нашата вселена е доминирана от тахиони - хипотетичен вид частица, която винаги се движи по-бързо от светлината.

В новата статия изследователите предполагат, че тахионите може да са истинската идентичност на тъмната материя, загадъчната форма на материя, която съставлява по-голямата част от масата на почти всяка отделна галактика във Вселената, превъзхождайки нормалната материя 5 към 1. Астрономите и физиците в момента не знаят от какво се състои тъмната материя, така че те са свободни да измислят всякакви идеи – защото в края на краищата понякога една далечна идея е правилна и дори да е грешна, тя може да ни помогне по пътя към по-добро разбиране.

Изследователите изчисляват, че една разширяваща се вселена, пълна с тахиони, може първоначално да забави своето разширяване, преди да се ускори отново. Нашата вселена в момента е във фаза на ускоряване, движена от феномен, известен като тъмна енергия, така че този тахионен космологичен модел може потенциално да обясни както тъмната енергия, така и тъмната материя едновременно.

За да проверят тази идея, физиците прилагат модела си към наблюдения на свръхнови тип Ia, вид звездна експлозия, която позволява на космолозите да изградят връзка между разстоянието и скоростта на разширяване на Вселената. Именно чрез свръхнови от тип Ia астрономите в края на 90-те години за първи път откриват, че скоростта на разширяване на Вселената се ускорява.

Свръхнова тип Ia, наблюдавана в галактиката M82 от космическия телескоп Хъбъл. Тези експлозии позволяват на астрономите да оценят скоростта на разширяване на Вселената. Кредит: NASA Goddard

Физиците установяват, че тахионният космологичен модел е също толкова добър в обяснението на данните за свръхновите, колкото и Стандартният космологичен модел, включващ тъмна материя и тъмна енергия. Това само по себе си е изненада, като се има предвид колко неортодоксална е тази идея.

Това обаче е само началото. Сега имаме достъп до множество данни за широкомащабната вселена, като космическия микровълнов фон (остатъчната радиация, освободена непосредствено след Големия взрив) и разположението на галактиките в най-големите мащаби. Следващата стъпка е да се продължи тестването на тази идея спрямо тези допълнителни наблюдения.

Тахионният космологичен модел е трудно да премине през строги експериментални тестове, заради самата природата на тахионите - ние няма как да имаме досег с тези частици . Но навлизането в нови, дори неортодоксални посоки в космологията е важно - никога не знаем кога може да се стигне до откритие. Учените се опитват да разберат тъмната материя от 50 години и тъмната енергия от четвърт век, без никакви убедителни резултати. Решенията на тези главоблъсканици вероятно ще дойдат от неочаквана посока.

Тахионите са завладяваща идея, защото всъщност не противоречат на физичните закони, но уви е невъзможно да се провери съществуването им - техният и нашият свят няма как да имат допирни точки пак според физичните закони.

Справка: Testing Tachyon-Dominated Cosmology with Type Ia Supernovae; Samuel H. Kramer, Ian H. Redmount; https://arxiv.org/abs/2403.13859

Източник: The universe may be dominated by particles that break causality and move faster than light, new paper suggests, Live Science

Вирусите далеч не са самотни частици, те участват в социално поведение в клетките и гостоприемниците.

Oткакто са открити в края на 1800 г., учените отделиха вирусите от останалата част живи същества. Вирусите са много по-малки от клетките и в протеиновите им обвивки няма нещо повече от гени. Те не могат да растат, да копират собствените си гени, изобщо да правят нещо. Изследователите приемат, че всеки вирус е самотна частица, носеща се сама из света, способна да се репликира само ако случайно се сблъска с правилната клетка, която може да я приеме.

На първо място тази простота привлича много учени към вирусите, разказва Марко Винуци (Marco Vignuzzi), вирусолог в лабораториите за инфекциозни болести на Сингапурската агенция за наука, изследвания и технологии. "Опитвахме се да бъдем редукционисти."

Сега този редукционизъм се отплаща. Изследванията върху вирусите са от решаващо значение за раждането на съвременната биология. Липсата на сложност у клетките разкриват фундаментални правила за това как работят гените. Вирусният редукционизъм обаче има своята цена, обяснява Винуци: приемайки, че вирусите са прости, оставаме слепи за възможността те да са сложни по неподозирани начини.

Например, ако си представяме вирусите като за изолирани пакети от гени, би било абсурдно да си представим, че имат социален живот. Но Винуци и нова школа от вирусолози с подобни възгледи изобщо не смятат, че това е абсурдно.

През последните десетилетия те откриват някои странни характеристики на вирусите, които нямат смисъл, ако вирусите са самотни частици. Вместо това те разкриват невероятно сложния социален свят на вирусите. Тези социовиролози, както изследователите понякога се наричат, смятат, че вирусите имат смисъл само като членове на общност.

Разбира се, социалният живот на вирусите не е съвсем като този на другите видове. Вирусите не публикуват селфита в социалните медии, не са доброволци в хранителни банки и не крадат лични данни, както правят хората. Те не се бият със съплеменниците си, за да доминират над ордата като бабуините, те не събират нектар, за да хранят своята кралица като пчелите, те дори не се втвърдяват в лигави килимчета за тяхната обща защита, както правят някои бактерии. Въпреки това, социовиролозите смятат, че вирусите мамят, сътрудничат и взаимодействат по други начини със своите събратя вируси.

Областта на социовирусологията е все още млада и малка. Първата конференция, посветена на социалния живот на вирусите, се проведе през 2022 г., а втората ще се проведе този юни. Ще присъстват общо 50 души. Все пак социовиролозите твърдят, че последиците от тяхната нова област могат да бъдат дълбоки. Болести като грипа нямат смисъл, ако мислим за вирусите изолирано един от друг. И ако успеем да дешифрираме социалния живот на вирусите, може да успеем да го използваме, за да се борим срещу болестите, които някои от тях създават.

Под носа ни

Някои от най-важните доказателства за социалния живот на вирусите са били под носа ни в продължение на почти век. След откриването на грипния вирус в началото на 30-те години на миналия век, учените измислят как да отглеждат запаси от вируса, като го инжектират в кокоше яйце и го оставят да се размножава вътре. След това изследователите могат да използват новите вируси, за да заразят лабораторни животни за изследване или да ги инжектират в нови яйца, за да продължат да отглеждат нови вируси.

В края на 40-те години датският вирусолог Пребен фон Магнус отглежда вируси, когато забелязва нещо странно. Много от вирусите, произведени в едно яйце, не са можели да се репликират, когато той ги инжектира в друго. До третия цикъл на предаване само един на 10 000 вируса все още може да се репликира. Но в следващите цикли дефектните вируси стават по-редки и репликиращите се възстановяват. Фон Магнус подозира, че вирусите, които не могат да се репликират, не са завършили развитието си и затова ги нарича "непълни".

В по-късните години вирусолозите нарекоха бума и спада на непълните вируси "ефект на фон Магнус". За тях това бе важно - но само като проблем за решаване. Тъй като никой не е виждал непълни вируси извън лабораторна култура, вирусолозите решават, че са ефектът е изкуствен и измислят начин да се отърват от тях.

"Трябва да се елиминират от лабораторните запаси, защото не трябва да пречат на експериментите", разказа Сам Диас-Муньос (Sam Díaz-Muñoz), вирусолог от Калифорнийския университет, Дейвис, припомняйки общоприетото мнение в областта. "Защото това не е "естествено"."

Изследователи през 60-те години на миналия век наблюдават, че непълните вирусни геноми са по-къси от тези на типичните вируси. Това откритие затвърждава мнението на много вирусолози, че непълните вируси са дефектни странности, лишени от гени, необходими за репликация. Но през 2010 г. евтината, мощна технология за генно секвениране показа ясно, че непълните вируси всъщност са в изобилие в собствените ни тела.

В едно проучване, публикувано през 2013 г., изследователи от университета в Питсбърг вземат тампони от носа и устата на хора, болни от грип. Те изваждат генетичния материал от грипните вируси в пробите и откриват, че при някои от вирусите липсват гени. Тези закърнели вируси се появяват, когато заразените клетки погрешно копират генома на функционален вирус, като случайно прескачат участъци от гени.

Други проучвания потвърждават това откритие. Те също така разкриват други начини, по които могат да се образуват непълни вируси. Някои видове вируси носят изкривени геноми например. В тези случаи заразена клетка започва да копира вирусен геном само за да се обърне частично и след това да копира генома обратно до началната му точка. Други непълни вируси се образуват, когато мутациите нарушат последователността на гена, така че той вече не може да произвежда функционален протеин.

Кредит: Merrill Sherman/Quanta Magazine (превод Наука OFFNews)

Тези изследвания разрушават старите представи, че непълните вируси на фон Магнус са само артефакт от лабораторни експерименти. "Те са естествена част от биологията на вируса", ​отбелязва Диас-Муньос.

Откриването на непълни вируси в собствените ни тела вдъхновява нов прилив на научен интерес към тях. Грипът не е уникален: много вируси идват в непълни форми. Те съставляват по-голямата част от вирусите, открити при хора, болни от инфекции като респираторен синцитиален вирус (RSV) и морбили.

Учените са измислили и нови имена за непълните вируси на фон Магнус. Някои ги наричат ​​"дефектни интерфериращи частици". Други ги наричат ​​"нестандартни вирусни геноми".

Диас-Муньос и колегите му имат друго име за тях: измамници.

Вируси измамници

Непълните вируси обикновено могат да проникнат в клетките, но попаднали веднъж вътре, те не могат да се репликират сами. Липсват им някои от гените, които са от съществено значение за отвличането на машината за производство на протеини на техния гостоприемник, като този за ензим за копиране на гени, известен като полимераза. За да се репликират, те трябва да прибегнат до измама. Те трябва да се възползват от свой събрат вирус.

За щастие на измамниците, клетките често се заразяват от повече от един вирусен геном. Ако функционален вирус се появи в клетка на измамник, той прави полимерази. След това измамникът може да заеме полимеразите на другия вирус, за да копира собствените си гени.

В такава клетка двата вируса се надпреварват да направят най-много копия на собствения си геном. Измамникът има голямо предимство: има по-малко генетичен материал за възпроизвеждане. Следователно полимеразата копира непълен геном по-бързо от пълен.

Тяхното преимущество става още по-голямо в хода на инфекцията, тъй като непълните вируси и функционалните вируси се преместват от клетка в клетка.

Двойно по-късата дължина не дава два пъти по-голямо предимство, обяснява Ашър Лийкс (Asher Leeks), който изучава социалната еволюция на вирусите като постдоктор в университета Йейл. Това може да означава, че ще получи хилядократно предимство и дори повече.

Други вируси измамници имат работещи полимерази, но им липсват гените за създаване на протеинови обвивки, за да затворят техния генетичен материал. Те се репликират, като чакат да се появи функционален вирус, след това промъкват своя геном в обвивките, които произвежда. Някои проучвания предполагат, че геномите на измамниците могат да влизат в обвивките по-бързо от функционалните.

Която и стратегия да използва непълен вирус за репликация, резултатът е един и същи. Тези вируси не плащат цената на сътрудничеството, дори когато използват сътрудничеството на други вируси.

"Един измамник се справя зле сам по себе си, той се справя по-добре във връзка с друг вирус и ако има много измамници, няма да има кой да се експлоатира", обяснява Диас-Муньос. "От еволюционна гледна точка, това е всичко, от което се нуждаете, за да дефинирате измама."

Последната част от това определение представлява загадка. Ако измамниците са толкова удивително успешни - а те наистина са - трябва да доведе вирусите до изчезване. Тъй като поколения вируси избухват от старите клетки и заразяват нови, измамниците трябва да стават все по-често срещани. Те трябва да продължат да се репликират, докато функционалните вируси изчезнат. Без останали функционални вируси, измамниците не могат да се репликират сами. Цялата популация от вируси трябва да загине в забвение.

