Почему перелетные птицы возвращаются весной обратно?

Отключить рекламу на Конте

На этот вопрос можно корректно ответить по крайней мере с трех разных позиций. Эти ответы будут дополнять друг друга и потому в равной степени важны. Во-первых, каков механизм этого явления? Во-вторых, зачем птицы это делают — в чем значение (функция) этого поведения? И, наконец, как вообще произошло так, что птицы куда-то улетают, а потом возвращаются (то есть каково происхождение и эволюция этого явления)?

Ниже вкратце рассмотрим эти три аспекта.
Как?
Если содержать перелетных птиц в неволе, то в период обычных сезонных миграций они испытывают беспокойство. Такое состояние было названо миграционным. В это время, например, можно наблюдать нетипичную активность по ночам. А связано это с тем, что мелкие птицы летят в основном ночью. То есть они как бы пытаются реализовать свою тягу мигрировать даже в том случае, если им (в неволе) этого сделать не дают.

Более того, птицы стараются ориентироваться в ту сторону, куда они в норме должны лететь. Эта особенность широко используется при изучении ориентации птиц с помощью так называемых круглых клеток, или клеток Крамера, названных в честь немецкого орнитолога Густава Крамера (Gustav Kramer). В таких клетках (круглой формы) по периметру расположены жердочки, а одна жердочка находится в центре клетки. При прыжках птице удобнее прыгать с центральной жердочки на одну из периферийных. По тому, куда ориентирована (по сторонам света) наиболее часто посещаемая периферийная жердочка определяют, в какую сторону птица «хочет» мигрировать.

Итак, желание мигрировать на юг (осенью) или возвращаться домой (весной) проявляется у птиц даже тогда, когда им не дают это сделать. То есть миграционное состояние, по сути дела, явление инстинктивное. Запускается оно у наших птиц главным образом соотношением между темным и светлым временем суток (так называемым фотопериодом). Определенное значение этого параметра является своеобразным триггером миграций.
Это показано, в том числе, экспериментально.

Как птицы находят дорогу

При выборе направления птицы могут использовать несколько источников информации.

Важное значение для мигрирующих птиц имеет солнечный диск, по которому они определяют направление. Солнце постоянно меняет свое положение на небе в течение дня, поэтому использовать его для ориентации можно, лишь учитывая временную компенсацию. Иными словами, у птиц должны быть свои «внутренние часы». И, действительно, птицы обладают такой способностью. Интересно, что птицы могут ориентироваться по солнечному свету, даже и не видя самого солнца (например, в пасмурную погоду). Для этого они используют поляризованный свет, которые возникает при рассеивании и отражении света и всегда присутствует в атмосфере.

Еще один важный источник информации — звездное небо. В этом случае птицы ориентируются на определенные звезды и их созвездия.

Ориентация по солнцу и звездам не является врожденной. Хотя предпосылками к формированию таких навыков птенец обладает, разумеется, с рождения. Но для того, чтобы навык развился полностью, птица должна научиться. Как именно она это делает, пока мало понятно. Но участие других птиц здесь не требуется. А это значит, что у птиц должна быть еще одна система навигация, полностью врожденная. Ориентируясь на нее, они могли бы калибровать («настраивать») и другие системы ориентации. Эта врожденная система, являющаяся и наиболее древней, — магниторецепция. Используя магнитное поле Земли, птицы могут выбирать направления «к полюсу» и «к экватору» (имеются в виду магнитный полюс и экватор). В то же время, ориентация по магнитному полю — более грубая, чем по солнцу и звездам. Например, таким образом невозможно отличить направление «на юг» от направления «на север». Видимо, именно поэтому птицы и научились использовать также небесные ориентиры (солнце, звезды), что позволяет им ориентироваться более точно.

Наконец, следует сказать и об «обычных», наземных ориентирах. Конечно же, птицы используют и их, однако роль этого до конца не ясна. Не вызывает сомнения, что птицы могут использовать наземные ориентиры, когда попадают в знакомую им местность. Кроме того, наземные ориентиры могут играть роль при выборе конкретного миграционного пути. Например, давно известно, что многие околоводные птицы (утки, гуси) при перелетах придерживаются морских побережий или русел крупных рек.

Зачем?

Теперь посмотрим, зачем птицам надо возвращаться домой. В чем смысл (функция) этого? Как это помогает им выживать? Ведь чтобы сформировался инстинкт, о котором шла речь в предыдущем подразделе, он должен иметь какую-то ценность — иначе он бы просто не возник.

В жизни птиц можно выделить несколько периодов. Они повторяются каждый год, поэтому обычно говорят о годовом цикле. В типичном случае годовой цикл выглядит так: гнездование, линька, осенняя миграция, зимовка, весенняя миграция, снова гнездование и далее «по списку». Все названные периоды важны, но особое значение имеет гнездовой. В это время птицы выводят потомство, от них требуется масса дополнительных затрат — как времени, так и энергии. Поэтому успешно размножаются лишь те особи, которые делают это в благоприятных для них местах, к которым они лучше всего приспособлены.

Почему же наши птицы обычно не гнездятся, например, в тропиках? Здесь две главных причины. Во-первых, они недостаточно хорошо приспособлены к тамошним условиям. То есть они могут жить там, добывать себе пищу, даже петь, но на большее их не хватает. Трудно найти подходящее место для гнезда, трудно выкормить птенцов и т. п. А во-вторых, в тропиках масса местных оседлых видов, которые «переигрывают» мигрантов в конкурентной борьбе — как в прямой (например, за гнездовые убежища), так и в косвенной (за пищу).

Но бывает и так, что наши северные птицы и где-то далеко на юге находят подходящие для себя условиях и остаются там гнездиться. В некоторых случаях это может даже со временем привести к появлению новых форм. Хороший пример — утка-кряква (Anas platyrchynchus, рис. 1), обычная в средней полосе России, и в том числе в черте Москвы. А кроме этого, она гнездится по всей Северной Америке и Евразии, от тундр до субтропиков. Так что этот вид очень пластичен. Поэтому, быть может, и не удивительно, что некоторые популяции, попав в ходе миграций на тропические острова, остались там жить и стали оседлыми.


Обыкновенная кряква (слева самка, справа самец).

Сейчас такие формы считают даже отдельными (но близкими) видами. Это гавайская кряква Anas (platyrhynchus) wyvilliana и лайсанский чирок Anas (platyrhynchus) laysanensis, оба вида — с Гавайских островов (рис. 2).


Рис. 2. Гавайская кряква (слева) и лайсанский чирок. Самцы и самки у этих видов не различаются и напоминают самку обыкновенной кряквы.

Бывают и еще более интересные исключения. Одно из них — черный шелковистый свиристель (Phainopepla nitens, рис. 3), обитающий в Северной Америке. Эта птица умудряется гнездиться дважды в году. Весной она выводит птенцов в штате Калифорния. А к осени мигрирует в штат Колорадо. Здесь она гнездится еще раз. Такое гнездование в двух разных местах — уникальный случай у птиц. Так что, как это вообще характерно для зоологии, имеются лишь общие тенденции или правила с множеством разных исключений.


Рис 3. Черный шелковистый свиристель (Phainopepla nitens). Слева самец, справа самка.

Наконец, надо коротко рассказать, зачем птицы вообще улетают зимой в теплые края. Главнейшая причина — нехватка пищи. Поэтому в первую очередь улетают те виды птиц, которые питаются открыто живущими насекомыми. Зимой такую пищу, конечно же, не найти. Так что они мигрируют, можно сказать, вынужденно. Те же виды, которые могут найти себе корм и зимой, остаются в наших краях. Это, например, синицы, ловко выискивающие спящих насекомых в различных щелях и разнообразящие свой рацион семенами. Или большой пестрый дятел (Dendrocopos major), питающийся зимой семенами ели и сосны.

Почему?
Но почему птицы, которые гнездятся в северных широтах, а зимуют в тропических, делают именно так, а не иначе. Почему бы им, например, не гнездиться зимой в тропиках, а летом не отправляться отдыхать на север? Для ответа на это необходимо рассмотреть также эволюционный аспект. А именно — историю расселения видов.

Дело в том, что многие виды наших птиц имеют южное происхождение. Все они — выходцы из Африки или Южной Азии. В ходе своей эволюционной истории они постепенно расселялись из этих областей. Формировались новые популяции и виды, адаптирующиеся к новым, более северным, условиям. Столкнувшись в новых условиях с неблагоприятной обстановкой зимой, эти птицы вынуждены были мигрировать на юг. И путь этот пролегал в те районы, откуда эти виды изначально произошли. Своего рода историческая память. Поэтому существует известная аналогия, что путь миграции в общих чертах повторяет путь расселения вида. Конечно, не стоит точно связывать район зимовок и район, откуда началось расселение. Соответствие здесь есть, но оно примерное. Так, если вид зимует в тропической Азии, можно говорить о его азиатском происхождении, но вовсе не обязательно тропическом.

Районы зимовок могут оставаться консервативными, даже если это и не очень удобно. Такова, например, ситуация с овсянкой-дубровником (Emberiza aureola) — азиатским видом, недавно расселившимся в Европу, вплоть до Прибалтики. Конечно, европейским птицам короче было бы летать на зимовку в Африку, тем не менее они «по старинке» летают в юго-восточную Азию — как и птицы из Сибири и Дальнего Востока (рис. 4).


Рис. 4. Гнездовой (красный) и зимовочный (зеленый) ареалы овсянки-дубровника. Схема составлена по материалам сайта xeno-canto.org, фото А. С. Опаева

Дубровник лишь недавно стал гнездиться в Европе. Но большинство других видов, более давних выходцев из Азии, со временем поменяли места зимовок. Европейские популяции стали проводить зиму в Африке — что, очевидно, и ближе, и удобнее.

Таким образом, история вида также важна для понимания того, как он ведет себя сейчас. Но ни один из трех аспектов (механизм, функция, эволюция), взятый в отдельности, не может ответить на поставленный вопрос. И лишь в совокупности они рисуют цельную картину того, зачем и почему птицы возвращаются весной назад.

Алексей Опаев
источникиhttps://elementy.ru/email/5021...

Всё человечество говорит на одном языке.

Международная группа лингвистов и кибернетиков из США, Аргентины, Германии, Нидерландов и Швейцарии установила, что человечество говорит на одном языке, передает издание The Telegraph.

