Археологи, ведущие работы в районе снесенной гостиницы «Россия», обнаружили старейшую улицу московского посада, сообщает Институт археологии РАН. Она носила название Великая и вела от Кремля к речной пристани. По мнению ученых, улица возникла на самом раннем этапе истории Москвы, возможно, уже в XII веке.

Сейчас обнаружен слой бревен верхнего яруса мостовой на этой улице, относящийся к XVII – XVIII векам. Под ним видны бревна более ранних слоев. Как полагает руководитель раскопок, заведующий Отделом археологии Московской Руси ИА РАН Леонид Беляев, изучение всех слоев древней мостовой позволит ученым создать дендрохронологическую шкалу для Москвы, к чему они стремятся уже много десятилетий.

На данный момент археологи уже обнаружили немало керамики XV – XVII веков, а также фрагментов каменных построек. На одном обломке пилястра, бывшего частью храма или дворца, сохранился орнамент, аналоги которого находятся в итальянской архитектуре эпохи Ренессанса. Вероятно, это свидетельство времен возведения стен Кремля и его соборов, в котором активно участвовали итальянские архитекторы.

Австралийские ученые обнаружилигенетическую вариацию, влияющую на силу переживаний. Обладатели одной из разновидностей гена SERTбыли более склонны к депрессии, если жизнь давала трещину, зато были более счастливыми, если все шло благополучно.

В исследовании приняли участие 333 жителя австралийского штата Виктория северо- и западноевропейского происхождения.

Белок SERT участвует в метаболизме нейромедиатора серотонина. Когда один нейрон передает сигнал следующему нейрону, он выбрасывает в пространство между ними вещество – нейромедиатор. Нейромедиатор запускает электрический импульс во втором нейроне, а потом должен быть утилизирован. Как правило, из пространства между нейронами он попадает обратно в первый нейрон, и нейрон снова готов передавать сигнал. Если же нейромедиатор остается в пространстве между нейронами, то импульс во втором нейроне возникает снова и снова, сигнал усиливается. Белок SERT как раз и занимается тем, что возвращает серотонин из пространства между нейронами в нейрон, передававший сигнал.

У гена SERTесть два распространенных варианта (полиморфизм) регуляторной области: более длинный и более короткий. Более длинный вариант соответствует более активному синтезу матричной РНК и, соответственно, большему количеству соответствующего белка в клетках. Это значит, что при прочих равных более длинный вариант регуляторной области гена соответствует более быстрому захвату серотонина обратно в нейрон и более слабому сигналу. В исследовании сравнивались две группы людей: те, у которых в обеих хромосомах присутствовал короткий вариант гена, и все остальные.

До сих пор ученые пытались найти связь между короткими вариантами гена и депрессией или, например, склонностью к аддикциям. Результаты всякий раз оказывались спорными. И вот, в новом исследовании, авторы решили подойти к проблеме не только с негативной, но и с позитивной стороны. Авторы работы изучали связь физического и сексуального насилия, которым подвергался человек в детстве, и его удовлетворенности жизнью во взрослом возрасте. Оказалось (некоторые более ранние исследования тоже на это указывали), что у людей с короткими генами SERTнасилие в детстве чаще приводило к депрессиям во взрослом возрасте, чем в контрольной группе, зато те, чье детство было спокойным, были более счастливыми, чем обладатели длинных вариантов.

Полученный результат выглядит логичным, если задуматься о том, что короткий вариант (в гомозиготном состоянии) просто усиливает все сигналы: радость от успеха, расстройство от неудачи.

Обнаруженные на Аляске окаменевшие кости нового вида динозавров подтверждаюттеорию существования динозавров, обитавших в более холодном климате, чем большинство их современников.

Кости были найдены в 160 километрах от побережья Северного Ледовитого океана  в геологической формации Принц-Крик, недалеко от городка Нуиксут. Место находки известно у палеонтологов под названием костеносный слой Лискомба (Liscomb Bone Bed), данным в честь геолога Роберта Лискомба, который в 1961 году, проводя картографическую съемку для компании Shell Oil, нашел первые кости динозавров на Аляске. Интересно, что сам Лискомб не мог представить, что крупные динозавры могли жить в столь высоких широтах, и посчитал, что найденные им окаменелости принадлежат млекопитающим. Такое мнение продержалось более 20 лет, пока палеонтолог Пэт Дракенмиллер (Pat Druckenmiller) из музея Университета Аляски не установил их принадлежность динозаврам.

За прошедшие годы исследователям из университетов Аляски и Флориды удалось обнаружить более шести тысяч костей данного вида, больше, чем для любого другого известно на территории Аляски вида динозавров. Большинство костей принадлежит детенышам динозавра, длиной тела не более 2,7 метра. Возможно, стадо молодняка погибло внезапно, по неизвестной нам пока причине. Взрослые динозавры этого вида вырастали до девяти метров в длину. Они принадлежали к семейству гадрозаврид (Hadrosauridae), или утконосых динозавров, получивших такое название за форму головы. Вид получил название Ugrunaaluk kuukpikensis, что в переводе с языка эскимосов инупиат означает «древний травоядный». Динозавр действительно был травоядным, мог передвигаться как на двух, так и на четырех ногах, а жил около 69 миллионов лет назад.

Он стал четвертым уникальным для северной части Аляски видом динозавров. Профессор Грегори Эриксон (Gregory Erickson) из Университета штата Флорида говорит, что открытие такого вида подтверждает теорию существования динозавров, адаптированных к арктическим условиям и живших в климате, существенно отличающимся от экваториального или тропического, которые люди привыкли ассоциировать с динозаврами. «Затерянный мир динозавров, о котором мы не подозревали, существовал», – говорит Эриксон. Северные гадрозавриды, по его словам, могли переживать месяца полярной ночи и выпадение снега. Хотя климатические условия на Аляске в их эпоху были не столь суровы, как сейчас. Наиболее близкой аналогией профессор считает климат современной провинции Британская Колумбия. Как подчеркивает Эриксон, палеонтологи не нашли на севере Аляски следов черепах, крокодилов, ящериц или других хладнокровных животных, температура тела которых зависит от окружающей среды. Это заставляет подозревать, что и биология северных динозавров, возможно, отличалась от рептилий и была ближе к теплокровным птицам и млекопитающим.

Результаты исследования опубликованыв международном ежеквартальном научном журнале Acta Palaeontologica Polonica.

Жест благословения, который показан на многих католическихизображениях, некоторых православныхиконах, запечатлен в статуях, может быть следствием нейропатии (повреждения) локтевого нерва у первого Папы Римского. К такому выводу пришел доктор Беннетт Фаттерман (Bennett Futterman) из Нью-Йоркского технологического института. Статья об исследовании опубликована в журнале Clinical Anatomy.

Изображение апостола Петра в монастыре Осиос Лукас в Греции, XI век

Автор работы ранее работал ортопедом в медицинском центре Маунт Синай (Mount Sinai Hospital). Уже много лет подряд Фаттерман читает лекции по анатомии студентам-первокурсникам и проводит показательные вскрытия. Из года в год он сталкивался с одной анатомической неопределенностью, связанной с упомянутым жестом. Кисть при знаке благословения выглядит достаточно необычно: безымянный палец и мизинец согнуты, а остальные пальцы выпрямлены. Этот жест встречается не только на изображениях апостола Петра, но и на картинах с изображением других священников, занимавших папский престол. Вероятно, они специально повторяли этот жест, чтобы походить на своего предшественника и таким образом показывать свое почтение его образу.

Конечно, сложить пальцы таким образом можно и сознательно. Но более вероятно, что кисть принимала такую конфигурацию из-за какого-то нарушения в нервной системе. Поскольку крупных нервов, управляющих движениями пальцев, всего пара, то вариантов два. У того, кто впервые использовал жест благословения, была нарушена либо работа срединного нерва, либо локтевого нерва. Срединный нерв управляет работой указательного и среднего пальцев, а локтевой — работой безымянного пальца и мизинца. В свою очередь, каждый нерв делится на несколько ветвей, часть которых обеспечивает сгибание пальцев, часть — их разгибание, часть — движение в плоскости ладони.

Срединный и локтевой нервы

Во многих книгах и статьях делается предположение, что у Петра был поврежден срединный нерв. Однако Фаттерман был убежден, что это не так. Беннетт изучил множество источников — как анатомических, так и исторических. Он выяснил, что основной аргумент в пользу нейропатии срединного нерва у Петра заключается в том, что апостол пытался показать прихожанам кулак ладонью вперед, но не мог: указательный и средний пальцы не сгибались. Тем не менее, доктор Фаттерман нигде не нашел упоминания того, что христиане когда-либо использовали кулак в качестве положительного жеста. Кулак — это закрытая позиция кисти, а знак благословения скорее должен представлять собой открытую позицию.

Гораздо более вероятно, что апостол Петр как человек, выросший среди адептов иудаизма, хотел использовать жест первосвященников, выполняемый при Аароновом благословении: прямые пальцы одной руки разводятся в стороны друг от друга. (Сейчас этот знак гораздо более известен как вулканское приветствие; его популяризовал Леонард Нимой, исполняя роль Спока в сериале «Звездный путь».)

Жест первосвященников (мозаика из синагоге в Энсхеде, Нидерланды)

Такой жест невозможно выполнить, если поврежден локтевой нерв, но можно, если нейропатия поразила срединный нерв. То есть дело не в том, что у Петра не сгибалисьсредний и указательный пальцы, а в том, что у него не разгибалисьбезымянный палец и мизинец. К тому же, он не мог отодвигать последние два пальца в сторону.

Разумеется, определить со стопроцентной вероятностью, что было не так с нервами правой руки апостола Петра, сейчас невозможно. Не сохранилисьего останки, которые помогли бы разобраться в анатомии руки святого, поэтому любой вывод на тему болезней апостола Петра будет косвенным. Беннетт Фаттерман привел достаточно аргументов в пользу своей точки зрения, и теперь он продолжит работу немного в другом ключе. Анатом хочет выяснить, что стало причиной повреждения локтевого нерва апостола Петра. Как считает исследователь, наиболее вероятный вариант — проказа, так как на нее указывают некоторые источники. Какие именно, Фаттерман, к сожалению, не уточнил.

 

Светлана Стивенсон. Фото: Наташа Четверикова

В Библиотеке-читальне имени Тургенева в этот четверг был открыт новый сезон «Публичных лекций Полит.ру». Первую лекцию прочитала социолог, преподаватель факультета гуманитарных и социальных наук London Metropolitan University Светлана Стивенсон. Тема ее лекции «Банды 1990-х: происхождение и эволюция».

Организованные преступные группировки, достигшие расцвета в 1990-е годы, оставили заметный след даже в массовой культуре, достаточно вспомнить популярные телесериалы «Бригада» или «Физрук». К сожалению, научных исследований этой сферы общества пока не так много, в отличие от многочисленных трудов по более старому отечественному преступному социуму («ворам в законе» и пр.). Выделяются работы социолога, профессора Европейского университета в Санкт-Петербурге Вадима Волкова о так называемом «силовом предпринимательстве» в России, где исследуются социальные группы различного происхождения: бывшие спортсмены, воины-афганцы, представители национальных групп, которые в начале эпохи рынка начали создавать криминальные сообщества. Однако совсем мало работ, посвященных одной конкретной линии эволюции подобных сообществ из некриминальных в криминальные. Это преступные группировки, которые возникают из территориальных подростковых групп. Хотя некоторые работы, посвященные этим группам, появлялись еще в СССР в закрытых публикациях МВД, в позднесоветский период им уделили внимание журналисты. Сейчас есть ряд исследований казанских социологов на эту тему. Изучение молодежных группировок в Казани и Москве занималась Светлана Стивенсон, результаты ее работы изложены в недавно вышедшей книге Gangs in Russia.

Казань – один из самых ярких примеров истории молодежных группировок. В 1950-х – 1960-х годах город пережил ускоренную урбанизацию, когда туда приезжали тысячи людей из сельской местности, чтобы работать на новых предприятиях. В ходе роста Казани в состав города включались отдельные сельские населенные пункты, которые некоторое время сохраняли свою обособленность, что, возможно, послужило одним из источников появление территориальных молодежных группировок. К тому же из традиций сельской культуры были принесены ритуальные молодежные столкновения. Далее, с 70-х годов, появилась советская теневая экономика, и так называемым цеховикам нужен был силовой ресурс – люди для охраны продукции и контроля за ее сбытом. Таким ресурсом также стали представители уличных подростковых группировок. В результате уже в начале 1970-х в Казани появляются достаточно крупные криминальные территориальные группировки, например, ставшая знаменитой группировка «Тяп-Ляп», получившая название из-за нахождения в районе завода «Теплоконтроль». Члены группировок занимались вымогательствами, в первую очередь их жертвами становили работники торговли и сферы обслуживания, у которых имелись, как говорили тогда, нетрудовые доходы, а также те же цеховики.

Постепенно вся Казань разделилась на враждующие между собой молодежные группы. Аналогичные структуры возникали и в других городах. С началом кооперативного движения эти группы получили новую питательную среду для роста, так как стали заниматься вымогательством у частных предпринимателей.

На основе исследований, проведенных в Казани и Москве, и включавших в себя интервью с членами этих группировок, Светлана Стивенсон предложила выделить основные социальные императивы их поведения, которые можно назвать «пять принципов реального пацана». Первый из них, говоря словами самих «реальных пацанов», можно сформулировать так: «найти с кем быть по жизни», то есть важным внутренним требованием оказывается включенность в некоторую социальную группу: бригаду, улицу, семью и т.п. Второй принцип – «подняться вместе» – призывает реальных пацанов не проводить время в безделье, а использовать возможности для получения дохода, для чего необходима внутренняя дисциплина группы и сознательность ее участников. Для обеспечения этого лидеры группировок используют ряд специальных практик, например, еженедельные «сходняки», присутствие на которых обязательно.

Третий принцип обеспечивает выполнение цели группировки – получение экономической прибыли. В устах членов групп он звучал бы так: «Загрузить по понятиям и развести на деньги». Те, кто становится объектом рэкета, обязаны платить группировке, так как живут или работают на ее территории. Участники же группировки воспринимают себя как некоторое подобие рыцарского ордена, особого рода аристократию. В связи с этим возникают правила, которые должен соблюдать «реальный пацан», чтобы не сливаться с народом. Например, он не может торговать, работать в сфере обслуживания. При встрече двух пацанов они обязаны представиться, назвать свою «улицу». Даже в драках между представителями группировок соблюдаются некоторые правила (пацана нельзя бить ногами), а вот по отношению к не-пацанам можно делать все, что угодно.

Но пацану важно помнить про четвертый принцип: «знать, за кем сила». Успех группировки зависит существования у нее связей с нужными людьми и структурами. «Рыцарский орден» должен признавать, что в обществе существуют и другие источники власти. Пацаны стараются поддерживать хорошие отношения с теми, кто может пригодиться, начиная от учителей в школе, соседей и участковых. На уровне группировки для создания позитивных социальных связей могут оказываться услуги представителям бизнеса и властных структур. Высшее звено группировок может увеличивать свой социальный капитал, участвуя финансово в строительстве мечетей, спортивных центров, спонсируя детские дома или съемки кинофильмов, становясь членами благотворительных фондов. У кого есть возможность и желания, пытаются интегрироваться в госструктуры. В целом четвертый принцип иллюстрирует фраза из одного интервью с участником группировки: «Сейчас время бандитов кончается, мода на все это прошла, сейчас банкуют те, кто может договариваться с властью, с ментами, с другими улицами».

Наконец, пятый принцип, который связан с четвертым: члены группировок не привержены исключительно криминальному образу жизни. В этом важное отличие подобных сообществ от, например, воров в законе, которым традиция запрещает легальный заработок, вступление в брак, какие-либо отношения с госструктурами. Участники группировок весьма прагматично ориентированы, нацелены на успех и не имеют особого желания попадать в тюрьму. Их настрой хорошо передается словами: «Как сделать так, чтобы у нас были деньги и нам за это ничего не было». Они считают себя предпринимателями и плохо относятся к тем, кто не занимает производительным трудом: бездомным, мигрантам.

24 сентября в рамках проекта «Публичные лекции "Полит.ру"» с лекцией о бандах 1990-х выступила социолог, кандидат социологических наук, преподаватель факультета гуманитарных и социальных наук London Metropolitan University Светлана Стивенсон (Svetlana Stephenson).

Читайте репортаж Максима Руссо «Пять принципов "реального пацана"»и смотрите фоторепортаж Наташи Четвериковой.

Министр по делам древностей Египта Мамдух эль-Дамати одобрилиспользование неинвазивной радиолокационной технологии для поиска гробницы царицы Нефертити по соседству со знаменитой гробницей Тутанхамона в Долине царей (гробница KV62).

Египтолог Николас Ривз (Nicholas Reeves) ранее предложил, что Тутанхамон, умерший в возрасте 19 лет, возможно, был похоронен в наружной камере гробницы, построенной для царицы Нефертити. По словам Ривза, снимки высокого разрешения стен гробницы демонстрируют линии, скрытые под слоем штукатурки. Эти линии могут быть следами дверного проема, ведущего в замурованную камеру. Он также предположил, что расположение гробницы Тутанхамона напоминает гробницы, построенные для жен фараонов.

Нефертити была женой знаменитого фараона Эхнатона и матерью нескольких его дочерей. Местонахождение ее гробницы остается загадкой для египтологов. Тутанхамон был сыном Эхнатона от другой жены. Когда Тутанхамон подрос, его женили на Анхесенатон (Анхесенамон) – дочери Эхнатона и Нефертити. Некоторое время назад было выдвинуто предположения, что так называемая мумия KV35YL, обнаруженная в гробнице KV35, принадлежит Нефертити. Но сейчас исследователи полагают, что это мумия матери Тутанхамона.

Как сказалагентству Associated Press представитель египетского министерства по делам древностей Мухира Мусса, если новое исследование поможет найти скрытую гробницу, это окажется восхитительным результатом, даже если обнаруженная гробница будет принадлежать не Нефертити, а кому-то другому из знатных египтян.

