Сегодня - 21.04.2019

Задайте вопрос учёному

В этом разделе вы можете задать вопросы, относящиеся к любому научному направлению: будь то археология или ядерная физика. Задавая вопрос, вы можете обозначить, ученому какой специальности он адресован. Если вы не определились с адресатом, мы найдем для ответа на ваш вопрос компетентного эксперта. Ответ будет опубликован на сайте.

Обращаем ваше внимание на то, что не подлежат рассмотрению вопросы и обращения, в которых содержатся выражения, оскорбляющие чьи-либо честь и достоинство, а также те, из которых не представляется возможным понять суть вопроса.

Вопросы вы можете направлять на электронный адрес: scienceinsiberia@gmail.com с пометкой в теме: «Вопрос ученому»



Где проходит граница планеты Земля?

Отвечает заместитель директора по научно-методической работе МКУ ДО ДЮЦ «Планетарий» Илья Олегович Орлов

 

Где граница у нашей планеты? С какой отметки начинается собственно космос, а где ты еще на Земле?

 

Вопрос о границе «земного» и космического пространства обсуждается много и давно. Атмосфера Земли не имеет чёткой границы, плотность и давление падают очень постепенно, а следы земных веществ обнаруживаются даже на орбите Луны. Именно поэтому провести какую-то строгую границу очень сложно.
 
Тем не менее, американские специалисты по авиации и космонавтике достаточно условно определили так называемую линию Кармана — 100 километров над уровнем моря. И все полёты, максимальная высота которых выходит за этот предел, считаются космическими.
 
Почему именно 100 км? Основной аргумент такой: при увеличении высоты «классическому» летательному аппарату необходимо развивать всё большую скорость, чтобы обеспечить нужную подъёмную силу. Примерно на отметке 100 км эта необходимая скорость начинает превышать первую космическую (7,8 км/с), то есть аппарат в любом случае уже летит больше по законам космонавтики, а не аэродинамики. С другой стороны, космические спутники на высоте около 100 км начинают вход в атмосферу, разогреваются и в течение буквально пары витков разрушаются. 
 
Так что самый общепринятый ответ на вопрос о границе Земли и космоса — высота в 100 километров над уровнем моря.
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Могут ли существовать гигантские крысы-мутанты?

Отвечает младший научный сотрудник Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, популяризатор науки Даниил Викторович Гладких

 

В числе городских легенд есть легенды о крысах-мутантах, которые обитают в тоннелях метро и канализации, обладают огромным размерами и агрессивностью и способны съесть человека. А в реальности может быть, чтобы среди популяции обычных крыс возникли такие особи?

 

В роде Rattus выделяют порядка 70 ныне живущих видов, размером от 10—15 см (Rattus exulans, малая крыса) до 30 см в случае Rattus norvegicus, серой крысы, которую и будем считать «обычной». Пытаясь выжить, серые крысы за 13 тысяч лет мировой экспансии пришли к оптимальной для них стратегии существования и идеальному сочетанию параметров продолжительности жизни, плодовитости, размеров тела, потребляемой пищи и воды, мест обитания. Да, в идеальных условиях пасюк растет всю жизнь, но, к счастью, в природе ее продолжительность не превышает 1,5 лет, и 30 см для зверька — естественный максимум. Значимое увеличение размеров в ходе эволюции возможно, но за достаточно долгий срок — тысячи лет и поколений. Резкие изменения в результате мутаций представляются маловероятными. Чтобы такая особь была жизнеспособной и плодовитой, в организме должны одномоментно возникнуть сотни и сотни полезных в данном случае изменений, затрагивающих анатомию и физиологию. А мутации, как правило, бывают единичные и вредные или, в лучшем случае, нейтральные, все равно «вычищаясь» в результате эволюции. Для получения потомства же нужно, чтобы таких крыс каким-то чудом однонаправленно мутировало как минимум две. И даже если эти мутанты возникнут, то окажутся нежизнеспособными в условиях городской среды из-за неоптимального соотношения размеров тела/потребности в пище/уровня метаболизма/плодовитости и моментально вымрут.
 
