Клеточные культуры

Представьте, что вы учёный, исследующий очень редкое животное, обитающее в джунглях Амазонки. Вам нужно не только изучить его внешнее и внутреннее строение, но и узнать, что записано в генах. Неужели, чтобы получить полную информацию о животном, надо каждый раз калечить новую особь – например, отрезать у неё кусочек уха – в погоне за биоматериалом? Конечно, нет. Нам помогут клеточные культуры - модели живого организма in vitro ("в пробирке"). 

Первичные культуры сохраняют характеристики ткани, из которой были взяты, потому что не успели измениться по сравнению с тканью-предшественником. Именно поэтому результаты экспериментов на них можно переносить на целый организм.

Грищенко И. Клеточные культуры // Думай. — 2023. — № 5. — С. 13—17.

Миллиард лет и ещё одна секунда

Представьте себе огромный циферблат, на котором не 60 секунд, а 9192631770 делений и все они вместе составляют всего одну секунду. Именно с такой частотой атом цезия-133 совершает период с одного энергетического уровня на другой и именно на такие промежутки делят секунды атомные часы – самый точный измерительный прибор за всю историю времени. Неудивительно, ведь атомы не подвержены старению, не изнашиваются, а частота колебаний будет всегда одинаковой для одного химического элемента, благодаря чему можно синхронно, не опасаясь погрешностей, сравнивать, например, показания атомных часов далеко в космосе и на Земле. Их изобретение стало вершиной мастерства в истории точнейших часов.

Ким А. Миллиард лет и ещё одна секунда // Думай. — 2023. — № 6. — С. 43—47.

Вопросы, на которые нет ответа... пока?

Из чего состоит Вселенная? 

Казалось бы, что тут неизвестного? Всё, от мельчайшей песчинки до звёзд и планет, состоит из атомов и молекул. Между ними – пустота, вакуум. Пожалуй, это всё? Может, и нет. 

Вселенная почему-то не всегда ведёт себя в соответствиями с положениями Общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна. Например, галактики вращаются быстрее, чем должны при их массе, а расширение Вселенной не замедляется, как предполагалось, а наоборот, ускоряется. Чтобы объяснить эти явления и при этом сохранить научную картинку в пределах ОТО, в прошлом веке были введены также гипотетические понятия как "тёмная материя" и "тёмная энергия". Мы не можем их увидеть, но, предположительно, на них приходится больше 90% общей массы-энергии всей Вселенной!

Шапран Е. Вопросы, на которые нет ответа... пока? // Думай. — 2023. — № 7. — С. 82—85.

Животные-учёные

Все помнят Белку и Стрелку, которые первыми благополучно слетали в космос. На слуху у всех овечка Долли – первое клонированное млекопитающее, выращенное из  единственной клеточки. Но кроме них есть и другие животные, которые помогают учёным двигать науку вперёд. Лабораторные лягушки, крысы, мухи, кошки, собаки, обезьяны и другие... Без этих четвероногих, хвостатых, крылатых, прыгучих друзей у нас не было бы некоторых достижений в медицине, прогресса в космонавтике и в других научных сферах. Статья расскажет об особенных животных, чей вклад в науку можно считать сенсацией. Они обладают суперспособностями, о которых человек мечтает давно. Учёные исследуют их очень тщательно для того, чтобы мечта людей стала реальностью.

Мешавкина Ю. Животные-учёные // Думай. — 2023. — № 8. — С. 35—40.

Николай Лобачевский: 

"кривая геометрия"

Вот ведь как бывает: живут себе учёные, думают, что понимают, как устроен мир. Ну, хотя бы примерно. А потом р-р-раз! – и рождается гений, который устраивает такую революцию, что всё мироздание летит с ног на голову, а учёным остаётся лишь признать – либо гений прав, либо им не хватает ума понять, прав ли он. 

В 22 года Лобачевский был уже доцентом и преподавал в университете, но его ум занимало нечто другое: он был решительно настроен доказать пятый постулат древнегреческого геометра Евклида. Над этой задачей математики бились уже две тысячи лет. 

Шапран Е. Николай Лобачевский: "кривая геометрия" // Думай. — 2023. — № 9. — С. 92—95.

Окаменеть по науке

По расчётам учёных, лишь одна кость из миллиарда становится окаменелостью. Но чьим именно останкам повезёт пережить миллионы лет  и попасть в музей, определяет не слепой случай. Закономерностями процессов образования ископаемых останков живых организмов занимается специальный отдел - тафономия.

Основная идея этой науки заключается в том, что вероятность захоронения, сохранения на протяжении миллионов лет и последующего обнаружения окаменелостей неодинакова для разных организмов. Она зависит от множества разных причин, определить которые и есть задача тафономии. Установив вероятности сохранения в виде окаменелостей для разных организмов, можно значительно уточнить данные об их относительной распространённости в прошлом. 

Копа Н. Окаменеть по науке // Думай. — 2023. — № 10. — С. 38—43.

Откуда у нас извилины

Поверхность мозга покрыта бороздами и извилинами. Преимущества очевидны: большая площадь помещается в маленьком пространстве. Но какие «силы»  «сминают» кору в складки?

Борозды и извилины формируются корой головного мозга – телами нейронов, так называемым серым веществом, которое отвечает за наше мышление, действие, восприятие, эмоции. Если разгладить кору головного мозга человека, её площадь будет в несколько раз больше, чем внутренняя поверхность черепной коробки. По мере эволюции мозг человека значительно увеличился в размерах, а вот череп вырос незначительно. Складки помогают уместить развитую кору в ограниченном пространстве черепной коробки. У мышей и крыс мозг относительно гладкий, тогда как млекопитающие с крупным мозгом, например, человекообразные обезьяны или собаки, тоже обладают складчатой корой; причём у каждого вида свой рисунок. Складки на коре образуются не случайным образом, как это бывает на скомканом листе бумаги – их рисунок относительно постоянен. И хотя функциональное значение складчатости вполне очевидно, механизмы, которые определяют её появление, долгое время оставались загадкой. 

Хоружая А. Откуда у нас извилины // Думай. — 2023. — № 11. — С. 12—17.

Формы для льда

Когда в стакан с соком или газировкой бросают кубик льда, они «толпятся» на поверхности и не тонут, потому что лёд легче воды. Это работает, даже если вместо стакана – море, а вместо кубиков – огромные льдины. Структура у льда всегда одинаковая, и неважно, что это за лёд – сосулька, морозный узор на окне или океанский айсберг. Если, конечно, мы имеем в виду наш привычный земной лёд, а не разные его модификации. Кстати, недавно учёные обнаружили ещё одну!

Всего известно 20 кристаллических модификаций льда: одни, предположительно, существуют на других небесных телах или в исключительных условиях на Земле, другие получены в лабораториях.

Мешавкина Ю. Формы для льда // Думай. — 2023. — № 12. — С. 46—49.