Вроде с периметром прямоугольника всё просто - перемножили стороны - получили площадь. Ладно, берём круг - снова перемножили - и получили однозначное отношение периметра к площади.
Всё енто хорошо, пока в дело не вступает фрактальная геометрия. Там появляются дробные размерности. Вроде чего проще: точка - нулевая размерность, линия - одна размерность, плоскость - две размерности.
И вот, в достаточно древние времена, один шведский математик по фамилии Кох, (не путать с немцем - Кохом, который научился культивировать сибирскую язву.) в 1904м году решился поиграть в рекурсию с линейкой и угольником.
Однако он оказался достаточно вумный и описал свои фигурки математически.
Фишка в том, что периметр данной фигуры, строящейся рекурсивно, замкнутой (к сожалению не дифференцируемой, т.к. состоит исключительно из вершин пиков, т.е. функция не гладкая => не имеет производных) бесконечен.
А вот площадь кривой Коха конечна.
Вот я Вам мозги в тяпницу запудрил - наслаждайтесь наглядной и красивой геометрией:
Везёт же фантастам. Они могут спокойно придумывать всё что угодно лишь частично опираясь на научные данные. То же самое и в компьютерных играх
Силикоид, любит жрать камни.
Но прежде чем озадачится возможностью кремниевой жизни - стоит разобраться с самим понятием жизнь. Не буду философствовать, а посмотрю на енто с точки зрения биохимии.
Во первых жизнь должна самовоспроизводиться. Т.е. некая хрень должна уметь размножаться при подходящих условиях и ингредиентах. Явление это называется автокатализом - некая молекула является катализатором для синтеза самой себя. Например ДНК самовоспроизводится благодаря сложнейшей структуре под названием клетка. Вирусы - много копий было сломано в спорах жизнь это или нет - по критерию самовоспроизводства - да, жизнь. Сам по себе вирус ни на что не способен, но стоит ему попасть внутрь клетки - тут же начинается паразитический образ жизни, вирус, пользуясь ресурсами клетки начинает своё воспроизводство.
Во вторых - структура таких молекул должна быть очень сложной, что бы при самокопировании происходили случайные ошибки. Да-да, те самые мутации, которые позволяют развиваться в более выносливые и сложные системы. Без мутаций появление клетки было бы невозможно.
В третьих должны существовать достаточно сложные кирпичики из которых можно было бы природе склепать структуру, удовлетворяющую первым двум требованиям. В космическом пространстве обнаружено достаточно много различных "кирпичиков" для углеродной жизни, начиная от оснований кислот и заканчивая целыми аминокислотами (глицин там обнаружили).
А что там с нашим Silicium`ом и почему фантасты обратили на него внимание? Всё дело в том, что он находится в той же группе, что и углерод, обладает схожими химическими свойствами. Схожими, но не совсем, и это является проблемой.
Кремниевая и разумная Хорта из "Звёздного пути". Да, стартрековцы решили отойти от резиновых костюмов и морд.
Силаны - аналоги углеводородов, но т.к. ядро тяжелее, внешние электроны находятся на более высоких орбитах то химические связи у них намного слабее чем у углеводородов, как между атомами кремния, так и между атомами кремний-водород. Это одна из засад. Дело в том, что благодаря эволюции звёзд кислорода получается в космосе больше чем кремния, и соответственно практически весь кремний связан кислородом. А это те самые силикаты, которые имеют большую температуру плавления. При обычных (схожих с земными условиями, даже с условиями Венеры) силикаты инертны и тверды как камень. Получить что либо вроде силикатного клея в природных условиях непросто - нужны сильные щёлочи, которые сложно найти в свободном виде и достаточно высокие температуры, при которых тут же найдётся множество желающих (то же железо) прореагировать с этими щелочами. И так, в обычных условиях образование сложных органических молекул на базе кремния практически невозможно.
Теперь займёмся экзотикой. Для проведения хим. реакций нужен растворитель, что бы прошла диссоциация коплексной молекулы на ионы и катионы. Вспоминаем, что основа нашей жизни - вода, в которой как раз и происходит эта самая магия диссоциации. Но для кремния вода как мёртвому припарка, надо что-то посильнее и погорячее. Ладно, в космосе множество планет, где сам кремний и его оксиды могут находиться в жидком состоянии, но при таких температурах (кремний плавится примерно при 1400 °C) вода разлагается на водород и кислород, сероводород редок как и кислоты на основе серы. Галогенов так же мало в природе. Так что же может создать условия для протекания сложных хим. реакций на основе кремния? А ничего. Могут конечно образоваться достаточно сложные кремнийорганические молекулы, но они нестабильны, будут очень редки и "кремнийорганического супа" не получится. Можно опуститься на уровень жидкого ядра газовых гигантов - там и водород, и метан есть, но для протекания реакций нужен сильный окислитель... Ага, окислитель и водородная среда - до кремния дело опять же не дойдёт.
Таким образом получается, что не видать нам кремнийорганической жизни даже на уровне клеток.
Сегодня в 20:13 по московскому времени со стартового комплекса 31-й площадки космодрома Байконур специалисты предприятий Госкорпорации «Роскосмос» выполнили пуск ракеты-носителя «Союз-2.1б» с космическим аппаратом «Бион-М» № 2.
Фоточка со старта
На борту аппарата 75 мышей, мухи Дрозофилы, самые различные растения, мхи, семена и даже растения, выращенные и из семян, которые уже летали в космос.
Орбиту сделали полярной (аппарат будет пролетать над полюсами земли). По оценкам специалистов, уровень космической радиации над полюсами Земли на 30% превышает этот показатель на орбите, по которой летает Международная космическая станция.
Упаковываем «Бион-М» №2 в обтекатель
«Бион-М» № 2 - продолжение исследований, направленных на изучение воздействия радиации, невесомости и пр. факторов на живые организмы. «Бион-М» последний раз летал в 2013м году, а сама программа таких исследований длится больше 50 лет.
Ученые обнаружили тревожную связь между климатическими явлениями и домашним насилием. В исследовании 42 стран с низким и средним доходом засуха любой продолжительности повышала риск семейного насилия против женщин, причем наиболее сильная связь наблюдалась при годичной засухе. Учитывая рост экстремальных климатических явлений, потребность в программах предотвращения домашнего насилия становится крайне острой.
Исследователи проанализировали данные о домашнем насилии против женщин за 2003-2020 годы из Демографических и медицинских обследований. Засуху измеряли с помощью стандартизированного индекса осадков и эвапотранспирации в масштабе от 1 до 12 месяцев с разрешением около 9 километров. Экстремально жаркими считались дни со средней температурой выше 90-го, 92,5-го, 95-го или 97,5-го процентиля местного распределения температур за тот же период.
Процентиль — это статистический показатель, который показывает, какой процент всех значений в выборке находится ниже определенной точки.
В данном исследовании ученые использовали процентили для определения экстремально жаркой погоды:
90-й процентиль означает, что данная температура выше, чем 90% всех зафиксированных температур в этом регионе за исследуемый период. Иными словами, только 10% дней были жарче этого показателя.
95-й процентиль — температура выше, чем 95% всех исторических значений. Только 5% дней были жарче.
97,5-й процентиль — температура выше, чем 97,5% исторических данных. Лишь 2,5% дней были жарче.
Общая распространенность насилия составила 28,3%, эмоционального — 18,3%, физического — 19,4%, сексуального — 7,4%. При разделении засухи по степени тяжести самая сильная связь с насилием обнаружилась при умеренной засухе в годичном масштабе и при сильной засухе в трехмесячном масштабе. При анализе по типам насилия наиболее сильная связь выявилась с эмоциональным насилием в месячном масштабе и с физическим насилием в годичном масштабе.
По сравнению с обычными месяцами, в засушливые месяцы связь с экстремальной жарой была значительно сильнее, когда жару определяли как превышение 90-го, 92,5-го или 95-го процентиля распределения температур, что указывает на то, что засуха и жара действуют совместно, усиливая воздействие друг друга на семейные отношения.
Механизм воздействия климатических явлений на домашнее насилие сложен. Продовольственная нестабильность из-за скудных урожаев или потери скота во время экстремальных погодных явлений вызывает чувство незащищенности, тревоги и стресса у мужчин, которые больше не могут обеспечивать семью. Когда засухи, обезлесение и наводнения уничтожают близлежащие источники воды и топлива, женщины и дети вынуждены идти дальше за этими необходимыми ресурсами, что увеличивает их риск подвергнуться сексуальному и физическому насилию.
Вероятность сообщения о насилии была на 25% выше в регионах с экстремальными погодными явлениями в Уганде, на 38% выше в Зимбабве и на 91% выше в Мозамбике. Экстремальные погодные условия также ставят женщин и девочек в более уязвимое положение и часто приводят к росту насилия против женщин и девочек, включая семейное насилие.
Результаты исследования подчеркивают необходимость включения климатических факторов в программы предотвращения домашнего насилия. Воздействие изменения климата имеет гендерную окраску — женщины и девочки непропорционально сильно страдают от утраты биоразнообразия, загрязнения и стихийных бедствий. Гендерное неравенство, унаследованное от исторических социально-экономических процессов развития и укоренившихся социальных норм, является главным фактором, усугубляющим уязвимость к последствиям изменения климата.
Исследование университета Шарите, опубликованное в журнале Nature, раскрывает основные процессы в мозге мух
20 августа 2025
Мухи тоже нуждаются во сне. Но им нужно сохранять способность реагировать на опасности, не отключаясь полностью от внешнего мира. Исследователи из Шарите — Медицинского университета Берлина раскрыли механизм работы мозга в таком состоянии. Как они описывают в журнале Nature, мозг мух ритмично фильтрует зрительную информацию во время сна — поэтому сильные зрительные стимулы по-прежнему могут разбудить животное.
Периоды отдыха и сна жизненно важны — вероятно, для всех животных. "Сон нужен для физического восстановления, а у людей и многих животных он также играет основную роль в формировании памяти", — объясняет профессор Дэвид Освальд, ученый из Института нейрофизиологии Шарите и руководитель недавно опубликованного исследования. Ранее было непонятно, как организм может снижать чувствительность к внешним сигналам для восстановления, но при этом сохранять готовность к реагированию на угрозы.
Команда под руководством Дэвида Освальда исследовала этот вопрос, используя модельный организм — дрозофилу. Благодаря своим небольшим мозгам двухмиллиметровые насекомые, широко известные как плодовые мушки, очень хорошо подходят для изучения нервных процессов. "Мы обнаружили, что мозг мух тонко настраивает возбуждающие и тормозные сети во время сна", — говорит Дэвид Освальд. "Получается фильтр, который эффективно подавляет зрительные стимулы, при этом особенно сильные стимулы могут пройти через него. Состояние можно сравнить с приоткрытым окном: сквозняк, то есть передача стимулов, прерывается, но сильный порыв ветра может толкнуть окно и открыть его, и точно так же сильный стимул может разбудить животное".
Согласно исследованию, мухи устают вечером после долгого периода бодрствования и в соответствии с ритмом внутренних часов: в двух разных мозговых сетях появляются медленные, синхронные электрические волны — так называемые медленные волны, — которые соединяют зрительные стимулы с областями мозга, нужными для навигации — одна активирует, а другая тормозит реакцию на зрительные стимулы. "Если обе сети активны одновременно, тормозная сеть побеждает, и обработка стимулов блокируется", — объясняет доктор Давиде Ракульга, первый автор исследования из Института нейрофизиологии Шарите. "Так муха мягко отключается от окружающей среды и может заснуть".