Рисунок с сайта pixabay.com
 



Почему в Средние века был так популярен латинский язык?

Отвечает доцент кафедры всеобщей истории Гуманитарного института Новосибирского государственного университета доктор исторических наук Валентин Леонидович Портных

 

Почему в Средние века был так популярен латинский язык? Много ли людей его знали?

 

В средние века латынь была распространена в первую очередь как язык духовной и светской элит. Конечно, здесь была и банальная преемственность, ведь латынь выполняла эту функцию в Римской империи, и на ней были написаны многие сочинения, пережившие столетия. Кроме того, именно латинский перевод Библии был в Западной Европе основным сакральным текстом на протяжении веков. Переводы библейских книг на местные языки в Средние века иногда делались, чтобы использовать в целях проповедования христианского вероучения населению. Вместе с тем, зафиксированы случаи, когда проповедник, который обращался к народу на понятном ему местном наречии, не переводил библейские цитаты в составе проповеди. При этом языком богослужения была исключительно латынь. И так было не только в Средневековье. Вплоть до 1965 года, до Второго Ватиканского собора, латынь оставалась богослужебным языком всего католического мира. Более того, и на сегодняшний день она является основным языком папской курии. Если обратиться к официальному сайту Ватикана, то можно убедиться, что все папские письма и послания публикуются в том числе и на латыни, а иногда и исключительно на ней. В государстве Ватикан даже есть банкоматы, которые говорят на языке древних римлян! 
 
Почему же латынь продолжала доминировать как в церковной среде, так и в кругах светской элиты на протяжении Средневековья? Сейчас мы привыкли к тому, что вся суша разделена на государства, границы которых, как правило, стабильны, а внутри каждой страны есть единый язык делопроизводства и бюрократические и силовые структуры, обеспечивающие политическое единство и связанность регионов между собой. В Средние века территории, подчиненные формально одному государю, не были столь едины, как сейчас, да и границы постоянно менялись. В том числе это касалось и языка. Сейчас мы привыкли: приехал в Германию, а потом перебрался в Голландию или фламандскую Бельгию, и язык сразу становится другой, пусть и довольно похожий. В Средневековье местные письменные языки только формировались, а отсутствие реального политического единства на территории той же самой Германии не давало тому или иному диалекту стать доминирующим на значительной территории. Если мы посмотрим источники, то увидим, что у средневековых языков нет единства в современном понимании: нет средневекового немецкого, нет средневекового итальянского, но есть богатая палитра их разных вариаций в различных местностях. Для современного человека это непривычно, и даже в Италии, которая была объединена лишь в XIX веке, на диалектах сегодня говорят в основном дедушки и бабушки. Но в Средние века, если ты хотел, чтобы твой трактат или хронику прочитали многие, ты должен был писать на латыни, подобно тому, как в наши дни это делается на английском. Это сейчас доминирующим является язык самой могущественной страны мира, а тогда доминировал язык единственной организации, структуры которой пронизывали всю католическую Европу — организации церковной. Римский понтифик, который должен был управлять католической церковью на самом высшем уровне, взаимодействовал со своими подчиненными из самых разных уголков Европы на латыни — единственном языке, хорошо знакомом всему высшему клиру, независимо от страны. 
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Можно ли вынести с месторождения и присвоить полезные ископаемые?

Отвечает заведующий лабораторией рудообразующих систем Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН кандидат геолого-минералогических наук Пётр Александрович Неволько и заместитель начальника департамента по недропользованию по Сибирскому федеральному округу Федерального агентства по недропользованию «Роснедра» Алексей Евгеньевич Партолин

 

Регулируется ли каким-то образом самовольный вынос с месторождений драгоценных камней или металлов при разведке или работе на таких месторождениях? Если обычный человек найдет золотой самородок или драгоценный камень на территории нашей страны, может ли он его присвоить и потом легально реализовать? 