Фотограф Джефф Кремер (Jeff Cremer), специализирующийся на фотографиях дикой природы, оставил в джунглях Амазонии автоматическую фотокамеру-ловушку, рассчитывая получить снимки редких животных. Вернувшись через некоторое время проверить «добычу», он с удивлением обнаружил, что его фотоаппарат стал домом для термитов.

«Сначала я думал, что они только снаружи, и аппарат в порядке, – рассказывает Джефф. – Но, когда я снял объектив, то увидел, что они уже поселились внутри камеры, начали строительство на объективе, даже уже едят карту памяти!».

Джефф Кремер уже давно фотографирует в тропических лесах на северо-востоке Перу. Он часто пользуется камерами-ловушками, которые уснащены датчиком движения или инфракрасным датчиком, чтобы снять диких животных, которых могло бы отпугнуть присутствие человека.

Термиты, заселившие фотоаппарат, относятся к роду Nasutitermes, отличающемуся длинным «носом» в виде трубки. Таким украшение снабжены термиты-солдаты из этого рода, которые утратили челюсти, но вместо них обзавелись другим оружием: через «нос» они распыляют химические вещества, отпугивающие врагов. В роде Nasutitermesоколо 70 видов, все они обитают в тропической зоне Америки.

Специалист по термитам Лукас Карноан (Lucas Carnohan) полагает, что месте, где Джефф установил камеру, была много активных термитов, и они наткнулись на аппарат, когда исследовали окружающее пространство, сооружая тоннели, как они обычно это делают. «В Амазонии каждая экологическая ниша активно эксплуатируется, в том числе и фотоаппараты Кэнон, – добавляет энтомолог Аарон Померанц (Aaron Pomerantz). – К тому же Джефф сделал свою камеру погодоустойчивой, поэтому, возможно, термиты сочли ее вплоне подходящей для гнезда».

Интересно, что, когда Джефф извлек карту памяти, она оказалась читаемой, и он получил ряд снимков, сделанных до того, как аппарат пришел в негодность.

Публикуем стенограмму выступления Егора Задереева, кандидата биологических наук, доцента, ученого секретаря Института биофизики СО РАН (Красноярск), модератора и автора научно-популярных блогов, научного редактора серии книг «Лаборатория Красного яра», в рамках цикла "Публичные лекции "Полит.ру", сделанного 16 сентября 2014 года.

Егор Задереев: Я первый раз читаю лекцию в одиннадцать часов вечера (по своему времени), потому что только сегодня я прилетел в Москву в четыре часа дня. Тема лекции: «Быть планктоном это круто или законы экологии». Я работаю в Красноярске в Институте биофизики Сибирского отделения РАН. Мы работаем как в стенах лаборатории, так и на озерах, изучаем жизнь планктона, ловим всяких рачков, смотрим, как они живут.

В сегодняшней лекции я буду плавать туда-обратно между тем, круто ли быть планктоном, и между законами экологии. Я пока не знаю, кто находится здесь в зале, у кого какой  бэкграунд, знает ли кто-нибудь что-то про экологию.

И начнем мы лекцию в таком полуигровом формате: представим себе, что мы инопланетяне и прилетаем к планете Земля.

Прилетели и смотрим: вокруг планеты летает куча каких-то таких маленьких железных штучек, которые земляне называют спутниками. Они нам не очень интересны, нас интересует все живое. Мы смотрим, что летает какая-то большая железная штука, из которой торчат всякие антенны, земляне называют ее МКС. Мы сканируем эту самую МКС, видим, что внутри находятся какие-то живые объекты. Мы определяем это по ДНК, которая нам известна. Мы же инопланетяне, мы сами эту ДНК пару миллиардов лет назад на эту Землю запустили. (Надеюсь, что публика фильтрует правду и разные домыслы).

Но нам, инопланетянам, всё это неинтересно. Мы думаем: хорошо, земляне уже развились, летают в космосе, и тут наше внимание привлекают следы жизни не внутри этой железной коробки, а снаружи. Мы подлетаем поближе, и видим, что на поверхности это самой МКС находится такая стеклянная чашка, и к ней прилеплены какие-то живые объекты. Мы называем эти объекты Неопознанными Плавающими Объектами (мы же инопланетяне).

Понятно, что раз они болтаются снаружи космической станции, то они там высушенные и замороженные, их немножко пооблучала радиация, но при этом мы понимаем, что, в принципе, эти объекты внутри себя содержат точно такую же ДНК, которая есть в тех существах, которые находятся в МКС.

Что нам делать дальше? Дальше мы решаем, что если жизнь зародилась в воде, то нужно найти неопознанные плавающие объекты и поместить их в воду. И мы, инопланетяне, радостно помещаем их в воду, ждем какое-то время, и у нас из этого самого объекта появляются два абсолютно идентичных организма. И мы решаем назвать их Анжелика и Фёкла.

Почему именно так: один наш инопланетянин любит сканировать земные радиопередачи, и на основе анализа всего прослушанного массива разговоров он сделал вывод, что именно эти имена – Анжелика и Фёкла –  очень хорошо отражают цивилизацию современного землянина. И дал эти имена двум абсолютно идентичным животным.

Мы, инопланетяне-экспериментаторы, и продолжить экспериментировать с этими животными. Тогда мы берем Анжелику, сажаем ее в воду, ей там хорошо. Ей тепло, светло, сытно, и к нашему удивлению, хотя мы знаем, что, в принципе, на Земле большинство организмов предпочитает, так называемый, половой способ размножения, эта самая Анжелика рождает целую кучу маленьких точных копий самой себя, абсолютно идентичных. У нее появляются доченьки. Мы, радостные, называем этот процесс партеногенезом.

Вообще, партеногенез – довольно известное в животном мире явление. Многие часто проводят параллели между природным партеногенезом и клонированием, которое недавно освоил человек. Нельзя сказать, что это одно и то же, это, конечно, немножко разные вещи.

Если мы сейчас от такого занимательного рассказа уйдем в биологию (здесь на слайде замысловато изображена схема клонирования, когда мы берем яйцеклетку, берем клетку донора, из яйцеклетки выбрасываем генетический материал, берем его из клетки донора, помещаем в нее, стимулируем, она начинает делиться, и мы получаем тот объект, который нам был нужен. Например, овечка Долли).

А в партеногенезе всё происходит, в принципе, почти что также, но без искусственной пересадки, но тоже со стимулированием. То есть, у нас есть яйцеклетка, в которой, в принципе, лежит половина нужного набора хромосом, потом она после какого-то неизвестного или известного науке процесса, начинает делиться. Она делится, и у нас получается две клетки.

Ага, к нам на лекцию пришел человек, который точно знает в сто раз больше, чем я  в области экологии, и теперь мне к концу лекции будет стыдно (Ред.в зал зашел профессор МГУ Леонард Полищук).

Итак, у нас есть две клетки, у которых половинный набор хромосом. И они с какого-то перепугу сливаются, и получается такое своеобразное оплодотворение, только у нас вместо яйцеклетки и сперматозоида, по сути, сливаются две клетки с половинным набором хромосом. Потом начинается нормальное развитие – это партеногенез, который наблюдается, например, у тех самых дафний.

И здесь я позволю себе забавную, связанную с предыдущим анонсом лекции, но, может быть, не совсем политкорректную шутку. Все мы знаем про «Непорочное зачатие», про замечательную картину Рубенса. Непорочное зачатие – могло ли оно быть у человека? Про человека не знаю, а вот у дафний легко, потому что, с одной стороны, у них есть партеногенез, с другой стороны, у них есть замечательное особенность смены пола под действием факторов среды.

Так, если человеку для определения пола нужна специальная хромосома, которая определяет, будет ли это мужчина или женщина, то у них, в принципе, под действием факторов среды (например, изменения температуры) в ходе партеногенеза вместо девочки может родится мальчик. Так что, поэтому непорочное зачатие у дафний есть… Так что если бы у беспорочной дафнии родился мальчик Иисус, это никого бы не удивило.

По этому поводу, кстати, есть много спекуляций, что раз такое возможно у дафний, то, возможно, без всяких нарушений законов науки партогенез произошел и у человека, да еще почему-то и пол сменился... Я в это особо не верю, но, на самом деле, на сегодня ученые бьются над тем, чтобы добиться партеногенеза у всё более и более высших животных. Последняя самая «успешная» работа была проведена японцами с мышкой. Они попытались мышку заставить размножаться партеногенезом.  

Допустим, у нас есть мышка, у мышки есть яйцеклетка, можно ее попытаться как-то стимулировать, чтобы она сначала поделилась, а потом слилась, и тогда партеногенез, как у дафний, пойдет и у мышки. Ну, у них там что-то сначала пошло, но потом, конечно же, эта мышка не смогла родить. То есть вплоть до рождения мышки путь пока не пройден.

Думаю, что если теоретически мы это пройдем, если мы проведем партогененез у мышек, то потом мы это и на женщинах сможем сделать. Нужно это делать или нет, это уже другой вопрос. Но вообще в природе такой механизм известен, поэтому описанная у братьев Стругацких замечательная история про женщин, которые где-то почковались в болоте, вовсе не является совершенно фантастической. Она, в принципе, теоретически вполне реальна, если мы научимся заставлять животных размножаться партеногенезом, например, поняв, как это происходит у дафний.

Но, на самом деле, я еще пока не начинал говорить про законы экологии, и лишь рассказал «веселушку» про дафний, а теперь мы начнем говорить про законы экологии. Но не про эти законы, которые здесь написаны.

Здесь приведен пример того, что очень часто в СМИ и вообще вот среди обывателей называется «законами экологии». Я их прочитаю:

-          Всё связано со всем.

-          Все должно куда-то деваться.

-          Природа знает лучше.

-          Ничто не проходит напрасно, за всё надо платить.

То есть, на самом деле, это, конечно же, никакие не законы, а такие вот слоганы, причем слоганы, которые ученых жутко раздражают, потому что легко показать бессмысленность этих «законов». Я переделал эти «законы» на физический лад, представьте себе, что законы физики формулировались бы вот так:

-          Все притягивается со всем.

-          Природа знает лучше, как и кому притягиваться.

-          Ничто не притягивается напрасно.

То есть, в принципе, вы, наверное, догадались, про какой закон физики я говорю. Если бы к физикам пришел какой-нибудь человек, который хочет разобраться в происходящем и спросил бы: «Слушайте, а почему тела притягиваются?», а «физик» бы ему ответил: «Ты знаешь, всё притягивается со всем, и ничто не притягивается напрасно, поэтому нужно быть осторожным». Наверное, такого «физика» скоро бы выгнали.

Поэтому, конечно же, физики тезисы о том, что «всё притягивается со всем» и «ничто не притягивается напрасно» выражают проще, понятнее и конкретнее. То есть, они говорят, что у нас есть два тела, известны их масса и расстояние между ними, мы измерили гравитационную постоянную, и мы можем сказать, как с какой силой они притягиваются друг к другу. Более того, мы можем с помощью этого закона гравитации и других законов сказать, с какой силой нам нужно бросить камень, чтобы он улетел от поверхности Земли. И мы бросаем этот камень или запускаем ракету, и она улетает. Все идет строго по нашим расчетам.  

Если мы попросим этих «экологов» в кавычках: «Ребята, сформулируйте что-нибудь похожее, чтобы мы знали, сколько по вашим четырем законам нужно выловить рыбы в озере, чтобы в следующем году мы выловили столько же рыбы?». Но из этих законов вряд ли можно вывести такое заключение. Поэтому, конечно же, это не законы экологии. Это законы такой популярной экологии, но не экологии как науки.

А экологи страдали много-много лет и думали: «Мы все-таки ученые, у нас же наука – экология, нам тоже нужны законы. И многие исследователи в многочисленных публикациях пытались и пытаются сформулировать такие базовые законы экологии, которые в принципе, претендуют на… Вот на это они претендуют.

И сейчас я попытаюсь их кратко представить, иногда возвращаясь к нашим замечательным дафниям как примерам выполнения этих законов.

Первое утверждение, которое, пожалуй,  на сегодня претендует на закон экологии, это закон экспоненциального роста популяции. Мы с вами начали с того, что инопланетяне взяли это самое неопознанное летающее яйцо, положили в воду, через два или три дня из него родилось десять одинаковых дафний, десять одинаковых животных. Если мы посадим эти десять одинаковых животных в воду и подождем, то через два-три дня они родят сто животных. Через два-три дня эти сто, если им будет достаточно пищи, родят тысячу. Ну, и продолжая этот замечательный ряд, примерно через девять-десять поколений, мы получим один миллиард Анжелик, которые будут вести себя примерно таким образом.

Это отражение закона экспоненциального роста численности популяции в том случае, если ей, конечно же, хватает ресурсов. Понятно, что миллиарду Анжелик нужно ресурсов гораздо больше, чем одной Анжелике. Но если мы навалим ей достаточно пищи, условных котлет, то этот миллиард Анжелик у нас все-таки народится.

Как раз об этом свидетельствует такой замечательный график: численность людей на планете. Возможно, что кому-то в космосе дафнии Анжелики и люди кажутся одинаковыми. В принципе, если мы посадим в банку пауков или кого-то еще и будем им давать очень много пищи, то до определенной стадии они будут расти экспоненциально. Что будет дальше, пока мы об этом не говорим. Но факт тот, что это – закон, и он работает.

И, по сути, наверное, тот, кто первый о нем заговорил, является его непризнанным автором, это замечательный человек по имени Томас Мальтус. Он, конечно, говорил не про все популяции изначально, только про популяцию человека. Но когда он написал «Рост численности, опыт закона о народонаселении» (это было, как вы понимаете, уже в позапрошлом веке, мне все время трудно переключаться на XXI век), его идеи произвели эффект разорвавшейся бомбы, и повлияли на очень многих людей того времени. Всегда интересно, говоря о каких-то законах, учитывать, как эти законы повлияли на человечество.

К примеру, законы Ньютона позволили нам запускать в космос ракеты и другие космические аппараты, и вообще изменили физику. Как повлиял закон Мальтуса на наше мировоззрение, на нашу жизнь? На самом деле, как мне кажется, есть два принципиальных момента, или следствия этого закона. Первое: работа Мальтуса оказала очень сильное влияние на Дарвина.

Ведь естественное следствие закона экспоненциального роста таково: если у нас популяция растет неограниченно, она сжирает весь ресурс. И, собственно, если таких популяций две, то ресурса начинает не хватать, и популяции начинают конкурировать друг с другом. Дарвин сделал такой же вывод, и это стало одним из очень важных кирпичиков в его теории происхождения видов.

Теперь расскажу о втором следствии, на самом деле, очень изменившем мировоззрение западного мира, так называемого, экологического и промышленного мира. Оно связано с работами и исследованиями Денниса Медоуза и его коллег. Не знаю, слышали ли вы о его работе «Пределы роста», написанной по заказу «Римского клуба» и вышедшей в 1972-м году? В ней были представлены  результаты исследования влияния быстрого роста населения Земли на ее экологию и экономику.

За основу было взято предположение о неограниченном росте популяции человека и создана относительно простая по нынешним временам модель, куда вложили объем промышленности, объем выбросов, объем ресурсов, рост популяции человека. Всё это сложили, запустили, и получили, что где-то там к 2100-му году человечество ждет кризис, что ресурсы мы сожрем, выбросим очень много мусора и грязи, и поэтому снизим свою численность как популяция. Как снизим, они, конечно, не говорят: либо это будут войны, либо какие-то эпидемии, но она должна будет снизиться.

Кстати, этот рисунок не из «Пределов роста», а из книги «За пределами роста», это второе издание с обновленными моделями. Новая книга вышла в 1992-м году. Прошло почти двадцать лет, они обновили модели, вложили новые коэффициенты, и в начале 90-х выступили с утверждением, что, несмотря на все уточнения, их прогнозы не изменились. Грубо говоря, то, что они посчитали в 72-м году и в 92-м году, ложилось на одну кривую, то есть, ничего не менялось. Они сказали, что мы считаем всё правильно, поэтому, ребята, ждите, где-то скоро грохнет.

Их сильно критиковали за упрощение, но, тем не менее, их публикации оказали большое влияние на мировую повестку дня. Ели мы посмотрим на всякие международные события, то после этого собрался саммит Земли в Рио-де-Жанейро, была подписана международная конвенция по сохранению биоразнообразия, обсуждались методы борьбы с парниковыми газами за сохранение озонового слоя. Не будем сейчас спорить об эффективности этих мер, но факт тот, что по сути, одним из следствий закона экспоненциального роста, который придумал Мальтус,  являются подобные работы о росте популяции людей и изменения мировоззрения человечества при прочтении этих работ.

Итак, мы уже говорили, для того, чтобы дети росли, им нужно что-то кушать. И тут у нас возникает такое понятие, как «емкость среды». Понятно, что все эти Анжелики были у нас в банке, и в этой банке у нас есть еда, которую они едят. То есть, в данном случае мы ее условно называем котлетами. Пока у нас была одна Анжелика, ей нужна была одна котлета, она эту одну котлету съела, и родила десяток Анжелик. Десяток Анжелик съели десять котлет, родили сотню Анжелик. Сотня Анжелик съела сотню котлет, и, в принципе, родят еще тысячу Анжелик, потому что котлеты-то они съели.

Если мы следуем этой теории неограниченного роста, то наступает замечательный момент: Анжелик-то у нас тысяча, а котлет-то в банке уже ни одной. И они говорят: мы хотим есть, и, собственно говоря, мы все умрем. Если бы все популяции следовали этому закону, то они бы очень быстро все вымерли, потому что, ну, емкость среды закончилась. Мы же все знаем эти страшилки про бактерии, которые, если им дать размножаться, через несколько дней заполонят Землю вот таким слоем (показывает). То есть, если бы так было, то никакая жизнь на Земле не возникла бы, так как эти первые бактерии все быстро бы съели, покрыли бы  собой Землю и потом бы умерли, потому что больше есть нечего. Всё, наступил бы конец жизни на Земле.

