Образно говоря, Нобелевскую премию сейчас получили человек денисовский и человек неандертальский. Но это будет уж слишком образно — всё-таки сами по себе денисовцы и неандертальцы никакими научными достижениями не славятся, да и вымерли они давным-давно. Зато они позволяют многое узнать об эволюции человека, и премию дали одному из самых выдающихся исследователей в этой области Сванте Пеэбо (Svante Pääbo) — именно благодаря его работам удалось прочитать геном неандертальца, а список видов Homo пополнился человеком денисовским. Нобелевским лауреатом Пеэбо стал за то, что сумел найти подход к доисторической ДНК, создав тем самым отдельную научную дисциплину — палеогеномику.

Неандертальцы, денисовцы и другие виды людей дошли до нас в виде разрозненных останков. Возраст останков определять давно научились, и, сравнивая их между собой, можно восстановить какие-то этапы человеческой эволюции.

Достаточно давно удалось установить, что человек разумный сформировался в Африке около 300 тыс. лет назад, а человек неандертальский появился около 400 тыс. лет назад в Европе и Передней Азии, и что около 70 тыс. лет назад человек разумный начал расселяться из Африки по другим частям света, встретил неандертальца, и какое-то время оба вида существовали бок о бок.

Какие-то подробности об их сосуществовании оставались неизвестны, хотя гипотезы были разные. Оба человека могли на дух не переносить друг друга, а могли спариваться и давать гибридное и вполне плодовитое потомство — не такое уж редкое явление в дикой природе.

Как мы знаем, человек разумный и человек неандертальский действительно скрещивались, и генетические последствия этого скрещивания достались нам, современным людям. Чтобы найти у нас следы неандертальского генома, нужно было бы проанализировать ДНК из костей неандертальцев. ДНК довольно стойкая молекула, но стойкость её относительна, и если в костях возрастом несколько десятков тысяч лет мы обнаруживаем ДНК, она часто оказывается сильно фрагментированной и модифицированной. Кроме того, её там мало, и она смешана с ДНК бактерий, растений, животных, грибов и т. д.

То есть кусочки доисторической ДНК людей нужно так прочитать (или просеквенировать), чтобы не спутать её с ДНК других живых существ, и чтобы на выходе у нас получился более или менее связный генетический текст, который можно сравнить с геномом современных людей. Именно это и удалось сделать Сванте Пеэбо и его коллегам.

Поначалу всё начиналось с ДНК митохондрий. Она содержит намного меньше генов, чем главная ДНК в клеточном ядре, но зато митохондрий в клетке очень много, и митохондриальная ДНК, соответственно, есть во многих копиях. По митохондриальной ДНК из сорокатысячелетних неандертальских останков удалось понять, что неандертальцы отличаются генетически как от современных людей, так и от шимпанзе.

Зуб денисовского человека

Дальнейшее усовершенствование методов чтения древней ДНК позволило перейти от митохондриальной ДНК к ядерной. К 2010 году Пеэбо с коллегами сумели прочитать неандертальский геном — настолько, чтобы стало возможным подробнее оценить взаимоотношения человека неандертальского и человека разумного. Одним из главных открытий стали те самые следы неандертальской ДНК в геноме современных людей. Её долю оценивают по-разному, но в целом считается, что неандертальской ДНК у нас 1–4% (хотя кто-то говорит и о 20%).

Если от неандертальцев до нас дошли многочисленные и порой весьма сохранные останки, то денисовского человека определили всего лишь по одной фаланге пальца, которую нашли в 2008 г. в Денисовой пещере на Алтае (сейчас останков денисовцев из разных частей света прибавилось, но они пока всё так же немногочисленны). ДНК в фаланге пальца оказалась на удивление сохранной, и, прочтя её, исследователи (то есть тот же Пеэбо с коллегами) поняли, что перед ними новый вид Homo. Денисовцы, как и неандертальцы, тоже «наследили» в геноме современных людей: у выходцев из Меланезии и Юго-Восточной Азии можно найти до 6% денисовской ДНК. Получается, что человек разумный, выйдя из Африки, столкнулся с двумя кузенами: человеком неандертальским в западной части Евразии и человеком денисовским в восточной части Евразии.

Многие из работ Сванте Пеэбо выполнены в теснейшем сотрудничестве с Российской академией наук. Но хотя премию ему вручили за открытия в области эволюции человека, нетрудно понять, что умение целенаправленно анализировать древнюю ДНК может пригодиться в самых разных научных областях.

По материалам Нобелевского комитета

17 октября 1978 года советский ученый Петр Капица получил Нобелевскую премию за работы по физике низких температур. А чем еще он нам запомнился?