Однако чтобы проснуться, нужно пробить этот фильтр сна. "Мы полагаем, что это обеспечивается ритмическими колебаниями электрических волн", — заявляет Давиде Ракульга. Медленные волны возникают из-за того, что электрическое напряжение нервных клеток колеблется вверх и вниз раз в секунду. "Возможно, что когда напряжение высокое, есть короткий период времени, в течение которого информация может пройти через фильтр сна", — добавляет доктор Ракель Суарес-Гримальт, также первый автор исследования. Она проводила работу в Институте нейрофизиологии Шарите и теперь работает в Свободном университете Берлина. "В течение этого периода сильные зрительные стимулы могли преодолеть слабое доминирование тормозной мозговой сети, в некотором смысле открывая окно, чтобы муха отреагировала".
Согласно исследователям, медленные волны создают окна, через которые интенсивные стимулы могли разбудить спящую муху. Сон у людей также отличается медленными волнами. Возможно ли, что наш мозг балансирует периоды отдыха и внимания по тому же принципу? "У людей мы знаем о структуре мозга, которая фильтрует информацию от стимулов и участвует в формировании колебательной активности — это таламус", — говорит Дэвид Освальд. "Следовательно, здесь могут быть параллели с процессами в мозге мух, поэтому это может отражать универсальный принцип сна. Однако для доказательства потребуются дальнейшие исследования".
Термины:
Медленные волны сна — медленный сон, глубокий восстановительный сон
Тормозная сеть — тормозящие нейроны, выделяющие тормозные нейромедиаторы (например, ГАМК, глицин)
Возбуждающая сеть — возбуждающие нейроны, передающие стимулирующие сигналы
Таламус — область головного мозга, отвечающая за передачу сенсорной и двигательной информации от органов чувств к коре больших полушарий
Зрительные стимулы — визуальная информация, воспринимаемая органами зрения
Красный список МСОП (Международного союза охраны природы) крайне слабо представлен беспозвоночными, включая насекомых. Лишь 1,2% от миллиона описанных видов насекомых прошли оценку риска вымирания, что серьезно ограничивает возможности оценки биоразнообразия и принятия природоохранных мер. Более обширные наборы данных и новые статистические методы могли бы расширить охват классификации риска исчезновения.
Красный список МСОП — самый полный в мире источник информации о глобальном природоохранном статусе — в основном состоит из более известных позвоночных животных: млекопитающих и птиц. Ученые считают ситуацию тревожной, поскольку Красный список определяет природоохранные меры и приоритеты.
Исследователи из университетов Хельсинки и Стокгольма, Шведского университета сельскохозяйственных наук и Шведского музея естественной истории изучили способы расширения охвата классификации природоохранного статуса на беспозвоночных. Ученые использовали один из крупнейших в мире наборов данных по членистоногим, включающий более 33 000 видов.
Выяснилось, что попытки классификации редких видов насекомых традиционными методами связаны с большим риском неправильной классификации — обнаружить даже серьезное сокращение численности вида крайне сложно.
"Насекомых трудно наблюдать, и большинство из них редки. В результате по большинству видов насекомых собрано лишь ограниченное количество данных, что затрудняет определение стабильности популяций или риска их сокращения. Существующие методы оценки природоохранного статуса плохо подходят для них", — отмечает профессор Томас Рослин из факультета биологических и экологических наук Университета Хельсинки.
Рослин объясняет, что без обновления методов анализа даже самые амбициозные проекты наблюдений позволят провести оценку вымирания лишь для малой части всех видов.
Исследователи предлагают три альтернативных способа улучшения классификации с помощью новых статистических методов. Хотя данные по каждому редкому виду ограничены, анализы можно усилить, объединяя данные по разным видам. Кроме того, оценки могут проводиться на уровне сходных видов, а не индивидуально. Третий вариант — направить оценку риска вымирания на сообщества видов и местообитания.
"Статистические методы экологии сообществ сделали огромный рывок за последние 10-15 лет, открывая новые возможности для оценки рисков вымирания. Последствия оказались особенно заметными для насекомых, у большинства которых отсутствуют какие-либо оценки риска вымирания", — говорит профессор Ярно Ванхатало из факультетов биологических и экологических наук и естественных наук Университета Хельсинки.
Насекомые играют важную роль — опыляют растения, участвуют в круговороте питательных веществ и служат пищей другим группам организмов. Они также представляют самых многочисленных и разнообразных животных на планете, составляя 75-90% всех известных видов животных. Количество неизвестных видов гораздо больше: около 80% видов насекомых остаются неописанными.
Бородатые агамы помогают объяснить механизмы определения пола у рептилий
18 августа 2025
Опубликованы результаты двух независимых исследований, представляющих практически полные референсные геномы центральной бородатой агамы (Pogona vitticeps) — широко распространенного вида агамидовых из центрально-восточной Австралии, популярного как домашний питомец в Европе, Азии и Северной Америке. Пол взрослых особей зависит не только от генетических факторов, но и от температуры в гнезде — необычная особенность среди животных. Долгое время агамы служили удобной моделью для изучения биологических основ определения пола. Благодаря значительному прогрессу в геномике удалось обнаружить область генома и потенциальный главный ген, отвечающий за развитие по мужскому типу.
Независимая проверка результатов двумя группами исследователей с использованием разных подходов значительно повышает достоверность находки.
У бородатых агам действует необычная система определения пола под влиянием генетических и средовых факторов, в частности температуры. В отличие от большинства животных, где пол определяется исключительно хромосомами, у агам высокие температуры инкубации могут изменить пол с мужского на женский. Ящерица с мужскими хромосомами способна развиться в репродуктивно активную самку при достаточно высокой температуре инкубации яйца.
Как у птиц и многих рептилий, агамы обладают системой половых хромосом ZZ/ZW: самки несут пару различающихся хромосом ZW, самцы — две одинаковые хромосомы ZZ. Определение пола дополнительно усложняется способностью генотипических самцов ZZ превращаться в фенотипических самок при высоких температурах инкубации без участия W-хромосомы или связанных с ней генов.
Новая технология ультрадлинного нанопорового секвенирования позволяет создавать сборки половых хромосом от теломеры до теломеры (T2T) и выявлять нерекомбинирующие участки. Таким образом сужается круг генов-кандидатов, определяющих пол у видов с хромосомным механизмом. Технология лучше разделяет материнские и отцовские части генома, что упрощает сравнение последовательностей Z и W хромосом для оценки возможных функциональных различий ключевых генов пола.
Первую работу выполнили исследователи из BGI, Китайской академии наук и Чжэцзянского университета, применив короткие риды DNBSEQ в сочетании с длинными ридами нового нанопорового секвенатора CycloneSEQ. Геном стал первым животным геномом, опубликованным с использованием данной технологии.
Создание второго генома возглавили исследователи Университета Канберры при финансировании Bioplatforms Australia, Австралийского исследовательского совета и PacBio Singapore. В анализах участвовали специалисты Австралийского национального университета, Института медицинских исследований Гарван, Университета Нового Южного Уэльса, CSIRO и Автономного университета Барселоны. Сборка основана на технологиях PacBio HiFi, ультрадлинных ридах ONT и Hi-C секвенировании.
Публикация референсных геномов на базе двух разных технологий впервые позволяет напрямую сравнить возможности ONT и CycloneSEQ. Технологии дополняют друг друга разными подходами к изучению определения пола. Первый геном получен от самца ZZ для полной характеристики Z-хромосомы, второй — от самки ZW.
Новый нанопоровый секвенатор позволил восстановить около 124 миллионов пар оснований ранее неописанных последовательностей (почти 7% генома), включая многочисленные гены и регуляторные элементы, важные для понимания сложной системы определения пола.
Оба проекта создали высококачественные сборки генома размером 1,75 Гбп, содержащие все теломеры кроме одной. Лишь несколько пробелов остались в микрохромосомах. Специфичные половые хромосомы Z и W собраны в отдельные скаффолды. На 16-й хромосоме обнаружен "псевдоаутосомный регион" (PAR), где половые хромосомы конъюгируют (спариваются) и рекомбинируют.
При секвенировании самца команда BGI искала гены, специфичные для Z-хромосомы, но отсутствующие на W-хромосоме. Сильными кандидатами на роль генов определения пола стали Amh и Amhr2 (ген антимюллерова гормона и его рецептор), а также Bmpr1a. Секвенирование самки австралийской командой указало на тот же кандидатный регион определения пола (SDR) и подтвердило роль Amh и Amhr2.
Анализ экспрессии на разных стадиях развития выявил значительное преобладание Amh у самцов, что делает его наиболее вероятным главным геном определения пола. Дифференциальная экспрессия связанного с полом гена Nr5a1 в псевдоаутосомном регионе указывает на более сложную картину. Nr5a1 кодирует фактор транскрипции с сайтами связывания в промоторной области Amh.
В отличие от многих рыб, использующих Amh-подобные гены для определения пола, у агам аутосомные копии Amh и его рецепторного гена Amhr2 сохраняют целостность и функциональность. Возможно, пол определяется взаимодействием генов половых хромосом при участии аутосомных копий.
Главное достижение — открытие генетических элементов, центральных для мужской половой дифференцировки позвоночных, на половых хромосомах. Гены Amh и кодирующий его рецептор AMHR2 скопированы в нерекомбинирующую область Z-хромосомы, что делает их очевидными кандидатами на роль главного гена определения пола через дозозависимый механизм. Открытие ускользало от исследователей долгие годы.
Ни у одного вида рептилий пока не обнаружен главный ген определения пола, подобный Sry у млекопитающих или Dmrt1 у птиц. Работа представляет четкого кандидата — Amh, присутствующий в двойной дозе у самцов ZZ и одинарной дозе у самок ZW.
Артур Жорж из Университета Канберры, старший автор второй статьи, отмечает значимость работы:
"Ожидаем ускорения исследований в других областях благодаря новым сборкам: развитие черепа, мозга, поведенческие исследования, взаимодействия ген-ген и ген-среда в сравнительных исследованиях определения пола позвоночных. Многие области получат хорошо изученную модель чешуйчатых для сравнения с традиционными модельными видами — мышью, человеком или птицей."
"Меня постоянно поражает скорость прогресса китайской науки. За немного лет BGI и партнерские компании разработали технологии секвенирования с результатами не хуже конкурентов, но превосходящие по производительности и экономической эффективности. Сборки генома служат свидетельством такого уровня достижений."
Цие Ли из BGI, старший автор первой статьи, объясняет выбор подхода: "Работу над геномом бородатой агамы начали в прошлом году как первый животный геном для нового секвенатора — в Год Дракона в Китае. Беспристрастные длинные риды секвенатора CycloneSEQ позволили легко получить высококонтигуальную сборку генома и разрешить высокоповторяющиеся участки с высоким содержанием гуанина-цитозина, традиционно сложные для сборки. Два референсных генома от особей разного пола, созданные разными технологиями, действительно дополняют друг друга. Радует, что оба генома указывают на ключевую роль сигналинга AMH в определении пола. Но как возникли половые хромосомы? Дополнительные высококачественные геномы родственных видов прояснят эволюционное происхождение системы ZW и завершат картину."
Обнаружение одних и тех же ключевых генов-кандидатов двумя независимыми проектами значительно повышает достоверность результатов. Открытое распространение всех данных позволяет другим исследователям развивать работу, особенно учитывая неполное понимание роли некоторых факторов транскрипции, связанных с определением пола. Создание двух высококачественных сборок генома представляет значительный прогресс в понимании механизмов определения пола у агам.
Протон- это одна из базовых частиц материи,которую традиционно представляют как комбинацию трёх кварков. Но современная физика показала, что картина куда более сложная. Внутри протона происходят разные процессы, порождающие необычные структуры.