И тут у нас появляется второй закон, который называется закон самоограничения роста популяции. Речь идет о том, что если экспоненциальный рост продолжается без самоограничения, то как мы увидели на предыдущем рисунке,  мы съедаем все котлеты, и остаемся в пустой среде. Мы слишком поздно поняли, что котлеты кончились, и тогда происходит смерть нашей популяции. Однако в природе всё немножко не так. У живых организмов есть огромное число механизмов, ограничивающих рост популяции.

Здесь приведены только некоторые из них. Это – и внутривидовая агрессия, и территориальность, и каннибализм. 

На самом деле, можно привести еще, но факт тот, что как только в популяции начинают кончаться котлеты, то мы  начинаем драться за оставшуюся котлету. Мы можем и съесть кого-то, если котлет мало, то есть мы можем что-то придумать, чтобы выжить. И кривая, которая была экспоненциальной, приобретает такой замечательный вид: мы заранее узнали о том, что котлеты кончаются.

У нас есть то, что называется емкостью среды, или количество котлет в нашей банке, и у нас есть популяция (опять же, мы говорим об идеальных условиях). Пока мы остаемся в рамках таких идеальных концепций: популяция ведет себя так, она достигает емкости среды и выше не вырастает, потому что выше уже вырасти невозможно.

Вернемся на минутку к нашим замечательным животным. Сначала мы экспериментировали с Анжеликой, которой было хорошо, и которая размножалась до одного миллиарда, а теперь мы возьмем Фёклу, и посмотрим, что с ней будет, если ей, в конце концов, становится плохо. У дафний происходит замечательное явление. Во-первых, когда им становится плохо (они чувствуют, что им становится плохо), они начинают рождать самцов.

Я уже говорил, что у них определение пола происходит под действием факторов среды. А потом вместо живых партеногенетических клонов начинают образовывать так называемые, покоящиеся яйца, те самые неопознанные летающие объекты, которые мы нашли с вами на поверхности Международной космической станции. И у нас появляется покоящееся яйцо, которое может выносить самые разные неблагоприятные условия.

Когда я говорил про инопланетян, я, конечно же, выдумывал, а когда я говорил, что на поверхности Международной космической станции были яйца дафний, я не выдумывал. Такие эксперименты действительно проводились. Сотрудники московского Института медико-биологических проблем и петербургского Зоологического института посылали яйца дафний на орбиту, они там болтались на поверхности МКС, через какое-то время вернулись на Землю, их запихали в воду, из них вылупились рачки. То есть, они вынесли нахождение на открытой поверхности на орбите.

Понятно, что из ста штук сто не вылупилось. Но несколько особей выжило. Они пережили такие неблагоприятные условия, потому что специально для этого и заточены. В ходе эволюции они были сделаны так, чтобы выносить крайне неблагоприятные условия. Их можно сушить и замораживать. Допустим, озеро пересохло, яйца остались где-то в грунте, они могут там лежать сколько-то лет, а потом их опять заливает водой и из них появляется популяция дафний.

На сегодня получены данные по вылуплению яиц, которым несколько сотен лет, есть и такие неподтвержденные данные, что в донных осадках можно найти дафний, яйца которых образовались тысячу лет назад. Положим яйцо в баночку, появится рачок или не появится? Если ему несколько сотен лет, то точно появится, а про несколько тысяч лет есть одна публикация, но надо еще ее выводы проверять. И этих факторов, которые заставляют наших замечательных дафний производить покоящиеся яйца, много.

То есть, это не только самоограничение, когда вокруг много твоих соплеменников, это и короткий день (значит, скоро будет осень), мало пищи, холодно, вокруг хищники. Есть замечательные статьи, когда берут хищников, сажают в банку, потом они в банке пожили, повыделяли какую-то химию, хищников убрали, взяли только эту воду с химией, посадили туда дафний, и они образуют покоящиеся яйца. То есть химические сигналы хищников стимулируют дафний к смене способа размножения, к образованию этих самых яиц.

Понятно, что эти яйца нужны, чтобы расселяться, то есть, их могут птицы склевать, куда-то унести, они могут спасти их (дафний) от плохих условий. Ну, и самое главное, они дают генетическое разнообразие, потому что партеногенез – это все-таки клоны, точнее точные копии мамочки. Если изменятся условия среды, то может быть, этот набор генов будет не очень удачным.

Как только мы образуем такие яйца, то у них сразу начинается скрещивание, разные клоны «переопыляются», и тут, как говорится, всё то, что мы имеем в популяции человека происходит замечательно, и мы спасаем популяцию от генетического вырождения.

А вот пример того, что емкость среды задает количество животных в банке. У нас есть специальная модель, которая считает развитие популяции, которую мы развили на лабораторном столе. Это как бы общая численность животных в фиксированном объеме. Видно, что со временем она выходит на какой-то стабильный уровень. Больше дафний, чем у нас есть пищи, не вырастет. Если бы мы туда добавили чуть больше пищи, максимум бы сместился повыше.

А что замечательно с этими покоящимися яйцами, что они играют роль балласта, численность популяции фиксированная, а яиц-то все больше, больше, больше. Это такое средство распространения себя в неживом виде. Жалко, что у человека такого нет, потому что можно было бы прямо откладывать «в копилку» своих детей до лучших времен. Пусть полежит, потом мы разбогатеем, потом мы его вылупим, пусть пока наш ребеночек поживет невылупившимся.  

Самое смешное, что у нас в лаборатории работает Юрий Бархатов, он пишет фантастические произведения, и почти на эту тему написал один из своих рассказов. Я его долго ругал: «Юра, почему ты не процитировал нас, как принято в науке? Ты уже у нас это украл». Он говорит: «Ну и что, это же литература».

Каково же его приложение, к чему привел закон самоограничения роста численности популяции? Как это ни парадоксально, этот закон привел нас к вообще информации (не он один, но, в частности, и он тоже), к теории хаоса. Есть замечательная книжка – «17 уравнений, которые изменили мир», у кого есть возможность, купите, почитайте. Это уравнение – очень простое, описывающее ту самую динамику популяции с емкостью среды, вот такую кривульку.

Казалось бы, очень простое уравнение (мы сегодня не будем говорить про уравнения, потому что это всегда очень сложно и непонятно), но когда стали подробно исследовать поведение этого уравнения, оказалось, что при определенных значениях емкости среды у нас возникает не такая красивенькая динамика, как мы рисовали (популяция росла, росла, росла и вышла на максимум), а вот такая динамика, которая называется хаотичной динамикой.

И одно из следствий этого самого закона таково: живые системы без каких-либо специальных условий, подчиняясь только очень простому уравнению, могут вести себя хаотично. И потом я покажу, как сильно это повлияло на современную популяционную экологию. Если мы сейчас будем сканировать публикации в СМИ, то там очень часто используется термины «хаос», «теория хаоса», «хаотичное поведение» и «эффект бабочки» (что малое изменение может привести к большим последствиям). Это все такие разветвленные последствия, в том числе этого закона самоограничения роста численности популяции, о котором я рассказал раньше.

Скажу и о втором замечательном примере – следствии этого закона. Возможно, многие слышали, что есть такая концепция: экологический след, ecological foot print. Речь идет о том, что у нас есть земля, у нее есть определенное количество ресурсов, мы с вами их потребляем. В принципе, их можно посчитать, сколько ресурсов понадобится, если все будут жить как какой-нибудь среднестатистический американец или китаец.

Я для примера взял и посчитал свой экологический след. Сколько планет Земля понадобится человечеству, если все семь миллиардов землян будут жить как я? Согласно этой программке, оказалось, что нужно 5,11 Земель, чтоб прокормить все население планеты, если оно будет жить так же, как я. Понятно, что я живу лучше, чем большинство людей в Африке, и, может быть, в Китае и Индии. И многие из вас живут в городах гораздо лучше, чем они. Но это тоже одна из классических экологических прикладных штук, которые очень часто используются в качестве пугалки, что если мы все будем жить хорошо, то нам ресурсов не хватит, давайте сокращать потребление.

Конечно же, ни на кого это особо не влияет. Да и я не стал после своих расчетов потреблять в 5 раз меньше, чем раньше. Сегодня я прилетел в Москву на три дня, а мог бы идти до столицы пешком, и наверняка резко бы уменьшил свой футпринт (экологический след). Потому что один полет на самолете сжигает какое-то огромное количество ресурсов. Так что в массовом сознании живет такое противоречие между собственным потреблением и пониманием, что многим из землян надо жить скромнее.

Двигаемся дальше, поговорим о третьем законе экологии. До этой поры мы с вами говорили только про одну популяцию, которая растет и съедает то, что ей дают. То есть, она либо ест, пока не насытится и растет экспоненциально, либо ее рост останавливается. В природе, на самом деле, такого не бывает. То есть, у нас всегда есть, условно говоря, хищник и жертва. Причем, если в массовом сознании хищник и жертва – это обязательно лиса и заяц, то с точки зрения эколога, заяц и трава – это тоже хищник и жертва. Здесь заяц – хищник, а трава – это жертва. Хищник и жертва – пара. И численность этих двух популяций тоже себя ведет очень интересным стандартным образом, который претендует на звание экологического закона.

Здесь нужно помнить и знать о двух очень простых вещах. Первая простая вещь: кто мельче, тот и растет быстрее. То есть, условно говоря, одноклеточная простая водоросль растет всегда быстрее, чем дафния. Дафния растет быстрее, чем рыба, а рыба растет быстрее, чем какой-нибудь огромный орел. То есть, кто мельче, тот растет быстрее. Это первое правило.

А второе правило таково: мы все знаем про трофическую пирамиду, что каждый слой, каждый верхний уровень должен съедать, условно говоря, в десять раз больше, чтоб прорасти на какое-то количество вещества, десять килограммов прорастают только на один килограмм, остальное уходит на дыхание, на поддержание метаболизма.

То есть, я не могу съесть десять килограмм котлет и стать толще на десять килограмм, мне еще нужно накормить верхушку трофической пирамиды. То есть были водоросли, их съели рачки, на 10 кг водорослей – 1 кг рачков, рачков съели маленькие рыбки, опять пропорция 10 к 1, а затем маленьких рыбок съела щука. В итоге щуке, чтобы вырасти, нужно огромное количество водорослей.

Из этих двух правил и не только из них вытекает… Есть еще много условий, которые мы сейчас не будем с вами разбирать: конечно же, для возникновения такой хитрой динамики в популяции хищник-жертва нужно еще несколько условий, мы сейчас не будем их с вами здесь приводить подробно. Это знаменитая модель «хищник-жертва» Лотки – Вольтерры. Если бы мы стали о ней читать, то поняли бы, что здесь уже экология приближается к физике. Она довольно точно и четко формулирует те ограничения, которые накладывает на свои модели.

Точно так же физика говорит: если у нас есть идеальное черное тело, то оно будет так-то поглощать энергию. И, исходя из этого, мы делаем какие-то заключения, которые в принципе с точки зрения окружающего мира вроде бы бессмысленны (идеально черных тел не бывает), а потом оказывается: вот, ребята, работает же, действительно, мы описываем реальные тела в приближении, и всё работает, и мы потом предсказываем поведение сложных систем.

Точно также и здесь, у правил есть довольно четкие ограничения, есть так называемые идеальные популяции, и у нас получается такая замечательная, но простая динамика. Это у нас численность жертвы, это – численность хищника: так называемые, колебания в противофазе. Сначала быстро вырастает жертва, быстрорастущая водоросль, потом потихоньку к ней подбирается хищник, который её ест, ест, ест.

Потихонечку численность хищников вырастает, они жертву быстренько съедают, ее численность падает, им еды не хватает, они тоже падают в своей численности. Пока он падает, количество жертв опять вырастает. И вот это циклическое поведение продолжается (в идеале, которого никогда не бывает) бесконечно долго. Так называемые третий закон поведения системы «хищник-жертва».       

Но и здесь есть неувязочка: опять вернемся к нашему любимому закону всемирного тяготения, который описывает два тела, которые притягиваются к друг другу, и мы очень точно можем посчитать орбиты Земли и Луны, и чьих угодно. Если мы в эту простую модельку добавляем третье тело, то у нас уже варианты поведения могут быть абсолютно разные, и порою непредсказуемые. Здесь точная аналогия с природой: закон всемирного тяготения, два тела притягиваются, мы можем предсказать их поведение.

Что будет, когда добавим третье тело, даже сегодня физики могу дать много разных решений. То же самое здесь: два вида  колеблются. Мы можем, в принципе, в идеальной ситуации предсказать их поведение. Что будет, если мы в эту систему добавим третий вид?

Конечно же, в мире не бывает озер, где есть один вид водорослей, и один вид планктона. Таких озер в мире не существует. В озере десятки видов водорослей, десятки видов планктона, давайте хотя бы еще один добавим. Система Лотки-Вольтерры «хищник-жертва» уже не может в этом помочь.

И тут у нас возникает четвертый закон, замечательнейший закон, закон конкурентного исключения Гаузе, или закон конкуренции популяций. Этот закон гласит очень простую вещь: если у нас есть банка, и в этой банке есть только один вид пищи, то у нас в этой самой банке может жить только один вид, потребляющий эту пищу. Два вида, которые едят одну и ту же пищу в одной и той же банке, никогда не уживутся вместе. Потому что один из них будет всегда есть чуть-чуть быстрее, или будет ее усваивать чуть-чуть эффективнее, и он выиграет эту конкуренцию. А второй вид неизбежно вымрет.

Эту работу, которую называют основой современной экологии все ученые в мире и не только в России, Гаузе, замечательный советский, российский ученый опубликовал (меня этот факт, на самом деле, поражает), когда ему было двадцать четыре года. По сегодняшним временам это просто круто. Человеку было 24 года, он еще был студентом, он хотел поступить в Кембридж, его не брали на стипендию. Чтоб его взяли на стипендию, он опубликовал книжку, даже не статью, а книжку «Борьба за существование», в которой он сформулировал этот самый закон конкурентного исключения.

И его все равно не взяли на эту самую стипендию, но это и не помешало ему стать одним из самых известных ученых в области биологии российского происхождения. Потому что его приоритет в этой области бесспорен. Очень часто бывает, что мы говорим, что наш соотечественник, россиян, что-то изобрел, а за границей говорят: «Нет, изобрел кто-то другой». Но здесь такого нет: любой эколог, откуда бы он ни был, скажет, что Гаузе – это приоритет номер один.

На сегодня принцип Гаузе уже немножко переформулирован, его распространили на n-количество видов и на n-количество ресурсов. И он звучит так: число видов неограниченно долго сосуществующих в гомогенном местообитании (то есть, в нашем случае в стеклянной банке), не может быть больше, чем число, зависящих от плотности среды факторов, ограничивающих рост их популяции.

То есть, если у нас в банке только одна водоросль, то на ней будет расти только один вид рачков. Чтоб у нас было два вида, нам нужно добавить вторую водоросль. Тогда мы можем вырастить два вида. Если мы хотим, чтоб у нас было пятьдесят видов, то мы должны найти пятьдесят факторов, которые будут влиять на их численность, и совсем не обязательно, что это будет их пища. Это может быть температура, это может быть свет, это может быть что угодно, это могут быть какие-то метаболиты. Но мы должны знать, что у нас есть пятьдесят факторов, которые влияют на их рост, и тогда у нас в этой банке смогут жить пятьдесят видов. А если нет, да, то тогда выживет только один.

Этот замечательный кадр демонстрирует: да, если появились зомби, тогда людям на Земле уже не место. Ресурс один, а вида два, в банке не ужиться.

А эта фотография (внизу слева), это не зомби, это директор нашего института Андрей Георгиевич Дегерменджи. Эта формулировка теоремы – из его докторской диссертации. Существуют альтернативные формулировки, они примерно об одном говорят, это, так называемый, принцип Гаузе, распространенный на n-видов и n-факторов.

Не знаю, слышали ли вы о такой замечательной фразе: «парадокс планктона» – это то, что озадачило всех водных экологов примерно в 50-е годы. Озадачило их вот почему: если мы выходим на озеро, в нем вроде все перемешано, мы берем пробу воды, и в этом озере живет несколько десятков вида планктона и несколько десятков видов рачков. С точки зрения этих законов экологии должен выжить только один: сколько ресурсов, столько и видов. Вроде бы озерная система работать не должна. Должно остаться один вид водорослей, один вид рачков, остальные должны вымереть. Но этого никогда не происходит, над этой загадкой ломают головы экологи, и американский лимнолог Хадчинсон назвал это «парадоксом планктона».

Это фотография недавно обошла все научпоп-статьи и издания, это называется «Капля морской воды». Самое смешное, что это фейк, то есть, это не настоящая фотография, это не реальная капля воды, а это несколько литров, или даже десятков литров воды пропустили через газ, потом сконцентрировали в одной капельке и сфотографировали.

В любом случае, пусть в пятидесяти литрах, но у нас живет очень много разных организмов. И все они как-то сосуществуют, и вот эти законы, про которые мы говорили, вроде эту жизнь никак не объясняют. Теперь на минутку мы отвлечемся от законов экологии.

Так как у нас в названии лекции было «Быть планктоном – это круто», мы приведем несколько примеров, почему круто быть планктоном. Может быть, кто-то из вас не знает, что такое планктон (ведь во фразе «офисный планктон» есть что-то такое пренебрежительное, это какие-то люди, которые что-то делают по чужой воле, и вообще бессмысленные существа, сидящие за компьютерами в офисах).

Откуда это пошло? Планктон – это организмы, чье местонахождение в водной толще в основном определяется течениями. Они такие маленькие, что их течения переносят куда угодно. Оттуда и пошло такое пренебрежение: куда понесло, там он и оказался. Самое смешное, что это не совсем правильно.  Парадокс в том, что планктон носит течениями куда угодно только с точки зрения горизонтальной плоскости. Если мы будем говорить про вертикальную плоскость, то там всё совершенно по-другому.

Тем не менее, почему планктоном быть круто? Во-первых, опять же такой детский слайд, какое самое сильное животное в мире: муравей или слон? Можно сказать: «Конечно же, муравей, потому что он поднимает относительно своей массы гораздо больше, чем слон». А на самом деле, нет. На самом деле, самое сильное животное на земле – это планктон.

