GYVŪNAMS SVARBU NE TIK DYDIS
NR. 8 • 2013 • KAINA 13 Lt • Rugsėjis
Astronomai aptiko itin masyvių JUODŲJŲ SKYLIŲ. Žuvusių žvaigždžių gravitacija tokia stipri, kad jos įsiurbia viską 100 milijardų kilometrų spinduliu.
ISSN 1822-8003
www.iliustruotasismokslas.lt
SLAPTI SMEGENŲ JUNGIKLIAI
Taip pat skaitykite: Elektromobiliai užvaldo kelius Mergaitė 10 metų kentė traukulius Pirmykščių žmonių ginklai
25 MILIJONUS METŲ ESAME MĖGSTAMIAUSIAS UTĖLIŲ MAISTAS
SVEIKI,
„Iliustruotasis mokslas“ yra tarptautinis žurnalas, leidžiamas 15 šalių. Straipsnių autoriai – ekspertai ir apie mokslą rašantys autoriai.
ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS NR. 8 (71) UTĖLĖS – ŽMOGAUS PALYDOVĖS • NEMATOMI DAIKTAI • ATAKAMA • EPIGENETIKA • ELEKTROMOBILIAI • JUODOSIOS SKYLĖS • PIRMYKŠČIO ŽMOGAUS GINKLAI • GYVŪNŲ LYTIES ORGANAI • MEDICINOS PASLAPTYS
ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS NR. 8 (71)
52
Aleksandras Ikamas
UTĖLĖS – ŽMOGAUS PALYDOVĖS • NEMATOMI DAIKTAI • ATAKAMA • EPIGENETIKA • ELEKTROMOBILIAI • JUODOSIOS SKYLĖS • PIRMYKŠČIO ŽMOGAUS GINKLAI •
F
izikos dėsniai juodosiose Visatos skylėse nepranyksta, tačiau išbandomos jų ribos. Žuvusių žvaigždžių masės susitraukia į vieną tašką, kurio medžiagos tankis yra toks milžiniškas, kad suspaudžiami net atomai. Gravitacija tokia stipri, kad nesklinda net šviesa. Neseniai mokslininkai aptiko tokių kompaktiškų juodųjų skylių, kad, būdamos mūsų Saulės vietoje, įsiurbtų visą Saulės sistemą. Apie naujai atrastas juodąsias skyles, kurių masė 40 milijardų kartų viršija Saulės, skaitykite 46 puslapyje.
40
GYVŪNAMS SVARBU NE TIK DYDIS
NR. 8 • 2013 • KAINA 13 Lt • Rugsėjis
Astronomai aptiko itin masyvių JUODŲJŲ SKYLIŲ. Žuvusių žvaigždžių gravitacija tokia stipri, kad jos įsiurbia viską 100 milijardų kilometrų spinduliu.
ISSN 1822-8003
SLAPTI SMEGENŲ JUNGIKLIAI
Taip pat skaitykite: Elektromobiliai užvaldo kelius Mergaitė 10 metų kentė traukulius Pirmykščių žmonių ginklai
46
18 25 MILIJONUS METŲ ESAME MĖGSTAMIAUSIAS UTĖLIŲ MAISTAS
www.iliustruotasismokslas.lt
CILXL_CDK • S. GCHMEISSNER/SPL/SCANPIX • JAYNE WILKINS/UNIVERSITY OF TORONTO • ANUP SHAH/NATURE PL • THINKSTOCK • ALAMY/IMAGESELECT
Nauja medžiaga daiktus paverčia
SHUTTERSTOCK
Sėkmė vėluoja 100 metų
KLAUSKITE
Kaip veikia rankinė granata? Kaip katė murkia? Kaip Žemės mantija nepaskęsta? Ar miego ritmas įgimtas?
6 p.
6
KLAUSKITE
12
NAUJIENOS
Moksliniai atsakymai į skaitytojų klausimus Nauji rezultatai ir atradimai iš viso pasaulio
LES TODD/DUKE UNIVERSITY PHOTOGRAPHY FRAME ONE
Mokslininkams pirmąkart pavyko daiktą padaryti visiškai nematomą. Tačiau kol kas tai įmanoma tik su labai mažais daiktais, tad nematomumas – nematomas. Daugiau skaitykite 26 puslapyje.
TURINYS NR. 8/2013
Šimtmetį keli trūkumai neleido elektriniams automobiliams laimėti prieš benzinu varomus automobilius. Naujos rūšies akumuliatoriai galų gale padės elektromobiliams užvaldyti kelius. 60 p.
