Револьверное кунг-фу.

У  Kordhard всегда очень интересные посты про оружие:
Знаменитый ролик, но может кто не видел. Те, кто считают, будто феноменальная стрельба ганфайтеров Дикого Запада - легенда - смотрите. В конце 19-го века таких стрелков в Америке было немало!
Это лишнее доказательство тезиса о том, что реальность круче любых фантазий! Часто ли вы видели в художественном кино жанра вестерн такую скорость? Думаю, что скорее всего - ни разу! А этот ролик - документальный, да и мужик известный.



Продолжение вот тут - www.diary.ru/~Kordhard/p61385143.htm

---

Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

Jim Warren, художник-сюрреалист

Джим Уоррен родился 24 ноября 1949 года (Лонг-Бич, Калифорния, США). Начал рисовать в возрасте одного года, как и все дети. Далее проходил обычный путь выбора карьеры: художник, фокусник, художник, рок-звезда, художник и т.д. "Я точно решил в средней школе в 1967, что художник, "или богатый, или известный", - это тот, кем я собираюсь стать!".

О своей художественная школе говорит просто:

Цитата

"...в основном, я самоучка, хотя некоторые азы получил в своем классе искусства в средней школе. В колледже я прошел небольшой курс живописи; также всегда изучал работы великих мастеров в музеях". В качестве инструментов Уоррен использует обычные масляные краски, кисть (но не аэрограф, как думают иногда) и холст.

(с) *JaNe*
Источник: unrealtech.ru

@темы: Живопись, Художники

---

В мире каждый сотый ребенок рождается с каким-либо наследственным дефектом. К настоящему времени известно около 10 тыс. различных заболеваний человека, из которых более 3 тыс. - наследственные. Уже выявлены мутации, отвечающие за такие заболевания, как гипертония, диабет, некоторые виды слепоты и глухоты, злокачественные опухоли. Обнаружены гены, ответственные за одну из форм эпилепсии, гигантизм и др. В таблице приведены некоторые болезни, возникающие в результате повреждения генов, структура которых полностью расшифрована. (устаревшие данные)

Таким образом, проводя отбор, на уровне оплодотворённой яйцеклетки, мы можем избежать данных заболеваний. Пример - www.diary.ru/~MIF-zgyri/p58438933.htm

П.С. Да - я всё о том же...

@темы: Генетика, Медицина, идея фикс

---

Проект «Геном человека»

Проект по расшифровке генома человека (англ. The Human Genome Project, HGP) — международный научно-исследовательский проект, главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20,000-25,000 генов в человеческом геноме.

Проект начался в 1990 году, под руководством Джеймса Уотсона под эгидой Национальной организации здравоохранения США (англ.). В 2000 году был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном - в 2003, однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен. Частной компанией Celera Genomics (англ.) был запущен аналогичный параллельный проект, завершенный несколько ранее международного. Основной объём секвенирования был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Кроме очевидной фундаментальной значимости, определение структуры человеческих генов является важным шагом для разработки новых медикаментов и развития других аспектов здравоохранения.

Хотя целью проекта по расшифровке генома человека является понимание строения генома человеческого вида, проект также фокусировался и на нескольких других организмах, среди которых бактерии, в частности, Escherichia coli, насекомые, такие как мушка дрозофила, и млекопитающие, например, мышь.

Изначально планировалось определение более трёх миллиардов последовательности нуклеотидов, содержащихся в гаплоидном человеческом геноме их. Затем несколько групп обьявили о попытке расширить задачу до секвенирования диплоидного генома человека, среди них международный проект HapMap (англ.), Applied Biosystems, Perlegen, Illumina, JCVI, Personal Genome Project и Roche-454.

Геном любого отдельно взятого организма (исключая однояйцевых близнецов и клонированных животных) уникален, поэтому определение последовательности человеческого генома в принципе должно включать в себя и секвенирование многочисленных вариаций каждого гена. Однако, в задачи проекта "Геном человека" не входило определение последовательности всей ДНК, находящейся в человеческих клетках; а некоторые гетерохроматиновые области (в общей сложности около 8 %) остаются несеквенированными до сих пор.


Предпосылки

Проект стал кульминацией нескольких лет работы поддержаной министерством энергетики США, в частности семинаров проводившихся в 1984-м[1] и 1986-м годах, и последовавшими действиями министерства энергетики. Отчёт 1987 года чётко указывает: «Окончательной целью данного начинания является понимание человеческого генома» и «знание человеческого генома так же необходимо для прогресса медицины и других наук о здоровье, как знание анатомии было необходимо для достижения её нынешнего состояния». Поиски[3] технологий, подходящих для решения предложенной задачи, начинались еще во второй половине 80-х годов.

Начиная с 1988 года главой Национального Центра Исследований Человеческого Генома в Национальной Организации Здравоохранения США (NIH) был Джеймс Уотсон. В 1992 его вынудили уйти в отставку, в основном, из-за несогласия с позицией его руководителя, Бернадины Хили (англ.) по вопросам патентования генов (англ.). В апреле 1993 его заменил Френсис Коллинз (англ.), а в 1997 году название центра было изменено на Национальный Институт Исследований Человеческого Генома (англ.) (NHGRI).

Трёхмиллиардный проект был формально запущен в 1990 министерством энергетики США и национальным институтом здравоохранения, и ожидалось что он продлится 15 лет. Помимо США, в международный консорциум вошли генетики Китая, Франции, Германии, Японии и Великобритании.

В силу широкой международной кооперации и новых достижений в области геномики (особенно в секвенировании), а также значительных достижений в вычислительной технике, «черновик» генома был закончен в 2000 (о чём было объявлено совместно тогдашним президентом США Билом Клинтоном и британским премьер-министром Тони Блером 26 июня 2000). Продолжение секвенирования привело к объявлению в апреле 2003 года о почти полном завершении работы, на 2 года раньше чем планировалось. В мае 2006, была пройдена другая веха на пути к завершению проекта, когда в журнале «Nature» была опубликована последовательность последней хромосомы — Хромосомы.


Завершённость

Существуют многочисленные определения «полной последовательности человеческого генома». Согласно некоторым из них, геном уже полностью секвенирован, а согласно другим, этого ещё предстоит добиться. В популярной прессе было множество статей, сообщающих о «завершении» генома. Согласно определению, которое использует Международный проект по расшифровке генома человека, геном расшифрован полностью. График истории расшифровки проекта показывает, что большая часть человеческого генома была закончена в конце 2003 года. Однако еще остаётся несколько регионов, которые считаются незаконченными:
Прежде всего, центральные регионы каждой хромосомы, известные как центромеры, которые содержат большое количество повторяющихся последовательностей ДНК; их сложно секвенировать при помощи современных технологий. Центромеры имеют длину миллионы (возможно десятки миллионов) пар нуклеотидов, и, по большому счёту, остаются не секвенированными.
Во-вторых, концы хромосом, называемые теломерами, также состоящие из повторяющихся последовательностей, и по этой причине в большинстве из 46 хромосом их расшифровка не завершена. Точно не известно, какая часть последовательности остаётся не расшифрованной до теломер, но как и с центромерами, существующие технологические ограничения препятствуют их секвенированию.
В-третьих, в геноме каждого индивидуума есть несколько локусов, которые содержат членов мультигенных семейств, которые также сложно расшифровать с помощью основного на сегодняшний день метода фрагментирования ДНК (англ.). В частности, эти семейства кодируют белки, важные для иммунной системы.
Кроме перечисленных регионов, остаётся ещё несколько брешей, разбросанных по всему геному, некоторые из которых довольно крупные, но есть надежда, что все они будут закрыты в ближайшие годы.

Б́ольшая часть остающейся ДНК сильно повторяющаяся, и маловероятно, что она содержит гены, однако это останется неизвестным, пока они не будут полностью секвенированы. Понимание функций всех генов и их регуляции далека от завершения. Роль мусорной ДНК, эволюция генома, различия между индивидуумами, и многие другие вопросы по-прежнему являются предметом интенсивных исследований в лабораториях всего мира.


Цели

Последовательность человеческой ДНК сохраняется в базах данных, доступных любому пользователю через интернет. Национальный центр биотехнологической информации США (и его партнёрские организации в Европе и Японии) хранят геномные последовательности в базе данных известной как GenBank (англ.), вместе с последовательностями известных и гипотетических генов и белков. Другие организации, к примеру Калифорнийский Университет в Санта-Круз (англ.)[1] и Ensembl (англ.)[2] поддерживают дополнительные данные и аннотации а также мощные инструменты для визуализации и поиска в этих базах. Были разработаны компьютерные программы для анализа данных, потому что сами данные без таких программ интерпретировать практически невозможно.

Процесс идентификации границ генов и других мотивов в необработанных последовательностях ДНК называется аннотацией генома (англ.) и относится к области биоинформатики. Эту работу при помощи компьютеров выполняют люди, но они делают её медленно и, чтобы удовлетворять требованиями высокой пропускной способности проектов секвенирования геномов, здесь также всё шире используют специальные компьютерные программы. Лучшие на сегодняшний день технологии аннотации используют статистические модели основанные на параллелях между последовательностями ДНК и человеческим языком, пользуясь такими концепциями информатики как формальные грамматики.

Другая, часто упускаемая из виду целью проекта "Геном человека" — исследование этических, правовых и социальных последствий расшифровки генома. Важно исследовать эти вопросы и найти наиболее подходящие решения до того, как они станут почвой для разногласий и политических проблем.

Все люди имеют в той или иной степени уникальные геномные последовательности. Поэтому данные, опубликованные проектом "Геном человека", не содержат точной последовательности геномов каждого отдельного человека. Это комбинированный геном небольшого количества анонимных доноров. Полученная геномная последовательность является основой для будущей работы по идентификации разницы между индивидуумами. Основные усилия здесь сосредоточены на выявлении однонуклеотидного полиморфизма.

Почти все цели, которые ставил перед собой проект, были достигнуты быстрее, чем предполагалось. Проект по расшифровке генома человека был закончен на два года раньше, чем планировалось. Проект поставил разумную, достижимую цель секвенирования 95 % ДНК. Исследователи не только достигли её, но и превзошли собственные предсказания, и смогли секвенировать 99,99 % человеческой ДНК. Проект не только превзошёл все цели и выработанные ранее стандарты, но и продолжает улучшать уже достигнутые результаты.


Как были достигнуты результаты

Проект финансировался правительством США и благотворительным обществом Wellcome Trust (англ.) в Великобритании, которое финансировало Институт Cенгера (англ.), а также множество других групп по всему свету. Геном был разбит на небольшие участки, примерно по 150,000 пар нуклеотидов в длину. Эти куски затем встраивали в вектор, известный как как Искусственная бактериальная хромосома (англ.) или BAC. Эти векторы созданы из бактериальных хромосом, измененных методами генной инженерии. Векторы, содержащие гены, затем можно вставлять в бактерии, где они копируются бактериальными механизмами репликации. Каждый из кусочков генома потом секвенировали раздельно методом «фрагментирования», и затем все полученные последовательности собирали воедино уже в виде компьютерного текста. Размеры полученных больших кусков ДНК, собираемых для воссоздания структуры целой хромосомы, составляли около 150 000 пар нуклеотидов. Такая система известна под именем «иерархического метода фрагментирования», потому что вначале геном разбивается на куски разного размера, положение которых в хромосоме должно быть заранее известно.


Сопоставление данных общего и частного проектов

В 1998 году, американский исследователь Крейг Вентер и его фирма Celera Genomics запустили аналогичное исследование, финансированное частным капиталом. В начале 1990-х когда проект "Геном человека" только начинал работу, Вентер тоже работал в Национальном институте здоровья. Целью его собственного $300-миллионного проекта Celera было более быстрое и дешёвое секвенирование человеческого генома, чем в $3-миллиардном государственном проекте.

Celera использовала более рискованную разновидность метода фрагментации генома (англ.), которую использовали ранее для секвенирования бактериальных геномов размером до шести миллионов пар нуклеотидов в длину, но никогда для чего-либо столь большого, как человеческий геном, состоящий из трёх миллиардов пар нуклеотидов.


Крейг Вентер

Вначале Celera анонсировала, что она будет добиваться патентной защиты «всего лишь 200 или 300» генов, но позднее внесла поправки, что ищет «защиту интеллектуальной собственности» на «полное описание важнейших структур», составляющих примерно 100—300 целей. Наконец фирма подала предварительные патентные заявки на 6,500 целых или частичных генов. Celera также обещала опубликовать результаты своей работы согласно условиям «Бермудского заявления (англ.)» 1996 года, выпуская новые данные ежеквартально (проект "Геном человека" выпускал новые данные ежедневно), однако, в отличие от проекта с государственным финансированием, фирма не дает разрешения на свободное распространение или коммерческое использование своих данных.

В марте 2000 года, президент США Билл Клинтон заявил что последовательность генома не может быть запатентована и должна быть свободно доступна для всех исследователей. После заявления президента акции компании Celera упали как кирпич, что потянуло вниз весь биотехнологический сектор Nasdaq, потерявший около 50 миллиардов долларов рыночной капитализации за два дня.

Хотя рабочий вариант генома был анонсирован в июне 2000 года, Celera и учёные работавшие в проекте "Геном человека" опубликовали детали своей работы только в феврале 2001. Специальные выпуски журнала Nature (который публиковал научные статьи государственного проекта) и журнала Science (который опубликовал статью Celera) описали методы, использовавшиеся для производства черновика последовательности, и предложили ее анализ. Эти черновики покрывали примерно 83 % генома (90 % эухроматиновых регионов с 150 000 брешей, а также содержали порядок и ориентацию многих всё ещё не законченных сегментов). В феврале 2001 года, во время подготовки совместных публикаций, были выпущены пресс-релизы, говорящие о том, что проект был завершён обеими группами. В 2003 и 2005 гг. были анонсированы улучшенные черновики, содержавшие приблизительно 92 % последовательности.

