Геном океана, школа в метавселенной и тайна «Звезды смерти»: новости науки

Как выглядели первые деревья

Ответить непросто за давностью лет: деревья появились 400 млн лет назад. До нас дошли окаменелости стволов, но форма листьев и кроны оставалась загадкой. И вот недавно обнаруженная в Канаде окаменелость возрастом 350 млн лет показала, как выглядела крона с листьями по крайней мере у одного из перводеревьев, Sanfordiacaulis densifolia. Оползень, вызванный землетрясением, похоронил эти деревья в озере, оставив четкие отпечатки их стволов и листьев в отложениях на дне.

Густая крона длинных (1,7 м) колючих листьев торчала сверху из ствола без ветвей (высотой около 2,7 м), расходясь перпендикулярно стволу. Это одно из первых деревьев подлеска — тех, которые повыше кустов, но ниже больших деревьев и растут в их тени. А вокруг — лес каменноугольного периода, супернасыщенная кислородом атмосфера, гигантские хвощи, гигантские многоножки в теплых болотах, гигантские летающие тараканы и стрекозы с размахом крыльев в метр, и уже рыщут самые первые четвероногие, наши общие с динозаврами (до появления которых еще 100 млн лет) предки.

Тайна ямальских кратеров

На Ямале в мерзлоте время от времени появляются кратеры шириной и глубиной в десятки метров. Они образуются из-за подземных взрывов метана, природного газа. Но откуда он берется? Ученые склоняются к тому, что виновато, как обычно, потепление — пробудившиеся микробы подъедают погребенную в оттаивающей вечной мерзлоте органику и выделяют метан.

Но профессор-эколог из Университета Осло Хельге Хеллеванг предположил, что здесь действует другой механизм: горячий природный газ, просачиваясь через геологический разлом, накапливается под замерзшим слоем почвы, нагревает вечную мерзлоту снизу, так и случаются прорывы-взрывы. То есть это не проблема таяния мерзлоты из-за людей, загрязняющих планету, а особенность конкретного места — Ямала, где много геологических разломов с природным газом.

Сколько метана попадает в атмосферу при взрывах и как это влияет на климат, неясно. Сегодня известно о восьми таких кратерах, все они на Ямале. Согласно модели Хеллеванга, там эти кратеры все время образуются (об этом есть мифы у местных жителей), а потом постепенно исчезают, заполняясь водой и почвой.

«Если вы посмотрите на спутниковый снимок полуострова Ямал, то увидите тысячи круглых впадин, многие из которых могут быть такими кратерами», — говорит он.

Геном океана

Ученые взялись за «глобальный геном океана» — составляют атлас, в котором будет задокументирован каждый ген всех морских видов по всему миру, от бактерий и грибов до растений и животных. А вместе с генами — сведения о функциях, которые они кодируют.

Вы, возможно, слышали про метагеном — набор генов всех организмов в среде. Изучают, например, метагеном обитателей кишечника конкретного человека (у метагенома кишечника есть свое название — микробиом). Или метагеном образца почвы, извлекая из него данные о ДНК древних людей и зверей. Или метагеном пруда, чтоб понять экологическую ситуацию в нем. А тут не пруд, а весь мировой океан, поэтому — глобальный геном. И еще есть, получается, «геносфера», или «планетогеном», — совокупность всего генетического разнообразия планеты? На самом деле, океан содержит, по оценкам, 99% биосферы.

Метаисследование, опубликованное на днях в журнале Frontiers in Science, делает первый шаг на пути к разработке атласа глобального генома океана. Авторы объединили 2102 исследования метагеномов океана, создав каталог океанских генов KMAP 1.0. В нем — база данных более чем о 317 млн групп генов морских микроорганизмов. Гены сопоставлены с их биологическими функциями, местоположением и типом среды обитания. Каталог сделан с открытым кодом и доступен бесплатно.

