Признанные гены: тайна происхождения скифов и глобальный дефицит пресной воды

В России предсказали землетрясения и цунами в арктических морях, а ученые из Индии, США и Саудовской Аравии сообщили об уменьшении запасов пресной воды на Земле. Вместе с тем отечественные конструкторы изобрели революционный способ обработки алюминия, медики создали установку для проверки пригодности сердца донора для пересадки, а генетики опровергли стереотип об азиатском происхождении скифов. Об этих и других событиях из мира науки — в еженедельной подборке «Известий».

В России улучшили создание изделий из алюминия

Ученые из Сибирского федерального университета разработали первую в мире установку для металлообработки, которая одновременно выполняет сразу три процесса: литье, прокатку и прессование. Это дает возможность ускорить и удешевить изготовление длинномерных изделий из алюминиевых сплавов, таких как прутки или проволока.

Как объяснили технологи, установка включает печь-миксер, где металлы расплавляются, и деформирующий узел, который помогает направить расплав в водоохлаждаемые валки, где он кристаллизуется в заготовки, из которых затем формируются готовые изделия.

— Мы подали заявку на два патента, так как способ и устройство для бесслитковой прокатки-прессования прутков из алюминиевых сплавов разработаны впервые, — рассказал «Известиям» заслуженный изобретатель РФ, доктор технических наук, профессор кафедры «Обработка металлов давлением» Института цветных металлов СФУ Сергей Сидельников.

По словам специалистов, особое значение разработка имеет для производства прутков, которые включают различные модифицирующие добавки. К примеру, они помогают получить более прочную продукцию из алюминиевых сплавов, такую как заклепки, гайки, винты и другой крепеж.

Кроме того, ученые успешно испытали экспериментальные партии прутков-модификаторов из вторичного сырья. Это открывает новые возможности для переработки отходов.

Ученый предсказал цунами в Арктике

В Арктике могут происходить цунами, это одно из следствий глобального потепления, рассказал «Известиям» эколог, почетный полярник РФ, председатель совета Якутского отделения Российского союза спасателей Николай Находкин. По его словам, источник угрозы — окрестности острова Беннетта в Восточно-Сибирском море, где ученые предполагают вулканическую активность.

— На спутниковых снимках можно видеть шлейфы дыма. Они энергетически сопоставимы с выбросами вулканов и распространяются на сотни километров, доходя до берегов Канады и Аляски. Вероятно, это свидетельствует о подводных вулканах, — пояснил специалист.

По его словам, в одном из заливов острова Беннетта в нескольких точках отмечали поднятие дна, которое происходило в течение девяти лет. Уровень изменился на высоту от 1 до 9 м. Это тоже подтверждает активность недр.

Используя эти данные, а также результаты научной экспедиции на остров Беннетта в 2022 году, специалисты сделали вывод, что в районе этой северной земли не исключены извержения подводных вулканов. Если они будут совпадать с периодами открытой воды, это может вызывать цунами.

По словам Николая Находкина, в Арктике не готовятся к таким событиям, но они представляют опасность прибрежным поселкам и промышленной инфраструктуре. Например, скважинам для добычи углеводородов на шельфе, которую предполагают вести российские компании, или малой атомной станции, которую строят в низовьях реки Яны.

Сердце для пересадки будут проверять на клеточном уровне

Специалисты-ученые из МФТИ разработали систему, которая дает возможность проанализировать работу донорского сердца на клеточном уровне. Установка состоит из мощного микроскопа, высокоскоростной камеры и специализированного программного обеспечения. Такой набор дает возможность одновременно оценивать электрическую активность клеток и их метаболическое состояние.

— Система позволяет оптическими методами изучить, как работают отдельные молекулы в митохондриях клеток сердца. Если с ними что-то не так, то мы это увидим, — рассказал «Известиям» автор исследования, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной и клеточной медицины МФТИ Михаил Слотвицкий.

Например, при пересадке сердца совместимость органа с пациентом проверяют генетическими методами. При этом по протоколу есть всего четыре часа, чтобы доставить орган. Однако зачастую в эти сроки не удается уложиться. И тогда поможет предложенный метод, который позволит оперативно выяснить, осталось сердце пригодным к трансплантации или нет.

Кроме того, разработка открывает новые возможности для персонализированной медицины. Так, с помощью стволовых клеток из крови пациента можно создать фрагмент сердечной ткани и тестировать на нем различные лекарства, подбирая эффективное лечение.

Ученые доказали начало генетической истории скифов в Европе

Российские генетики во главе с учеными из Центра генетики и естественных наук университета науки и технологий «Сириус» расшифровали данные большого количества образцов ДНК людей, найденных в памятниках скифской культуры, которые относятся к разным периодам бронзового и раннего железного веков.

— Исследование основано на анализе геномов 131 древнего индивидуума, полученных из захоронений Великой Скифии — условного образования, которое примерно соответствует расселению скифов (Северное Причерноморье, низовья Днестра, Днепра и Дона). Изученные останки принадлежат представителям разных эпох, мест обитания, социальных групп. Изучение их генома помогло восстановить историю их происхождения, выявить наследственные заболевания, создать представление о внешности скифов и социальной структуре кочевников, — рассказал руководитель Центра академик РАН Евгений Рогаев.

По его словам, практически все анализы выполнены на базе отечественных лабораторий, что подчеркивает возможности российской науки в проведении масштабных исследований в сфере этногенетики, палеогенетики и других.

Вопреки устоявшимся стереотипам, исследователи показали европейское происхождение древнего кочевого народа. Также они изучили распространение «скифской болезни» — непереносимости фруктозы — у современных жителей Европы.

Ученые измерили истощение запасов пресной воды на Земле

Ученые из Индии, США и Саудовской Аравии измерили, как изменились запасы пресной воды на суше за последние 22 года. Для этих целей они использовали данные спутников GRACE и GRACE-FO, предназначенных для изучения гравитационного поля Земли и его колебаний.

Результаты показали беспрецедентную потерю пресных водных ресурсов в мире, а также выявили формирование обширных «мегазасушливых» регионов в Северном полушарии планеты. Это север России и Канады, юго-запад и центр Северной Америки, а также части территорий Северной Африки, Европы, Ближнего Востока, Центральной и Юго-Восточной Азии.

Территории, подверженные засухе, ежегодно увеличиваются на площадь, которая вдвое превышает размер Калифорнии. При этом засушливые регионы теряют воду быстрее, чем увлажняются влажные, отметили ученые.

По их мнению, основная причина изменений — истощение грунтовых вод, на что приходится 68% потерь водных запасов. Также свою лепту вносят таяние ледников и вечной мерзлоты и интенсивные засухи.

Ученые подчеркнули, что сокращение запасов пресной воды одновременно способствует вкладу континентов в повышение уровня моря. Это влияние выше, чем то, которое оказывает таяние ледяных щитов Гренландии и Антарктиды.

Авторы исследования подчеркнули, что необходимы оперативные меры по управлению водными ресурсами в мировом масштабе. Особенно грунтовыми водами, которые играют ключевую роль в адаптации к изменению климата.