Соревнование очень хорошо сказалось на проекте, заставив участников государственного проекта модифицировать свою стратегию, чтобы ускорить ход работы. Вначале конкуренты согласились объединить результаты, но союз распался после того, как Celera отказалась сделать свои результаты доступными через публичную базу данных GenBank с неограниченным доступом для всех пользователей. Celera включила данные проекта "Геном человека" в собственную последовательность, однако запретила попытки использовать свои данные для всех сторонних пользователей.

"Геном человека" - это наиболее известный из многих международных геномных проектов, нацеленных на секвенирование ДНК конкретного организма. В настоящее время знание последовательности человеческой ДНК приносит наиболее ощутимую пользу. Кроме того, важные достижения в биологии и медицине ожидаются в результате секвенирования модельных организмов (англ.), в число которых входят мыши, дрозофилы, Danio rerio, дрожжи, нематоды, некоторые растения и множество микробов и паразитов.

В 2004, исследователи из Международного Консорциума по Секвенированию Человеческого Генома (англ. International Human Genome Sequencing Consortium) (IHGSC) проекта "Геном человека" огласили новую оценку числа генов в человеческом геноме составившую от 20,000 до 25,000[9]. Ранее предсказывалось от 30,000 до 40,000, а в начале проекта оценки доходили до 2,000,000. Это число продолжает колебаться и в настоящее время ожидается что ещё в течение многих лет не удастся прийти к согласию по поводу точного количества генов в человеческом геноме.


История частного проекта

В 1976 Уолтером Фирсом (англ.) и его командой в Университете Гента (Гент, Бельгия) был определён первый полный геном вируса — бактериофага MS2 (англ.). Идея техники фрагментирования ДНК (англ. shotgun) пришла от использования алгоритма, который комбинировал информацию о последовательности от многих небольших фрагментов ДНК для реконструирования генома. Эту технику ввёл Сенгер, чтобы секвенировать геном фага Фи-X174 (англ.), вируса, который инфицирует бактерии (бактериофаг); это был первый еще в 1977 г. полностью секвенированный геном (последовательность ДНК). Техника была называна «shotgun sequencing» (метод дробовика), потому что геном дробится на множество кусочков, как будто в него выстрелили из дробовика. Чтобы масштабировать метод, и секвенирование, и сборку генома нужно было автоматизировать, что и произошло в 1980-х.

В 1995 г. было показано, что данная техника применима к секвенированию первого бактериального генома (1,8 миллиона пар нуклеотидов) свободно живущего организма Haemophilus influenzae и первого генома животного (~100 млн пар оснований)[13]. Метод включает использование автоматизированных секвенаторов, что позволяет определять более длинные индивидуальные последовательности (в то время однократно получалось приблизительно 500 пар нуклеотидов). Пересекающиеся последовательности размером примерно в 2000 пар нуклеотидов "читали" в двух направлениях, это были критические элементы, создание которых повлекло за собой разработку первых компьютерных программ сборки генома, необходимых для реконструирования больших регионов ДНК, известных под названием контиги ('contigs').

Три года спустя, в 1998, заявление только что созданной компании Celera Genomics, о том что она собирается масштабировать метод фрагментирования ДНК на человеческий геном, в некоторых кругах было встречено скептически. Техника фрагментирования разрывает ДНК на фрагменты различных размеров, от 2,000 до 300,000 пар нуклеотидов в длину, образуя то, что называется «библиотекой» ДНК. Затем ДНК "читают" с помощью автоматического секвенатора кусками по 800 пар нуклеотидов длиной с обоих концов каждого фрагмента. С помощью сложного алгоритма сборки и суперкомпьютера, кусочки собирают воедино, после чего геном может быть реконструирован из миллионов коротких фрагментов длиной в 800 пар нуклеотидов. Успех как государственного, так и частного проектов зависел от новой, более высоко автоматизированной капиллярной секвенирующей ДНК машины, которая называлась Applied Biosystems 3700. Она прогоняла цепочки ДНК через необычайно тонкую капиллярную трубку, а не через плоский гель, как это делали в ранних моделях секвенаторов. Ещё более критическим фактором была разработка новой, более масштабной программы сборки генома, ассемблера, который мог бы обрабатывать 30-50 миллионов последовательностей, требующихся для секвенирования всего человеческого генома. В то время такой программы не существовало. Одним из первых крупных проектов в Celera Genomics стала разработка данного ассемблера, который был написан параллельно с созданием большой, высокоавтоматизированной фабрики секвенирования геномов. Разработка ассемблера велась под руководством Брайена Рамоса (англ. Brian Ramos). Первая версия появилась в 2000 году, когда команда Celera объединила силы с профессором Джеральдом Рубином (англ.) для секвенирования генома фруктовой мушки Дрозофила меланогастер методом фрагментирования генома[14]. Собрав 130 миллионов пар нуклеотидов, программа обработала, по меньшей мере, в 10 раз больше данных, чем любой ранее собранный из результатов метода фрагментирования геном. Год спустя команда Celera опубликовала свою сборку трёх миллиардов пар нуклеотидов человеческого генома.


Как были достигнуты результаты

IHGSC для ориентации и проверки правильности сборки последовательности каждой человеческой хромосомы использовал секвенирование концевых фрагментов в сочетании с картированием больших (около 100 тыс пар оснований) плазмидных клонов, полученных методом фрагментирования генома, а также применял метод фрагментирования меньших субклонов тех же плазмид, а также множество других данных [7].

Группа Celera понимала важность метода фрагментирования генома и тоже использовала саму последовательность, чтобы ориентировать и найти правильное местоположение секвенированных фрагментов внутри хромосомы. Однако компания использовала и публично доступные данные из проекта "Геном человека", чтобы контролировать процесс сборки и ориентации, что поставило под вопрос независимость ее данных [8][15]


Доноры генома

В межгосударственном проекте «Геном человека» (HGP), исследователи из IHGSC взяли у большого числа доноров образцы крови (женщин) и спермы (мужчин). Из числа собранных образцов источником ДНК стали лишь несколько. Таким образом, личности доноров были скрыты, чтобы ни доноры, ни учёные не могли знать, чья именно ДНК была секвенирована. Во всём проекте были использованы многочисленные клоны ДНК из различных библиотек (англ.). Большинство из этих библиотек были созданы доктором Питером де Хонгом (англ. Pieter J. de Jong). Неформально сообщалось, и в сообществе генетиков хорошо известно, что большая часть ДНК в государственном проекте получена от единственного анонимного донора — мужчины из Буффало (кодовое название RP11)[17].

Учёные HGP использовали белые кровяные клетки из крови двух мужчин и двух женщин доноров (случайно выбранных из 20 образцов каждого пола) — каждый донор стал источником отдельной библиотеки ДНК. Одна из этих библиотек (RP11) использовалась значительно больше, чем другие по соображениям качества. Небольшой технический нюанс заключается в том, что мужские образцы содержали только половину количества ДНК, поступившего из X и Y хромосом в сравнении с другими 22 хромосомами (аутосомами); это происходит потому, что каждая мужская клетка содержит только одну X и одну Y хромосому, а не две, как другие хромосомы (аутосомы).

Хотя главная секвенирующая фаза проекта «Геном человека» завершена, исследования изменчивости ДНК продолжаются в международном проекте HapMap, цель которого состоит в идентификации структуры групп однонуклеотидного полиморфизма (SNP) (которые называются гаплотипами). Образцы ДНК для HapMap получены от, в общей сложности, 270 человек: народа Йоруба в Ибадане (Нигерия), японцев из Токио, китайцев из Пекина и французского источника Centre d'Etude du Polymorphisms Humain (англ.) (CEPH), который состоит из резидентов США, имеющих происхождение из западной и северной европы.

В проекте компании Celera Genomics для секвенирования использовалась ДНК, поступившая от пяти различных человек. Крейг Вентер, в то время бывший главным научным руководителем Celera Genomics, позднее признался (в публичном письме в журнал Science), что его ДНК была одним из 21 образцов в общем фонде, пять из которых были отобраны для использования в проекте.

4 сентября 2007 года, команда под руководством Крейга Вентера опубликовала полную последовательность его собственной ДНК[20], впервые сняв покров тайны с шестимиллиарднонуклеотидной последовательности генома единственного человека.

Перспективы

Работа над интерпретацией данных генома находится всё ещё в своей начальной стадии. Ожидается что детальное знание человеческого генома откроет новые пути к успехам в медицине и биотехнологии. Ясные практические результаты проекта появились ещё до завершения работы. Несколько компаний, например Myriad Genetics (англ.), начали предлагать простые способы проведения генетических тестов, которые могут показать предрасположенность к различным заболеваниям, включая рак груди, нарушения свёртываемости крови, кистозный фиброз, заболевания печени и многим другим. Также ожидается, что информация о геноме человека поможет поиску причин возникновения рака, болезни Альцгеймера и другим областям клинического значения и, вероятно, в будущем может привести к значительным успехам в их лечении.

Также ожидается множество полезных для биологов результатов. Например, исследователь изучающий определённую форму рака может сузить свой поиск до одного гена. Посетив базу данных человеческого генома в сети, этот исследователь может проверить что другие учёные написали об этом гене включая (потенциально) трёхменую структуру его производного белка, его функции, его эволюционную связь с другими человеческими генами или с генами в мышах или дрожжах или дрозофиле, возможные пагубные мутации, взаимосвязь с другими генами, тканями тела в которых ген активируется, заболеваниями, связанными с этим геном или другие данные.

Более того, глубокое понимание процесса заболевания на уровне молекулярной биологии может предложить новые терапевтические процедуры. Учитывая установленную огромную роль ДНК в молекулярной биологии и её центральную роль в определении фундаментальных принципов работы клеточных процессов, вероятно, что расширение знаний в данной области будет способствовать успехам медицины в различных областях клинического значения, которые без них были бы невозможны.

Анализ сходства в последовательностях ДНК различных организмов также открывает новые пути в исследовании теории эволюции. Во многих случаях вопросы эволюции теперь можно ставить в терминах молекулярной биологии. И в самом деле, многие важнейшие вехи в истории эволюции (появление рибосомы и органелл, развитие эмбриона, имунной системы позвоночных) можно проследить на молекулярном уровне. Ожидается что этот проект прольёт свет на многие вопросы о сходстве и различиях между людьми и нашими ближайшими сородичами (приматами, а на деле и всеми млекопитающими).

Проект определения разнообразия человеческого генома (англ.) (HGDP), отдельное исследование, нацеленное на картирование участков ДНК, которые различаются между этническими группами, который был, по слухам, приостановлен, но на самом деле продолжает работу и в настоящее время накапливает новые результаты. В будущем HGDP, вероятно, сможет получить новые данные в области контроля заболеваний, развития человека и антропологии. HGDP может открыть секреты уязвимости этнических групп к отдельным заболеваниям и подсказать новые стратегии для их преодоления . Он может также показать, как человеческие популяции адаптировались к этим заболеваниям.

Источник - Википедия

@темы: Генетика, Биология, Наука

---

Брат уже десятый раз подход с вопросом: "Мы когда смотреть филь будем?" Я - "Щас -щас, ещё 15 минут почитаю и всё" %)
Фильм, кстати, интересный - "Пашендаль"


"Третья битва при Ипре, известная как битва за Пашендаль, оказалась одной из самых жестоких битв Первой Мировой войны, унесшей жизни сотен тысяч солдат. Из-за дождя, продолжавшегося несколько месяцев, место боев превратилось в мешанину из воды и грязи, и множество солдат просто утонуло в грязи прежде, чем было убито врагом…"

---

ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ВРЕМЯ, МОЖНО ЛИ ЕГО ОСТАНОВИТЬ, ПОЧЕМУ ОНО ВСЕГДА ТЕЧЕТ В ОДНУ СТОРОНУ? ВОЗМОЖНЫ ЛИ ОБРАТНЫЕ ПРОЦЕССЫ? МОЖНО ЛИ ПУТЕШЕСТВОВАТЬ В ПРОШЛОЕ ИЛИ БУДУЩЕЕ?

© к.т.н., Е. Мохов ( незнаю кто это, но написал очень интересно и познавательно)

Что есть время? Это вовсе не показания стрелок часов, и даже не показания сверхточных атомных часов, а нечто иное, трудное для восприятия понятие.

Современная наука утверждает, что раскрыла связь времени с физическими процессами, научилась выявлять некоторые звенья цепи времени в прошлом и следить за его свойствами в будущем. Но так ли это на самом деле? Какое именно время мы научились определять, и что осталось "за кадром"?

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

Есть общепринятое определение понятия пространства и времени. Оно звучит так: "Пространство - форма существования материальных объектов и процессов (характеризует структурность и протяженность материальных систем); время - форма последовательной смены состояний объектов и процессов (характеризует длительность их бытия). Пространство и время имеют объективный характер, неразрывно связаны друг с другом, бесконечны. Универсальные свойства времени - длительность, неповторяемость, необратимость; всеобщие свойства пространства - протяженность, единство прерывности и непрерывности".

При этом стоит отметить, что последовательная смена состояний объектов и процессов происходит строго в направлении от прошлого к будущему.

На примере механических задач и законов движения небесных тел это никак не проявляется. Законы движения ньютоновской механики одинаково описывают и прямое и обратное движение небесных тел по орбитам, совсем их не различая. Данное свойство физики было названо Т-инвариантностью (симметрией). Этими же свойствами обладают законы электродинамики.

Данное свойство позволяет рассчитывать события, как в направлении будущего, так и прошлого, по одним и тем же законам. Собственно так и рассчитываются орбиты небесных тел, искусственных спутников, траектории баллистических ракет. А французский астроном и математик П. Лаплас, считал, что прошлое и будущее Вселенной могут быть точно вычислены, исходя из точного определения положения и скорости всех частиц во Вселенной, заданными в какой-то момент времени.

Время же всегда течет строго в одном направлении.

Но почему оно не течет в обратную сторону и возможно ли это вообще?

Чтобы ответить на данный вопрос, нужно изучать данную проблему, учитывая, что все процессы в природе взаимосвязаны, и их нельзя рассматривать по отдельности, если мы хотим познать такое понятие как время.

Для начала докажем следующее: Если хотя бы один процесс из всех идущих во Вселенной не будет обладать свойством Т-инвариантности, то он увлечет за собой и все остальные, нарушив и их свойства Т-симметрии.