Международная группа ученых лингвистов в которую вошли представители США, Германии, Аргентины, Швейцарии и Нидерландов провела обширное исследование и пришла к сенсационному выводу — все люди говорят на одном языке!

Сообщается, что ученые при помощи специальных компьютерных программ проанализировали по 40-100 базовых слов в 3700 языках. Это примерно 62 процента всех существующих в мире языков. В результате удалось обнаружить закономерности, которые ранее лингвисты не замечали. Исследователи пришли к сенсационному выводу о том, что человечество говорит на одном языке.
До последнего времени считалось, что звучание слов зависит от их этимологии и особенностей произношения у различных народов, то есть связь эта произвольна. Однако новое компьютерное исследование показало, что у всех языков в мире есть скрытые общие корни. Для базовых слов люди, независимо от их происхождения и места проживания, выбирают одни и те же звуки.
Это свойство универсально для всего человечества, следовательно, связь между звучанием слова и его значением вовсе не является случайной, как считалось ранее. Правда, исследователи пока не смогли объяснить, почему люди используют одни и те же звуки для описания своих базовых слов.
"Мы предполагаем, что это свойство помогает детям выучить главные слова в начале жизни, - говорит соавтор исследования доктор Мортен Кристиансен. - Возможно, эти звуки помогают детям овладеть языком. Может быть, свою роль играют особенности человеческого разума или мозга, наши способы взаимодействия. Этот вопрос станет ключевым в будущих исследованиях".

http://wwintspace.net/n-930.ht...

Это свойство универсально для всего человечества, а значит, связь между звучанием слова и его значением вовсе не случайна, как считалось ранее. Люди используют одни и те же звуки для произношения своих базовых слов.

Почему так происходит и в чем причина — ученые пока не знают и выдвигают свои предположения о том, что это свойство помогает детям выучить главные слова в начале жизни — эти звуки помогают детям овладеть языком. Может так проявляются особенности человеческого разума и способы взаимодействия людей друг с другом.

Так может легенда о «Вавилонской башне» ставшей причиной того, что люди перестали говорить на одном языке, не такая уж и легенда. Может некие высшие силы действительно внесли изменения в сознание (мозг) людей, которые привели к потере возможности общаться на одном языке, но в людях остались указания на некогда существовавший единый язык общения и как раз его и обнаружили ученые.

Во-первых, современная лингвистическая теория однозначно устанавливает, что праязык был одним, единственным. Он начал расходиться где-то 40-30 тысяч лет до нашей эры. Во-вторых, как говорят весомые источники, в течение нескольких тысяч лет славяно-русский язык был одним, единым для всех европеоидных народов. И он начал расходиться на диалекты только в конце второго тысячелетия до нашей эры. Можете ли вы догадаться, какой язык был праязыком? Я думаю, да. Какие здесь греки? Какие римляне? Какие германцы? Они только должны были ещё родиться – наши с вами просветители в кавычках! Кроме того, современный русский язык является максимально сложным из всех возможных языковых организмов.

Оболганный холестерин

Это моя вторая статья на медицинскую тему.

На сей раз хочу реабилитировать в массовом сознании явно незаслуженно оболганный холестерин, который стараниями многих малосведущих людей давно уже является синонимом чего-то страшного и жутко вредного для человечества в целом.
Я постараюсь не углубляться излишне в научную терминологию, чтобы мой читатель не заскучал и не потерял нить повествования. Хотя, если честно признаться, объяснить доступным языком многогранную медицинскую информацию весьма и весьма непросто.
Очень сложно описать простыми словами сложные материи, и очень просто сложными словами описать вещи простые по сути. Такая вот тавтология…
Давайте сразу обозначу свои основные тезисы данной статьи:
Тезис первый. Холестерин жизненно необходим нашему организму и польза его огромна.
Тезис второй. От недостатка холестерина вы умрете быстрее, нежели от его избытка.
Тезис третий. Холестерин не имеет ровным счетом никакого прямого отношения к развитию атеросклероза.
Озадачены и обескуражены? Понимаю…
В наши дни простому обывателю настолько накрепко вдолбили в мозг противоположное мнение о холестерине, что когда он читает подобные тезисы, реабилитирующие холестерин, то поневоле может впасть в ступор.
Итак, давайте сначала разберемся, а с чего же началась демонизация холестерина?
Началось сие гнусное действо более века тому назад – примерно в конце XIX века и начале XX века, когда в Европе и США более-менее стала налаживаться жизнь. Большие войны на европейском континенте давно уже завершились вместе с эпохой наполеоновских войн, а развитие науки (медицины в частности), успешная борьба с инфекционными болезными (чумой, оспой, холерой и т.п.), улучшение рациона питания, бурный рост экономик и появление среднего класса обусловили рост продолжительности жизни населения.
На этом фоне неожиданно резко вырос процент смертей от сердечно-сосудистых заболеваний.
Нельзя сказать, что стенокардия («грудная жаба»), инфаркт миокарда («разрыв сердца») и инсульт («апоплексический удар») были в новинку для врачей той эпохи. Эти недуги были известны еще с глубокой древности, однако смертность от них была мизерной – потому что большинство людей погибало вследствие инфекций, плохого питания и бесконечных военных действий.
Наряду с подагрой («царской болезнью») инфаркты и инсульты были скорее уделом избранных – тех, кто мог быть причислен к элите общества. Однако промышленная революция во многом уравняла шансы аристократов и среднего класса.
Когда врачи той эпохи стали разбираться в причинах возникновения инфарктов и инсультов, они очень быстро выяснили, что всему виной нарушение кровоснабжения вследствие закупорки артерий.
То есть схема развития этих недугов была простой – кровь перестаёт поступать в определенный участок сердца или головного мозга, вследствие чего происходит омертвение (некроз) тканей. А дальше уж как кому повезет.
В случае с сердцем (если пораженный участок сердечной мышцы достаточно обширный) может произойти разрушение стенки сердца с гарантированным летальным исходом. Отсюда и пошло понятие «разрыв сердца».
С головным мозгом ситуация аналогичная – в зависимости от того, кровоснабжение какого участка было нарушено, происходит омертвение той или иной структуры головного мозга. Тут тоже как кому повезет – может случиться микроинсульт (человек не теряет работоспособности и быстро пойдет на поправку), а может либо случиться паралич той или иной тяжести, либо вплоть до летального исхода.
Врачи, понятное дело, вооружившись микроскопами и прочими приборами, стали разбираться в причинах закупорки артерий. И они очень быстро обнаружили, что в подавляющем большинстве случаев просвет артерий забит непонятной субстанцией белого цвета в виде бляшек. Химический анализ этих бляшек позволил определить, что они состоят из вещества под названием холестерин.
Вот тут, понятное дело, исследователи громко крикнули «Эврика!» и объявили, что найден виновник.
Логику врачей той эпохи понять можно. Они ведь считали, что у каждой болезни всегда есть конкретный возбудитель, то есть дело всегда оставалось за малым – найти этого возбудителя, и тогда половина успеха в лечении гарантирована.
Так и вышло сто лет назад - не разобравшись толком с причинами возникновения нарушений кровоснабжения в головном мозге и сердце, исследователи поспешили объявить холестерин первопричиной подобных недугов.
К примеру, еще в 1912 году русский академик Аничков произнес свою знаменитую фразу: «Без холестерина нет атеросклероза!». Он проводил свои эксперименты на кроликах, которых насильно кормил жирной пищей и они все скончались от атеросклероза.
На этом если бы медики продолжили углубленные исследования в этой области, то, вероятнее всего, очень быстро обнаружили бы, что рано они приписали холестерину вредные свойства.
Однако в 1914 году в Европе разразилась Первая мировая война, уровень жизни (как и ее продолжительность) опять резко упали, затем в период между двумя мировыми войнами что в Европе, что в США, было, как говорится, не до жиру из-за экономических кризисов.
Эти кризисы бушевали по всей планете, а про СССР, который только вставал на ноги, и говорить не приходится. И только после Второй мировой войны уровень и продолжительность жизни стали неуклонно расти - особенно в США и Западной Европе.
Но это благоденствие в очередной раз обернулось небывалым ростом сердечно-сосудистых заболеваний. Опять инфаркты и инсульты стали портить медицинскую статистику.
Врачи тут же вспомнили о результатах исследований полувековой давности, но на сей раз к делу подключился бизнес и разного рода гуру от ЗОЖ (здорового образа жизни).
В общем, обывателю быстро внушили, что всему виной архивредный холестерин, и что если поддерживать уровень холестерина в крови на низком уровне, то это гарантированно поможет избежать инфаркта и инсульта, а также прочих побочных действий холестерина.
Так на полках магазинов появились бутылки растительного масла с крупной рекламной надписью «Без холестерина!» (хотя откуда же взяться там холестерину, если он присутствует исключительно в продуктах животного происхождения?), а диетологи стали придумывать и продавать разнокалиберные диеты с пониженным содержанием холестерина. Жульничество, да и только!
Тем не менее, исследования в этой области продолжались, и ученые с удивлением обнаружили, что не всё так однозначно.
Неожиданно выяснилось, что есть масса людей с повышенным уровнем холестерина в крови, однако почему-то кровеносные сосуды у них здоровее некуда и никакой закупорки у них не наблюдается. И в то же время обнаруживались пациенты, у которых в крови был весьма низкий уровень холестерина, но они страдали от атеросклероза и его последствий.
Стало понятно, что тут что-то не так, поэтому исследования продолжились, и ученые со временем выяснили, что поскольку холестерин в чистом виде нерастворим в крови, он транспортируется в связке с особыми белками. Сложный комплекс холестерина и белков назвали липопротеинами.
Оказалось, что эти самые липопротеины бывают двух типов – низкой (ЛПНП) и высокой (ЛПВП) плотности. Причем бляшки, которые закупоривают артерии, состоят из липопротеинов низкой плотности. За это открытие еще в 1985 году американские ученые получили Нобелевскую премию!
Поэтому ученые сразу окрестили ЛПНП «плохим» холестерином. Мол, вот из-за него все беды!
То есть, сказали ученые, если хотите избежать инфарктов и инсультов, то следует снижать уровень «плохого» и поднимать уровень «хорошего» холестерина (который занимается удалением холестерина из артерий, транспортируя его в печень, где происходит его разрушение).
Вроде бы ученые могли вздохнуть спокойно («Ну наконец-то! Разобрались что к чему!!!»), однако дальнейшие исследования опять загнали ситуацию в тупик.
Оказалось, что есть масса людей, у которых уровень «плохого» холестерина прямо-таки зашкаливал, но в их сосудах не было даже намека на образование бляшек. И нашлась не менее впечатляющая масса тех, у кого при очень низком уровне «плохого» холестерина состояние сосудов было весьма удручающим.
Уже в середине 90-ых стало понятно, что ученые в этом вопросе сильно заблуждались, перепутав причину и следствие. Дело, как выяснилось, не в холестерине, а в состоянии самих кровеносных сосудов!
Проще говоря, холестериновые бляшки не образуются просто так. Это - всего лишь защитная реакция организма.
Но об этом чуть позже.
Помните про три тезиса, озвученные мной в начале статьи? Сейчас я вам их разъясню.
Итак, про первый тезис о том, что холестерин жизненно необходим и польза его огромная.
Дело в том, что в наших организмах нет ненужных веществ (как нет и лишних органов)! Всё на пользу, и особенно это касается холестерина. Холестерин нужен организму как сам по себе, так и в качестве незаменимого сырья для производства ряда важнейших для жизнедеятельности веществ.
Во-первых, наш головной и спинной мозг не могут функционировать без холестерина. Он нужен как для строительства нервных клеток, но также для поддержания их структурной целостности.
Также из холестерина сформированы миелиновые оболочки, покрывающие клетки и нервные волокна. Функция этих миелиновых оболочек сходна с предназначением изоляции проводов.

