532

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину?

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

При плетении паутины паук совсем не использует узлы. Они ему не нужны: нити ловчей сети паук склеивает между собой особым типом паутины — соединительной.


Паутина — это секрет паутинных желёз; внутри железы паутина жидкая, но на воздухе она застывает в форме нитей. Эти нити состоят из белковых волокон и по строению напоминают нити тутового шелкопряда, из которых делают шелк. Сотни протоков желёз открываются в специальные выросты, расположенные на конце брюшка, — паутинные бородавки. Через эти выросты выделяются тончайшие нити, которые паук с помощью коготков на задних лапках склеивает в одну паутинную нить.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Пауки опутывают пойманную добычу паутиной. Видно, что паутина тянется из заднего конца брюшка, где расположены паутинные бородавки. Их несколько — поэтому и паутинных нитей больше одной. Слева — чёрно-желтая аргиопа (Argiope aurantia), справа — паук неопределённого вида. Фото с сайтов naturallycuriouswithmaryholland.wordpress.com и nashzeleniymir.ru

Основной компонент паутинной нити — белок фиброин. На воздухе он кристаллизуется, образуя волокна, которые и придают паутине прочность и эластичность. К примеру, паутинная нить в несколько раз прочнее человеческого волоса той же толщины.

Для соединения пересекающихся нитей и прикрепления нитей к субстрату, паук использует особую соединительную паутину. Из нее делается соединительный диск, состоящий из большого количества перепутанных тонких ниточек, погруженных в покрывающий каждую из них клейкий гель.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Паук кругопряд-нефил Nephila senegalensis на своей паутине (а). Протоки грушевидных паутинных желез выделяют соединительную паутину (b), из которой делается соединительный диск (с). Показаны также фрагменты соединительного диска под разным увеличением (d–h). Фото из статьи J. O. Wolff et al., 2015. Spider’s super-glue: thread anchors are composite adhesives with synergistic hierarchical organization

Соединительная паутина выделяется особым типом желез — грушевидными железами, многочисленные протоки которых открываются на передне-боковых паутинных бородавках. Помимо собственно нити, они выделяют водянистую клейкую массу (гель), покрывающую каждое волокно этого типа паутины.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Слева — множество протоков грушевидных желез паука Uloborus plumipes (из семейства пауков-улоборидов) единовременно вырабатывают нити, которые, переплетаясь и перепутываясь, обеспечивают прочность соединительного диска. Фото из статьи J. O. Wolff et al., 2015. Spider’s super-glue: thread anchors are composite adhesives with synergistic hierarchical organization. Справа показана схема соединительного диска в месте прикрепления основной (несущей) нити к субстрату. Рисунок из статьи R. C. Chaw et al., 2017. Complete gene sequence of spider attachment silk protein (PySp1) reveals novel linker regions and extreme repeat homogenization

Клейкостью обладает не только соединительная паутина, но и другие нити. Но клейкость их обеспечивается иным способом: за счет клейких капелек, выделяемых древовидными паутинными железами. Эти капельки маленькие и распределены по нити равномерно (на 1 мм паутины приходится до 20–30 тысяч капелек), так что увидеть их можно только в электронный микроскоп.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Электронная микрофотография клейких капелек на паутине рогового крестовика (Larinioides cornutus) — в обычном состоянии (A) и после высушивания (B). Длина масштабных отрезков — 100 микрометров (0,1 мм). Фото из статьи G. Amarpuri et al., 2015. Ubiquitous distribution of salt and proteins in spider glue enhances spider silk adhesion

Клейкая капелька состоит из гликопротеинового ядра и водянистой оболочки из воды и пептидов. Клейкость капельки зависит от влажности воздуха: если очень сухо, часть воды может испариться, и капелька потеряет свои свойства. Это одна из причин, почему во влажном климате больше разнообразие пауков. Каждый вид паука приспособлен к определенному диапазону влажности. Это достигается варьированием состава клейких капелек от вида к виду.

Помимо обеспечения клейкости капельки выполняют и другие функции. Например, у австралийского паука-аргиопы (Argiope keyserlingi) они могут служить приманкой для мух — его жертв. Клейкие капельки аргиопы содержат путресцин — вещество, выделяющееся при разложении трупов животных. Поэтому падальные мухи летят на его запах и попадаются в ловушку (см. Паутина паука-аргиопы привлекает насекомых запахом, «Элементы», 17.07.2017).

Итак, мы разобрались со свойствами паутинной нити. Посмотрим теперь, как устроена сама паутина. Основу паутины составляют несущие нити — обычно их три или четыре, — которые паук прилепляет обоими концами к субстрату (например, ветви дерева или стеблю травы) с помощью соединительных дисков. Иногда их поддерживают дополнительные якорные нити (см. рисунок ниже). К несущим нитям крепятся радиальные, сходящиеся к центру паутины — «ступице».

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Схема паутины (А), и примеры её строения у Acusilas sp. из Китая (Б), молодого паука неопределённого вида из Индии (В) и малагасийского Caerostris darwini (Г). Рисунки из статьи T. A. Blackledge et al., 2011. The form and function of spider orb webs: evolution from silk to ecosystem

На радиальные нити паук наносит ловчую спираль. Часто ловчая спираль немного не доходит до «ступицы», оставляя свободную зону, значение которой пока непонятно. В местах пересечения разных нитей находятся упомянутые выше соединительные диски, поддерживающие конструкцию.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Схема плетения паутины. 1 — паук сидит на ветке дерева или травинке и выделяет паутинную нить, которая подхватывается ветром и прилипает к какому-нибудь субстрату, например ветви другого дерева. 2 — далее паук натягивает паутину и закрепляет ее конец; создается своеобразный воздушный мост. 3 — затем паук бежит по получившемуся «мосту», попутно выделяя новую нить, которая свободно провисает. Добежав до противоположного конца, паук закрепляет эту нить и бежит по ней обратно до середины. Там он спускается вниз по новой нити и закрепляет ее на третьем субстрате. 4 — сходным образом паук плетет еще несколько каркасных (несущих) нитей и радиальные нити. 5 — затем из центра кнаружи плетется нелипкая вспомогательная спираль. Впоследствии паук ее съедает за ненадобностью. 6 — далее, используя вспомогательную нить как опору, паук плетет липкую ловчую сеть с частыми витками, начиная от края к центру паутины. Рисунок с сайта heaclub.ru

Попадая в паутину, насекомые приклеиваются чаще всего к ловчей спирали. Но, конечно, не намертво: активно дергаясь, они могут отклеиться и улететь — так что пауку надо спешить. Узнав об улове, он сразу же бежит к жертве, кусает ее и затем, обездвиженную, опутывает своей паутиной. Секрет желёз, открывающихся в его челюсти-хелицеры, содержит яд, который парализует добычу. Кроме того, паук впрыскивает в жертву пищеварительные ферменты, которые расщепляют ее внутренности и превращают их в густой бульон. Этот частично переваренный суп паук потом всасывает. А чтобы вовремя заметить добычу, сети многих видов пауков имеют специальные сигнальные нити, которые ведут непосредственно к пауку, сидящему открыто в центре паутины или в укромном убежище на периферии. Когда попавшееся насекомое начинает биться, оно колеблет паутину — в том числе и сигнальные нити. По их вибрации паук и определяет, что добыча попалась.


Так что разные нити паутины выполняют разные функции. Пауки могут производить до семи типов паутинных нитей, которые различаются по составу и свойствам и выделяются разными паутинными железами. Несущие нити паутины — самые крепкие. А вот нити ловчей спирали — самые липкие, потому что на них больше всего концентрация клейких капелек. Поэтому, например, к идущему по лесу человеку цепляются нити именно ловчей спирали. Кроме того, есть специальный тип нитей для обматывания жертвы, нити для формирования мягкого внутреннего слоя кокона для яиц и нити для прочного наружного слоя кокона. А также специальная соединительная паутина.