А такие процессы, зависящие от направления течения времени есть и не одно!

Это не только такие сложные физические процессы как распад частицы нейтрального К-мезона, который происходит так, что он как бы "чувствует" направления течения времени. Есть и более простые для нашего восприятия явления. Например, хорошо знакомое со школы Броуновское движение. Этот процесс необратим. Капнув кусочек краски в стакан с водой, частицы первой распространяются через некоторое время, равномерно по всему сосуду.

Обратные процессы трудно себе представить, хотя теоретически они могли бы быть. Но этого никогда не произойдет, даже если всем частицам воды и краски, рассеянных в сосуде, придать точно противоположные направления скорости, исключив при этом всякие внешние воздействия. Частицы краски никогда не соберутся обратно воедино, поскольку данное событие настолько маловероятно, что можно считать вероятность развития событий по данному сценарию нулевой. При этом прямой процесс Броуновского движения выполняется со стопроцентной вероятностью.

Есть и другие примеры. Например, передача тепла происходит всегда от горячего тела к холодному. Можно, конечно, и обратить этот процесс, но придется затратить при этом энергию.

Все эти процессы хорошо известны и изучены. Между тем, свойства Т-инвариантности рассматриваются физиками для каждых тел и явлений почему-то в отдельности. Но ведь все процессы в природе взаимосвязаны между собой, и даже простейшее объединение рассматриваемого комплекса процессов механики и гравитации, уже нарушает свойства Т-инвариантности, не смотря на то, что по отдельности они им соответствуют.

Пример можно привести довольно простой.

Снимаем на кинопленку движение людей, идущих по улице, один человек из которых спотыкается о камень и падает. Попробуем прокрутить теперь пленку в обратном направлении. Может ли быть такое в реальности, что показывает кинопленка, прокрученная назад? Можно проанализировать.

Чтобы упавший человек, вновь, опершись на камень, о который споткнулся, поднялся и пошел назад, нужно обратить силы инерции, механики и силу тяжести. Тогда, действие процесса падения обратимо. Но вся проблема будет состоять в том, что рядом с падающим человеком тоже шли люди, и если обратить описанные процессы, в том числе и силу тяжести, то идущие люди, просто не удержатся на Земле, а из-за силы антигравитации взлетят в облака.

Это относится и к небесным телам.

Например, происходит столкновение кометы с Луной. Если мысленно запустить затем процессы в обратном порядке, то Луна вернется на исходную точку орбиты, а вот комета как тело не возродится. Миллионы частиц кометного вещества не соберутся во едино и не вытянутся затем в кометный хвост. С соблюдением всех законов движения в обратном порядке (со знаком минус), вместо кометы будет облако пыли, разлетающееся в разные стороны.

По этой самой причине мы не можем узнать о форме и орбите тех комет и метеоритов, которые когда-то столкнулись с Землей, Луной или Марсом. Мы можем только приблизительно оценить их массу, опираясь на размер оставленного кратера.

В этом и состоит противоречие объединения двух сил.

Из всего выше сказанного можно сделать следующие выводы:

1) справедливо, что комплекс одновременно идущих взаимосвязанных процессов, обладающих по отдельности свойствами Т-инвариантности, сам по себе не обязательно будет обладать этими свойствами;

2) в природе всегда есть хотя бы одно тело или процесс, не обладающий свойствами Т-инвариантности;

3) все процессы в природе происходят взаимосвязано (данное утверждение давно научно доказано);

Таким образом, комплекс 1)+2)+3) доказывает, приведенное нами ранее определение, что если хотя бы одно тело или явление не обладает Т-инвариантностью, ей не будут обладать и все остальные тела и явления.

Тем самым, мы дали ответ на вопрос, почему время всегда течет в одном направлении. Если бы оно могло бы течь по другому, то наше пространство и движение в нем не имели бы той привычной для нашего восприятия формы стабильного существования. Не известно, могло ли вообще бы в таком случае существовать само пространство и Вселенная?

Таким образом, для существования и развития нашей Вселенной заложен принцип стабильного течения времени и всегда в одну сторону - от прошлого к будущему.

Все процессы, идущие в природе, стремятся прийти к наибольшему хаосу, наибольшему беспорядку, одновременно поддерживая существование материи во Вселенной. Эти самые процессы обеспечивают выравнивание температуры. Тоже относится и к Броуновскому движению и ко всем процессам, действующим в комплексе, зависимо друг от друга.

Если любой, даже самый упорядоченный процесс начнет развиваться без внешних воздействий, то он всегда будет стремиться к наибольшему беспорядку. Навести порядок в системе можно лишь из вне, воздействуя на нее, затрачивая при этом энергию.

Сама мера беспорядка определяется величиной, введенной еще Л.Больцманом, и называемой - энтропия. Таким образом, в природе, постоянно идет необратимый процесс увеличения энтропии.

Зависимость необратимости роста энтропии и протекания времени строго и согласовано в одну сторону, очевидна. Другое дело, что мы пока не знаем степень этой зависимости.

Но что же такое время?

Формальное определение, гласящее, что время - "...форма последовательной смены состояний объектов и процессов (характеризует длительность их бытия)...", по меньшей мере обобщающее. Данное определение не конкретизирует конкретных объектов и конкретных процессов, по которым определяется смена их состояний, и, следовательно, измеряется само время.

Согласно общепринятым понятиям, эталоном измерения скорости течения времени являются показания атомных часов, идущих по КВАНТОВЫМ СТАНДАРТАМ ЧАСТОТЫ. "Они представляют из себя устройства для точного измерения частоты излучения при квантовых переходах (в СВЧ- и оптических спектрах) атомов, ионов или молекул из одного состояния в другое. В пассивных квантовых стандартах частот, используются частоты спектральных линий поглощения (цезиевая атомно-лучевая трубка), а в активных - вынужденное испускание фотонов (квантовые стандарты частоты на пучке молекул аммиака, атомов водорода). Стабильность частоты атомно-лучевого квантового стандарта частоты, достигает 10-14. Квантовые стандарты частоты используются в навигации и службе времени в качестве эталонов частоты (времени)".

Сами КВАНТОВЫЕ ЧАСЫ (атомные часы), - "устройства для измерения времени, содержащие кварцевый генератор, управляемый стандартом частоты. Роль "маятника" в квантовых часах играют атомы. Частота излучения атомов при переходе их с одного уровня энергии на другой регулирует ход квантовых часов..."

Таким образом, мы все дружно взяли и подстроились под некую скорость течения процессов, идущих при квантовых переходах атомов из одного состояния в другое. Данный эталон применили ко всем телам и явлениям природы, считая скорость течения времени одной и той же для всех других идущих процессов. Но так ли на самом деле?

Ведь существует и так называемый психологический фактор времени, по которому мы обладаем способностью чувствовать его течение, причем также строго в одну сторону.

По официальным стандартам эталона времени человек живет в среднем - 65-70 лет. Но это в среднем. Ведь не все люди, животные и растения каждой особи живут одинаковый срок. Они все и стареют с разной скоростью. А ведь живут все вместе на одной планете - Земля, где согласно ученым, скорость течения времени можно считать постоянной.

Другое дело, если рассматривать зависимость скорости течения времени от гравитации и ускорения. Относительность времени, открытая Альбертом Эйнштейном в начале 20 века, в этом смысле реальна и подтверждается на практике. Но почему мы зациклились на механике и гравитации?

Почему мы завидуем исполинским черепахам, живущим при оптимальных условиях свыше 100 лет, завидуем деревьям, некоторые виды которых (например, тисс ягодный) живут тысячи лет, и в тоже время, сочувствуем насекомым, некоторые особи которых живут всего один летний сезон. А стоит ли это делать?

Ведь все эти цифры - это измерения согласно скорости течения физических процессов атомного мира, в частности частота излучения атомов цезия. А много ли в нас с Вами содержится цезия?

Вот процентное содержание основных химических элементов в организме человека:

Кислород - 65%, Углерод - 18%, Водород - 10%, Азот - 3%, все остальное меньше 1%. Цезием здесь и не пахнет.

Официально наука признала, что существуют так называемые "биологические часы", которые определяют срок жизни каждого живого существа на Земле. И у каждого они идут по своему, со своей скоростью.

Например, скорость реакции комнатной мухи в 10 раз превышает скорость реакции человека. Когда мы заносим над ней рукой свернутую газету и со всей нашей быстротой пытаемся ее шлепнуть, ей видно, что некое существо плавно что-то опускает на нее, создавая ей угрозу. Муха успевает сориентироваться, что есть угроза, откуда она исходит и куда ей лучше отлетать для сохранения жизни, после чего поднимается в воздух и улетает, делая десятки взмахов крыльями в секунду. При этом чаще всего избегает удара.

Таким образом, она успевает за свой короткий период жизни познать в десятки раз больше, чем человек, за этот же период времени. То есть она успевает зафиксировать в десятки раз больше событий и интервалов между процессами. Для мухи, один световой день длится примерно один наш месяц.

С черепахой все по-другому. Она живет дольше человека. Но скорость ее реакции в 2-3 раза меньше, чем у человека. Для нее, прошедший пешком мимо человек, пролетает с такой скоростью, будто он проехал на мотоцикле со скоростью 50 км/ч. Тем самым, за свою жизнь черепаха видит и познает в 2-3 раза меньше, чем человек.

Подобная картина характерна и для деревьев-долгожителей. Чем медленнее растет дерево, тем дольше оно живет. Если срубить дерево, то верхняя часть кроны умрет не сразу, а иногда даже через неделю-две. Помимо этого, у дерева есть еще периоды спячки, в то время, когда мы активны.

Так кто же живет дольше?

Понятие времени на самом деле намного шире, чем мы его себе представляем. Чтобы оценить скорость течения времени в каждой конкретной точке пространства - это одно. Чтобы оценить скорость течения времени для каждого конкретного индивидуума - это другое.

По видимому, есть нечто обобщающее между этими, и еще другими понятиями "времени", которые характеризуют иные идущие процессы. Обобщив эти понятия и оценив степень связи между ними, можно оценить и скорость течения истинного времени для каждого объекта и процесса, идущего во Вселенной.

Под другими процессами, кроме механики, гравитации и биологических, следует понимать: скорость течения химических реакций, которые очень часто зависят от катализатора, ускоряющего эти процессы; силы и процессы электромагнитных полей; электродинамика; квантовые поля; и еще масса тех, о которых мы до сих пор ничего не знаем.

Таким образом "время" в современном его понимании - это только вымеренная скорость излучения атомов при переходе их с одного уровня энергии на другой. То есть, прошло, к примеру, N-цать колебаний частоты некоего атома химического элемента - вот вам и прошла секунда.

"Время" в реально текущих событиях и процессах, происходящих в природе - есть величина не только относительная, но и сильно различающаяся между собой. У нее нет общего критерия скорости, поддающегося какому-то ни было закону, как, например, зависимость скорости течения времени (общепринятого) от силы гравитационного поля и ускорения.

Тем самым, подводя итоги, сказанного, мы не только ответили на вопрос - что же такое время, но и подошли к ответу на другой вопрос - возможно ли путешествовать человеку в прошлое или будущее?

Ответ на данный вопрос достаточно просто понять, если удалось понять, о каком времени спрашивается в данном вопросе.

Если об общепринятом, то да, конечно же, можно путешествовать в будущее (это уже реальный факт), правда, на доли секунд, но все же - результат. Например, дольше живут по общепринятому времени те, кто живет этажом выше или в горах.

На счет прошлого - можно говорить пока только о теоретической возможности, хотя все известные теоретические модели опираются на возможность путешествия в прошлое только при наличии в природе так называемых "белых дыр", представляющих собой выходное отверстие черной дыры. Однако, существование белых дыр еще никем не подтверждено. Поэтому говорить о путешествии в прошлое на данный момент - это фантазировать.

Если же мы ставим вопрос о реально идущим для каждого процесса или объекта понятии времени, то чтобы ответить на этот вопрос, нужно сначала разобраться с ним самим. Мы мало знаем о процессах, идущих у нас под боком, например, таких как шаровая молния, не говоря уже о том, что мы ничего не знаем о существовании миров за пределами нашего понимания. А ведь, в случае их существования, они могут всецело влиять на нас, а, следовательно, и на временные процессы. Поэтому, ответить на данный вопрос удастся лишь тогда, когда мы сможем узнать обо всем, что происходит во Вселенной и за ее пределами. То есть, ответ на данный вопрос будет самым последним, из всех вопросов, ответы на которые будут возникать по жизни.

Опираясь на все сказанное нами ранее, можно попытаться разобраться в вопросе - можно ли остановить время?

Здесь также нужно разобраться - что за время мы будем останавливать. Остановить время для квантов света или химических реакций - это остановить их процессы. Наукой это дело сделано.

Остановить биологические часы человека - это остановить все биологические процессы, без ущерба для жизни, что уже сложнее. Но попытки уже давно ведутся. Имеется в виду - замораживание. Удачных экспериментов по замораживанию и размораживанию человека, еще не было. Были только замораживания.

Однако есть подвижки в экспериментах над холоднокровными пресмыкающимися - змеями и ящерицами, которых удается замораживать и размораживать, без ущерба для их здоровья. В свое время даже наделала много шума история с удачным размораживанием ящерицы, замерзшей во льдах полярного круга, возможно, тысячи лет назад.

Остановить силу гравитации и обратить ее, пока не удалось никому. Если это удастся - это будет настоящая научно-техническая революция. Пока даже не удалось поймать и зафиксировать гравитационные волны, которые по теории должны служить средством распространения и воздействия гравитационных сил.

Удачных попыток полностью остановить (заморозить) процессы электричества пока не было. Ток как бежал со скоростью света или чуть медленнее, так и бежит.

Остановить свет (фотоны) можно. Это уже давно используется, а не так давно раструбили об этом на весь мир, как будто это столь удивительно. О возможности замедления света в среде известно с момента покорения ядерных реакций и строительства первых АЭС.

