Ученые предупреждают о природных катаклизмах весной 2023 года из-за глобального потепления

Этот узор ценится мебельщиками и мастерами резьбы по дереву. В Финляндии спрос на карельскую берёзу настолько высок, что её продают на вес, а не по объёму.

Учёные выяснили, что узорчатая текстура карельской берёзы — результат аномалии роста берёзы повислой. Уникальный «мраморный» рисунок формируется из-за сложного взаимодействия генетических особенностей и внешних условий.

Ключевую роль играет камбий — слой клеток, отвечающий за рост ствола в толщину. В местах формирования узора в его работе происходят отклонения от нормы.

Во-первых, изменяется характер деления клеток: вместо преимущественно продольных перегородок клетки камбия начинают делиться поперечно. Во-вторых, нарушается правильная дифференциация тканей.

Всё это приводит к аномальным структурам в стволе, образующим «узор» на поперечном срезе: годичные кольца выглядят извилистыми, среди светлых волокон попадаются тёмные включения, создающие эффект мраморного рисунка. Не всегда условия способствуют образованию узоров, даже при семенном размножении ценный признак проявляется не у всех потомков.

Его наличие можно определить только на 8–15 год после посадки. Генетики стремятся по ДНК молодого дерева определить его предрасположенность к образованию «мраморного рисунка».

Два года назад они опубликовали работу, в которой говорилось о связи узора с определённым участком 10-й хромосомы у деревьев из двух известных семейств. В новой работе учёные проверили, работает ли «правило 10-й хромосомы» у берёз другого происхождения.

В ходе исследования было проанализировано 96 образцов из коллекций Института леса Карельского научного центра РАН. Были изучены берёзы из Карелии, Финляндии, Белоруссии и Ленинградской области.

По образцам учёные сопоставили почти 63 000 различий в геноме с присутствием или отсутствием рисунка. В итоге связь с 10-й хромосомой была подтверждена: большинство образцов с мутацией в этом участке имели «мраморный узор» на срезе.

Для надёжности специалисты провели для шести деревьев полногеномное секвенирование, то есть определили полный их геном. Затем проверили отобранные молекулярные маркеры на их потомстве и на неродственных деревьях.

В итоге генетики пришли к выводу, что за сильную связь с узором отвечает участок 10-й хромосомы, состоящий из 275 тысяч нуклеотидов, определяющих работу 22 генов. Полученные данные помогут в будущем выявлять перспективные сеянцы карельской берёзы задолго до появления внешних признаков.

Карельская берёза внесена в Красную книгу Республики Карелия. Специалисты заметили, что на появление берёзы «с рисунком» могут влиять и внешние факторы, такие как освещённость, плодородие почвы и плотность посадки.

Результаты их исследования опубликованы в журнале PLOS One. Эксперты проанализировали данные 69 предыдущих исследований, которые охватили почти 4,5 миллиона человек.

Помимо продолжительности сна, учёные оценили влияние физической активности и времени, проведённого сидя. Выяснилось, что по сравнению с оптимальным сном (7–8 часов) сон менее 7 часов в сутки связан с повышением риска деменции на 18%, а сон более 8 часов — на 28%.

Недостаток движения и продолжительное сидение также оказались дополнительными факторами риска. У людей, которые занимались физической активностью менее 150 минут в неделю и проводили сидя более 8 часов в сутки, вероятность развития деменции оказалась выше.

Авторы исследования отмечают, что сон, движение и физическая активность могут поддерживать кровоснабжение мозга, нормальную работу нервных клеток и снижать воспаление. Однако исследование выявило связь, но не доказывает, что слишком короткий или продолжительный сон непосредственно вызывает деменцию.

Ранее учёные выяснили, что сон дольше 8 часов способствует ускорению старения организма.

Об этом сообщил главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Жан-Арыс Джилкибаев в беседе с «Лентой.ру».

Хотя Нобелевскую премию по физике Фрэнсис Хальзен получил не за идею, а за её реализацию спустя более 40 лет, вклад Маркова в эту область был значительным. Метод регистрации космических нейтрино в больших объёмах прозрачной воды или льда был предложен Марковым.