Разбира се, вируси като грипните очевидно избягват това бързо изчезване и затова в социалният им живот трябва да има нещо повече от смъртоносната спирала на измами. Каролина Лопес (Carolina López), вирусолог от Медицинския факултет на Вашингтонския университет в Сейнт Луис, смята, че някои вируси, които изглеждат сякаш мамят, всъщност може да играят по-благоприятна роля във вирусните общества. Вместо да експлоатират други вируси, те си сътрудничат, помагайки на събратята си да процъфтяват.

"Мислим за тях като за част от общност", разказва Лопес, "в която всеки играе важна роля."

Превенция на изгарянето

Навлизането на Лопес в света на социовирусологията започва в началото на 2000-те години, когато тя изучава вируса Сендай, патоген, който заразява мишки. Изследователите са знаели от години, че два щама на вируса Сендай се държат по различен начин. Единият, наречен SeV-52, е добър в избягването на реакцията на имунната система, което позволява на вируса да причини масивна инфекция. Но мишките, заразени с другия щам, SeV-Cantell, си изработват бърза, мощна защита, която им помага бързо да се възстановят. Лопес и нейните колеги установяват, че разликата е, че SeV-Cantell произвежда много непълни вируси.

Как непълните вируси задействат имунната система на мишките? След поредица от експерименти, Лопес и нейните колеги установяват, че непълните вируси карат техните клетки гостоприемници да активират алармената система. Клетките произвеждат сигнал, наречен интерферон, който позволява на съседните клетки да разберат, че е пристигнал нашественик. Тези клетки могат да подготвят защита срещу вирусите и да предотвратят разпространението на инфекцията като горски пожар в околната тъкан.

Този феномен не е странност на вируса Сендай, нито на имунната система на мишките. Когато Лопес и нейните колеги насочват вниманието си към RSV), който разболява над 2 милиона души в Съединените щати всяка година и причинява хиляди смъртни случаи, те откриват, че непълните вируси, произведени при естествени инфекции, също предизвикват силен имунен отговор от заразените клетки.

Този ефект озадачава Лопес. Ако непълните вируси бяха измамници, нямаше смисъл те да провокират гостоприемника да прекъсне инфекцията. След като имунната система унищожи функционалните вируси, измамниците ще останат без никакви жертви, които да експлоатират.

Лопес установява, че нейните резултати имат смисъл, ако погледне на вирусите по нов начин. Вместо да се съсредоточи върху идеята, че непълните вируси мамят, Лопес започва да мисли за тях и функционалните вируси като работещи заедно към общата цел за дългосрочно оцеляване. Тя разбира, че ако функционалните вируси се репликират неконтролируемо, те биха могли да смажат и убият текущия си гостоприемник, преди да може да се осъществи предаването на нов гостоприемник. Това би било саморазрушително.

"Има нужда от някакво ниво на имунен отговор, за да се поддържа гостоприемника жив достатъчно дълго, за да продължат [вирусите] напред", отбелязва Лопес.

Това е мястото, където идват на помощ непълните вируси, обхяснява Лопес. Те могат да овладеят инфекцията, така че техният гостоприемник да има шанс да предаде вируси на следващия гостоприемник. По този начин функционалните и непълните вируси може да си сътрудничат. Функционалните вируси произвеждат молекулярната машина за създаване на нови вируси. Междувременно непълните вируси забавят функционалните вируси, за да избегнат изгарянето на техния гостоприемник, което би сложило край на инфекциозния цикъл на цялата общност.

През последните години Лопес и нейните колеги откриват, че непълните вируси могат да ограничат инфекциите по редица начини. Те могат да задействат клетките да реагират, сякаш са подложени на стрес от топлина или студ например. Част от реакцията на клетката на стрес спира фабриките за изграждане на протеини, за да пести енергия. В процеса той също така спира производството на повече вируси.

Кристофър Брук (Christopher Brooke), вирусолог от Университета на Илинойс Урбана-Шампейн, е съгласен с Лопес, че вирусите съществуват в общности. Нещо повече, той подозира, че непълните вируси имат други задачи в клетките, които той и неговите колеги учени все още не са разбрали.

Брук търси доказателства в грипните вируси. Пълният грипен вирус има осем генни сегмента, които обикновено произвеждат 12 или повече протеина. Но когато заразените клетки произвеждат непълни вируси, те понякога пропускат средата на гена и свързват началото с края. Въпреки тази драстична промяна, тези променени гени все още произвеждат протеини - но нови протеини, които може да имат нови функции. В проучване, публикувано през февруари, Брук и колегите му откриват стотици от тези нови протеини в заразени с грип клетки. Тъй като тези протеини са нови за науката, изследователите се опитват да разберат какво правят. Експериментите върху един от тях показват, че той се свързва с полимеразни протеини, направени от непокътнати вирусите, и блокира копирането на нови вирусни геноми.

Засега обаче учените до голяма степен не знаят какво постигат непълните вируси, произвеждайки толкова много странни протеини. "Ограниченото ми въображение не може да достигне и частица от това, което е възможно", каза Брук. "Това е суровина, с която вирусът да си играе." Но вирусологът се съмнява, че непълните вируси, произвеждащи всички тези странни протеини, са измамници.

"Ако те наистина се държаха като чисти измамници, бих предвидил, че ще има значителен еволюционен натиск за минимизиране на тяхното производство", предполага Брук. "И все пак ги виждаме навсякъде."

Размити линии

Социовиролозите сега се опитват да разберат колко измама и колко сътрудничество се случват във вирусния свят. Учените, които изучават поведението на животните, знаят колко трудно може да бъде това. Човек може да мами в някои ситуации и да сътрудничи в други. И също така е възможно поведение, което изглежда като сътрудничество, да се развие чрез егоистична измама.

Лийкс е на същото мнение - че непълните вируси може да са продуктивни части от вирусната общност. Но той смята, че винаги е важно да се обмисли възможността, че дори когато изглеждат така, сякаш си сътрудничат, те все още всъщност мамят. Еволюционната теория прогнозира, че измамата често ще възниква във вирусите, благодарение на техните малки геноми. "При вирусите конфликтът е доминиращ", каза Лийкс.

Кредит: Sherman/Quanta Magazine  (превод Наука OFFNews)

Всъщност измамата може да доведе до адаптации, които изглеждат като сътрудничество. Един от любимите примери на Лийкс за този скрит конфликт е нановирусът, който заразява растения като магданоз и боб. Нановирусите се репликират по удивителен начин. Те имат общо осем гена, но всяка вирусна частица има само един от осемте гена. Само когато всички нановирусни частици, всяка от които носи един от осемте различни гена, заразяват едно и също растение наведнъж, те могат да се репликират. Растителните клетки произвеждат протеини от всичките осем гена, заедно с нови копия на техните гени, които след това се пакетират в нови обвивки.

Може да видите в нановирусите учебникарски случай на сътрудничество. В края на краищата, вирусите трябва да работят заедно, за да може някой от тях да има шанс да се размножи. Подредбата напомня на разделението на труда в пчелен кошер, при което насекомите поделят работата по събиране на нектар, грижа за ларвите и търсене на нови места, където кошерът да се премести.

Но Лийкс и колегите му са начертали как нановирусите - и други така наречени многостранни вируси - може да са еволюирали чрез измама.

Представете си, че предшественикът на нановирусите е започнал с всичките осем гена, опаковани в един вирусен геном. След това вирусът случайно произвежда непълни измамници, които имат само един от гените. Този измамник ще процъфтява, тъй като напълно функционалните вируси копират неговия ген. И ако се появи втори измамник, носещ различен ген, той ще получи същата полза от експлоатацията на непокътнатите вируси.

Когато Лийкс и колегите му изграждат математически модел за този еволюционен сценарий, те откриват, че вирусите могат лесно да се разпаднат на повече измамници. Те ще продължат да се разпадат, докато не остане нито един от оригиналните вируси, които биха могли да се размножават сами. Сега нановирусите може да зависят един от друг за оцеляването си, но само защото техните предци са се разтоварвали един от друг. Под фасадата на сътрудничество се крие вирусна измама.

Определянето на природата на вирусните общества ще отнеме години изследвания. Но разрешаването на загадката може да донесе огромна печалба. След като учените разберат социалното поведение на вирусите, те може да са в състояние да обърнат вирусите един срещу друг.

Обрат на проблема с вирусите

През 90-те години еволюционните биолози успяха да помогнат за разработването на антивирусни лекарства. Когато хората с ХИВ приемат едно антивирусно лекарство, вирусът бързо развива способността да го избягва. Но когато вместо това лекарите предписват лекарства, които комбинират три антивирусни средства, за вирусите стана много по-трудно да избягат от трите. Шансът вирусът да получи мутации, за да устои и на трите лекарства, бе астрономически малък. В резултат на това коктейлите от лекарства за ХИВ остават ефективни дори и днес.

Социовиролозите сега проучват дали еволюционната биология може отново да помогне в борбата с вирусите. Те търсят уязвимости в начина, по който вирусите мамят и си сътрудничат, които могат да използват, за да спрат инфекциите.

"Ние го виждаме като обрат на проблема с вирусите", коментира Винуци.

Винуци и неговите колеги проверяват тази идея при мишки с вируса Зика. Те създават непълни вируси Зика, които могат безмилостно да експлоатират функционалните събратя вируси. Когато инжектират тези измамници в заразени мишки, популацията от функционални вируси вътре в животните бързо се срива. Френската компания Meletios Therapeutics е лицензирала измамните вируси на Винуци и ги разработва като потенциално антивирусно лекарство за различни вируси.

В Нюйоркския университет Бен тен Овър (Ben tenOever) и колегите му разработват нещо, което може да бъде още по-ефективен измамник от грипни вируси. Те се възползват от странност на биологията на вируса: от време на време генетичният материал от два вируса, които заразяват една и съща клетка, ще се окаже пакетиран в един нов вирус. Те се чудеха дали могат да създадат измамен вирус, който може лесно да нахлуе в генома на функционален грипен вирус.

Екипът на Нюйоркския университет събира непълни вируси от клетки, заразени с грип. От тази партида те идентифицират суперизмамник, който е забележително добър във вмъкването на гените си в напълно функционални грипни вируси. Полученият хибриден вирус не се възпроизвежда, благодарение на намесата на измамника.

За да видят как този суперизмамник ще се представи като антивирусно средство, Бен тен Овър и неговите колеги го опаковат в спрей за нос. Те заразяват мишки със смъртоносен щам на грип и след това впръскват суперизмамника в носовете на животните. Вирусът суперизмамник бе толкова добър в експлоатирането на функционалните вируси и забавянето на тяхната репликация, че мишките успяват да се възстановят от грипа в рамките на няколко седмици. Без помощ от суперизмамниците животните умират.

Изследователите постигат още по-добри резултати, когато напръсквата суперизмамниците в носовете на мишки, преди да се заразят. Суперизмамниците дебнат вътре в мишките и атакуват функционалните грипни вируси веднага щом пристигат.

След това Бен тен Овър и неговите колеги се насочват към порове за своите експерименти. Поровете изпитват грипни инфекции по-скоро като хората: По-специално, за разлика от мишките, грипните вируси лесно се разпространяват от болен пор към здрав пор в съседна клетка. Учените установяват, че назалният спрей бързо намалява броя на грипните вируси при заразени порове, точно както са видели при мишки. Учените обаче бяха изненадани, когато разгледат вирусите, които заразените порове предават на здрави животни. Те предават не само нормални вируси, но и суперизмамници, прибрани в техните протеинови обвивки.

Това откритие насочва към вълнуващата възможност суперизмамниците да могат да спрат разпространението на нов щам на грип. Ако хората прилагат спрейове с вируси суперизмамници, те могат бързо да се възстановят от инфекции. И ако предадат новия вирусен щам на други, те също ще предадат суперизмамника и могат да го спрат.

"Това е неутрализатор на пандемия", подчертава Бен тен Овър.