 

Пётр Неволько: 
 
«Согласно законодательству РФ, всё, что находится в недрах земли, по умолчанию принадлежит государству. Любая добыча полезных ископаемых должна сопровождаться необходимыми лицензиями и документами. То есть если кратко ответить: да, регулируется, и если человек без необходимых разрешительных документов найдет камень или самородок, то его нельзя присвоить. Это подпадает под действие статьи УК РФ о незаконном обороте драгоценных камней и металлов. Более подробно на вопросы могут ответить представители территориального отдела Федерального агентства по недропользованию “Роснедра”». 
 
Алексей Партолин: 
 
«По поводу изложенных вопросов мы не вправе давать разъяснения, но можем выразить мнение. Оно следующее: предоставление недр в пользование у нас на сегодняшний день регулируется Законом РФ от 21.02.1992 № 2395-1 “О недрах”, согласно которому недра находятся исключительно в собственности государства. Добытые полезные ископаемые могут находиться в том числе и в частной собственности, если это специально оговорено в соответствующей лицензии. Только лицензия дает право их добывать. 
 
Согласно Федеральному закону “О драгоценных металлах и драгоценных камнях” от 26.03.1998 № 41-ФЗ субъектами добычи драгоценных металлов и камней могут быть только юридические лица. Из этого следует, что физическое лицо не имеет права вести вышеуказанный процесс, как и реализовывать полезные ископаемые. Поэтому никто не вправе забрать в личную собственность с разрабатываемого месторождения драгоценные металлы или камни, как и заниматься добычей драгоценных металлов и камней без соответствующей лицензии, без образования субъекта предпринимательской деятельности в установленном порядке». 
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Когда на Руси появились первые библиотеки?

Отвечает младший научный сотрудник отдела редких книг и рукописей Государственной публичной научно-технической библиотеки СО РАН кандидат филологических наук Инна Александровна Шилова

 

Сейчас книги доступны всем (библиотеки, магазины, интернет), а кому были доступны книги и чтение в Древней Руси, когда книги были рукописными, и на заре печати? Были ли тогда, например, библиотеки?

 

Традиционно самым ранним указанием на первую «библиотеку» Древней Руси считается известие из «Повести временных лет», датированной 1037 годом. В нем сообщается, что князь Ярослав Мудрый организовал работу по переписыванию и переводу книг, а потом велел поместить их в храме святой Софии. Сам князь описывается как человек, который имел большое пристрастие к книгам и читал их часто «и днем, и ночью».
 
При этом слово «библиотека» в Древней Руси начинает употребляться довольно поздно, самое раннее упоминание зафиксировано в Геннадиевской Библии (1499 г.). Однако можно смело утверждать, что книжные собрания были практически во всех древнерусских монастырях и множестве храмов. Конечно, сами рукописи мог брать и читать только ограниченный круг людей (князья, монахи, священнослужители). Но тексты многих произведений были доступны всем желающим, они произносились, например, в составе проповедей и во время службы, то есть воспринимались обычными людьми на слух.
 
Конечно, появление книгопечатания в середине XVI века существенно изменило ситуацию и привело к возникновению как крупных библиотек (библиотека Печатного двора), так и личных собраний русских книжников XVII века — Симеона Полоцкого, Сильвестра Медведева и других.
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Можно ли у человека выделить ДНК конкретных этносов?

Отвечает научный сотрудник ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» кандидат биологических наук Светлана Владимировна Михайлова

 

Сейчас, наверное, в большинстве из нас течет кровь множества народов. А можно ли у человека выделить ДНК конкретных этносов? И каким образом это можно сделать?

 

ДНК каких-то конкретных этносов в геноме человека выделить нельзя, потому что этносы различаются между собой не уникальными вариантами генов, а частотой встречаемости разных вариантов одних и тех же генов.
 