Процессы передачи тепла удалось не только остановить, но даже обратить вспять. Правда, пришлось затрачивать при этом энергию и воздействовать из вне. Пример довольно простой - холодильники.

С квантовыми полями и субатомным миром наука пока толком вообще не разобралась. Еле-еле удается ловить периодически по одному нейтрино. Что уж тут говорить, о попытках остановить распад тех или иных субатомных частиц.

Однако стоит заметить, что все эти удачные попытки с остановкой течения процессов явили место только при условии воздействия из вне и грубого вмешательства иных процессов. Остановка всех идущих в природе процессов в комплексе - не удалась никому и не удастся еще, наверное, по меньшей мере, миллион лет.

Одно можно сказать уверенно - не будет пространства и всех процессов и явлений, присущих ему, не будет и времени как такового, в любой его форме. Поэтому, самым загадочным и манящими объектами, для познания этих процессов служат черные дыры. Внутри черной дыры пространство и время меняются местами. Помимо этого, любой объект или масса, будь то космический корабль или звездный газ, попавший в черную дыру, будет силой ее гравитационного поля разобран в доли мгновения на такие мельчайшие частицы суб-суб-...-субатомного мира, которые являются кирпичиками, служащими для создания всей существующей материи во Вселенной. Этот материал, вероятно, служит передаточным звеном связи между временем и пространством, который можно использовать как для создания временной сетки трехмерных координат, временем для которой будет служить пространство, так и для создания обычной трехмерной материи пространства, временем для которой будет наше теперешнее время. Какую из моделей строить решается не на уровне нашего понимания. Время же необходимо для каждой трехмерной модели, чтобы развиваться. Без текущих процессов, движения и событий, что существует благодаря течению времени, не будет никакого развития.

@темы: Наука, Физика

---

ВОСПРИЯТИЕ ВРЕМЕНИ В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ

ВОСПРИЯТИЕ ВРЕМЕНИ В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ



Восприятие времени и магнитные поля
Полетами советских «лунников» было установлено, что Луна не имеет заметного магнитного поля. Следовательно, при ориентации на местности лунных путешественников магнитные компасы, к которым мы так привыкли на Земле, окажутся непригодными. Космонавтам придется определять свое местоположение по небесным светилам или пользоваться приборами, действующими на иных принципах. Но главное даже не в этом. Главное в том, что на человека на Луне, а в ряде случаев и на других планетных телах и в межпланетном полете перестанет влиять магнитное поле.
Как известно, все живые существа, населяющие земной шар, развились и постоянно находятся под воздействием геомагнитного поля. Возникает вопрос, не скажется ля его отсутствие на физиологических и психологических функциях человека, и в частности на восприятии времени? Для ответа на этот вопрос попробуем обратиться к магнитобиологии, которая, правда, находится ныне еще в стадии становления.
Немецкие психоневрологи сравнительно давно обратили внимание на то обстоятельство, что в периоды магнитных бурь, когда напряженность геомагнитного поля начинает быстро меняться, увеличивается число нервно-психических больных. Эти данные были получены при изучении 40 тысяч историй болезни, охватывающих пятилетие (1930–1935 гг.). Такие же исследования провели в 60-х годах в США статистической обработкой 29 тысяч случаев нервно-психических заболеваний, охватывающих четырехлетние, причем данный материал сопоставлялся с еженедельными сведениями о напряженности магнитного поля Земли. И здесь подтвердилось, что в периоды магнитных бурь увеличивается число нервно-психических больных и их смертность.
Представляют большой интерес в этом плане также исследования В. Десятова, который проанализировал динамику самоубийств и автомобильных аварий с 1958 по 1964 г. в связи с мощными взрывами на Солнце. Последние вызывают очень сильные магнитные бури на Земле. «Оказывается, — пишет Десятов, — люди со слабым типом нервной системы, а также хронические алкоголики после взрывов на Солнце чувствуют себя крайне подавленными. В результате число самоубийств на вторые сутки после солнечных взрывов возрастает в 4 — 5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца. Поводы для самоубийств, которые в дни спокойного Солнца кажутся несущественными, в дни после солнечных взрывов представляются подчас непреодолимыми.
Число автомобильных аварий во второй день после солнечных вспышек также возрастает — почти в 4 раза по сравнению с днями спокойного Солнца».

Наблюдения подобного рода привлекают к себе все большее внимание ученых. В научной литературе имеется в настоящее время довольно значительное количество сведений я о влиянии электромагнитных волн различной длины на центральную нервную систему животных и человека, а также на внутриклеточные белковые молекулы. Так, американские исследователи подвергали испытуемых воздействию сантиметровых радиоволн. При облучении височной части головы обследуемые начинали слышать звуки, которые локализовались ими в области затылка. При воздействии метровыми волнами на обезьяну отмечалось резкое изменение в ее поведении: вначале животное настораживалось, затем впадало в сон, но через некоторое время пробуждалось в возбужденном состоянии. Муравьи, помещенные в зону трехсантиметровых волн, начинают ориентировать свои усики-антенны параллельно магнитным силовым линиям

Большое количество опытов с различными животными убедительно показало, что электромагнитные поля влияют на нервную систему и вызывают различные физиологические и поведенческие реакции. В этих же экспериментах было выявлено, что в ряде случаев такие реакции мало зависят от энергетических характеристик
воздействующего поля.
Как же влияет электромагнитное поле на психофизиологические реакции животных и человека, в частности на восприятие времени? Ответить на такой вопрос пока можно только предположительно.
Разбирая физиологический механизм условного рефлекса на время, И. П. Павлов писал: «Как понимать физиологически время в качестве условного раздражителя? На это, конечно, точного, определенного ответа пока дать нельзя. Но к известному пониманию этого подойти можно. Как мы вообще отмечаем время? Мы делаем это при помощи разных циклических явлений: захода и восхода Солнца, движения стрелок по циферблату часов и т.д. Но ведь у нас в теле этих циклических явлений тоже немало. Головной мозг за день получает раздражения, утомляется, затем восстанавливается. Пищеварительный канал периодически то занят пищей, то освобождается от нее и т.д. И так как каждое состояние органа может отражаться на больших полушариях, то вот и основание, чтобы отличать один момент времени от другого. Возьмем короткие промежутки времени. Когда раздражение только что нанесено, оно чувствуется очень резко. Когда мы входим в комнату с каким-либо запахом, то мы сначала ощущаем его очень сильно, а затем все меньше и меньше. Состояние нервной клетки под влиянием раздражения испытывает ряд изменений. Точно так же и в обратном случае. Когда раздражитель прекращается, то сначала он чувствуется еще очень резко, а затем все бледнее и бледнее, и, наконец, мы совсем его не замечаем. Значит, опять имеется ряд различных состояний нервной системы. С этой точки зрения можно понять как случаи рефлексов на перерыв раздражителя и следовых рефлексов, так и случаи рефлекса на время. В приведенном опыте животное периодически подкармливалось, ряд органов в связи с этим проделывал определенную деятельность, т.е. переживал ряд определенных последовательных изменений. Все это давало себя знать в больших полушариях, рецептировалось ими, и условным раздражителем делался определенный момент этих изменений» (1951–1952, стр. 57).
Таким образом, циклические явления в различных местах организма могут явиться как бы биологическими часами, позволяющими животным «отмерять» те или другие промежутки времени. Это тем более так, что изолированные органы и ткани действительно сохраняют в определенных условиях автономный ритм деятельности (скажем, извлеченное сердце продолжает ритмические сокращения с определенной частотой и т.д., о чем подробнее речь будет впереди). Все эти различные ритмы в организме синхронизированы. На уровне высших животных таким синхронизирующим и регулирующим аппаратом является центральная нервная система.
М. Брейзе высказала предположение о том, что роль синхронизатора протекания всех процессов в самой центральной нервной системе выполняет ритмическая активность мозга, сопровождающаяся определенными биоэлектрическими явлениями. По мнению многих электрофизиологов (Винера, Гудди, Голубарга, Энлайкера и др.), эта ритмическая активность, по-видимому, и есть эталон времени некоего ритма, с которым сравниваются периодики сердечной деятельности, дыхания, двигательных актов и т.п. Не случайно в электроэнцефалограмме имеются характеристики, известные под названием стационарных временных рядов. Не исключена также возможность, что изменение ритмической активности мозга приводит к сдвигам в восприятии времени, а соответственно своих движений и движений окружающих.
Г. Уэллс в фантастической повести «Новейший ускоритель» нарисовал картину изменения движений своих героев и восприятия ими окружающей обстановки во времени. Но нечто подобное действительно можно встретить при некоторых заболеваниях центральной нервной системы, при приеме некоторых фармакологических средств и при воздействии необычных раздражителей на человека. Характерны в этом плане результаты наблюдений Э. М. Башковой и Е. М. Захарьянца за одним мальчиком в возрасте 12 лет, который ранее не страдал какими-либо отклонениями в области психики. После приступа малярии у него появился ряд своеобразных изменений в сенсорной сфере. Все предметы стали казаться больному значительно меньшими по величине. Скорость он начал воспринимать неправильно: все ему представлялось совершающимся быстрее (люди, например, не шли, а бежали). Поэтому сам он стал делать все очень быстро. После лечения хининам указанные явления исчезли.
В различных исследованиях установлено, что на поверхности тела животных и человека имеются электрические потенциалы, распределяющиеся по определенному закону. Это распределение, по мнению Р. Беккера, обусловлено направленностью потока электронов по ходу нервных волокон. Была также высказана мысль, что система биоэлектрических потенциалов может взаимодействовать с колебаниями магнитного поля Земли. Эта гипотеза подтверждается, в частности, в опытах на улитках американского биолога Ф. Брауна, который доказал, что поведение последних в значительной степени зависит от изменения геомагнитной обстановки.
Как известно, магнитное поле Земли «пульсирует» с частотой от 8 до 16 колебаний в секунду. Основываясь на этом факте, некоторые ученые высказали предположение, что именно с влиянием такой пульсации связано наличие основного ритма биопотенциалов головного мозга — альфа-ритма, имеющего ту же частоту. Кроме того, советский ученый А. Пресман считает, что периодически изменяющееся геомагнитное поле является источником некоторой информации. С этой точки зрения увеличение количества, например, нервно-психических больных в периоды магнитных бурь объясняется следующим образом. Хаотически изменяющаяся частота колебаний магнитного доля Земли может навязать биологическим процессам несвойственные им ритмы, т.е. ввести в организм, по выражению Пресмана, «вредную» информацию. У здорового человека нервная система хорошо адаптируется к изменениям окружающей среды. Но при нервном истощении или заболеваниях она становится чрезмерно чувствительной к воздействиям извне. Ослабленная нервная система не справляется с возросшей нагрузкой (в том числе из-за пертурбаций геомагнитного поля) и в результате возникает нервное расстройство или происходит обострение ранее имевшейся болезни.
Одним из авторов (В. И. Лебедевым) было высказано предположение, что изменение частоты ритма биопотенциалов головного мозга может влиять на субъективную оценку временных интервалов. Об этом свидетельствуют специально проведенные нами эксперименты (В. П. Лебедев, О. Н. Кузнецов, А. Н. Лицов, Р. Б. Богдашевский).
У испытуемых по электроэнцефалограмме уточнялась частота альфа-ритма. С той же частотой подавались различные раздражители (световые или звуковые). До этого на фоне неизмененной электроэнцефалограммы испытуемые по сигналу воспроизводили временные отрезки. Точность воспроизведения регистрировалась на лентопротяжном устройстве. Затем с помощью указанных раздражителей ритм биопотенциалов головного мозга учащался или замедлялся. На таком измененном фоне испытуемые тоже воспроизводили временные отрезки. И вот оказалось, что при учащении ритма биотоков мозга обследуемые недооценивали временной интервал, а при замедлении — переоценивали. Так, один из испытуемых 20 — секундный промежуток воспроизвел соответственно за 18,2 и за 21,6 сек. Особенно страдала оценка временных интервалов при «сбоях», когда в самом ходе оценки врач, применяя раздражители, начинал изменять (то плавно, то резко) частоту альфа-ритма. Однако при введении коррекции ошибок обследуемые начинали точно воспроизводить временные отрезки и при измененном ритме биотоков мозга.
Из всего сказанного можно, на наш взгляд, заключить следующее. На нервную систему животных и человека влияют каким-то образом физические поля, в том числе и геомагнитное поле. Весьма вероятно, что с пульсацией последнего связана работа «биологических часов» организма, с ритмом которых соотносятся физиологические процессы. В таком случае нельзя не учитывать проблем, которые возникнут при выходе космонавтов за пределы земной магнитосферы. Отсутствие заметных магнитных полей на Луне и некоторых других небесных телах, прохождение при космических полетах участков с мощными магнитными полями, встреча с иными по сравнению с привычными на Земле ритмами магнитных явлений в космосе — все это может так или иначе повлиять на деятельность «биологических часов», а значит и на течение психофизиологических процессов человеческого организма. Сейчас трудно сказать, какова будет степень такого влияния и в чем оно выразится. Может быть, окажется реальной угроза разлаживания «биологических часов» и возникновения соответствующих серьезных расстройств психофизиологических функций. Тогда придется изыскивать пути и средства глубокого вмешательства в самые интимные внутриорганизменные процессы с целью искусственного их регулирования в нужном направлении, несмотря на неблагоприятную ситуацию. А может быть подобного разлаживания не произойдет, поскольку в процессе эволюции земной жизни выработались стойкие ритмы биохимических реакций, которые смогут в той или иной мере «справиться» с нарушениями ритмики в электрофизиологической области. Тогда дело может ограничиться лишь частными сдвигами в работе «биологических часов», сравнительно легко преодолимыми. B конечном итоге, как бы там ни было, ныне становится все более ясным, что обстоятельное изучение воздействия геомагнитного поля и его изменений, а также влияния амагнитной среды на человеческий организм (и на отражение человеком внешнего мира) включается логикой развития науки в повестку дня.