Было несколько статей, которые я взял из агрегатора научных новостей. В океане живут такие рачки, называются копиподы. И те, по утверждению авторов статьи, сделавших кучу измерений, являются самыми сильными животными. Чтобы убежать от хищника и вообще передвигаться, они двигаются такими маленькими, как бы резкими прыжками. Они двигаются прыжками, сокращая свои длинные усы, они ими машут резко, и резко плывут. И когда измерили механику этих усов и посчитали усилия на единицу длины, оказалось, что это самое сильное животное на Земле! Потому что усилия, которые они совершают, сокращая свои усики, просто фантастические, и ни с чем не сравнятся в животном мире. Так что планктон – самое сильное животное на земле.

И одно из самых быстрых, потому что его фаза прыжка – она тоже мгновенная. Кстати, это нам доставляет огромное количество хлопот, потому что когда мы исследуем соленые озера, то в соленых озерах живут тоже копеподы, вот такие рачки. Дафний-то мы ловим пипеткой, дафний поймать пипеткой очень легко. Дафния плавает медленно, их поэтому еще называют водными коровами. Берешь ее пипеткой, поймал и посадил в емкость. А к копиподу начинаешь пипетку подносить, а он прыгает. Поэтому приходится просто, тупо, налить их очень много в банку, и почти что наугад тыкать, кого-нибудь, скорее всего, поймаешь. Потому что просто так целенаправленно поймать копепода пипеткой невозможно, он очень быстро упрыгивает.

Второе: у планктона – самая масштабная миграция в мире. Возьмем классические картинки из национального парка Серенгети (Танзания): антилопы гну большой толпой куда-то бегут. Есть фотографии, на которых летят огромные стаи гусей, вроде как большие миграции. Это все, на самом деле, мелочи, потому что самая масштабная миграция в мире опять же происходит у этих самых рачков, которые живут по очень простой схеме. Они живут по этой простой схеме в морях, в океанах, в озерах: днем они уходят на глубину, чтобы их не съела рыба, ночью они поднимаются к поверхности, потому что около поверхности чаще всего много еды и они там кушают.

Я сделал такую очень-очень грубую оценку, и, на самом деле, может быть миграция еще больше. Ежедневно примерно двести миллионов тонн планктона поднимается вверх и опускается вниз на расстояние от 10 до 500 метров. Так что это самая масштабная миграция, которая как раз и говорит о том, что планктон – не такой тупой. Его вроде как течениями-то и носит, но если мы будем говорить о глубине, то он очень осознанно выбирает, где ему находиться. То есть, если днем светит солнышко, а здесь плавает рыба, которая может его съесть, он пойдет себе в глубину. Ночью рыба его не видит, и он поднимается наверх.

На самом деле, есть огромное количество очень красивых работ, которые опубликованы в таких крутых журналах, как Nature, где в озерах запихивают специальные трубы и начинают обманывать животных: посадят одного хищника, уберут другого хищника, нальют воду, в которой сидели хищники. Ну и было показано, что сложное поведение планктона  регулируется, во-первых, светом, а во-вторых, химическими сигналами, которые выделяют рыбы. То есть, они реагируют на какую-то химию, которая есть у рыб, и если рыбы не будет, он вниз не пойдет, ну, зачем пятьсот метров вниз идти? А если рыба есть, тогда нужно уже идти вниз.

Это замечательная картинка, сделанная с помощью эхолота или акустического допплеровского профилографа. Он излучает вниз, звук отражается по принципу «летучей мыши». Если объект движется и частота меняется, то можно измерить размер объекта и его скорость. И синенькая на картинке – это криль. В течение суток популяция криля, которая была наверху, пошла вниз, опять поднялась наверх. Здесь прекрасно видно, что животные разных видов и размеров могут выбирать разные глубины. Так что, когда мы начинаем исследовать поведение планктона, то оказывается, что он не такой тупой, просто переносимый течениями. Огромное количество факторов влияют на то, где ему и как находиться.

Ну и еще одна причина, почему быть планктоном – это круто. Как мы знаем, у человека примерно 23 тыс. генов, у дафнии примерно 31 тыс. генов. С точки зрения дафнии, человек – существо примитивное, потому что у него генов, как минимум, на треть меньше. Мы сейчас не говорим о том, что это за гены, нужны они дафнии или нет. Но если бы мы были с вами экологами, то еще лет 30-50 назад, когда считалось, что каждый ген – это что-то такое важное, и каждый ген задает признак, то, наверное, мы бы с вами очень сильно расстроились, если б мы узнали, что у дафний генов намного больше, чем у человека. Но сейчас-то мы знаем, что не все так просто с количеством генов, что могут быть непонятно какие мусорные гены, какие не мусорные, какие из них важные или неважные – это вопрос. Но, в принципе, с точки зрения штук, у дафний генов намного  больше, чем у человека.

В прокате шел фильм под названием «Люси», где замечательная Скарлетт Йоханссон  (Scarlett Johansson) включает свой мозг не на 10%, а больше, и благодаря этому может сделать всё, что хочет. Если представить себе, что можно включить все свои гены, чтоб они что-то делали, и дафния включит всю свою тридцать одну тысячу генов, то это будет просто такой супер-организм, который, конечно же, сразу вытеснит человека с Земли. Потому что у него больше возможностей, тридцать одна тысяча, чем у нас. Так что вот, дафния, включившая все свои гены, превратилась в Скарлетт Йоханссон.

Ну вот, и один из примеров, на самом деле, ученые не знают, зачем у дафний столько генов, непонятно, откуда они вообще взялись и что с ними делать. Ну вот, один из примеров это не два разных вида, это одна и та же дафния. Когда в воде есть химия от хищников, и когда в воде нет химии от хищников. У дафний очень сильный цикломорфоз, и вообще она может делать с собой всё, что хочет. То есть, это, так называемая, защита от выедания. То есть, она думает, что маленький малек ее хочет съесть, а у малька рот же небольшой, и в принципе, эффективность ловли мальков определяется размером жертвы, то есть, большую жертву он не съест, маленькую съест. И дафния берет и выращивает себе такой шип на голове и такой длинный хвост, чтоб быть больше, чтоб спастись от этого самого малька.

Представьте себе, что человек ни с того, ни с сего вырастил себе длиннющую голову и еще какую-нибудь ногу. Так не может быть, у нас все такое фиксированное. Конечно, некоторые органы у нас меняются, от первого до четвертого-пятого размера, и кому-то нравится поменьше, кому-то побольше, но все равно не такие большие вариации, как у дафнии. Так что одно из таких возможных применений этого гена, если пофантазировать, могли бы быть такие штуки. Может быть, какие-то другие.  Но, на самом деле, пока мы не знаем, зачем все эти гены нужны.

Теперь попробуем кратко суммировать все наши законы экологии. Мы начали с того, что у нас есть наша замечательная дафния. Я вообще считаю, что это, наверное, самый красивый в мире рисунок, какой можно себе представить: фотография дафнии с яйцами в выводковой сумке, это прямо такое совершенство.

У нас есть дафния, которая ест водоросли, и которая растет по экспоненциальному закону, это наш первый закон экологии. Потом мы добавляем ограничение на емкость среды. Мы понимаем, что наша дафния сидит в банке, у нас ограниченное количество котлет, ну, условно говоря, биогенных элементов. И тогда у нас кривая становится уже кривой с насыщением, то есть в популяции дафний включаются механизмы самоограничения численности.

Всё замечательно, дальше мы усложняем нашу систему, мы понимаем, что у нас есть еще и карась в озере. У нас дафния и карась – это «хищник-жертва», они начинают себя вести таким сложным путем, колеблются в противофазе, всё хорошо. Потом мы вспоминаем, что у дафнии есть другой вид дафнии, который с ней конкурирует. Ну, у нас возникает наш четвертый закон экологии, что у нас должен выжить только один – сильнейший.

Но на этом история не заканчивается, потом мы понимаем с вами, что у нас есть солнышко, которое светит на это озеро и как-то влияет на их поведение, у нас есть температура, которая ведет себя хитрым образом, у нас есть ветер, который перемешивает всё это, добавляя течение. У нас есть не один вид корма, а десятки видов корма. Ну, и можно было бы нарисовать десятки видов разных рачков, много видов рыб, и все это можно усложнять, усложнять, и у нас получается такая, уж я не знаю, пессимистичная ли это или оптимистичная картина, но это в каком-то смысле такое современное состояние популяционной экологии, которая стоит, может быть, даже на распутье.

Это статья, которая была опубликована в Nature в 2008-м году, называется она «Хаос в долговременных экспериментах с сообществом планктона». 2300 дней проводился эксперимент в больших объемах, инокулировали (помещали) разные сообщества, очень рутинно, монотонно исследовали всю динамику этих видов, и число видов, и число тех химических элементов, которые позволяют расти водорослям, и температура, и свет и прочее.

Мы знаем законы экологии, они, в принципе, простые. Зная простые законы физики, мы можем моделировать поведение сложных объектов. Здесь идеология такая же: мы знаем простые законы взаимодействия популяций; если мы знаем все факторы, мы можем построить модель. Они попытались строить модели, и сказали, что поведение непредсказуемо. То есть, самый длинный горизонт, который они могли предсказать, это примерно 15-30 дней. Если мы стартуем в этой точке, это точные начальные условия, мы начинаем моделировать, на пятнадцать-двадцать дней смоделировали, что будет дальше, модель показывает неверно. То есть это, так называемое, хаотичное поведение. Горизонт предсказаний очень короткий, что будет дальше, непонятно. Вывод, опубликованный в Nature, таков: хаотичная динамика с очень коротким горизонтом возможностей предсказания.

Отсюда следует, что на сегодня невозможно предсказывать на долгий срок поведение сложных систем, состоящих из многих видов, например, планктона в океане. Таково печальное или счастливое состояние водной экологии. Конечно же, с этим можно спорить, но это одно из проявлений того, что мы сейчас знаем о природе, с точки зрения фундаментальных элементарных законов, и как мы их пытаемся применить к описанию поведения сложной системы.

Вполне возможно, что нам еще не хватает знаний о тех факторах, которые присутствуют, чтобы их описать. Я, наверное, буду заканчивать на этой оптимистичной ноте. Какие-то детали могу подробнее развить, отвечая на ваши вопросы, или даже Леонард Полищук что-нибудь добавит. Он – человек, который сделал довольно много для объяснения элементарных законов такой настоящей популяционной экологии и не только в России, а в мире.

Фото и видео Dr. Ralf Wagner

Это такое замечательное видео, которое выиграло конкурс макро-фотографии в 2011-м году. Да, это дафния, которая играет с водорослью вольвокс. Здесь всем можно потанцевать. Разве может быть что-то красивее, чем это животное, которое так пристально смотрит на водоросль, которая крутится у нее перед глазами? Да, это она двигает глазом. Утверждается, что она следит за водорослью. Я не знаю, следит ли или просто дергает им, но видео просто замечательное, оно завоевало третье место в 2011-м году на конкурс Nikon. А это водоросль вольвокс. Музыку I like to move it, move it я присоединил сам, нужно было громкость побольше сделать у телевизора. Спасибо!     

Вопросы и ответы  

Борис Долгин: Спасибо большое. Я бы начал с маленького вопроса, а дальше дал бы возможность выступить, в том числе, несомненно, нашему гостю и участнику проекта Леонарду Полищуку, которого мы очень рады видеть всегда в любом качестве. Скажем так, в большей части вашего доклада шла речь об относительно простых объектах. Насколько, как меняются закономерности, принципы их описания и так далее при переходе к объектам более сложным? Меняются ли они? Или меняется значение переменных?

Егор Задереев: Нам, людям, хотелось бы верить, что для того, чтобы описать популяцию человека, нужно учитывать социальные факторы. Ну не такие же мы «тупые», как планктон. Мне кажется, что очевидна предпосылка, что да, чем сложнее объект, тем на него большее влияние оказывают поведенческие, социальные закономерности и нашу модель нужно существенно усложнять. Но, по большому счету, насколько я знаю, описание сколь угодно сложных биологических объектов (при соблюдении тех условий, про которые мы говорим, когда у каждого простого закона есть свои граничные условия) повторяется.

Грубо говоря, человек будет расти так же, как и дафния. И, как бы нам не хотелось верить, что социальная роль важна, но на скорость роста человечества влияют имеющийся объем ресурсов, пока мы не перебьем друг друга. И как-то не сильно помогают наши самоограничения. Наверное, пример с человеком не очень корректен. Но думаю, что между слонами и дафниями большой разницы нет.

Ведущий: Я не имел ввиду человека.

Е.З.: Ну ученым так чего, они и на человека…

Ведущий: Честно говоря, исследователи, которые пытаются работать с человеком и ресурсами, выглядит более сомнительно. Есть и в России эти исследователи, и все это такое пока очень зыбкое. Вот я пока не про человека. До обезьяны, условно говоря.

Е.З.: До слона… Нет, конечно же там начинают добавляться социальные вещи. Безусловно, их нужно учитывать: их территориальность, статус… Но, в принципе, это лишь дополнительные фишки к тому же самому самоограничению роста численности популяции. То есть, условно говоря, то, что выводит популяцию на логистическую кривую. Мы добавили новые знания. Если у дафний была просто конкуренция, то у слонов это сложное поведение, которое приводит примерно к тому же. То есть особых принципиальных отличий я не вижу, и не встречал в публикациях. Любые популяционные модели в своей начинке содержат очень простые функции  экспоненциального или логистического роста.

Ведущий: В чем вы видите будущее этих моделей? Представим себе, что мы говорим о развитии науки через пятьдесят лет. Я пока опять-таки специально не касаюсь человека.

Е.З.: Это сложный вопрос, потому что, с одной стороны, если жить в рамках такой детерминистической концепции, что мы всегда по известному начальному состоянию можем рассчитать конечные состояния, то хотелось бы верить, что нам нужно все время уточнять и уточнять начальное состояние, в конце концов, мы конечно состояние рассчитаем.

Альтернативный взгляд, теория хаоса, говорит нам о том, что, ребята, у нас никогда не будет такого полного знания начального состояния, чтобы рассчитать поведение достаточно сложной системы. То есть, и тогда мы должны говорить на языке вероятностей, возможных исходов (как метеопрогноз). Мы сможем сказать, что вероятность того, что такая-то популяция будет доминировать на столько-то процентов.

И мне сейчас больше нравится вероятностная раскладка как сочетание, скажем так, детерминизма и такой стохастики, которая нас выводит на язык вероятностей и на язык возможных исходов. Я думаю, что это будет на уровне метеопрогнозов, прогнозов урожайности, ураганов в океане…

Сейчас же есть масса программ, американцы запускают кучу зондов, которые плавают в океане, все измеряют. Спутники смотрят на океан и мы, в конечном итоге, просто должны набрать эти данные, которые позволяют моделировать начальное состояние. У нас сейчас их нет, а потом мы сможем делать вероятностный прогноз о том, что случится с биосферой. Я за такое глобальное мировое моделирование биосферы на языке таких вероятных исходов.

Ведущий: Спасибо.

Слушатель: Я бы хотела задать очень простой вопрос. Вы говорили о том, что результаты моделирования не совпадают с экспериментом, только совпадают на протяжении некоторого небольшого периода времени. Вопрос такой: а с численностью организма в эксперименте это как-то связано?

Е.З.: Вы имеете в виду последнюю часть моего рассказа?

Слушатель: Да, последнюю.

Е.З.: Нет, не связано. Там получается, что… Суть этой хаотичной динамики в том, что мы стартуем с какой угодно точки. Не важно, было в этой точке десять или сто видов, а дальше мы прогнозируем ее точно на пятнадцать дней, а после этого не можем прогнозировать. При этом, сколько было в данной точке видов, неважно. То есть, любая из точек этого ряда дает нам возможность предсказать численность на короткое время.

Слушатель: Нет, я имею ввиду не число видов, а число организмов.

Е.З.: Число организмов. Ну, конечно, там же на кривой – число организмов. То есть, тут нет разницы.

Слушатель: Спасибо.

Ярослав Никитенко: Соответственно, у меня вот вопрос по той же статье. Вы говорите, что длина прогноза – пятнадцать дней. Мой вопрос: какова длина цикла размножения? Может быть, там куча поколений сменилась за это время. И еще вопрос… Дни – это человеческая единица, может быть, там один день как для нас год…

Е.З.: Нет, для планктона все это сопоставимо. Понятно, что для водорослей это несколько поколений, а для рачков – это одно поколение, а, может быть, и полпоколения. Так что ваше замечание, возможно, некритично.

Слушатель: Известны ли в экологии виды, которые могут влиять на свою среду? То есть, человек сейчас может влиять на среду, на планету, а вот другие какие-то…

Е.З.: Все виды влияют на среду. Любой вид, когда живет, выделяет какие-то продукты метаболизма, и, тем самым, влияет на среду. Два миллиарда лет назад на Земле не было кислорода, а потом его наработали водоросли, и кислород появился. Так сформировалась пригодная среда для жизни человека. В этом смысле любой вид влияет на среду. Возможно, я не понял вашего вопроса?

Слушатель: Один из законов, о котором вы рассказали, что популяция размножается, пока у нее есть ресурсы. Мой вопрос: а может ли организм подстраивать под себя среду так, чтобы и дальше размножаться, и привлекать ресурсы?

Е.З.: То есть, умный организм. Здесь сразу на ум приходят муравьи, которые разводят тлей, чтоб их пасти. Опять же, на человека плохо всегда переходить. Но если мы сейчас скажем, что мы для себя производим среду, мы все равно ее не производим в том смысле, что планета у нас все равно одна. То есть, мы часть ресурсов перераспределяем для себя и делаем часть ресурсов более доступными, но при этом общее количество ресурсов мы не увеличиваем …

Мы не можем нарушить законы термодинамики и сохранения вещества. То есть, больше, чем у нас есть ресурсов, мы ни откуда не возьмем. Мы можем использовать в будущем какие-нибудь астероиды. Может быть сможем зажигать новые звезды вокруг нашей планеты. Но больше ресурсов чем есть, у нас не появится.

В этом смысле муравьи разводят тлей, ну хорошо, они свою «банку» сделали побольше. Пусть даже муравьи захватят всю планету, разводя тлей, все равно, рано или поздно, планета кончится. Размер «банки» всё равно, так или иначе, будет ограничен. И все равно весь вопрос в том, в какой банке они сидят. То есть, как они стали разводить тлей, увеличили ли свою банку. Но она все равно как бы никуда не делась.