Мы уже беседовали на тему того, что современная наука сделала огромный шаг от того, что протон был простым "мячиком", до сложной системы квантового уровня, которая, вероятнее всего, должна описываться как процесс, а не частица.
Стоит ли при этом удивляться, что у протона обнаружилисьтак называемые "экзотические состояния". Давайте разбираться что это вообще такое и почему оно чрезвычайно интересно для науки?
Начнём с самых основ. Классическая модель протона - этотри кварка, удерживаемые вместе сильным взаимодействием. Но в реальности внутри постоянно возникают и исчезают частицы, образуя временные и сложные конфигурации. Многие из них отличаются от той единственной конфигурации, которые мы привыкли видеть в учебниках.
Учёные называют такие структуры экзотическими, потому что они выходят за рамки привычного трёхкваркового состава.
Парадоксально тут и другое - сама стабильность протона и его якобы неспособность распадаться описывается через удачную кварковую конфигурацию. При этом мы уже обсуждали, что одиночных кварков ученым наблюдать пока не приходилось и многие описывают через это и стабильные состояния.
Итак, экзотическое состояние - это всё тот же протон, но с другим количеством кварков внутри или включающий в состав глюоны, проявляющие свойства. Среди экзотических состояний особенно ярко выделяются:
Пентакварки- частицы, содержащие четыре кварка и один антикварк.
Тетракварки- комбинации из двух кварков и двух антикварков.
Гибридные протоны- это действительно адроны, в которых глюоны внутри не просто «скрепляют» кварки, а участвуют как отдельные активные компоненты, добавляя новые свойства частице.
Эти экзотические частицы долгое время были лишь теоретическими предсказаниями. Но лишь в последние годы учёным удалось обнаружить их в экспериментах.
Как объяснить их существование? Вопрос хороший. Пожалуй пока лишь тем, что мы не понимаем реальное устройство протона.
Внутри протона постоянно появляются и исчезают пары кварков и антикварков (виртуальные частицы). Это похоже на бурлящий океан из частиц и полей, которые не статичны, а постоянно меняются. Такие процессы позволяют формироваться временным экзотическим состояниям, например, пентакваркам (четыре кварка и один антикварк). Эти состояния могут быть короткоживущими, но достаточно стабильными, чтобы их можно было обнаружить в экспериментах.
При столкновениях частиц (например, в коллайдерах) протон может перейти в возбужденное состояние, где кварки и глюоны находятся в необычной конфигурации. Эти возбуждённые состояния часто проявляются как новые частицы - резонансы с определённой массой и временем жизни. Некоторые из них соответствуют экзотическим конфигурациям, которые не вписываются в классическую схему «три кварка». Похоже из этого супа частиц всё и начинается.
Существование экзотических состояний протонов предсказывали различные модели КХД и кварковые модели. Теперь это стало реальностью.
Свойства экзотических состояний
Экзотические состояния протона обычноимеют большую массупо сравнению с обычным протоном, поскольку внутри них присутствует большее количество кварков и глюонов, а также интенсивные взаимодействия между ними создают дополнительную энергию.
Подобные конфигурации нестабильны и существуют очень короткое время.
В экзотических состояниях могут возникать необычные спины, изоспины и другие квантовые характеристики, которые не встречаются у стандартного протона. Такие состояния могут по-разному взаимодействовать с фотонами, мезонами и другими адронами. Иногда их взаимодействие ведёт к появлению новых каналов распада или особых реакций, не характерных для обычных протонов.
Экзотические конфигурации изменяют внутреннее распределение электрического заряда и магнитного момента протона, что может проявляться в измерениях формы и структуры протона при высоких энергиях.
Почему решили, что это всё ещё протоны?
Коллайдер
Логичный вопрос, что если кварковый состав отличается, то почему всё это ещё протон? Это не так-то и сложно. Когда учёные обнаруживают новые частицы или необычные состояния в эксперименте, они анализируют:
Массу частицы (энергию)
Время жизни
Спин и другие квантовые числа
Продукты распада
Протоны очень хорошо изученные частицы, и их масса и свойства известны с высокой точностью.
Когда в экспериментах видят частицу с массой и квантовыми числами, близкими к протону, и при этом с необычными дополнительными признаками (например, наличием пентакваркового компонента), это даёт основание назвать её «экзотическим состоянием протона».
Также эксперименты используют разные методы, чтобы «заглянуть внутрь» адронов - например, рассеяние электронов на протонах или столкновения в коллайдерах. На основе данных о поведении и взаимодействиях частиц делают выводы о том, что это именно протон (или его экзотическое состояние), а не какая-то другая частица.
Зачем нам это?
Изучение экзотических состояний помогает глубжепонять природу сильного взаимодействия- одной из фундаментальных сил, связывающей кварки. Также эти открытия расширяют наше представление о возможных формах материи и сложностях, скрывающихся в микромире.
Картинка на обложку
Кроме того, внутри самого протона могут существовать короткоживущие экзотические конфигурации, которые влияют на его физические свойства - например, массу и спин. Это можно применять на практике для изменения параметров протона.
В 2015 году учёные на Большом адронном коллайдере обнаружили частицы с пятью кварками - пентакварки. Этот экспериментальный успех подтвердил, что квантовый мир намного богаче и разнообразнее, чем казалось ранее.
Экономические системы,
подобно биологическим организмам, проходят через этапы эволюции, адаптируясь к
изменениям в технологиях, ресурсах и общественных потребностях. Конкуренция
между различными экономическими моделями и подходами напоминает борьбу за выживание
в природе, где выживают наиболее приспособленные.
Кроме того, процессы
самоорганизации и эмерджентных свойств в экономике схожи с биологическими
системами, где сложные структуры и поведение возникают из взаимодействия более
простых элементов. Этот процесс характеризуется нелинейным развитием,
включающим периоды роста, стабильности и регресса.
Технологические
изменения играют ключевую роль в эволюции экономических систем. Инновации могут
приводить к разрушению устаревших моделей и созданию новых, более эффективных
структур, однако такие трансформации могут сопровождаться социальными вызовами,
включая изменение структуры занятости.
Экономические системы
проходят через различные стадии развития, от традиционной экономики к
индустриальной и постиндустриальной. Каждый переход сопровождается структурными
изменениями, требующими адаптации и инноваций. Технологические революции, такие
как индустриализация или цифровизация, приводят к глубоким изменениям в
экономических системах. Они создают новые отрасли, трансформируют существующие
и могут вызывать социальные и экономические потрясения.
Например, переход от
римских латифундий к феодальному наделу и последующее использование рабства на
американских хлопковых плантациях иллюстрируют, как социально-экономические системы
эволюционируют под влиянием конкретных исторических, технологических и
географических условий. Основным фактором, определяющим эффективность той или
иной системы, является производительность труда, однако её влияние тесно
связано с доступностью рабочей силы, уровнем технологии и особенностями
социальных структур.
Фазы эволюции экономических систем и происходящие при них процессы
Римские латифундии
представляли собой крупные землевладения, где основной труд выполняли рабы. В
ранние века Римской Империи эта модель была эффективной благодаря стабильному
притоку рабов из завоеванных территорий и относительно низким затратам на их
содержание. Однако со временем Рим столкнулся с кризисом рабовладельческой
экономики. Уменьшение числа завоевательных войн привело к сокращению рабов, а
содержание больших латифундий стало невыгодным. Одновременно усиливались
социальные и политические изменения, которые способствовали переходу к
феодальной системе. Маленькие феодальные наделы оказались более эффективными,
поскольку зависимые крестьяне (сервы) были мотивированы заботиться о земле в
обмен на защиту и проживание. Эта система обеспечивала устойчивость и
производительность в условиях низкого уровня технологий.
На американских
хлопковых плантациях ситуация была иной. В XIX веке рабство в южных штатах США
оказалось экономически целесообразным благодаря высокой стоимости хлопка на
мировых рынках и способности рабовладельческих хозяйств организовать
крупномасштабное производство. В данном контексте рабский труд был более
выгоден, чем мелкое хозяйство, из-за низкой стоимости рабочей силы и
возможности централизованного управления большими территориями. Сокращения
количества рабов не наблюдалось как минимум до отмены рабства в США в 1865
году. Эта модель существовала благодаря отсутствию сильного государственного
вмешательства в защиту прав работников и глобальному спросу на хлопок.
Сравнение этих двух случаев
показывает, что эффективность экономических систем определяется не только
производительностью труда, но и сочетанием факторов, таких как доступность
рабочей силы, состояние технологий, структура рынков и социально-политические
институты. Переход от одной модели к другой происходит, когда существующая
система больше не соответствует изменившимся условиям и становится менее
эффективной по сравнению с альтернативами.
Теперь рассмотрим
основные аспекты эволюции феодализма в капитализм. Этот переход был сложным
процессом, который охватывал несколько столетий и включал множество факторов. В
основе этого процесса лежали изменения в экономической структуре общества,
социальные сдвиги и технологические инновации.
Феодализм начал
ослабевать под воздействием нескольких ключевых факторов: рост товарного
производства, развитие городов, разложение крепостничества и социальные
конфликты [2]. С развитием торговли и ремесел постепенно увеличивалось
количество товаров, производимых на продажу, а не для собственного потребления.
Это способствовало формированию рынка и появлению буржуазии - класса торговцев
и предпринимателей. Города становились центрами торговли и промышленности,
привлекая крестьян, которые искали новые возможности заработка.
Городские жители часто
освобождались от феодальных повинностей, что создавало условия для развития
новых форм хозяйствования. Крестьяне все чаще стремились освободиться от
зависимости от помещиков, что приводило к массовым восстаниям и реформам,
направленным на отмену крепостного права. Постоянные конфликты между
крестьянами и помещиками, а также борьба за власть внутри феодального сословия
ослабляли феодальную систему.
Капитализм зародился в
условиях, когда старые феодальные структуры начали разрушаться, открывая дорогу
новым экономическим отношениям [3]. Торговля и рост городов привели к
накоплению значительных капиталов у отдельных лиц и семейств. Эти средства
стали основой для создания первых промышленных предприятий.
Освобождение крестьян
от крепостной зависимости привело к образованию большого числа свободных
рабочих рук, готовых работать за заработную плату. Это создало основу для
формирования пролетариата. Развитие науки и техники позволило внедрять новые
методы производства, что ускоряло процесс индустриализации и повышало производительность
труда. Рост населения и увеличение доходов городского населения создали спрос
на товары массового производства, что стимулировало развитие промышленности.
Промышленная революция
сыграла ключевую роль в переходе от феодализма к капитализму. Она началась в
Англии в конце XVIII века и быстро распространилась на другие страны Европы и
Америки. Основные достижения промышленной революции включают механизацию
производства, использование паровых двигателей, урбанизацию и транспортные
инновации. Внедрение машин и механизмов значительно повысило производительность
труда, что позволило производить больше товаров быстрее и дешевле.
Паровые машины стали
основным источником энергии для фабрик и заводов, что сделало возможным
массовое производство. Промышленные города росли быстрыми темпами, притягивая к
себе рабочую силу из сельской местности. Строительство железных дорог и каналов
облегчило транспортировку товаров и сырья, что способствовало развитию
международной торговли.
Определенный уровень
производительности труда, который бы однозначно привел к трансформации
феодализма в капитализм, установить трудно, так как этот процесс был
многогранным и зависел от множества факторов. Однако можно сказать, что
значительное повышение производительности труда благодаря механизации и
внедрению новых технологий стало одним из ключевых условий для успешного
перехода к капитализму. Эволюция феодализма к капитализму является ярким
примером того, как рост производительности труда приводит к значительным
изменениям в обществе и экономике. Однако это не является единственной причиной
перехода от феодализма к рынку.