Какие узлы использует паук, когда плетёт паутину? Наука, Биология, Интересное, Паук, Паутина, Устами младенца, Длиннопост, Копипаста

Типы паутинных желез и вырабатываемая ими паутина. Соединительная паутина (зеленовато-бежевый цвет) вырабатывается грушевидной железой. Рисунок с сайта pinterest.com, с изменениями

Но как же сам паук не приклеивается к своей паутине? Во время плетения паутины он касается клейких ловчих нитей только самыми кончиками ног, покрытыми многочисленными волосками, что уменьшает площадь контакта с клейкими каплями. Кроме того, ноги паука смазаны особым маслянистым веществом, препятствующим приклеиванию. Ну а когда паук ходит по своей паутине, он передвигается по менее клейким радиальным нитям.

Алексей Опаев


http://elementy.ru/email/5021774/Kakie_uzly_ispolzuet_pauk_k...

Найдены возможные дубликаты

+32
"оставляя свободную зону, значение которой пока непонятно"

Очень странно что это осталось непонятным.... эта зона для того чтоб локализовать источник колебаний было проще, на эти линии паук ставит лапки, и по колебаниям понимает с какой стороны добыча попалась, если он заплетет эту зону как и все остальное то колебания будут хаотичны и понять с какой стороны они идут почти невозможно.

Этот механизм работает в дополнение к сигнальным нитям.

раскрыть ветку 11
+34

вот ты и попался человек-паук!

раскрыть ветку 5
+16

Но как ты догадался?! Он же был в рубашке!

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 4
+3
Извиняюсь что под топом но один вопрос не давал мне покоя до 4х утра недели две назад: как пауки выбирают место где плести паутину? Откуда они знают что тут много мух а где то там нет, допустим вот родился паучок и нужно сделать первую в своей жизни паутину, а где? Как он выберет?
раскрыть ветку 3
+6

Плетут везде, а выживает самый удачливый. А потом передает свою мудрость внукам

+1
Они исходят не из количества "дичи", а из удобства постройки паутины) если есть удобное местечко обязательно его займут, потом он будет ждать, если ничего не ловится будет менять дислокацию.
+1
Методом проб и ошибок.
0
Еще вариант: если добыча попала в ловчую зону и вырвалась, повредив пару радиальных нитей и несколько сегментов клейких нитей, то чинить её проще. При отсутствии свободной зоны, достаточно сильная добыча, попавшая близко к центру, вырвавшись, повредит большое количество (а при попадании в самый центр, то и все) радиальные нити и ремонт будет более "дорогостоящий". Как Вам такое?
+19

Ну как тут не забоянить старую картинку!

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
+15

Под марихуаной пауки плетут себе гамак

Иллюстрация к комментарию
+8

То есть паук как упаковка суперклея — внутри субстанция жидкая, а на воздухе затвердевает. А что если, как и в ситуации с суперклеем, после плетения на выходе останется немного паутины и она затвердеет? Будет паутинный запор? ( ° ʖ °)

раскрыть ветку 1
+3

Скорее как полимерная фабрика с разными видами продукции.

+7

А есть пауки, которые объединяются в группы, чтобы сплести большую и крепкую паутину, а потом ловить жертву больших размеров?

раскрыть ветку 5
раскрыть ветку 3
+1

Спасибо, очень интересно!

0

От меня тоже спасибо!

раскрыть ветку 1
0
Комментарий удален. Причина: данный аккаунт был удалён
+3

Если масштаб этой картинки верен, то выходит что на 1мм паук лепит не 20-30тыс капель, а просто 20-30 капель. Или я чет не понял?

Иллюстрация к комментарию
+3

Какие узлы плетёт паук?

И сразу же :"При плетении паутины паук совсем не использует узлы"

Разочарование я чувствую (

+3

Давным давно в какой-то передаче (прям запомнилось), что паутина прочнее проволоки (медной или какой-то там, я хз, возможно, вообще сталь) в три раза, если взять проволоку такого же диаметра

раскрыть ветку 1
+3
Ну по прочности, насколько я помню, канат из паутины толщиной как у карандаша достаточен чтобы боинги таскать как на тросе.
+1

Всё ясно. У человека паука руки из жопы.

раскрыть ветку 1
+2

Конечно, поэтому альтернативное название спайдермена: человек руки-жопы

+1
Ого, прям швейная фабрика на ножках.
+1
Пикабу познавательный)
0
Когда попавшееся насекомое начинает биться, оно колеблет паутину — в том числе и сигнальные нити

интересно, а как он эти колебания отличает от колебаний из-за ветра, например

раскрыть ветку 2
+1

По характеру коллебаний. Вы видели как мухи бьются попавшись в паутину? Ни какой ветер не способен производить подобные коллебания.

раскрыть ветку 1
+1
Я в детстве брал тоненькую травинку и, касаясь паутины, начинал дергать паутинку. Паук прибегал почти до травинки, а потом разочарованный возвращался на базу
0

ну вот. еще страшнее стало(((((

0

Интересний пост, продолжайте

0

Крибеллюм каламистер. Это я про пауков с 9 лет помню.

-3
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 6
+13
Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 1
+2
Иллюстрация к комментарию
+1

Чёрная вдова тоже не любит тебя. Взаимное чувство, не правда ли?

Иллюстрация к комментарию
раскрыть ветку 3
+3

А Халка любит?

раскрыть ветку 2
Похожие посты
63

Комодские вараны обзавелись броней на голове для защиты от сородичей

Комодские вараны обзавелись броней на голове для защиты от сородичей Биология, Зоология, Ящерица, Пресмыкающиеся, Наука, Животные, Длиннопост

Голову комодского варана покрывают костные пластинки (показаны оранжевым цветом)

Комодский варан покрыт «кольчугой» из остеодерм, растущих костных пластинок в дерме. Причем она есть только у взрослых особей, сообщается в The Anatomical Record. По-видимому, считают исследователи, броня служит для защиты от других варанов, между которыми периодически случаются стычки за территорию.


Комодские или комодосские вараны (Varanus komodoensis) живут на индонезийских островах Комодо, Флорес, Ринча и Гили-Мотанг. Это крупнейшие ящерицы на планете, в среднем они весят 70 килограммов и достигают в длину трех метров. Исследователи полагают, что размеры их обусловлены островным гигантизмом, так как на всех четырех островах, где они обитают, вараны — единственные хищники ( Хотя на самом деле это не так. Комодский варан не является примером островного гигантизма, поскольку вопреки распространенной ранее точке зрения, он является представителем обособленной эволюционной линии гигантских варанов, возникшей в Австралии, а не уникальным продуктом эволюции на изолированных островах. Возраст древнейших ископаемых остатков комодских варанов, найденных в Австралии, составляет более 3,8 миллиона лет. На остров Флорес этот вид попал около 900 тысяч лет назад, избежав вымирания, постигнувшего остальную австралийскую мегафауну). Они ведут одиночный образ жизни, встречаясь с другими особями только во время охоты, поедания добычи, и для спаривания. В брачный период между самцами происходят стычки за самок и территорию. Самки не слишком благосклонны к победителю и поначалу сопротивляются его ухаживаниям с помощью зубов и когтей.


Ранее биологи обнаруживали у варанов (род Varanus) остеодермы — окостенения, которые часто имеют форму пластинок и растут в одном из слоев кожи, дерме. Исследователи также сообщали о наличии остеодермы на голове у комодских варанов, но было непонятно, есть ли она у всех яшериц или только у взрослых особей, а также какие области она закрывает.

Исследователи из Техасского университета в Остине во главе с Джессикой Маисано (Jessica A. Maisano) сделали двум комодским варанам компьютерную томографию высокого разрешения. Одной особью был взрослый самец, умерший в зоопарке Форт-Ворс в Техасе в возрасте 19,5 лет, вторым был двухдневный детеныш из зоопарка Сан Антонио. Так как 2,5-метровый варан не умещался в устройство, авторы сделали томографию только его головы.

Комодские вараны обзавелись броней на голове для защиты от сородичей Биология, Зоология, Ящерица, Пресмыкающиеся, Наука, Животные, Длиннопост

Остеодермы на голове у Varanus komodoensis

Ученые обнаружили, что «кольчуга» из костных выростов покрывает практически всю голову взрослой особи за исключением глазных впадин и ноздрей. А у детеныша остеодерм не оказалось вообще. Ученые объяснили это различие тем, что взрослым комодским варанам приходится защищаться от соперников и агрессивных самок. В то время как молодые особи много времени проводят на деревьях, где опасность столкнуться с агрессивным сородичем им не грозит — взрослые вараны слишком тяжелы, чтобы лазить по деревьям.

