Ученые провели удивительное исследование, в ходе которого они обнаружили, что фитопланктон, погребенный на дне Балтийского моря в отложениях, смог “воскреснуть” после тысяч лет покоя.

Этот процесс стал одним из самых длительных возрождений в мире, и его изучение открывает новые горизонты в понимании того, как организмы могут адаптироваться к изменениям в окружающей среде.

Отложения на дне Балтийского моря скрывают от солнечного света и кислорода все, что погребено в них. Это может быть губительным для большинства форм жизни, но некоторые микроорганизмы способны впадать в спячку, чтобы пережить неблагоприятные условия и дождаться лучших. Исследователи решили провести эксперимент и вывести некоторые из этих микроорганизмов на свет и воздух, чтобы посмотреть, смогут ли они пробудиться.

В результате их работы один вид фитопланктона “воскрес” после долгого покоя, став самым древним обитателем, который смог восстановиться. Ученые смогли пробудить фитопланктон, несмотря на то что он был погребен в осадке и лишен доступа к солнечному свету, необходимому для фотосинтеза. Это явление и называется “экологией воскрешения”. В таких условиях фитопланктон, как и другие микроорганизмы, может отключать жизненные функции до тех пор, пока не появятся подходящие условия для возрождения.

Для исследования ученые взяли образцы из 12 слоев осадков, которые охватывают последние 7000 лет. Эти образцы позволили изучить, как изменялись условия в Балтийском море за тысячелетия и как они влияли на организм фитопланктона. В результате ученые подвергли спящие микроорганизмы воздействию солнечного света и кислорода, чтобы выяснить, смогут ли они снова начать фотосинтезировать и размножаться. Результаты были впечатляющими: из 12 слоев, исследуемых учеными, в 9 из них удалось пробудить микроорганизмы, а в верхних слоях даже удалось восстановить различные виды фитопланктона.

Однако, когда ученые начали исследовать самые глубокие слои, они заметили, что в этих слоях единственным видом, который стабильно просыпался, была водоросль Skeletonema marinoi, которая, вероятно, является одним из самых старых известных видов. Самому старому образцу было около 6871 года.

После того как водоросли были пробуждены, ученые начали оценивать их здоровье, измеряя скорость их размножения и выработку кислорода. Результаты показали, что водоросли не только выжили, но и не потеряли свою биологическую активность. Для самых ранних образцов S. marinoi скорость деления клеток составила 0,31 клетки в день, а выработка кислорода — 184 моль на грамм хлорофилла в час, что было аналогично показателям возрожденных через 2-3 года организмов. Эти показатели свидетельствуют о том, что микроорганизмы, несмотря на возраст, способны сохранять свою функциональность и приспособленность к окружающей среде.

Однако помимо способности к возрождению, исследователи заметили, что генетика этих водорослей изменялась на протяжении тысяч лет. Изучая генетические различия между образцами, ученые обнаружили, что в разные исторические эпохи S. marinoi имели различные генетические особенности, что свидетельствует о том, как организмы адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды. Это открытие помогает понять, как на протяжении тысяч лет происходила эволюция микроорганизмов в ответ на изменения в окружающем мире, такие как колебания температуры, солености и уровня кислорода.

Этот эксперимент, основанный на принципах “экологии воскрешения”, не только раскрывает тайны экосистем Балтийского моря, но и может быть использован для понимания долгосрочных экологических процессов. Кроме того, результаты исследования могут помочь в понимании того, как экологические условия в водоемах могут изменяться в будущем, в том числе под воздействием изменения климата.

Источник: IFLScience

Ученые из Университета Брауна и Делфтского технического университета (TU Delft) представили революционный световой парус, который обещает значительно ускорить межзвездные путешествия.

Этот световой парус использует давление света, чтобы двигаться, подобно тому, как ветер толкает парусную лодку. В отличие от традиционных двигательных систем, такие паруса могут значительно сократить время, необходимое для путешествий к ближайшим звездам, например, до нескольких десятков лет вместо тысячелетий, которые потребовались бы традиционным космическим кораблям.

Новый прототип паруса имеет диаметр всего 60 мм и толщину 200 нанометров, что в тысячи раз меньше толщины человеческого волоса. Поверхность паруса покрыта миллиардами крошечных отверстий, что повышает его отражательную способность и снижает вес. Это делает парус значительно более эффективным для ускорения с помощью солнечного света.

Процесс его создания стал возможным благодаря использованию однослойного нитрида кремния, легкого и прочного материала, который идеально подходит для светового паруса. Ученые также применили метод искусственного интеллекта для оптимизации рисунка отверстий на поверхности материала, что позволило повысить отражательную способность и уменьшить массу конструкции.

Этот прорыв может стать важным шагом для реализации проектов типа Starshot Breakthrough, целью которого является запуск космических аппаратов размером с микрочип с помощью лазеров, направляющих световые паруса. Исследователи уверены, что данный дизайн можно масштабировать до размеров, необходимых для межзвездных путешествий, и сделать процесс их производства экономически эффективным. Новый метод позволил создать прототип всего за один день, значительно дешевле, чем стандартные методы, которые обычно занимали бы до 15 лет.

Таким образом, этот световой парус может значительно ускорить путь человечества к исследованию ближайших звезд, что откроет новые горизонты для межзвездных путешествий.

Источник: SciTechDaily

Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) анонсировала проект строительства крупнейшего в мире ускорителя частиц, который носит название Будущий кольцевой коллайдер (FCC).

Этот новый ускоритель будет располагаться под швейцарско-французской границей, и его цель — помочь ученым разобраться в природе Вселенной, включая такие загадки, как темная материя и темная энергия, которые составляют 95% массы и энергии Вселенной.

Проект включает в себя строительство 91-километрового кольцевого туннеля, который будет находиться на глубине 200 метров. Это устройство позволит ускорять частицы почти до скорости света, и ученые надеются, что с его помощью удастся раскрыть множество тайн Вселенной, которые остаются неразгаданными. Строительство такого ускорителя, по словам представителей ЦЕРН, является необходимым для сохранения лидерства Европы в области фундаментальной физики.

Проект вызвал споры в научном сообществе, особенно из-за его колоссальной стоимости — 17 миллиардов долларов. Критики утверждают, что такие большие расходы могут отвлечь внимание и ресурсы от других важных исследований в области физики элементарных частиц. Некоторые ученые, например, физик Оливье Сепас, считают, что финансовые и экологические затраты на FCC могут оказаться слишком высокими, а результаты работы нового ускорителя могут не оправдать столь больших вложений.

Вторая часть проекта должна быть завершена к 2070 году, но решение о выделении средств на строительство должно быть принято уже к 2028 году. Если проект получит поддержку, первая часть нового коллайдера должна начать работу в 2040 году, сменив Большой адронный коллайдер (БАК), который завершит свою работу к 2041 году.

Некоторые ученые считают, что такой мощный ускоритель действительно необходим для достижения прогресса в изучении темной материи и других фундаментальных аспектов физики, но остаются сомнения по поводу того, сможет ли FCC дать ответы на все вопросы, которые стоят перед современной наукой.

Источник: ScienceAlert