Ведущий: По-моему, тут есть экологическая проблема: что считать средой. Потому что в одном понимании мы можем сказать, что да, для человека среда – это Земля с прилегающим пространством. Предположим, человек освоит близлежащие планеты, и тогда для человека средой станет нечто большее. В какой-то другой момент для человека средой была не вся Земля, а некоторые части планеты.

Правильно ли здесь работать с одним и тем же понятием среды? Частью ответа является просто тезис о том, что организм как-то всегда взаимодействует с чем-то вокруг, и то, с чем он взаимодействует, можно назвать его средой.

Е.З.: В принципе, да, это тавтология, но мы же можем сказать, что если бы человек, условно говоря, не притащил бы астероиды, у него бы все кончилось, он бы умер. И в этом смысле, возвращаясь к старой среде, ему бы ее не хватило, он вышел бы за ее пределы.

Ведущий: Да, если бы человек не доплыл до некоторых островов, которые в тот или иной момент не были населенными и не стал бы оттуда добывать какие-нибудь ресурсы…

Е.З.: Популяционная экология не работает на таких, как мне кажется, длинных временах, потому что вы же видите, во всех этих моделях, мы не стали про это говорить, считается, что в популяции не происходит никакой генетической революции, которая делает ее более приспособленной.

Как видим, среда не меняется так, что бы стать более благоприятной для одного из видов. Если среда постоянна, а банка не увеличивается, то эволюции нет. Если мы на это накручиваем всю современную биологию, то, конечно же, мы тут же завалимся во всей этой сложности, и поймем, что всё очень сложно. Нам тогда придется перейти на язык тех «законов экологии», которые не являются законами, а которые являются простыми декларациями, что «Всё влияет на всё».

Замечательно, вы можете с этим транспарантом идти на улицу, с ним вы никогда ничего не предскажете. В этом смысле, даже используя «банальный» мальтузианский рост, я предскажу больше, чем эколог со слоганом «Всё влияет на всё». На мой взгляд, лучше оставаться в рамках каких-то упрощенных систем, ограничив их от излишней сложности, чем сказать, что всё так сложно, что мы ничего не можем сказать. Ученые – люди приземленные, они предпочитают работать с максимально простыми объектами.

Ведущий: Видимо, вопрос нужно интерпретировать как: существуют ли организмы, которые воздействуют на среду каким-то целенаправленным образом? И тогда пример с муравьями вполне в этом смысле нам помогает. Так, еще?

Лев Московкин: У меня три простых вопроса. На самом деле, эта лекция стала еще одним примером… Борис, если ты помнишь, был такой жестокий спор Илларионова с климатологом, и потом был подробный его анализ. Для меня эта лекция стала продолжением той дискуссии. Это было совершенно блестящее изложение настоящей экологии, которая для меня, честно говоря, звучала буквально музыкой на фоне торжества этого бреда в виде политэкологии, из которой сделали проститутку. Причина там та же самая, что не пускают эту науку на человека. Правильно ли я понимаю, что сдвигом модели «хищник-жертва» где-то на четверть периода вычислить невозможно? На какую величину?

Е.З.: На самом деле, у этой модели «хищник-жертва» очень большое число реализаций. Я не знаю по поводу точного сдвига, я думаю, это будет зависеть от соотношения скоростей.

Лев Московкин: Но меньше полпериода, я понимаю, что это хаотически.

Ведущий: Это зависит от скорости.

Е.З.: Да-да, там же тоже может возникать сваливание в один режим и в другой, там сложные фазовые диаграммы начинаются.

Лев Московкин: Теперь такой существенный вопрос. Хаотическая динамика, которую вы показали (насколько я понимаю, это эксперимент)… В природе бывают наложения разного масштаба колебаний, разного по амплитуде периодов. Допустим, если меняешь масштаб, то то, что было склонным одной волны… Не совсем фрактальная картинка, но типа того… А если расширяешь, то наоборот. Потому что я заметил, что там буквально идут кластеры…

Е.З.: Да, ну там… Про эту последнюю экспериментальную работу говорить большого смысла нет. Это один длинный эксперимент. Понятно, что его еще нужно анализировать, что-то чисто, что-то нечисто сделали. А если говорить общие слова про называемую хаотичную динамику, то хаос – в общественном понимании. Хаос, с точки зрения математики, это не полный беспорядок. Там могут повторяться абсолютно одинаковые пики и волны, но  проблема как раз в горизонте предсказания.

Мы можем сказать, что система будет себя вести так-то, в целом, но как она будет себя вести в каждый конкретный момент времени, мы сказать не можем, в этом проблема. Если мы говорим, что один цикл накладывается на другой, то мы все равно как бы идем к тому, что мы говорим, что ребята, все-таки хаос – это недостаток знаний, и, рано или поздно, мы детерминизмом разложим его на составляющие.

Лев Московкин: Хорошо, после лекции это уточним, если можно. И точно также я впервые слышу про расширенный принцип Гаузе. Одно замечание: я не понимаю, почему этого никто не знает (или знает, но не говорит), что клонирование, равно партеногенез, зависит от эволюционного состояния вида. У человека это не получится никогда. Правда, тут вопрос еще в том, что вы имеете ввиду, потому что в клонировании путаются две вещи: спасение редких форм, или, скажем, получение, грубо говоря, Урфина Джюса, в зависимости от того, что вы хотите сделать. Но, в принципе, это зависит от эволюционного состояния вида. И все виды, которые допускают партеногенез, рекламируемый в природе, это все виды очень дифференцированные, филогенетически продвинутые. И, конечно, хотелось бы знать, вы заявили в лекции о сравнении с дрозофилой. А есть ли у дафний (неразб)анализ, и если есть, то тогда центромеры должны стать видимым маркером, ну как при… (неразб) . Спасибо.

Егор Задереев: Ну, конечно же, партеногенез и клонирование – это не одно и то же, само собой, это для такого вот массового сознания, в научном мире так, конечно, говорить нельзя, потому что это совершенно разные вещи. С другой стороны, если мы говорим о возможности выращивания чего-то в пробирке, то мы все-таки можем пытаться применить ту механику, которую мы пытаемся исследовать у более низших организмов, на высших. Партеногенез-то, в принципе, на млекопитающих возможен, поэтому тут я бы так сразу не ставил стоп на человеке, потому что… Опять же, человек такое хитрое существо, что он добьется и того, чтобы сам размножался партеногенезом. Я почему-то верю вот в то, что мы это не мытьем, так катаньем, не в самом человеке, но в каком-то там реакторе рядом с баком, но как-нибудь это мы сделаем, мне так кажется.

По поводу дафний. После того, как секвенировали полный геном парочки видов, там активно пошли работы по поиску генов, которые запускают процессы, отвечающие за определение пола. В этом много движухи, статей пока мало, в основном, всё делается в США, у нас-то почти ничего не делается. Поэтому сложно сказать, но в ближайшие несколько лет, я думаю, появится много новых деталей. От дрозофил мы еще довольно сильно отстаем на дафниях, но хотя как-то приближаемся к ним в плане понимания. Простая? Простая-то, конечно, есть… У них там начинается сильная полиплодия… С дрозофилой намного сложнее работать.      

Юлий Ким: Спасибо за лекцию. У меня такой вопрос: в этих законах все-таки кажется многого не хватает, они описывают количественные понятия, как-то нет качественных по поводу видеообразования и так далее. К чему я веду? Вы, с одной стороны, сказали, что Земля – шарик, ограниченное количество ресурсов и так далее, вы настаиваете на этом в чем-то. И, с другой стороны, у нас с помощью различных экспериментов в пробирках видно, что количественные изменения меняются хаотически, их предсказать нельзя. Но, с другой стороны, с третьей, вы оговорили, что существуют какие-то тренды... Вот я и спрашиваю, у нас уже жизнь развивается четыре миллиарда лет на одном и том же шарике, какие тренды-то все-таки в биологической структуре видны, на какой стадии мы находимся, насколько мы это используем? Растет ли вообще эта биомасса или не растет? В целом, на какой стадии находится? Будет ли дальше расти, через сто, двести лет? Мы же… Если смотреть по эволюции Земли, то биомасса растет, и растет довольно прилично, и видоразнообразие невероятно растет, сколько это еще может продолжаться? Как в целом, количественно, описать биосферу, максимально общими понятиями?

Егор Задереев: Если мы пойдем сейчас к Вернадскому и еще к кому-то, то есть такое утверждение, что «жизнь всюдна» (т.е. есть везде). Все это на уровне таких разговоров, что эволюция идет в сторону увеличения эффективности (одна из гипотез увеличения эффективности использования доступной энергии). Скажем так, первые организмы использовали энергию менее эффективно, а мы идем к тому, что мы используем ее более эффективно. Ну и сюда тут же легко приплетают человека, говорят, что вот смотрите, человек до того эффективно использует Землю, что даже начинает из Земли вытаскивать углеводороды и ставит солнечные батареи. Если переводить это на биологический язык, то все свидетельствует о повышении эффективности использования доступной нам энергии. Не знаю, насколько это правомерно переносить на человека или нет, я не знаю, но можно линеечку положить.

По поводу биомассы, с одной стороны, я не знаю, с чего вы постулируете, что сейчас биомасса явно больше, чем была двести или триста миллионов лет назад. В конце концов, все те запасы нефти, угля и прочего – это те биомассы, которые были на Земле. Наша планета была гораздо более благоприятной с точки зрения климата для роста биомассы. Когда мы переходим на простой язык биомассы, то биомассе нужно что: свет  и тепло. Если у нас сейчас на планете покрыто лесами активными и экосистемами сколько-то процентов, плюс океан, большая часть пустыни и еще чего-то, то были времена, когда эта площадь была больше, и были времена, когда поверхность океана могла быть больше. И, собственно говоря, тогда все эти огромные отложения сформировались.

Так что я думаю, что для геолога, биолога, эколога вопрос количества биомассы – это вопрос текущего климата на планете Земля, который определяется очень долговременными трендами, и сейчас, наверняка, не самый благоприятный период с точки зрения биомассы, и биомассы были в определенные времена гораздо больше.

Те же самые динозавры… Вот недавно открыли: самый огромный динозавр. Если мы посмотрим на трофическую пирамидку, то сможем вывести очень простой закон: для того, чтобы на Земле были популяции видов огромной массы и огромного размера, у нас должна быть продуктивность экосистемы, условно говоря, x-1. Если продуктивность ниже, то эти виды выжить не могут, и на Земле будут виды помельче, потому что само основание пирамидки уменьшилось.

Слушатель: Вы считаете, что динозавры более продуктивны, чем мы?

Егор Задереев: Я имею ввиду не динозавры, а экосистемы Земли в определенные времена были более продуктивны, чем они сейчас. Я могу это предположить, и я не вижу никаких оснований для того, чтобы сейчас говорить о более высокой продуктивности биосферы, чем это было в какой-то период времени за последние 400-500 миллионов лет.

Слушатель: Мы максимально используем ресурсы?

Егор Задереев: С точки зрения экологии биосфера в каждый момент времени максимально использует ресурсы, исходя из того, что у нее сейчас есть. Если у нее сейчас появляется что-то новое, то эволюция, адаптация позволяют это тут же ухватить. Если число доступных ресурсов снижается (об этом как раз может рассказать Леонард Полищук, у него прекрасные работы в Science вышли по поводу вымирания млекопитающих крупных мамонтов и др. 30 тыс. лет назад) снижается из-за климата или по другим причинам, то наши верхушки пирамиды отваливаются, и появляются адаптации, которые позволяют жить в этих плохих условиях.

Конечно, в каждый момент времени все живое: баобабы, львы и тигры используют максимальное число ресурсов из того, что у них имеется. Но это просто разные времена, их нельзя сравнивать. Времена экологические и времена эволюционные – они разные. Их нельзя так легко сшить. Нельзя говорить на экологическом языке, подключая эволюцию. Тогда должен быть другой язык, нет смысла говорить на эволюционном языке на коротком экологическом времени. Они не всегда сшиваются.

Борис Долгин: В чем тезис относительно растущего биоразнообразия?

Егор Задереев: Были времена, когда на Земле биоразнообразие было намного выше, потом были пять массовых вымираний видов, когда вымирало от 30 до 90% существовавших видов. Но опять же никакого максимума сейчас нет, сейчас все скорее бьют тревогу, что мы находимся на грани очередного шестого массового вымирания видов, в том числе, из-за экспансии человека. Пять предыдущих обошлись без влияния человека: метеориты прилетели, были суперизвержения вулканов или что-то еще, это уже другой вопрос, тем не менее они происходили.

И там на каждом из них можно говорить, что был своеобразный пик, в том числе, превышающий и нынешнее количество видов, так что… Существуют довольно точные оценки скорости образования новых видов, скорости вымирания видов, которые вымирают вне зависимости от того, есть ли человек или нет (другое дело, что мы ускоряем этот темп). Но виды образуются, виды умирают, эти скорости известны. Если мы отбросим человека, то опять же здесь скорее играет роль доступное число экологических ниш.  

С одной стороны, эволюционисты говорят, что природа крайне ленива. Как только она что-то придумала, какую-то, допустим, генетическую конструкцию или какое-то приспособление, она начинает его использовать везде, где только получится. Эта инновация пихается каким угодно боком. Предпосылки – не предпосылки, а зачатки той гормональной системы, которая есть у дафний, имеет вполне четкие параллели с гормональной системой человека. Она потихоньку затачивалась, оттачивалась, усложнялась, но нас от них отделяет не так много, и даже с точки зрения очень сложных функций.

Поэтому можно сфантазировать, что природа со временем должна нарабатывать больше придумок, и эти разные придумки должны давать возможности появляться большему количеству видов. Но, кажется, этот тезис не работает, потому что как она придумывает, так она и теряет. Потом эти придумки возникают снова. Есть куча примеров, когда одни и те же признаки возникали много раз на протяжении истории Земли, потом терялись, потом опять возникали. Потому что это единственно возможные или эффективно простые штуки. Но они терялись, потом возникали. У природы нет же никакого замысла, или плана, или цели. Она живет одним моментом, наслаждается жизнью.

Борис Долгин: Так, спасибо, еще вопросы?

Наталия Демина: Слово Леонарду Полищуку из МГУ, который у нас выступал с лекцией.

Леонард Полищук: Спасибо за такое неожиданное внимание! Я только сегодня обнаружил в своей почте информацию о том, что будет Егор читать лекцию, и поэтому я здесь. Мне, по-видимому, нужно прокомментировать его доклад?

Егор сделал очень интересный доклад на весьма рискованную тему, особенно рискованную при выступлении для такой широкой публики – о состоянии экологии, о том, какие имеются возможности для достижений в экологии. И мне кажется, что объективная характеристика этого состояния такова – их, достижений, мало и они незначительны. Хотя я сам уже довольно давно занимаюсь экологией, но (и я это говорю студентам), к сожалению, экология – слабая наука. Как вы знаете, есть различия между hard science и  soft science. Пока экология – это soft science. Да, кстати, Борис, вы задали хороший вопрос, как вы его сформулировали? Во что разовьются эти законы экологии через пятьдесят лет, такой был вопрос?

Борис Долгин: Да.

Леонард Полищук: Так это очень легко себе представить, потому что эти законы созданы гораздо раньше, чем пятьдесят лет назад, большая часть из них. Мы можем посмотреть, во что они превратились. Ни во что особенно не превратились. Тот же Мальтус, это же двести лет назад. Тот же логистический рост (я не знаю, вы используете это выражение? Тот, который выходит на плато), так это же Ферхюльст, это же первая треть XIX века. Ну, а «хищник-жертва» и простые формулировки конкурентного исключения – это 20-е-30-е годы XX века, это все было гораздо раньше, чем пятьдесят лет назад. И каково же состояние этой науки на базе этих законов? Очень слабое, и вряд еще пятьдесят лет нам чем-нибудь помогут.

Поэтому это рискованная тема, по крайней мере, в моем понимании. Мое отношение к этим результатам, к состоянию дел в экологии, очень скептическое. Я не знаю, может быть, Егор с этим не согласится, но из этих четырех основных «законов» экологии (которые Википедия называет законами) главный такой: всё зависит от всего (по-английски это All depends on everything else). Эти законы называются законами Барри Коммонера. В России его называют американским экологом, но по-английски его не называют экологом (ecologist). Считается, что его правильнее бы назвать «энвайронменталистом», только непроизносимое слово. Это человек, который вообще говоря, в политическом отношении такой «зеленый». Он скорее занимался не экологической, а политической деятельностью. Он даже баллотировался на пост президента США в 80-м году и набрал там какие-то доли процента.

Все это не про экологию, хотя многие люди и, например, «Википедия» рассматривают это, действительно, как законы экологии. Извините, но если такую белиберду считать законами экологии, то это дополнительное свидетельство низкого уровня развития экологии. Егор привел правильный пример, если вы такое же будете формулировать на физическом языке, то над вами будут просто смеяться. Какая это физика?! Это не физика, это какие-то сказки братьев Гримм.

Это один мой тезис, а другой такой. Даже первый из этих «законов» – «всё зависит от всего» – просто не верен, и экологи давно знают, что он не верен. Есть такой принцип, или правило, Либиха, оно состоит в том, что система лимитируется фактором, ну, ресурсом (мы используем терминологию, которая, может быть, не очень знакома широкой публике), который находится в наибольшем недостатке. Это несколько странная формулировка, но суть, давайте, я вам поясню.

Это тоже было сформулировано очень давно, Либихом в 30-е годы XIX века. Сейчас вы увидите, что это находится в прямом противоречии с законом Барри Коммонера о том, что «всё зависит от всего». Суть дела в том, что если у вас есть цветок в горшке и если вы хотите узнать, от каких факторов зависит, скажем, урожайность или продуктивность этого цветка… В первом приближении мы знаем, что есть азотные и фосфорные удобрения, это известно. Как определить, чем лимитируется данное растение, азотом или фосфором, чего ему не хватает? Либих или кто-то из его предшественников придумал метод биологических испытаний – «метод Либиха».