Това е вярно поне в концепцията. Бен тен Овърr ще трябва да проведе клинично изпитване при хора, за да види дали ще работи както при животни. Въпреки това, регулаторите имат притеснения да одобрят подобен експеримент, съобщава Бен тен Овър, тъй като това не просто би дало на хората лекарство, което би действало върху вируси в собствените им тела, но и може да се разпространи при други хора, независимо дали са се съгласили с него или не.

"Това изглежда е целувката на смъртта", коментира Бен тен Овър, за надеждите си да превърне науката за социалните вируси в медицина.

Диас-Муньос смята, че е правилно да бъдем предпазливи при използването на социовирусологията, когато все още  толкова малко знаем за нея. Едно е да създаваш лекарства от инертни молекули. Съвсем друго е да стимулираш социалния живот на вирусите. "Това е живо, развиващо се нещо", посочва Диас-Муньос.

Справка: "Open questions in the social lives of viruses"; Asher Leeks, Lisa M. Bono, Elizabeth A. Ampolini, Lucas S. Souza, Thomas Höfler, Courtney L. Mattson, Anna E. Dye, Samuel L. Díaz‐Muñoz; Journal of Evolutionary Biology, Volume 36, Issue 11, 1 November 2023, Pages 1551–1567, https://doi.org/10.1111/jeb.14203

Източник: Viruses Finally Reveal Their Complex Social Life, Quanta Magazine 

Откритието е направено в пещерата Ум Ирсан (Umm Jirsan), която представлява 1500-метрова лавова тръба във вулканично поле, наречено Харрат Хайбар (Harrat Khaybar), приблизително на 125 километра северно от Медина. Възрастта на лавовия поток не е определена, но проучване от 2007 г. предполага, че това се е случило преди 3 милиона години пр.н.е.

Неотдавнашни разкопки на археолозите от Австралийския изследователски център за човешка еволюция (ARCHE - Australian Research Centre for Human Evolution) на университета Грифит разкриха човешка дейност, датираща от периода на неолита до халколита и бронзовата епоха (преди ~10 000-3 500 години), предоставяйки нови прозрения за еволюцията и историческото развитие на регионалните човешки популации

"Ум Ирсан в момента е най-дългата известна лавова тръба в Арабия по хоризонталната дължина на проходите, на 1481 метра", пишат учените в статията, публикувана в сряда (17 април) в списание PLOS One.

Макар да е сигурно, че Арабският полуостров е бил обитаван през праисторически времена, оскъдни са свидетелствата от органични останки заради неблагоприятните за съхранение условия в региона. Но в лавовата тръба има запаени артефакти, защото са били защитени от слънцето, вятъра и необичайните температурни промени през последните хилядолетия. Екипът откри там артефакти като фрагменти от плат и обработено дърво, скални рисунки на домашни животни и скелетните останки от девет човешки кости.

Тези находки предполагат, че хората са обитавали лавовата тръба най-малко през последните 7000 години и вероятно още преди 10 000 години според радиовъглеродно датиране и оптично стимулирано луминисцентно датиране, което изследва кога за последен път определени минерали са били изложени на топлина или слънчева светлина. Някои от датите са сравнително скорошни и тръбата изглежда е била използвана и сега, разказва съавторът Матю Стюарт (Mathew Stewart), научен сътрудник в Австралийския изследователски център за човешка еволюция към университета Грифит в Австралия.

Хората, които са използвали лавовата тръба, са оставили няколко улики за живота си. Те включват кости от опитомени овце и кози, както и скални рисунки, изобразяващи тези животни, което предполага, че тези животни са били ключови за оцеляването на хората. Химическият анализ на човешките останки показва, че са консумирали повече растения, като зърнени култури и плодове, с течение на времето - вероятно поради нарастването на оазисното земеделие през бронзовата епоха, се казва в изявлението на екипа.

Ум Ирсан е бил разположен по протежение на пастирски маршрут, свързващ важни оазиси. Според изследователите е малко вероятно тръбата от лава да е служила като постоянно място за заселване, вместо това е била използвана като сянка и източник на вода за преминаващите пастири с техните животни.

Разкопките разкриват и масивни скривалища от кости от домашни (напр. кози, говеда) и диви (напр. газели) животни, които са били обработвани и/или консумирани във вътрешността на пещерата.

Възможно е да се идентифицират видове в скалното изкуство на Ум Ирсан, включително (A) овце; (B) коза и две пръчици с инструменти на коланите им; (C) говеда с дълги рога, снимка подобрена с цифров софтуер; и (D) козирог с оребрени рога и петна по козината. Долу: очертания на примери AD. Кредит: Stewart et al., 2024, PLOS ONE, CC-BY 4.0

Скалните рисунки свидетелстват за използването от пастири на лавовата тръба и околните райони, рисувайки ярка картина на древните начини на живот. Изображения на говеда, овце, кози и кучета потвърждават праисторическите животновъдни практики и състава на стадата в региона.

"Нашите открития в Ум Ирсан предоставят рядък поглед върху живота на древните народи в Арабия, разкривайки повтарящи се фази на човешко присъствие и хвърляйки светлина върху скотовъдните дейности, които някога са процъфтявали в този пейзаж“, коментира д-р Матю Стюарт.

Справка: PLOS ONE – First evidence for human occupation of a lava tube in Arabia: the archaeology of Umm Jirsan Cave and its surroundings, northern Saudi Arabia. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0299292 

Източник: Humans were living in a lava tube 7,000 years ago on the Arabian Peninsula, Live Science

Най-старата известна дива птица в света ухажва нови партньори на отдалечен остров край Хаваите, след като потенциално е загубила любимата си, която е била цял живот, твърдят изследователи.

Женският албатрос, наречен Уиздъм, вероятно е на поне 70 години и обикаля Северния Тихи океан от управлението на Айзенхауер според Службата за риба и дива природа на САЩ (USFWS).

Биологът Чандлър Робинс (Chandler Robbins) за пръв път я забелязва през 1956 година на атола Мидуей и я опръстенява близо до казарма на американския военноморски флот. Вече е била възрастна, което означава, че е била поне на 6 години по това време и че днес трябва да е на 73 години - две десетилетия по-възрастна от средната продължителност на живота на нейния вид. През 2002 г., 46 години по-късно, той я преоткрива, докато преглежда местата за гнездене, и успява да разчете номера на пръстена ѝ. Албатросът надживява своя откривател. Робинс умира през 2017 г.

"Уиздъм, най-старата известна дива птица в света, бе заснета отново миналия месец в Националния резерват за диви животни на атола Мидуей, танцувайки с потенциални партньори", съобщават представители на USFWS за Тихоокеанския регион в публикация във Facebook. "Нейният дългогодишен партньор, Акеакамай, все още не е видян и отсъстваше и през последните два сезона на гнездене."

Лайсанските албатроси (Phoebastria immutabilis), известни като mōlī на хавайски, са дълголетни морски птици, които създават двойки за цял живот с един партньор. Те са кръстени на гнездова колония от 145 000 двойки на Лайсан, един от северозападните Хавайски острови, разположен на 1500 километра северозападно от Хонолулу.

Женските лайсански албатроси обикновено снасят по едно яйце през първата половина на декември, но Уиздъм все още участва в брачни танци до пролетта, разказва Джонатан Плиснер, надзорен биолог по дивата природа в Националния резерват за диви животни на атола Мидуей, природен резерват на 2110 км. северозападно от Хонолулу.

Атолът Мидуей или Куайхелани на хавайски, е местообитание на най-голямата колония от лайсански албатроси в света, с 600 000 размножаващи се двойки, които се връщат на двата му пясъчни острова всяка година.

Женски албатрос на около 70 години, забелязан в Националния резерват за диви животни на атола Мидуей.

Уиздъм се появява спорадично на атола Мидуей от края на ноември 2023 г. Кредит: USFWS Columbia Pacific Northwest

"Тя активно ухажваше други птици през март", разказва Плиснер на представители на USFWS в имейл.

Уиздъм се появява спорадично на атола Мидуей от началото на сезона на гнездене в края на ноември 2023 г. Плиснер не очаква Уиздъм да гнезди тази година, но казва, че "тя е доста жизнена за седемдесетгодишна възраст", ​​в публикация в социалната платформа X.

Учените от USFWS изчисляват, че възрастният албатрос е прелетял 5,6 милиона км през живота си – еквивалентът на 7 двупосочни пътувания до Луната. Лайсанските албатроси започват да се размножават, когато са на възраст от 3 до 4 години обяснява American Bird Conservancy, което предполага, че Уиздъм е снесла поне 60 яйца през живота си, приблизително половината от които може да са се излюпили, за да създадат млади птици, докато другата половина може да са изядени от хищници.

Между сезоните на гнездене Уиздъм прекарва почти половината година в морето, реейки се над небето на Тихия океан часове наред, без нито едно размахване на тесните си, дълги 90 см крила. Подобно на други лайсански албатроси, тя вероятно подхранва дългите си полети, като се храни с малки калмари, яйца от летящи риби, риба и ракообразни.

Източник: World's oldest wild bird is 'actively courting' after losing long-term mate, Live Science

Във фейсбук групата "Насекомите и ентомолозите" Станислав Тодоров е създал публикация, която засяга няколко основни въпроса като действията след досег (директен или аерогенен) с гъсениците, информация за разпространението им.

В България се срещат 3 вида от род Thaumetopoea:

1. Thaumetopoea pityocampa (Борова процесионка)
2. Thaumetopoea processionea (Дъбова процесионка)
3. Thaumetopoea solitaria (Шамфастъкова процесионка)

Кредит: Джанлука Дореми

Какво представляват боровите процесионки?

Боровите процесионки (Thaumetopoea pityocampa) са нощни пеперуди от семейство Thaumetopoeidae. Дължат името си на факта, че гъсениците се движат една след друга (в процесия) и се хранят основно с растения от род Pinus (Борове), но не отказват и Cedrus (Кедри). Събирането им във верижка става чрез отделяне на феромони - първата гъсеница в процесията събира след себе си останалите, като всяка отделя лепкава нишка, за която се закача за следващата.

Гнездата им представляват "къдели" по боровите дървета, които вероятно всеки от нас е виждал. Освен за развитието им, гнездата от копринени нишки служат за защита и укритие. Веднъж щом са готови да се превърнат в какавиди, те напускат гнездото, като слизат на земята в търсене на мека почва. Това е и моментът, в който най-често биват забелязвани.

Гъсениците на вида не унищожават дърветата и в повечето случаи (80-90%) те се възстановяват напълно за период от между 1 и 2 години. Основни виновници за унищожаването на цели иглолистни гори са короядите, които хората често не виждат и приписват "заслугата" на гъсениците. Отделно, с глобалното затопляне все по-често се наблюдават нови гъбични инфекции, които също поразяват дърветата.

Защо са опасни?

При докосване, стъпкване и всякакво друго дразнене, гъсениците отделят токсин, наречен тауметопеин, който причинява тежка форма на уртикария. Уртикарията пък накратко е алергична реакция с тежки обриви, сърбеж и зачервяване. Освен това, гнездата на вида също могат да причинят неприятности, в случай че са премахвани или докосвани без предпазни средства.

Поражения от среща с борова процесионка. Кредит: Пепа Савова Георгиева

Как да се действа след контакт с тях?

Контактът с процесионките може да е директен или аерогенен. Директният контакт ще рече, че сте докосвали гъсениците или гнездото на вида без предпазни средства. Аерогенният се получава при изпускането на миниатюрните косъмчета на гъсениците. Те могат да се забият навсякъде по тялото, като дори минават през дрехите/обувките. Наподобяват риболовни кукички с контра, които се вадят трудно.

Косъмчетата на гъсениците под микроскоп. Кредит: Андреа Батисти

При какъвто и да е контакт с тях:

- изплакнете засегнатата зона/и със студена вода или спирт
- изперете дрехите си (шансът там да има останали косъмчета е голям)
- избягвайте горещата вода и излагането на засегнатата зона/и на слънце (възможно е да се получи временно възпаление)
- не докосвайте очи/нос
- не се опитвайте да вадите косъмчета, в случай че са попаднали някъде под кожата
- свържете се с медицинско лице и поддържайте контакт за състоянието на обривите

Най-често обриви се образуват по шията, лицето и ръцете. Спорадично може да се появят и на други места, в зависимост от това дали са проникнали косъмчета през дрехите.