Причины эволюции традиционной экономики к рыночной при изменении
производительности труда:
1. Рост товарного
производства и торговли,
2. Концентрация
капитала,
3. Изменения в
социальной структуре,
4. Развитие технологий,
5. Увеличение спроса на
рабочую силу,
6. Регулирование
трудовых отношений,
7. Политическая и
социальная нестабильность,
8. Инновационные идеи и
философия,
9. Колонизация и
расширение торговых связей,
10. Образование и наука,
11. Правовая система и
защита частной собственности,
12. Государственная
политика и реформы.
Когда
производительность труда начинает расти, увеличивается объем продукции, которую
можно произвести за единицу времени. Это ведет к росту товарного производства,
поскольку большее количество продуктов становится доступным для обмена.
Увеличение объема товаров стимулирует развитие торговли, что, в свою очередь,
способствует укреплению рыночных отношений. В Средние века ремесленники и
фермеры начинали производить больше товаров, чем им было нужно для личного
потребления. Излишки они могли продавать на рынках, что способствовало развитию
торговли и формированию городской буржуазии.
Повышение
производительности труда позволяет накапливать избыточный продукт, который
превращается в капитал. Этот капитал затем используется для расширения
производства, покупки оборудования и найма рабочей силы, формируется основа для
возникновения капиталистических отношений. Богатые купцы и предприниматели
начинают инвестировать свои доходы в создание мануфактур и фабрик, где трудятся
наемные рабочие. Это создает предпосылки для концентрации капитала в руках
небольшой группы людей.
Рост производительности
труда меняет структуру общества. Появляются новые классы и слои населения,
такие как буржуазия и пролетариат. Буржуазия владеет средствами производства и
контролирует рынок, тогда как пролетариат продает свой труд за заработную
плату. В феодальном обществе основными социальными группами были
дворяне-землевладельцы и крестьяне. С ростом производительности труда и
развитием промышленности появляются новые социальные группы — предприниматели и
наемные рабочие.
Повышение
производительности труда часто связано с внедрением новых технологий.
Механизация производства, использование паровых машин и других технических
новшеств позволяют увеличить объемы выпускаемой продукции и снизить затраты на
ее производство. Во время промышленной революции внедрение паровых машин и
механических станков позволило резко повысить производительность труда в
текстильной и металлургической отраслях.
С увеличением объемов
производства растет потребность в рабочей силе. Это приводит к миграции
населения из сельских районов в города, где сосредоточены промышленные
предприятия. Рабочие становятся основной силой производства, что усиливает их
значимость в новой экономической системе. В Англии и других странах Европы в
XVIII-XIX веках происходило массовое переселение крестьян в города, где они
находили работу на фабриках и заводах [2].
По мере увеличения
численности рабочего класса возникают новые формы регулирования трудовых
отношений. Законы о труде, профсоюзы и другие институты начинают играть важную
роль в защите прав работников и установлении справедливых условий труда. В XIX
веке в большинстве европейских стран были приняты законы, ограничивающие
продолжительность рабочего дня, запрещающие детский труд и устанавливающие
минимальные стандарты безопасности на производстве [3].
Переход от феодализма к
капитализму сопровождался значительными политическими и социальными
потрясениями. Восстания крестьян, народные движения и революции отражают
недовольство различных слоев населения существующим порядком вещей и стремление
к переменам. Французская революция 1789 года стала ключевым событием, которое
продемонстрировало, насколько сильно недовольство народа может повлиять на
политическую и экономическую ситуацию в стране. Революционеры боролись за
ликвидацию привилегий дворянства и церкви, а также за введение республиканского
правления, что открыло путь для развития капиталистических отношений [2].
Идеи и философские
течения также оказывают существенное влияние на эволюцию экономических систем.
В эпоху Просвещения, которая предшествовала промышленной революции, многие
мыслители критиковали феодальное устройство общества и предлагали
альтернативные модели организации общественной жизни. Адам Смит, автор книги
«Исследование о природе и причинах богатства народов» (1776), заложил основы
классической политической экономии, обосновывавшей принципы свободного рынка и
конкуренции. Его идеи оказали огромное влияние на развитие капитализма.
Колонизация новых
территорий и расширение международных торговых связей также сыграли важную роль
в переходе от феодализма к капитализму. Колонии обеспечивали метрополии сырьем
и новыми рынками сбыта, что способствовало накоплению капитала и развитию
промышленности. Британская империя контролировала огромные территории в Азии,
Африке и Америке, что позволяло ей получать значительные прибыли от торговли и
эксплуатации природных ресурсов колоний.
Развитие образования и
науки также содействует повышению производительности труда и изменению
экономических систем. Образованные люди способны создавать и внедрять новые
технологии, что ускоряет экономический прогресс. В эпоху Ренессанса и
последующего научного прогресса в Европе появились университеты, академии наук
и технические школы, которые готовили специалистов в различных областях знаний.
Это способствовало развитию инженерии, медицины, физики и других дисциплин,
необходимых для индустриализации.
Для функционирования
капиталистической экономики необходима надежная правовая система,
обеспечивающая защиту частной собственности и контрактов. Без четкого правового
регулирования предпринимательство и инвестиции не могут развиваться должным
образом. В Англии в XVII-XVIII веках были приняты законы, защищавшие право
собственности и регулирующие коммерческие сделки. Это создало благоприятные
условия для развития бизнеса и привлечения инвестиций.
Государственные
политики и реформы также влияют на эволюцию экономических систем. Правительства
могут принимать меры, направленные на поддержку определенных секторов
экономики, стимулировать развитие инфраструктуры и обеспечивать стабильность
финансовой системы. В России отмена крепостного права в 1861 году привела к значительным
экономическим и социальным изменениям, способствуя росту рабочего класса.
Эволюция экономических
систем – сложный и многоаспектный процесс, включающий в себя целый ряд
взаимосвязанных факторов помимо изменения производительности труда. Политическая
и социальная нестабильность, инновационные идеи и философия, колонизация и
расширение торговых связей, образование и наука, правовая система и
государственная политика – всё это играет важную роль в переходе от феодализма
к капитализму.
Закрываем ещё один долгострой почти годовой давности.
Вопреки распространенному мнению, не в океанских глубинах, а на суше берут начало морские монстры. Многие виды, после того как первые животные вышли на сушу примерно 400 миллионов лет назад, обратно мигрировали в водную среду и зачастую занимали там доминирующие позиции в пищевых цепях.
Ярким примером успешного возвращения в океан служат ихтиозавры. Освоив океан 250 миллионов лет назад, потомки наземных рептилий продемонстрировали впечатляющуюадаптивную радиацию*. В ходе эволюции возникли как гигантские хищники верхнего трофического уровня, так и стремительные виды-жертвы, заполнившие различные экологические ниши.
Шонизавры (Shonisaurus Popularis) охотятся на кальмаров - Марк Уиттон
Многочисленные группы позвоночных - плезиозавры, плиозавры, мозазавры - прошли аналогичный путь.
Среди вторично-водных животных киты занимают особое положение. С этимологией названия данной группы (Cetation), переводящейся как "большой морской монстр", контрастирует современное восприятие китов как величественных морских созданий.
В результате падения астероида размером с Эверест 66 миллионов лет назад произошло масштабное вымирание, уничтожившее около 75% всех видов. Среди наиболее известных жертв катастрофы числятся не только нептичьи динозавры. В воздушном пространстве исчезли птерозавры - первые позвоночные, научившиеся летать. В океанских глубинах прервалось почти 200-миллионное господство крупных морских рептилий - мозазавров и плезиозавров.
Мозазавр охотится на плезиозавра - James Kuether
Массовое вымирание освободило экологические ниши для новых групп животных. Древнейшие киты, известные как археоцеты, кардинально отличались от последующих глубоководных потомков с плавниками. Примечательно родство китообразных с современными копытными - оленями, свиньями и бегемотами.
Древнейший известный представитель китообразных - пакицет, обитавший 50 миллионов лет назад на территории современного Пакистана. У пакицета сохранялись четыре полноценные конечности с небольшими копытными фалангами. Длина тела составляла 120-150 см, что сопоставимо с размерами волка. Считающийся базальным, или примитивным, членом китовой линии, пакицет вел наземный образ жизни, лишь иногда заходя в воду для охоты на рыбу. О принадлежности пакицета к китообразным свидетельствует уникальная особенность строения черепа -слуховая булла**, характерная для всех китообразных и обеспечивающая эффективный подводный слух и эхолокацию.
Пакицет - Рис Мейеркорт
Следующим своеобразным шагом в эволюции китов был амбулоцет, еще один переходный вид, появившийся 48 миллионов лет назад. Его тоже нашли в Пакистане, как и пакицета. Многие ранние киты произошли из этого региона, поскольку когда-то здесь располагался древний океан под названием Тетис. Интересно, что из-за тектонических сдвигов, вследствие которых это море обмелело, окаменелости древних китообразных можно найти повсюду: и в сердце пустыни и на горных вершинах.
Амбулоцет - Хулио Ласерда
Среди этих окаменелостей амбулоцет демонстрирует множество адаптаций, которые делали его гораздо более приспособленным к морской среде, при этом сохраняя функциональные конечности. Амбулоцет был гораздо более неуклюжим на суше, чем его предшественники. Это объясняется тем, что его ноги стали короче и компактнее, напоминая конечности современных речных выдр. В результате этих изменений амбулоцет первым среди китов выработал характерную технику плавания посредством выгибания тела вверх-вниз, которая позже станет определяющей для всех полностью водных китообразных.
Амбулоцет - Р.Дж. Палмер
При длине 3-3,7м амбулоцетус мог охотиться на гораздо более крупную добычу. Его обтекаемое тело, удлиненная морда и высоко расположенные глаза позволяют предположить, что он мог охотиться из засады, подобно крокодиловым. Кроме того, они представляют собой первых китов, которые вышли в океан, хотя их ареал ограничивался прибрежными регионами, пока более поздние виды не расширили его дальше.
Будь то из-за обильной пищи, меньшей конкуренции или сочетания обоих факторов, переход в водную среду у этих китообразных прошел исключительно успешно. Они начали занимать экологические ниши, оставшиеся вакантными после давно вымерших морских рептилий. Поэтому за относительно короткий промежуток времени эти животные начали быстро развивать черты, которые все больше и больше приближали их к полностью водному образу жизни.
47 миллионов лет назад древние киты начали осваивать открытый океан — впервые китообразные были обнаружены за пределами Индийского субконтинента. У других представителей стали проявляться признаки раннего развития дыхала, поскольку ноздри постепенно смещались к верхней части головы. К 46 миллионам лет назад первые киты пересекли Атлантический океан. Некоторые начали развивать хвостовые плавники. Однако их образ жизни ещё не стал полностью водным — данные, полученные при изучении останков, свидетельствуют о том, что они выходили на сушу, чтобы размножаться.
Джорджиацет, взрослая особь и детёныш - Рисунок Марка Уиттона
Лишь 40 миллионов лет назад полностью водные киты начали бороздить океаны. Базилозавриды стали крупнейшими из них, а базилозавр - самым крупным видом в этом семействе.
Базилозавр, взрослая особь и детёныш - @SUNSP0T_
Больше не сдерживаемые ограничениями наземной среды обитания в плане размера и испытываемых нагрузок, древние киты достигли поистине колоссальных размеров. Базилозавр был устроен совершенно иначе, чем современные виды — тело отличалось стройностью и змеевидностью. По длине он достигал размеров кашалота — около 18 метров.
Помимо уникального строения тела, базилозавр обладал весьма примитивным черепом, больше напоминавшим наземных хищников, нежели современных водных млекопитающих.