В горшок добавляют отдельно азот и фосфор, растение на это реагирует: увеличивает свою скорость роста или массу своей вегетативной части. Эмпирический факт состоит в том, что это всегда реакция только на что-то одно: либо на азот, либо на фосфор. Зрительным образом этого является так называемая «бочка Либиха», которая состоит из дощечек разной высоты.

Они все разной высоты, и та дощечка или та образующая, которая имеет минимальную высоту, определяет уровень воды в бочке. Так вот не бывает так, что какая-то пара дощечек одинаковой высоты, они всегда всеразные. И одна из них – та, которая имеет минимальную высоту, является образом единственного фактора, лимитирующего развитие этого растения. Так что факторов, конечно, много, но лимитирующий, то есть регулирующий, управляющий развитием системы фактор всегда один, это прямое противоречие тому, что «всё зависит от всего».

Закон Либиха всем известен, он тоже есть в экологических книжках. Как это может сосуществовать как бы сказать в одном … Я не знаю, какое ученое слово выбрать …. ракурсе, в дискурсе экологии, мне просто непонятно. Я это объясняю только слабостью этой науки, когда взаимоисключающие положения могут мирно сосуществовать в теле одной науки. Другое дело, и это, конечно, реальная проблема, как эти лимитирующие факторы выявить. И то, что существует динамика этих факторов, также усложняет задачу.

Правильная формулировка закона Либиха такова: в каждый момент времени в каждой точке пространства есть только один лимитирующий фактор. Проблема в том, чтобы его выявить. Но это совершенно не те представления, что «всё зависит от всего», последнее - это просто глупость, эмпирически противоречащая закону Либиха, плюс это еще обезоруживающая ученых концепция, потому что, если «всё зависит от всего», то мы просто бессильны что-либо изучить, что-либо понять.

Об этом можно, на самом деле, много говорить. Представление, что «всё зависит от всего» – крайне вредное, но оно имеет исторические корни. Его, конечно, не Коммонер придумал. И в русской литературе оно имеет исторические корни. Это какая-то аберрация зрения, какое-то непонимание происходящего в природе. Притом, что все те, кто изучал экологию, обязательно знают закон Либиха.

Другое дело, что не всегда его противопоставляют этой странной концепции. Тем не менее, надеюсь, что я вас убедил, что это просто чушь. Нет, не убедил? Ну, я старался как мог. Слабость экологии проявляется как раз в том, что в ней имеются такие взаимоисключающие положения.

Ну, и вторая слабость экологии проявляется в том, что у нас, конечно, нет таких сильных настоящих законов, как в физике (Егор говорил про эти законы). Законы экологии – они такие слабенькие. Очень часто считают, что закон экспоненциального роста – это чуть ли не аналог каких-то законов Ньютона. Но это совершенно не так, это совершенно, совершенно не так, потому что этот закон экспоненциального роста легко опровергается.

Собственно, Егор про это рассказывал: как только вводятся понятие ограниченности среды, емкости среды, так тут же закон перестает действовать. А что касается всякого дальнейшего развития, выхода на плато, там возникают колебания и природа этих колебаний, амплитуда этих колебаний, частота и все, что угодно, это отдельная проблема, никакими такого рода законами она не описывается и не предсказывается.

Егор Задереев: Я бы сразу дал небольшой комментарий: у меня нет такого пессимизма как у Леонарда. Почему? Представьте себе вопрос: какими будут уравнения Ньютона через пятьдесят лет? Такими же, как они и были! Ведь что изменилось в трех законах Ньютона с тех пор, как он их придумал? Ничего не изменилось, они какими были, такими и остались. То есть, в тех ограничениях, в которых они были сформулированы, они такими и будут всегда. Три закона Ньютона никто менять  не будет ни через сто лет, ни через двести лет. То есть, и в этом смысле законы экспоненциального роста и логистического роста останутся такими же. Сформулированные сто и сто пятьдесят лет назад, они никуда не денутся, потому что работают при тех ограничениях, при которых они должны работать, и ничто их не опровергает.

Если мы сажаем бактерии на чашку Петри, то они сначала растут замечательно по экспоненциальному закону, пока не наступит ограничение ресурса. И бактерии так растут, и дафнии так растут, и слоны так растут, и человек вроде как так же растет, как показывают нам графики. То есть, в тех условиях, для которых эти законы написаны, они замечательно работают. Да, они не работают, когда мы делаем систему сложной из огромного количества взаимодействующих популяций. Ну, так и законы Ньютона перестают действовать при определенных условиях. Там начинаются уже и релятивистские эффекты и что угодно, и мы прекрасно понимаем, что законы Ньютона не будут описывать сколь угодно сложную систему. Так что никакого тут противоречия я не вижу.

Проблема экологии в том, что пока не было сделано следующего шага. После Ньютона в физике появился Максвелл, электродинамика, корпускулярно-волновой дуализм, теория относительности, физика элементарных частиц, а в экологии, кажется, ничего не появилось. И это проблема! Да, надо нового прорыва ждать, но не говорить о том, что существующие законы плохие. Они как законы Ньютона были сформулированы и работают для тех условий, для которых они написаны. Ну, после Ньютона тоже, в принципе, долго ждали, когда появится что-то новое. Вот и мы будем ждать.

Леонард Полищук: Я думаю, что это все-таки не совсем так, потому что, знаете, на базе очень простых законов Ньютона, на базе совершенно элементарной математики можно, например, предсказать, что камень, брошенный вами, летит по параболе. Это можно посчитать, зная всего одну константу g – ускорение свободного падения, которая в условиях гравитационного поля Земли равна 9,8 м/с². Можно посчитать его точку падения. При этом используется элементарная математика. Нужно знать уравнение параболы, и там, может, в одном месте проинтегрировать, а интеграл простейший. Ничего подобного этому в экологии на базе закона экспоненциального роста нет. Что вы предскажете на базе этого роста?

Егор Задереев: Почему? Численность популяции на одном оазисе.

Леонард Полищук: В очень идеальных условиях. А падение камня вы предскажете в реальной атмосфере Земли. Потому что сопротивлением воздуха можно пренебречь. То есть, если начинаются эффекты второго порядка, то уже ничего не предскажется. Но оказывается, что они малозначительны в реальном мире. А экспоненциальный рост в реальном мире сплошь и рядом не реализуется. Где-то реализуется, конечно, иногда мы наблюдали его в северных озерах, потому что там специальная, упрощенная экосистема. Но реальной применимости этих законов экспоненциального роста практически нет или она очень узкая. Тогда как применимость второго закона Ньютона (притом, что есть релятивистская механика и всякие эффекты больших скоростей и малых времен) очень широкая, она описывает реальный мир. На самом деле, я могу долго на эту тему говорить…

Борис Долгин: Надо ли вас так понимать, что вы не советуете идти в науку «экология»?

Леонард Полищук: Я бы не стал так говорить.

Борис Долгин: А что делать?

Леонард Полищук: Нет, наоборот, экология – это как растущий цветок. У меня такой образ экологии: как я уже сказал, есть hard и soft sciences. Как устроена в моем представлении такая строгая наука как физика или математика? Ну, математика – не естественная наука, поэтому ее нельзя брать в качестве примера. Физика – это дерево, следствия из законов – это ее мощные ветки, а дальше маленькие ветки и много-много листочков. Это такая мощная конструкция, которая все-таки (мы имеем в виду физику) описывает реальный мир, она работает.

И есть другой тип науки, вроде экологии  – это газон, трава. Каждая травинка развивается в значительной степени вне зависимости от других травинок. У них там, может быть, и есть где-то мощная корневая система, но мы ее не знаем. Пожалуйста, занимайтесь экологией, попробуйте открыть ее корневые законы!

Законы «всё зависит от всего» и принцип Либиха с единственным лимитирующим фактором, находящимся в наибольшем недостатке (это софистически звучит, но, на самом деле, это работающая концепция), в экологии существуют параллельно, как травинки. На мой взгляд, так устроена soft science, такой у меня зрительный образ.

Борис Долгин: Когда-нибудь экология превратится в hard science?

Леонард Полищук: Конечно, можно ожидать. Но для людей, которые занимаются экологией, практичнее и интереснее взять какое-нибудь направление. Скажем, эту травинку, ее можно изучить, в ней можно существенно продвинуться. На самом деле, физика даже страдает от того, что слишком много сделано, и каждый следующий шажок дается слишком большими усилиями, так что, на самом деле, будь я физиком, я бы, может быть, с этой точки зрения, не советовал заниматься физикой. Потому что реально продвинуть физику могут десять человек, остались слишком сложные задачи. Поэтому физика, насколько мне известно, в значительной степени буксует. А экология в каком-то смысле не буксует, потому что в ней можно заниматься массой интересных вещей. Правда, из этого не выстраивается такой мощный единый язык.

Борис Долгин: Пока нет единой карты.

Леонард Полищук: Да, пока нет единой карты.

Борис Долгин: Теперь есть небольшое время для реплик.

Лев Московкин: Я коротко. Мы так долго слушали про одно и то же… Я не буду вступать в спор, я просто выскажу некое утверждение в добавление к тому, что очень правильно сказал сам лектор. Каждый закон, например, «три к одному» имеет пределы применения (я – тоже генетик), и отклонения от «три к одному» имеют гораздо большее значение. Каждый закон имеет свое пространство валидности, и экология, чтоб было понятно, это одна из самых разработанных и наиболее формализованных наук, которой, на самом деле, может позавидовать едва ли не любая сфера физики.

Что касается прорыва… Я не понимаю, что такое soft и hard science, но я думаю, что прорыв в экологии будет обязательно, а, может быть, он уже и есть в латентном состоянии, именно из-за этого давления. Но самое главное…. На мой взгляд, всё, что сейчас наговорил уважаемый Леонард, я воспринимаю… Вы, несомненно, человек, знающий намного больше меня, но ваш пессимизм возник скорее по политическим причинам. Если это слабость, то, простите, пожалуйста, это слабость не науки, это слабость ученых, которые не умеют отвечать на сложные вопросы. И я еще раз напоминаю, что в «Полит.ру» была мощная дискуссия по этому поводу, и подробный анализ, который показывает, как надо отвечать.

Борис Долгин: Спасибо.

Слушатель: Я как раз вернусь к своему вопросу, тут как раз приводили пример с физиками, я что имел ввиду: те же самые законы Ньютона, потом открытый закон Эйнштейна, казалось, тоже они все… И сейчас вы тоже все время повторяли о какой-то статичности этого мира, а потом они взяли, и чуть-чуть порешав эти же самые уравнения, пришли к тому, что Вселенная невероятно динамична. И вы вот тоже сейчас говорите, что вроде бы… Мне хотелось узнать по факту, кто-то делал эти измерения биомассы, и, действительно, все-таки…

Борис Долгин: Следующий вопрос. Всё, вопрос понятен. Следующая реплика.

Слушатель: Добрый вечер. Значит, что касается сравнения с физикой, на самом деле, мне эта аналогия понравилась. Проблема в том, что применимость законов – это очень тонкая материя. К примеру, если бы человек развился не на Земле, а в системе из семи звезд, соответственно, наблюдения планет, которые вращаются в этой системе, были бы возможны, но траектории были бы совершенно сумасшедшие. Соответственно, черта с два смогли бы вообще докопаться до закона всемирного тяготения, по крайней мере, это заняло бы гораздо больше времени, гораздо больше интеллектуальных усилий.

Проблема в том, что для простой системы, когда у вас есть одна большая звезда, вокруг которой крутятся планеты, есть применимый закон, который хорошо работает для простых задач, и это очень полезный закон. Можно узнать, куда упадет камень. Надо же кидать камни, всем надо кидать камни. А когда речь идет об экологии, мы сразу поднимаем планку требований до анализа гигантской сложнейшей системы, где миллион взаимодействующих факторов, и без какого-то супер-компьютера вы это не посчитаете.

Поэтому, если рассуждать с этой точки зрения, что изменится за пятьдесят лет? Есть еще один такой закон – закон Мура, и не один он, но факт остается фактом: то, что вычислительные мощности человечества прогрессируют тоже как-то экспоненциально. И, наверное, можно ожидать, что мы сможем решать задачи турбулентности в физике, мы ведь до сих пор не можем посчитать, например, как ведет себя струя из нашего водопроводного крана. Не решена такая задача, не умеем мы ее пока решать. И вот эти задачи, задачи с уровнем сложности экологии, возможно, их удастся как раз решить, спасибо.

Борис Долгин: Спасибо. Есть ли еще реплики по поводу этой части дискуссии? Нет? Тогда какие-то завершающие слова именно по этой дискуссии, по этой части.

Егор Задереев: Нет, по этой части нет. У меня есть про закон Либиха, на самом деле. Мы теперь уже с Леонардом начали оппонировать друг другу. Леонард, мне кажется, что Вы сами себе противоречите. Вы сказали, что у экологии нет законов, а потом говорите: «А закон Либиха везде работает». Теперь вам противоречу: он не везде работает.

Утверждение закона Либиха состоит в том, что «в каждый момент времени в каждой точке есть фактор…», а в другой точке может быть другой фактор. Так вот мы можем, на самом деле, уменьшая это временно-пространственное разрешение, мы приходим к тому, что либо нам нужно очень сильно мельчить, либо получается, что у нас все-таки есть многофакторные зависимости. И те самые эксперименты Тилмана с водорослями, там, по сути, уже утверждается, что два фактора лимитируют рост. Потому что, ну очень быстрое переключение идет, поэтому… И это только по одному виду. А если мы говорим про двадцать видов, у каждого своя бочка Либиха получается, эти бочки начинают пересекаться, и получается, что закон Либиха тоже работает не так просто, если мы переходим в реальную сложную систему, а не к водорослям в одной банке, в которой и Либих работает, и экспоненциальный рост работает.

Леонард Полищук: Так могло бы быть, и тогда бы дело было плохо. Но тут я могу только ответить, что, как Эйнштейн сказал, Господь Бог изощрен, но не злонамерен. Я не думаю, что дело обстоит таким образом. Я думаю, что есть реально короткие времена, но все-таки имеющие, так сказать, экологический смысл. Ведь биологические, физические реальные времена – это не какие-то там сверхкороткие, какие-то квантовые периоды. Нет, конечно. Есть реальные времена, на которых можно выделить ведущий экологический фактор.  И он будет, не знаю, если нам не удалось его выявить (вот как вы говорите, их два), я думаю, просто надо побольше подумать.

Егор Задереев: Когда мы уходим на физиологию водорослей, там пул фосфора, и там времена оборота могут исчисляться буквально минутами, даже в водных экосистемах. Если мы даже моделируем один сезон, и мы говорим, что у нас времена – минуты, то, сами понимаете, что модель, которая считает с минутным шагом даже на один сезон – требует уже огромных вычислительных мощностей. А если десять лет, а у нас характерное время – минута? То есть, здесь тоже могут возникнуть проблемы.

Леонард Полищук: Про физиологию водорослей мне трудно судить, но мой личный опыт…

Егор Задереев: А вот у нас исследовали...

Леонард Полищук: Когда мы говорим об основных экологических (биотических) факторах, то один из них – это пища или воздействие снизу, это название идет от трофической пирамиды, она устроена так, что внизу у нас растения, а все, что вверху – потребители, так сказать, более высоких уровней. Поэтому эффект снизу – это эффект пищи, и эффект сверху – это эффект хищников. И хищники бывают, по крайней мере, в планктоне двух основных типов: одни из них потребляют крупных особей, а другие – мелких. Вот эти рыбки преимущественно потребляют крупных особей, рыбы-планктофаги, планктояды. А есть беспозвоночные хищники, которые потребляют преимущественно мелких.

И вот на современном уровне развития экологии это основные экологические, биотические факторы. Проблема, реальная проблема в экологии состоит в том, можем ли мы выделить (если взять дафнию, то на этой дафнии), какой из этих двух (пища-хищники) или трех (пища-рыбы-беспозвоночные хищники) факторов доминирует в данный момент времени, момент времени не такой уж короткий, это несколько дней. И если мы возьмем озеро, то наш реальный объект – это озеро, не нужно доходить до капли воды. И мы изучаем, что происходит в этом реальном водоеме в этот короткий, но все-таки, так сказать, не предельно короткий период времени.

Тут трудно формулировать, потому что есть границы применимости (их точное установление, наверное, это следующий этап развития науки). Поэтому дальше я несколько упрощаю. Так вот, что является ведущим фактором? – Пища или хищники, которые потребляют преимущественно крупных жертв, то есть рыбы, или беспозвоночные хищники, которые потребляют преимущественно мелких жертв. И оказывается, ну, в общем, я сам этим занимаюсь, можно придумать такие вычислительные процедуры, которые позволяют ответить на этот вопрос. По крайней мере, в эксперименте это подтверждается. То есть вы можете отличить эти факторы, измерив некий показатель у популяции дафний. Проблема ставится следующим образом: что нужно измерить у этих дафний, чтобы понять, какой фактор является для них лимитирующим? И оказывается, что можно в эксперименте задать этот внешний фактор и посмотреть, действительно ли та характеристика, которую мы измеряем, является информативной с точки зрения этого фактора.

Егор Задереев: Мне кажется, что вся ваша речь – это разбивание Ваших предыдущих тезисов! Вы сами тут же разбили свой скептицизм, сказав, что можно применить простые законы для объяснения динамики определенных систем. Вот когда дело дошло до работы, я уверен, что эколог может преодолеть трудности…

Леонард Полищук: Совершенно верно, но, во-первых, тут пока нет места ни для каких законов, и, во-вторых, эта логика, она как бы вам сказать, это совершенно неньютоновская логика, это не логика закона всемирного тяготения. Эта логика очень локальная, эта логика такого типа, что у нас есть универсальный термометр, с помощью которого мы можем измерить температуру тела и температуру воздуха. Вот об этом шла речь в моем спиче, чтонам нужно измерить и как измерить, чтобы определить, что является действующим, ведущим, лимитирующим фактором.