18
Kartu su utėlėmis – jau 25 mln. metų
26
Fizikai pagamins nematomą apsiaustą
32
Sausiausia vieta Žemėje
34
Žmogaus vystymasis prasidėjo nuo smūgių
40
Gyvūnams svarbu ne tik dydis
46
Juodosios skylės stebina savo dydžiu
52
Gydytojai gali matyti atsiminimus
60
Ateitis priklauso elektromobiliams
64
Mergaitę kamavo paslaptingi traukuliai
70
IŠRADIMAI IR GAMINIAI
72
PASITIKRINKITE ŽINIAS
Technologijos įdomybės IQ ir testai
HONDA
Ką daryti su QR kodais: 1. Į išmanųjį telefoną ar planšetinį kompiuterį atsisiųskite nemokamą kodo nuskaitymo programėlę, pvz., „i-nigma“. 2. Paleiskite programėlę ir nuskaitykite žurnale esantį kodą. 3. Mėgaukitės vaizdo klipais, garso įrašais ir programėlėmis.
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
5
KLAUSKITE
I TSAKYMA A I A I N I L MOKS OJŲ Į SKAIT Y T US KLAUSIM
Parengė Karen Grubbe
Kodėl miestiečiai labiau alergiški? Miesto gyventojai dažniau nei kaimo serga šienlige. Tai atrodo nelogiška. Ar tai tiesa? Tarptautiniai tyrimai atskleidė, kad vis daugiau miesto gyventojų kenčia nuo šienligės ir kad šienligė dažniau pasitaiko miestuose nei kaimo vietovėse, kur žiedadulkių gerokai daugiau. Mokslinių tyrimų rezultatai parodė, kad oro užterštumas sustiprina alergijų simptomus ir kad teršalai erzina gleivinę, todėl alergijoms lengviau atsirasti. Šiuo atžvilgiu labiausiai kenkia dyzelino dalelės. Dyzelino dalelės atsiranda per degimo procesą dyzeliniuose varikliuose ir į aplinką patenka pro išmetimo sistemą. Dalelių skersmuo yra apytiksliai 200 nanometrų, jas sudaro vidinė grynos anglies šerdis, kurią supa toksiškos medžiagos sieros ir nitratų junginių pavidalu, aromatiniai angliavande-
niliai (DAA) ir metalai. Medžiagos sukuria kenksmingą mišinį, erzinantį gleivinę ir pradedantį grandininę imuninės sistemos reakciją. Iš pradžių padaugėja tam tikros rūšies baltųjų kraujo kūnelių. Šie išskiria daugiau citokinų, kurie aktyvuoja imunitetą, tad šis ima gaminti daugiau antikūnų imunoglobulinų E (IgE). Tas pats vyksta esant alerginės astmos ar šienligės priepuoliui, o dyzelino dalelės tik sustiprina simptomus. Manoma, kad pasaulinis klimato atšilimas padidins oro taršos poveikį alergijoms, nes dėl šilumos pailgėja žiedadulkių sezonas ir padidėja smogo rizika. Smogas ant miestų uždeda „dangtį“ ir sulaiko žiedadulkes. Todėl miestų gyventojų įkvepiamame ore daugiau alergijas sukeliančių dalelių.
Dyzelino dalelės stiprina šienligę Dyzelino dalelės dirgina gleivinę ir duoda pradžią grandininei reakcijai, kuri galiausiai išprovokuoja uždegimą, dėl jo peršti nosį bei akis ir nosis varva.
Žiedadulkė
Tukliosios ląstelės
Žiedadulkė
Histaminas Histaminas
Citokinas IgE antikūnai
CLAUS LUNAU
Baltasis kraujo kūnelis
6
1. Tam tikri baltieji kraujo kūneliai aptinka žiedadulkes ir ima gaminti hormoną citokiną. Dyzelinas procesą suintensyvina.
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
2. Dėl citokinų mūsų imunitetas gamina antikūnus IgE. Dyzelinas padidina antikūnų skaičių.
3. Antikūnai prisitvirtina prie vadinamųjų tukliųjų ląstelių, kuriose yra histamino.
4. Kai žiedadulkės pri-
sitvirtina prie antikūnų, tukliosios ląstelės išskiria histaminą. Histaminas sukelia uždegiminę reakciją.
5. Dėl uždegi-
mo ištinsta akių ir nosies gleivinė, akis ir nosį ima perštėti.
KLAUSIMUS SIŲSKITE: „ILIUSTRUOTASIS MOKSLAS“
J. Jasinskio g. 16A, LT-01112 Vilnius. Arba atsiųskite elektroninį laišką, prisijungę adresu im@verslozinios.lt. Atsakysime tik į tuos klausimus, kurie bus išrinkti spausdinti žurnale.
5
Aukščiausi ugnikalniai
1. Olimpo kalnas, Marsas, 21,9 km 2. Askrėjos kalnas, Marsas, 14,9 km 3. Eliziejaus kalnas, Marsas, 12,6 km 4. Arsijos kalnas, Marsas, 11,7 km 5. Mauna Kėja, Havajai, 10,2 km
Dyzelino dalelės dirgina mūsų gleivinę ir sukelia imuninės sistemos reakciją.