В процессе эволюционного развития у растений и животных выработались физиологические приспособления к периодическим геофизическим и метеорологическим изменениям, связанным с вращением Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца (к наступлению светлого периода суток и темноты, повышению температуры и увеличению космической радиации в дневное время, изменению влажности и барометрического давления воздуха в ночное время, смене времен года и т.д.). Одним из наиболее характерных таких приспособлений является суточный ритм сна и бодрствования. При этом обнаруживается снижение температуры тела, пульса и дыхания, обменных процессов и других физиологических функций организма ночью и повышение их днем.
Даже такие явления, как рождение и смерть, подчиняются суточной периодичности. По данным Ф. Халберга, наибольшее их количество падает на время между 23–01 часами.

В орбитальном полете смена дня и ночи может быть очень частой. Так, Г. С. Титов в течение суток встретил 17 «космических зорь». В межпланетном же полете, который может продолжаться многие месяцы и даже годы, вообще не будет наблюдаться столь привычной для жизни на Земле суточной (и сезонной) периодики. Наконец, при высадке на то или другое небесное тело чередование дня и ночи также окажется существенно отличным от земного (на Луне, например, сутки длятся почти
месяц по земному счету). С другой стороны, космонавтам придется нести полетную вахту, вести научные исследования, поддерживать связь с Землей и т.д., для чего нужна определенная организация труда и отдыха во времени. В связи со всем этим
возникают проблемы влияния нарушений привычной земной рит мики на психофизиологические функции человека и создания нового оптимального ритма жизнедеятельности на межпланетном космическом корабле.

В 1729 г. астрономом де Мераном, которого особенно интересовало вращение Земли вокруг своей оси, было сделано открытие. Он обнаружил, что у растений, выдерживаемых в темноте и при постоянной температуре, наблюдается такая же периодичность движения листьев, как и у растений, выдерживаемых в условиях чередования света и темноты. Эксперименты подобного рода были продолжены в последующие годы над совершенно различными организмами — от одноклеточных до человека. В результате удалось установить, что даже простейшие живые существа, помещенные в условия постоянного освещения (или темноты), сохраняют ритм колебаний активности и покоя, роста, деления и т.д., приближающийся к 24-часовому циклу. Ритмы с таким периодом Ф. Халберг назвал «циркадными» (от латинских слов: «circo»-около и «dies»-день).
Так, серия опытов была поставлена с белкой-летягой, ведущей ночной образ жизни. Животных помещали в клетку с беличьим колесом, снабженным устройством для записи числа оборотов, и держали в полной темноте несколько месяцев. Графики активности летяг, полученные с помощью колеса, со всей очевидностью показали, что белки оживлялись каждый вечер. Беготня в колесе начиналась всякий раз через один и тот же промежуток времени, примерно равный суткам.
В серии экспериментов на мышах было установлено, что у шести поколений этих животных, непрерывно выдерживаемых при свете, сохраняется одна и та же спонтанная частота колебаний физиологических функций (двигательной активности, фаз сна и бодрствования и др.), приближающаяся к циркадному ритму. Небезынтересно сообщение Бюнинга о циркадных колебаниях, которые сохранялись в изолированной петле кишечника хомяка, помещенной в физиологический раствор. Имеются также данные о циркадной периодичности клеточного деления в тканевых культурах млекопитающих.
Таким образом, по современным научным представлениям, у всех видов растений и животных, помещенных в так называемые постоянные условия, проявляется физиологическая ритмичность циркадного типа. С этим фактором и связана идея о существовании в организмах «биологических часов», от которых зависит регулирование физиологических процессов.
В основе регуляции самих циркадных ритмов большей части одноклеточных организмов и растений лежат, очевидно, внутриклеточные биохимические процессы. Их ритмичность выработалась в многомиллионнолетнем приспособлении к суточной периодичности дня и ночи на нашей планете. Здесь мы хотели бы лишь подчеркнуть, что у растений нет центральных механизмов, которые бы управляли всеми циркадными ритмами.
Немецкий ученый Г. Клюк в специальных экспериментах показал, что у червей, членистоногих и других беспозвоночных регуляция суточной ритмики физиологических функций осуществляется нервной системой, в частности подглоточным ганглием.
Наиболее четкие данные о центре, управляющем ритмом двигательной активности в течение суток, были получены английской исследовательницей Жанет Харкер в опытах с тараканами — типичными ночными насекомыми. Оказалось, что у этих насекомых роль главных «биологических часов» выполняет подглоточный ганглий, выделяющий определенные химические вещества. Так, у тараканов, ранее находившихся в условиях непрерывного освещения и потерявших заметно выраженный ритм двигательной активности, удалялся собственный подглоточный нервный узел и заменялся другим ганглием, взятым от ритмически активной особи. Через несколько дней активность оперированного насекомого становилась четко ритмичной, причем этот ритм соответствовал ритму таракана-донора.
Особенно замысловаты физиологические механизмы циркадного ритма у высших позвоночных животных. Здесь обнаруживаются и более простые регуляторы, имеющие тесную связь с обменом веществ, и учет более сложных временных отношений, которые координируются корой больших полушарий. При этом суточная периодичности сна и бодрствования сохраняется у животных и после удаления коры. Точно так же остается и суточная ритмика колебаний температуры тела, обменных процессов, частоты пульса, кровяного давления, дыхания и других вегетативных функций. Отсюда следует, что поддержание циркадных ритмов относится к сфере безусловнорефлекторной деятельности, которая более устойчива к случайным колебаниям внешней среды, а центры циркадной регуляции находятся в подкорковых образованиях и в стволовой части головного мозга.
Из обыденной жизни известно, что некоторые люди обладают удивительной способностью чувствовать время. Они точно и безошибочно определяют час дня, хорошо различают временные промежутки, длительность пауз и т. д. Поскольку космонавты в межпланетном полете будут находиться, как правило, в постоянных
условиях, но без привычных геофизических воздействий, возникает вопрос, в какой степени человек сможет оценивать циркадную ритмику физиологических процессов, т.е. пользоваться «биологическими часами» в такой ситуации.
В отмеченном плане представляют большой научный интерес наблюдения за членами экспедиций, находящихся в Арктике, где такой фактор, как восход и заход солнца в течение суток, отсутствует. Из результатов, полученных М. Лоббаном, который проводил исследования на Шпицбергене в период полярного дня, явствует, что непрерывное двухмесячное дневное освещение не действует заметным образом на циркадную ритмику физиологических процессов людей, прибывших из средних широт.
Для имитации межпланетного полета используются, как известно, сурдокамеры. Они позволяют не только устранять некоторые геофизические факторы (смену светлого периода суток ночью, природный шум, перепады температуры и влажности воздуха, колебания радиации и т.д.), но и в какой-то мере исключать влияние социального окружения.
В сурдокамере Ф. Д. Горбов провел следующий опыт. Испытуемый знал о продолжительности эксперимента (7 суток), но у него не было часов для контроля за временем и отсутствовал распорядок дня. По инструкции он мог, когда хотел, ложиться спать, есть, вести записи в дневнике, заниматься гимнастикой и т.п. Через несколько суток испытуемый дезориентировался во времени, что было видно из его отчетов по радиопереговорному устройству. По представлению обследуемого время текло медленнее, чем на самом деле. Так, он подготовился к выходу из сурдокамеры на 14 час. раньше намеченного срока.
А. Ашофф в своем опыте помещал группу испытуемых в специально оборудованный бункер, находящийся глубоко под землей, что исключало проникновение звуков. Обследуемые лица сами готовили пищу и были полностью предоставлены самим себе.
Они гасили свет перед сном и включали его при пробуждении. За испытуемыми с помощью специальной аппаратуры велось постоянное наблюдение с регистрацией физиологических функций. За 18 суток обследуемые «отстали» от астрономического времени на 32,5 часа, т.е. их сутки состояли не из 24, а почти из 26 часов. В этом ритме к концу эксперимента у испытуемых и наблюдалось колебание всех физиологических функций.
Интересны также опыты французских спелеологов, которые вместо сурдокамеры использовали глубокие пещеры. Так, в 1962 г. Мишель Сиффр провел в одной из пещер 2 месяца. Из его отчета явствует, что в условиях одиночества и отсутствия связи с внешним миром для экспериментатора вскоре «распалась связь времени…»
Через 1000 час. (более 40 суток) ему казалось, что прошло всего лишь 25 суток. А когда необычный эксперимент закончился и друзья пришли за Сиффром, он заявил: «Если бы я знал, что конец так близок, я бы давно съел оставшиеся помидоры и фрукты».
3 года спустя опыт повторили еще двое ученых — Антуан Сонни и женщина — спелеолог Жози Лорез. Шесть месяцев провел под землей молодой французский спелеолог Жан-Пьер Мерете. Однако материалов, относящихся к восприятию времени и суточной ритмике в этих экспериментах, нам найти не удалось.
В 1967 г. восьмерка венгерских исследователей провела под землей в одной из пещер Будайских гор ровно месяц. Члены экспедиции не имели ни часов, ни радиоприемника. И когда они получили по телефону приказ подняться на поверхность, то оказалось, что подсчеты времени, произведенные в пещере, на четверо суток отстали от действительности. При этом «биологические часы» первые 10 дней у всех членов экспедиции вели себя синхронно, а потом во временной ориентации начались расхождения.
Из сказанного можно заключить, что хотя физиологические процессы человека при постоянных условиях продолжают сохранять какое-то время циркадную ритмичность, однако ориентация без «времядатчиков» становится нереальной.

Учитывая сказанное выше о циркадных ритмах психофизиологических процессов, казалось бы было целесообразным в длительных межпланетных полетах сохранить для членов экипажа привычную ритмику земных суток. Но, по всей вероятности, это будет невозможно.
Мы уже говорили, что в длительном полете люди при управлении межпланетным кораблем будут включены в систему «человек — автомат». Главной функцией оператора в этой системе при ее нормальной работе является наблюдение за показаниями приборов. Деятельность космонавта, однако, будет отличаться от обычной операторской деятельности, скажем, на пульте управления современной электростанцией. Оператор космического корабля должен выполнять параллельно несколько управленческих функций, которые могут быть связаны с весьма далекими друг от друга областями науки и техники. Например, контроль за работой аппаратуры замкнутого или полузамкнутого экологического цикла требует биологических знаний, а контроль за режимом и траекторией полета — астрономических и навигационных знаний. В общем виде функции оператора-космонавта будут в основном заключаться в компенсирующем слежении по многим индикаторам, операциях контроля за величинами регулируемых параметров объекта, математической и логической обработке поступающей от приборов и сигнализаторов информации, обобщении результатов контроля я сравнении их с программой, выработке решения по управлению объектом и реализации этого решения.
Необходимо подчеркнуть, что в длительном космическом полете отнюдь не исключена возможность выхода из строя тех или иных устройств и систем, возможность возникновения непредвиденных осложнений, которые потребуют от космонавта экстренного перехода от наблюдения к действиям. Практически вообще немыслимо предусмотреть все варианты отклонений в режиме работы механизмов, все неисправности и аварийные ситуации. Только разумными мероприятиями человека, обладающего большими знаниями и опытом, можно своевременно справиться с неожиданностями и случайностями. Поэтому космонавт, несущий вахту, всегда должен будет находиться в состоянии высокой готовности к действию. От степени такой готовности прямо зависит эффективность вмешательства человека в ход событий. Говоря языком кибернетики, оператор-космопавт должен выполнять роль «ждущей схемы». Именно готовность к действию является важным фактором надежности человека как звена в системе «человек-автомат», обусловливает насущную необходимость несения вахты членами экипажа межпланетного корабля.
Здесь сразу же возникает вопрос: как долго космонавт, несущий вахту, может находиться в состоянии достаточной готовности л действию, или другими словами, когда у него разовьется утомление, которое может отразиться на качестве операторской деятельности? В настоящее время с полной определенностью ответить на этот вопрос невозможно. Однако, используя данные, накопленные физиологией и психологией труда, ученые уже сейчас ищут пути к определению оптимального времени несения вахты в космическом полете.
Характеризуя трудовой процесс, К. Маркс писал: «Кроме напряжения тех органов, которыми выполняется труд, во все время труда необходима целесообразная воля, выражающаяся во внимании, и притом необходима тем более, чем меньше труд увлекает рабочего своим содержанием и способом исполнения…» (Капитал, т. I, стр. 185). Из различных качеств внимания к наиболее профессионально значимым относятся: интенсивность (точнее, сосредоточенность), устойчивость, быстрота переключения и широта распределения. Само оно «обусловлено такой организацией деятельности, при которой определенные восприятия, мысли или чувства нами сознаются отчетливо,— в то время как другие отходят на второй план или вовсе сознательно не воспринимаются» (К. К. Платонов, 1962, стр. 41).
Профессии оператора в автоматических системах свойственна именно высокая интенсивность внимания почти на всем протяжении несения вахты. Двигательные акты имеют для этой профессии гораздо меньшее значение. Но еще К. Маркс отмечал, что «непрерывная монотонность работы ослабляет напряженность внимания и подъем энергии, так как лишает рабочего того отдыха и возбуждения, которые создаются самым фактом перемены деятельности» (Капитал, т. I, стр. 348). Эта мысль нашла подтверждение в специально проведенных экспериментах и при исследовании протекания трудовых процессов у лиц так называемых наблюдательных профессий.
Например, по В. В. Суворовой, Ю. В. Идашкину и С. С. Гаджиеву, опыт дежурств на современных автоматизированных электростанциях показывает, что даже такие на первый взгляд легкие дежурства, в течение которых персонал не производил никаких операций, а был занят исключительно надзором и ожиданием каких-либо аварийных нарушений, приводят к исключительно сильному нервному напряжению. По окончании смены операторы оказываются не в состоянии осуществлять какую-либо умственную деятельность, плохо спят, у них резко повышается раздражительность и т.д. Многочисленные данные советских и зарубежных ученых свидетельствуют о том, что через 5–6 час. наблюдения даже при нормальной работе автоматических устройств бдительность человека постепенно снижается. Соответственно уменьшается его надежность как звена в системе «человек — автомат». Исследователями также отмечается, что на процесс утомления большое влияние оказывают отрицательные эмоции.
Если учесть, что на космонавта будет действовать ряд неблагоприятных факторов (в том числе и большая продолжительность полета), то, видимо, утомление на космической вахте будет развиваться раньше, чем через 5–6 часов. Следовательно, наиболее оптимальным временем работы в этих условиях явится срок, не превышающий четырех часов (с обязательным предварительным отдыхом и сном). Такой вывод в какой-то мере подтверждается практикой длительных автономных плаваний подводных лодок, когда моряки несут каждый четырехчасовую вахту.