Черепа базилозавра и адского кабана (энтелодона)
Любопытно, что многие их адаптации также схожи с доисторическими рептилиями, что даже привело к тому, что ранние палеонтологи ошибочно классифицировали базилозавра как морскую рептилию, присвоив вводящее в заблуждение название «царь-ящер».
Черепа мозазавра и базилозавра.
Хотя «ящеричья» часть названия была явной ошибкой, «царская» характеризовала его весьма точно.
Базилозавр стал одним из первых настоящих суперхищников среди китов, охотясь на крупную рыбу, акул и даже сородичей-базилозавридов, таких как 5-метровый дорудон, останки которого нередко оказываются пожёванными другими змееподомными китами. Господство базилозавридов ознаменовало расцвет археоцетов, но продлилось недолго.
Дорудон - Давид Арруда
Около 34 миллионов лет назад эоцен-олигоценовое вымирание привело к резкому падению глобальных температур. Климатические изменения положили конец эпохе базилозавридов и заложили основу для возникновения современных китов.
В отличие от археоцетов, живших до них, неоцеты или новые киты были лучше приспособлены к изменяющемуся миру. Современные китообразные делятся на две группы: усатые киты (мистицеты) и зубатые киты (одонтоцеты). Это разделение определяет не только их рацион и охотничьи стратегии, но и весь образ жизни.
Начнем с мистицетов. Сегодня эти животные известны несколькими особенностями. Одна из них — китовый ус, состоящий из тех же волокон, что и человеческие волосы. Они используют эти гигантские щетки для фильтрации огромных роев криля.
Горбатый кит у побережья Колумбии. - Cr. Whale and Dolphin Conservation, Facebook
Также они знамениты своими колоссальными размерами, что делает их крупнейшими животными за всю историю Земли.
Однако вначале их размеры были куда более скромными. Ранние усатые киты достигали всего 3-4,5 метров в длину, что сопоставимо с размерами современных дельфинов. Одна из причин таких ограниченных размеров заключалась в том, что у них еще не развился китовый ус, который впоследствии стал определяющей чертой их потомков.
Иллюстрация различных видов китов рода Coronodon. - Роберт Боссенекер
Интересно, что хотя все мистицеты сегодня беззубые, они сохраняют связь со своим зубастым прошлым — у них развиваются зубы в утробе, но они исчезают еще до рождения.
Морфология зубов ископаемых и современных китообразных. (A) 3D-модель зуба базилозаврида Zygorhiza kochii, (B) Фотография зуба вымершего усатого кита Llanocetus dentricrenatus, (C) Фотография зуба вымершего усатого кита Fucaia buelli, (D) 3D-модель зуба вымершего усатого кита Aetiocetus cotylalveus. Масштаб 10мм. (E) Зачатки зубов у зародыша горбатого кита (Megaptera novaeangliae) длиной около 115 см. - Decoupling Tooth Loss from the Evolution of Baleen in Whales.
Эта эволюционная перестройка совпала с кардинальными изменениями окружающей среды в период олигоцена. Похолодание климата привело к формированию массивных полярных ледяных шапок, особенно в Антарктике. Океанская циркуляция преобразилась, создав мощные конвейерные потоки холодной воды, богатой питательными веществами.
Потоки спровоцировали взрыв популяций планктона в освещенных солнцем слоях моря. Размножение планктона увеличило численность криля и других мелких организмов. Изобилие планктона в океане открыло возможность для развития у некоторых китов способности к фильтрационному питанию большими объемами.
Ранние киты охотились на рыбу и кальмаров, но быстро адаптировались. 3-метровый этиоцет прекрасно иллюстрирует переходную фазу между древними и беззубыми китами. Ископаемые свидетельства показывают наличие и зубов и китового уса, которым он всасывал добычу - своеобразная ранняя версия фильтрации пищи у современных представителей этого подотряда.
Этиоцет - Нобу Томура
Постепенная эволюция подготовила почву для появления современных морских гигантов. К миоценовой эпохе (10-5 миллионов лет назад) Земля стала ещё холоднее, что привело к взрывному росту популяций криля и планктона.
Усатые киты, благодаря своим высокоэффективным пластинам китового уса, теперь могли фильтровать огромные объемы мелких организмов, прикладывая минимальные усилия. Так их тела достигли максимальных биологически возможных размеров.
Появились массивные животные: горбачи, финвалы, гренландские киты с китовым усом до 4 метров длиной. Самый крупный — синий кит — одним глотком поглощает до 80 тысяч литров воды, фильтруя криля на 2 миллионов калорий. При длине 30 метров и весе почти 200 тонн синий кит — самое крупное животное в истории Земли.
https://www.orcaireland.org/blue-whale
Удивительно, что киты эволюционировали в гигантов лишь в последние несколько миллионов лет, что намекает на другие факторы, помимо доступности добычи, которые могли ограничивать их размеры.
Одна из теорий - это присутствие крупных океанских хищников вроде мегалодона, постоянно охотившихся на мелких усатых китов и не дававших им расти.
Гигантские акулы — не единственная угроза. Другая ветвь неоцетов — зубатые киты — стала не менее смертоносной, развив черты, которые сделали их более эффективными охотниками.
Одна из их самых замечательных адаптаций этих китов — эхолокация. Они издают щелчки и интерпретируют возвращающееся эхо с помощью специального органа, называемого дыней***.
Как оказалось, эта адаптация, подобно эволюции китового уса у мистицетов, могла быть обусловлена охлаждением океанов. Холодные воды стали мутными из-за увеличившегося содержания микроорганизмов, а изменения солености понизили растворяющие свойства морской воды, ввиду чего те вещества, которые при тёплом климате растворялись без остатка, теперь образовывали взвесь и делали воду ещё более мутной.
Зрение стало менее полезным, зубатые киты стали больше полагаться на слух. Ввиду этого они стали погружаться глубже, куда не попадает солнечный свет, открывая новые охотничьи угодья.
Некоторые виды, такие как клюворылые киты, могут достигать глубин почти 3000 метров. Другие, как кашалот — крупнейший зубатый хищник — специализируется на охоте на колоссальных кальмаров на глубинах более 900 метров. Мощные щелчки не только обнаруживают добычу, но потенциально оглушают или дезориентируют её.
Для сравнения, громкость реактивного двигателя самолета на взлёте достигает 140 децибел, а щелчки кашалотов - до 230 децибел. Это самый громкий звук во всем животном мире. Поскольку звук лучше распространяется в водной среде, их мощные щелчки ещё более эффективны.
Другие зубатые киты, такие как косатки, являются самыми опасными хищниками в океане. Их обычно называют китами-убийцами, и их видели активно охотящимися на других представителей верхнего звена пищевой цепи, таких как большие белые акулы. Иногда они топят синих китов. Около 100 особей в антарктических широтах научились координированно поднимать волны, чтобы сбивать тюленей со льдин.
Хотя косатка сегодня является главным хищником, если оглянуться всего на 10 миллионов лет назад, существовал один зубатый кит, который был прямым конкурентом таких гигантов, как мегалодон - мелвиллов левиафан. Его название происходит от библейского левиафана и фамилии Германа Мелвилла, автора "Моби Дика". Этот кит был одним из самых грозных хищников своего времени.
Мелвинов левиафан и мегалодон - Гершель Хоффмайер
Хотя он был немного меньше мегалодона — около 17 метров, взгляд на их зубы показывает всю картину. В то время как зубы мегалодона были около 15 сантиметров в длину, зубы левиафана превышали 30 сантиметров. Для масштаба: эти зубы были размером с 2-литровую бутылку газировки - самые большие зубы среди всех известных науке когда-либо существовавших животных.
Как видите, когда дело доходит до размеров, киты практически держат все рекорды. Путь от хищников размером с волка до крупнейших морских чудовищ океана — поистине невероятная история. И это заставляет задуматься: если киты когда-нибудь вымрут, какие морские чудовища придут им на смену?
* Адаптивная радиация — адаптация родственных групп организмов к систематическим нерезким однонаправленным изменениям условий окружающей среды. ** Слуховая булла— характерный признак китообразных, особое костное образование, изолированное пазухами. У современных китов нет наружного уха, а слуховой проход, ведущий к среднему уху, или крайне сужен, или вообще отсутствует. Барабанная перепонка утолщена, неподвижна и не выполняет те функции, которые свойственны наземным животным. Их у китов берёт на себя слуховая булла. *** Дыня - акустическое жировое тело на головах зубатых китов. Играет роль акустической линзы для фокусировки звуков.
Если разместить стабилизатор спереди, то он сделает ровно противоположное от своего назначения - дестабилизирует ракету.
Повод расчехлить графический планшет
Во-первых, идеально симметричных реактивных снарядов не существует. Есть только понятие допустимая погрешность. Так что рано или поздно снаряд начнет лететь криво. Компенсировать это можно, либо задав сильное вращение вокруг продольной оси, как в нарезной артиллерии, либо... Собственно, стабилизаторами.
Во-вторых, центр тяжести у этих балумб находится ближе к центру, ещё и динамически изменяется по мере отработки топлива. Да, он может сместиться ближе к носу ракеты, но всё равно останется позади носового стабилизатора.
В-третьих, воздушные потоки тоже не идеально параллельно снаряду направлены. Порой пуски приходится делать перпендикулярно ветру.
И ещё туева хуча фаторов.
Поэтому ракета сразу завалится в какую-то сторону, а давящие в носовые стабилизаторы потоки с удовольствием помогут ей провернуться на 180 градусов.
И это вращение продолжится, пока не закончится топливо. А далее есть реальные шансы, что снаряд стабилизируется в положении задом наперёд и покажет относительно нормальную траэкторию в конце полёта... Только траэктория эта после всех кренделей, что совершит ракета к этому моменту, может указывать куда угодно, хоть обратно в стреляющего.
Почему именно сзади стабилизаторы работают... Потому что теперь центр тяжести спереди, и воздушные потоки, наоборот, своим давлением на стабилизаторы не дают ракете встать боком. Масса, которая тащит их за собой - имеет всяко больше энергии, чем хвост ракеты, поэтому хвост больше не сможет обогнать центр масс.
Исключения - ракеты с активными аэродинамическими поверхностями стабилизаторов (по сути, стабилизаторы с рулями, управляемые системой наведения) наподобие современных "воздух-воздух" или "земля-воздух", созданные для преследования маневренных целей типа истребителей. Они достаточно прочны, чтобы резко повернуть хоть на 90 градусов и более относительно вектора своего изначального движения, и это при работающем двигателе. Тем самым, хвост на мгновение догоняет центр масс.
Эволюция экономических
систем подчиняется универсальным закономерностям, которые можно проследить
через их развитие от простых структур до сложных глобальных взаимодействий. Эти
закономерности включают процессы дифференциации, интеграции, специализации и
адаптации. Дифференциация происходит, когда системы усложняются, разделяя
функции и роли между участниками. Например, в ранних аграрных обществах
экономическая деятельность была сосредоточена на удовлетворении базовых
потребностей, тогда как современные экономики включают специализированные
сектора, такие как высокотехнологичное производство и услуги. Интеграция
проявляется в объединении различных элементов в более устойчивые структуры,
например, в виде торговых союзов, международных корпораций и глобальных
финансовых систем.
Специализация
способствует повышению эффективности, позволяя субъектам фокусироваться на
своей ключевой компетенции. Это также усиливает взаимозависимость экономических
агентов, что можно наблюдать в глобальных цепочках поставок, где производство
одного продукта распределено между множеством стран.