Естествено, обривите са придружени от сърбеж и болка, неизбежно е. Те би трябвало да отшумят до няколко седмици.

Контактите между гъсениците и домашните любимци могат да бъдат фатални! Чести симптоми при домашните любимци са некроза и окапване на част от езика, конвулсии, а при по-тежки случаи се стига и до смърт!

Накратко: Боровите процесионки не са инвазивни, те са местен вид с ареал, включващ цялото Средиземноморие (1).

Видът се влияе пряко от климатичните условия, като една по-мека зима и по-хладно лято са предпоставка за увеличаване на популациите на определени места. Към настоящия момент видът се среща до около 1200-1300 м надморска височина, като основният проблем се наблюдава най-вече в горите.

Карта на разпространението на Thaumetopoea pityocampa до 2018 г. Към 2024 г. видът вече се среща и отвъд Стара планина. Със зелен цвят са отбелязани териториите, на които видът е установен (към 2018 г.) ✅ С червен цвят са отбелязани териториите, на които видът не присъства/не е регистриран все още (към 2018 г.)❌. Кредит: Станислав Тодоров

В миналото е било честа практика в цялата страна огромни райони да бъдат залесявани с бял и черен бор. Естествено, мястото на бора не е на толкова ниска надморска височина и затова през последните десетилетия площите, засегнати от процесионките, се увеличават.

За разлика от белия бор, черният е близо 2.5 пъти по-засегнат, а над 80% от нападнатите дървета са на възраст между 30 и 60 г. (Мирчев, Начев 2021) (2).

Естествените им врагове са няколко десетки видове птици - кукувици, папуняци, синигери и т.н., а от насекомите основно бръмбарите от род Calosoma (Гъсеничари), няколко семейства паразитоидни оси и ларви на тахинидни мухи (Tachinidae) (4).

"Боровите процесионки не унищожават дърветата и в случай че някое дърво загине, то то е било вече болно. При среща просто се отдалечете и не се опитвайте да ги убиете - шансът да си навлечете повече вреди, отколкото да се отървете от тях, е доста голям", предупреждава Станислав Тодоров.

Справка:

1. Climate warming and past and present distribution of the processionary moths (Thaumetopoea spp.) in Europe, Asia Minor & North Africa 
2. Характеристика на местообитанията и степента на повреда в тях от боровата процесионка в България - https://www.cabidigitallibrary.org/doi/pdf/10.5555/20210510978 
3. Стопански значими насекомни вредители в горите на България през периода 2003 - 2018 г. - https://www.cabidigitallibrary.org/doi/pdf/10.5555/20203396778 
4.  New records and impact of tachinid parasitoids of Thaumetopoea pityocampa (Lepidoptera: Notodontidae) in Bulgaria

Авторът Станислав Тодоров е студент, следващ география в Софийския университет, който се интересува от насекомите повече от десетилетие. Основен интерес за него представляват пеперудите, както дневните, така и нощните. 

Светилата на космологията ще преразгледат някои основни предположения за Вселената – чак до теорията, стара повече от век, че тя се разширява равномерно, съобщава The Guardian.

"Използваме в космологията модел, който бе формулиран за първи път през 1922 г.", коментира пред вестника съорганизаторът и космолог от Оксфорд Субир Саркар (Subir Sarkar), подчертавайки годината, в която руският астроном Александър Фридман очерта възможността за космическо разширение въз основа на Общата теория на Айнщайн на относителността.

"Имаме страхотни данни, но теоретичната база е с изтекъл срок на годност" добавя космологът. "Все повече хора казват същото и това са уважавани астрономи."

Вселената не е изотропна

В крайна сметка вселената може да не е една и съща във всички посоки.

Скоростта на разширяване на Вселената изглежда варира от място на място, съобщава проучване от 2020 г. Това откритие, ако бъде потвърдено, ще принуди астрономите да преоценят колко добре разбират космоса.

"Един от стълбовете на космологията – изследването на историята и съдбата на цялата вселена – е, че Вселената е "изотропна", което означава една и съща във всички посоки", заявява водещият автор на изследването Константинос Мигкас (Konstantinos Migkas) от Университета в Бон, Германия. "Нашата работа показва, че може да има пукнатини в този стълб."

Немалко изследователи са намерили доказателства, че Вселената може да се разширява по-бързо в някои области в сравнение с други, подкрепящи примамливата възможност мегаструктурите да влияят значително на растежа на Вселената.

Саркар и колегите му например предполагат, че Вселената е "изкривена" след изучаване на над един милион квазари, които са активните ядра на галактики, където газово-праховите облаци се поглъщат от свръхмасивна черна дупка.

Екипът установява, че едната небесна полусфера всъщност съдържа малко повече от тези квазари, което предполага, че половината от нощното небе е по-масивна от другата, подкопавайки нашата концепция за тъмна енергия, хипотетична форма на енергия, използвана, за да обясни защо Вселената се разширява с ускорен темп.

"Това би означавало, че две трети от Вселената току-що е изчезнала", отбелязва Саркар пред The ​​Guardian.

 Алексия Лопес (Alexia Lopez), докторант в Университета на Централен Ланкашир, е открила нещо, което изглежда като космически мегаструктури, наречени Голям пръстен и Гигантска дъга. Тези форми, очертани от галактики и галактически клъстери, се появяват в мащаб, отвъд който Вселената би трябвало да е гладка и ефективно хомогенна.

"Когато намираме списък от структури, които надхвърлят този мащаб, оспорват ли те това предположение, което е толкова фундаментално в космологията?" се пита Лопес. "„Може би трябва да има повече критичен анализ на нашия Стандартен модел."

Концепция на художник за това как Големият пръстен (показан в синьо) и Гигантската дъга (показана в червено) биха изглеждали в небето, ако можехме да ги видим. Кредит:  Stellarium/University of Central Lancashire

Космологичната константа всъщност не е постоянна

Други изследователи предполагат, че космологичната константа, която се използва от десетилетия като начин за обозначаване на скоростта на разширяване на Вселената, всъщност варира в пространството, което противори на Стандартния модел на физиката.

Д-р Константинос Мигкас ще сподели на конференцията констатациите, че константата на Хъбъл – скоростта, с която се разширява Вселената – изглежда варира в пространството. "Нашите резултати добавят още едно проблемно парче към пъзела", отбелязва Мигкас. Поне в локален мащаб това предполага, че наблюденията не съвпадат с прогнозите на Стандартния модел. "Не можем да екстраполираме върху цялата вселена, това ще е грешно", добавя астрономът.

Накратко, астрономите са готови да преоценят вековните стъпки, които са следвали, за да разберат по-добре Вселената около нас.

Саркар предполага, че вярата в стандартния модел на космологията е толкова дълбоко вкоренена, че се третира като "религия"."Намирам за много досадно, че този принцип не е проверен", коментира пред британския вестник Саркар.

Професор Джордж Ефстатиу (George Efstathiou), астрофизик от Университета в Кеймбридж, който представя по-скептичната позиция на конференцията, коментира, че не е вярно, че моделът не е бил многократно изпитван. "Хората ме обвиняват, че защитавам модела", споделя астрофизикът. "Но това, което те не осъзнават, е колко време съм прекарал, опитвайки се да го опровергая. Напълно не съм съгласен, че има някакъв консенсус без критични разсъждения."

"Това са дразнещи моменти на различни нива на значимост. Нуждаем се от повече изследвания за това къде, ако изобщо Стандартният модел се разпада", добавя канадско-американският астроном и директор на обсерваториите Карнеги Уенди Фрийдман (Wendy Freedman). "Не мисля, че има очевидно нещо, което да издържи теста на времето."

Източници:

Top Astronomers Gather to Confront Possibility They Were Very Wrong About the Universe, futurism

World’s top cosmologists convene to question conventional view of the universe, The Guardian

Surprise! The universe's expansion rate may vary from place to place, space.com

Невзрачното животно е живяло в древните морета на Земята, като вероятно е пълзяло по морското дъно. Това е последният общ прародител на билатералните животни - огромна супергрупа животни, включваща гръбначни (риби, земноводни, влечуги, птици и бозайници) и безгръбначни (насекоми, членестоноги, мекотели, червеи, бодлокожи и много други).

До днес повече от 7000 групи гени могат да бъдат проследени до последния общ прародител на билатералните, според проучване на 20 различни вида билатерални, включително хора, а също и акули, маймуни, стоножки и октоподи. Констатациите са направени от изследователи от Центъра за геномно регулиране (CRG) в Барселона и са публикувани днес в списание Nature Ecology & Evolution.

Забележително е, че проучването установява, че около половината от тези гени на предците са били използвани от животните в определени части на тялото, по-специално в мозъка и репродуктивните тъкани. 

Откритията са изненадващи, тъй като древните, запазени гени обикновено имат фундаментални, важни задачи, които са необходими в много части на тялото.

Когато изследователите се вгледали по-внимателно, установили, че за това са виновни поредица от случайни грешки от типа "copy paste" по време на еволюцията на билатералните. Например, в началото на историята на гръбначните животни имало важен момент. За пръв път се появяват множество тъканно-специфични гени, които съвпадат с две събития на дублиране на цели геноми.

Животните можели да запазят едното копие за основни функции, а второто копие можело да се използва като суров материал за еволюционни иновации. Подобни събития, с различна степен на мащабност, се случват постоянно в цялото еволюционно дърво на билатералните.

"Нашите гени са като огромна библиотека от рецепти, които могат да се приготвят по различен начин, за да се създадат или променят тъкани и органи. Представете си, че случайно се окажете с две копия на рецепта за паеля. Можете да запазите и да се наслаждавате на оригиналната рецепта, докато еволюцията коригира допълнителното копие, така че вместо него да се прави ризото.

"А сега си представете, че цялата книга с рецепти е копирана - два пъти - и възможностите, които това открива пред еволюцията. Наследството от тези събития, случили се преди стотици милиони години, продължава да живее в повечето сложни животни днес", обяснява Федерика Мантика (Federica Mantica), автор на статията и изследовател в Центъра за геномно регулиране (CRG) в Барселона.

Авторите на изследването откриват много примери за нови, специфични за тъканите функции, станали възможни благодарение на специализацията на тези гени на предците. Например гените TESMIN и tomb, които произхождат от един и същ прародител, в крайна сметка независимо играят специализирана роля в тестисите както при гръбначните животни, така и при насекомите. Тяхното значение се подчертава от факта, че проблеми с тези гени могат да нарушат производството на сперматозоиди, засягайки плодовитостта както при мишки, така и при плодови мушици.

Специализацията на гените на предците също така полага някои основи за развитието на сложни нервни системи. Например при гръбначните животни изследователите откриват гени, които са от решаващо значение за образуването на миелиновите обвивки около нервните клетки, които са от съществено значение за бързото предаване на нервните сигнали. При хората те идентифицират и FGF17, за който се смята, че играе важна роля за поддържане на когнитивните функции в напреднала възраст.

При насекомите специфични гени са се специализирали в мускулите и в епидермиса за образуване на кутикула, което допринася за способността им да летят. В кожата на октоподите други гени са се специализирали за възприемане на светлинни стимули, което допринася за способността им да променят цвета си, да се маскират и да общуват с други октоподи.

Чрез изучаване на еволюцията на видовете на тъканно ниво изследването показва, че промените в начина на използване на гените в различните части на тялото са изиграли голяма роля за създаването на нови и уникални характеристики при животните.

С други думи, когато гените започнат да действат в специфични тъкани, това може да доведе до развитието на нови физически черти или способности, което в крайна сметка допринася за еволюцията на животните.

"Нашата работа ни кара да преосмислим ролите и функциите, които играят гените. Тя ни демонстрира, че гените, които са от решаващо значение за оцеляването и са били запазени през милиони години, също могат много лесно да придобият нови функции в еволюцията.