Капица — ученик сразу двух ученых, почитаемых за «отцов физики». Первым был Абрам Иоффе, воспитавший первое поколение советских физиков: кроме Капицы у него, например, учились Курчатов, Семенов, Александров. Вторым — Эрнест Резерфорд, среди воспитанников которого 12 (!) нобелевских лауреатов по физике и химии, включая и самого Капицу. К Резерфорду Капица отправился в 1921-м, по рекомендации Иоффе.

Для того чтобы таки стать сотрудником легендарной Кавендишской лаборатории, Капице пришлось Резерфорда убеждать — лорд ссылался на то, что ставок у него для нового сотрудника нет. Как вспоминал потом Капица, диалог их выглядел следующим образом:

— Какую точность Вы считаете приемлемой в своей работе?

— Два-три процента.

— В таком случае один лишний исследователь не будет заметен, он будет поглощен допустимой неточностью опыта.

С этим Резерфорд не смог не согласиться, и молодой физик стал заниматься исследованиями под его началом.

На тот момент передним краем физики было изучение свойств атомов и развитие квантовой механики — магнитные поля в этом играли ключевую роль.

Современные бытовые магниты — скажем, в динамиках или жестких дисках — создают поле около одного тесла. В аппарате для МРТ бывают поля до десяти тесла. Такие магниты уже далеко не просты в обращении: на гаечный ключ вблизи томографа будет действовать сила, достаточная для отрыва от земли груза в центнер!

Портрет Капицы и Николая Семенова кисти Бориса Кустодиева, 1921 год. Будущие нобелевские лауреаты заявили художнику, что они только «пока» не знамениты — и оказались правы

Турбодетандер и подача кислорода

Петр Капица занимался не только и даже не столько чистой физикой, сколько передовыми технологиями. Его возвращение в СССР, кстати, не было добровольным: ученому просто не дали вернуться в Великобританию из короткой поездки в 1934 году, аннулировав его визу (а в то время они были и на выезд из страны). Капицу «приземлили» с расчетом на его участие в прикладных исследованиях.

Физик действительно добился важных результатов, после того как поставил встречное требование советскому правительству и заставил перевезти свою британскую лабораторию со всем оборудованием (а там были инновационные приборы). Работая с низкими температурами, Капица радикально усовершенствовал турбодетандер, устройство для охлаждения газа.

В этом устройстве газ раскручивает турбину и из-за этого остывает, пока не превратится в жидкость. Сжижение — самый удобный и дешевый метод получения кислорода, который конденсируется до азота и других газов. Чистым кислородом продувают печи на сталелитейных заводах, его используют в производстве взрывчатки, как окислитель для ракетных двигателей, в медицине, для сварки и много где еще.

Гипотеза происхождения шаровой молнии

Еще Капица предложил гипотезу происхождения шаровой молнии. Согласно ей, шаровая молния подпитывается энергией за счет внешнего микроволнового излучения, которое каким-то образом возникает во время гроз. Физик отмечал, что источник этого излучения неясен, но, если допустить его наличие, поведение шаровой молнии вполне объяснимо даже в части проникновения плазменного сгустка сквозь оконное стекло или иные тонкие препятствия.

Эту гипотезу, в отличие от многого другого из научного наследия ученого, не удалось ни подтвердить, ни опровергнуть. Теории, объясняющей природу шаровой молнии, нет и по сей день. Редкость явления не позволяет изучить его в природных условиях, а все попытки создать нечто подобное в лаборатории успехом не увенчались. Правда, можно смело отвергнуть предположение, что светящийся объект лишь галлюцинация. На сегодня есть и видеозаписи, и даже данные о спектрах шаровой молнии.

Борьба за коллег и принципиальность

Капица писал, что после вынужденного возвращения в СССР его поначалу недолюбливали. Во-первых, ученый открыто требовал приличных условий для работы: отдельного здания под институт и выкупа британского оборудования. Во-вторых, он этого добивался и получал больше, чем многие другие физики.

Однако спустя некоторое время он получил признание не только как хороший исследователь и грамотный организатор — Капицу стали уважать за стойкость. Когда Льва Ландау арестовали за составление листовок, где Сталин сравнивался с Гитлером (!), Капица добился освобождения ученого под свою ответственность. В разгар репрессий это был крайне рискованный шаг, но ни Капицу, ни большинство его сотрудников НКВД не трогало.

Капица вел переписку с иностранными коллегами и обращался к руководителям страны вплоть до самого Иосифа Сталина, указывая, как стоит развивать науку и технологии. В 1946 году он ушел из атомного проекта и попал в опалу до самой смерти Сталина и ареста Берии, но опять-таки не был арестован или убит.

В Институте физических проблем Капица, будучи директором и основателем, пошел против советских принципов хозяйствования. Чтобы разделаться с грязью, он уволил двух дворников и втрое поднял оклад оставшемуся.

Источник Чердак

Смотрите также:

О жизни, работе и нелепой смерти Александра Фридмана