При этом я исхожу из закона Либиха, что есть этот фактор, и что он, скорее всего, один. Но это совершенно не то же самое, что построить предсказательную модель, которая будет вам описывать траекторию движения камня, или, допустим, определит первую космическую скорость. Ведь предсказать первую и вторую космические скорости можно с помощью тех же законов Ньютона. Это очень сильные утверждения, ничего подобного в экологии нет. Нет инструментария для таких прогнозов. И то, что я говорю, это не про это. Это про такое локальное узнавание того, что происходит в данном месте, в данное время. Это скорее объяснение, а не предсказание. А в физике есть возможности для предсказания.

Егор Задереев: Зная скорость роста биомассы, мы можем предсказать возможную биомассу объекта А, потребляющего объект Б, и мы точно скажем, что у нас нарастет пятьсот килограмм. Собственно, биотехнология на этом и работает. Мы можем точно предсказывать рост микроорганизмов, и нарабатываем целевую биомассу, которую потом замечательным образом везде используем в промышленности.

Леонард Полищук: В этом смысле согласен.

Егор Задереев: Точно так же, как мы предсказываем полета камня, мы предсказываем биомассу, которая будем через какое-то время…

Леонард Полищук: В хемостате, то есть, в специальной такой системе, с которой работают биоинженеры, – да, там можно сделать такие прогнозы, они как раз будут использовать экспоненциальный рост или подобные модели.

Егор Задереев: Я по-прежнему не вижу никаких отличий экологии от жестких наук.

Леонард Полищук: Это можно сделать, но здесь мы имеем дело со специально упрощенными системами.

Борис Долгин: Надо сказать, что до открытия закона всемирного тяготения все-таки нужно было сначала выработать такой универсальный инструмент, как хронометр. Может быть, и здесь удастся выработать такой инструментарий, с помощью которого когда-нибудь…

Леонард Полищук: Может быть. Я тоже на это надеюсь.

Борис Долгин: Спасибо! На этой оптимистической и, главное, очень такой активистской ноте, на призыве к тому, чтобы надо работать дальше, мы сегодня завершаем нашу лекцию. Большое спасибо Егору Задерееву и Леонарду Полищуку.  

Планомерные раскопки Помпей начались еще в 1748 году, но древний город продолжает удивлять ученых. Недавно на одном из некрополей Помпей было обнаружено нетронутое самнитское погребение IV века до нашей эры. Оно находится в некрополе у Геркуланских ворот, всего в нескольких шагах от знаменитой Виллы Мистерий. Археологи нашли каменные плиты гробницы, скелет и богатый погребальный инвентарь.

Самнитская гробница у Геркуланских ворот Помпей

Карта Помпей, погребение было найдено у Виллы Мистерий (левый верхний угол карты)

Античные некрополи чаще всего располагались за пределами городов вдоль дорог. Кладбища Помпей получили названия по воротам города, за которыми они располагались. Основные кладбища находились у Везувианских, Гекуланских, Ноланских, Нуцерианских и Стабианских ворот. Некрополь у Геркуланских ворот активно использовался с I века до нашей эры до дня гибели города 24 августа 79 года. По римской традиции там хоронили кремированные останки покойных. Также археологам удавалось находить и более ранние захоронения в этом месте, но они были сильно повреждены во время строительства города, его последующего разрушения, любительских раскопок XVIII – XIX веков и бомбежек авиации союзников во время Второй мировой. Так что находка неповрежденной могилы стала приятным сюрпризом.

Группа археологов из Центра имени Жана Берара (Le Centre Jean Bérard), расположенной в Неаполе организации французских археологов, даже не рассчитывали найти захоронение. Когда Помпеи были живым городом, за Геркуланскими воротами в тесноте перемежались некрополи, виллы, лавки. Французские ученые в течение нескольких последних лет занимались изучением крупной гончарной мастерской.

В ходе этой работы они и обнаружили могилу женщины 35 – 40 лет с богатым погребальным инвентарем. По вазам и урнам, которых в гробнице было более десятка, захоронение датируется IV веком до нашей эры. Радиоуглеродный анализ костных останков еще предстоит провести. В ближайшее время ученые надеются установить, каким было содержимое сосудов в гробнице. Предположительно, там находились косметика, вино и продукты питания.

Краснофигурные вазы, найденные в гробнице

Подобные захоронения известны историкам по находкам в городе Пестум, а вот в Помпеях такие попадались лишь при раскопках XIX века, и научный уровень их описаний сейчас оставляет желать лучшего. Могила чудом уцелела, когда в 1943 году недалеко от нее разорвалась авиабомба. Следы взрыва можно увидеть на каменных плитах погребальной камеры. Смотритель археологической зоны Помпей Массимо Осанна (Massimo Osanna) назвал находкуисключительной, так как она позволяет пролить свет на доримскую историю города, о которой известно крайне мало.

Мы привыкли думать о Помпеях, как о римском городе, хотя на самом деле он был подчинен Риму лишь в 89 году, когда его захватил Сулла. Основан же город был еще в VII веке до нашей эры осками, одним из народов центральной Италии. В VI веке его захватили этруски, а в V веке – самниты. После третьей самнитской войны (298 – 290 годов) город попал под влияние Рима, будучи вынужден принять статус союзника Римской республики. Это позволило ему сохранить самостоятельность во внутренних делах. В городе также сохранялось использование оскского языка.

Стела с надписью на оскском языке, найденная у Ноланских ворот Помпей. IV – I вв. до н. э.

Такое положение продолжалось два столетия. Но в 91 году центр и юг Италии вновь охватила война. Народный трибун Марк Ливий Друз-младший предложил сенату законопроект, по которому все италийские союзники Рима должны были получить римское гражданство. Закон был отклонен, а вскоре Марк Ливий Друз был убит ударом ножа возле собственного дома. Вслед за этим вспыхнуло восстание италийских народов, которое вошло в историю под названием Союзническая война (91 – 88 до н. э.). Полисы объединились в союз «Италия» и даже стали чеканить собственные монеты с изображением быка, попирающего ногами римскую волчицу. Общая численность их войск достигала 200 тысяч человек. Союзники нанесли римлянам несколько поражений, но те умело использовали принцип «разделяй и властвуй». Сначала они предоставили римское гражданство умбрам и этрускам, не поддержавшим восстание. Затем объявили, что предоставят гражданство тем, кто сложит оружие в течение 60 дней. Эта мера внесла раздор в ряды союзников, и в дальнейшем римляне стали побеждать тех, кто продолжал упорное сопротивление. В 89 году Сулла сначала потерпел поражение от самнитов, но вскоре разбил их у города Нола, а затем захватил ряд самнитских городов, в числе которых были и Помпеи.

Самнитские воины. Фреска из гробницы в Ноле. IV век до н.э. Национальный археологический музей в Неаполе

Найденная могила относится к более раннему времени, когда самниты воевали с римлянами на равных. Возможно, погребенная в ней женщина застала времена Второй самнитской войны, когда римляне потерпели унизительное поражение в Камдинском ущелье (321 год до н. э.). Это было даже не поражение в бою. Самниты тогда обхитрили римских полководцев Тита Ветурия Кальвина и Спурия Постумия Альбина. Они подослали десять пастухов к римлянам с сообщением, что самнитский военачальник Гай Понтий осадил город Луцеру. Римляне решили достичь осажденного города быстрым маршем через Камдинское ущелье, но когда римские солдаты вошли в ущелье, самниты перекрыли оба выхода оттуда. Запертыми оказались около 50 тысяч римлян. Через несколько дней голов вынудил их капитулировать. Чтобы спасти свои жизни, римляне вынуждены были пройти через унизительный обряд прохождения «под ярмом» (passum sub iugum), когда вся побежденная армия должна была пройти через конструкцию из трех копий, установленных в виде буквы П. Историк Аппиан Александрийский пишет: «Когда же известие об этом несчастии пришло в город, поднялись рыдания и плач, как при всеобщей печали, причем женщины горько оплакивали позорно спасенных как умерших, сенат сложил с себя одежду с пурпурной каймой; торжества, браки и все другое тому подобное были запрещены на целый год, пока это бедствие не будет заглажено. Из выпущенных же одни бежали от стыда в поля, другие же ночью вошли в город».

Поражение римлян в Камдинском ущелье. Роспись на луканской гробнице. Около 320 года до н.э. Национальный археологический музей в Пестуме.

Раскопки за Геркуланскими воротами продолжаются, и у археологов полагают, что вероятно рядом с этим захоронением находились другие самнитские могилы. Остается только надеяться, что бомбы Второй мировой не разрушили их.

В среду 23 сентября Следственный комитет возобновилрасследование дела об убийстве в 1918 году членов царской семьи и их приближенных. Формально официальное открытие дела стало необходимым для повторного взятия генетического материала из останков Николая и Александры Федоровны для проведения новых исследований. В тот же день в НИИ и Музее антропологии МГУ в рамках научно-методического семинара «Антропологические среды» состоялся доклад директора Института общей генетики  им. Н.И.Вавилова РАН, члена-корреспондента РАН Николая Казимировича Янковскогона тему: «Об итогах  генетических исследований по вопросам идентификации останков семьи российского императора Николая II».

Об исследовании останков семьи Николая II специалистами по физической антропологии мы уже говорили в очерке «Увидеть лица», также об этом шла речь в лекции  «Штрихи к портретам исторических персоналий». Теперь, опираясь на доклад Николая Янковского, мы расскажем о результатах, которые получили генетики.

Напомним, что в ночь с 16 на 17 июля 1918 года в Ипатьевском доме были убиты Николай, его жена Александра Федоровна, их дети Ольга, Татьяна, Мария, Анастасия и Алексей, а также медик Евгений Боткин, повар Иван Харитонов, камердинер Алоизий Трупп и комнатная девушка Анна Демидова. В 1979 году Александр Авдонин и Гелий Рябов обнаружили захоронение, но скрыли его, забрав для возможного исследования три черепа. Лишь в 1991 году Авдонин сообщил о находке властям. При раскопках были обнаружены останки девяти человек. После этого прошел первый этап исследований, в ходе которых было установлено, что найденные кости действительно принадлежат убитым в Ипатьевском доме и среди них есть останки Николая, Александры и трех дочерей. Останков одной из дочерей, предположительно Марии, и Алексея в захоронении не оказалось.

После этого в 2007 году в местности, где была сделана первая находка, провели масштабные археологические изыскания. Исследователям были известны воспоминания участников расстрела и уничтожения останков царской семьи, согласно которым, сначала была сделана попытка сжечь останки. Для пробы первыми пытались сжечь тела Алексея и одной из сестер. Когда стало понятно, что полностью сжечь их не удается, два тела закопали под костром, а остальных захоронили отдельно. Эти показания подтвердились: археологи обнаружили неподалеку захоронения с фрагментами скелетов двух человек. После чего начался второй этап исследований, где ученым были доступны останки уже всех убитых. Стоит обратить внимание на то, что слабые места генетической экспертизы, на которые указывали некоторые оппоненты, имелись только в данных, полученных на первом этапе исследований, результаты второго этапа не вызвали сколь-нибудь серьезных возражений у ученых.

В 1990-х годах генетическое исследование останков проводил Павел Леонидович Иванов. Сначала был определен пол девяти человек из основного захоронения. Сделать это довольно просто, так как размер интрона гена амелогенина в X и Y хромосомах различен, он составляет соответственно 106 и 112 пар нуклеотидов, что позволяет легко обнаружить, в каких образцах имеется Y-хромосома и, следовательно, они принадлежат мужчинам. Среди девяти человек было  четверо мужчин и пять женщин.

Затем генетики приступили к поискам среди образцов тех, что принадлежат родственникам. Для этого используется анализ коротких тандемных повторов (STR) в ДНК, такой же метод широко применяется при генетических тестах на определения родства у живых людей. Короткие тандемные повторы, как правило, имеются в так называемой «мусорной», некодирующей части ДНК, они представляют собой несколько идущих подряд палиндромных повторов нуклеотидов. Известны определенные места (локусы) в геноме, где эти повторы есть. Количество повторов наследуется детьми у родителей. Если, например, у отца в данном локусе на одной хромосоме 10 палиндромных повторов, а на другой 6, а у матери в том же локусе на одной хромосоме 8 повторов, а на другой 4, то у их ребенка на одной хромосоме точно будет либо 10, либо 6 повторов (от отца), а на другой – либо 8, либо 4 (от матери). Как правило, достаточно анализа STR на нескольких локусах, чтобы подтвердить или опровергнуть родство. Исследователи рассмотрели 16 локусов и обнаружили, что среди останков есть родственная группа: отец, мать и трое детей (дочери), четверо остальных, погребенных в том же месте, родственниками им или друг другу не были.

Следующим этапом генетической идентификации по идее должно было бы стать сопоставления изучаемых образцов с тем, что заведомо принадлежат Николаю II, его жене и детям. Но таких материалов у исследователей в 1990-е годы не было. Тогда они стали сравнивать образцы с теми, что были получены у других Николая II. Для этого были взяты образцы ДНК у некоторых живых родственников, а также проведена эксгумация погребенного в Петропавловском соборе великого князя Георгия Александровича, брата Николая II. Ученые исследовали генетические маркеры в Y-хромосоме (передающейся по мужской линии), и в митохондриальной ДНК (передающейся по женской линии). По прямой женской линии бабушкой Николая II была датская королева Луиза Гессен-Кассельская. Ее дочь Мария София Федерика Дагмара, в православном крещении Мария Федоровна, стала женой Александра III. Согласие дать свои генетические материалы для исследования дали потомки других дочерей Луизы Гессен-Кассельской: его праправнук герцог Файф, прапраправнучка графиня Ксения Шереметьева-Сфири. Позднее также были использованы образцы крови умершего к тому времени правнука Луизы (сын Марии Федоровны и племянник Николая II) Тихона Куликовского-Романова.

Митохондриальная ДНК этих людей показала их родство с образцом, который исследователи считали принадлежащим Николая II. Более того, в образце имелась особенность митохондриальной ДНК, так называемая гетероплазмия. Это нечастное, но и не столь уж редкое явление, при котором ДНК части митохондрий в одной клетке имеет отличия от других. В образце отличия касались одного нуклеотида в позиции номер 16169. И точно такая же гетероплазмия была обнаружена в митохондриальной ДНК, принадлежащей Георгию Александровичу.

На следующем этапе были исследованы останки из захоронения, обнаруженного в 2007 году. Там были кости мужчины и женщины (по данным антропологов – подростков). Характеристики Y-хромосомы и митохондриальной ДНК соответственно, а также данные STR показали, что они были, во-первых, братом и сестрой, а во-вторых, детьми мужчины и женщины из первого захоронения (Николая и Александры). Какая именно из двух младших дочерей: Анастасия или Мария – оказалась во втором захоронении, генетики определить не могут. Существующие способы определения возраста по степени метилирования ДНК еще недостаточно точны, дают точность примерно 10 % от возраста, а разница между девушками составляла всего пару лет. По данным антропологов, скорее всего, во втором захоронении была Мария.

Но в 2000-е годы произошло еще одно событие, позволившее дать еще более уверенный утвердительный ответ. Старший следователь-криминалист генеральной прокуратуры Владимир Соловьев сумел обнаружить образец крови Николая II. Пятна засохшей крови на рубашке Николая остались после так называемого инцидента в Оцу. В этом японском городе в 1891 году полицейский Цуда Сандзо совершил покушение на наследника российского престола Николая. Он успел нанести три удара саблей. Ни этот полицейский, никто другой тогда не могли предположить, какую роль сыграет нападение в Оцу спустя сто с лишним лет. Рубашка Николая хранилась все это время в Эрмитаже. Когда исследователи выделили из оставшейся на ней крови ДНК, оказалось, что по Y-хромосоме он совпадает с образцом, полученным из останков, а также с ныне живущими родственниками Николая по мужской линии, и с Y-хромосомой из предположительных останков Алексея.

Также были исследованы образцы митохондриальной ДНК родственников по женской линии императрицы Александры Федоровны. Она, как известно, была дочерью Алисы Гессенской и внучкой британской королевы Виктории. Поэтому не стало трудным найти других потомков Виктории по женской линии и получить согласие некоторых из них на участие в исследовании. В частности образец ДНК согласился дать герцог Эдинбургский Филипп, муж нынешней королевы Великобритании Елизаветы II (Филипп – праправнук Виктории), а также еще четверо ныне живущих потомков Виктории. И в этом случае предположения исследователей подтвердились: профиль митохондриальной ДНК из предполагаемых останков Александры Федоровны показал родством с другими образцами.

Следует вспомнить о еще одном генетическом наследстве, доставшемся русской императорской семье от королевы Виктории. Как известно, цесаревич Алексей страдал гемофилией, распространенным среди потомков Виктории генетическим заболеванием, передающимся с Х-хромосомой. В Х-хромосоме предполагаемых останков Алексея действительно была выявлена мутация, вызывающая гемофилия, причем это оказалась довольно редкая разновидность такой мутации. Но именно она имелась также в Х-хромосоме матери – Александры Федоровны и в Х-хромосоме одной из сестер.

Итоги второго этапа исследований были подведены в 2009 году в статье Евгения Рогачева и его коллег, опубликованнойв журнале  Proceedings of the National Academy of Sciences. В целом генетическая идентификация оказалась очень убедительной. Останки Николая подлинны, так как это подтверждается соответствием ДНК с пятном крови на рубашке. Останки детей идентифицируются по выявленному генетически родству с отцом, останки матери – по совпадению с митохондриальным ДНК детей. Дополнительно идентификацию подтверждает генетический материал родственников. По оценке специалистов, родство в данном случае более чем в 100 миллиардов раз более вероятно, чем случайное совпадение в ДНК.

Николай Янковский остановился в своем докладе и на двух публикациях 2000-х годов, в которых были высказаны сомнения в полученных итогах. В статье японского ученого Тацуо Нагаи и его коллег, утверждалось, что они не обнаружили в образцах крови Георгия Александровича гетероплазмии. Однако это опровергается данными других исследований, полученными независимо друг от друга. При этом в любом случае, гетероплазмия обнаружена в ДНК из крови Николая на рубашке (Евгением Рогаевым) и из костных останков (независимо Павлом Ивановым и Евгением Рогаевым).