Если происходит разрушение этой миелиновой оболочки (демиелинизация), то это приводит своеобразному «пробою изоляции» и потере нервных импульсов, что в свою очередь является толчком к развитию ряда тяжелых заболеваний (к примеру - рассеянного склероза).

Во-вторых, из холестерина состоят жёлчные кислоты, синтезируемые в печени. А без желчи невозможно нормальное пищеварение!
В-третьих, холестерин также участвует в борьбе с инфекциями. Причем тут как раз важную роль играет тот самый «плохой» холестерин (низкой плотности) - он стимулирует нашу иммунную систему, чтобы началась выработка ряда антител.
Но и это еще не всё!
В-четвертых, посмотрите на структурную формулу холестерина:

А теперь сравните ее со структурными формулами тестостерона (мужского полового гормона) и эстрогена (женского полового гормона):

Также вот вам для сравнения структурные формулы витаминов D2 и D3:

А вот вам еще ряд структурных формул ряда гормонов:

Обратили внимание на удивительную схожесть этих веществ?
Никаких мыслей у вас не возникает?!
Да-да, мои читатели, все эти гормоны (витамин D2 и D3 тоже являются гормонами, как ни странно) являются производными холестерина!
Помните про мой тезис номер два?
Если в организме будет недостаток холестерина, то нарушится выработка жизненно важных гормонов, вследствие чего вам придется весьма несладко!
К тому же является доказанным тот факт, что низкий уровень холестерина провоцирует образование злокачественных опухолей (рака).
А вот избыток холестерина не так опасен – потому что наш обмен веществ таков, что организм около 80% необходимого ему холестерина синтезирует сам в печени из жирных кислот, и только 20% получает из еды.
То есть, если вы съели много холестеринсодержащей пищи, то ваш организм будет использовать именно этот холестерин, а собственное производство кратно уменьшит.
И наоборот – если с пищей холестерина поступает мало, то ваш организм попросту увеличит его производство. То есть уровень холестерина в крови всегда будет достаточным для организма, чтобы синтез гормонов не прерывался.
Теперь о самом главном третьем тезисе.
Холестерин вообще не имеет какого-либо отношения к развитию атеросклероза!
Понимаю, что вот тут у многих может случиться полный слом стереотипа. Ведь многие из нас свято уверены в том, что именно холестерин есть первоисточник всех бед с сердечно-сосудистой системой.
Придется мне немного поднапрячься и прояснить кое-какие моменты.
Если помните, я выше по тексту говорил о том, что ученые (сознательно или нет) перепутали причину и следствие?
Так вот, уже лет двадцать минимум ученые знают, что образование холестериновых бляшек есть следствие, а не причина сердечно-сосудистых заболеваний. Знают, но переубедить обывателя уже очень трудно – потому что на демонизации холестерина бизнес и прочие проходимцы от ЗОЖ делают очень большие деньги!
Скажу больше – с точки зрения нашего организма образование этих бляшек скорее благо, чем зло. Но, как у палки есть два конца, так и у процесса образования холестериновых бляшек есть положительная и отрицательная сторона.
Впрочем, обо всем по порядку.
Для начала небольшой ликбез по строению кровеносных сосудов (артерий и вен).
Вот вам наглядная картинка:

Как видите, все кровеносные сосуды представляют собой трубчатые конструкции, имеющие многослойную структуру. Но нас в контексте статьи интересует внутренняя поверхность сосудов.
Изнутри сосуды выстланы специальными клетками – эндотелием. Клетки эндотелия плоские и расположены в один слой, и к тому же постоянно обновляются.

Также благодаря эндотелию внутренняя поверхность сосудов сродни тефлоновому покрытию – то есть к ней ничего не может прилипнуть и кровь по нашим артериям и венам течет плавно без завихрений (ламинарное течение). Запомните этот факт!

Поехали далее.
В здоровом организме погибшие клетки эндотелия быстро замещаются новыми. Это вполне физиологичный процесс – любая клетка в нашем организме рождается, живет и умирает. Процесс обновления не прерывается ни на секунду.
А теперь представим себе ситуацию, когда на клетки эндотелия оказывается какое-либо внешнее воздействие, ускоряющее их гибель. Если это негативное воздействие длится достаточно продолжительный промежуток времени (речь тут идет о месяцах и годах), то рано или поздно скорость обновления клеточного слоя упадет до критических величин – то есть внутренняя поверхность кровеносных сосудов начнет оголяться.
Вот на этом процессе я и акцентирую внимание своих читателей.
Полагаю, что всем известен тот факт, что печень занимается очисткой крови от разного рода вредных веществ. То есть после употребления порции водки содержащийся в ней этиловый спирт в конечном итоге подвергается разрушению в печени.
Однако дело в том, что сначала любое токсичные вещества, попавшие в наш организм (с пищей, воздухом, через кожу и слизистые) первым делом попадают в кровь!
И первыми на себя удар принимают наши кровеносные сосуды, а если быть точным – клетки эндотелия. Согласитесь, что наша печень не способна мгновенно разрушить яды, попавшие в организм. Это довольно растянутый во времени процесс.
И всё это время ядовитые вещества циркулируют в крови, напрямую воздействуя на клетки эндотелия! В результате резко ускоряется процесс гибели этих клеток, и организму приходится эквивалентно ускорять процесс замещения погибших клеток новыми.
А теперь представьте, что человек годами медленно травит свой организм (алкоголь, курение, «излишества всякие нехорошие»). Что получается в итоге?
В конечном итоге наступает момент, когда процесс обновления эндотелия будет существенно замедлен и начнет обнажаться подложка (субэндотелиальный слой) кровеносного сосуда.
Помните мою фразу про то, что в здоровых кровеносных сосудах внутренняя поверхность похода на тефлоновое покрытие?
Это утверждение справедливо при одном условии - если эндотелий не поврежден!
А если обнажается стенка сосуда, то это ЧП для организма – потому что в таком случае нужно принимать срочные меры.
Дело в том, что обнажившийся эндотелиальный слой весьма «липкий» и первым делом к нему начинают прилипать клетки крови, образуя тромб. Чем больше площадь обнажившейся поверхности – тем крупнее будет тромб (со всеми вытекающими отсюда нехорошими последствиями).
Подобная перспектива организм равно не радует, поэтому миллионы лет назад природой был разработан весьма изящный механизм защиты от тромбообразования.
Суть этого механизма заключается в том, что оголенные участки поверхности кровеносных сосудов быстро «шпаклюются» холестерином!
Из двух зол наш организм выбирает меньшее – «заплатка» из холестерина для него явно предпочтительнее, чем тромб.
Почему наши организмы выбрали именно холестерин как своеобразную «шпаклевку»?
Ответ очевиден – холестерин быстро и очень крепко прилипает к субэндотелиальному слою (гораздо быстрее, чем тромбоциты и фибрин, образующие тромб), он всегда есть в крови в достаточном количестве, и в случае восстановления целостности эндотелия холестериновая бляшка быстро рассасывается.
То есть, как ни крути, образование холестериновых бляшек на самом деле приносит больше пользы – потому что, как я уже сказал, лучше иметь плотно прикрепленную к стенке сосуда холестериновую бляшку, чем рыхлый тромб, который имеет тенденцию отрываться от стенки и гулять по кровеносной системе.
Поехали далее.
Если организм длительное время подвергается действию токсичных веществ, в первую очередь страдают именно кровеносные сосуды.
Во-первых, чем дольше длится воздействие, тем обширнее площадь повреждения внутренних стенок сосудов и тем активнее процесс образования холестериновых бляшек.
Во-вторых, хроническое разрушение эндотелия приводит к патологическим изменениям в соединительнотканной «подложке» - начинается процесс отложения кальция (кальцинация или обызвествление), сосуды теряют свою эластичность и развивается болезнь под названием атеросклероз.

В-третьих, в запущенных случаях из-за невозможности восстановления эндотелия холестериновые бляшки начинают увеличиваться в размерах и со временем практически полностью перекрывают просвет сосуда. Вкупе с повышенным тромбообразованием это приводит к хронической недостаточности кровообращения в том или ином органе.

А теперь представьте себе такую картину – вот имеется в мозгу более-менее крупная артерия с истонченный и хрупкой стенкой, а также практически нулевым просветом вследствие атеросклероза. И вот в один «прекрасный» момент вследствие скачка артериального давления стенка артерии лопается или ее просвет мгновенно перекрывается тромбом (зачастую небольшого размера).

Это быстро приводит к прекращению поступления крови в определенный участок мозга – и, как следствие, очень быстрой гибели нервных клеток.
Это и называется – инсульт (бывает ишемический и геморрагический). Гибель той или иной структуры мозга приводит к печальным последствиям для человека (вплоть до летального исхода).

Инфаркт миокарда развивается по схожему сценарию. Сердце является мышцой, и эта мышца (миокард) получает питание от т.н. коронарных артерий, которые также могут быть подвержены атеросклерозу.