Ключевые эпохи эволюции экономических систем
Характеристики следующей эпохи эволюции – «Интеллектуальная экономика» – можно описать как сосредоточение на знании, креативности, инновациях и автоматизации. Она опирается на искусственный интеллект, большие данные, автоматизированные системы и интеграцию человека и технологий. Ключевые черты включают:
– Искусственный интеллект и автоматизация: использование умных систем для управления процессами, принятия решений и повышения эффективности;
– Инновационная экосистема: развитая сеть научно-исследовательских центров, стартапов и компаний, ориентированных на внедрение новаторских идей;
– Устойчивое развитие: баланс между экономическим ростом, социальной справедливостью и защитой окружающей среды;
– Цифровая глобализация: международная интеграция через цифровые платформы, позволяющая глобальному обмену знаниями и услугами;
– Человеческий капитал как ключевой ресурс: акцент на развитии навыков, образования и креативности, где каждый индивид играет значимую роль в создании ценностей.
Китай XXI века можно
рассматривать как один из примеров стремления к интеллектуальной экономике.
Страна активно внедряет технологии искусственного интеллекта, роботизации и
автоматизации, что видно в таких инициативах, как проект "Made in China
2025". Также Китай вкладывает значительные ресурсы в развитие
человеческого капитала через программы образования и инноваций.
Кроме того, Китай
добивается значительного прогресса в области цифровой трансформации, занимая
лидирующие позиции в e-commerce, развитии суперприложений (например, WeChat) и
цифровых платформах.
Некоторые показатели, которые связывают Китай с интеллектуальной экономикой
Однако Китай пока
остается страной переходного этапа, т.к. сохраняется сильная зависимость от
индустриального сектора и производства. Превращение Китая в полноправную
интеллектуальную экономику потребует решения проблем экологической
устойчивости, защиты интеллектуальной собственности и перераспределения
доходов.
Адаптация экономических
систем проявляется в их способности реагировать на изменения внешних условий,
таких как технологические прорывы, природные катаклизмы или политические
кризисы. Эта адаптация может быть как постепенной, в виде реформ и
модернизации, так и резкой, например, в ответ на экономические санкции или
глобальные эпидемии. Примером универсальной закономерности можно считать кривую
производственных возможностей, которая отражает компромиссы между различными
экономическими целями.
Эволюция экономических
систем также подчиняется законам термодинамики и принципам максимальной
энтропии, что выражается в стремлении к равновесию через перераспределение
ресурсов и устранение барьеров для их перемещения. Например, интеграция рынков
капитала и труда способствует более эффективному использованию глобальных
ресурсов. Такие закономерности отражают глубокую взаимосвязь между физическими
и социальными системами, подчеркивая универсальность процессов, управляющих
развитием человеческого общества.
Астрономы начали использовать искусивенный интелект для поиска аномалий в космосе. Дело в том, что объём данных из различных обсерваторий просто огромен и проморгать какое либо значимое событие очень легко.
Искусственный интеллект, использованный в этом открытии, называется Lightcurve Anomaly Identification and Similarity Search (LAISS). Этот астрономический ИИ основан на алгоритме Spotify, который подбирает музыку по предподчтениям пользователя. LAISS перелопачивает гигантские объёмы наблюдений и обращает внимание астрономов на то, что их может заинтересовать. Чаще всего это события крайне редкие или необычные.
Фантазия художника
LAISS обнаружил признаки взрыва гигантской звезды, которая могла взорваться, т.к. находится в тесной связке с чёрной дыров
Звездный взрыв, получивший название SN 2023zkd, был замечен в июле 2023 года с помощью телескопа Zwicky Transient Facility, астрономического телескопа полного обзора неба, расположенного в Паломарской обсерватории в Калифорнии. Но Zwicky обнаружил взрыв не случайно. Вместо этого он был направлен в нужное место с помощью алгоритма, оптимизированного для поиска странной активности на ночном небе.
В данном случае ИИ обнаружил необычные вспышки яркости за несколько месяцев до взрыва и это быстрое оповещение позволило ряду крупных обсерваторий подключиться к процессу и провести наблюдения в широком спектре длин волн, что дало наиболее полную картину происходящего.
Изучив химический состав массивной звезды, учёные также обнаружили, что она не потеряла всю свою внешнюю часть вещества перед взрывом.
«Это говорит о том, что взаимодействие двух звёзд гораздо сложнее, чем предполагали астрономы», — сказал Гальяно. «Предстоящие события покажут нам, как взрывы массивных звёзд формируются взаимодействием компаньонов, которое в настоящее время очень сложно моделировать».
Как только LAISS обнаруживает что-то интересное, бот в Slack, сервисе обмена мгновенными сообщениями, отмечает кандидатов и публикует их в специальном канале, позволяя членам команды знакомиться с результатами в режиме реального времени.
«Эта отлаженная система позволяет астрономам быстро нацеливаться на самые многообещающие и необычные открытия», – сказал Гальяно.
После взрыва световой рисунок SN 2023zkd стал очень странным. Сначала он стал ярче, как типичная сверхновая, а затем потускнел. Но астрономы обратили на него особое внимание, когда он снова стал ярче. Архивные данные выявили ещё более странное поведение: звезда, которая некоторое время сохраняла постоянную яркость, постепенно становилась ярче в течение четырёх лет, предшествовавших взрыву.
Астрономы считают, что свет исходит от избытка материала, сбрасываемого звездой. Сначала она становилась ярче, когда ударная волна от сверхновой проникала в разреженный газ в этом регионе. Позже, когда ударная волна проникла в облако пыли, яркость достигла ещё одного пика.
Подобные подсказки от ИИ весьма кстати. Скучно наблюдать объекты, о которых и так хорошо известно. А вот редкие и необычные события могут как подкинуть загадок учёным (они их любят), так и объяснить уже существующие.
Теория эта весьма занимательна и необычна. На неё обрушился шквал критики, один из примеров которой мысленный эксперимент "Парадокс близнецов": "С точки зрения домоседа часы движущегося путешественника имеют замедленный ход времени, поэтому при возвращении они должны отстать от часов домоседа. С другой стороны, в системе отсчета путешественника двигалась и ускорялась Земля, поэтому отстать должны часы домоседа. На самом деле братья равноправны, следовательно, после возвращения их часы должны показывать одно время. "
Время безжалостно.
Есть простое объяснение этого парадокса (на самом деле всё сложнее): " Братья не являются равноправными, так как один из них (путешественник) испытывал этапы ускоренного движения, необходимые для его возвращения на Землю."
Но рассуждения рассуждениями, а как их проверить?
И вот в октябре 1971 года
Дж. Хафеле и Ричард Китинг придумали экперимент. Взяли четыре комплекта атомных часов на сверхтонком переходе атома цезия-133. Часики синхронизировали. Два комплекта остались на земле, а два полетели обычными пассажирскими авиалиниями, но в разных направлениях: с запада на восток и с востока на запад (для того, что бы учесть вращение Земли вокруг своей оси).
Фото с вики - один из комплектов, учавствовавших в эксперименте.
Результаты полностью подтвердили предсказания СТО и ОТО:
Соскриншотил с википедии.
Все циферки в ентой табличке представлены в наносекундах. Почти за 65 с половиной часов полётов экспериментаторы потратили почти 7 600 баксов. Но этот облёт стоил того - предсказания обеих теорий относительности по поводу замедления/ускорения времени полностью подтвердились с очень высокой точностью.
Ремейк моего исторически первого поста на Капибаре. Первого после "Тест - Тест" и прочих несодержательных. К сожалению, многие из нас потеряли свои первые посты в багах альфа-теста, однако жертвы должны были быть принесены.
Таксономия - увлекательная наука, изучающая родственные связи между различными живыми существами. Именно благодаря ей мы можем с полным основанием утверждать, что птицы являются динозаврами, несмотря на продолжающиеся дискуссии в некоторых онлайн-сообществах. Давайте же разберемся, почему птицы - это действительно динозавры, и как мы сами, по сути, являемся всего лишь глорифицированными двоякодышащими рыбами.
Термин "таксономия" обычно используется в качестве сокращения для линнеевской систематики, названной в честь великого шведского естествоиспытателя Карла Линнея и его эпохального труда "Systema Naturae", вышедшего в 1735 году. Основная идея Линнея заключалась в разделении всего многообразия природы на небольшие группы. Примечательно, что изначально он включал в свою систему даже минералы, но современные биологи постепенно отошли от этой практики, сосредоточившись на живых организмах. Тем не менее, многие элементы линнеевской таксономии, такие как бинарная номенклатура с родовыми и видовыми названиями (например, Velociraptor mongolensis, где Velociraptor - род, а mongolensis - видовой эпитет), используются и по сей день, создавая основу для работы современных систематиков.
Velociraptor mongolensis
Начнем с самого масштабного уровня - доменов, которые можно считать своего рода "супер-царствами". Бактерии и археи представляют собой отдельные домены одноклеточных организмов, в то время как все остальные знакомые нам живые существа, включая животных, растения и грибы, относятся к домену эукариот. Эти крупнейшие группы выделяются на основании фундаментальных различий в строении клеток. К примеру, отличительной чертой эукариот является наличие митохондрий - клеточных органелл, которые, согласно теории симбиогенеза, произошли от некогда независимых бактерий, поселившихся внутри других клеток в далеком прошлом.
Спускаясь на следующий уровень иерархии, мы приходим к царствам - скажем, царству животных, которое объединяет всех представителей животного мира, но исключает растения и грибы. При этом важно понимать, что, несмотря на все их разнообразие, животные остаются эукариотами и принадлежат к родительскому домену Eukaryota.
Продолжая двигаться вглубь систематики, мы можем обратить внимание на тип хордовых (Chordata) - группу, включающую в себя не только привычных нам позвоночных животных, но и их ближайших родственников, таких как оболочники и ланцетники. Хотя внешне эти существа могут показаться весьма далекими от позвоночных, их объединяет наличие четырех ключевых признаков, по крайней мере, на определенных стадиях жизненного цикла. Во-первых, это жаберные щели - отверстия в глотке, хорошо заметные у рыб и некоторых примитивных позвоночных вроде миног. Во-вторых, хорда - упругий стержень, обеспечивающий опору для тела и расположенный над кишечной трубкой. В-третьих, полая нервная трубка, представляющая собой зачаток центральной нервной системы. И наконец, в-четвертых - постанальный хвост, то есть хвостовой отдел тела, расположенный позади анального отверстия. Именно поэтому, кстати, рыбы испражняются не самым кончиком хвоста, в отличие от многих насекомых и других беспозвоночных.
Важно отметить, что хордовые не обязательно сохраняют все эти признаки во взрослом состоянии. Так, у оболочников они проявляются только на личиночной стадии, после чего во многом утрачиваются, когда взрослые особи переходят к сидячему образу жизни и питанию путем фильтрации. Даже у высших позвоночных, таких как четвероногие (наземные позвоночные), хвост может редуцироваться в ходе эволюции. Мы, люди, и лягушки - хорошие тому примеры. Однако у эмбрионов и зародышей этих животных по-прежнему закладываются все ключевые хордовые структуры, указывая на их эволюционное происхождение.
Дальнейшее подразделение хордовых приводит нас к классам - скажем, к рептилиям, которых объединяет присутствие рогового покрова, сбрасываемого при линьке. У змей и ящериц этот процесс может быть довольно заметным, когда сразу отторгаются крупные фрагменты или даже целиком вся "рубашка" из ороговевшей кожи. А вот крокодилы и черепахи теряют роговые чешуи более равномерно и постепенно, по одной. Другой общей чертой рептилий является выделение в качестве конечного продукта азотистого обмена мочевой кислоты, а не мочевины. Связано это с необходимостью экономить воду в наземных условиях - не зря белые составляющие помета рептилий и птиц представляют собой как раз кристаллы мочевой кислоты.