В первых межпланетных полетах число членов экипажа будет, надо полагать, невелико. Поэтому организовать несение четырехчасовой вахты в течение земных суток будет трудно (если вообще возможно). Выход из такой ситуации мыслим по линии изменения продолжительности суток, изменения ритма жизнедеятельности людей на межпланетном корабле.
Обратимся прежде всего к фактам, полученным гигиеной труда и связанным с влиянием работы при различных распорядках дня на психофизиологические процессы. В. П. Соловьева и Г. М. Гамбашидзе провели наблюдения за работниками метрополитена, которые длительное время (от 6 до 22 лет) выходили только в ночную смену. Исследовались температура тела, частота пульса, кровяное давление, устойчивость внимания и другие психофизиологические явления. В результате выяснилось, что, несмотря на многолетний стаж работы исключительно в ночное время, почти у всех обследуемых не произошло перестройки суточного ритма физиологических функций. Изменения последних носили синусоидальный характер с максимумом днем (в 12 — 16 час.), т.е. когда наблюдаемые отдыхали, и минимумом ночью (в 02 — 04 часа), т.е. когда наблюдаемые работали. Иными словами, их кривые в основном совпадали с известными классическими кривыми, подученными у людей с обычным режимом сна и бодрствования.
Для выявления психофизиологических сдвигов под влиянием восьмичасовой работы в ночную, вечернюю и дневную смены у линотипистов Г. П. Волхина и Р. И. Крюк изучали состояние их внимания по методу корректурных таблиц. Определялись также пороговая чувствительность слуха и другие функции организма. Оказалось, что наиболее низкие данные по перечисленным методикам были получены в ночную смену, наиболее высокие — в дневную, а функциональные сдвиги в вечернюю смену занимали промежуточное положение. Короче говоря, и в этом случае не происходило перестройки психофизиологических функций из-за ночной работы.
Э. И. Брантом и О. И. Марголиной были обследованы бригады локомотивов и кондукторские бригады, сопровождающие товарные поезда. У людей этого профиля сутки раздроблены последовательным чередованием сна и работы, причем без строгого графика (или по разным графикам). Иными словами, здесь налицо типичный пример нарушения суточного стереотипа. Наблюдения показали, что в течение ряда лет такого необычного чередования работы и отдыха организм приспосабливается к отсутствию постоянного режима. Это приспособление выражается в способности рабочих локомотивных и кондукторских бригад быстро засыпать в любое время суток, даже тогда, когда дневному сну при отдыхе на станции «оборота» предшествовал нормальный ночной сон дома. Однако и такая ситуация не изменяет обычных кривых суточных колебаний физиологических функций.
Как видим, геофизические факторы (дневной свет и т.д.), а также социальное окружение (ритм жизни семьи, работа государственных, увеселительных и других учреждений) имеют для человека гораздо большее значение, чем собственный ритм работы, отдыха, приема пищи и т.п.
Очень важную роль в осуществлении физиологических функций играет мышление, которое позволяет определять отношение к текущему моменту суток (окажем, в освещенном метрополитене ночью).
Здесь уместно напомнить о результатах наблюдений за лицами, совершившими перелеты в другие районы Земли со сдвигом времени в 6 — 12 час. Под влиянием смещенного ритма геофизических факторов и жизни окружающих людей у этих лиц в течение нескольких дней (обычно не более 15) происходит перестройка всех физиологических процессов применительно к новым условиям существования. Между тем при измененном режиме суток, но в привычной среде такая перестройка, как мы уже видели, не наблюдается даже в течение многих лет.
Большое количество экспериментов свидетельствует о том, что на перестройку ритма физиологических функций растений и животных основное воздействие оказывают свет и температура. Хотя живые организмы и способны поддерживать циркадную ритмику, это вовсе не означает неизбежность сохранения постоянной ее частоты при любых условиях жизни. Ведь организм — «открытая система», он все время находится под влиянием окружающей среды и приспосабливается к ее изменениям. В частности, такие факторы, как свет и температурные воздействия, служат в условиях Земли своеобразными датчиками времени. Они являются как бы сигналами для синхронизации циркадного ритма физиологических функций с астрономическим временем.
Еще И. П. Павлов показал, что чем выше организовано животное, тем быстрее и лучше оно приспосабливается к изменяющимся условиям внешней среды. Такое приспособление совершается посредством образования временных связей в коре головного мозга. Именно с помощью механизма условных рефлексов происходит подлаживание к изменяющейся ситуации также безусловнорефлекторной деятельности, к которой относится и циркадная ритмика физиологических функций. «Самая общая характеристика живого существа, — писал Павлов, — состоит в том, что живое существо отвечает своей определенной специфической деятельностью не только на те внешние раздражения, связь с которыми существует готовой со дня рождения, но и на многие другие раздражения, связь с которыми развивается в течение индивидуального существования, иначе говоря, что живое существо обладает способностью приспосабливаться» (1951–1952, т. 3, стр. 77–78).
Весьма ценны для изучения приспособления физиологических функций высших животных к измененным ритмам жизнедеятельности опыты О. П. Щербаковой, проведенные на обезьянах. Эксперименты осуществлялись в течение года в специально оборудованном домике с искусственным освещением. Изучались физиологические функции при двухфазном, укороченном, удлиненном и других суточных режимах. Оказалось, например, что при установлении двухфазного суточного ритма у большинства обезьян уже на третий день возникает соответствующий ритм двигательной активности, а затем, на 6 — 13-й день, образуется двухфазность в температурной кривой, в частоте пульса, дыхания, в динамике других физиологических процессов.
С развитием космической техники в Советском Союзе и за рубежом были начаты эксперименты по изучению различных режимов суточной деятельности в условиях, имитирующих космический полет. У нас пионером в этой области явился коллектив ученых, возглавленный Ф. Д. Горбовым.
Нами (0. Н. Кузнецов, В. И. Лебедев, А. Н. Липов) были проведены опыты в условиях сурдокамеры по изучению «перевернутого» (бодрствование в ночное время, а сон — в дневное), дробного и других режимов. Исследование осуществлялось при полном одиночестве, изоляции от внешних световых и звуковых раздражителей, отсутствии двухсторонней речевой связи. В эксперименте участвовали мужчины в возрасте от 26 до 38 лет, прошедшие полное клиническое обследование. У испытуемых был строго регламентированный распорядок дня, который включал выполнение операторской деятельности, активный отдых и сон. При двухфазном ритме обследуемые занимались всем этим дважды в сутки, при трехфазном — трижды.
В результате экспериментов выяснилось, что чем больше отклоняется режим жизнедеятельности человека от привычного, тем тяжелее это переносится. Особенно трудным оказался трехфазный ритм. Вообще при смене обычного режима новым у испытуемых на вторые — пятые сутки восстанавливается исходный уровень работоспособности и они начинают засыпать в отведенные новым распорядком часы. Но соответственная перестройка вегетативных функций (пульс, дыхание, температура тела, обменные процессы и др.) наступает лишь на 8 — 15-й день и не всегда полностью заканчивается даже к концу пятнадцатых суток. Из всех измененных режимов, изучавшихся Горбовым и нами, наиболее приемлем, по-видимому, дробный с двухфазным сном. Однако у всех испытуемых при этом ритме субъективно не отмечалось законченности каждого цикла. Они продолжали отсчитывать время обычными земными сутками. По всей вероятности, и на межпланетном корабле будет бортовое и московское время. В какой-то степени с подобной системой отсчета сталкиваются многие люди на нашей планете и ныне. Например, обитатели Владивостока, живя по местному (поясному) времени, при необходимости соотносят его с московским временем.
В целом, если для животных при перестройке суточного режима основное значение имеют физические воздействия (свет, температура и др.), то для человека, как справедливо подчеркивает 0. Н. Кузнецов, существенной оказывается психическая деятельность, волевая направленность на выполнение распорядка дня, умение быстро переорганизоваться в соответствии с изменением ситуации. Нами было установлено, что приспособление физиологических функций к новому ритму особенно затруднялось у тех людей, которые постоянно старались представить себе, что происходит в текущий момент суток вне камеры.
Надо полагать, что при разработке распорядка дня для каждого конкретного межпланетного полета будут учитываться число членов экипажа, объем работы, наличие помещений для отдыха и т.д. Не исключена возможность, что ритм космических суток будет выглядеть примерно так: 4 часа операторской деятельности, 4 часа активного отдыха и 4 часа сна. В период активного отдыха космонавты не ограничатся физическими тренировками. Для ликвидации утомления необходима рационально организованная смена вида деятельности. Поэтому, вероятно, часть времени после несения вахты у космонавтов будет занята научными экспериментами, обобщением полученных результатов и т.д.
Большое значение для восстановления работоспособности имеет смена эмоционального состояния. И. М. Сеченов указывал, что важными факторами здесь могут быть оживление настроения, музыка и т. п. Космонавты, безусловно, будут просматривать специально подобранные цветные фильмы, слушать музыкальные произведения, записанные на пленку, читать книги. Весьма существенную роль сыграют радио и сверхдальнее телевидение. С помощью этих средств космонавты смогут постоянно следить за жизнью на Земле, «бывать» в театрах, кино, на стадионах, общаться с родственниками и друзьями.
Важно, чтобы все члены экипажа (или, по крайней мере, большинство) прием пищи осуществляли одновременно, и чтобы их активный отдых протекал, как правило, не в одиночестве. Внутриколлективные контакты не только в процессе работы, но и в свободное время будут благотворно сказываться на тонусе нервной системы, на настроении космонавтов.
Напряженная работа головного мозга в часы бодрствования, его постоянное реагирование на бесчисленные раздражители внешней среды, как известно, приводят к истощению многие клетки коры головного мозга. Восстановление их работоспособности происходит в период сна. Вот почему на межпланетном корабле необходимо будет создать условия для полноценного сна космонавтов.
Опыт восьмисуточного полета американского корабля «Джеминай-5» показал, что спать по очереди в рабочем помещении весьма трудно. Космонавты Г. Купер и Ч. Кондрад, осуществлявшие такой распорядок она, жаловались на то, что малейший шум, даже перелистывание бортового журнала, будил их, поскольку в кабине было вообще-то очень тихо. Отсюда необходимость специального помещения-спальни на межпланетном корабле. Если все же в него будут проникать мешающие сну звуки, то в таком случае мыслимо создание «звукового подпора», т.е. генерации монотонного шума или шума, напоминающего морской прибой, дождь с ветром и т. д. Этот шум заглушит нежелательные звуковые явления и поможет засыпанию. Но дело не только в специальном помещении и звуковой изоляции. Космонавты должны выработать в себе способность при необходимости быстро засыпать. Такая способность была обнаружена во время сурдокамерных испытаний, например, у Ю. А. Гагарина. Он показал умение расслабляться даже в короткие паузы, отведенные для отдыха, моментально засыпать и самостоятельно пробуждаться в заданный срок.
Как выявили наши исследования, четырехчасовой сон после 8 часов бодрствования позволяет в условиях сурдокамеры восстановить работоспособность человека полностью. Вместе с тем при организации распорядка на космическом корабле важно будет установить для каждого члена экипажа строго постоянные часы вахт, отдыха и сна. Несомненно, что дальнейшие эксперименты на Земле, а также опыт орбитальных полетов позволят уточнить и отработать оптимальные ритмы космических суток.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
К. Э. Циолковский еще на заре воздухоплавания писал: «Верю в блестящее будущее человечества, верю, что человечество не только наследует Землю, но и преобразует мир планет. Отсюда, из сферы Солнца, начнется расселение человечества по всей Вселенной. В этом я глубоко убежден. Это удел земного человека. Он должен преобразовать многие планетарные системы».
Научные предвидения основоположника космонавтики начинают сбываться в наши дни. Человечество готовится к преодолению все новых и новых рубежей в великом деле освоения космоса. Расширяется фронт возникающих здесь сложнейших научно-технических проблем, над решением которых трудятся тысячи и тысячи ученых, конструкторов, инженеров, техников и рабочих.
Одной из таких проблем является выяснение возможностей человека адекватно отражать пространство и время вне Земли. Мы попытались обобщить научный материал, относящийся лишь к некоторым сторонам этой проблемы. Здесь предстоит еще огромная исследовательская работа. Особняком стоят почти неизученные вопросы восприятия пространства и времени при полетах с околосветовыми скоростями. Но нет сомнения в том, что какие бы трудности ни ожидали людей, участвующих в штурме космоса, все препятствия будут преодолены, и космическое будущее человечества станет фактом.

@темы: Наука

---

В продолжение нашего разговора с Буаку.

О перемещении во времени

Шаг в прошлое - задача будущего

"Не могли ваши веганцы двадцать шесть лет назад наперед с точностью до минуты знать, в какой именно момент будет включена Машина. Для того, чтобы передача прекратилась именно 31 декабря 1999 года, они должны были посылать извещение в прошлое! Так ведь?"

Карл Саган "Контакт"

Какие только предсказания писателей-фантастов не сбывались за более чем вековую историю этого жанра литературы! Появились и "лучи смерти" - лазеры, люди изобрели реактивные самолеты, ракеты, радиотелефоны, телевизоры, не создано лишь одного - вожделенной и загадочной Машины Времени. Некоторые уже начали ставить ее в один ряд с вечным двигателем и подобными авантюрными проектами.

Однако профессор теоретической физики Университета Коннектикута Рональд Мaллет (Ronald Mallett) верит, что он нашел практический способ создания машины времени. Несмотря на то, что эта идея выглядит сумасбродной, в теории она должна сработать: не один из известных законов физики не запрещает путешествий во времени, а задача перемещения вещей во времени вперед и назад теоретически должна довольно-таки легко решаться. К сожалению, пока только теоретически.