"Това отразява балансиращия акт на еволюцията между запазването на жизненоважни роли и изследването на нови пътища“, заключава професорът от ICREA Мануел Иримия (Manuel Irimia), съавтор на статията и изследовател в Центъра за геномна регулация.

Справка: Evolution of tissue-specific expression of ancestral genes across vertebrates and insects, Nature Ecology & Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02398-5

Източник: Evolution's recipe book: How 'copy paste' errors led to insect flight, octopus camouflage and human cognition, Center for Genomic Regulation

Така започва фазата на тъмната енергия, следваща фазата на доминиране на материята, която на свой ред следва фазата на доминиране на радиацията. Неотдавна бе направен опит тези различни фази в развитието на Вселената да бъдат описани не със стандартната космология по модела ΛCDM, а с термодинамиката - част от физиката, която изучава взаимодействията между големи съвкупности от частици на макроскопично ниво.

Тази термодинамика датира от XIX в., но Мариано де Соуза (Mariano de Souza) от Държавния университет на Сао Пауло и колегите му смятат, че тя все още е много полезна.

Това, което те са направили в частност, е да проверят дали така нареченият ефективен параметър на Грюнайзен Γ_eff е полезен за представяне на разширяването на Вселената. Немският физик Едуард Аугуст Грюнайзен (1877-1949 г.) го измисля през 1908 г. и той е начин за представяне на термоеластичното поведение на материала. 

Кредит: Results in Physics (2024). DOI: 10.1016/j.rinp.2024.107344

Екипът на Соуза свързва параметъра на Грюнайзен с уравнението на състоянието EOS (equation of state).

За перфектен флуид налягането p и енергийната плътност ρ са свързани чрез уравнението на състоянието (EOS):

ω = p / ρ, където ω е EOS параметърът, тъй като неговата интерпретация обикновено се ограничава до числена стойност за всяка ера на вселената.

Моделът ΛCDM гласи, че ω = -1, но неотдавна бе открито, че тази стойност може да е различна в действителност.

Един от резултатите от термодинамичния подход към разширяването на Вселената е, че както ω, така и Λ не са константи, а могат да се променят с времето (вж. илюстрацията по-горе).

Вселената - галактиките, звездите и планетите и дори атомите и пространство-времето ще се разпаднат.

"Също така в перспективата на параметъра на Грюнайзен, ние предполагаме, че преминаването от забавящ се режим на разширение [в епохите, доминирани от радиация и материя] към ускоряващ се режим на разширение [в доминирана от тъмна енергия ера] прилича на термодинамичен фазов преход. Това е така, защото Γ eff променя знака си, когато разширяването се променя от забавяне към ускоряване. Промяната на знака прилича на типичния подпис на фазовите преходи във физиката на кондензираната материя", коментира Соуза.

Тъмната енергия често се свързва с космологичната константа Λ [ламбда], въведена първоначално от Айнщайн през 1917 г. като отблъскваща сила, необходима за поддържане на Вселената в статично равновесие. По-късно Айнщайн отхвърля концепцията, според някои сведения. Тя бе възстановен, когато се установи, че разширяването на Вселената се ускорява, вместо да се забавя. Господстващият модел, известен като Λ-CMD (Lambda-Cold Dark Matter - Ламбда-Студена тъмна матеррия), дава на космологичната константа фиксирана стойност. Тоест, предполага се, че плътността на тъмната енергия остава постоянна, докато Вселената се разширява. Въпреки това, други модели предполагат, че плътността на тъмната енергия, а оттам и Λ, варират във времето.

"Присвояването на фиксирана стойност на ламбда означава също присвояване на фиксирана стойност на омега, но разпознаването на ω като ефективен параметър на Грюнайзен ни позволява да направим извод за зависимост от времето за ω, тъй като вселената се разширява в доминираната от тъмна енергия ера. Това директно води до зависимост от времето за Λ или универсалната гравитационна константа", обяснява Соуза.

Изследването може да доведе до важни разработки, доколкото дава поглед върху нова интерпретация на разширяването на Вселената от гледна точка на термодинамиката и физиката на кондензираната материя.

Справка: Lucas Squillante et al, Exploring the expansion of the universe using the Grüneisen parameter, Results in Physics (2024). DOI: 10.1016/j.rinp.2024.107344

Източник: Study uses thermodynamics to describe expansion of the universe, José Tadeu Arantes, FAPESP

В чест на празника и за да подчертаят ролята на планетата Земя като наш дом, тази година организаторите  ще проведат кино-ден, посветен на част от най-интересните природни явления свързани с геологията.

Събитието ще се състои в кино „Одеон“, София, от 9:30 до 17:30 ч. на 22 април и е организирано с любезното съдействие и медийно партньорство на Българската национална телевизия.

Подробната програма е налична на фейсбук страницата на събитието.

"Цел и наше искрено желание е чрез този кино-ден различните геоложки процеси и явления да достигнат до по-голяма аудитория. В допълнение на кино програмата, ще представим кратки научни лекции, колекция от геоложки образци, информационни материали и интересни занимания с оптичен микроскоп и геоложка лупа за да запознаем малки и големи с увлекателния свят на геологията", съобщават организаторите.

Поради ограничения капацитет достъпът до събитието е с покани. За повече информация, моля пишете ни на [email protected].

За много хора по света идеята, че менструалният цикъл на жените се управлява от Луната, има дълбоки корени. Всъщност Чарлз Дарвин предполага, че тази лунна връзка идва от времето на нашия вид като обитаващи крайбрежието същества, които са живели в синхрон с приливите и отливите.

Но ново проучване, публикувано в списанието Science Advances, разкрива, че тези цикли вероятно не следват 29,5-дневните цикли на Луната, а вместо това се управляват от вътрешните часовници на женското тяло.

Нещо повече, те установяват, че всяка лунна връзка, която е налице, се различава в зависимост от континента. Учените забелязват, че в Европа например менструалният цикъл обикновено започва по време на нарастващия полумесец, но при жените в Северна Америка той по-често започва при пълнолуние.

Менструалните цикли обикновено имат ежемесечна закономерност, но механизмите, които определят тази закономерност, са загадъчни. За да разберат по-добре как действат те, изследователите анализират данните от почти 27 000 менструални цикъла на повече от 3 000 европейски и северноамерикански жени. По-конкретно те проследяват първия ден на менструацията във всеки от тези цикли.

Те установяват, че между менструалния и лунния цикъл има съвсем слаба връзка, противно на някои популярни схващания. Фактът, че корелацията варира в различните континенти, подкрепя теорията им; според тях това е индикация, че всяка лунна корелация всъщност вероятно се дължи повече на фактори, свързани с начина на живот (като циклите сън-бодърстване), отколкото на Луната.

Все пак авторите посочват, че в общности, където жените са повече изложени на лунна светлина, влиянието на Луната върху менструалния цикъл може да е по-силно.

По-вероятно е обаче, се казва в статията, вътрешният часовник на организма, известен като "циркаден часовник", да поддържа ритъма на женските яйчници.

Това е така, тъй като данните разкриват нещо, което изследователите наричат "фазови скокове", когато вътрешният часовник на жената излиза от синхрон с редовната продължителност на цикъла и се самокоригира, преминавайки към следващото стабилно състояние.

"Ако цикълът се удължи по някаква причина, този процес, базиран на часовника, се адаптира, за да го съкрати бързо", разказва авторът на статията д-р Клод Гронфие (Claude Gronfier) пред BBC Science Focus.

Скоковете във фазите са признак на явление, известно като "относителна координация", типично за циркадните часовници. Един от примерите за това, казват учените, е усещането за несинхронност, което се появява, след като сте пътували в различни часови зони.

В други области на човешкото здраве, включително рак, нарушения на съня и депресия, учените са използвали хронобиологични подходи (което означава свързани с биологичния часовник на организма) като светлинна терапия, за да намерят успешни лечения. Това ново изследване открива възможности за подобни и нови медицински методи за лечение на нарушенията на овулацията - които дори биха могли да помогнат за подобряване на плодовитостта.

"Предстои ни много работа и се надяваме колегите ни да се впуснат заедно с нас в това, което може да бъде бъдеща област на циркадната медицина", заявява Гронфие.

Справка: René Ecochard et al. ,Evidence that the woman’s ovarian cycle is driven by an internal circamonthly timing system. Sci. Adv. 10, eadg9646(2024). DOI: 10.1126/sciadv.adg9646

Източник: Here’s how the Moon actually impacts your menstrual cycle - new study, BBC Science Focus

На “Desert Worlds: From Mars to Arrakis” д-р Зак Диксън, планетарен учен, специализиран в геологията на Марс ще разгледа пустинните планети и представата за тях през погледа на научната фантастика и нашето въображение. Ще направи паралел между пустините на Земята и на Марс и ще разгледа предизвикателствата пред живота в истинска пустиня и в тази от научната фантастика. Ще разгледа как науката дефинира понятието пустиня за двете планети и ще сподели кои са най-известните пустинни места за снимане на Sci Fi филми.

На 23 април д-р Зак Диксън ще пренесе гостите на събитието на въображаем полет до Марс, за да научат повече за тайните на тази планета. Ще разкаже как би изглеждала една колония на Червената планета, възможен ли е живот на Марс и могат ли съвременните тенологии да осигурят оцеляването на човек на нея.

Изследванията на д-р Zach Dickson се фокусират върху древните езера и океани на Марс. Има голям опит и в областта на археологията, лазерната очна хирургия и екологията. Като любител на научната фантастика през целия си живот, той е очарован от връзката между истинската наука и книгите и филмите, които тя вдъхновява.

“Desert Worlds: From Mars to Arrakis ще се проведе на 23 април от 20:00 часа (отваряме врати в 19:00 часа)  в Stroeja. Повече за темата и възможност за закупуване на билет вижте в сайта на организаторите Ratio.

.

На Лий Каладин се налага да убожда кожата си с игла до осем пъти на ден, за да си поставя инжекция с инсулин — хормонът, който държи под контрол диабета тип 1. 

Без инсулин нивата на кръвната му захар ще станат опасно високи и могат да доведат до фатален край.

Революционно решение

Каладин е на 54 години и от 25 години е диабетик. Той е свикнал с инжектирането на допълнителен инсулин до такава степен, че отдавна е загубил чувствителността си към убождането на кожата. Процедурата обаче си остава обременяваща. 

„Трябва да редувам местата, в които поставям инжекциите“, казва Каладин, който живее в Портсмут, Обединеното кралство, и работи като координатор на събития към Фондацията за изследване и грижи за диабета. „Ако инжектирате на едно и също място твърде често, тъканта се уврежда и се образува бучка. А ако след това инжектирате в бучката, инсулинът няма да се абсорбира.“ 

Макар че намирането на лечение за диабет тип 1 е свещената крайна цел, друго иновационно решение за Каладин и милиони други като него по света ще бъде възможността да се поставя инсулин без игли или спринцовки.

Точно тук професор Давид Фернандес Ривас, биоинженер към Университета на Твенте, Нидерландия, вярва, че може да помогне.

Фернандес Ривас ръководи изследователски проект, получил финансиране от ЕС, за разработването на метод за слагане на течности в кожата и на други меки материали, като се използва компресиране вместо игли.

Техниката е позната като BuBble Gun („пистолет“ BuBble), каквото е и наименованието на петгодишния проект, който продължава до края на 2024 г. Фернандес Ривас изобретява BuBble Gun с изследователския си екип, който сега прецизира технологията с надеждата да я превърне в реалност.

Високоскоростно изтласкване

Макар че съществуват електронни помпи, които освобождават инсулин в тялото през целия ден, те са несъвършени и изискват да се постави канюла в точката на контакт.

При BuBble Gun лазерен лъч се насочва към течното лекарство в стъклен патрон, загрява го до кипене и създава балонче. Това балонче се издува, докато не изтласка течността с висока скорост — от 30 до 100 метра в секунда — извън тръбичката и, в случая на лекарство, в кожата. 