Нейтрино очень слабо взаимодействует, поэтому нужна большая масса мишени. Вырыть её под землёй тяжело, а в естественной среде можно использовать прозрачный лёд или воду, где заряженные частицы оставляют черенковское излучение, — пояснил учёный.

Сначала пытались создать установку объёмом около кубического километра в океане, но проект оказался слишком сложным и был закрыт. Тогда Хальзен предложил регистрировать нейтрино во льду Антарктиды, где толщина щита достигает четырёх километров.

Его идею поддержали, и после создания прототипа и детектора IceCube удалось зарегистрировать нейтрино. Параллельно развивалась советская ветка: после закрытия доступа к американскому проекту академик Евгений Чудаков предложил разворачивать детектор на Байкале, а с 1980 года работы возглавил Григорий Домогатский.

Сейчас на Байкале работает детектор объёмом около кубического километра. Премию должны были получить два человека: Хальзен и Домогацкий.

Но Домогацкого уже нет с нами. Однако Хальзен получил премию заслуженно, — сказал учёный.

Нейтринная астрономия — это новое окно во Вселенную. Нейтрино приходят даже из скрытых источников, откуда не доходит свет.

Сейчас работают три установки: IceCube, Байкальский детектор и строящийся детектор в Средиземном море. Это совершенно новый шаг в развитии науки, новое направление — нейтринная астрономия и астрофизика, — заключил Джилкибаев.

Они рождаются на Солнце и в далёких галактиках и ежесекундно пролетают через нас, но мы этого не замечаем. Их энергия измеряется в петаэлектронвольтах (ПэВ), или квадриллионах электронвольт, что невозможно воспроизвести на Земле.

Советский академик Моисей Марков предложил регистрировать нейтрино в больших объёмах воды. Первое нейтрино таким способом было зарегистрировано группой выдающегося российского физика Григория Домогацкого на озере Байкал в 1995 году.

Бельгийско-американский физик Фрэнсис Хальзен в 1987 году запустил на Южном полюсе проект AMANDA, представив концепцию использования антарктического льда для регистрации нейтрино. В редчайших случаях нейтрино сталкиваются с атомными ядрами, но для того, чтобы поймать этот момент, нужен большой объём вещества в качестве мишени.

Прозрачная вода, замёрзшая во льду на антарктической станции Амундсен-Скотт, стала таким веществом. После AMANDA в 2004 году появился проект IceCube — куб прозрачного льда величиной в 1 кубический километр, в который вморожены детекторы нейтрино.

Лёд защищает от других частиц, пропуская лишь нейтрино. IceCube «ловит» нейтрино на глубине от 1450 до 2450 метров при помощи 5160 оптических модулей с фотоумножителями и компьютерами, расположенными друг от друга на расстоянии 17 метров.

Когда нейтрино сталкивается с ядром атома водорода или кислорода, возникают вторичные заряженные частицы (например, мюоны), которые движутся быстрее скорости света в среде, порождая вспышку черенковского излучения синего света. Датчики, расположенные в льду, фиксируют этот свет, что позволяет учёным оценить энергию нейтрино и направление его прихода.

Чаще всего обсерватория фиксирует прилёты атмосферных нейтрино, а наиболее интересные, астрофизические — большая редкость. Главным достижением IceCube стала регистрация в 2013 году нейтрино высоких энергий астрофизического происхождения.

Учёные по всему миру создают особые нейтринные обсерватории для «отлова» таких высокоэнергичных частиц. Сейчас, кроме IceCube, существуют российский Байкальский нейтринный телескоп (проект Baikal-GVD объёмом 0,8 кубических километра) и европейский KM3NeT (около 0,2 км²) в Средиземном море.

По словам члена-корреспондента РАН, главного научного сотрудника Института ядерных исследований РАН Сергея Троицкого, несмотря на то, что высокоэнергичные нейтрино были открыты на IceCube в 2013 году, премия Нобеля стала возможна для учёных после того, как в 2025 году этот «прилёт» подтвердила независимая группа учёных из России на своём нейтринном телескопе Baikal-GVD. Благодаря российскому научному прибору и учёным из ИЯИ РАН было установлено, что обнаруженные нейтрино с энергией больше 200 ТэВ были рождены в нашей Галактике Млечный Путь.