Основным инструментом для своей работы со временем Маллет избрал свет. Он выяснил, что циркулирующий луч света, замедленный до очень низких скоростей, может стать ключевым компонентом аппарата для путешествий во времени. Однако, создание машины времени Маллета может стать довольно трудной задачей, так как для снижения скорости света требуются температуры близкие к абсолютному нулю. В будущем, более развитые цивилизации смогут найти способ это осуществить и, возможно, вернутся назад, чтобы поведать нам об этом.

Впервые идея путешествия во времени посетила Маллета, когда ему было всего 10 лет. В 1955 году его отец умер от инфаркта, что оказалось большим ударом для мальчика. Потом ему на глаза попалась книга Уэллса "Машина времени" и, зная, что его отец не заботился о своем здоровье (много пил и курил), Рональд начал мечтать о постройке такой машины. Ведь тогда он мог бы вернуться в прошлое и предупредить своего отца о грозящей ему опасности.

Его детская фантазия превратилась в страстное желание прочитать все, что когда-либо было написано о путешествиях во времени. Изучая работы Эйнштейна, умершего в один год с его отцом, Маллет сделал по крайней мере один серьезный вывод: подобные путешествия, пусть даже теоретически, возможны. Эйнштейн определил, что эффект, который мы называем гравитацией - это совокупность пространства и времени. То есть все, что имеет массу или энергию искажает пространство и время вокруг себя, подобно тому, как поверхность дивана деформируется, когда на него кто-то садится.

Материя растягивает пространство и время. К примеру, часы в гравитационном поле Земли работают медленнее, чем в далеком космосе. А если у вас есть большое количество вращающейся материи, то она начинает искажать окружающее пространство вокруг себя, как ложка увлекает за собой пенку в кружке кофе. И чем объект плотнее и скорость его больше, тем выше степень такого искажения. Если Вы хорошо поняли происходящее, то становится очевидной возможность превращения времени из бесконечной линии, идущей из прошлого в будущее, в замкнутое кольцо, каждая часть которого доступна для повторного посещения.

Теоретики нашли несколько решений для уравнений Эйнштейна. Первым в 1949 году был австрийский математик Курт Гёдель, но к сожалению его предложение требовало вращения всей Вселенной, чего на самом деле не происходит. Спустя несколько лет, Кип Торн (Kip Thorne) из Калтеха заговорил об использовании "червоточин" (пространственно-временных туннелей в гипотетической модели Вселенной), соединяющих различные участки искривленного пространства-времени, для создания таких колец. Другие ученые предлагали взять за основу космические струны.

Во времена ранней Вселенной, существовали крайне плотные "жилы" материи, которых сейчас крайне мало. Идея Маллета об использовании света более практична. "Люди забыли, что свет, хотя и не имеет массы, но тем не менее заставляет пространство искривляться", - говорит он. Луч света, преломленный или отраженный так, чтобы он перемещался по кругу, вызывает странные эффекты. В прошлом году ученый опубликовал работу, в которой говорилось, что циркулирующий по кругу свет вызывает пространственный вихрь. "Тогда-то я и понял, что время, как и пространство может быть скручено циркулирующим лучом света", - сказал Маллет.

Для того, чтобы "зациклить" время, Маллет добавил второй луч, направленный в противоположную сторону по кругу. При изменении интенсивности света, пространство и время менялись местами: внутри описанного круга время также двигалось по замкнутой петле (т.е. зациклилось), что для наблюдающего со стороны выглядело, как если бы время стало еще одним измерением пространства. Человек, идущий в правильном направлении, на самом деле мог бы идти в обратном, если взять за отсчет время вне круга. То есть немного походив там, вы имеете возможность выйти из этой области и встретить себя, еще в нее не вошедшего!

Как бы там ни было, энергия, требуемая для сворачивания времени в кольцо - огромна. Зная это, Маллет еще раз провел расчеты и пришел к выводу, что чем меньше скорость света, тем большие искажения пространства он вызывает. Все объясняется увеличением инерции света при его замедлении. "При увеличении инерции возрастает энергия, что, в конечном счете, сказывается на эффекте в целом". И, к его счастью, первые опыты по замедлению света уже начали давать первые результаты.

Лине Хау (Lene Hau) из Гарвардского Университета снизил скорость света с обычных 300000 км/с до нескольких метров в секунду и даже до полной остановки. При проведении опыта он использовал сверх-холодные атомы, известные так же как конденсат Бозе-Эйнштейна. "Все что вам надо - это обеспечить циркуляцию света через такой материал", пояснил Маллет."Это технологическая проблема. Я не говорю, что это просто, но мы и не говорим о какой-либо экзотической технологии, такой как червоточины в пространстве". Заручившись поддержкой ученых лаборатории Гарвардского университета, Маллет намерен в ближайшее время провести ряд экспериментов, первый из которых будет заключаться в наблюдении сворачиваемости пространства на примере частицы, помещенной в световое кольцо. Если удастся добавить второй луч, то для Маллета это будет подтверждением возможности перемещения во времени. Пока еще не известно как такое перемещение себя проявит, возможно, вначале единичная частица встретится из будущего сама с собой.

Чем бы не закончились эксперименты ясно одно: положительный исход только добавит вопросов. Большинство физиков скептически относятся к путешествиям во времени, они считают, что любая попытка воздействия на историю окажется неудачной. Кембриджский астрофизик Стивен Хокинг (Stephen Hawking) называет это "гипотезой защиты времени". Общая теория относительности, на которой и основаны все эти опыты, не учитывает квантовой механики. Этот промах может означать, что машина времени не будет работать в реальной Вселенной. Хокинг и Торн высказывают мнение, согласно которому такая машина станет увеличивать квантовые колебания в электромагнитном поле и в результате разрушит себя потоком интенсивного излучения. Для того, чтобы знать наверняка, нам требуется теория квантовой гравитации, которая свяжет в себе квантовую теорию с теорией относительности.

Лишь время даст ответы на все вопросы. Возможно в ближайшие несколько лет мы вступим в эру, когда путешествия во времени станут реальными и нас посетят много странных вещей, а может, и людей из будущего. Одно известно точно уже сейчас. Даже если коннектикутская машина заработает, то она не даст нам возможности вернутся далеко назад. Кольцо света Маллета не позволит никому перемещаться раньше того момента времени, когда это кольцо было впервые создано. "Люди смогут возвращаться лишь к тому моменту, когда машина была включена", пояснил Маллет. Это как раз и объясняет то, почему нас еще не посещали посланцы из будущего. Это так же значит, что несмотря на все старания, Маллет так и не добьется реализации своей детской мечты. А отец навсегда останется вне его досягаемости.

По материалам Cosmiverse.com
Константин Зайцев [10.07.2001]

Чесно говоря - читается как фантастический роман )

@темы: Фантастика, Теории, Наука

---

Закрытая запись, не предназначенная для публичного просмотра

---

Тамандуа

Четырехпалые муравьеды Тамандуа - самые мелкие и наверно самые забавные в семействе муравьедов.

Они обожают внимание к себе и охотно позируют в свитерах и футболках:

Настоящий пижон среди животных:

Эти два южноамериканских муравьеда Пуа и Стиви живут дома у TamanduaGirl. Очень неплохо живут кстати.

Вот так Пуа просыпается в теплой постельке:

Доброе утро, страна!

Зеваем вовсю, не стесняясь показать истинную длину своего языка:

С утра мы любим поваляться. Не зря родственники с ленивцами!

Тамандуа очень умны. Они умеют сами открывать двери. Открыть холодильник для них кстати тоже не проблема.

Коробки и контейнеры - тоже легко открываются

Муравьедам нравится внимание и любовь. Но как и кошки, они просто "позволяют" любить их. На самом деле вы живете в их квартире, а не наооборот
Капризничать и делать, что им захочется - это в их духе.
Погреться на ноутбуке - почему бы и нет?

Однако, когда они прибегают к вам, чтобы пообниматься, то вы сразу забудете все сложности жизни в одной квартире с муравьедом. До ужаса мило и симпатично:

Просто лапочка

Но не расслабляйтесь, ведь тут же вам напомнят:
- Хозяин дома - я! Пообнимались и хватит, идем гулять!

Поездки в автомобиле им очень нравятся, этим они похожи на собак. Виды вдоль дороги каждый раз вызывают их любопытство:

Если на прогулке поблизости будет вода, то муравьед не упустит случая немного поплескаться:

Пока хозяйка готовит ужин, питомцы общаются и шепчут что-то друг-другу на ушко :

Вечером в домашней обстановке Пуа и Стиви настраиваются на роматический лад:

А теперь - под одеяло!

По утрам тамандуа обожают поспать. Очень сложно вытащить их из-под одеяла

Тамандуа отлично знают о своей уникальности:
- Спасибо, спасибо, не нужно больше аплодисментов!

Если хотите узнать еще больше о жизни этих замечательных созданий, то загляните в фотоальбом TamanduaGirl TamanduaGirl Позитив обеспечен.


Источники: www.flickr.com/people/tamanduagirl/
funzoo.ru

@темы: Зоология

---

Традиционный загадочный пост ^_^

На этот раз отгадывать будем только животных. Если кто-то из зверят вас заинтересовал - я расскажу про него подробнее.

Итак - требуется полное название. Ответы прячем под кат.

1.

2.

3.

4.

5.

6.


Далее вопросы о птицах (сложнее) :

7.

8.

9.

@темы: Зоология, Загадки

---

Роспись Стен и Домов.

Меня заинтересовала раскраска домов в Раменском и я решил поискать схожие проекты:
Исправил пост - теперь все ссылки работают.

Роспись фасадов

На фасаде можно создать эффект старины здания, превратив его в архитектурный шедевр в стиле средневековья или в английский домик середины 19 века. Именно такой вид росписи особо популярен в настоящее время в Западной Европе. Окна, могут украсить эффектная имитация ставен или имитация лепных наличников , фактуры мрамора и.т.д.





Монументальные работы Джона Пью.






роспись высотных домов.



Жилые дома в Раменском.





Монументально-декоративная роспись стен ,разных стран.


Источник - тыц

запись создана: 09.02.2009 в 21:04

@темы: Необычное искусство, Живопись

---

Эрик Алан Грохе родился в городе Нью Йорке в 1944г.
Его професиональная карьера дизайнера началась в Сиэтле в 1961г.
В 1973 г. он был приглашён дизайнером для Экспо 74 в Спокопе штат Вашингтон.
С тех пор он начал зарабатывать на своих работах,которые продолжали рости в перспективе и размере.
За свою 43- летнюю карьеру Грохе получил национальное признание своей работы,которая сейчас
сосредоточена на росписи архитектурных обьектов по всей стране.



Роспись стены
Для создания позетивной атмосферы для своих пациентов и персонала больницы "Флорида" фонд поручил Эрику Грохе создать на стене произведение искусства.
График работы: май - ноябрь 2008
подготовка. эскиз. Начало проекта.

@темы: Необычное искусство, Живопись

---

Раменское - город-сказка. Вот бы всем городам стать такими...

Раменское - город в Московской области, административный центр в 35 км к юго-востоку от Москвы. Название города происходит от слова “раменье” - опушка, окраина леса. Этот город хорошо известен футбольным болельщикам, поскольку там базируется команда премьер-лиги - “Сатурн”. Но возможно не все знают, какое количество скульптур, посвященных мультяшным героем поселилось в этом городе. О необычности Раменского можно судить уже по расcкраске домов.











































Автор большинства фотографий jglijgi

@настроение: Красота....

@темы: Необычное искусство

---

Утренний позитив.

Пишет  aurora polaris:





Ещё одно сообщество, которое я вам советую посетить - Остаемся зимовать
"Привет! Меня зовут – Carnivora (здесь aurora polaris - полярное сияние). Я родилась и прожила почти 18 лет рядом с Полярным кругом => зима у меня в крови. Сейчас живу в Санкт-Петербурге, где любимое время года выражено не столь ярко, скучаю по снежным просторам и родным тундрам. Поэтому появился этот дневник. И еще потому - что в своем основном я не могу сильно злоупотреблять вниманием своих читателей)) Да и тематику выровнять хорошо.

Самым морозоустойчивым машу меховой ушанкой чепчиком. Добро пожаловать! И поехали."

Там такие обалденные фотографии, про моё любимое время года....

---

Советую.

Небольшая реклама, очень интересного сообщества:
Les Monstres sacres

Les Monstres sacres - так во Франции в первой половине 20 века называли людей, ставших знаковым событием, символом своего времени, эпохой.
Так называли Жана Кокто, Коко Шанель, Кристиана Диора...
Этот журнал - о них, "священных чудовищах" своего времени, les Monstres sacres.

---

Секс- гороскоп.

Взял у Огами. Вот такой я оказывается. Имейте в виду ))
Телец.
А вот этот товарищ – чемпион по вытягиванию резины вашей психики. И потому если она у вас неокрепшая – отгребайте пока не поздно. Столько терпения, сколько надо чтобы покорить Тельца, пристало только ангелам.
Если вы пришли в гости к Тельцу с недвусмысленными намерениями, не сомневайтесь, что попасть в постель вам удастся нескоро. Сначала вас будут долго кормить отменными блюдами/угощать изысканными винами (в зависимости от пола Тельца), по ходу дела прочитают отрывок из своей поэмы/погладят вам рубашку на завтра/поставят любимую мелодию, украсив ее звучание блестящими комментариями из области теории музыки/поразят знаниями философии и т.д. В общем, прекращайте всю эту сказку ровно в тот момент, когда понимаете, что сейчас лопнете от вожделения и тащите его по направлению к постели – это единственный вариант. При этом Телец сделает вид оскорбленного достоинства, однако в глубине души будет вам благодарен – ведь он мало способен проявить инициативу, от чего порой сам страдает.
Но на этом ваши мучения только начинаются. Телец – существо недоверчивое, и допустив вас до собственной персоны, может начать страдать подозрительностью и сомнениями, а как следствие – пытать вас на предмет вашей благонадежности. В общем, Телец – это сейф с многоуровневой защитой. Вскрыв одну дверь, вы будете тут же наталкиваться на другую. Однако, если вы не любитель легких путей – вам однозначно сюда. Потому что награда за это может быть впечатляющей.
Именно Тельцы способы заниматься сексом часами и очень изысканными способами. Если уж вы преодолели тернистый путь до постели и смогли вызвать доверие – вам продемонстрируют всю Кама-сутру в динамике. Выползать из постели Тельца вы будете на карачках с дрожащими руками – те если делают что-то, то крайне основательно. Это касается и удовлетворения – как своего, так и вашего. Зато следующие несколько дней ваше состояние будет близким к нирване и полной прострации!