Вместо с убождане, както става при иглата, лекарството се впръсква между клетките на кожата. Това ограничава увреждането на кожата и на клетките под нея.

„Течността всъщност се превръща в иглата“, казва Фернандес Ривас, който се премества в Нидерландия от Куба през 2007 г. с първа диплома по ядрено инженерство и оттогава работи в областта на биоинженерството и зелените технологии.

Този подход може да донесе облекчение не само за 9 милиона души по целия свят, в това число Каладин, които имат диабет тип 1, но и за милиони други, страдащи от други състояния, които също изискват редовно инжектиране. 

Други потенциални ползватели са 25-те процента от хората, които се страхуват от игли и които могат вследствие на това да пропускат определени медицински процедури, включително ваксиниране.

„Премахването на болката и страха от процеса на инжектиране ще има голямо въздействие върху много хора с фобия към иглите“, казва Фернандес Ривас.

Проблеми с тъканите 

Повечето инжекции проникват в тялото, докато достигнат до мускул. Те се разглеждат като най-простите инжекции за прилагане, при които дозата постепенно се разпръсква от мускула в системата за кръвообращение на тялото. 

Много лекарства обаче могат да имат същото действие — или дори по-добро — когато се поставят в по-горните слоеве на кожата.

Фернандес Ривас е уверен, че много ваксини например биха постигнали същия ефект, ако бъдат поставяни между слоевете на кожата. Сега те обикновено се инжектират в мускулите. 

Това означава, че приложението на BuBble Gun може да надхвърли поставянето на инсулин.

Основен технически проблем, с който се занимава изследователският екип, е свързан с дебелината на кожата, която варира в зависимост от възрастта, пола, етническата принадлежност и начина на живот. В резултат на пушенето например кожата става по-тънка. 

Ето защо налягането от „пистолета“ трябва да се регулира, за да се вземат предвид тези разлики.

„Струята течност трябва да проникне в кожата точно на правилната дълбочина, без изпръскване или просмукване в околната тъкан или материал, което ще промени дозата непредсказуемо“, казва Фернандес Ривас.

Изследователите все още работят върху прецизното контролиране на струята с лекарство при навлизането ѝ в меки тъкани. 

От 2018 г. те провеждат лабораторни експерименти върху материали, които имитират кожа, както и върху реална кожна тъкан. Тестовете върху човешка кожна тъкан се провеждат от 2022 г. 

Ако всичко върви добре, опитите върху здрави доброволци ще започнат по-късно тази година.

Планиран прототип

Екипът на BuBle Gun създава стартираща компания, наречена FlowBeams. Чрез нея изследователите се надяват прототипът на пистолета да бъде готов за демонстриране пред потенциални партньори от отрасъла преди 2025 г.

Фернандес Ривас предвижда, че ще дойде време, когато пациентите с диабет ще могат да използват изменена версия, която ще интегрира тази микроструйна технология в кожен пластир. 

Пластирът може да включва сензор, който едновременно измерва непрекъснато нивата на кръвната захар и впръсква инсулин в тялото, когато възникне нужда.

„Представете си как това ще промени живота на притеснените родители, които се будят по няколко пъти през нощта, за да проверяват дали детето им с диабет няма скок на кръвната захар, докато спи“, казва Фернандес Ривас.

Изследванията в тази статия са финансирани от програма „Хоризонт“ на ЕС чрез Европейския научноизследователски съвет (ЕНС). Възгледите на интервюираните лица не отразяват непременно позицията на Европейската комисия. 

Повече информация

• BuBble Gun
• Изследвания на ЕС в областта на диабета
• Научни изследвания и иновации на ЕС в областта на здравето

Тази статия е публикувана за пръв път в Horizon, списанието за изследвания и иновации на ЕС.

Земетресенията и дори лека околна сеизмична активност могат неусетно да разтегнат или деформират мрежите от оптични кабели, които пресичат планетата, пренасяйки интернет и повечето от нашите телекомуникационни данни.

Чрез изстрелване на импулси от лазери през такива кабели и измерване на отраженията на обратното разсейване, изследователите могат да запишат сеизмичната активност, която би било непрактично да се улови с конвенционални сензори, включително подводни земетресения и напрежение във вулканични диги.

"Това е огромна логистична операция за получаване на измервания с висока плътност в големи участъци от Земята", коментира Джонатан Аджо-Франклин (Jonathan Ajo-Franklin) от Университета Райс в Тексас.

Такива измервания не могат да бъдат направени чрез повечето активни оптични кабели, които вече се използват за предаване на данни, без да се прекъсва услугата. Но телекомуникационните компании често вграждат допълнителни влакна в своите мрежи, които остават офлайн, докато някой не ги наеме. Все повече изследователи използват тези "тъмни влакна", за да записват сеизмичната активност и да картографират подземната повърхност в детайли.

Аджо-Франклин и неговите колеги наскоро завършиха събирането на данни за един такъв проект, за да демонстрират, че могат да използват тъмно влакно, за да намерят скрити източници на геотермална енергия. В продължение на няколко години те използват 28-километрово тъмно влакно, за да събират околни сеизмични данни в долината Империал в Калифорния.

След това те използват вариациите в скоростта сред сеизмичните вълни, които са записали, за да създадат подробно напречно сечение на 3 километра земя под кабела.

Получената карта разкрива неизследван преди това разлом. Проучваенто им също така идентифицира зона с нискоскоростни вълни, която изследователите свързват с наличието на източник на геотермална енергия, скрит под повърхността. Този източник е бил идентифициран преди това чрез сондажи, пробити за проучване на нефт и газ. Намирането му с помощта на влакното показва, че методът може да бъде "инструмент, който може да покаже значи за съществуването на тези типове системи на правилното място", обяснява Аджо-Франклин.

Наблюдения на околния шум върху ~28 -километровата разпределена акустична сензорна решетка. Панел (a) 60-секунден запис на околния шум в скорост на деформация (единицата е нанодеформация/секунда) със сеизмични следи от движещи се превозни средства и устойчиви локализирани източници, като фабрики, пресичащи пътища, надлез Броули и летище Броули. Карта на улиците в горната част на (a) показва основните инфраструктури, пресичащи кабела. Панел (b) 2-дневен осреднен спектър на шума по кабела. Три цветни звезди представляват откритите устойчиви локализирани източници, като силози за зърно (червената звезда) и пресичащи пътища (сините звезди). Кредит: Feng Cheng et al.

Но други изследователи смятат, че подходът може да не доведе до нови геотермални открития на много други места. Въпреки обширната оптична инфраструктура, кабелите обикновено са групирани там, където живеят хора, а не в отдалечени райони, където има интерес да се извършват нови проучвания. Всъщност авторите на проучването са имали късмет, че оптичният кабел се намира на върха на геотермален резервоар.

И все пак тъмните влакна могат да осигурят мощен начин за създаване на картина с висока разделителна способност на подземната повърхност под градовете, където оптичните мрежи са най-плътни и където подробните карти могат да бъдат полезни за разбиране на опасностите от земетресения.

Този месец Андреас Фихтнер (Andreas Fichtner) от ETH Цюрих, ШвейцарияФихтнер и колегите му ще се опитат да наблюдават подобни земетресения с помощта на тъмни влакна, които свързват два сеизмично активни острова в Гърция. Този проект ще се осъществи само благодарение на едно случайно партньорство с гръцка телекомуникационна компания, която се е съгласила да им позволи да използват влакната.

Справка: "Using Dark Fiber and Distributed Acoustic Sensing to Characterize a Geothermal System in the Imperial Valley, Southern California"
Feng Cheng, Jonathan B. Ajo-Franklin, Avinash Nayak, Veronica Rodriguez Tribaldos, Robert Mellors, Patrick Dobson, the Imperial Valley Dark Fiber Team
Journal of Geophysical Research: Solid Earth; https://doi.org/10.1029/2022JB025240 

Източник: Geoscientists are using telecom 'dark fibres' to map Earth’s innards, New Scientist

Ако случаят е такъв, тогава обекти с особено силни гравитационни полета като черни дупки, неутронни звезди и бели джуджета могат да уловят и концентрират тъмната материя. Това от своя страна може да повлияе на това как изглеждат тези обекти. Като пример, наскоро публикувано проучване разглежда взаимодействието между тъмната материя и неутронните звезди.

Неутронните звезди са направени от най-плътната материя в космоса. Техните мощни гравитационни полета могат да уловят тъмна материя и за разлика от черните дупки, няма да бъде уловено завинаги зад хоризонта на събитията излъчването от тъмната материя.

Така че неутронните звезди са идеален кандидат за изучаване на модели на тъмна материя. За това проучване екипът разгледа колко тъмна материя може да улови една неутронна звезда и как разпадането на взаимодействащи частици тъмна материя ще повлияе на нейната температура.

Подробностите зависят от това кой конкретен модел на тъмна материя се използва. Вместо да се занимава с вариантни модели, екипът разглежда широк спектър от свойства. По-конкретно, те се фокусират върху това как тъмната материя и барионите (протони и неутрони) могат да си взаимодействат и дали това ще доведе до улавяне на тъмна материя. Разбира се, за диапазона от възможни взаимодействия между барионна и тъмна материя, неутронните звезди могат да уловят тъмна материя.

След това екипът продължава да разглежда как може да възникне термализация на тъмната материя. С други думи, когато тъмната материя бъде уловена, тя трябва да освободи топлинна енергия в неутронната звезда чрез сблъсъци и анихилация на тъмната материя.

С течение на времето тъмната материя и неутронната звезда трябва да достигнат топлинно равновесие. Скоростта, с която това се случва, зависи от това колко силно си взаимодействат частиците, така нареченото напречно сечение на разсейване.

Екипът установи, че топлинното равновесие се достига доста бързо. За прости скаларни модели на тъмна материя равновесието може да бъде постигнато в рамките на 10 000 години. За векторни модели на тъмна материя равновесието може да се случи само за година. Независимо от модела, неутронните звезди могат да достигнат топлинно равновесие за един миг от космическото време.

Ако този модел е правилен, тогава тъмната материя може да играе измерима роля в еволюцията на неутронните звезди. Можем например да идентифицираме наличието на тъмна материя, наблюдавайки неутронни звезди, които са по-топли от очакваното. Или може би дори да разграничи различни модели на тъмна материя от общия спектър на неутронните звезди.

Справка: Bell, Nicole F., et al. “Thermalization and annihilation of dark matter in neutron stars.” Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2024.04 (2024): 006.

Източник: Neutron Stars Could be Heating Up From Dark Matter Annihilation, Brian Koberlein

Изминаха пет години, откакто беше разкрит на света, това е добър повод да се прегледа отново H. luzonensis, да  се види какво още се е появило за него през тези години и как може да се впише в човешката история.

Останките от H. luzonensis са намерени в пещерата Калао на Лусон, най-големият остров във Филипините, в северната част на архипелага.

Първият фосил, кост от крак, е открит през 2007 г. от екип, ръководен от Флоран Детроа (Florent Détroit) от Френския национален музей по естествена история и Арман Салвадор Михарес (Armand Salvador Mijares) от Университета на Филипините. По онова време не е било ясно към кой вид принадлежи. Но за 12 години и екипът е намерил още 12 кости: седем зъба, две кости на пръстите, две кости на пръстите на краката и част от бедрена кост. Проучванията за датиране показват, че някои от останките са на 50 000 години.

Това е достатъчно за Детроа, Михарес и техните колеги да обявят това за нов вид. Костите не съвпадат с нашия вид, Хомо сапиенс, нито се вписват към друг известен хоминин.

Това е преди пет години. Оттогава още малко неща се изясниха за H. luzonensis.

Кредит: © OpenStreetMap contributors

Човекът от Лусон

Нека започнем с по-пълното локализиране на H. luzonensis. Ако вашата азиатска география е мъглива,  Индонезия се намира на юг.

Най-очевидният факт тук е, че Лусон е далече от Африка, където произхождат хоминините. Въпреки това H. luzonensis е стигнал до Филипините, югоизточно от Китай, в най-западната част на Тихия океан.