Другое исследование опубликовали в 2002 году Лев Животовский и Алек Найт. Они изучили митохондриальную ДНК из останков Елизаветы, сестры Александры Федоровны. Причем происхождение образцов было неясным. По словам исследователей, они не получили совпадения митохондриальной ДНК, но выделенный ими образец не совпадал и с материалом, полученным от других потомков Виктории. Из этого можно сделать только один вывод – он не принадлежал Елизавете. При этом как в работе Нагаи, так и в работе Животовского и Найта проанализировны лишь короткие фрагменты митохондриальной ДНК, полученные из единичных образцов неясного происхождения. В отличие от них в статье Рогачева и его соавторов проанализирована полная последовательность митохондриальной ДНК, а также проведен анализ многих фрагментов ядерной ДНК и получены соответствия с генетическим материалом родственников, принадлежащих к разным ветвям генеалогического древа.

Сопоставление останков Александры Федоровны с генетическими образцами ее сестры Елизаветы, похороненной в Иерусалиме, ради которого проведена нынешняя эксгумация, Николай Янковский считает излишним. Однако он признает, что с точки зрения православной церкви, может быть правомерным требования точной генетической идентификации всех костных фрагментов, чтобы, например, в могиле одного из членов императорской семьи не оказался череп другого. Но на уверенность генетиков в подлинности останков это не повлияет.

Полные тексты экспертных заключений и справок по вопросу изучения останков царской семьи доступнына сайте Института общей генетики.

Китообразные, скорее всего, произошли от копытных. Как мы знаем, эти животные травоядные, а киты питаются животной пищей. Возможно, именно поэтому в кишечнике усатых китов обнаружили бактерии, характерные как для плотоядных, так и для травоядных.

В журнале Nature Communicationsвышла статья, авторы которой установили: в состав кишечной микробиоты усатых китов входят бактерии, характерные и для плотоядных, и для травоядных. Это выявило секвенирование генов 16S РНК бактерий в образцах фекалий животных.

Наличие "хищнических" микроорганизмов в кишечнике усатых китов интуитивно понятно: они питаются животной пищей. Но откуда у них бактерии, характерные для травоядных? Есть гипотеза, что млекопитающие часто "наследуют" те виды бактерий, которые были характерны для кишечной микрофлоры их предков. Результаты нынешнего исследования эту гипотезу подтверждают, так как предками китообразных считаются копытные. Последним нужны довольно специфические виды бактерий, чтобы переваривать целлюлозу, которой в растительной пище много. Китам те же микроорганизмы теоретически помогают справляться с хитиновыми панцирями рачков из зоопланктона. Хитин по своей структуре весьма похож на целлюлозу, и пищеварительная система млекопитающих не способна переварить его без помощи симбионтов.

Группа добровольцев разработаламобильное приложение, которое призвано помочь сохранению языка амис – одного из языков аборигенов острова Тайвань.

Народ амис– самое крупное из национальных меньшинств острова. По данным на 2014 году, численность народа достигла 200 604 человека, однако знание национального языка среди них год от года снижается, особенно среди молодежи. Основным языком общения амис сейчас служит не более чем для 10 тысяч человек старшего поколения.

 

Фото: Aaron Wytze Wilson

Создатели приложения Moedict Amis dictionary (阿美語萌典—方敏英字典) надеются, что оно поможет увеличить популярность языка. Активисты сейчас заняты оцифровкой словарей, собранных исследователями XIX – начала XX века. Для выполнения этой задачи группа прибегает к краудсорсингу. Среди разработчиков есть 82-летний католический священник Морис Пуансо, который более 20 лет работал среди аборигенов и составил собственный французско-амисский словарь.

Первая версия приложения для устройств с операционными системами iOS и Android уже доступна в сети.

1 октября 2015 г. (четверг) в рамках проекта «Публичные лекции "Полит.ру"» выступит археолог,  доктор исторических наук, заведующий Отделом археологии Московской Руси Института археологии РАН Леонид Андреевич Беляев.   

Тема лекции: «Археология Москвы: проблемы и находки».

Анонс: Археологические исследования в Москве ведутся уже около столетия. Накопилось много материала, яркого, оригинального, массового – всякого. Делались попытки применить те или иные методы. Многое диктовал судорожный ритм жизни мегаполиса, немало зависело и от личных качеств участников процесса.

За холерический информационной пляской, требующей ежечасных новостей только для того, чтобы тут же о них забыть, легко теряется суть исследований. Впрочем, нужно ли о ней задумываться? Не лучше ли так и прыгать, от камня к камню, от клада к кладу? Давным-давно не ставится вопрос о том, для чего ведутся археологические исследования в городе, давшем начало и второе название нашему государству, часто называемому Московией. 

В лекции 1 октября лектор постарается, вместе со слушателями, разобраться в том, следует ли вообще вести фундаментальные научные исследования в культурном слое Москвы? Что пытаются сказать нам ее археологические объекты, и какие вопросы мы им задаем? Как сделать так, чтобы расслышат ответы, какие способы для этого самые подходящие? Конечно, всё это – на массе примеров из старых и новых раскопок.

На фото: сотрудники Института археологии РАН при раскопках в Зарядье, в районе снесенной гостиницы «Россия», обнаружили древнейшую улицу московского посада — улицу Великую, которая возникла на самом раннем этапе развития города, возможно, уже в XII веке.  

* * *

• Алфавитный список лекторов Публичных лекций

Чтобы подписаться на рассылку лекций, отправьте письмо на public-lectures-ON@polit.ru. Пришедшее письмо с запросом подтверждения отошлите обратно. И все, вы подписаны на рассылку.

Чтобы в любой момент отписаться от рассылки, надо отправить письмо на public-lectures-OFF@polit.ru.

Лекция состоится 1 октября 2015 года (четверг) в 19-00 в Тургеневской гостиной на 2 этаже в Библиотеке-читальне им. И.С. Тургенева (Бобров пер. 6 стр. 2, м. «Тургеневская», «Чистые пруды», «Сретенский бульвар»). Вход бесплатный. Телефон для справок: +7 (495) 980-1893.

Затонувший в 65 году до нашей эры древнегреческий корабль был обнаружен у острова Антикитера еще в 1900 году, и его исследования составили эпоху становления подводной археологии. Ученым удалось обнаружить на месте кораблекрушения немало античных памятников, в том числе уникальные бронзовые статуи и знаменитый Антикитерский механизм, однако, несмотря длящиеся больше ста лет исследования, находки продолжаются. О новых открытиях сообщается в пресс-релизеОкеанографического института в Вудс-Холе (Woods Hole Oceanographic Institution, WHOI).

Археологи извлекли со дна более 50 предметов, в том числе бронзовые подлокотники (возможно, часть трона), остатки костяной флейты, фишки от древней настольной игры, а также некоторые элементы конструкции самого судна. «Это кораблекрушение далеко не исчерпано», – сообщает один из руководителей проекта подводный археолог Брендан Фоли (Brendan Foley).

Нынешняя экспедиция представляет собой часть комплексной программы исследований, начатой еще в 2014 году. Летом 2014 года ученые при помощи стереокамер, установленных на автономном подводном аппарате составили трехмерную карту района кораблекрушения. Затем начались погружения аквалангистов, которые сумели найти несколько новых артефактов. Но из-за плохой погоды исследования пришлось быстро свернуть. Напротив, в нынешнем году с погодой повезло, и археологи смогли провести более 40 часов под водой и исследовать около 10500 квадратных метров дна. С 8 по 15 июня место кораблекрушения снова исследовал подводный робот, а с 26 августа по 16 сентября там шла работа команды археологов из Австралии, Греции и США.

В настоящий момент проводится исследования следов ДНК в древних керамических сосудах, чтобы определить, какие продукты в них находились. Изотопный анализ свинцовых предметов поможет определить, где был добыт данный металл, а следовательно подскажет порт приписки судна.

Выставка предметов, найденных у острова Антикитера ранее, с 27 сентября 2015 года по 27 марта 2016 года проходит в Музее древностей в швейцарском Базеле. Это первый раз, когда Национальный археологический музей в Афинах разрешил вывезти эти находки за рубеж.

Авторы статистического исследования, опубликованногов электронном научном журнале PLOS Neglected Tropical Diseases, пришлик выводу, что укусы ядовитых змей наносят населению Западной Африке больший ущерб, чем многие опасные болезни.

В течение года в этом регионе от укусов змей умирают более 4000 человек. Еще более 5000 каждый год теряют из-за укусов змей конечности. В некоторых районах жертвы укусов составляют 10 % пациентов больниц. На основе анализа данных за 40 лет, исследователи пришли к выводу, что общие потери из-за преждевременной смерти, инвалидности или временной нетрудоспособности, вызванных укусами змей, составляют в Западной Африке 320000 человек ежегодно, что превышает, например, потери в результате сонной болезни.

Авторы статьи полагают, что, если для борьбы с инфекционными болезнями в Африке выделяется хотя бы часть необходимых ресурсов, то к снабжению сельской местности сывороткой, предназначенной для защиты от яда змей, местные власти относятся недостаточно ответственно, а международные организации не уделяют этой проблеме внимания. К наиболее опасным видам змей Западной Африки относятся зеленая мамба, кассава (габонская гадюка), шумящая гадюка, египетская и черношеяя кобры.

Ученые НАСА подтвердили наличие жидкой воды на планете Марс, сообщил журнал Nature Geoscience. Открытие сделано группой исследователей из университета Аризоны во главе с Альфредом Макьюэном и названо «разгадкой тайны Марса».

По поводу открытия состоится официальная пресс-конференция.

Загадочные темные полосы, оказавшиеся водой, были впервые замечены на снимках ландшафта «красной планеты» в 2010 году. Их размеры достигают ста метров в длину и пяти метров в ширину.

Восемь исследователей во главе с Макьюэном проанализировали структуру света, отраженного странными объектами, с помощью спектрометра CRISM на борту космического аппарата MRO. Ученые пришли к выводу, что, судя по длине волн, «ручьи» состоят из минеральных солей и, с наибольшей вероятностью, представляют из себя жидкую воду.

Весь день 28 сентября НАСА держало мир в напряжении, пообещав вечером на пресс-конференции «раскрыть тайну Марса». В итоге надежды оптимистов на обнаружение на планете следов жизни не оправдались, но открытие было сделано действительно важное и очень давно ожидавшееся – на Марсе подтверждено наличие воды в жидкой форме.

Вода в других агрегатных состояниях была известна на Марсе давно. В основном марсианская вода представляет собой твердый лед. В северной полярной шапке Марса водный лед виден на поверхности планеты, в южной полярной шапке – скрыт под слоем льда из диоксида углерода. Также водный лед есть в приповерхностном слое марсианского грунта. Объем водного льда на планете оценивается более чем в пять миллионов кубических километров. Вода в газообразном состоянии, путь и в небольшом количестве, присутствует в марсианской атмосфере.

Другое дело – жидкая вода. На Марсе очень низкое атмосферное давление, в среднем 600 паскалей, это составляет лишь 0,6 % от среднего земного давления на уровне моря. Температура также очень низкая: среднее значение лишь -63 °C. В таких условиях вода должна быстро испаряться или же быстро замерзать.

Между тем, было время, когда вода на Марсе имелась в изобилии. Правда было это около 3,8 миллиардов лет назад, когда у Марса имелась плотная атмосфера и температура поверхности была значительно выше. Многочисленные геологические свидетельства указывают, что на Марсе имелись водоемы и даже большой океан, в некоторые периоды покрывавший до трети планеты.

Наличие жидкой воды на Марсе – ключевое условие возможности существования на нем пока скрытой от нас жизни, например, в виде бактерий в подземных водах. Также вода будет служить важным фактором в возможном освоении будущим человечеством ресурсов Марса. Поэтому попытки найти такую воду предпринимались с большой настойчивостью.

С 2011 года ученые при помощи камер, установленных на автономном космическом аппарате Mars Reconnaissance Orbiter, обнаружили на Марсе темные полосы шириной около пяти метров. Они появлялись на крутых каменных склонах в теплое время года, достигали сотен метров в длину, а потом постепенно исчезали с приближением марсианской зимы. Исследователи сразу предположили, что такие линии могут быть потоками воды, возникающими при таянии льда, а также, что вода должна содержать большое количество растворенных солей, чтобы оставаться жидкой в марсианских условиях. Все это было изложено в публикации 2011 года в журнале Science.

Но тогда у авторов статьи не было прямых доказательств, которые подтверждали бы их предположение. Поэтому обнаруженные на Марсе полосы, которые, как предполагалось, были водными потоками, получили осторожное название recurring slope lineae «возобновляющиеся линии на склонах». Высказывалась также конкурирующая гипотеза, согласно которой эти линии были потоками не воды, а жидкой окиси углерода.

Темные полосы на склонах кратера Гарни на Марсе. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona.

Появлению доказательств и была посвящена пресс-конференция НАСА, а также они были изложены в статье, опубликованнойв журнале Nature Geoscience. Получить желанные доказательства помог опять-таки Mars Reconnaissance Orbiter, а главную роль в этом сыграл один из установленных там иструментов – CRISM (Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars), спектрометр видимого и ближнего инфракрасного излучения. Он работает в диапазоне длин волн от 370 до 3920 нанометров. С его помощью ученые установили, что в тех «возобновляющихся линиях» на марсианской поверхности содержится гидратированные соли хлорной кислоты (перхлораты).

Судя по этим данным, полосы представляют собой периодические потоки раствора этих перхлоратов. Благодаря большому содержанию солей вода может оставаться жидкой при более низких температурах. Это явление хорошо нам знакомо по земной жизни, когда солью посыпают снег и лед в городах, чтобы они быстрее таяли. Расчеты показывают, что перхлораты в марсианской воде могут позволить ей остаться в жидкой фазе при температурах от −70 °C до 24 °C, тогда как чистая вода на Марсе могла бы существовать лишь в диапазоне от 0 °C до 10 °C.

Полосы на склонах кратера Хейла. Компьютерная модель рельефа, выполненная на основе двух снимков камеры HiRISE, установленной на Mars Reconnaissance Orbiter. Image credit: NASA/JPL-Caltech/Univ. of Arizona. НАСА предлагает также анимированное изображениесезонных потоков в этом кратере.

«Мы обнаружили перхлораты только в периоды, когда эти сезонные образования были наиболее широкими, – сказална пресс-конференции Луджендра Оджа (Lujendra Ojha) из Технологического института Джорджии, основной автор нынешней публикации и один из соавторов статьи 2011 года. – Это позволяет предположить, что сами полосы или процесс, который их вызывает, служат источником гидратации. В любом случае, обнаружение гидратированных солей означает, что вода играет важную роль в формировании этих полос».

Действительно, спектры, полученные CRISM с тех же мест поверхности Марса, когда интенсивность темных полос снижена, не показывают наличия там перхлоратов. В теплые же периоды, когда полосы отчетливо видны, спектр свидетельствует о наличии смеси гидратированных перхлоратов магния, натрия и хлората калия. Ранее перхлораты уже были обнаружены на Марсе спускаемым модулем Phoenix и марсоходом Curiosity, но не в гидратированной форме.

Тестостерон — гормон, которого в крови мужчин в разы больше, чем у женщин. Он во многом определяет маскулинность («мужественность») анатомии, внешности и поведения человека. Новое исследование в журнале Proceedings of the Royal Society Bподтверждает давнюю гипотезу: уровень тестостерона плода влияет на черты лица последнего. Высокая концентрация гормона делает их более маскулинными независимо от пола ребенка.

Несмотря на то, что уровень тестостерона в крови плода почти наверняка влияет на внешний вид последнего, никаких научных исследований по этому вопросу не проводили. Теперь это упущение исправлено. Ученые из Университета Западной Австралии собрали данные о концентрации тестостерона в пуповинной крови 97 мужчин и 86 женщин, родившихся 21-24 года назад. Для всех участников исследования создали трехмерные реконструкции их лиц (во взрослом состоянии). У этих реконструкций измерили расстояния между ключевыми точками лица. В зависимости от расстояния между определенными парами точек черты лица воспринимаются как более маскулинные (мужские) или более фемининные (женские). Например, широкие скулы и широкий нос более характерны для мужчин, чем для женщин.

Независимо от пола, человек с большей концентрацией тестостерона в пуповинной крови имел в возрасте немного за 20 более маскулинные черты лица. То есть наиболее «мужественными» в пределах одного пола были лица тех, в чьей пуповинной крови нашли больше всего тестостерона. При этом уровень этого гормона, измеренный у каждого мужчины-испытуемого во взрослом возрасте, никак не коррелировал с маскулинностью лица (измерения для женщин не проводили). Это можно объяснить тем, что у взрослого человека структура костей и мышц уже не может принципиально измениться из-за колебаний уровня того или иного гормона, особенно если эти колебания находятся в пределах нормы.

Особенности организма китов, позволяющие им долгое время находиться на больших глубинах, могут быть использованыдля создания синтетической крови, утверждают исследователи из Университета Райса в Хьюстоне.

Биохимики Джон Олсон (John Olson), Джордж Филипс (George Phillips), Лукиан Смит (Lucian Smith) и Премила Сэмюэль (Premila Samuel) сравнили структуру белка миоглобина у людей, свиней, китов (клюворылов, кашалотов и карликовых кашалотов) и длинномордых тюленей. Как показало исследование, у китов имеется самая стабильная версия миоглобина, у которой молекула белка не разворачивается. Такая стабильность позволяет мышечным клеткам глубоководных животных накапливать гораздо большее количество миоглобина, чем клеткам людей. Миоглобин служит для связывания молекул кислорода, необходимого мышцам для работы. Удерживая при помощи своего высокоэффективного миоглобина в 10-20 раза больше кислорода, киты могут значительное время находиться на глубине и задерживать дыхание.

Полученные данные Джон Олсон намерен использовать в работах по созданию синтетической крови, которые он ведет уже в течение двадцати лет. Обычно пациентам с потерей крови в результате травмы вливают цельную донорскую кровь, но ее часто не хватает, к тому же срок ее хранения ограничен. Искусственная кровь должна послужить ее заменой в экстренных случаях.

Исследование опубликованов Journal of Biological Chemistry.