---

Утконос - уникальный зверёк. =)

Кто-то остроумно назвал Австралию «чердаком мира», подразумевая место, где хранится всякое старье. И сказано это было вовсе не в обиду австралийцам. Ведь прежде всего речь идет о фауне Пятого континента, поскольку таких удивительных и древнейших существ, как кенгуру или утконос, — невозможно встретить больше нигде в мире. Заметим, впрочем, что на этом «чердаке» обитает еще более 150 видов сумчатых млекопитающих, в их числе — сумчатые мыши, волки и даже медведи. Хотя миллионы лет назад они были распространены повсеместно и даже в Европе. Но позднее сухопутный мост между Австралией и Юго-Восточной Азией разрушился и ушел под воду, оставив на поверхности лишь цепочку островов, именуемых ныне Индонезией. Таким образом, животные, в буквальном смысле слова отрезанные от остального мира, получили в свое распоряжение целый континент, где у них к тому же почти не было естественных врагов. По крайней мере, до той поры, пока многочисленные переселенцы не завезли в Австралию собаку динго. Именно поэтому австралийские животные развивались в уникальных условиях, потому-то и стал остров-континент родиной всевозможных живых курьезов.


Но из всех разнообразнейших обитателей Пятого континента ни один не озадачивал человека так, как утконос. Лондонские зоологи, к примеру, посчитали, что место этого создания скорее в кунсткамере, нежели в зоопарке. Типичный утиный клюв у зверька, покрытого шерстью, противоречил всем канонам тогдашней науки. И только спустя 8 десятков лет люди не только признали его как полноправного обитателя зоосферы, но и изучили многие особенности утконоса.


Утконо́с (лат. Ornithorhynchus anatinus) — водоплавающее млекопитающее отряда однопроходных, проживающее в Австралии. Это единственный современный представитель семейства утконосовых (Ornithorhynchidae); вместе с ехиднами образует отряд однопроходных (Monotremata) — животных, по ряду признаков близких к рептилиям. Это уникальное животное является одним из символов Австралии; оно изображено на реверсе австралийской монеты в 20 центов.


Вообще-то понять ученых мужей прошлого столетия не так уж сложно, стоит только представить себе небольшого зверька с мягкой, короткой, как у крота, шерстью, упругим утиным клювом, перепончатыми лапами и плоским веслообразным хвостом. Лучше всех описал утконоса английский натуралист Джеральд Даррелл: «Причудливый изгиб клюва создавал видимость постоянно благодушной улыбки; в круглых карих глазах-пуговках выражалась яркая личность. Я бы сравнил утконоса с одним из милых родственников Дональда Дака, одетым в меховую шубу, которая была ему явно велика. Казалось, он сейчас закрякает — и в самом деле, звук, издаваемый утконосом, напоминал недовольное квохтанье сердитой наседки».


Утконос был открыт в XVIII в. во время колонизации Нового Южного Уэльса. В опубликованном в 1802 г. списке животных этой колонии упоминается «животное-амфибия из рода кротов… Наиболее любопытное его качество — это то, что оно обладает вместо обычного рта утиным клювом, позволяющим ему питаться в иле, как птицам».


Первая шкура утконоса была прислана в Англию в 1797 г. Её вид породил ожесточённые споры среди научной общественности. Сперва шкуру сочли изделием какого-то таксидермиста, пришившего утиный клюв к шкуре зверька, похожего на бобра. Рассеять это подозрение удалось Джорджу Шоу, изучившему посылку и пришедшему к выводу, что это не подделка. Возник вопрос, к какой группе животных отнести утконоса. Уже после того, как он получил своё научное название, в Англию были доставлены первые зверьки и выяснилось, что у самки утконоса нет видимых молочных желез, зато это животное, подобно птицам, имеет клоаку. Четверть века учёные не могли решить, куда отнести утконоса — к млекопитающим, птицам, пресмыкающимся или вообще к отдельному классу, пока в 1824 г. немецкий биолог Меккель не обнаружил, что у утконоса всё-таки имеются молочные железы и самка выкармливают детёнышей молоком. То, что утконос откладывает яйца, было доказано только в 1884 г.


Зоологическое имя этому странному животному дал в 1799 г. английский натуралист Джордж Шоу — Ornithorhynchus, от греч. ορνιθορυγχος, «птичий нос», и anatinus, «утка». Аборигены Австралии знали утконоса под многими именами, включая mallangong, boondaburra и tambreet. Ранние европейские переселенцы называли его «утконос» (duckbill), «уткокрот» (duckmole) и «водяной крот» (watermole). В настоящее время в английском языке используется название platypus, происходящее от греческого platus (плоский) и pous (лапа).
Длина тела утконоса до 65 см, включая хвост — 10-15 см, похожий на хвост бобра, но покрытый шерстью, которая с возрастом редеет, весит зверь до 2 кг. Тело у утконоса приземистое, коротконогое, голова заканчивается мордой в форме расширенного утиного клюва, но клюв мягкий и покрыт эластичной кожей. У молодых утконосов имеется 8 зубов, однако они непрочные и быстро стираются, сменяясь ороговевшими пластинками. Мех у него густой, мягкий, обычно коричневый. Лапы у утконоса приспособлены как для плавания, так и для рытья нор. Плавательная перепонка на передних лапах выдаётся перед пальцами, но может подгибаться таким образом, что когти оказываются выставленными наружу, превращая плавательную конечность в копательную. Для плавания утконос использует не задние лапы, как другие полуводные звери, а передние. Задние лапы в воде служат рулем, а хвост — стабилизатором. В воде утконос проводит обычно около двух часов в сутки. Походка утконоса на суше больше напоминает походку рептилии.


…К слову сказать, неуклюжее на вид, забавное существо утконос далеко не так уж безобиден. Задние ноги самца вооружены шпорами с ядом, который почти так же опасен, как яд некоторых змей.
Утконос — одно из немногих ядовитых млекопитающих (наряду с некоторыми землеройками и щелезубами, обладающими токсичной слюной).
У молодых утконосов обоих полов на задних ногах находятся зачатки роговых шпор. У самок к годовалому возрасту они отваливаются, а у самцов продолжают расти, достигая к моменту полового созревания 1,2—1,5 см длины. Каждая шпора связана протоком с бедренной железой, которая во время брачного сезона вырабатывает сложный «коктейль» из ядов. Самцы используют шпоры во время брачных поединков. Яд утконоса может убить динго или иное некрупное животное. Для человека он в целом не смертелен, однако вызывает очень сильную боль, а на месте укола развивается отёк, который постепенно распространяется на всю конечность. Болевые ощущения (гипералгезия) могут продолжаться много дней или даже месяцев.
У других яйцекладущих — ехидн — на задних лапах также имеются зачаточные шпоры, однако они не развиты и не ядовиты



И все же самое невероятное заключается в том, что это млекопитающее и теплокровное животное откладывает яйца! Это является живым доказательством того, что млекопитающие произошли от рептилий. Самка откладывает одно-три яйца в мягкой белой скорлупе и высиживает их. Причем все время высиживания она остается в своей норе, которую предварительно старательно замуровывает, и только нестерпимый голод может заставить ее ненадолго покинуть гнездо. Когда детеныши вылупляются из яиц, мать кормит их молоком, которое выделяется из особых расширенных пор и стекает по ее шерсти, малыши же не сосут, а слизывают вкусные капли.


Ареал обитания утконосов.

Далеко не каждый зоопарк может похвастаться таким экспонатом, как утконос. Содержать эти создания в неволе очень сложно, причем прежде всего из-за их чудовищной прожорливости — за ночь зверек способен поглотить такое количество всевозможных рачков, червей и личинок, которое равняется по весу ему самому.

И все же утконосов научились разводить в неволе. Первым человеком, который сумел добиться размножения этих животных в искусственных условиях, стал один из самых известных натуралистов Австралии — Дэвид Флей. Он изобрел специальный «платипусариум» (от английского «platipus» — утконос). По берегам небольшого пруда он расставил неглубокие ящики, выстланные сеном и соединенные с водой длинными тесными ходами, обитыми изнутри резиновой губкой. Дело в том, что в природе утконос всегда роет себе очень узкие норы, для того чтобы по пути в «спальню» отжимать лишнюю влагу с шерсти. Если же зверек останется мокрым, тогда он, представьте, рискует простудиться и даже умереть.



Долгое время оставалась непонятной способность утконоса отыскивать свою добычу в мутной воде, обходя при этом всевозможные препятствия. На протяжении полутора минут, которые зверь проводит под водой, он фактически отрезан от внешнего мира. Его глаза и уши закрыты кожными складками, края которых плотно смыкаются. Ноздри, расположенные на кончике «утиного клюва», тоже плотно закрыты. Каким же образом утконос находит свою добычу – моллюсков, различных ракообразных, головастиков? Как он отличает подходящую жертву от других лежащих на дне объектов? Только совсем недавно ученые смогли ответить на этот вопрос.



Эксперименты показали, что во время поиска пищи утконос плывет, непрерывно поворачивая клюв то в одну, то в другую сторону. Это так называемое патрулирующее поведение – таким образом зверек как бы обследует пространство впереди себя до тех пор, пока не встретит потенциальную жертву.
Тогда патрулирующее поведение сменяется поисковым – утконос начинает беспорядочно исследовать клювом небольшой участок дна. Наконец, нацелившись, животное быстрым движением хватает добычу.
Еще в 1884 г. исследователи обратили внимание, что мягкая поверхность клюва утконоса пронизана мелкими отверстиями, к которым подходят чувствительные нервные окончания. А недавно ученые из Германии и Австрии обнаружили, что в этих отверстиях – порах – имеются рецепторы двух типов: механорецепторы, реагирующие на тактильные раздражения, и электрорецепторы, реагирующие на слабое электрическое поле.

При тактильном раздражении механорецепторы посылают в головной мозг нервные импульсы, которые вызывают электрический потенциал на гораздо более обширном участке неокортекса (новой коры – части коры больших полушарий мозга), чем импульсы от конечностей, глаз и ушей. Из этого исследователи сделали вывод, что клюв утконоса служит главным органом чувств. Такое заключение подтверждали и работы, демонстрирующие, что клюв утконоса необычайно чувствителен к тактильным раздражениям. Но при чем здесь электрорецепторы?


В ходе дальнейших экспериментов было показано, что если в воде создать электрическое поле с помощью 1,5-ваттной батарейки, то можно вызвать у утконоса «переключение» с патрулирующего поведения на поисковое. Зверек ощущал слабый электрический импульс с расстояния от 30 до 10 см и после этого прямиком направлялся к батарейке и неизменно нападал на нее, как на пищу. Позже было показано, что, например, движение брюшка бокоплава создает в воде слабое электрическое поле и соответственно способно вызвать аналогичную реакцию у утконоса. Предполагается, что подобное поле (за счет мышечных движений) могут создавать вокруг себя и другие беспозвоночные, которыми питается утконос.


Эволюция утконоса
Однопроходные являются выжившими представителями одной из самых ранних ветвей млекопитающих. Возраст древнейшего однопроходного, обнаруженного в Австралии, — 110 млн лет (Steropodon). Это был небольшой, похожий на грызуна зверёк, который вел ночной образ жизни и, скорее всего, не откладывал яиц, а рожал сильно недоразвитых детёнышей. Окаменелый зуб другого ископаемого утконоса (Obdurodon), найденный в 1991 г. в Патагонии (Аргентина), указывает, что, скорее всего, предки утконоса попали в Австралию из Южной Америки, когда эти континенты входили в суперконтинент Гондвана. Ближайшие предки современного утконоса появились около 4,5 млн лет назад, тогда как самый ранний ископаемый образец собственно Ornithorhynchus anatinus датируется плейстоценом. Ископаемые утконосы напоминали современных, но были меньше по размерам.


В 2004 г. учёные из Австралийского национального университета в Канберре обнаружили, что утконос имеет 10 половых хромосом, а не две (XY), как большинство млекопитающих. Соответственно, комбинация XXXXXXXXXX дает самку, а XYXYXYXYXY — самца. Выяснилось, что когда у самца утконоса вырабатывается сперма, получаются половые клетки, имеющие цепочки XXXXX и YYYYY. Когда сперма XXXXX оплодотворяет яйцеклетку, рождаются утконосы женского пола, сперма YYYYY — утконосы мужского пола. Кроме того, оказалось, что по генетическому составу часть этих хромосом близка к половым хромосомам млекопитающих, а часть — птиц. Так, хромосома утконоса X1 имеет 11 генов, которые обнаруживаются во всех X-хромосомах млекопитающих, а хромосома X5 имеет ген, который называется DMRT1 и встречается в Z-хромосоме у птиц, являясь ключевым полообразующим геном птиц. Это открытие, в частности, связывает предков млекопитающих и птиц воедино. В мае 2008 года было объявлено, что расшифрован геном утконоса.

Утконос — синоним неуклюжести, сочетания несочетаемого. У Бога есть чувство юмора. Взгляните на утконоса - цитата из фильма Догма, режиссера Кевина Смита. Так же в одно из эпизодов мультфильма Робоцип, производства Comedy Central, Бог собрал утконоса из множества странных, несовместимых частей, и затем очень удивился.


Утконос обладает чертами как рептилий, так и птиц, и млекопитающих (иллюстрация NSF/Nature).

Источники:
Википедия
Вокруг света
www.darwin.museum.ru
www.zooeco.com
www.countries.ru
www.zooclub.ru
www.membrana.ru

@темы: Зоология, Природа