Тази миграция почти сигурно включва прекосяване на морета. По време на ледниковите периоди морските нива са били по-ниски, защото много вода е била заключена в ледените шапки. В резултат на това много места, които сега са острови, като Борнео и Суматра, са били свързани с континентална Азия – образувайки огромна земя, наречена Сунда. Изглежда обаче Лусон винаги е бил остров.

Изводът е, че някаква популация от хоминини, скитаща неясно на изток, е стигнала до Лусон – случайно или нарочно. Изолирани на острова, те са еволюирали с тела, различни от тези на други хоминини, превръщайки се в крайна сметка в отделен вид, който наричаме H. luzonensis.

Кои хоминини са били прародителите на H. luzonensis? Този въпрос е труден по две основни причини.

Неизвестни предци

Първо, Лузон има тропически климат, така че е малко вероятно да е запазена древна ДНК – и наистина, опитите да бъде извлечена от останките на H. luzonensis са неуспешни. Това прекъсва ключова линия от доказателства.

Второ, учените разполагат със само един набор от останки от H. luzonensis. Това означава, че не знаем колко дълго са живели на Лусон. Проучване от 2018 г. установява най-ранната известна активност на хоминини във Филипините на остров Лусон под формата на каменни инструменти и кости от транжирани носорози. Тези артефакти са на 709 000 години. Вероятно участващите хоминини са били H. luzonensis или техни преки предшественици, но не са открити кости на хоминини, така че няма как да знаем. Двете открития може да са напълно несвързани.

Това означава, че в рамката има голямо разнообразие от хоминини. Един кандидат е Homo erectus, който е живял извън Африка преди най-малко 1,8 милиона години и е оцелял в Нгандонг на Ява до преди 108 000 години. Изглежда напълно възможно някой H. erectus да е стигнал до Лусон.

Друга възможност са "хобитите", Homo floresiensis, обитавали остров Флорес в Индонезия. Възможно е някои от тях да са стигнали до Лусон и след това да са се изолирали там. Въпреки това, няма следа от хобитите извън Флорес. Времената също може да не работят: хобитите вероятно са живели на Флорес преди между 190 000 и 50 000 години, така че ако H. luzonensis се окаже по-стар от това, хобитите не могат да бъдат техни предци.

Третата възможност е денисовците, чиито останки са намерени в континентална Азия в Алтайските планини и Тибетското плато. Днес много хора в островна Югоизточна Азия носят денисовска ДНК, което предполага, че денисовците са бродили в Сунда, както и в сегашния континент Азия.

Интригуващо е, че проучване от 2021 г. установи, че групите, наречени Айта, живеещи на Лусон, имат най-високото ниво на денисовско потекло в света, намеквайки, че денисовците са посещавали острова. Въпреки това налице са малко потвърдени останки от денисовци, така че не се знае колко време са били там.

И накрая, остава най-драматичната възможност: че H. luzonensis е пряк потомък на австралопитеците (Australopithecus). Тези по-ранни хоминини са открити само в Африка, но е възможно някои от тях да са мигрирали извън континента. В първоначалното проучване от 2019 г. изследователите описват редица атрибути на останките на H. luzonensis, които не се срещат в други видове Homo, но се срещат при австралопитеците.

Скорошни проучвания на H. luzonensis може да хвърлят малко светлина.

Последните данни

Две проучвания сочат връзка с H. erectus.

През 2022 г. Детроа, Михарес и техните колеги публикуват проучване на зъбите на H. luzonensis. Те сравняват зъбите с тези на няколко други хоминини. Короните на зъбите са най-подобни на тези на H. erectus по външната си форма, докато вътрешните структури са най-подобни на тези на H. erectus и хобитите. Екипът тълкува това, че както H. luzonensis, така и H. floresiensis са произлезли от H. erectus .

С този извод се съгласува проучване от 2023 г. от независима група, което твърди, че H. luzonensis и H. floresiensis са достатъчно сходни с известните вкаменелости на H. erectus и достатъчно разделени във времето, така че това не е много изненадаващо тяхното съществуване. Казано по друг начин, имало е достатъчно време за популациите на H. erectus да еволюират в тези различни форми.

От друга страна, Детроа, Михарес и техните колеги публикуваха проучване през февруари 2023 г., което все още не е рецензирано, което също се фокусира върху зъбите. Те измерват слоевете цимент върху зъбите, които се отлагат всяка година малко като растежните пръстени на дърво. Това предполага, че един от индивидите от H. luzonensis е починал на 31 години или може би малко повече. Изследването показва, че те вероятно са имали по-кратко детство от съвременните хора, по-скоро като това на шимпанзетата.

Това може да съответства на факта, че някои от останките на H. luzonensis са доста малки, така че, подобно на хобитите, те може да са били дребни – заради което не им трябва много време, за да достигнат максималния си размер. Това също може да е доказателство за връзката им с австралопитека, който е бил по-подобен на маймуна от всеки вид Homo.

Идеята за австралопитека очевидно е най-радикалната и затова най-много вълнува учените. Въпреки това са предпазливи и не твърдят, че H. luzonensis е пряк потомък на австралопитека. Да, приликите са налице, но еволюцията често извежда едно и също нещо многократно при различни видове: това се нарича конвергентна еволюция. Трябва да се намерят много повече части от скелета и много повече прилики с австралопитека.

Другият очевиден проблем е, че са налице много доказателства за H. erectus в Югоизточна Азия и никакви физически доказателства за австралопитеци извън Африка. Поради тази причина H. erectus остава най-вероятният предшественик на H. luzonensis (макар и вероятно чрез посредничеството на денисовците, ако приемем, че денисовците произлизат от H. erectus).

Но може би още не е намерен неафрикански австралопитек. Разбира се, изглежда странно да се каже, че те не можели да напуснат Африка, след като толкова много други животни са го направили (например във Великобритания някога е имало слонове). Неафрикански австралопитек би бил голяма находка, но не и толкова изненадващо.

В края на краищата, никой през 20-ти век не е предполагал съществуването на H. luzonensis или хобитите. Единственото, което трябва да ни изненада сега, е да няма повече изненади.

Източник: Untangling the enigmatic origins of the human family’s newest species, New Scientist

Месец март 2024 г. се оказа рекордно топъл в целия свят, с аномалия спрямо прединдустриалния период от 1.68 °C, като тази стойност е значително по-висока от заложеното в Парижкото споразумение. Месецът беше рекордно топъл в Германия и Нидерландия, а в в Австрия кайсиите цъфтяха рекордно рано. Най-голяма положителна аномалия е отбелязана в Източна Канада, Гренландия и Източен Сибир. Горещото и сухо време ограничи корабоплаването по Панамския канал. Температурата на морската вода остана рекордно висока. В България месец март също беше по-топъл от нормалното, като краят на месеца беше белязан с екстремно топло време, като на много места среднодневната температура превишаваше нормата с повече от 10 °C.

В глобален план средната температура на въздуха през март е била с 0,73 °C по-висока спрямо средната за периода 1991 – 2020 г. и с 0,92 °C по-висока от средната за предишния климатологичен период 1981 – 2010 г., според обобщената информация от Европейската служба за изменение на климата Коперник (C3S). Стойността на тази аномалия определя тазгодишния март като най-топлия месец март в климатологичната редица с данни (Фиг.1). Предишният най-топъл март е бил през 2016 г. и е с 0.10 °C, по-студен. А разликата в следващите в тази класация – през 2017, 2019 и 2020 г., е още по-голяма. Обратно, най-студено за последните 45 години е било през далечната вече 1982 г. За последните 10 години глобалната мартенска температура се е повишила с 0.19 °C. 

^{Фигура 1. Отклонение на средната температура на въздуха за март спрямо нормата за 1991 – 2020 г. за цялото земно кълбо от 1979 г. насам. Източник: C3S/ECMWF}

Данните на Коперник (C3S) водят началото си от 1979 г. Затова направихме анализ на данните от друг, значително по-дълъг във времево отношение архив, управляван и поддържан от NOAA. В него глобалните мартенски температури започват от 1880 г. (Фиг. 2) и най-студеният март е отчетен в началото на ХХ в. през 1917 г. 

^{Фигура 2. Отклонение на средната температура на въздуха за март спрямо нормата за 1901 – 2000 г. за цялото земно кълбо от 1880 г. Източник: NOAA}

Най-топлите години, съвсем очаквано, съвпадат с тези от Коперник (C3S), което не изненада, защото са се случили през последните 10 години. Скоростта на повишение на мартенските глобални температури за периода 1880 – 2023 г. е 0.09 °C на десетилетие. За последните 30 години обаче се забелязва значително по-висока скорост на повишение, която възлиза на 0.25 °C на десетилетие или темп на повишение близо 2.5 по-голям (Фиг. 2). Обръщаме внимание, че на Фиг. 2 аномалиите са спрямо средната температура за целия ХХ в., която е значително по-ниска от тази през новия климатологичен период 1991 – 2020 г. и затова самите аномалии – и съответно по-топли и по-студени години, се различават от тези на Фигура 1. 

В регионален план се наблюдават обширни територии с положителни аномалии с високи стойности. Лидери в това отношение са Гренландия, източните и североизточни части на Канада, както и Източен Сибир (Фиг. 3). Значително над нормата са и средните мартенски температури в Централна Америка. Пропускателната възможност на Панамския канал е ограничена, поради по-ниските нива на водата в транзитните езера, в съчетание със сушата обхванала района от няколко месеца. Това води до затруднения в графика на корабоплаването за голям брой компании, които използват този морски път. Наднормените температури във Венецуела са причина за голям брой горски пожари, обхванали някои части на страната. В Африка почти целият континент отчита по-високи от нормата температури, като на места отклонението надхвърля 4 °C. Австралия също не беше подмината от „топли рекорди“, южните райони на континента отчетоха най-топлия март в своята метеоистория от 1900 г. насам, докато западните щати регистрираха поднормени условия. 

 ^{Фигура 3. Отклонение на средната температура на въздуха за март 2024 г. спрямо нормата за 1991 – 2020 г. за цялото земно кълбо. Източник: C3S/ECMWF}

С отрицателни аномалии на средната мартенска температура се отличават и Западен Сибир, щатите Вашингтон и Орегон на САЩ, Централна Канада, Южно Чили и Аржентина и части от Антарктика. 

Над големи части от Световния океан температурата на въздуха също е над нормата, като една от причините за това са рекордно високата температура на морската вода. Тези високи температури се случват, въпреки отслабващия Ел Ниньо. Температури, по-високи от средните, се задържаха над южната част на Индийския океан и части от южните басейни на Атлантическия и Тихия океан, а температури около и над рекордните нива за март са регистрирани над голяма част от тропиците и на места в Северния Атлантик и Северния Тихи океан. 

В Европа март беше вторият най-топъл

В Европа месец март 2024 г. беше по-топъл от нормалното. Положителната аномалия спрямо средната за периода 1991 – 2020 г. възлиза на 2.2 °C. Тази стойност е с няколко стотни под досегашния рекордьор от 2014 г. и отрежда второто място на тазгодишния март. Най-студеният март от 1910 г. насам се случва през 1987 г., когато отрицателната месечна аномалия е повече от 4 °C. През последното десетилетие средната мартенска температура се е повишила с 0.35 °C. 

В регионален план почти на целия континент средните температури бяха над нормата за 1991 – 2020 г. (Фиг. 4). Единствено малки площи в Испания и Исландия имаха средни стойности, а в крайния североизток има райони с отрицателна аномалия. 

^{Фигура 4. Отклонение на средната температура на въздуха за март 2024 г. спрямо нормата за 1991 – 2020 г. в Европа. Източник: C3S/ECMWF}

Най-големи положителни стойности на месечната аномалия се наблюдават в централните и източни части на Европа (Фиг. 5). 