Если секвенировать (прочитать) полностью геном какого-то человека, то можно с некоторой долей вероятности предсказать его расу, но не этническую принадлежность. Если же прочитать ДНК ста человек, о которых известно, что они относятся к одному этносу, то можно уже точно предсказать их расу и примерное место расселения на карте, например север Европы или Ближний Восток. 
 
Последнее время часто мелькает реклама коммерческих организаций, предлагающих по крови человека определить, откуда были его предки. Давайте разберемся, как это работает. Каждому человеку одна хромосома из каждой пары приходит от отца и одна от матери. Но когда у человека образуются собственные половые клетки, хромосомы его отца и матери не попадают туда целиком. Отцовские и материнские хромосомы обмениваются гомологичными участками, в итоге каждая половая клетка человека содержит мозаику из генов его отца и матери, эта мозаика и передается детям. Так происходит в каждом поколении, поэтому сложно понять, откуда конкретному человеку достались редкие варианты каких-то генов, были ли они у какого-то одного его предка или случайно собрались в его геноме от разных пра-пра-пра-родителей. 
 
Но есть и исключения. Y-хромосома передается только по мужской линии от отца к сыну. Участку, содержащему мужские гены, обмениваться не с чем, поэтому на нем можно проследить накопление мутаций в ходе эволюции по прямой мужской линии, то есть только для мужчин. Похожая картина и с митохондриальной ДНК, по которой «определяются предки» как для мужчин, так и для женщин. Отцовский сперматозоид содержит по разным данным 1—5 митохондрий, а материнская яйцеклетка — сотни тысяч. В результате можно сказать, что каждый человек получает свой набор митохондрий от матери. Если прочитать определенный участок митохондриальной ДНК человека, то и на нем так же можно увидеть набор мутаций, накопившийся у его предков по материнской линии. Вот эти данные и используются для «определения предков».
 
С одной стороны, никакого обмана в этом нет, с другой — нет и никакой информации. Существуют базы данных по распространенности разных наборов мутаций в ДНК Y-хромосом и митохондрий. Если они известны у конкретного человека, то можно предположить, что, всего вероятнее, его предок по прямой женской линии происходил из тех этносов, где частота встречаемости именно такого набора мутаций сейчас максимальна. Если этот конкретный человек еще и мужчина, то аналогичное предположение можно сделать о его предках по мужской линии. Но не надо забывать, что у каждого из нас есть еще тысячи предков, о которых ДНК митохондрий и Y-хромосомы ничего не знает. Если набор мутаций в наших митохондриях соответствует, например, наиболее распространенному в Западной Европе, это говорит лишь о том, что один из наших предков был, скорее всего, оттуда, но еще 127 могли быть, например, из Индии, 14 из Африки, 5 из Испании и т.д.
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Откуда в квартире появляются дрозофилы?

Отвечает заведующая лабораторией генетики стресса и отдела биологии насекомых ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» доктор биологических наук Наталия Евгеньевна Грунтенко

 

Откуда дрозофилы возникают в квартире зимой? Как от них избавиться?

 

«Бывает ощущение, что дрозофилы своим внезапным появлением на кусочке банановой шкурки, оставленной возле мусорного ведра, пытаются подтвердить теорию самозарождения жизни, широко распространенную в античности и в средние века. Но, конечно, их возникновение объясняется гораздо проще. 
 
Есть два пути появления дрозофил в квартире: летом они просто влетают в открытое окно, на запах подбродивших фруктов, варенья, вина. Зимой мы приносим их сами. Например, бывает так: хранится лук, и вдруг оттуда начинают лететь мухи. Это значит, что раньше насекомые отложили яйца на овощ, мы купили его уже с ними, принесли домой, а через девять суток (с момента откладки) завершился цикл развития, и вылетели взрослые особи. Они ищут пищу и садятся на любой подходящий субстрат.
 