И вот тут мы подходим к главной теме нашего разговора - птицам. Да-да, птицы определенно относятся к рептилиям, поскольку полностью соответствуют ключевым признакам данного класса. Их перья, состоящие из того же белка бета-кератина, что и чешуи рептилий, регулярно сменяются в процессе линьки. Продуктом азотистого обмена у птиц также служит мочевая кислота. Единственное существенное эволюционное новшество птиц по сравнению с другими рептилиями - это некоторые особенности строения черепа, но они носят скорее количественный, нежели качественный характер.
Итак, птицы - это рептилии. Но какие именно рептилии? Конечно же, динозавры! В пользу этого говорит множество признаков: от перфорированного вертлужного отверстия в тазовом поясе (уникальная особенность, свойственная как птицам, так и динозаврам) до таких деталей скелета, как вилочка (сросшиеся ключицы) и полые кости. При построении филогенетических схем родства между организмами ученые как раз и опираются на такие общие признаки, указывающие на происхождение от единого предка.
Возьмем, к примеру, ящериц. Для них характерен целый ряд уникальных особенностей: сбрасывание кожи крупными фрагментами или цельной "рубашкой", черепицеобразное наползание роговых чешуй (в отличие от обычного расположения у крокодилов), наличие небольшого отверстия в плечевой кости. Каждый из этих признаков по отдельности может встречаться и у других групп рептилий или даже у более далеких родственников. Но их уникальное сочетание однозначно указывает на то, что все ящерицы унаследовали данные черты от общего предкового вида и потому состоят в близком родстве.
Змий-танкист
Аналогичным образом на основании набора признаков можно выстраивать филогенетические деревья для самых неожиданных групп объектов. В качестве забавного примера давайте рассмотрим различные виды лепешек! Для 25 разновидностей этой выпечки, от мексиканских тортилий до индийских чапати, был составлен список ключевых параметров, учитывающий особенности ингредиентов, способа приготовления и конечных свойств продукта. Загрузив эти данные в специальную компьютерную программу для филогенетического анализа, можно получить наглядные эволюционные древа, отражающие родственные связи между лепешками. Конечно, в отличие от живых организмов, лепешки не эволюционируют и не наследуют свои признаки, но данный мысленный эксперимент прекрасно иллюстрирует саму суть работы современных систематиков.
Важно понимать, что реальные филогенетические деревья, построенные для живых существ, всегда содержат некоторую долю неопределенности. Любое из них представляет собой не конечную истину в последней инстанции, а научную гипотезу, основанную на анализе доступных признаков. Добавление новых данных или изменение акцентов при выборе ключевых особенностей организмов способно привести к перестройке дерева. Более того, зачастую ученым приходится работать не с самими организмами, а лишь с их окаменелыми фрагментами, что вносит дополнительные сложности в анализ. К счастью, постепенно развиваются методы тонкого статистического анализа, позволяющие находить наиболее обоснованные и устойчивые варианты филогенетических гипотез.
Отдельного упоминания заслуживает проблема биологической концепции вида. На первый взгляд может показаться, что палеонтологам в этом отношении живется намного проще, чем специалистам по современной флоре и фауне. В самом деле, если между двумя ископаемыми популяциями пролегают миллионы лет, то решение об их видовой самостоятельности напрашивается само собой. Однако в случае с рецентными организмами граница между видами зачастую оказывается весьма размытой, особенно когда мы имеем дело с близкородственными формами, способными давать плодовитое гибридное потомство. Великолепный пример таких генетически близких, но фенотипически контрастных групп - это славки, небольшие певчие птицы. Выраженные вариации окраски оперения в пределах данного комплекса видов определяются буквально несколькими генами. И хотя внешне эти птицы выглядят по-разному, они свободно скрещиваются между собой, производя потомков с промежуточными признаками. Так кого же из них считать самостоятельными видами? Однозначного ответа современная биология дать не может.
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Путеводитель по славкам от Princeton University press
Таким образом, организмы не делятся на виды раз и навсегда данным от природы способом. Это люди проводят между ними границы, руководствуясь теми или иными соображениями. Поэтому любая классификация живого носит во многом условный характер и меняется со временем по мере развития науки. Яркий пример - судьба таксона Troodon, знаменитого динозавра, воспетого в популярных книгах и мультфильмах. Увы, на поверку оказалось, что род этот изначально описан исключительно по зубам, которые сами по себе мало что говорят о своих обладателях. И теперь палеонтологи предпочитают использовать название Stenonychosaurus для ящеротазовых динозавров данной группы, поскольку этот таксон, в отличие от проблематичного Troodon, основан на диагностичном костном материале.
Реконструкция общего вида скелета Stenonychosaurus
Или вот еще один любопытный пример - знаменитый ужасный волк (Canis dirus), истребленный людьми в конце последнего ледникового периода. Традиционно этого гигантского хищника принято считать близким родственником серого волка из-за сходства в строении черепа и зубов.
Однако недавний генетический анализ показал, что ужасные волки представляют собой глубоко обособленную линию псовых, довольно рано отделившуюся от общего ствола данного семейства. Получается, перед нами яркий случай конвергентной эволюции, при которой неродственные организмы независимо приобретают сходные приспособительные черты.
Подобные открытия наглядно демонстрируют, сколь непростым и захватывающим делом является реконструкция филогенетических связей между организмами. Это постоянный вызов для ума, требующий кропотливой работы и готовности пересматривать, казалось бы, незыблемые представления. Но именно так и развивается наука - через поиск истины, через проверку смелых гипотез и их постепенное уточнение.
И давайте никогда не забывать: какими бы разными ни казались нам живые существа, населяющие Землю, все мы произошли от единого корня и потому связаны незримыми, но неразрывными узами родства. Царственные секвойи и причудливые орхидеи, грозные львы и трудолюбивые муравьи, стремительные стрижи и мудрые дельфины - все мы одна большая семья, плоды многовекового эволюционного древа, корни которого уходят в глубины древнейших океанов. И осознание этого всеобщего родства способно, как мне кажется, сделать наш мир немного добрее и человечнее.
Как спали динозавры? Ископаемые находки породили разные теории о том, как эти доисторические существа, вероятно, отходили ко сну.
Установить, как именно спали динозавры - затруднительно, потому что они редко умирали во сне. Обнаружить окаменевшего спящего динозавра - большая редкость в палеонтологии. В подавляющем большинстве случаев скелеты этих доисторических существ находят в позах, свидетельствующих об их насильственной смерти: искривленные предсмертной агонией. Такие находки говорят о том, что динозавры погибли страшной смертью от когтей хищника или от природного катаклизма.
Единственная возможность получить представление о сне этих вымерших существ - это обнаружить окаменелые останки динозавра, который скончался во сне в естественной расслабленной позе. По словам Скотта Персонса, палеонтолога из Колледжа Чарльстона в Южной Каролине, несмотря на редкость подобных находок, за последние годы было сделано несколько важных открытий такого рода.
Как динозавры засыпали?
Как и многие современные животные, динозавры, вероятно, подбирали удобные и безопасные позы для сна. Сложно с уверенностью сказать, как именно спали динозавры в целом, поскольку существовало множество разных их видов.
"В нескольких конкретных случаях мы знаем очень много о том, как спали динозавры, потому что находили скелеты спящих динозавров", - говорит Скотт Персонс.
По его словам, эти образцы напоминают находки в Помпеях: они были очень быстро погребены под слоями вулканического пепла, который сохранил их в спящей позе на миллионы лет.
Такие находки дают нам уникальную возможность заглянуть в повседневную жизнь динозавров и увидеть, в каких именно позах они предпочитали отдыхать и спать. К примеру, были найдены останки зауроподов, спящих сидя и опираясь на собственное тело. А некоторые хищные динозавры, возможно, спали, свернувшись клубком, как современные кошки.
Спящий динозавр в Монголии
В недавней статье, опубликованной 15 ноября 2023 года в журналеPLOS ONE, описана находка спящего динозавра из семейства альваресзаврид в Монголии. Альваресзавриды - это семейство небольших оперенных динозавров. Самые крупные из них были бы человеку выше колена.
Обнаруженный экземпляр спал, свернувшись клубочком, обвернув вокруг тела шею и хвост.
Череп - зеленый, хвост - серый, грудной пояс и передние конечности - рыжие, таз и задние конечности - фиолетовые.
"Ископаемое сжалось, подогнув передние и задние лапы, - говорит Скотт Персонс. - Одна из самых очаровательных находок, что вы когда-либо видели".
Спящий динозавр в Китае
Еще один окаменелый спящий динозавр был найден в Китае, похожим образом свернувшись клубком в подземной норе. Два идеально сохранившихся экземпляра орнитоподов возрастом 125 миллионов лет были обнаружены возле города Люцзятунь на северо-востоке Китая, согласно исследованию, опубликованному в сентябре 2020 года в научном журналеPeerJ.
Животные, которые предпочитают спать, свернувшись клубком, вероятно, таким образом пытаются сохранить тепло своего тела. Соответственно, они с меньшей вероятностью будут спать, растянувшись во всю длину, как крокодилы или ящерицы, которые получают тепло из внешних источников. Такие животные тратят много энергии на выработку собственного тепла, поэтому им важно его сохранить. Это относится как к представителям альваресзаврид, так и к найденным в Китае экземплярам орнитопод.
Что мы не знаем о спящих динозаврах
О сне динозавров остается еще очень много неизвестного. Например, как спали огромные длинношеие зауроподы? Свернувшись в клубок лежа или же стоя ввиду особенностей их сердечно-сосудистой системы?
"Современные жирафы, к примеру, спят стоя, вытянув шеи, потому что если они лягут свернувшись, их мощные сердца накачают слишком много крови в голову, что приведет к потере сознания", - говорит Скотт Персонс.
Касательно тираннозавров - по словам Персонса, высказывалось предположение, что их большая лобковая кость, по сути, являлась опорой, которая удерживала их в вертикальном положении во время сна.
Были ли динозавры ночными или дневными?.
Мы знаем некоторых динозавров, у которых глаза непропорционально большие по сравнению с размером тела, включая велоцираптора, хищника размером с курицу, обитавшего в Азии в позднем меловом периоде, и троодонтид, небольшого теропода, жившего от средней юры до позднего мела. Это говорит о том, что они могли быть ночными животными, которые большую часть времени спали днем.
Тем не менее, за пределами нескольких хорошо представленных в ископаемых останков видов сложно судить, какие типы динозавров спали днем, а какие ночью. Мы также не знаем, как спали летающие и морские рептилии, жившие в эпоху динозавров, поскольку мы не находили экземпляров, показывающих их в спящем состоянии.
Современные животные спят по-разному в зависимости от вида, и, вероятно, то же самое было характерно для динозавров - одни сворачивались клубком, другие закапывались, третьи спали стоя, а некоторые растягивались. Ритуалы отхода ко сну у этих доисторических существ по большей части остаются загадкой, за исключением тех немногих, кого смерть застала во сне.
Понятие происходит из Второй Мировой войны. ВВС США (8-я воздушная армия, которую перебросили в Великобританию) несли огромные потери бомбардировочной авиации. У меня однажды был пост о масштабах воздушных сражений Второй мировой войны. Ввиду этого они инициировали работы по усилению бронирования. Королевские ВВС Великобритании, тоже имевшие дальнюю бомбардировочную авиацию, которая ходила в рейды на территорию Германии и подконтрольных ей европейских стран, также были заинтересованы в результатах исследования.