Исследователи уже начали анализ собранной базы данных. Самый интересный результат — то, что на глубине от 200 м до 1 км, там, где еще не полная тьма, но куда проникает менее 1% солнечного света, более половины обнаруженных разновидностей генов принадлежат грибам. Получается, грибы заправляют всем не только на суше?

А в целом наибольший вклад в генетическое разнообразие жизни в океане вносят бактерии, хоть и не они составляют основную часть его биомассы. И есть еще очень разнообразные вирусы, которые часто являются источниками генетических инноваций для разных групп организмов, инсталлируя в них свои гены.

Океан на «Звезде смерти»

Мимас внешне напоминает Меркурий или Луну, самый обычный серый шар в кратерах, один их которых, особенно большой, делает Мимас очень похожим на легендарную «Звезду смерти» из киноэпопеи «Звездные войны». Но все равно Мимас затерялся бы среди других 145 спутников Сатурна, если бы не еще одна странная особенность: он заметно раскачивается из стороны в сторону.

Новый анализ наблюдений зонда Кассини, исследовавшего систему Сатурна в 2004-2017 годах, показал, что качка вызвана океаном, скрытым на глубине 20-30 км под поверхностью Мимаса, состоящей из льда и пыли. Океан огромен: хоть Мимас относительно небольшой, подземный океан составляет около половины его массы. Его согревают приливные силы, связанные с притяжением Сатурна и других его спутников, а химические ингредиенты и энергию для возможной жизни может дать взаимодействие между океанской водой и горными породами каменного ядра Мимаса.

Похоже, планеты-океаны очень распространены, вот только обычно эти океаны спрятаны под слоем льда. Они точно есть еще на двух спутниках Сатурна — Энцеладе и Титане, а также на спутниках Юпитера — Европе и Ганимеде, скорее всего есть на Плутоне и на некоторых крупных астероидах и малых планетах. В списке крупнейших океанов Солнечной системы наш Мировой океан уже даже не в первой пятерке. Предполагают, что океаны могут быть и на спутниках Урана, и в поясе Койпера далеко за Плутоном.

Все это означает, что вода может быть где угодно, в самых неожиданных местах, недаром ее так много нашли на Марсе и даже на Луне за последнее время. Что если это «где угодно» касается и жизни? «Нет скучных лун», — говорит одна из авторов исследования, планетолог Алиса Роден.

Первая школа в метавселенной

В метавселенной иногда все-таки создается что-то стоящее: в Японии открывают первую в мире полностью виртуальную среднюю VR-школу — «Юси Кокусай». Обучение начнется в апреле 2024 года, ученикам бесплатно предоставят VR-оборудование, а выпускники будут получать официальные документы об окончании школы.

Занятия будут проходить в виртуальной трехмерной модели здания школы, эта симуляция призвана сделать процесс обучения более естественным. Но главное — это школа в стиле манги и аниме. В официальном сообщении школы отмечается, что важным аспектом проекта станут мультяшные аватары, создающие благоприятную среду обучения и предоставляющие возможность «быть самим собой без ограничений, накладываемых естественной внешностью». Дети могут поступать туда, как пишут, со всего мира, ведь обучение полностью дистанционное.

Учебная программа, помимо общих курсов, предполагает индивидуальные программы для каждого ученика, фестивали, соревнования по киберспорту. В общем, из квартиры можно будет не выходить с самого детства. Хоть рука так и тянется превратить эту историю в страшилку, но на самом деле эта школа не для того, чтоб потакать лени и социофобии, а для разных особенных детей, которым сложно или невозможно по тем или иным причинам посещать обычную школу. А хорошая школа в метавселенной может сделать их жизнь намного более счастливой и полноценной.

Дистанционное обучение все равно вошло в жизнь и никуда уже из нее не денется. Почему бы не сделать его более естественным? Надо же попытаться довести до ума этот пока не слишком удачный для большинства опыт.