Авторы замечают, что проводить эксперименты с участием только одной взрослой особи не слишком правильно, но других умерших комодских варанов они не нашли, хотя проверили 171 коллекцию позвоночных из 12 стран. Тем важнее для исследователей создавать коллекции в зоопарках и обмениваться информацией с коллегами из других стран.

Ранее в этом году ученые собрали геном комодского варана и выяснили, как ящерицы обзавелись хорошим обонянием, которое позволяет им чуять добычу на расстоянии нескольких километров, и защиту от антикоагулянтов из собственной слюны.

https://nplus1.ru/news/2019/09/13/chain-mail?utm_referrer=mi...

Комодские вараны обзавелись броней на голове для защиты от сородичей Биология, Зоология, Ящерица, Пресмыкающиеся, Наука, Животные, Длиннопост
Показать полностью 2
293

Аяуаска. Как работает: вред и области потенциального применения ДМТ

Аяуаска. Как работает: вред и области потенциального применения ДМТ Наука, Исследования, Биология, Психоделики, Депрессия, Зависимость, Вещества, Длиннопост

Аяуаска – это, возможно, самый мощный галлюциноген на планете, и до недавнего времени он входил в список опасных наркотиков, как не пригодный ни для употребления, ни для научных исследований. Тем не менее, коренные общины Амазонки используют аяуаску для лечения всевозможных физических и психологических заболеваний на протяжении веков, и благодаря недавнему всплеску интереса на Западе, двери для исследования этого изменяющего сознание напитка, наконец-то открываются. В этой статье хотим ознакомить вас с этим напитком, механизмом действия его действующих веществ и свежими исследованиями по этой теме.


Что такое аяуяска?


Аяуаска– это психоделический напиток, используемый в шаманских лечебных ритуалах и обрядах инициации по всей Амазонке. Его получают путем варки листьев растения чакруна (Psychotria viridis) с виноградной лозой аяхуаски (Banisteriospsis caapi). Первый содержит сильнодействующее психоделическое соединение под названием N, N-диметилтриптамин (ДМТ), содержащееся почти во всех растениях и животных, которые мы едим. Однако по прибытии в кишечник он разрушается ферментом под названием моноаминоксидаза, поэтому он не достигает мозга и не вызывает галлюциногенных эффектов.


Вот тут-то в игру вступает B. caapi: растение содержит соединения, называемые ингибиторами моноаминоксидазы, которые блокируют эти ферменты и таким образом гарантируют, что ДМТ достигнет мозга в целости и сохранности, что приводит к интенсивному психоделическому трипу, обычно продолжающемуся от четырех до шести часов.

Аяуаска. Как работает: вред и области потенциального применения ДМТ Наука, Исследования, Биология, Психоделики, Депрессия, Зависимость, Вещества, Длиннопост

Опасна ли аяуяска?


Хорди Риба, изучающий влияние аяуаски на человеческий мозг в рамках исследовательской программы Бекли / Сант-Пау, говорит, что активные компоненты как B. caapi, так и P. viridis выводятся из организма через несколько часов, поэтому токсичность и передозировка маловероятны. Однако, хотя этот напиток может быть безопасным с физической точки зрения, без правильного приготовления аяуясковый трип может нанести психологический вред. Некоторые люди могут испытывать беспокойство из-за интенсивного и необычного характера переживаний. Чаще всего это случается с путешественниками на Амазонку, принимающими аяуаску с людьми, которых они не знают или которым не доверяют, в незнакомой

обстановке. Действительно, в то время как представители коренных амазонских общин с рождения настроены справляться с видениями, возникающими во время их трипов с аяуаской, западные туристы часто могут быть “ошеломлены” своими психоделическими переживаниями.


Есть ли польза от аяуяски?


Было обнаружено, что расширяющий сознание трип, вызванный аяуаской, имеет терапевтическое значение.


«Люди, принимавшие аяуаску, рассказывали, что столкнулись с болезненными личными проблемами. Они утверждают, что получили новое понимание этих проблем, и осознали, как им с ними разобраться», – говорит Риба. «Мы даже видели, как людям удалось преодолеть тяжелую кокаиновую и опиатную зависимость после серии сеансов аяуаски».

Удивительно, но одно исследование Бекли / Сант-Пау показало, что прием аяуаски оказывает антидепрессивный эффект у людей, у которых другие методы лечения депрессии не давали должного эффекта. Данные согласуется с исследованием 2019 года, о котором мы писали в прошлой статье: “Психоделики (например, псилоцибин, ЛСД, ДМТ) могут уменьшить депрессию и тревогу”.


Еще более примечателен тот факт, что это улучшение симптомов было замечено почти сразу после сеанса аяхуаски и сохранялось в течение нескольких недель – период, названный Рибой «послесвечением», и который, по его словам, предлагает жизненно важное окно возможностей для психотерапии. Поскольку пациенты в это время обычно более открыты и восприимчивы. Таким образом, использование “послесвечения” аяуаски может привести к более быстрому и длительному эффекту, чем от тех же СИОЗС. Обнаружение неврологических механизмов, стоящих за этим эффектом “послесвечения”, является следующей большой задачей для исследователей аяуаски, и несколько частей головоломки уже были обнаружены.


Как работает аяуаска?


«Мы обнаружили измененные связи в мозге в течение 24 часов после сеанса аяуаски», – объясняет Риба. В этот период «области мозга, связанные с созданием и поддержанием самосознания, становятся более связанными с другими областями, которые обрабатывают эмоции и автобиографические воспоминания».

Интересно, что величина этого эффекта коррелирует с увеличением определенных ключевых черт, связанных с внимательностью, которая является одной из основных целей медитаций. Углубившись в эту загадку, Риба и его команда обнаружили, что у тех, кто длительное время употреблял аяуаску, наблюдается уменьшение области мозга, называемой задней поясной корой (PCC). Поясная кора является важной частью лимбической системы, отвечает за формирование и обработку эмоций, обучения, и памяти.


По словам Аманды Фейлдинг, основателя и руководителя Фонда Бекли, PCC – это главный узловой центр в сети режима по умолчанию, подвергающий цензуре и подавляющим восприятие, приводя к ригидным паттернам мышления и познания, которые лежат в основе психологических расстройств, таких как депрессия, зависимость и посттравматическое стрессовое расстройство(ПТСР). Однако исследования с помощью визуализации мозга показали, что под воздействием психоделиков, таких как ДМТ, ЛСД и псилоцибин, репрессивный контроль сети режима по умолчанию ослабевает, поэтому связь со всеми частями мозга становится лучше, а восприятие становится намного богаче. Это “сбрасывает” психику, и люди часто обнаруживают, что могут освободиться от навязчивых стереотипов мышления и поведения.


Уменьшение размера PCC вполне может опосредовать этот эффект у пьющих аяуаску, хотя вряд ли это единственный фактор. Недавнее исследование показало, что аяуаска улучшает память за счет стимуляции нейрогенеза в гиппокампе. А другое исследование показало, как тип мозговых волн, называемых альфа-волнами, заметно снижается во время трипа и после употребления аяуаски.


Учитывая, что большая часть активности сети режима по умолчанию координируется с использованием альфа-волн, неудивительно, что это снижение также коррелировало с увеличением внимательности. Еще более интригующим является тот факт, что аналогичный эффект был обнаружен в мозгу во время медитации, что позволяет предположить, что обе эти древние практики могут активировать одни и те же неврологические цепи, чтобы вызывать свой терапевтический эффект.


В целом Риба утверждает, что существует три основных области потенциального применения аяуаски– это лечение зависимости, депрессии и психологических травм. Тем не менее, как отмечает Фейлдинг, мы находимся лишь у подножия понимания того, как работают эти соединения, и необходимы гораздо более важные исследования, если мы хотим раскрыть секреты этого древнего галлюциногена.