GRASS
GETTY IMAGES
Didžiausiam Saulės sistemos ugnikalniui daugiau kaip 100 milijonų metų.
Olimpo kalnas
Kaip susiformavo Olimpo ugnikalnis?
Arsijos kalnas
ESA/DLR/FU
Didžiausias mūsų Saulės sistemos ugnikalnis – tai Marse esantis Olimpo kalnas. Milžiniškas ugnikalnis stiebiasi beveik 22 kilometrus, o jo skersmuo siekia 600 kilometrų. Olimpo kalnas toks didelis, nes Marse nėra plokščių tektonikos. Ugnikalnis yra vadinamajame „karštajame taške“, kur karšta magma iš planetos vidaus prasiveržė per plutą. Žemėje ugnikalniai tokie dideli nebūna, nes judančios plokštės trukdo jiems didėti. Tačiau Marse yra kitaip. Marso pluta storesnė nei
Askrėjos kalnas
Žemės, todėl magmos prasiveržimas sukelia itin galingus vulkaninius reiškinius. Nuo pat atsiradimo Olimpo kalnas nuolat auga. Procesą dar labiau stiprina triskart už Žemės silpnesnė gravitacija, tad ugnikalniams susidaryti lengviau.
Kaip katė murkia?
RSTOCK SHUT TE
skirstošys buvo ū r ių č a čias ir uk Anksčia murkian slinin– s e p u r ok ig mos į dv čias. Šiandien m s n iso v ja o li a m riau rkti g u m d a k o, tigrai šį kai man suaugę liūtai ir s r katės, no raranda. p ą m ji ė : geb RKIMAS AČIŲ MU K IŲ Š S OTA UŽFIKSU elis concolor) o Pum s (F cinonyx jubatus) i (A Geparda nx lynx) Lūšys (LLy ptailurus serval) (Le ) Servalai tės (Felis silvestris a k Miškinės
SHUTTERSTOCK
Katės murkimas panašus į žmogaus niūniavimą. Garsas išgaunamas, kai kvėpavimo raumenys pučia orą trachėja aukštyn balso stygų link. Ploni gerklų raumenys pakeičia balso stygų formą, ir oras moduliuojamas į įvairius garsus. Kitaip nei žmonės, katės išnaudoja įkvėptą orą ir vėliau gali kelias minutes neįkvėpdamos murkti.
NAUJIENOS
I NAUJAUSI IR A ATRADIMIAI RADIN
Parengė Emrah Sütcü ir Carstenas Nymannas
Mokslininkai įminė seną Saulės mįslę Saulės atmosferą kaitina milžiniški tornadai.
PRIETAISAI Saulės dinamikos observatorija: 2010 m. NASA paleido zondą ir juo penkerius metus stebės Saulę. Vienas iš misijos tikslų – išsiaiškinti, kokį poveikį gyvybei Žemėje daro Saulė. TELESKOPAS SST Didžiausias teleskopas Europoje, kurį finansuoja Švedijos karališkoji mokslų akademija. Taikydamas sudėtingą optinę technologiją, SST sukuria didelės raiškos Saulės atvaizdus.
10.40
teleskopo SST Kanarų salose. Atvaizduose matoma 14 magnetinių tornadų, besidriekiančių nuo Saulės paviršiaus iki vainiko. Tornadus sudaro deganti plazma ir magnetinė energija. Beveik 3 tūkst. km aukščio ir 1 500 km pločio sūkuriai sukasi apie 300 tūkst. km/val. greičiu. Mokslininkų skaičiavimu, kiekvieną sekundę nuo Saulės paviršiaus kyla apytiksliai 11 tūkst. tornadų. Ekspertai teigia, kad, geriau suprantant šiuos Saulės reiškinius, galima išrasti naują energijos gamybos būdą Žemėje. „Jei suprasime, kaip gamta įkaitina įmagnetintą plazmą, galbūt kada nors galėsime šio proceso pagrindu sukurti technologiją pigiai, švariai ir žaliai energijai gaminti“, – tvirtina fizikas Robertus Erdélyi iš Šefildo universiteto Anglijoje.
12.20
12.40
Atvaizdai iš NASA Saulės dinamikos observatorijos zondo rodo, kaip vos per 2,5 valandos susidaro magnetinis tornadas. Pavaizduotojo tornado plotis penkiskart didesnis už Žemės skersmenį.