Взрослых мух и отложенные ими яйца можно выморозить: при температуре ноль градусов и ниже они погибают. Этот метод сложно использовать дома, поэтому стоит поставить ловушку. Для нее подойдет обычная пластиковая бутылка, на дно которой помещается что-то сладкое (можно налить просто сахарный сироп), кусочки забродивших фруктов, варенье, а вместо пробки ставится воронка с узким горлышком. Муха садится на воронку, спускается на корм, а обратно вылететь уже не может.
 
Конечно, у дрозофил есть и естественные враги: птицы, хищные насекомые (пауки, стрекозы), насекомоядные млекопитающие. Мыши, например, вряд ли ловят мух, но личинок вполне могут съесть. Мы наблюдали даже синиц, которые приспособились, залетая в лабораторию, склевывать ватную пробку с пробирки, где жила колония мух и съедать дрозофил».
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Как эмоциональный интеллект сказывается на развитии ребенка?

Отвечает главный научный сотрудник Новосибирского института физиологии и фундаментальной медицины, заведующая сектором «Индивидуальные особенности развития детей» кандидат медицинских наук, доктор психологических наук Елена Романовна Слободская

 

Что такое эмоциональный интеллект? Какую роль он играет в развитии ребенка?

 

«Эмоциональный интеллект — это способность человека с раннего возраста обрабатывать и использовать информацию об эмоциях.
 
По всем формальным признакам понятие эмоционального интеллекта можно отнести к научной моде. В последнее время всплеск интереса к нему прошел, но исследования продолжаются.
 
Какую роль эмоциональный интеллект играет в прогнозировании важнейших жизненных результатов ребенка? Экспериментальные тесты и опросники показали, что учет эмоционального интеллекта мало что добавляет к прогнозу, основанному на таких хорошо изученных характеристиках человека, как интеллект и личностные особенности. Так что в популяционных исследованиях или в индивидуальной работе с детьми уделять повышенное внимание этой характеристике не стоит». 
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Как ученые подсчитывают биомассу микроорганизмов?

Отвечает ведущий научный сотрудник Института биофизики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» кандидат биологических наук Егор Сергеевич Задереев

 

Как ученые подсчитывают общую биомассу микроорганизмов (например, в том или ином водоеме)? Они же не могут их все собрать и взвесить?

 

Забавно, но простые вопросы иногда требуют сложных ответов. В самом общем виде, чтобы определить численность (или биомассу) микроорганизмов в водоеме, нужно взять маленькую пробу воды (допустим 10 мл), посчитать там всех бактерий, оценить количество воды в озере, а потом по пропорции пересчитать биомассу бактерий на весь объем. 
 
Но дьявол, как известно, кроется в деталях. Откуда брать пробу воды? Только очень маленький водоем будет перемешан настолько, что в любой его точке содержание организмов можно считать одинаковым. Для больших озер характерно их разделение на зоны с существенно разными условиями и, соответственно, с разным содержанием живности. Значит, нужно как минимум разделить озеро на участки, в которых условия более-менее однородны и брать пробы из каждого из них. 
 
Как посчитать всех бактерий даже в маленьком объеме воды? В принципе, это можно сделать под микроскопом, но такая задача довольно сложная. Если воды слишком мало, то ошибка счета велика, если чуть больше — считать на глаз утомительно. Чтобы отделить живое от неживого, при счете можно использовать разные краски. Но даже если вы подсчитали количество бактерий, вам нужно перевести штуки в граммы, а они (клетки бактерий) все разной формы и размера. Так что ваша оценка будет приблизительной. 
 
Можно использовать фильтры с порами определенного диаметра, чтобы собрать биомассу бактерий на них, а потом взвесить (и не важно сколько их штук). Но и в этом случае трудно гарантировать, что на фильтр осели только бактерии. Поэтому, когда используются подходы с фильтрацией и прямым определением биомассы, ученые чаще говорят об определенной размерной фракции, например, органического углерода, большую часть которого будут составлять бактерии, но не только они.
 