Источник: https://4everscience.com/2020/11/29/ayauyaska-obzor/

Показать полностью 1
464

Обезьянам пересадили человеческий ген

Их мозг изменился и стал походить на наш

Обезьянам пересадили человеческий ген Ученые, Генная инженерия, Мозг, Обезьяна, Планета обезьян, Опыт, Наука, Биология, Животные, Длиннопост, The National Geographic

Человеческий ген, внедренный зародышам небольших обезьян – обыкновенных игрунок, увеличил размер их мозга и усилил функцию нейронов. Об этом сенсационном открытии сообщила группа японских и немецких ученых во главе с профессором Михаэлем Хейде из Института молекулярной клеточной биологии и генетики им. Макса Планка.


Человеческий ген был введен зародышам семи обезьян, и эти генно-инженерные организмы показали признаки расширения мозга. Кроме того, в мозгу обезьяны образовывались морщинистые бороздки, подобные тем, что мы видим в мозге человека, а количество нейронов в неокортексе резко увеличивалось.


Мозг игрунок намного меньше и более гладкий, чем мозг человека. В процессе эволюции неокортекс нашего мозга «свернулся», образуя морщинистое тело, что позволило увеличить площадь поверхности неокортекса в ограниченном пространстве человеческого черепа.


В эксперименте с обезьянами ученые использовали ген ARHGAP11B, который встречается у людей, но никогда не был обнаружен у других приматов и млекопитающих. По словам исследователей, этот ген контролирует сознательное мышление, рассуждение и язык, а после внедрения в мозг обезьяны он вызвал рост большего количества стволовых клеток, что привело к увеличению мозга.

Обезьянам пересадили человеческий ген Ученые, Генная инженерия, Мозг, Обезьяна, Планета обезьян, Опыт, Наука, Биология, Животные, Длиннопост, The National Geographic

Изображение полушария мозга плода игрунки, выращенного с человеческим геном ARHGAP11B. Ядра клеток показаны белым цветом. Левая стрелка указывает на борозду (углубление или бороздку в коре головного мозга), а правая стрелка указывает на извилину (гребневидное возвышение).

Обезьянам пересадили человеческий ген Ученые, Генная инженерия, Мозг, Обезьяна, Планета обезьян, Опыт, Наука, Биология, Животные, Длиннопост, The National Geographic

Авторы работы уточняют, что первыми, кто проводил эксперименты с трансгенными приматами, были ученые из Центра исследований мозга RIKEN. Им удалось произвести трансгенных животных с передачей по зародышевой линии (GT). GT — это метод, при котором эмбриональные стволовые клетки вносят вклад в репродуктивные клетки млекопитающих (половые клетки) и генетически передаются его потомству.


Однако в этом проекте не использовался GT, поскольку трансгенным плодам обезьян так и не было суждено родиться. Все плоды были извлечены из матки матери с помощью кесарева сечений на 102-й день беременности.


«Мы ограничились анализом плодов игрунок, поскольку предполагали, что экспрессия этого специфичного для человека гена повлияет на развитие неокортекса у обезьян. В свете возможных непредвиденных последствий в отношении постнатальной функции мозга, мы сочли необходимым - и обязательным с этической точки зрения — сначала определить эффекты ARHGAP11B на развитие неокортекса обезьяны», — Виланд Хаттнер, соавтор исследования.


ARHGAP11B возник в результате частичной дупликации гена ARHGAP11A примерно пять миллионов лет назад вдоль эволюционной линии, ведущей к неандертальцам, денисовцам и современным людям.


Проведенные в 2015 году тесты на эмбрионах мышей показали, что этот ген может иметь огромное влияние на развитие мозга. У эмбрионов, которым вводили этот ген, увеличивались области мозга, а у некоторых образовалась морщинистая поверхность, характерная для человеческого мозга.


Концепция работы с человеческими генами долгое время оставалась предметом научной фантастики. Однако сегодня ученые быстро преодолевают технологические барьеры и совершают прорывы в лечении различных болезней. Те же технологии используются на животных и могут применяться для защиты исчезающих видов. Около года назад китайские ученые уже пересаживали человеческие гены обезьянам, но тогда размер мозга животных не изменился.


Некоторые исследователи полагают, что редактирование генома в конечном итоге вернет вымершие виды животных путем смешивания генов, собранных из ДНК вымерших видов, с существующими.

Источник: https://nat-geo.ru/science/obezyanam-peresadili-chelovechesk...


Оригинал: https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-8969729/Scie...

Показать полностью 2
255

Живущие в Австралии пауки-гладиаторы уникальным образом используют паутину во время охоты

Живущие в Австралии пауки-гладиаторы уникальным образом используют паутину во время охоты. Они сооружают ее в виде квадрата и держат внатяжку между двух пар передних ног. Когда жертва приближается, паук-гладиатор накрывает ее резким броском своей сети.

Живущие в Австралии пауки-гладиаторы уникальным образом используют паутину во время охоты Паук, Природа, Факты, Интересное, Австралия
Живущие в Австралии пауки-гладиаторы уникальным образом используют паутину во время охоты Паук, Природа, Факты, Интересное, Австралия
157

Дайджест новостей науки за неделю. Победы над ВИЧ и раком, метеорит за миллион долларов

Каждую неделю собираем подборку самых интересных новости науки и рассказываем о них подробнее. В этом выпуске: Как отодвинуть точку невозврата в глобальном потеплении; связь генетического редактирования и вакцины от ВИЧ; как работает новый способ противодействия агрессивному раку; как потенциально отдалить старение при помощи кислорода; какой рекорд по сближению астероида с Землей и кто продал метеорит за миллион долларов…?

Содержание ролика:

00:33 Как отодвинуть точку невозврата в климате

03:13 Клеточная терапия вызывает иммунный ответ для ВИЧ

06:24 CRISPR-CAS9 противостоит агрессивному раку

08:36 Апдейт про эффективность вакцин от коронавируса

09:26 Кислород может замедлить старение

11:22 Зафиксирован рекорд сближения астероида с Землей


(все ссылки на пруфы и исследования под роликом на ютубе. Короткая текстовая версия ниже)


Клеточная терапия вызывает иммунный ответ для ВИЧ

Новый шаг в сторону вакцины сделан при помощи генетический инженерии. Речь идет о нейтрализующих антителах широкого действия. Они достаточно эффективны и предотвращают распространение вируса через кровоток, но образуются только примерно у 30% вич-инфицированных. В 2019 году выяснилось, что в Б-клетках иммунной системы, Б-лимфоцитах, можно производить такие же широко нейтрализующие антитела (VRC01 HIV bnAb), как у этих редких пациентов. Для этого гены Б-клеток нужно подтюнинговать с помощью КРИСПР-КАС, а заодно можно сделать антитела еще более эффективными против вируса, используя те же процессы, которые и так происходят в Б-клетках, реагирующих на иммунизацию. Эксперименты на мышах показывают, что эти клетки могут начать размножаться и вызревать в Б-клетки памяти, это один из видов лимфоцитов, и в плазматические клетки, способные производить антитела в течение долгого времени.


Клетки памяти — это клетки, запоминающие, что за гадость попадала в организм ранее, и способствующие возникновению вторичного иммунного ответа.

Клетки, из которых можно производить вакцину, будут забирать прямо из крови пациента, модифицировать в лаборатории, а затем вводить обратно, что приводит к возникновению иммунитета, так сказать, широкого профиля. В клеточной терапии наподобие этой проблема заключается в том, что она индивидуальная для каждого пациента.

Вероятно, поэтому она будет дорогой. И ученые работают над некими общими паттернами сейчас, которые помогут сделать превентивную вакцину или же функциональное лекарство, которое сможет заменить ежедневную антивирусную терапию.


CRISPR-CAS противостоит агрессивному раку

Медики разработали механизм доставки на основе липидных наночастиц (CRISPR-LNP), который нацелен непосредственно на раковые клетки и уничтожает их при помощи генетических манипуляций. Эти частицы могут доставлять достаточно крупный груз из CAS9 и гидовой РНК. Существуют и другие способы доставки, скажем, аденовирусная система, которая используется, например, при доставке грузов при вакцинировании, как в случае с российской вакциной этого  будет недостаточно для КРИСПР-КАС.