12
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
NASA/SDO/AIA
LAIKAS 10.10
ASTRONOMIJA. Daug metų astrofizikai stebėjosi, kodėl išorinis Saulės atmosferos sluoksnis vainikas, kurio temperatūra siekia apie 2 mln. oC, gerokai karštesnis už Saulės paviršiaus temperatūrą (6 tūkst. oC). Paprastai kalbant, paviršius turėtų būti karštesnis, nes jis arčiau nuo iki raudonumo įkaitusio Saulės branduolio. Mokslininkai iš Oslo universiteto mano, kad jiems galbūt pavyko šią paslaptį išsiaiškinti. Jie teigia, kad milžiniški tornadai nuolat pumpuoja energiją iš Saulės paviršiaus į jos vainiką, todėl paties išorinio Saulės atmosferos sluoksnio temperatūra itin aukšta. Mokslininkų išvada remiasi didelės raiškos nuotraukomis iš NASA Saulės dinamikos observatorijos (SDO) zondo ir Švedijos
SDO/NASA
MEDICINA. Mokslininkų iš Trieste (Italija) veikiančio Tarptautinio genetinės inžinerijos ir biotechnologijų centro (ICGEB) teigimu, pelių ir žiurkių širdies raumens ląstelės ima daugintis, jei jos aprūpinamos žmogaus miRNR, t. y. molekulėmis, reguliuojančiomis ląstelių funkcijas. Šis atradimas stebina, nes žinduolių širdies ląstelės nustoja daugintis iškart po gimimo. Naujieji rezultatai parodo, kad krešulio sunaikintos pelių širdies raumenų ląstelės gali atsinaujinti, taip širdies audinyje nesusidaro randų, kliudančių širdies veiklai. Šis atradimas teikia vilties išgelbėti milijonus žmonių, kurie kasmet miršta nuo širdies pažeidimų. Mokslininkai mano, kad miRNR gali leisti sukurti naują natūralų būdą gydyti vainikinių kraujagyslių ligas. Dėl šių ligų pasaulyje kasmet 10 milijonų žmonių tampa neįgalūs arba miršta.
SVEN W EDEMEY ER-BÖHM
2
Magnetin
iai laukai
Plazma
1 Saulės pa
viršius
NEGYDYTA
Genų terapija padeda pagydyti širdį
Saulės branduolys sintezės būdu sukuria didelį šilumos kiekį. Paviršiaus temperatūra siekia apie 6 tūkst. laipsnių, o atmosfera gali įkaisti iki apytiksliai 2 mln. laipsnių.
3
MAURO GIACCA/ICGEB
40 %
visų 2013 metais gimusių mergaičių sulauks 100 metų, teigia Didžiosios Britanijos nacionalinės statistikos biuras. 100-ojo gimtadienio sulauks ne mažiau kaip 60 procentų 2060 metais gimusių mergaičių.
Pažeidimas PAGYDYTA
Eksperimentai su pelėmis rodo, kad genų terapija pažeistai širdžiai gali padėti pagyti.
Kinų karys palaidotas kartu su didžiuliu bronziniu žirgu Archeologai atrado aukšto rango kario, apytiksliai prieš 1 800 metų palaidoto Šiaurės Vakarų Kinijos Hubei provincijos Siangjango mieste, liekanas. Vyro tapatybė kol kas nenustatyta, tačiau iš jo įkapių turinio galima spręsti, kad jis buvo svarbus generolas. Kape rastas natūralaus dydžio bronzinis žirgas, daug aukso ir sidabro papuošalų, keli bronziniai ginklai ir statulėlės. CHINESE ARCHAEOLOGY
Kaip sus idaro Sau lės Mo
tornadai
kslinink paviršiu ai mano, kad t o je susid aro trim rnadai Saulės is etapa 1. Plazm is os
besisuk
a
verpeta s
susil
2. Plazmnčiais magnetiniaisielačia su
os ir ma ukais. gnetinių milžiniš laukų vij k u os susim 3. Piltuvo tornadu aišo . formos išspjaun to rnadas š a į Saulė il u m inę energ s atmos ferą. iją ir virsta
13
Utėlės su
žmonėmis gyvena nuo tada, kai mes atsiradome Afrikos savanoje. Tirdami šiuos kraujasiurbius parazitus mokslininkai gauna daug vertingos informacijos apie mūsų praeitį – nuo Žemės kolonizavimo iki maro.
P
raėjusio amžiaus 4 dešimtmetyje amerikietis entomologas Henry Ellsworthas Ewingas vietiniame zoologijos sode atliko paprastą eksperimentą. Beždžionės koatos utėlę jis privertė čiulpti jo kraują. Utėlė netrukus nusibaigė. H. E. Ewingas eksperimentą pakartojo ir su paviano utėle. Rezultatas buvo toks pats. Šiuo paprastu bandymu entomologas parodė, kad mažieji kraujasiurbiai labai priklausomi nuo savo nešiotojų ir ant kitų rūšių išgyventi negali. Priklausomybė nuo savininkų išsivystė per milijonus kartų. Pastaraisiais metais itin artimas ryšys tarp utėlių ir šeimininkų vėl sulaukė genealoginius medžius ir evoliuciją tyrinėjančių mokslininkų dėmesio. Utėlių tyrimai atskleidžia gausybę žinių – nuo to, kaip plito epidemijos, iki to, kada žmonės ėmė dėvėti drabužius. Todėl šie niežulį keliantys kenkėjai gali padėti itin tiksliai nustatyti ankstyviausius žmonijos evoliucijos etapus.