^{Фигура 5. Отклонение на средната температура на въздуха за март 2024 г. спрямо нормата за 1991 – 2020 г. в Югоизточна Европа. Източник: climatebook.gr}

Във всички тези страни, като Хърватия, Латвия и Молдова, на 30 и 31 март регистрираха абсолютни максимуми на температурата – най-високата измервана температура през март. Други страни, като Германия и Нидерландия отчетоха най-топлите си месец март в своите метеоистории, датиращи респективно от 1881 г. и 1901 г. Интересен факт за Нидерландия е, че през нито един мартенски ден няма отбелязан мраз (температура под 0 °C), като това се случва едва за втори път. 

В Австрия в равнинната част на страната също е регистриран, най-топлия месец март, като там измерванията имат давност от 258 години. Поради топлото време в низините е отчетен и най-ранният цъфтеж на кайсиите. В планините на Австрия метеорологичната редица е по-къса и започва преди 174 години. Според нея, тазгодишният март в планинските райони на Австрия е на 9-то място по топлина. 

В Арктика площта с морски лед достига своята максимална годишна стойност и тази година е само 1% по-малко от средната за периода 1991 – 2020 г. В абсолютни цифри средната площ на леда достигна 14.9 млн. км². В Антарктика площта на морския лед започна сезонното си увеличение след достигнатия минимум през февруари и достигна покритие от 3.5 млн. км². Това е с 20% под средното за 1991 – 2020 г. за март. Тези стойности класират месеца на шесто място по най-малко лед, оставайки зад водача в тази класация 2017 г. Концентрациите на морски лед под средните са най-забележими в два океански сектора: северната част на Море на Уедъл, както и моретата Рос и Амундсен.

В България

През март средните месечни температури в цялата страна са над норма, макар и с по-малка месечна аномалия спрямо януари и февруари. В по-голямата част от равнинната и низинната част на страната, месечната аномалия е между 2 и 3 °C, спрямо периода 1991 – 2020 г., според данни от някои станции на НИМХ, както и от стандартно разположени автоматични станции. В югозападните райони и повечето планински райони, средните месечни температури също са над нормата, но с по-малка аномалия, която възлиза между 1 и 2 °C.

Аномалията на тазгодишния март е близка до тази през март 2017 г. и 2019 г. и е значително по-малка от най-топлия март от началото на века, регистрирана през 2001 г. (Фиг. 5). След справка в архива на НИМХ, през ХХ в. най-топъл март е отбелязан през 1947 г., като с голяма вероятност може да се каже, че това е най-топлият март в нашата метеоистория с по-голяма месечна аномалия от 2001 г. Ненадминат по студ остава март от 1907 г., когато на много места в Северна България снежната покривка е била между 20 и 31 дни от месеца. През този век най-студеният март е отчетен през 2003 г. и 2022 г., като интересно е да се отбележи, че отрицателната месечна аномалия през тези години е близка до стойността на положителната аномалия през тази година. За последните 30 години в нашата страна месец март се е затоплил с около 0.8 °C.

^{Фигура 6. Отклонение на средната температура на въздуха в България през март, спрямо нормата за 1991 – 2020 г. Източник: www.stringmeteo.com}

През първите 25 дни от изминалия март средните дневни температури бяха с малки отклонения, спрямо нормата. През последните месеци обаче, интензивна гореща вълна с произход от Северна Африка повиши значително температурите и на места максималните стойности достигнаха и надхвърлиха 30 °C. Причината да няма масово счупени рекорди е съвпадението с горещото време през 1952 г., когато на места в Предбалкана температурите достигат 36 °C. Затова тази година екстремно топлото време в края на март се отчете с малко на брой „дневни топли“ рекорди, но пък отклонението, спрямо нормите за деня на много места, беше около и над 10 °C – т.е. среднодневната температура превишаваше нормата с повече от 10 °C. В равнините, след безснежния февруари, последва и безснежен март – в нито един ден през месеца в станциите с надморска височина под 800 м не е отчетен ден със снежна покривка. 

Натрупаната аномалия за първите три месеца от 2024 г. средно за страната е със стойности ненаблюдавани до този момент в метеорологичната история на България. 

Това доведе до необичайно ранно развитие на растителността, която в много низинни райони изпреварва с около месец нормалното развитие. Проблем представлява и дефицитът на влага в повърхностния слой на почвата. Причината е, че в по-голямата част от страната от началото на годината падналите валежи са между 20 и 60% от нормата. В съчетание с високите за сезона температури и бурното развитие на растителността на много места има дефицит на почвена влага.

Март 2023 г. продължи деветмесечната рекордна серия, започнала от юни 2023 г. Този факт смущава все повече учените климатолози. Причината е, че аномалията, която се натрупа през последните месеци, се различава сериозно от повечето прогностични стойности на климатичните модели за развитието на климата в бъдеще. Наблюдава се сериозно изпреварване на скоростта на затопляне, спрямо очакванията. Освен чисто фазово съвпадение, свързано с естественото развитие на климата, обусловено от природни фактори, като астрономически, географски, физични, Ел Ниньо и други, голяма тежест за преждевременно затопляне се отдава и на антропогенния фактор, свързан преди всичко с изгарянето на изкопаеми горива, промяната в природната среда и др. Смутът в климатологичните среди е голям и британският вестник „Гардиън“ пише по този повод: “Още един месец, още един глобален топлинен рекорд, който накара климатолозите да се почешат по главите и да се надяват, че това е махмурлук, свързан с Ел Ниньо, а не симптом на по-лошо от очакваното състояние на планетата.” За намаляване на антропогенния натиск върху климатичната система са разработени и пуснати в действия редица програми, част от които се реформират с оглед новите тенденции в развитието на климата и икономиката. Ето един пример за актуализация в Плана за енергетика и климат, за да бъдат намалени енергийните разходи. 

*Публикацията е част от поредица, която прави обзор на метеорологичните и климатичните условия на глобално, регионално и локално ниво. Ежемесечните публикации излизат в рамките на следващия календарен месец и са базирани на обзор на Европейската служба за изменение на климата Коперник (C3S) за предходния месец.

Виж още:

• Кои бяха най-опасните метеорологични явления по света през 2023 година?
• Януари 2024 г.: Светът записа поредния рекорд
• Какви рекорди счупи февруари по света, в Европа и у нас?

В публикацията са използвани материали от:

• https://climate.copernicus.eu/surface-air-temperature-january-2023 
• https://climate.copernicus.eu/sea-ice-cover-january-2023 
• https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/enso_advisory/ensodisc.shtml
• https://www.bbc.com/news/business-68467529
• https://earthobservatory.nasa.gov/images/152607/smoke-blankets-venezuela
• http://www.bom.gov.au/clim_data/IDCKGC1AR0/202403.summary.shtml
• https://www.knmi.nl/over-het-knmi/nieuws/maart-was-recordwarm-maar-wel-somber
• https://climatebook.gr/
• https://www.zamg.ac.at/cms/de/klima/news/im-tiefland-oesterreichs-waermster-maerz-der-messgeschichte
• https://www.climateka.bg/
• www.stringmeteo.com
• http://www.meteo.bg/bg

Източник: Горещ март 2024 г. – месецът донесе летни температури и счупи нови рекорди, Климатека

Авторът Симеон Матев е доктор по климатология, защитил е докторат на тема „Съвременни изменения на климата в България“. В момента е асистент по климатология в катедра „Климатология, хидрология и геоморфология“ на Софийския университет „Св. Климент Охридски“, като основните му научни интереси са в областта на изменението на климата, дългосрочните прогнози и климатичните фактори за геоморфоложки процеси. Има богат медиен опит, бил е в екипа на „Времето“ в почти всички наши телевизии, както зад кадър, така и в ефир.

Звездните черни дупки се образуват от колапса на масивни звезди, а идентифицираните преди това в Млечния път са средно около 10 пъти по-масивни от Слънцето. Дори следващата най-масивна звездна черна дупка, известна в нашата галактика, Cygnus X-1, достига само 21 слънчеви маси, което прави това ново наблюдение с 33 слънчеви маси изключително.

Трябва да се отбележи, че това не е най-масивната черна дупка в нашата галактика - тази титла принадлежи на Стрелец A*, свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път, която има около четири милиона пъти масата на Слънцето. Но Gaia BH3 е най-масивната черна дупка, известна в Млечния път, образувана от колапса на звезда.

Концепция на художник сравнява една до друга три звездни черни дупки в нашата галактика: Gaia BH1, Cygnus X-1 и Gaia BH3, чиито маси са съответно 10, 21 и 33 пъти по-големи от тази на Слънцето. Gaia BH3 е най-масивната звездна черна дупка, открита досега в Млечния път. Радиусите на черните дупки са право пропорционални на техните маси, но имайте предвид, че самите черни дупки не са директно изобразени. Кредит: ESO/M. Kornmesser

Забележително е, че BH3 е изключително близо до нас - само на 2000 светлинни години от нас в съзвездието Орел, тя е втората най-близка известна черна дупка до Земята. Тя е намерена, докато екипът преглежда наблюденията на Gaia в подготовка за предстоящо публикуване на данни.

Кредит: ESO/L. Calçada, N. Risinger (skysurvey.org), DSS. Music: Martin Stuertzer

"Никой не е очаквал да открие черна дупка с голяма маса, дебнеща наблизо, неоткрита досега", казва членът на екипа Паскуале Пануцо (Pasquale Panuzzo), астроном от Националния център за научни изследвания (CNRS - National Centre for Scientific Research) в Обсерваторията на Париж - PSL, Франция. "Това е откритие, което се прави веднъж в живота на изследовател.“

За да потвърди откритието си, колаборацията Gaia използва данни от наземни обсерватории, включително от инструмента Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES) на VLT на ESO, разположен в пустинята Атакама в Чили. Освен това проучването разчита на данни от: спектрографа HERMES в телескопа Mercator, управляван в Ла Палма (Испания) от университета Льовен, Белгия, в сътрудничество с обсерваторията на университета в Женева, Швейцария; и високопрецизният спектрограф SOPHIE в Observatoire de Haute-Provence – OSU Institut Pythéas.

Тези наблюдения разкриват важни характеристики на звездата-компаньон, което, заедно с данните от Gaia, позволява на астрономите да измерят точно масата на BH3.

Кредит: ESO

Астрономите са откривали подобни масивни черни дупки извън нашата галактика (използвайки различен метод за откриване) и предполагат, че те могат да се образуват от колапса на звезди с много малко елементи, по-тежки от водород и хелий в техния химически състав. Смята се, че тези така наречени бедни на метал звезди (за астрономите всички елементи освен водород и хелий са метал) губят по-малко маса през живота си и следователно имат повече материал, останал за създаване на черни дупки с голяма маса след смъртта им. Но досега липсваха доказателства, които пряко свързват бедните на метал звезди с черните дупки с голяма маса.

Често звездите в двойни системи имат сходен състав, което означава, че спътникът на BH3 притежава важни улики за звездата, която е колапсирала, за да образува тази изключителна черна дупка. Данните на UVES показват, че спътникът е звезда, много бедна на метал, което показва, че звездата, която е колапсирала в черната дупка BH3, също е била бедна на метал - точно както е предвидено.

Проучването, ръководено от Пануцо, е публикувано днес в Astronomy & Astrophysics.

"Предприехме изключителната стъпка да публикуваме този документ въз основа на предварителни данни преди предстоящото издание на данните от Gaia поради уникалното естество на откритието“, обяснява съавторът Елизабета Кафо (Elisabetta Caffau), учен от CNRS от Observatoire de Paris - PSL. Ранното предоставяне на данните ще позволи на други астрономи да започнат да изучават тази черна дупка точно сега, без да чакат пълните данни, планирани най-рано за края на 2025 г.

Допълнителни наблюдения на тази система биха могли да разкрият повече за нейната история и за самата черна дупка. Инструментът GRAVITY на интерферометъра VLT на ESO , например, може да помогне на астрономите да открият дали тази черна дупка дърпа материя от заобикалящата я среда и да разберат по-добре този интересен обект.

Източник: Most massive stellar black hole in our galaxy found, ESO