Для экспериментов выбрали два самых агрессивных типа рака - глиобластому, поражающую головной мозг, и метастазирующий рак яичников. Для глиобластомы, например, ожидаемая продолжительность жизни после её обнаружения 15 месяцев.

Но если обработать мышей с таким раком всего один раз системой CRISPR-LNP, то срок их жизни увеличивается вдвое. А выживаемость увеличивается на 30%. Не то, чтобы это гигантские значения.


Замедление старения

Один из факторов, влияющий на старение, это теломеры — концевые участки хромосом, которые укорачиваются с каждым делением клетки, т.к. при копировании ДНК нельзя скопировать ее до самого конца, приходится оставить маленький кусочек. После энного количество делений, называемого пределом Хейфлика, теломер почти не остается, и во избежание мутаций клетка прекращает делиться.


То есть на старение влияет скорость укорачивания теломер, а также наличие в них неправильных структур, так сказать поломок. В некоторых клетках работает фермент теломераза, наращивая теломеры. Это, например, стволовые и раковые клетки. Но и в обычных клетках теломеры иногда удлиняются за время жизни.


Один из способов потенциально продлить жизнь нашли в барокамерах, в которых кислород из воздуха под давлением растворяется в плазме крови и значительно эффективнее переносится по организму. В течение пяти месяцев пожилых людей помещали целых 5 раз в неделю в барокамеры, а затем проводили анализ их крови. Исследовали лимфоциты, моноциты и дендритные клетки, в которых измерялась длина теломер. У разновидности лимфоцитов - Т-хелперов - теломеры удлинились на 21%, а у Б-клеток, с которыми мы уже сегодня сталкивались, максимальное удлинение составило 37%. Количество, отказавшихся от деления клеток уменьшилось.


Зафиксирован рекорд сближения астероида с Землей

Система отслеживания астероидов АТЛАС на Гавайях зафиксировала самый близкий пролет астероида в нашей истории - всего 350 километров от поверхности Земли. 2020 VT4 увидели через 15 часов после максимального сближения, когда он уже передавал Земле приветы и обещал вернуться к 2052 году. Поздние обнаружения это норма, особенно когда объект приближается со стороны Солнца. Для сравнения - орбита МКС находится на высоте 408 км.


Предыдущий рекорд сближения установили тоже в 2020 году, в августе, тогда пролет астероида состоялся на высоте 3000 километров. В общем-то 2020 VT4 даже если бы и столкнулся с Землей, а разминулся он с ней всего на 20 часов, ничего страшного бы не произошло, его размер меньше 10 метров. А Челябинский метеороид был 17 метров.

Показать полностью
60

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон?

Сегодня  мы вспомним всем известное поверье, которое гласит, что лист бумаги нельзя свернуть больше 7 раз. Многие из Вас, особенно в детстве, я уверен, пробовали провернуть этот трюк и всё время сталкивались с непреодолимыми трудностями. Сегодня пришло время решить этот вопрос раз и навсегда! Поехали!


Рекорд по сворачиванию листа бумаги

Сразу хотелось бы сказать, что максимальное количество сворачиваний бумаги - 12, а рекорд принадлежит девушке - Бритни Гэлливан.

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

Однако условия, в которых проводились "складывания" слишком далеки от тех, которые Вы можете воспроизвести в комнате. Например, для своего рекорда Бритни использовала 1200 (!!!) метров специальной туалетной бумаги стоимость 85$ за рулон. Только тогда бумагу удалось сложить пополам 12 раз.

Естественно речь идет о реальном складывании бумаги, которая обладает ненулевой толщиной. Также важно отметить, что не должны допускаться разрывы.
Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

Перед бумагой, девушка успешно сложила 12 раз золотую фольгу, намного меньшей толщины. Основной критерий успешности складывания - точки перегиба должны лежать на одной линии.


Бритни, на 2001 год, бывшая еще школьницей,не только представила практическое решение этой проблемы, но и вывела формулы, достаточно точно отражающие потери бумаги при складывании:

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

В этой формуле W - это ширина бумаги, t - толщина, n - количество складываний. Толщина и ширина, естественно, должны быть выражены в одних величинах. Если выразить n из этой формулы и построить график зависимости от ширины бумаги, получим следующее :

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

0.1 мм - стандартная толщина листа А4. Если подставить вместо х реальный размер листа а4, получится 6-7 складываний.

Вторая функция - для продолговатых листов бумаги

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

L - длина листа бумаги, t - толщина. Решив уравнение как квадратное относительно 2^n,можно построить такой график:

Почему бумагу нельзя свернуть больше 7 раз? А если она стоит 85$ за рулон? Математика, Наука, Интересное, Длиннопост

Если подставить в эту формулу длину туалетной бумаги, равную 1200 метров, то получим как раз те "рекордные" 12 складываний.

В программе "Разрушители легенд" в 2007 году предпринимались попытки разрушить или подтвердить этот миф. Для этого участники шоу сворачивали лист бумаги размером с половину футбольного поля (примерно 50 на 70 м). Без применения укладчика это удалось сделать всего лишь 8 раз, а с применением - 11.

Подводя итоги, скажу, что основной причиной невозможности сложить лист бумаги сколько угодно раз является скорость роста слоев бумаги. В то время, как она растет экспоненциально, возможности по увеличению размеров листа бумаги и затрат на это растут в лучшем случае линейно. Если только представить, что стандартную бумагу можно сложить 51 раз, ёё толщина должна составить несколько сот миллионов километров!

Больше математики в Телеграм - Математика не для всех
Показать полностью 4
153

Криповато

Typostola barbata – паук из семейства Sparassidae. На английском название звучит «Huntsman spider», что буквально переводится как паук-охотник. Все из-за фантастической скорости, которую они развивают, и манеры охоты на жертву.

138

Александр Старцев - Изменение видового состава рыб в Азовском море и реке Дон

Какие рыбы живут в Азовском море и бассейне реки Дон? Как они мигрируют? Как изменяется их видовой состав и численность?

Рассказывает Александр Вениаминович Старцев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Южного Научного Центра РАН, доцент кафедры Технических Средств Аквакультуры ДГТУ.

90

Их вкусы весьма специфичны...

Обнаружены пауки, которые связывают самок перед спариванием.


Самка вида Thanatus fabricii

Их вкусы весьма специфичны... Паук, Членистоногие, Спаривание, Брачные игры, The National Geographic, Животные, Наука, Исследования, Длиннопост

Группа исследователей из Чехии обнаружила, что самцы пауков-филодромидов вида Thanatus fabricii парализуют ядом и связывают своих самок перед спариванием. Ученые считают, что самцы поступают так, чтобы не быть съеденными после спаривания.


Принуждение самок во время спаривания — чрезвычайно редкое поведение у пауков, учитывая физическое превосходство самок, но чешские исследователи обнаружили, что самцы T. fabricii никогда не спаривались, если самка не была укушена и обездвижена.


Для своего исследования авторы собрали самцов и самок Thanatus fabricii на одном из участков в Израиле и поместили их вместе в лабораторные условия, чтобы наблюдать за брачным поведением этого вида.


Ученые выяснили, что самцы сначала кусали самок за ноги, вызывая у самок временный паралич. Самки подтягивали свои ноги близко к телу и становились совершенно неактивными и неподвижными.


«Пауки иногда часами заманивают самок, чтобы ухаживать за ними, но эти парни просто идут и кусаются», — Ленка Сентенска, соавтор исследования из Университета в Брно.


Затем самец садился на самку и быстро окутывал ее ноги и тело паутиной перед тем, как осеменить ее. После завершения спаривания самки в большинстве случаев лежали неподвижно в течение некоторого времени, прежде чем освободиться, разорвав шелковые нити, которыми они были покрыты.


«Иммобилизация самок, которая типична для принудительного совокупления, может быть особенно выгодна, если самцы подвергаются риску нападения и каннибализации со стороны своих партнеров во время ухаживания», — пишут авторы исследования.