И, наконец, как определить объем воды в озере? Задача тоже непростая. Ведь любое озеро — это не идеальная геометрическая фигура, объем которой можно посчитать по формулам куба или шара. Для того чтобы узнать точный объем водоема, ученые сначала делают детальную карту подводного рельефа. Эта процедура называется батиметрией. К услугам современных исследователей эхолоты, которые позволяют относительно быстро и детально прописать профиль дна. После, используя компьютерные программы, можно построить 3D-модель озера и рассчитать объем. 
 
А вот раньше измерять глубины приходилось с помощью груза и веревки. Представьте, сколько раз нужно было остановить лодку, опустить и вытащить груз, чтобы зафиксировать глубину в конкретной точке. После же все вычисления делались вручную. Несмотря на сложности, ученые, конечно же, оценивают биомассу различных организмов в водоеме. Причем для более крупных объектов (водорослей, рачков, рыб) процедуры могут быть еще более изощренными, чем для бактерий. Важно помнить, что даже решение такой «простой» задачи, как посчитать всех бактерий в озере, требует подготовки и опыта.
 
Фото с сайта pixabay.com
 



Можно ли определить возраст человека по образцам его тканей?

Отвечает научный сотрудник ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» кандидат биологических наук Светлана Владимировна Михайлова

 

Возможно ли на текущем уровне научных знаний отличить образцы ткани одного и того же человека, взятые у него в разном возрасте (допустим, 0, 20, 40, 60, 80 лет)?

 

Да, это сделать можно. Существуют ткани, по которым возраст стандартно определяют судмедэксперты с помощью микроскопии. Хорошо подходят для этого зубы. Но если есть просто любая достаточно сохранившаяся ткань, то приблизительно оценить разницу в возрасте человека в моменты забора образцов можно методами молекулярной генетики. Наш возраст записывается в нашей ДНК. Сейчас наиболее перспективными ученым видятся методы оценки длины теломер и количества митохондрий. В норме и то, и другое с возрастом у человека уменьшается.
 
Теломеры — концевые участки хромосом, состоящие из многократно повторенной последовательности из семи нуклеотидов. С каждым делением обычной клетки эти концевые участки немного укорачиваются, а значит, уменьшается число повторенных последовательностей на концах всех хромосом. Считается, что клетка рассчитана в среднем на 50—70 делений.
 
Митохондрии — небольшие клеточные органеллы, “энергетические станции” клеток, внутри каждой из них находится от двух до десяти копий собственного генома. В разных типах клеток может содержаться от десятков до тысяч митохондрий (максимум — в мышцах и мозге). В процессе старения у человека число митохондрий снижается, то есть снижается и количество митохондриальной ДНК.
 
Для оценки таких изменений в геноме человека сейчас используют метод ПЦР в реальном времени. 10—15 клеток, которых хватает, например, для установления отцовства, для этого метода недостаточно, потому что он не качественный, а количественный. Каждая оценка требует как минимум трех повторений опыта и контроля, а также определенного количества ДНК на пробу, в том числе и для усреднения генетических данных из разных клеток. Конечно, идеально точную датировку материала таким способом получить нельзя, метод позволяет оценить скорее биологический, а не паспортный возраст человека.
 
Если хочется сравнить себя нынешнего с собой же через 20, 40, 60, 80 лет, можно заморозить пять миллилитров собственной крови, при правильном хранении этого более чем достаточно для анализа. А если хочется еще и удивить ученых, то можно начинать вести правильный образ жизни. Доказано, что физические нагрузки увеличивают число митохондрий, а снижение оксидативного стресса в клетках (правильное питание, хорошая экология, отсутствие вредных привычек и стрессов) способствует сохранению длины теломер.
 
Изображение с сайта pixabay.com
 

Система Orphus