Kraujo pomėgis
m a s e ų t e m ų s i l u ė n t o u j i l s i a i 25 m tamiaus s g ė m
Utėlių istorija prasidėjo apytiksliai prieš 130 milijonų metų, tuo metu atsirado šie maži kenkėjai. Mokslininkų spėjimas pagrįstas skirtingų utėlių rūšių genų sekų palyginimu. Kreidos periodu, prieš maždaug 70 milijonų metų, žinduolių ir paukščių evoliucija vyko itin sparčiai. Atsiradusios naujos rūšys reiškė naują parazitų gyvenamąją aplinką, tad ėmė plisti skirtingos utėlių šeimos ir rūšys. Šiandien yra daugiau kaip 3 tūkstančiai utėlių rūšių,
18
Parengė Lennart Kiil
Kraujo
Galingomis žnyplėmis apsiginklavusios utėlės knibžda tarp plaukų, deja, jų beveik neįmanoma atsikratyti. G. BERNARD/SPL/SCANPIX
me stas mai
o broliai
Fizikai daiktus gali paversti
Mokslininkams beveik pavyko įgyvendinti svajonę daiktus paversti nematomais. Jie kuria naujas medžiagas, be to, laužo, „apgaudinėja“ ir trikdo šviesos bangas. Jie jau gali priversti labai mažus daiktus pranykti.
D
žeimso Bondo automobilis „Aston Martin“ pranyksta, Haris Poteris apsisiaučia stebuklingu nematomu apsiaustu, o „Žvaigždžių vartų“ kosminiai laivai įjungia nematomumo skydus. Fizikams beveik pavyko pakartoti filmuose rodytus triukus. Mokslininkai išmoko manipuliuoti šviesa ir jau pavertė kai kuriuos labai nedidelius daiktus nematomais. Neseniai Daramo mieste (Šiaurės Karolinos valstija, JAV) įsikūrusio Diuko universiteto mokslininkai sukonstravo skydą, nukreipiantį šviesą aplink daiktą ir sukuriantį iliuziją, kad jo nėra. Mokslininkai naudojo ypatingomis elektromagnetinėmis savybėmis pasižyminčias dirbtines medžiagas. Tačiau kol kas šis eksperimentas neveikia žmogaus akiai matomu lygiu, tad kitas žingsnis – padaryti nematomumą „matomą“.
Danguje dingsta lėktuvai Šviesa nematomumui itin svarbi. Kai matome daiktą, iš tiesų matome daikto atspindimą šviesą. Akis aptinka atspindžius ir pagal juos sukuria atvaizdą.
26
Parengė Antje Gerd Poulsen. Iliustracijos Allan Højen
Nukreipdami šviesos bangas ir atspindžius, mokslininkai ketina apmulkinti akis ir priversti jas patikėti, kad daikto nėra. Lėktuvai gali „susilieti“ su dangumi, iš regėjimo lauko galima pašalinti bjaurų kaminą, gadinantį vaizdą pro lan-
Kuriamos metamedžiagos Kad galėtų valdyti šviesą ir pasiekti nematomumą, mokslininkai eksperimentuoja su dirbtinėmis medžiagomis. Vadinamąsias metamedžiagas galima, pavyzdžiui, pagaminti iš vario laidų, įmontuotų į organinį stiklą, rašto. Stiklo, vandens ir kitų natūralių medžiagų savybes lemia jų cheminė sudėtis, tad mokslininkai negali manipuliuoti šviesa. Tačiau metamedžiagų atveju šviesos elgsena priklauso nuo medžiagos sudėties. Ši technologija nauja, o medžiagos nedidelio dydžio ir nelanksčios.
gą, be to, patys galime pranykti aplinkinių akivaizdoje. Mokslininkai taip pat tikisi sugebėsią atlikti priešingą veiksmą – padaryti nematomus daiktus matomus. Sustiprinus pačius silpniausius atspindžius, naujais galingais mikroskopais bus galima pamatyti, pavyzdžiui, DNR grandinę.
Galimybes atvėrė šiaudas Pirmą žingsnį nematomumo link žengė Maskvos universiteto mokslininkai praėjusio amžiaus 7 dešimtmetyje. Rusų fizikas Viktoras Veselaga mąstė apie šviesos lūžimą. Jis negalvojo apie nematomus apsiaustus ar panašius dalykus. Jį domino tik šviesos tyrimai. Šviesa sklinda bangomis greičiu, priklausančiu nuo terpės, kurioje bangos sklinda. Tiek žinojo V. Veselaga. Jei banga keliauja iš zonos, kur bangų sklaidos greitis vienoks, į kitokį sklidimo greitį turinčią terpę, bangos kryptis pasikeičia dėl reiškinio, vadinamo bangos lūžiu. Tai žinome iš šiaudelio vandens stiklinėje. Atrodo, tarsi patekęs iš oro į vandenį šiaudelis lūžta. Pasak gamtos dėsnių,
Mokslininkų sukurtuose nematomuose apsiaustuose vario juostelių raštas šviesą sugauna ir nukreipia.