Сексуальный каннибализм часто встречается у пауков и других беспозвоночных в тех случаях, когда самки крупнее. Не избежали участи быть съеденными и некоторые самцы T. fabricii.

В 11% случаев попытка самцов спариться заканчивалась неудачей, и самки съедали их перед совокуплением.


Кроме того, исследователи говорят, что, несмотря на очевидную насильственную природу такого брачного поведения, остается неясным, действительно ли самки полностью обездвижены самцами или это бездействие является просто сигналом того, что самки принимают самца и готовы к совокуплению.


Ученые также обнаружили, что временный паралич негативно сказывался на самках. Некоторое время после ухода самцов они менее охотно атаковали предложенных им муравьев и были менее подвижными. Это говорит о том, что принуждение к совокуплению не проходит для них бесследно, хотя и не наносит серьезного вреда.


Источник

Показать полностью
297

Lloth #34

Этот малюсенький пушистый мохнолапый комочек - паучонок из рода Hyptiotes, познакомьтесь:

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Он охотится на комариков, запуская в них себя и паутинную сеть, устроенную наподобие рогатки:

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Дай пауку муху и он будет сыт один день. Научи паука добывать верёвку из задницы и  ̶а̶р̶а̶х̶н̶о̶ф̶о̶б̶ы̶ ̶б̶у̶д̶у̶т̶ ̶с̶с̶а̶т̶ь̶ ̶в̶е̶ч̶н̶о̶ он будет сыт всю жизнь. Но одной сральной верёвочкой сыт не будешь, ещё нужны смекалочка и гибкая, охотничья думалка. Наши сегодняшние пауки не превышают 3-6мм габаритами и специализируются на комарах и мошках, ловить которых непросто - двукрылые пдрсы очень быстрые, хорошо видят паутину, знают как не прилипнуть и даже могут садиться на ловчие сети, дабы отдохнуть, почесать в жопе и потроллить хозяина сети. Главному герою поста это надоело и он решил проблему.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Восьмилапый возводит треугольную или коническую сеть и держа главную нить передними лапками, натягивает её как резинку рогатки, цепляясь задними ножками за подходящую веточку.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Так он часами может держать взведённую ловушку, демонстрируя чудовищную силу лапок. Когда добыча пролетает в зоне поражения, паук отпускает ветку и натянутая сеть выстреливает, захлёстывая мушку на радость охотнику. Во время "выстрела" паучок остаётся в ловчей ловушке, при этом он движется со скоростью 4м/с и испытывает перегрузки в 130g ему можно смело идти в космонавты. Веточку-натяжник арахнид бросает не полностью, а крепит к ней страховочную нить.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Этой же десантной паутинкой паук заново натягивает ловушку, после срабатывания.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Паутинная сеть разрушается после нескольких выстрелов, становится менее уловистой и требует ремонта. Но плюс паутины в том что паучонок всегда может её зохавать, чтобы опять высрать целенькой и невредимой, прямо как кукурузу. Иногда страховачная нить обрывается и пауки могут унестись в свободный полёт.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Hyptiotes встречаются на всех континентах, любят хвойные деревья и умеренный климат. Безопасны для человека и относятся к Uloboridae - единственному семейству пауков не имеющих ядовитых желёз.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Комариков они не убивают ядом, а пакуют в паутинку и впрыскивают в них пищеварительные ферменты, переваривая заживо.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Помимо них есть ещё семейство Theridiosomatidae, некоторые его виды используют похожие рогатки.

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост
Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Конец, благодарю за внимание, добра Вам)

Lloth #34 Паук, Арахнофобия, Паутина, Гифка, Длиннопост

Во славу Ллос!

Показать полностью 16
413

Природа не раз пыталась развить краба. И для этого есть термин – карцинизация

Природа не раз пыталась развить краба. И для этого есть термин – карцинизация Биология, Эволюция, Наука, Краб, Зоология, Зоопарк, Длиннопост

Изменения частей тела от десятиногих с длинным плеоном до краба. Слева: укорочение панциря, посередине: расширение грудины, справа: сокращение и складывание плеона.


Карцинизация является примером конвергентной эволюции, в которой ракообразное превращается в крабоподобную форму из некрабоподобной формы. Термин был введен в эволюционную биологию Л. А. Боррадейлом, который описал его как «одну из многочисленных попыток природы развить краба». Считается, что крабоподобные формы встречались независимо, по крайней мере, пять раз у десятиногих ракообразных, включая фарфоровых крабов, волосатых каменных крабов и кокосовых крабов.


Конвергентная эволюция – это процесс, посредством которого различные виды независимо развивают аналогичные структуры, потому что они должны адаптироваться к аналогичной среде. Из нашей статьи: "Анатомо-физиологические доказательства эволюции"
Природа не раз пыталась развить краба. И для этого есть термин – карцинизация Биология, Эволюция, Наука, Краб, Зоология, Зоопарк, Длиннопост

Виды 3-х родов крабов: Petrolisthes (6 видов) и родственных родов Allopetrolisthes (3 вида) и Liopetrolisthes (2 вида). (A) Allopetrolisthes spinifrons, (B) Petrolisthes tuberculosus, (C) Allopetrolisthes angulosus, (D) Liopetrolisthes mitra, (E) Liopetrolisthes patagonicus, (F) Petrolisthes granulosus, (G) Petrolisthes desmarestii, (H) Petrolisthes tuberculatus, (I) Petrolisthes laevigatus, (J) Petrolisthes violaceus, (K) Allopetrolisthes punctatus.


Наверное, крабовая форма эффективна, поэтому многие ракообразные пытаются ей соответствовать. Тем не менее, ученые предостерегают в исследовании 2017-го года, что нет никаких оснований предполагать, что «эволюционные тенденции» или любая подобная расплывчатая концепция сыграли свою роль. Они пишут, что в результате карцинизации определенные структурные согласованности привели к определенным внутренним анатомическим паттернам, обнаруживаемым у крабоподобных форм.


Источник: https://4everscience.com/2020/10/15/carcinisation/

Показать полностью 1
327

Эстет, однако

Эстет, однако Санкт-Петербург, Литейный мост, Паук, Паутина, Вид из окна

Вот у этого парня действительно лучший вид на Неву из дома))
Литейный мост, Санкт-Петербург.
Снято на Samsung Galaxy A8.

Эстет, однако Санкт-Петербург, Литейный мост, Паук, Паутина, Вид из окна

Вот так перила моста выглядят вообще, ну для тех, кто не был в Питере)

42

Максим Воробьёв, Ярослав Борисов - Электронная микроскопия в научном парке СПБГУ

Как устроен микроскоп? Чем отличаются электронные приборы от своих световых аналогов? Каков процесс и порядок работы с этими аппаратами? Как в работе с такими микроскопами используются тяжёлые металлы? Какие существуют правила пользования данными устройствами?

Рассказывают:

• Ярослав Борисов, сотрудник научного парка СПбГУ, специалист по просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии.

• Максим Воробьёв, сотрудник научного парка СПбГУ, специалист по просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии.

609

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода

В прошлую пятницу многие жилые дома подмосковного города Дубны остались без электричества, воды и отопления. Закрылись некоторые магазины, перестал работать сайт местного Объединенного института ядерных исследований. Дубненский «конец света» не стал сюрпризом для тех, кто обратил внимание на листовки, которые появились в городе накануне. Те предупреждали, что с 10 до 12 часов «будет осуществляться перемещение магнита MPD для проекта NICA от причала на реке Дубна до площадки Лаборатории физики высоких энергий ОИЯИ».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Магнит для детектора MPD в путешествии по Дубне.

Дубненский коллайдер


Коллайдер — это один из типов ускорителей, в котором разогнанные заряженные частицы — электроны, протоны, ионы и так далее — сталкиваются с другими такими же частицами. Коллайдеров в мире много: прямо сейчас работает семь, а самый известный из них — Большой адронный коллайдер — использует в качестве снарядов протоны (на нем проводятся и эксперименты с ионами свинца, но это не основная часть его рабочего времени), и предназначен для поиска новых частиц и «новой физики».