Изначальная идея заключалась в том, чтобы отмечать все повреждения вернувшихся с боевых вылетов самолетов, и затем усилить те зоны, в которых окажется наивысшая плотность точек.
Силуэт британского тяжелого бомбардировщика Auro Lancaster из этого исследования. Отмечены все боевые повреждения, зафиксированные на самолетах этого типа за некий период времени. И такие схемы можно найти на кучу разных типов, однако реальность многих вызывает вопросы.
GIF
Собственно, пример одной из сомнительных схем. Известно, что эта - реконструкция 2005 года. Подход к распределению точек смотрится реалистично, но если обратить внимание на детали... По задумке автора, это должен был быть военно-транспортный самолет Douglas C-47 Skytrain, но он нарисовал его послевоенную модификацию с турбовинтовыми двигателями. Причем скорее гражданскую, потому что даже во Вьетнаме использовали стоковые С-47 (не считая шести миниганов по правому борту).
Они наняли математика венгерского происхождения Абрахама Вальда, чтобы тот подготовил статистический аппарат исследования. Тот между делом отметил: фиксируемые повреждения - не проблема. Самолеты в конечном итоге добираются с ними назад. А вот те, что не вернулись - вероятно, были поражены в те зоны, в которых меньше всего плотность точек. Соответственно, и бронировать/усиливать бомбардировщики следует в тех местах, что обычно остаются самыми целыми.
Инженеры прислушались к подходу Вальда. Какую эффективность он показал на практике, неизвестно, но судя по тому, что ВС США продолжали руководствоваться им и в Корее и во Вьетнаме, эффективность какая-то была. История Абрахама Вальда чаще приводится как яркий пример когнитивного искажения "ошибка выжившего" и силы контринтуитивного логического мышления, без источников на результаты. Но тем не менее... Наследие работы Вальда оказалось более значимым в послевоенный период для развития статистики и теории принятия решений. Ну, и в психологию "ошибка выжившего" пробралась тоже, и многие из вас знают это понятие именно оттуда.
В контексте психологии "ошибка выжившего" - когнитивное искажение, при котором человек оценивает ситуацию, основываясь только на видимых примерах, игнорируя невидимые или неуспешные случаи.
Основные тяжелые бомбардировщики ВВС США и Королевских ВВС Великобритании на Европейском ТВД - Boeing B-17 Flying Fortress и Avro Lancaster.
Обратите внимание на разную схему окраски по разным бортам у B-17. Изначально самолет раскрасили в честь борта Sally B. Потом понадобился самолет-дублёр для съёмок фильма "Красавица Мемфиса" об одноименном самолете. Потому на другой стороне у него схема окраски от "Красавицы Мемфиса". Вообще мало какой самолет Второй мировой войны носит свои оригинальные цвета - перекрашивают в честь знаменитых собратьев.
Во второй половине февраля 1942 года США перебросили в Великобританию 8-ю воздушную армию. После того, как она обустроилась на новом месте, в небе Германии почти каждый день висело более сотни американских самолётов, причем каждый вылет они выбирали одну цель и дружно еë утюжили.
Boeing B-17 Flying Fortress - основной тип тяжелых бомбардировщиков 8-й воздушной армии.
Другими типами бомбардировщиков они не оперировали.
Эскорт состоял из истребителей Republic P-47 Thunderbolt и North American P-51 Mustang. Первые являются самыми тяжелыми и дорогими одномоторными истребителями Второй мировой войны, но при этом неплохо себя показали на фронте.
На пике поставок у 8-й воздушной армии было около 2 тысяч бомбардировщиков и 1 тысячи истребителей, но 1942 - 1943 годы для них были довольно тяжелыми. Особенно после того, как до немцев дошло, что не имеет смысла распылять перехватчиков на весь рой - плотная формация бомбардировщиков быстро заполняет пространство между собой свинцом, сбривая одиночные звенья. На каждом B-17 и Либераторе было от 10 крупнокалиберных пулеметов, количество варьировалось в зависимости от исполнения.
Позиция одного из бортовых стрелков
Нижняя шаровая турель со спаренными пулеметами. Она одна крыла всю нижнюю полусферу, плюс её секторы частично пересекались со всеми огневыми точками, кроме верхних турелей.
После этого озарения немцы стали бросать по сотне-две истребителей на одну группу, забивая на остальных. Укомплектованная бомбардировочная группа - 35-65 самолетов, но по факту особо потрепанные единицы летали в количестве 10-20 самолетов, и в истории Второй мировой войны бывали случаи, когда немцы формально выносили всю группу за один бой.
К слову, как раз о таком эпизоде войны... День, когда 100-я группа 8-й воздушной армии потеряла все самолеты и день, когда США впервые умышленно ударили по гражданскому населению Германии.
Приказ, предписывающий бомбить центр города Мюнстер.
Одной из основных целей 8-й воздушной армии были логистические узлы. Только командование кое-что не учло. Практически каждый день они ровняли с землей какую-нибудь железнодорожную развязку, расходуя сотни тонн бомб за один вылет и теряя десяток-другой самолетов, но аварийные бригады восстанавливали дорогу в течение недели. И тут американцев осенило - бомбить надо не железку, бомбить надо дома железнодорожников.
10 октября 1943 года 8-я воздушная армия посредь бела дня подняла все доступные бомбардировщики: 247 Boeing B-17, которые направила непосредственно на Мюнстер, и 39 "Либерейторов", которые должны были просто протрястись вдоль европейского побережья Северного моря и отвлечь на себя внимание немецких ПВО. Кроме того, расстояние до цели было довольно небольшое, и в кои-то веки у бомбардировщиков было истребительное сопровождение непосредственно над Германией - вплоть до самого Мюнстера.
Каждый B-17 мог нести до 8 тонн бомбовой нагрузки, отсюда имеем, что в сумме на Мюнстер могло упасть до 1967 тонн бомб, и это буквально за полчаса. Но гладко было на бумаге, да забыли про овраги.
Во-первых, типичная история с небоевыми потерями. Часть "Крепостей" развернулась из-за технических неисправностей, часть столкнулась между собой, и т.п. В том числе, неисправность испортила весь план с отвлекающим маневром B-24: ведущий "Либерейторов" вынужден был повернуть назад, а за ним повернула вся дивизия.
Во-вторых, эскорт был неполный - над одним из аэродромов стоял туман, по факту смогли подняться в воздух только две истребительные группы из трех.
В-третьих, немцы знали о рейде. Их радары уже добивали до Великобритании. Кроме того, в этот момент у английского побережья тусил свободный охотник на Messerschmitt Bf. 109. Увидев формирующуюся армаду, он доложил о ней по радио и дал по тапкам.
В-четвертых, отдельные группы завернули назад из-за ПВО. По примеру с "Либерейторами" видно, что обычно при проблемах с машиной ведущего назад поворачивает все его подразделение. В отдельных случаях роль ведущего занимает другой самолет, но не каждому хватит яиц взять такую ответственность на себя.
В-пятых, впервые немцы решили попробовать сконцентрировать удар на отдельных группах вместо попыток неорганизованно атаковать со всех сторон.
Для отражения рейда они собрали зоопарк из всего, что не ушло на Восточный фронт, от нормальных истребителей типа Messerschmitt Bf.109 и Focke-Wulf Fw.190...
...до бомбардировщиков: например, Junkers Ju. 88 несли батареи неуправляемых реактивных снарядов, которые они выпускали в сторону "Летающих крепостей" в надежде, что куда-то попадут, а затем сближались с ними и пытались затыкать Боингов до смерти своими бортстрелками. Даже засветились одиночные Dornier Do. 217 - все еще производившиеся на тот момент, но уже неактуальные. Впрочем, и часть мессеров с фоками там были устаревших моделей 1939-1942 годов, их понадëргали из учебок.
На сегодняшний день в мире нет ни одного летающего немецкого бомбардировщика и, насколько мне известно, нет планов на их реставрацию до летного состояния (не считая одной Штуки, которую не могут закончить уже 30 лет). Ju.88 в последний раз поднимался в воздух в 1952 году.
Всего Германия смогла собрать на перехват около 350 машин. Суммарно в воздушном пространстве между Мюнстером и бельгийско-нидерландским побережьем в тот день полетали около полутысячи самолетов, десятки из которых не вернулись назад. Точных цифр потерь у обеих сторон не видел, кроме общих потерь 8-й воздушной армии за 8-10 октября - 88 бортов, почти 900 человек. Но факт есть факт - одна только 100-я бомбардировочная группа в эти три дня потеряла весь свой авиационный парк. 10 октября назад вернулся один Боинг из 13, и тот в состоянии на металлолом. К слову, его экипаж заявил, что на обратном пути сбил 6 любителей халявных фрагов, которые думали, что смогут добить полудохлого бобра.
Даже со всеми потерями, развернувшимися группами или теми, кто принял за цель другие города, центр и северо-запад Мюнстера в тот день превратился в лунный пейзаж. До сих пор в этих районах города можно заметить двухцветные здания - старая кладка до 1 этажа и более свежая послевоенная выше.
Демонстрация сброса бомб на Boeing B-17. Бомбы отделяются от пилона на 1:00.
Цена этого перформанса американцам не понравилась. Не то, чтобы они перестали так делать, было еще несколько подобных дневных рейдов, но это нормааально. Армейка долго учится на своих ошибках. В конечном итоге, бомбардировка предприятий, в том числе авиапромышленности, облегчила жизнь американским бобрам в небе над Германией.
Страшно подумать, что в это время творилось на Восточном фронте, куда Германия направляла основной объем поставок, а СССР уже практически нагнал их по выпуску. Теоретически, стороны располагали тысячами самолетов, которые можно поднять в небо одновременно, но, в отличие от США, всё это дело приходилось размазывать на множество направлений, ибо линия соприкосновения тут была почти в три раза шире, чем Великобритания вдоль.
Экономика, как сложная
адаптивная система, демонстрирует множество примеров самоорганизации и
эмерджентных свойств, которые возникают из взаимодействия множества элементов
без внешнего централизованного управления. Самоорганизация проявляется в том,
как рыночные механизмы устанавливают равновесные цены, распределяют ресурсы и
стимулируют инновации. Каждый участник экономической системы, принимая решения
на основе локальной информации, вносит вклад в формирование глобальных
макроэкономических процессов. Например, динамика фондового рынка является
результатом совокупного действия миллионов участников, принимающих решения о
покупке и продаже акций, что приводит к эмерджентному явлению общей рыночной
тенденции.
Эмерджентные свойства
экономики включают такие явления, как формирование отраслевых кластеров,
которые способствуют инновациям и экономическому росту. Примером может служить Кремниевая
долина, где плотная сеть технологических компаний, исследовательских институтов
и инвесторов создала уникальную экосистему, устойчивую к внешним изменениям.
Эта самоорганизация основана на положительных обратных связях, таких как доступ
к талантам и капиталу, что усиливает конкурентные преимущества региона.
Ключевые аспекты самоорганизации и эмерджентности в экономике
Самоорганизация
позволяет экономике адаптироваться к изменяющимся условиям, будь то
технологические инновации, изменения в политике или природные катаклизмы.
Эмерджентные свойства обеспечивают устойчивость системы, создавая механизмы,
которые помогают минимизировать негативные эффекты кризисов. Важно отметить,
что, несмотря на способность к адаптации, такие системы остаются уязвимыми к
шокам, которые нарушают критические обратные связи. Например, глобальный
финансовый кризис 2008 года показал, как взаимодействие между банковскими
институтами может привести к неожиданным системным сбоям.
Изучение
самоорганизации и эмерджентных свойств в экономике позволяет лучше понять, как
системы управляют сложностью, создают устойчивые структуры и адаптируются к
постоянным изменениям.