Нарушение тока крови в какой-либо из ветвей коронарных артерий приводит к быстрому некрозу (омертвению) участка сердечной мышцы. В зависимости от того, какой конкретно участок миокарда пострадал, последствия могут быть разными.
В более-менее благоприятном случае на месте погибшей мышечной ткани образуется рубцовая ткань («Инфаркт микарда – вот такой рубец!» (с) Дед Митя), в худшем случае происходит быстрое разрушение стенки сердца с летальным исходом (отсюда и пошло понятие «разрыв сердца»).

Теперь позвольте мне резюмировать всё вышеизложенное.
Холестерин всего лишь «шпаклевка», используемая нашим организмом для срочного латания оголившейся стенки кровеносного сосуда.
Если кровеносные сосуды здоровые, то даже повышенный в разы уровень холестерина не может привести к развитию атеросклероза!
И наоборот – при нарушении целостности эндотелия даже предельно низкий уровень холестерина в крови не будет являться преградой для развития атеросклеротических явлений.
Тут опять же напрашивается аналогия с тефлоном. Если тефлоновое покрытие сковородки не повреждено, то пища пригорать не будет по определению!
Согласитесь, что если у вас стала пригорать яичница при готовке в тефлоновой сковороде, то вы не будете искать причину в куриных яйцах («Да гранаты у него не той системы!» (с) Подпоручик из известного фильма). Причинно-следственные связи надо улавливать!
Отсюда напрашивается просто вопрос – если простая житейская логика подсказывает, что причину пригорания всегда надо искать в износе тефлонового покрытия, то почему в аналогичной ситуации с атеросклерозом всю вину до сих пор возлагают на холестерин?!
На мой взгляд, либо это кому-то выгодно, либо имеет место быть массовое заблуждение (либо и то и другое вместе взятое).
Холестерин крайне важен для нашего организма, потому что он является жизненно необходимым веществом. Без холестерина вообще невозможна нормальная жизнедеятельность.
Следить за уровнем холестерина в крови дело заведомо бесперспективное – потому что образование холестериновых бляшек не причина, а следствие!
Первопричиной атеросклероза является плохое состояние кровеносных сосудов – когда нарушается целостность внутренней поверхности артерий и вен, вследствие чего организму приходится принимать срочные меры для недопущения тромбообразования.
И вот тут я плавно подхожу к главной идее своей статьи.
Когда я встречаю чудо-советы разного рода самозванцев-гуру от диетологии, ЗОЖ и ПП по поводу холестерина (как снизить уровень холестерина в крови, в каких продуктах сколько холестерина и т.п.), я зачастую поражаюсь как общему невежеству этих самовлюбленных «учителей», так и глубине их непонимания человеческой физиологии.
Они до сих пор находятся в плену заблуждений полувековой давности, и пытаются внедрить в разум своих читателей свои ошибочные постулаты - древние как экскременты мамонта.
Я хочу, чтобы мои читатели поняли главную мысль – холестериновые бляшки не образуются в здоровых сосудах!
Так что не мучайте себя и не пытайтесь искусственно понизить уровень холестерина у себя в крови. Если у вас плохие сосуды, то даже при практически нулевом уровне холестерина он будет откладываться на стенках ваших кровеносных сосудов.
К тому же, как я уже сказал выше по тексту, без холестерина невозможен синтез ряда гормонов и прочих жизненно важных веществ!
Отсюда плавно выходим к теме здоровья сосудов.
Если вы поняли мою главную мысль, то она звучит так – наши кровеносные сосуды (как и организм в целом) вещь очень живучая и прочная, но если их годами подвергать воздействию токсинов, то рано или поздно организму придется столкнуться с тем, что потребуется срочно восстанавливать целостность внутренней стенки сосудов при помощи «шпаклевки» из холестерина.
Следовательно, просто не надо доводить состояние сосудов до крайней степени разрушения их внутренней поверхности!
Как этого достичь? Да очень просто – просто перестаньте травить свой организм всякой гадостью!
Запомните – все токсичные вещества первым делом попадают в кровь и мгновенно начинают воздействовать на эндотелий. В первую очередь это относится к крепкому алкоголю и табаку.
Дело в том, что этиловый спирт и никотин являются ядом для любого живого организма.
Причем, что касается этанола, его токсическое действие обусловлено тем, что его концентрация в крепких спиртных напитках в десятки раз превышает природные нормативы.
Понимаете ли, при естественном брожении концентрация спирта довольно низка. В кефире, к примеру, она составляет 0,05-0,2%, в квасе – 0,1-0,5%, пиве – 3,5-4,7%, в сухом вине – 9-13%. Это максимально возможные концентрации, заложенные природой.
Зато в водке, как мы все знаем, уже 40%, и это не предел! Изобретение метода перегонки позволило человечеству получать практически 100-процентный спирт и, как следствие, употребление более крепких спиртных напитков означает более серьезное воздействие на организм, и, в первую очередь – на кровеносные сосуды.
Мне могут задать вопрос – получается, что мы можем употреблять богатую холестерином пищу и ничем нам это не грозит?!
И да и нет! Парадокс? Нет! Объясняю.
Если вы ведете активный образ жизни и при этом не травите свой организм алкоголем и табаком (а также прочими ядами), то употребление как бы «вредных» продуктов (сало, жирное мясо, яичный желток и т.п.) никак не может привести к развитию атеросклероза.
Надо понимать две вещи - на состояние сосудов оказывает влияние образ жизни человека и его пищевые пристрастия.
Гиподинамия (когда человек мало двигается) вкупе с неправильным питанием тоже пагубно влияет на состояние сосудов.
По поводу питания скажу так – одним из семи смертных грехов является чревоугодие.
Мы едим для того, чтобы жить (качественно жить!), а не живем для того, чтобы есть!
Хотите избежать атеросклероза – больше двигайтесь и рационально питайтесь.
Как видите, формула проста.
И поменьше слушайте всяческих гуру-самозванцев от ЗОЖ и ПП, которые откровенно дурят народ! Они сами плохо разбираются в предмете, но напыщенно делают вид, будто их слова есть истина в последней инстанции.
Особенно прискорбно, когда одурманенные люди в погоне за здоровьем губят не только свое здоровье, но и здоровье своих детей.
Я еще могу понять логику вегетарианцев (хотя и не поддерживаю их явно ошибочные взгляды как врач), но мой разум отказывается понимать логику веганов, которые пропагандируют отказ от любой пищи животного происхождения!
Причем одним из основных постулатов веганства является якобы доказанный факт вреда холестерина (который, как известно, содержится исключительно в продуктах животного происхождения). Именно по этой причине веганы отказываются употреблять молочные продукты и яйца (производство молока и яиц ведь никак не сопряжено с убийством животных, не так ли?).
И ладно если речь идет о взрослых людях (каждый волен сходить с ума по-своему, поскольку человек сам хозяин своему телу), но когда родители-веганы проводят свои эксперименты на детях – это уже аморально и преступно! За такое надо лишать родительских прав.

Понимаете ли, если организм сталкивается с последствиями веганства во взрослом возрасте, то он приспосабливается (в известных пределах) и как-то выкручивается. Надо понимать, что мобилизационные возможности нашего организма огромны – но в любом случае не беспредельны!

Другое дело, если растущий организм ребенка лишается пищи животного происхождения! Это гарантированно приведет к необратимым нарушениям как физического, так и психического здоровья.
Наши организмы нуждаются в поступлении целого ряда крайне важных веществ, которые содержатся исключительно в продуктах животного происхождения. Если мы лишаем детский организм этих веществ, это очень быстро аукнется.
После этих моих слов, понятное дело, на меня яростно накинутся адепты веганства-фрукторианства-сыроедения и предадут анафеме за то, что я нагло топчу их идеалы и покушаюсь на самое святое для них. Впрочем, еще раз повторюсь – каждый волен сходить с ума по-своему, но это не дает права родителям решать на основании явно ложных учений, что полезно ребенку, а что нет.
Прошу понять, что я никогда не ставлю себе цель что-то кому-то доказывать – я всего лишь доношу до людей аргументированную информацию научного свойства, а дальше дело каждого в меру своего интеллекта сделать (или не сделать) должные для себя выводы из прочитанного.
Вступать в бесплодные диспуты с приверженцами секты вегетариано-вегано-фрукториано-сыроедства я не намерен. Все равно эта братия останется при своем мнении, это крайне упертая в своем мировоззрении категория людей.
Скажу так - имеющий уши да услышит, имеющий мозги да поймет!
На этом разрешите откланяться.
Надеюсь, что моя статья многим откроет глаза на незаслуженно оболганный холестерин.
И берегите свое здоровье!

Змеиные яды: как они работают и можно ли спастись

Разное
Другое

Змеиные яды — бесспорные шедевры эволюции. Убийственные краски нейротоксинов, яркие тона гемолитических белков… эти коктейли совершенствовались многие миллионы лет и стали настоящими произведениями химического искусства, способного сразить зазевавшегося ценителя наповал.

Нам кажется, кто сильнее — тот и главный. Хищники оттачивают реакцию, отращивают острые зубы, тренируют мощные челюсти; травоядные противопоставляют им могучую массу и быстрые ноги. Но яд — это огнестрельное оружие природы, «великий уравнитель». С его появлением слабый может одолеть сильного, медленный догонит быстрого. Недаром до применения токсинов независимо друг от друга «додумались» совершенно разные животные, от медуз до млекопитающих (ядовиты, например, некоторые землеройки), от пауков и насекомых до, конечно же, змей.
Ядовитые животные есть в каждом классе животных (за исключением птиц), но каждый из них двигался к этому своим путем. У медуз появились специализированные стрекательные клетки, содержащие сложную органеллу книдоциль с острым шипом. У пчел и ос под производство яда приспособлены придаточные железы половой системы. Змеиный яд — это слюна, густой водный раствор, содержащий сложную и смертоносную смесь токсичных белков. Он столь безупречен, что уже включает некоторое количество протеолитических ферментов, которые размягчают ткани и начинают переваривать жертву: она все равно никуда не денется.

Черная мамба.ЛД50: 0,3 мг/кг (при подкожном введении) Обитающая в Африке Dend-roaspis polylepis — одна из самых пугающих и опасных ядовитых змей мира. Ярко выраженное территориальное поведение делает ее весьма агрессивной к любым нарушителям границ, и если быстро не использовать противоядие, вероятность гибели от укуса составит 100%.

                              Общий ядовитый предок
До появления методов анализа и сравнения ДНК биологам приходилось опираться на не слишком надежную почву сравнительной анатомии, эмбриологии и смежных дисциплин. Такой традиционный подход говорил, что общий предок всех ядовитых змей мог жить около 100 млн лет назад, когда они уже давно разошлись со своими чешуйчатыми родственниками-ящерицами. В самом деле, ядовитые ящерицы — исключительная редкость, тогда как яд имеется как минимум у четверти видов змей. Тяжелые последствия укусов многих ящериц связывали с бактериями, в том числе и с многочисленными патогенами, которые обитают в их ротовой полости.
Однако не так давно в экспериментах с клеточными культурами обнаружилось, что слюна многих ящериц обладает настоящей токсичностью и способна подавлять свертывание крови, вызывать паралич и прочие неприятные эффекты. Отдельные белковые компоненты змеиного яда найдены у 1500 видов ящериц, включая знаменитых комодских «драконов». Добавив к этому данные химического и ДНК-анализа, ученые выдвинули гипотезу о куда более древнем эволюционном происхождении ядов, относя этот знаменательный момент к общему предку змей, игуан и некоторых других ящериц, который жил около 170 млн лет назад и совершил особые перестройки своего генома.

Жестокая змея.ЛД50: 0,025 мг/кг (при подкожном введении) Oxyuranus microlepidotus — житель Центральной Австралии — использует самый опасный для человека яд, который включает токсины, действующие на нервную систему и мышцы, печень, почки и сосуды. К примеру, тайкатоксин блокирует перемещение ионов кальция в клетки сердечной мышцы, останавливая их работу.

Гены, кодирующие важные для работы различных клеток и тканей белки, дуплицировались и начали действовать в слюнных железах. Такие дупликации в природе не редкость — например, коротконогость биглей, такс и родственных им пород собак стала результатом удвоения гена сигнального фактора FGF4, участвующего в регуляции роста конечностей. Однако у «ядовитого предка» случайные мутации и отбор изменили функции исходной молекулы — и белок, мирно служивший каким-нибудь регулятором свертывания крови, мог превратиться в убойный токсин, вызывающий ее неконтролируемую коагуляцию. Например, фосфолипаза А2, небольшой и в целом безобидный фермент, участвующий в переваривании липидов, превратился в настоящего киллера, который без разбора уничтожает живые клетки, растворяя их мембраны. И таких киллеров в змеином яде могут быть десятки: на белки приходится до 90% его сухой массы и практически 100% смертельных эффектов.

Очковая кобра.ЛД50: 0,57 мг/кг (при подкожном введении) Яд содержит нейротоксические и кардиотоксические компоненты, вызывая паралич и гибель от асфиксии или сердечного приступа. Кобра Naja naja входит в знаменитую «большую четверку» ядовитых змей Азии, которую возглавляет гадюка Расселла, та самая «пестрая лента» из рассказа о Шерлоке Холмсе.

                                                Убойные рецепты
Змеиные яды — самые сложные из всех природных ядов, и сравнивать их с химическим оружием значило бы недооценивать их совершенство. Хлор или иприт — простые молекулы, работающие грубо и беспорядочно; токсины кобры или черной мамбы действуют с убийственной точностью и эффективностью. Каждый из них по отдельности — и общий рецепт их смеси — отточены миллионами лет эволюции и атакуют совершенно определенные мишени в организме жертвы. Ключевыми из них можно назвать клетки крови, нервной и сердечно-сосудистой системы.
Дендротоксин 1, входящий в состав яда мамб, способен блокировать большую группу потенциал-чувствительных калиевых каналов, нарушая передачу нервных импульсов по нейронам. Разнообразные α-нейротоксины, имеющиеся у кобр и многих других змей, связываются с рецепторами ацетилхолина, полностью блокируя работу синапсов — прежде всего тех, что передают команду от нервных клеток к мышечным, — что заканчивается параличом и смертью от асфиксии. Фасцикулины в яде гремучников дезактивируют ацетилхолинэстеразу, которая удаляет лишний нейротрансмиттер из синаптического пространства — и избыток его вызывает неконтролируемые спазмы и судороги.
Это лишь малая толика токсинов змеиных ядов и их мишеней: другие могут вызывать поражение почек и паралич сердечной мышцы, разрушение выстилающего сосуды эндотелия и массовый некроз тканей. Гадюки и многие кобры превратили в убийц обыкновенные факторы свертывания крови. Из целого каскада скоординированно действующих белков, который запускает механизм образования тромба в случае травмы, тот или иной может «переходить на темную сторону» и вызывать всеобщее тромбообразование прямо в сосудах. Зрелище это ужасное: тело жертвы больше не заполнено густой кровью, почти вся она превращается в свернувшиеся сгустки и водянистую плазму, которая из-за повышения давления заставляет тело раздуваться, как воздушный шар, и сочится буквально изо всех отверстий — включая крошечные следы, оставленные ядовитыми зубами.

Болевые точки.Многие токсины змеиного яда ювелирно воздействуют на отдельные белки нервно-мышечных синапсов и их нейромедиатор — ацетилхолин. Они могут приводить либо к гипертрофированному и неконтролируемому возбуждению, либо к глубокому угнетению работы этих соединений.

                                      Средства доставки
Яд общего предка змей и некоторых ящериц, которых иногда объединяют в группу Toxicofera, видимо, такой сложностью не отличался и комбинировал довольно ограниченное количество видоизменившихся белков. Не имелось у него и особых приспособлений для эффективной инъекции токсичной слюны в организм жертвы. Поэтому разные группы этих чешуйчатых пошли разными путями, разрабатывая собственные средства и механизмы доставки. По большому счету, этот процесс охватил все системы змеиного организма, хотя эпицентр его пришелся, конечно, на слюнные железы, ставшие настоящими фабриками по синтезу токсинов. И на зубы, которые превратились в острые, начиненные ядом шприцы.
Считается, что самым совершенным ядовитым аппаратом могут похвастаться представители обширного и повсеместно распространенного семейства гадюковых. Их большие ядовитые железы окружают мощные жевательные и височные мышцы, способные моментально выдавить яд. По каналам он поступает в крупные ядовитые зубы, которые у многих видов стали полыми и острыми, как иглы. Погруженные в толстую слизистую основу, эти зубы автоматически «раскладываются», стоит змее широко раскрыть пасть — и при усилии мускулов, которые ее захлопывают, яд выдавливается под кожу жертве.
Некоторые кобры действуют еще подлее — плюются ядом на 1−2 м, метя при этом в глаза. Но этот навык — довольно позднее приобретение, и для плевков приспособлены обычные ядовитые зубы с новыми боковыми отверстиями. К тому же попавший на роговицу яд не смертелен и лишь вызывает сильное раздражение, позволяя змее нанести укус, способность к которому эти виды вовсе не утратили. Ослепленная жертва обречена, если только не сможет противопоставить яду какой-нибудь антидот.

Обыкновенная гадюка.ЛД50: 6,45 мг/кг (при подкожном введении) Vipera berus в мировом рейтинге опасности плетется далеко за лидерами. Яд ее не отличается невероятной токсичностью, и против него создано несколько противоядий. Зато у каждого рядового грибника есть шанс получить укус, последствия которого в любом случае крайне тяжелы.

                                                 Гонка противоядий
Многие змеи вынуждены соблюдать величайшую осторожность, чтобы не укусить себя за хвост и не погибнуть от собственного яда. В схватках между ними гибель от отравления — обычное дело, особенно если в конфликт вступили пресмыкающиеся разных видов. Зато другие сделались нечувствительны к действию собственных токсинов — как индийская кобра, очковая змея, ацетилхолиновые рецепторы которой нечувствительны к действию основного компонента ее яда, α-нейротоксина. Случайные мутации одарили такой устойчивостью и мангустов, а также ежей, свиней и медоедов — родственников куниц, которые охотятся на ядовитых змей куда активнее любимого всеми Рикки-Тикки-Тави.
Но самую поразительную устойчивость к змеиным ядам демонстрируют опоссумы, которые почти невосприимчивы даже к действию ботулотоксина и рицина. Их главный секрет кроется в удивительной молекуле LTNF — белковом факторе крови, нейтрализующем летальные токсины. Изолированный и инъецированный мышам внутрибрюшно, он помог им выжить в экспериментах с введением летальных доз ядов всех четырех основных семейств ядовитых змей — и даже некоторых токсинов другого происхождения, включая яд скорпиона. Фактор LTNF открыт недавно, и механизм его действия пока неясен, но он активно изучается — ведь теоретически кровь опоссумов может обеспечить нас уникальным по эффективности антидотом.
Пока же противоядие для каждого случая приходится получать отдельно, вводя несмертельные дозы животным — обычно коровам или лошадям — и выделяя из их крови появившиеся в результате иммунного ответа готовые антитела. При некотором терпении и большой отваге такие антитела можно «воспитать» и в собственном теле: легендарный исследователь, основатель серпентария в Майами Билл Хааст вводил себе микродозы ядов в течение всей жизни. Он не только благополучно пережил 172 укуса, но и был донором уникальной крови, спасшей десятки жизней людей, укушенных змеями, противоядия для которых не производится.

Гадюковые обладают самым развитым ядовитым аппаратом

                                      Дорогое неудовольствие
Токсины — инструмент невероятно эффективный, но не всемогущий. Недаром подавляющее большинство животных все-таки придерживаются других методов защиты и нападения, которые обходятся организму не так дорого. В самом деле, исследование гремучих змей до и после забора у них яда показало, что синтез белков, необходимых для восполнения запаса смертельных доз, заставляет напрягаться весь организм и в течение трех суток работать в усиленном режиме, повышая уровень метаболизма на 11%. Такие же измерения проведены и для гадюкообразных смертельных змей, чрезвычайно опасных обитателей Австралии: им для восстановления приходится повышать метаболизм почти на 70%.
Синтез яда — занятие не для слабаков, оно требует усилий, сравнимых с теми, что затрачивают бегуны на марафонской дистанции. Но еще больший вклад требует эволюция и выращивание сложных систем его доставки. По сути, это отдельное направление развития, в жертву которому ядовитые виды приносят массу ресурсов. В некотором роде его можно назвать альтернативой сложному и большому мозгу: наряду с этим прожорливым органом химическое оружие — одна из самых дорогих и самых эффективных находок природы.

Источник

Урановые подземелья. Часть 1

Геополитика
Энергетика, Экономика

Давайте вспомним кое-какие цифры – они понадобятся, чтобы лучше понимать, какое значение имеет урановая руда для атомного проекта.
Сколько руды требуется, чтобы получить низко обогащенный уран как топливо для АЭС? Принято считать, что топливный уран – это уран, содержание изотопа уран-235 в котором доведено до 4%. В природной руде этого изотопа всего 0,7%, то есть требуется увеличить его концентрация в 6 раз.
Напомню, что Европа и США до 80-х годов обогащали уран только на «сеточках», расходуя на эту работу гигантское количество электричества. Технологический момент, но, как говорится, с большими последствиями. Гексафторид природного урана можно «высасывать» по 235-му изотопу до упора – так, чтобы в «хвостах» его оставалось минимальное количество. Но что это значит в случае диффузионного метода? Большее количество «сеточек», большее количество емкостей под исходный гексафторид и, разумеется, большее количество затрат на электроэнергию. А это все увеличивает себестоимость, портит экономические показатели, снижая прибыль. Не интересно, в общем. Поэтому в западных «хвостах» урана-235 – 0,3%, а в дальнейшую работу уходит 0,4%. При таких «хвостах» картинка получается следующая: на 1 кг НОУ требуется 8 кг руды + 4,5 ЕРР (единиц разделительной работы).
У ватников картинка была и остается несколько иной – ведь работа наших «иголок» намного менее затратна. Помните – «игле» требуется в 20-30 раз меньше электроэнергии на 1 ЕРР. Экономить разделительную работу особого смысла не было, исходный гексфторид урана «выжимался» тщательнее: в наших «хвостах» остается 0,2% урана-235, в дальнейшую работу по обогащению уходит 0,5%. Казалось бы – разница всего 0,1%, зачем обращать внимание на такую мелочь? Да не все так просто: на наших «иголках» для получения 1 кг НОУ требуется 6,7 кг руды + 5,7 ЕРР. На 1,3 кг руды меньше – то есть мы к своим недрам относились значительно рачительнее, нежели демократы.
Но и это еще не все. 1 ЕРР на наших центрифугах стоит около 20 долларов, на «сеточках» 1 ЕРР стоила от 70 до 80. Значит, в "доигольное" время для Запада месторождение урана, в котором себестоимость 1 кг руды была, допустим, 100 долларов – очень дорого. Давайте на калькуляторе 1 кг НОУ посчитаем, чтобы понятно было.
1 кг НОУ = 8 кг руды + 4,5 ЕРР, то есть
1 кг НОУ = 8 х 100 + 4,5 х 70 = 1 115 долларов.
А теперь ставим наши цифры и получаем:
1 кг НОУ = 6,7 кг руды + 5,7 ЕРР
1 кг НОУ = 6,7 х 100 + 5,7 х 20 = 784 долларов
Значит, месторождение урана, которое для цивилизованного Запада было слишком дорогим для нас – самое то. Грубо – для нашей технологии урана на Земле БОЛЬШЕ, чем для западной. С того момента, когда Европа освоила центрифуги Циппе, запасы урана в мировой статистике резко увеличились, хотя братья-геологи для этого палец о палец не ударили: уже открытые ранее месторождения стали признавать коммерчески выгодными, вот и все. Но URENCO включила свои центрифуги в 80-е, а АЭС в Европе и в Штатах появились намного раньше, так ведь? Значит, с конца 40-х годов минувшего века месторождения урана эксплуатировались крайне размашисто, без экономии на природных рудах. Грубо говоря, Запад «убивал» одно месторождение за другим, перескакивая на новые. А жутко неэкономный, как говорят нам либеральные экономисты, Мордор никуда не торопился: находили месторождение и высасывали его до донышка, без суеты и без спешки. При этом нельзя забывать о том, что все годы холодной войны ядерные страны очень активно наращивали запасы урана оружейного, высокообогащенного, а для этого требуется куда больше природной урановой руды. Грубо – на 1 кг ВОУ уходит 275 кг руды, а счет ВОУ в странах ядерного клуба шел на сотни тонн. А ВОУ это еще и не только оружие – на нем работают реакторы подлодок, на нем работает множество исследовательских реакторов. В общем, расходовало человечество свои урановые руды весьма и весьма интенсивно, и все, что мы с вами можем сказать в свое оправдание – не мы первыми начали.
Есть еще один момент, про который нужно знать. Когда нам говорят: «добыто столько-то тонн урановой руды», важно понимать, что речь идет не о горах каких-то там камушков или металлических слитках. В урановой промышленности все запасы руды традиционно пересчитывают в концентрат урана – если точнее, то U3 О8, закись-окись. Традиционно это был порошок желтого цвета и называли его «желтым кеком», но теперь это уже немножко устарело. В процессе обогащения руды применяется целый цикл ее обработки, одна из составных частей которого – обжиг. В последние годы на разных заводах применяют разные температуры, потому цвет концентрата урана получается самым разным – от темно-зеленого до черного. Но процедура обработки руды – отдельная тема, достаточно большая, а мы пока пробуем разобраться с месторождениями и добычей. Отложим, но запомним: все разговоры об урановой руде – это разговоры о концентрате урана. И это правильно – уж очень разными бывают эти руды, слишком разное количество урана в них имеется, так что без такой вот «стандартизации» было не обойтись.
Когда люди открыли этот вот металл и почему он, собственно говоря, называется «уран»? История давняя, но занимательная. Это сейчас мы с вами знаем, что такое радиация и вполне справедливо терпеть ее не можем и побаиваемся. А в раньшие времена человеки про радиацию знать ничего не знали – может, потому и не страдали от нее?.. Среди руд и минералов в серебряных шахтах средневековые горняки частенько находили черный тяжелый минерал – так называемую смоляную обманку. Точно известно, что эту обманку знали уже с 1565 года – тогда ее обнаружили в Рудных горах Саксонии, но какого-то особого применения для нее не придумали. В 1789 году этим минералом заинтересовался немецкий химик-аналитик Мартин Клапрот и решил ее как следует химически проанализировать. Руду в его лабораторию привезли из шахты Яхимово, что в нынешней Чехии. На минералах из того же Яхимиво делали позже свои открытия Беккерель и Кюри, так что предлагаю так и записать: «родина» урана – Чехия.
Клапрот химичил весьма старательно: плавил минералы при разных температурах, с воздухом и без оного, поливал всякими кислотами и царской водкой, пока, в конце концов, не получил спекшуюся массу с отчетливо видимыми крупинками металла. Дело было в 1789 году – через 8 лет после того, как астрономы открыли неизвестную до того планету, названную ими Уран. Вот что писал по этому поводу сам Клапрот: «Ранее признавалось существование лишь 7 планет, соответствовавших 7 металлам, которые и носили названия планет. В связи с этим целесообразно, следуя традиции, назвать новый металл именем вновь открытой планеты. Слово «уран» происходит от греческого – «небо», и, таким образом, может обозначать небесный металл». С первооткрывателями не спорят – вот и имеем мы теперь дело с этим самым «небесным металлом».
Самому Клапроту, впрочем, получить чистый уран не удалось, этого добился только в 1840 году Э.М. Пелиго. В 1896 году Беккерель обнаружил, что соединения урана засвечивают фотобумагу – так начиналось исследование радиоактивности. К самому грозному и страшному оружию, к самому большому «запаснику энергии» человечество двигалось неторопливо…
Урановой руды с точки зрения геологов на Земле – не просто много, а очень много. Но не всякий урановый минерал получает гордое название «руда»: минералы, в которых урана очень мало, а пустой породы очень много, рудами не считаются. Хорошими рудами считаются минералы, в которых урана больше 0,1% (1 кг на 1000 кг породы), но и тут есть исключения. Например, в Южной Африке, на месторождении Витватерсланд, уран добывают из руды, в которой его концентрация составляет всего 0,01%, причем добывают в промышленных масштабах. Как так? Да непрост этот небесный металл – нередко он содержится в тех же породах, где имеется золото. Раз уж из этой породы «выковыривают» золотишко, чего бы до кучи и уран не «наковырять» - вот такая логика. Золото как основная цель переработки руды, уран – как побочная. «Нередко» имеет и числовое значение: 12% добываемого в мире урана – побочный продукт на золотых и прочих приисках. В США, к примеру, уран получают из пород с концентрацией вообще в 0,008% - из фосфоритов Флориды. Основная добыча – фосфор, уран – до кучи… Ну, а если не касаться такой экзотики, то урановые руды по содержанию делят на 4 вида-сорта: богатые – с содержанием урана более 1%; рядовые – от 0,1 до 1,0%; бедные – от 0,03 до 0,1% и убогие – менее 0,03%.
А еще урановые руды подразделяют на 5 классов в зависимости от того, при помощи какой именно технологии добывается и перерабатывается небесный металл. Грубо – какие именно перерабатывающие заводы нужно создавать рядом с месторождениями. Это тоже такая традиция: поскольку концентрация урана всегда маленькая, миллионы тонн породы никто никуда возить и не думает. Шахта, рудник, карьер и впритык – все, что нужно для переработки.
Однако и это еще не все виды классификации урановых руд: с той поры, как все мы живем в мире, где важнее всего прибыль, едва ли не главная классификация – по стоимости конечного продукта (того самого концентрата урана, желтого кека). Эдакий обобщающий показатель, при котором отбрасываются прочь все частности – какой была концентрация урана в руде, каким способом его добывали-очищали, во что обошлась инфраструктура. Не важно, что было ДО, важно, почем получился результат. Тут всего 3 категории: 1) месторождения, где себестоимость 1 кг концентрата менее 40 долларов за килограмм; 2) где себестоимость от 40 до 80 долларов за кило; 3) где себестоимость от 80 до 130 долларов за кило. Все, что дороже 130 долларов – на сегодня «нещитово», поскольку сильно дорого. Но надолго ли сохранится такое пренебрежение-верхоглядство? До 2006 года МАГАТЭ считало сверхдорогим уран и по цене свыше 80 долл/кг, а теперь решило, что надо по заслугам оценить центрифуги – низкая себестоимость обогащения позволяет совершенно спокойно использовать и руду дороже 80 долларов. Наши центрифуги 10-го поколения только начали эксплуатироваться, потому нельзя исключать, что через какое-то время и планка в 130 долларов перестанет быть «отсекающей». В царстве мрака и ужаса с рваной в клочья экономикой началась промышленная работа реактора на быстрых нейтронах БН-800, проектируется БН-1200, в 2020 планируется запуск еще и свинцового реактора по проекту «Прорыв», к 2030 есть надежда на реализацию замкнутого ядерного цикла.
Впрочем, давайте не будем пускаться в проекты и гипотезы – остановимся на том, что имеем на день сегодняшний. В 2006 году считалось, что на третьей от Солнца планете урановых руд имелось 5 000 000 тонн, следующий отчет МАГАТЭ выпустило в 2010 году. Именно в этом отчете впервые состоялось признание центрифуг как единственного на сегодня способе обогащения урана, впервые планка «отсечения» была поднята с 80 долл/кг до 130 долл/кг. Новая цифра запасов урановой руды на Земле – 6 306 300 тонн. Повторяю – это не прирост за счет новых месторождений, это состоявшийся перевод геологических руд в промышленные. И состоялся он по простой причине - МАГАТЭ признало: кроме центрифуг все – зло, и мы о нем больше не будем вспоминать. Прирост извлекаемых руд составил 26% - без дополнительных инвестиций в геологоразведку.
Не так часто в истории цивилизации развитие технологии оказывало серьезное влияние на геополитику, а уран и центрифуги – тот самый случай. Давайте на пальцах прикинем, что означает появление коммерческого интереса к урановым месторождениям, которые до того много лет оставались нетронутыми? Во-первых, страны «атомного клуба» увидели свой интерес в тех территориях, где находились эти месторождения. К примеру, месторождения в Кировоградской области стали интересны уже не только Украине… Во-вторых, страны, не входившие в «атомный клуб» увидели, что урана может хватить и на них. И это не мое теоретическое измышление: на только что прошедшей «Атомэкспо-2016» присутствовали делегации 52 стран, а атомная энергетика хоть в каком-то виде имелась только у 32. 20 стран – это новички, которые почувствовали перспективу.
Что интересного в уране – пусть расскажет калькулятор. Имеем 6 306 300 тонн руды, в которой содержание урана-235 (который, собственно говоря, «горит» в реакторах АЭС) в среднем составляет 0,72%. Следовательно, если всю урановую руду пересчитать в уран-235 – у нас его 45 405 тонн. По энергетической стоимости 1 тонна урана-235 соответствует 2 000 000 тонн бензина. Соответственно, пересчет запасов урана-235 в нефтяной эквивалент – это 90,81 млрд тонн нефти. Много это или мало? Разведанных запасов нефти на Земле на сегодня – 200 млрд тонн. Запасы урана – почти половина, почти 50%. И каковы перспективы? Технология добычи нефти доведена практически до совершенства, технология ее переработки – аналогично. Чтобы увеличить запасы нефти, нужно либо а) продолжать искать новые и новые месторождения, что при нынешних ценах на углеводороды замедляется вот уже два года; б) соглашаться с тем, что нефть с годами будет только дорожать, поскольку ее остается все меньше. Сланцевая нефть, о которой так много говорят большевики, меньшевики и прочие – да, при нынешнем уровне цен не интересна, но рано или поздно наступит момент, когда и ее резервы придется пустить в ход, причем не только на территории США.
А вот с ураном – несколько иная картина, куда как менее однозначная. Нам пока еще не раскрыли информацию о том, какой будет себестоимость 1 ЕРР на последних поколениях центрифуг Росатома – а мы уже видели, как технология обогащения может увеличить резервы урановой руды. Эксплуатация БН-800 только-только началась, БН-1200 пока еще только в чертежах, результаты проекта «Прорыв» мы увидим только в 2020 году. Но давайте без лишней скромности (сколько можно, в конце-то концов) констатируем исторический факт: за все время существования атомного проекта ошибок в развитии технологий со стороны бывшего Министерства среднего машиностроения, бывшего Министерства атомной энергетики и нынешнего Росатома – не было. Отдельные недочеты, огрехи – да, были, но генеральная линия развития, скажем прямо, не ломалась ни разу.
Причин не верить в то, что борьба Росатома за замкнутый ядерный цикл закончится успехом – на мой, конечно, взгляд - просто нет. Вам такое заявление кажется излишне смелым? А давайте оглядимся вокруг, на минуточку позволив себе забыть, что главное достижение человечества – свежая модель айфона. В надежность наших технологий не просто верят, а подписывают контракты на строительство АЭС не только «старые клиенты» - такие, как Венгрия, Иран и Финляндия, Китай и Индия. Впервые появятся АЭС в Египте, во Вьетнаме, в Белоруссии, в Турции, в Бангладеш, в Индонезии – и это будут АЭС российского производства. Значит, не я один верю в наши технологии, в их поступательное развитие. И не у одного у меня зреет уверенность в том, что при очередном скачке развития технологий запасы урана могут оказаться бОльшими, чем запасы углеводородов… И не будем скидывать со счетов еще один возможный резерв урана – новые месторождения. Есть, к примеру, такая страна, где уровень освоения территории геологической разведкой до сих пор не сильно превышает 60% - Россия. Есть страны, где вообще не до геологической разведки – например, Афганистан, Эритрея.
Но рассмотрение перспектив атомной энергетики – отдельная и очень серьезная тема, которую стоит оставить на потом. А эта заметка – вводная к «Урановым подземельям», в которой я хочу предложить посмотреть: что было, что стало, и как мы докатились до жизни такой. Ну и, само собой – без рассказов о новых айфонах от велико-могучих США дело тоже не обойдется. Их есть у меня и, как обычно, придумывать ничего не потребовалось.

Источник тут

Параллельные вселенные и теория множественности миров

Край будущего
Космос, Наука, Философия

Вы уникальны? В вашем восприятии мира, ответ прост: вы отличаетесь от любого другого человека на этой планете. А наша Вселенная уникальна? Концепция множественных реальностей - или параллельных вселенных - усложняет этот ответ и бросает вызов: что мы знаем о вселенной и о нас самих?

Одна модель потенциальных множественных вселенных называется теорией множественности миров. Теория может показаться странной и нереальной настолько, что её место в научно-фантастических фильмах, а не в реальной жизни. Тем не менее, нет эксперимента, который может неопровержимо дискредитировать ее обоснованность.
Происхождение гипотезы параллельных вселенных тесно связано с внедрением идеи квантовой механики в начале 1900-х годов. Квантовая механика, раздел физики, который изучает микромир, предсказывает поведение наноскопических объектов. У физиков возникли трудности с подгонкой под математическую модель поведение квантовой материи. Например, фотон, крошечные пучок света, может перемещаться вертикально вверх и вниз при перемещении по горизонтали вперед или назад.
Такое поведение резко контрастирует с объектами, видимыми невооруженным глазом - все, что мы видим, движется либо как волна, либо частица. Эта теория двойственности материи была названа принципом неопределенности Гейзенберга (ПНГ), в котором говорится, что акт наблюдения влияет на величины, такие как скорость и положение.

По отношению к квантовой механике, этот эффект наблюдения может повлиять на форму - частица или волна - квантовых объектов во время измерений. Будущие квантовые теории, например, копенгагенская интерпретация Нильса Бора, использовали ПНГ для утверждения, что наблюдаемый объект не сохраняет свою двойственную природу и может быть только в одном состоянии.
В 1954 году молодой студент Принстонского университета по имени Хью Эверетт предложил радикальное предположение, которое отличалось от популярных моделей квантовой механики. Эверетт не верил, что наблюдение вызывает квантовый вопрос.
Вместо этого, он утверждал, что наблюдение квантовой материи создает раскол во вселенной. Другими словами, вселенная создает свои копии с учетом всех вероятностей, и эти дубликаты будут существовать независимо друг от друга. Каждый раз, когда фотон измеряет ученый, например, в одной вселенной и анализирует его в виде волны, тот же ученый в другой вселенной будет анализировать его в форме частицы. Каждая из этих вселенных предлагает уникальную и независимую реальность, которые сосуществуют с другими параллельными вселенными.
Если теория множественности миров Эверетта (ТММ) верна, она содержит множество последствий, которые полностью преобразуют наше восприятие жизни. Любое действие, которое имеет более одного возможного результата, приводит к расколу Вселенной. Таким образом, существует бесконечное число параллельных вселенных и бесконечных копий каждого человека.

Эти копии имеют одинаковые лица и тела, но различные личности (один может быть агрессивным, а другой пассивным), поскольку каждый из них получает индивидуальный опыт. Бесконечное число альтернативных реальностей также предполагает, что никто не может достигнуть уникальных достижений. Каждый человек - или другая версия этого человека в параллельной вселенной - сделал или сделает все.
Кроме того, из ТММ следует, что все бессмертны. Старость не перестанет быть верным убийцей, но некоторые альтернативные реальности могут быть настолько научно и технологически продвинутыми, что разработали антивозрастную медицину. Если вы умрете в одном мире, другая версия вас в другом мире выживет.
Самым тревожным последствием параллельных вселенных является то, что ваше восприятие мира нереально. Наша "реальность" на этот момент в одной параллельной вселенной будет полностью отличаться от другого мира; это только крошечная фикция бесконечной и абсолютной истины. Вы можете поверить, что читаете эту статью в данный момент, но есть множество ваших копий, которые не читают. На самом деле, вы даже автор этой статьи в отдаленной реальности. Таким образом, выигрыш приза и принятия решений имеет значения, если мы можем потерять эти награды и выбрать нечто иное? Или жить, стараясь достичь большего, если можем быть в действительности мертвыми в другом месте?
Некоторые ученые, такие как австрийский математик Ганс Моравек, пытались развенчать возможность параллельных вселенных. Моравец разработал в 1987 году знаменитый эксперимент под названием квантовое самоубийство, в котором на человека направлено ружьё, соединенное с механизмом, измеряющим кварк. Каждый раз, когда дергают спусковой механизм, измеряется спин кварка. В зависимости от результата измерения оружие либо выстреливает, либо нет.

На основании этого эксперимента ружье выстрелит или не выстрелит в человека с 50-процентной вероятностью для каждого сценария. Если ТММ не верна, то вероятность выживания человека уменьшается после каждого измерения кварка, пока не достигнет нуля.
С другой стороны, ТММ утверждает, что экспериментатор всегда имеет 100% шанс выжить в какой-то параллельной вселенной, и человек сталкивается с квантовым бессмертием.
Когда измеряется кварк, есть две возможности: оружие может либо выстрелить, либо нет. В этот момент, ТММ утверждает, что Вселенная расщепляется на две разные вселенные для учета двух вероятных концовок. Оружие будет выстреливать в одной реальности, но не срабатывать в другой.
По моральным соображениям, ученые не могут использовать эксперимент Моравека, чтобы опровергнуть или подтвердить существование параллельных миров, так как испытуемые могут быть только мертвыми в этой конкретной реальности и все еще живыми в другом параллельном мире. В любом случае, теория множественности миров и ее поразительные последствия бросает вызов всему, что мы знаем о вселенной.
Источник

10 технологий будущего,связанных со звуком

Край будущего
Технологии, Общество, Наука

Говоря о технологиях будущего, мы чаще всего вдаемся в крайности, представляя себе, например, роботизированные механизмы, летающие машины и прочее. Но правда заключается в том, что сейчас, действительно, тот период, когда технологии развиваются бешеными темпами, и на удивление одна из самых прогрессивных сфер — акустика. Действительно, важность звука сложно переоценить, так как это один из основных кирпичиков, который лежит в фундаменте прогресса. Представляем вам подборку самых прогрессивных технологий, от наиболее простых до невероятных, которые используют звук. Какие вам кажутся наиболее интересными или реальными ?
Итак, поехали …-
Охлаждение

Первый холодильник, работающий на звуковых волнах, разработала одна пенсильванская группа исследователей при финансовой поддержке производителя мороженного Ben&-Jerry’s. Да, это звучит невероятно, однако технология вполне реальная. Работает она по такому принципу: воздух сжимается и разряжается под воздействием звуковой волны, что в результате дает нагрев и охлаждение.

Скот Бэкхаус и Грег Свифт —- изобретатели технологии

В естественных условиях звук влияет на температуру таким же образом, однако значительно в меньших масштабах, примерно на 1/10000 градуса, но если поместить газ и сжать его под давлением около 10 атмосфер, то влияние в разы увеличивается. В так называемом «термоакустическим холодильнике» газ внутри холодильной камеры проходит со звуком в 173 дБ, в результате генерируется достаточное количество тепла, которое забирают установленные на «пути» металлические пластины, направляя его в теплообменник. В конечном итоге происходит охлаждение содержимого холодильника.

Термоакустический холодильник
Главный плюс данной технологии — она, по сравнению с применяемыми до сих пор в холодильных приборах, является более щадящей по отношению к окружающей среде.
В таком приспособлении нет токсичных хладегентов, инновационная система отлично взаимодействует с инертными газами (например, гелием). Поэтому приверженцы «зеленых» технологий обязательно должны присмотреться к такому виду бытовой техники как альтернативе существующих на рынке в данный момент.
Планы у создателей действительно наполеоновские. Они обещают приложить все усилия, чтобы популяризовать термоакустический холодильник, сделать его доступным не только для крупных предприятий, но и для использования в повседневном быту.
Перспектива однозначно имеется, так как такие приборы более надежные и долговечные благодаря использованию значительно меньшего количества механических деталей, которые периодически выходят из строя и требуют замены

Сварка
На самом деле, при помощи ультразвука пластик сваривают еще с 60-х годов. Для данного способа соединения термопластических деталей необходимо их сдавить на специальной наковальне и направить ультразвуковые волны, под воздействием которых молекулы начинают вибрировать, а в результате трения генерируется тепло, прочно соединяя две детали друг с другом.

УЗ сварка металлической фольги.

Явление это было открыто совершенно случайно исследователем Робертом Солоффом. Тогда разрабатывалась технология, позволяющая запечатывать пленку при помощи ультразвука. Случайно Роберт притронулся зондом к держателю для скотча и в результате две половинки моментально и прочно скрепились между собой.
Таким образом Солофф и открыл новым метод сварки ультразвуком. Впоследствии он запатентовал технологию. Благодаря этому открытию ультразвуковая сварка используется чуть ли не во всех отраслях производства, где необходимо соединения различных полимерных материалов, начиная с предметов гигиены и заканчивая машиностроением.

Передача данных

также ультразвук используется и для передачи информации между двумя или более компьютерами. Но тут есть и опасность — таким же образом можно беспрепятственно пересылать и вредоносные программы, то есть вирусы. Данную особенность ультазвуковых волн помог обнаружить MacBook Air, когда после установки ПО загрузочная информация сама по себе обновилась. К сожалению, опыт был весьма неудачным, так как устройство «подхватило» вирус, запрещающий считывать информацию с посторонних носителей, а также стирающий данные. Даже форматирование и переустановка программного обеспечения не «вылечили» устройство.
Этим явлением заинтересовались ученые из Немецкого института. Они создали вирус и смогли передать его на другой ноутбук при помощи всего лишь динамиков. Для этого даже не понадобилось подключаться к сети. Результаты опытов оказались просто ошеломляющими: передавать информацию «по воздуху» без Интернета можно на устройства в радиусе 20 метров, если соединить несколько компьютеров по цепочке, дальность увеличивается. Единственное, скорость передачи очень маленькая — порядка 20 бит/с.

Оперативное медицинское вмешательство

Ультразвук уже давно применяется в медицине. Например, на нем завязана технология обычного УЗИ или процедура дробления почечных камней, однако теперь в арсенале медиков появился новый прибор — акустический скальпель. Прорыв заключается в том, что это один из наиболее точных приборов — он способен буквально отделить одну клетку. Точность инструмента составляет 75 х 400 мкм.

Ультразвуковое исследование.

Для создания скальпеля понадобилась линза с покрытием из углеродных нанотрубок и полидиметилсилоксана, которые преобразовывают свет в звуковые волны. Те, в свою очередь под высоким давлением провоцируют вибрацию, а также образование микропузырьков.
Технология на данный момент уже протестирована. С ее помощью удалось отделить раковую клетку. Также скальпель испробовали на камне, образованном в почке. При помощи устройства врачи смогли просверлить микроскопическое отверстие в образовании в 150 мкм.

Голосовая зарядка мобильных устройств

Покричать на телефон, чтобы его зарядить, кажется безумием? Тем не менее, это уже реальность. Целая группа исследователей работает сейчас над созданием мобильных устройств, которым в принципе не будет нужна подзарядка.
Из школьного курса физики все мы знаем, что звук создается благодаря колебаниям воздуха. Почему бы не сделать его энергетическим источником? Работа в данном направлении началась еще в 2011 году, когда ученые из Сеула экспериментировали с получением электричества из звуковых волн посредством нанотрубок, изготовленных из оксида цинка и закрепленных между электродами.
Тогда получилось выработать около 50 милливольт от автотранспортного шума на обычной дороге. Идею поддержала одна лондонская группа. Уже в прошлом году им удалось создать технологию, генерирующую напряжение до 5 вольт, а для зарядки телефона этого достаточно.

«-Живой микрофон»
На этот раз мир потрясли исследователи Disney. Они представили устройство под названием Ishin-Den-Shin, которое в буквальном смысле превращает тело человека в микрофон. Устройство представляет из себя микрофон, который подключается к обычному ноутбуку или компьютеру. Суть изобретения — передавать сообщения без участия голоса, то есть это практически сродни телепатии. Правда, необходимо дотронуться до другого человека, чтобы он «услышал» немое послание.
Один человек говорит в микрофон, а компьютер записывает послание. Далее запись преобразуется в электрический сигнал малой мощности, но с большой амплитудой. По специальному отдельному проводу он возвращается в устройство, а тот, кто держит микрофон, сам становится «проводником». Теперь дело за малым — нужно всего лишь прикоснуться к уху «реципиента», чтобы создать вибрацию. В конечном счете палец «отправителя» и ухо «получателя» образуют своеобразный громкоговоритель, и второй «слышит» сигнал.

Разведка и шпионаж
Помните, сколько невероятных шпионских штучек было в фильмах о Джеймсе Бонде? Но о таком он даже помышлять не мог. При помощи алгоритма, разработанного в Массачусетском институте, стало возможным восстанавливать колебания звука от объектов, записанных на видео. Технология улавливает мельчайшие вибрации, возникающие на поверхности, а затем преобразовывает их в звук.
В ходе тестирования удалось полностью восстановить речь через пакет чипсов, который был снят через звуконепроницаемое стекло и находился на расстоянии около 4.5 метра. Хоть описание работы звучит очень сложно, на практике все крайне просто — необходимо лишь направить прибор, например, в окно: далее вы услышите все, что происходит в комнате.
Но данная технология не безупречна. Для ее работы необходимо не обычное видео, а снятое с высокой частотой кадров, превышающей частоту звука. Например, если видео будет снято на обычную цифровую камеру, можно будет определить количество людей, участвующих в разговоре, а также их пол, но в большинстве случае не более. Определенно у технологии есть перспектива в области криминалистики и разведки.

Камуфляж
Тройку самых невероятных технологий, использующих звуковые волны, открывает еще одна «штука в стиле Бонда», а именно метод маскировки объектов при помощи звука. Устройство, разработанное для акустического камуфляжа, внешне похоже на какую-то странную пирамиду с мелкими отверстиями. Такая форма обусловлена свойством изменять траекторию движения звуковой волны. Работает «щит» просто — его необходимо просто надеть на любой объект и все: он делается для звука невидимым.
Проект финансировался вооруженными силами США и начинался как стратегическая разработка. На данный момент акустический камуфляж не является идеальным, например, он не сможет защитить от прослушки, так как звук внутри не удерживается. Тем не менее, это далеко не конец, а устройство обладает огромным потенциалом для скрытия в будущем объектов от систем слежения. В теории когда-нибудь даже возможно создание подлодок-невидимок при помощи данной технологии.

Тяговый луч
Знаменитый сериал «Звездный путь» стал источником вдохновения для многих ученых. Уже давно ведутся исследования, направленные на разработку лучей, которые смогли бы переносить различные предметы прямо по воздуху, однако в этой сфере особых прорывов пока не было и не предвидится в скором будущем. Однако оказалось, что ультразвуковые волны способны на нечто подобное — такие лучи могут захватывать объекты размером около 1 см. На данный момент это максимум.

Тактильная голограмма
И снова технология из «Стар Трека» и множества других кинопродуктов, затрагивающих тему будущего. До недавнего времени создание тактильной голограммы стопорилось из-за невозможности воссоздать тактильные ощущения. Однако это уже в прошлом.
Исследователи из Бристольского университета продемонстрировали устройство под названием UltraHaptics, которое воспроизводит некоторые простые виртуальные фигуры, такие как пирамиды или сферы. Для этого применяются сенсоры, которые буквально «следят» за руками и управляют звуковыми волнами для воссоздания иллюзии.
По словам разработчиков, у новинки есть огромный потенциал хотя бы в индустрии видеоигр, но впоследствии медицина также сможет ее использовать, например, для осязания объектов, изображенных на снимке томографии.

Источник