Коллайдер NICA, который уже давно строится в Дубне, будет сталкивать тяжелые ионы и изучать экстремальное состояние вещества — кварк-глюонную плазму. Ее температура и плотность настолько высока, что осколки элементарных частиц, кварки, не «склеиваются» в адроны, частицы привычной для нас материи (глюоны, соответственно, это тот самый «клей», калибровочный бозон, который отвечает за сильное взаимодействие кварков друг с другом).


У кварк-глюонной плазмы, как у любого другого вещества, есть фазовая диаграмма. В случае воды эта диаграмма показывает, как на координатной плоскости «температура — давление» проходят границы между тремя агрегатными состояниями — жидкостью, газом (паром) и твердым состоянием (льдом). На этой плоскости есть критические точки, например, тройная точка воды, где все три ее состояния могут существовать одновременно. Ученые рассчитывают с помощью «Ники» выяснить, как выглядит фазовая диаграмма кварк-глюнной плазмы, и где на ней находятся критические точки.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Фазовая диаграмма адронного вещества. По оси x отложена плотность вещества, по оси y — температура. Источник: nica.jinr.ru


Для того, чтобы получить кварк-глюонную плазму и разобраться в том, что в ней происходит, недостаточно просто столкнуть ионы в коллайдере. Нужно еще собрать данные о результатах этого столкновения. Для этого, помимо ускорителя и источника частиц нужны детекторы в точках столкновения пучков ионов.

Зачем нужен магнит?


В сентябре 120-тонный саркофаг ярко желтого цвета погрузили в порту Генуи на корабль, который отправился в Петербург. 28-го октября его пересадили уже на речной транспорт, и неделю спустя баржа встала на рейд строго на границе между Тверской и Московской областью — на реке Дубна. На следующий день к ней подогнали плавучий кран, тот перегрузил итальянскую посылку с баржи на автомобильный тягач, и тот отправился с берега Дубны в Лабораторию физики высоких энергий. Под эту трехкилометровую поездку пришлось обесточить несколько районов города: саркофагу высотой семь метров надо было проехать под линиями электропередач, которые висели слишком низко — поэтому линию отключили а провода приподняли краном, чтобы пропустить под ними грузовик. Поскольку водоснабжение и вышки сотовой связи тоже нуждаются в электричестве, часть жителей города осталась без воды и связи.


Внутри «коробки», проделавшей этот путь — главный элемент детектора MPD (Multi-Purpose Detector). В центре этого детектора, похожего по форме на гигантскую металлическую бочку, и будут сталкиваться пучки тяжелых ионов. Детектор будет определять массу и скорость всех получившихся при столкновении осколков и новых частиц. А физики, анализируя эти данные, будут реконструировать физические процессы, возникающие при столкновениях. Точно так же данные о столкновениях собирают детекторы Большого адронного коллайдера CMS и ATLAS, которые почти десять лет назад засекли следы рождения бозона Хиггса, существование которого было предсказано за полвека до того.


«Если речь идет о столкновениях ядер [атомов] золота с прицельным параметром (максимальным отклонением от центра), скажем, пять фемтометров, то при каждом столкновении будет рождаться около двух тысяч заряженных частиц. Частота таких столкновений при проектной светимости коллайдера будет около 7 тысяч в секунду, то есть 7 килогерц. Детектор должен каждую из таких частиц зафиксировать, то есть определить, что это за частица, измерить ее траекторию», — объясняет Кекелидзе.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Сборка детектора MPD


Роль главного «чувствительного элемента» в MPD играет камера TPC (Time Projection Chamber — «времяпроекционная камера»). Это тоже бочка — диаметром 2,6 метра и длиной 3,4 метра, которую посередине пересекает «перепонка»-катод, подключенная к источнику высокого напряжения. «Дно» и «крышка» бочки — это аноды. Пространство в бочке заполнено инертным газом (90 процентов аргона и 10 процентов метана). Когда заряженная частица пролетает сквозь него, она ионизирует его и получившиеся электроны начинают дрейфовать к анодам, где их встречают позиционные детекторы, которые определяют не только точку прихода этих электронов, но и время их прихода.




Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Схема TPC-камеры


«Точка определяет позицию X-Y, а время — если знать скорость дрейфа электронов с учетом напряжения — определяется расстоянием вдоль оси этого цилиндра», — говорит Кекелидзе.


Помимо TPC в детекторе есть еще несколько чувствительных элементов: времяпролетная камера (TOF), которая восстанавливает траекторию полета, калориметры, осевые детекторы — все они призваны собрать достаточно данных, чтобы восстановить трехмерную картину разлета «осколков» с помощью дубненского суперкомпьютера «Говорун».


Однако вся эта машинерия будет бесполезной, если не будет выполнено главное условие: в камере детектора должно было постоянное магнитное поле определенной конфигурации. Магнитное поле играет роль той «руководящей и направляющей силы», благодаря которой заряженные частицы летят не в случайных направлениях, а по траекториям, которые определяются их скоростью и массой.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

TPC-камера в процессе сборки


В однородном магнитном поле заряженные частицы летят по криволинейной траектории, поворачивая поперек силовых линий. На этом эффекте построен принцип действия масс-спектрометров: чем круче поворачивает частица в магнитном поле, тем меньше ее масса.


«По радиусу траектории и величине магнитного поля можно однозначно определить импульс частицы. Если вы знаете импульс, вы можете измерить ее массу. Если у вас будет время пролета, оно даст вам скорость. Зная скорость и импульс, вы можете посчитать массу и восстановить всю кинематику миллионов рожденных при столкновении частиц», — говорит Кекелидзе.


Чтобы эта восстановленная картина была достаточно точной, нужно, чтобы магнитное поле было очень, очень однородным. «Перед разработчиками магнита была поставлена задача, чтобы во всем объеме TPC-камеры — 2,6 метра на 3,4 метра — поле было идеально, чтобы силовые линии были точно параллельны оси. Мы потребовали такой однородности, которой еще ни в одном эксперименте я не помню», — говорит ученый. Магнитное поле MPD не слишком велико — 0,5 теслы, максимум — 0,65 теслы. Похожий соленоид детектора CMS рассчитан на поле 4 теслы. Однако здесь самое важное не «сила» магнита, а его «точность».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Конфигурация магнитного поля в детекторе MPD


Отношение поперечной составляющей поля к осевой должно быть не более, чем 3*10⁻⁴ Любое отклонение будет означать, что вся установка будет бесполезна для ученых. Если поле будет неоднородным, у вас будет ошибка измерений параметров, а значит научный результат вы получить не сможете.

Как строили магнит


Итальянская компания ASG Superconductors специализируется на производстве мощных сверхпроводящих магнитов, именно здесь делали значительную часть магнитов как для Большого адронного коллайдера и его детекторов CMS и ATLAS, так и для его предшественника — электрон-позитронного коллайдера LEP.


Магнит для детектора MPD устроен примерно так же, как магнит детектора CMS. Это два вложенных друг в друга цилиндра из нержавеющей стали диаметром 5,4 метра и 4,6 метра. Торцы закрыты фланцами. В пространстве между ними — катушка с намотанным на нее сверхпроводящим кабелем общей длиной 27 километров и массой 6,4 тонны, и трубки системы охлаждения. В пространстве между цилиндрами должен поддерживаться вакуум (10−5 торр — примерно одна десятитысячная доля миллиметра ртутного столба).

Несмотря на сходство с магнитами для Большого адронного коллайдера, магнит для MPD — штучное изделие. По словам Кекелидзе, только для того, чтобы создать инструменты и оснастку для постройки, понадобилось два года. Пришлось повозиться и со сверхпроводящим кабелем. Первоначально планировалось заказать его компании из Бразилии, но кабель был забракован, потом из Америки — тоже не пошел. В конце концов японский вариант подошел. Только работа с кабелем заняла полтора года.