Regos nervai
FAKTAI
Regos centras
Kaip matome daiktus Kai matome tam tikrą objektą, akis pamato objekto atspindžius ir jų pagrindu sukuria atvaizdą.
1. Drugelis atspindi saulės šviesą, kuri per rageną ir vyzdį nukreipiama į akį.
Gumburas
2. Akies lęšiukas sufokusuoja šviesą į galinę akies dalį, taip ant tinklainės sukuriamas atvirkštinis atvaizdas.
Regos nervai Akies lęšiukas
DORLING KINDERSLEY/GETTY IMAGES & SERGHEI VELUSCEAC/THINKSTOCK
Tinklainė
3. Tinklainėje atvaizdas paverčiamas elektriniais impulsais, kurie regos nervais keliauja į smegenis.
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
27
EKSTREMALIAUSIOS VIETOS: ATAKAMA
Sausiausia vieta 1,0 mm
yra didžiausias metinis kritulių kiekis, kurio gali tikėtis Atakamos dykumos gyventojai – jei jiems pasiseks! Keliuose regionuose ištisus dešimtmečius ar net šimtmečius neiškrito nė lašo lietaus. Ant Šiaurės Čilėje esančio plokščiakalnio besidriekianti dykuma užima kiek daugiau nei 150 000 km2 plotą – tai dukart daugiau nei Lietuvos plotas. Dykuma atsirado todėl, kad Andų kalnai sudaro vadinamąjį lietaus šešėlį. Debesys iš drėgno Amazonės baseino kyla kalnų šlaitais, oras kas metrą šąla. Kadangi šaltas oras negali sulaikyti tiek vandens, kiek šiltas, lietus iškrinta, iki debesys kerta Andus. Į vakarus yra Ramusis vandenynas, kur šaltos vandenyno srovės ir Čilės pakrantės kalnagūbris neleidžia lietui pasiekti Atakamos dykumos.
apie apleistą ų kapavietė liudija im še jų ir ių as ak Kaln lės vyriausybė . XIX šimtmetyje Či Jungajaus miestą tratus trąšoms. Atakamoje kasė ni
Marsą primenantis kraštovaizdis PIETŲ AMERIKA Atakamos dykuma Čilės pakrantės kalnagūbris
32
Andų kalnai
Lankytojams kraujuoja nosis
Ežerai sudarė druskos sankaupas
Dėl mažo oro drėgnumo, siekiančio apie 5 procentus, Atakamoje besilankantiems turistams skeldėja oda ir iš nosies bėga kraujas.
Dykuma ne visada buvo sausa. Geologai rado 120 tūkst. metų senumo upių vagų, o druskos lygumos atsirado, išgaravus druskingiems ežerams.
Gyvūnai migruoja į vakarus
Šiukšlių liekanos
Dėl rūko, atkeliaujančio iš Ramiojo vandenyno, oro drėgnumas vakarinėje Atakamos dalyje šiek tiek didesnis, tad čia gali išgyventi kaktusai, pelės ir kelios vabzdžių rūšys.
Atakamoje nėra jokių puvimo bakterijų, tad šiukšlės čia lieka tol, kol jas išveža. Lygumos paviršiuje gausu vario ir kitų metalų.
Parengė A. Bojesen. Nuotraukos: T. McHugh / Getty Images & M. Shandro / Getty Images & J. Sartore / NGS / Getty Images & Shutterstock & ESO & NSF & Alamy
Centrinėje Atakamos dykumoje, kuri yra unikalus reiškinys Žemėje, aptinkama visiškai – net mikrobiologiniu lygiu – mirusių zonų.
Penki sausumo rekordai Atakama – ne vienintelė sausa vieta, kur nėra vandens. Kitur gyvūnai ir augalai gali ištverti ilgas sausras.
Sausiausias žemynas – Antarktida. Teritorijai vidutiniškai tenka 166 milimetrai metinių kritulių.
Sausiausias mikroorganizmas – Nostoc genties melsvabakterės. Išdžiūvusios jos gali išgyventi iki 63 metų.
Sausiausia žuvis – afrikinė dvikvėpė, išskirianti didžiąją kūno dalį dengiančias gleives. Dėl jų gali iki 4 metų išgyventi be vandens.
Sausiausios gėlių sėklos – Kinijoje augančio riešutinio lotoso, dar vadinamo šventuoju lotosu. Sėklos gali išgyventi 1 300 metų.
Sausiausias žinduolis yra vienkupris kupranugaris, be vandens išgyvenantis iki 17 dienų ir galintis be pavojaus gyvybei netekti vandens, kuris atitiktų 30 procentų kūno svorio. Dauguma kitų žinduolių nustimpa, netekę beveik 14 procentų kūno svorio prilygstančio vandens kiekio.
Astronomai ją mėgsta Atakamoje 350 naktų per metus yra nedebesuotos, tad dykumoje įkurta daugiau kaip 20 astronominių observatorijų. 2005 m. NASA robotas Zoė tyrė atšiauriausią dykumos dalį, kad daugiau sužinotų apie Marsą.
HOMO HABILIS
ELISABETH DAYNES/ LOOKATSCIENCES
Kur Rytų Afrikoje Kada Prieš 1,6– 2,5 mln. metų Grobis Nedidelės beždžionės ir gazelės
Pirmieji akmeniniai įrankiai pagaminti trankant du akmenis vienas į kitą, kad susidarytų aštrios briaunos.
34
Parengė Rasmusas Kraghas Jakobsenas
Vieni pirmųjų žmonių žinomi iš 1,8 mln. metų senumo iškasenų. Iš kaulų nustatyta, kad 130 cm ūgio būtybė turėjo 550 g sveriančias smegenis. Homo habilis gerai laipiojo medžiais ir ten praleisdavo daug laiko.
SMEGENYS AUGO DĖL AKMENINIŲ GINKLŲ Prieš 2,6 milijono metų vienas mūsų protėvis tarpusavyje sutrenkė du akmenis ir pradėjo ginklavimosi varžybas. Tai padėjo palikuonims tapti puikiais medžiotojais ir sumaniais amatininkais.
Ginklams – 2,6 milijono metų Apsiginklavę primityviais akmeniniais įrankiais, mūsų protėviai galėjo gauti daugiau mėsos ir riebalų.
1
su 1,8 milijono metų senumo akmeniniais įrankiais rasta ir Homo habilis kaulų. Turėdami akmeninių įrankių, mūsų protėviai galėjo prakirsti storą gyvūnų odą ir laužyti kaulus, kartu pasiekti itin koncentruotą energijos šaltinį – riebalų, mėsos ir kaulų čiulpų, juos valgyti galima ir neturint itin stipraus žandikaulio. Homo rūšies dantys ir žandikaulį gaubiantys raumenys ėmė mažėti, kaukolėje atsirado daugiau vietos smegenims, jos didėjo dėl naujo ir daugiau energijos suteikiančio mitybos raciono.
Vystymasis prasidėjo
NUO SMŪGIŲ
Pirmieji akmeniniai įrankiai pagaminti nuo akmens nuskėlus nereikalingus paviršius. Tam reikėjo žinių ir įgūdžių. Kad rastų reikiamų akmenų, įrankių gamintojas turėjo pažinti įvairias akmenų rūšis, o technika reikalavo valdymo ir koordinacijos, kadangi akmenį nuskelti reikėjo tobulu kampu.
Gali prapjauti gyvūno odą Gali atpjauti mėsos gabalą Gali skaldyti kaulus DIDIER DESCOUENS
913 m. vokiečių archeologas Olduvajo tarpeklyje, Tanzanijoje, rado keletą primityvių akmeninių įrankių. Paaiškėjo, kad įrankiams 1,6 milijono metų, o vėliau panašių radinių aptikta ir kitose Afrikos dalyse. Po 1990 metų Etiopijoje mokslininkai atkasė 2,6 milijono metų akmeninių įrankių. Šie primityvūs įrankiai žymėjo iki tol nežinotos ginklų gaminimo technologijos pradžią, pasak daugelio ekspertų, juos gamino pirmieji Homo rūšies atstovai – apie 130 centimetrų ūgio Homo habilis. Kartu
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
35
Spygliuoti lytiniai organai arba sperma su cheminiais ginklais. Patinams stengiantis užsitikrinti palikuonių leidžiama viskas. Tačiau ir patelės nevengia gudrauti, kad išvengtų žiaurių patinų glamonių.
A A I I S S U U A A I I B B R R SSVVAA Spygliai žaloja pateles
Katinių šeimos žinduolių, pavyzdžiui, liūtų ir tigrų, patinai turi varpas su atgal atsuktais kabliais ir jais lytinio akto metu žaloja pateles. Taip patelėms perduodama spermoje esanti medžiaga, kuri sukelia ovuliaciją.
40
Parengė Rasmus Kragh Jakobsen
ovuliacija vyksta poruojantis, o ne tam tikru ciklo metu. Dr. Gregas Adamsas iš Saskačevano universiteto (Kanada) rado naują paaiškinimą. Lamos spermoje jis aptiko medžiagos, vadinamojo nervų augimo faktoriaus (NGF), ir jis tikriausiai priverčia pogumburį ir hipofizę smegenyse gaminti ovuliaciją skatinantį hormoną. Todėl mokslininkas įsitikinęs, jog varpos spyglių paskirtis – įdrėksti patelės odą, kad NGF galėtų patekti į jos kraujotaką.
Sperma pradeda grandininę reakciją Mokslininkai spermoje rado naują medžiagą, kuri sukelia kai kurių gyvūnų ovuliaciją. Medžiaga tikriausiai skatina hormono GnRH gamybą galvos smegenų dalyje pogumburyje. NGF Hipofizė LH
GnRH
Kiaušidės
FSH
1. NGF
2. GnRH
3. … tad
4. LH ir FSH
skatina pogumburį gaminti hormoną GnRH.
prisitvirtina prie liaukų ląstelių receptorių hipofizėje...
hipofizė gamina lytinius hormonus LH ir FSH.
kiaušidėse stimuliuoja kiaušinėlių susidarymą ir ovuliaciją.
CLAUS LUNAU
Kad būtų naudinga, iš pradžių turi paskaudėti. Taip aiškinama, kodėl katinių varpos turi aštrius, atgal atgręžtus kablius, poravimosi metu žalojančius pateles. Mokslininkai AR ŽINOTE, KAD... ilgai manė, kad vyrų spermoje taip pat dėl tokios sueiyra NGF ir kad jis taip pat ties išskiriami gali veikti moters biolo- hormonai sukelia gines savybes? ovuliaciją, vadinamą paskatinta ovuliacija. Tai pasakytina, pavyzdžiui, apie kates, triušius, lamas ir kupranugarius, kurių
Liūtėms poravimasis skausmingas, nes ant patino varpos esantys spygliai drasko jos lyties organų angą. SHUTTERSTOCK
! S I D Y D E N
SPYGLIAI
Baltos vietos ant katinių, šiuo atveju tigro, varpos – spygliai, kurie poravimosi metu išsikiša. PHOTOSHOT.COM
Įvykių horizonto, t. y. taško, už kurio ištrūkti negali niekas, skersmuo yra 100 milijardų kilometrų.
Galaktikos PKS 0745-19 dydis yra 500 tūkstančiai šviesmečių. Jos centre yra ultramasyvi juodoji skylė.
Galaktikų spiečiaus PKS 0745-19 centre esančioje galaktikoje yra juodoji skylė, kurios įvykių horizontas didesnis už mūsų Saulės sistemą. CXC/NASA
Didžiausia iki šiol atrasta juodoji skylė sveria kaip 40 milijardų Saulių.
Teleskopas „Chandra“ aptiko
MILŽINIŠKŲ JUODŲJŲ
SKYLIŲ
Astronomų grupė aptiko sunkiausių kada nors rastų juodųjų skylių. Išsidėsčiusios milžiniškų tolimų galaktikų centruose, jos slepia neįmintą mįslę.
J
uodosios skylės – įstabiausi Visatos kūriniai, be to, jos yra vienos didžiausių. Neseniai astronomai atrado juodųjų skylių, sveriančių kaip 40 milijonų Saulių. Tai keturiskart daugiau, nei mokslininkai žinojo iki tol. Šios skylės tokios didelės, kad astronomams teko sukurti visiškai naują kategoriją – ultramasyvios juodosios skylės. Kol kas mokslininkai rado tik kelis patvirtintus
šių sunkiasvorių pavyzdžius, tačiau esama ženklų, kad jos egzistuoja būriais ir kad gali būti dar didesnių juodųjų skylių. Juodosioms skylėms bendra tai, kad jos turi vadinamąjį singuliarumą – milžinišką materijos kiekį, suspaustą viename taške. Materija tokia tanki, kad suspaudžiami net atomai, tad elektronai nebeskrieja apie atomo branduolį, Parengė Lone Djernis Olsen
47
IŠRADIMAI IR GAMINIAI Parengė Julie Hjerl Hansen
Spalvą keičiančios padangos neleis pamiršti jų pasikeisti.
Programėlė laisto vazoninius augalus Augalais nemokantys pasirūpinti žmonės dabar gali sulaukti pagalbos. „Parrot Flower Power“ įvertina augalų būklę ir per susietą programėlę siunčia žinutes, kai augalui trūksta vandens, šviesos ar trąšų. Jutiklis taip pat informuoja, jei augalui per šalta ar per šilta. Programėlėje yra patarimų, kaip rūpintis 6 tūkstančiais augalų.
i Produktas „Parrot Flower Power“ Parduodama 2013 m., www.parrot.com
70
Iliustruotasis mokslas • 2013/8 (71)
i Produktas „Discolor Tyre“ www.nanoin.cn
i Produktas „BallCam“ Parduodama Prototipas. www.cs.cmu.edu
Kamuolys su kamera
Mokslininkai iš Japonijos elektrokomunikacijų universiteto sukūrė amerikietiškojo futbolo kamuolį su įmontuota kamera, kad žiūrovai rungtynes galėtų matyti iš kamuolio perspektyvos. Įrašas apdorojamas, kad besisukančio kamuolio filmuojamas vaizdas būtų mažiau susiliejęs.