Сверхпроводящий кабель сделан из собственно сверхпроводящего провода (сплав ниобия и титана), и матрицы из сверхчистого алюминия, в которую он внедрен. Для того, чтобы намотать получившийся кабель на катушку, потребовалась построить намоточную машину высотой с трехэтажный дом, — сложное инженерное сооружение, с электромоторами, точной подачей, с контролем намотки. После намотки катушку залили густой жидкостью на базе эпоксидной смолы и запекли в специально построенной печи. Нельзя было допустить, чтобы даже один пузырек воздуха остался в этой смоле. Пришлось бы все делать заново.

Соленоид с системой труб системы охлаждения поместили в вакуумный криостат и примерно год испытывали и проверяли. Затем магнит уложили в специально построенный семиметровый саркофаг, оснащенный датчиками ускорений, и 18 сентября отправили морем из Генуи в Петербург. Всего постройка магнита заняла почти пять лет — переговоры российских физиков с подрядчиками начались еще в 2014 году, а формальный контракт подписан в 2016 году.


Что дальше?


Пока саркофаг будет стоять на специальных опорах в экспериментальном зале детектора MPD. Вскроют его только после того, как в Дубну приедут итальянские специалисты. Те должны будут, в частности, проверить датчики ускорений: нужно убедиться, что в процессе перевозки магнит нигде не «приложили». «Надеюсь, что пандемия не задержит их приезд», — говорит Кекелидзе.


После того, как саркофаг будет вскрыт, криостат установят в железное «ярмо» детектора. Оно собрано пока что лишь наполовину и стоит в экспериментальном зале на рельсах, в стороне от линии, по которой в будущем будет лететь поток тяжелых ионов. Когда коллайдер начнет работать, детектор нужно будет просто подкатить к этой линии.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Сборка ярма детектора MPD

Сложность заключается в том, что точность размещения криостата, точность самого ярма должна быть очень высокой. Несмотря на большие размеры и вес, речь идет о «сотках», то есть точность позиционирования составляет 300-400 микрон. От этого зависит качество магнитного поля.

Потом начнется процедура подключения. «Туда надо вести криогенные линии с гелием, с азотом, коммуникации, и все это надо подключить к большой криогенно-компрессорной станции, которая сейчас еще строится. Это крупнейшая в России криогенно-компрессорная станция по сжижению жидкого гелия наработке жидкого азота. Туда подключаются все силовые линии, источники питания, коммуникации. Мы надеемся, что все это будет закончено где-то к весне», — говорит ученый.

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Криостат с магнитом после установки в ярмо детектора MPD

Когда все линии будут подключены, специалисты начнут тестировать магнит, чтобы убедиться в устойчивости магнитного поля, что все сооружение в целом выдерживает нагрузки. Начнутся измерения магнитного поля. Для этого в ЦЕРНе специально по заказу ОИЯИ изготовили измеритель магнитного поля. Похожий измеритель на базе датчиков Холла использовался для измерения поля на детекторах Большого адронного коллайдера.

По словам Кекелидзе, специально для измерений в Дубну приедут специалисты ЦЕРНа. «Часть из этих ребят из ЦЕРНа уже вышла на пенсию в этом году, мы должны будем извлечь их из пенсионного отдыха во Франции и Швейцарии. Но они сами переживают за нас и готовы помочь, приехать. Месяц-два будем измерять магнитное поле. Когда магнитное поле будет измерено, только тогда закончится наш контракт с итальянцами, потому что они отвечают за параметры магнитного поля, которые там должны быть достигнуты».

Зачем нужен магнит, для доставки которого в Дубну обесточили полгорода Наука, Физика, Исследования, Познавательно, Коллайдер, Интересное, Ученые, Россия, Российские ученые, Гифка, Длиннопост, Дубна, Магнит, Электромагнит, NICA, Детектор, Магнитное поле

Углепластиковая ферма для детектора MPD, желтым показаны гнезда для калориметров

Только после этого сборка детектора продолжится: внутрь криостата будет установлена углепластиковая ферма, которую создают в подмосковном ЦНИИ специального машиностроения. В эту раму будут помещены электронные калориметры, TPC-камера и другие «чувствительные элементы» детектора.

«Мы надеемся, что сборка закончится в середине 2022 года, — говорит Кекелидзе. — Тогда начнется калибровка и тесты, подключится весь компьютинг и онлайн-системы, все кабели, коммуникации. Начнем испытывать это все на космиках (частицах космических лучей) и проводить калибровки с тем, чтобы к концу 2022 года, когда появятся первые пучки, закатить на место и начать набор данных. Такой план».

Источник: https://nplus1.ru/material/2020/11/09/coldmass

Показать полностью 8
143

Наша Земля пульсирует с частотой раз в 26 секунд, и никто не знает почему

Наша планета пульсирует с частотой раз в 26 секунд, и ученые не могут объяснить этот феномен уже больше 60-ти лет.

Наша Земля пульсирует с частотой раз в 26 секунд, и никто не знает почему Наука, Планета Земля, Пульсация, Пульс, Интересное, Неизведанное

В начале 1960-х геолог Джек Оливер впервые зафиксировал это явление, которое получило название «микросейсм». В то время Оливер смог только засечь факт пульсации, но в его распоряжении не было продвинутых инструментов, которыми пользуются современные сейсмологи. С тех пор ученые провели немало времени, наблюдая за этим феноменом, и даже сумели определить точку его происхождения – это место в Гвинейском заливе, которое называется Бухтой Бонни.


Некоторые ученые полагают, что причина этой микропульсации вполне прозаична. Под мировыми океанами находится континентальный шельф, который играет роль гигантского волнолома. Когда волны разбиваются об эту конкретную точку шельфа в Гвинейском заливе – они порождают вибрацию, которую можно уловить приборами.


Но другие сейсмологи указывают, что источник пульсации лежит подозрительно близко к вулкану Сан-Томе, который находится как раз в Бухте Бонни. И вполне может быть генератором микросейсма – такой прецедент уже зафиксирован в Японии. В целом, дебаты о происхождении земного пульса ведутся уже давно, и ученые до сих пор не пришли к окончательному мнению. Как правило – и это правда – сейсмологи заняты более насущными вопросами, которые требуют их внимания, и на решение загадки микросейсма не остается достаточно времени и ресурсов. На сегодняшний день эта тайна остается неразгаданной.

https://techcult-ru.turbopages.org/techcult.ru/s/science/8982-nasha-zemlya-pulsiruet-s-chastotoj-raz-v-26-sekund?promo=navbar&utm_referrer=https://zen.yandex.com

43

Про современную науку

В рецензируемом журнале ScienceDirect появилась статья о том, что амулеты спасают от COVID-19. Эта хрень прошла peer-review. Первым в списке авторов был профессор университета Питтсбурга, который оказался афроамериканцем. Небезразличные решили разбобраться в данной ситуации и отправили ему электронное письмо с вопросом «Действительно ли вы соавтор данной работы?». В ответном письме профессор это подвердил, а потом добавил: «Я не удивлен, что статья вызывает гневный отклик. Очевидно, что идея о том, что чёрный учёный может предложить идею смены парадигмы, оскорбляет многих людей. Я буду с вами предельно откровенен: цвет моей кожи никак не влияет на мой интеллект».


Переписка продолжилась. Не реагируя на беспочвенные обвинения в дискриминации, у профессора попросили доказательства. Тот ответил буквально следующим образом: «Полагаю, что вы не разбираетесь ни в квантовой физике, ни спиновой химии. Прочитайте статью прежде чем делать поспешные выводы. Вы белый мужчина и вы убеждены, что у вас есть привелегия определять, кто может предлагать революционны идеи, однако другие культуры не являются примитивными, а другие народы не являются интеллектуально неполноценными». Продуктивный диалог, не так ли? ScienceDirect принадлежит одному из крупнейших научных издательских домов мира Elsevier. Помните сколько там апокалипсических моделей по коронавирусу было? Но мало кто сомневался в их справедливости, учёные же делали.


Ссылка на источник, где опубликована история: https://t.me/groks


https://retractionwatch.com/2020/10/29/amulets-may-prevent-c...

181

Астрономы обнаружили планету-изгоя, свободно плавающую в космосе

Астрономы обнаружили в Млечном Пути «свободно плавающую» планету, которая немного меньше Земли и не связана гравитацией ни с одной звездой.

via

Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: