Земля зберігає спогади, значно давніші за людство. Вони приховані в давніх каменях, сформованих теплом, тиском і часом. Багато ранніх слідів життя зникли, коли ці породи змінювалися глибоко всередині земної кори. Та вчені продовжують шукати ледь помітні сигнали, які все ж збереглися. Нове дослідження виявило хімічні сліди біологічного походження в породах віком понад 3,3 мільярда років. Робота свідчить про те, що фотосинтез, який виробляє кисень, почався значно раніше, ніж очікувалося. Дослідники поєднали сучасну хімію та штучний інтелект. Мета була простою: «прочитати» хімічні повідомлення, залишені ранніми організмами. Ці повідомлення існують у вигляді дрібних молекулярних фрагментів. Вони зберігаються навіть тоді, коли самі клітини чи біомолекули давно зникли. Сліди раннього життя в породах Команда навчила системи машинного навчання аналізувати хімічні профілі великої кількості органічних матеріалів. Система навчилася розрізняти молекулярні візерунки, характерні для життя, від тих, що виникають без участі біології. Після навчання система дослідила давні породи й виявила сигнали, що вказують на життя навіть у зразках, старших за три мільярди років. Дослідження показує, що життя залишило більш стійкий хімічний слід, ніж вважалося раніше. Ці сліди проявляються як слабкі візерунки всередині сильно змінених порід. Багато попередніх моделей не могли «прочитати» ці сліди. Новий метод відкриває ширше вікно в ранню Землю, продовжуючи зростаючий напрямок досліджень на основі хімічних даних і штучного інтелекту. Раніші роботи показували, що органічна речовина біологічного походження має інші молекулярні візерунки, ніж матеріали, сформовані небіологічною хімією. Нове дослідження розширює цю ідею, використовуючи більший набір зразків і потужніші моделі. Викопні рештки зі змістом Науковиця Університету штату Мічиган Кеті Мелоні приєдналася до проєкту. Вона вивчає ранні складні організми та давні екосистеми. Мелоні надала унікальні викопні водорості з Канади віком один мільярд років. Це одні з найдавніших відомих морських водоростей — з часу, коли більшість життя на Землі було мікроскопічним. «Давні породи повні загадок, які розповідають історію життя на Землі, але кількох фрагментів завжди бракує», — сказала Мелоні. — «Поєднання хімічного аналізу та машинного навчання допомогло виявити біологічні підказки, які раніше були невидимі». Її зразки допомогли підтвердити, що метод працює як для дуже давніх, так і для молодших викопних решток. У цих викопних залишилися органічні фрагменти, що все ще відображають природу організмів, які колись жили. Чіткий біологічний візерунок У дослідженні детально проаналізували понад 400 зразків. Серед них були сучасні рослини й тварини, викопні мікроби, давні рослини, метеорити, древні осадові породи та синтетичні матеріали. Кожен зразок вивчали методом піролізної газової хроматографії з мас-спектрометрією. Цей підхід розбиває органічну речовину на дрібні фрагменти для аналізу. Штучний інтелект потім досліджував ці фрагменти. Моделі з високою точністю розділяли біологічні та небіологічні матеріали. Вони також визначали ознаки, пов’язані з метаболізмом — зокрема сигнали від фотосинтезуючих та нефотосинтезуючих організмів. Результати підтверджують: навіть зруйновані та деградовані молекулярні залишки зберігають чіткий біологічний візерунок. Хоча тепло, тиск і хімічні процеси руйнують повні біомолекули, характерний патерн багатьох фрагментів усе ще вказує на життя. Відлуння життя в давніх породах Команда виявила, що кілька зразків віком понад три мільярди років мають потужні сигнали біологічного походження. Деякі нагадують мікробний матеріал. Інші демонструють зв’язок із ранніми формами фотосинтезуючого життя. Це відкриття відсуває початок фотосинтезу, що виробляє кисень, майже на мільярд років у минуле. Метод також відрізняє біологічний органічний матеріал від органіки, принесеної метеоритами. Це важливо, оскільки деякі давні породи містять обидва типи. Така здатність відкриває великі можливості для майбутніх місій у космосі. Вченим потрібно знати, чи містить порода з Марса або іншого світу сліди життя чи лише небіологічний космічний вуглець. «Давнє життя залишає більше, ніж скам’янілості — воно залишає хімічні відлуння», — сказав доктор Роберт Хейзен. — «Завдяки машинному навчанню ми вперше можемо надійно їх інтерпретувати». Візерунки крізь епохи Об’єднані результати демонструють закономірність у геологічній історії Землі. Молодші породи містять чіткі біологічні сигнали. У старіших ці сигнали слабшають, але все ще розпізнавані. Таке зменшення, ймовірно, відображає поступову молекулярну деградацію. Можливо також, що найдавніші зразки містять частку небіологічної органіки. Та головне інше: багато палеоархейських зразків усе ще зберігають патерни, що вказують на життя. Ці висновки узгоджуються з попередніми дослідженнями, що використовували морфологічні та ізотопні методи. Новий підхід додає вагоме хімічне підтвердження. Разом вони показують, що рання Земля була домом для багатого мікробного світу задовго до появи складних організмів. Пошук життя за межами Землі «Ця інноваційна техніка допомагає нам «читати» давній літопис життя по-новому», — сказала Мелоні. — «Вона може стати ключем до пошуку життя на інших планетах». Метод незабаром може поєднати ізотопні дані, спектроскопію Рамана, інфрачервону спектроскопію та морфологічні характеристики. Це може відкрити ще глибші деталі про раннє життя й допомогти виявити форми метаболізму, що не залежать від кисню. Довгострокова мета очевидна: зрозуміти, як виникло життя, як воно змінювалося в глибокому часі і як його виявляти на далеких світах. Нові результати показують: навіть у найдавніших земних породах збереглися хімічні спогади про життя — і тепер вони промовляють голосніше, ніж будь-коли. Дослідження опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Серія потужних сонячних бур минулого тижня змусила екіпаж Міжнародної космічної станції перейти на посилений режим безпеки. Викиди корональної маси від активної групи плям AR4274 підвищили рівень радіації на орбіті, створивши загрозу для астронавтів. Вибухи на Сонці дісталися до орбіти Землі. Сплески сонячної активності призвели до надходження високоенергетичних частинок у район МКС. Рівень радіації підвищився настільки, що екіпажу довелося перейти в укриття, згідно зі стандартними протоколами NASA. Як поводився екіпаж Астронавти США та Японії (NASA і JAXA) залишилися у своїх капсулах — там рівень радіаційного захисту вважається достатнім. Представники країни-агресора рф провели ніч у лабораторному модулі станції, який має краще екранування від заряджених частинок. Подібні дії не є екстреною евакуацією — це штатна безпекова процедура, яка застосовується під час сильних сонячних спалахів. Чому сонячні бурі небезпечні Під час викидів корональної маси: порушується робота супутників і GPS, зростають ризики збоїв у наземних електромережах, найбільшу загрозу отримують астронавти за межами атмосфери. МКС має базове екранування, але під час пікових бур екіпаж уникає зон зі слабшим захистом, зокрема великих модулів та оглядових сегментів. Попередження на майбутнє Фахівці NASA зазначають, що поточний сонячний цикл демонструє підвищену активність, тому подібні ситуації можуть повторюватися частіше. Для прогнозування бур застосовують місії на кшталт SOHO, проте у майбутніх польотах на Місяць і Марс захист від радіації стане одним із ключових викликів. Аврора — краса й небезпека Сонячні бурі подарували мешканцям Землі яскраві полярні сяйва, які спостерігали навіть у середніх широтах. Для екіпажу МКС це нагадування: ті самі частинки, що створюють аврори на поверхні планети, у відкритому космосі можуть бути смертельно небезпечними. Джерело

Скам’янілі залишки давнього вуглецю з центральної частини південноафриканської провінції Мпумаланга щойно принесли найдавніші на сьогодні хімічні докази існування життя на Землі. Згідно з новим аналізом, проведеним із використанням машинного навчання, фрагментарні сліди вуглецю з кременю Йозефсдал (Josefsdal Chert), віком 3,33 мільярда років, є найранішим і найбільш переконливим виявленням біотичної хімії на Землі. Крім того, дослідники виявили найдавніші на сьогодні докази фотосинтезу — у породах віком 2,52 та 2,3 мільярда років з Південної Африки та Канади відповідно. Це відсуває задокументовану часову шкалу виникнення фотосинтезу більш ніж на 800 мільйонів років назад. «Наші результати показують, що давнє життя залишає по собі не лише скам’янілості — воно залишає хімічні “луни”», — каже мінералог та астробіолог Роберт Гейзен із Інституту Карнегі (США). «Завдяки машинному навчанню ми тепер можемо надійно інтерпретувати ці луни вперше». Час, розкладання та геологічні процеси не надто прихильні до слідів, які залишає життя — і чим більше часу минає, тим більше ці сліди руйнуються. Крім того, перше життя на Землі, як вважають науковці, було представлено крихітними мікроорганізмами, чиї фізичні залишки за мільярди років від їхнього існування зазнали значних змін. Проте це не означає, що вони не залишили жодних слідів. За їхньою структурою такі утворення, як строматоліти, вважають залишками мікробних матів — величезних спільнот мікроорганізмів, настільки численних, що вони залишили шари в древніх породах. У чорному кремені, сланцях і карбонатних породах збереглися фрагментарні залишки викопного вуглецю, які пережили еони. Однак визначити достеменно, чи ці сильно змінені вуглецеві залишки мають біологічне походження, чи утворилися абіотично, дуже складно. Тепер команда під керівництвом Гейзена опублікувала роботу, першими авторами якої виступили астробіологи з Carnegie Science Майкл Вонг та Анірудх Прабгу, де описано метод позитивної ідентифікації древнього вуглецю, створеного життям. Спочатку вони визначили специфічні, тонкі хімічні патерни, притаманні біологічним молекулам, на основі молодших зразків. Потім вони тренували алгоритм машинного навчання для виявлення цих патернів на рівні, недоступному людському оку. «Уявіть, що ви показуєте комп’ютеру тисячі пазлових фрагментів і питаєте, чи була на зображенні квітка, чи метеорит», — пояснює Гейзен. «Ми зосередилися не на окремих молекулах, а на хімічних патернах — і ці патерни потенційно можуть бути знайдені і деінде у Всесвіті». Далі дослідники зібрали 406 зразків як сучасних організмів, так і давніх викопних залишків — від строматолітів до слідів вуглецю в кременистій матриці — і піддали їх аналізу методом піроліз-газової хроматографії-мас-спектрометрії (Py-GC-MS). Py-GC-MS передбачає нагрівання зразка, розщеплення його органіки на фрагменти, їх розділення та вимірювання мас-спектрів. Після цього модель машинного навчання проаналізувала дані, шукаючи біотичні патерни, і досягла точності понад 90%. «Ці зразки та їхні спектральні дані вивчалися десятиліттями, але штучний інтелект пропонує нову потужну лінзу, що дозволяє нам витягувати критично важливу інформацію й краще розуміти їхню природу», — пояснює Прабгу, фахівець із машинного навчання. «Навіть коли деградація ускладнює виявлення слідів життя, наші моделі все одно можуть розпізнати тонкі відбитки давніх біологічних процесів». Зразки охоплювали період від сьогодення до приблизно 3,8 мільярда років тому, включно з вуглецем із Гренландії віком 3,7 млрд років та 3,5-мільярдними строматолітами з австралійської пустелі. Молодші зразки — віком до 500 мільйонів років — давали чіткі й сильні біологічні сигнатури. Але що старішим ставав зразок, то слабшими були сигнали, адже геологічні процеси знищували хімічні деталі. Найстарішим зразком із позитивною ідентифікацією виявився кремінь Йозефсдал, віком 3,33 мільярда років. Це не означає, що старіші зразки не є біологічними — просто їхні патерни могли бути настільки зруйновані, що їх не може розпізнати навіть алгоритм. Проте тепер науковці можуть упевнено стверджувати, що життя на Землі виникло та поширилося щонайменше 3,33 мільярда років тому — і, ймовірно, ще раніше. «Це дослідження є величезним кроком уперед у нашій здатності розшифровувати найдавніші біологічні сигнатури Землі», — каже Гейзен. «Поєднавши потужний хімічний аналіз із машинним навчанням, ми отримали спосіб “читати” молекулярні привиди, які залишило перше життя і які досі шепочуть свої таємниці через мільярди років. Найстаріші породи Землі мають історії — і ми тільки починаємо їх чути». Дослідження опубліковане в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences.

Більше п’яти років свого перебування на Марсі ровер NASA Perseverance все ще повільно рухається по поверхні червоної планети, роблячи те, що подобається будь-якій п’ятирічній дитині – зупиняючись, щоб роздивитися кожен камінь на своєму шляху. Одне з його останніх відкриттів виглядає дивно чужорідним, що змушує вчених задуматися: чи не могло воно взагалі не походити з Марса. Знайдений у районі Vernodden кратера Jezero, камінь шириною 80 сантиметрів (приблизно 31 дюйм) отримав назву Phippsaksla. NASA надало два його знімки: один крупним планом, інший – з трохи більшої відстані. Те, що робить Phippsaksla чужинцем у його геологічному оточенні, – це його склад: багатий на залізо та нікель, що свідчить про те, що камінь не завжди був на Марсі, і, ймовірно, є метеоритом, який колись впав на планету. Менш поширені, ніж їхні кам’яні «родичі», залізо-нікелеві метеорити зазвичай утворюються з ядра великих астероїдів, коли важкі мінерали осідали в центрі розігрітих порід у ранні часи Сонячної системи. Вчені NASA вперше помітили камінь через його унікальну форму. Він виглядає більшим і підноситься над іншими каменями у своїй околиці, маючи цікаво скульптурну поверхню. Зацікавившись новою метою, Perseverance зробив кілька знімків каменя за допомогою однієї з передових камер Mastcam-Z, встановленої на його щоглі. Ровер використав лазери та спектрометри інструменту SuperCam, які вимірюють довжину хвиль світла, щоб проаналізувати хімічний склад Phippsaksla, чітко визначивши вміст заліза та нікелю. Хоча Phippsaksla може бути далеким гостем із космосу, його присутність у районі Vernodden кратера Jezero не є зовсім несподіваною. Залізо-нікелеві метеорити вже знаходили в інших місцях на Марсі, тому дивно, що Perseverance не натрапив на такий камінь раніше. Потрібен буде подальший аналіз, щоб підтвердити, що це дійсно метеорит на поверхні Марса. Якщо так, це стане ще одним значущим «першим» для Perseverance і дасть нам більше підказок про червону планету та її історію. За допомогою вбудованого бурового інструменту Perseverance став першим ровером, який збирає марсіанські зразки порід. Мініатюрна лабораторія, вбудована в ровер, дозволяє дослідникам детально вивчати ці зразки та визначати їхнє походження. Якщо NASA вирішить, що варто повернути шматок Phippsaksla на Землю, зразки можуть бути збережені для майбутнього транспортування. На жаль, Perseverance не може самостійно доставити жодного зразка на Землю: для цього потрібен інший космічний апарат. Від моменту посадки на Марс у лютому 2021 року Perseverance досяг багато чого. Він подорожував по стародавніх дна озер, знаходив цікаві камені на поверхні та виявив ознаки того, що на планеті колись могло існувати життя. Ровер дав нам змогу наблизитися до особливостей марсіанського ландшафту – включно з вулканами – що неможливо спостерігати навіть за допомогою найсучасніших телескопів на Землі. Perseverance навіть встановив новий рекорд з подорожей по іншій планеті, і, ймовірно, попереду ще багато відкриттів. Дата завершення місії не встановлена, тож цей допитливий «ентузіаст каменів» може ще довго знаходити нові зразки для вивчення.

Протягом багатьох років здавалося, що історія вовняного мамонта назавжди застигла в минулому. Давні кістки, заморожені тканини та фрагменти ДНК допомагали вченим відтворювати, як ці велетні жили й помирали. Нове дослідження просуває цю історію ще далі. Дослідники отримали РНК із тканини мамонта, що пролежала майже 40 000 років у сибірській вічній мерзлоті. РНК показує, які гени були активними, коли тварина була живою, що дає вченим значно ближчий погляд на її біологію. Таку інформацію ніколи раніше не вдавалося отримати від настільки давньої тварини. Це відкриває двері, які багато хто вважав зачиненими назавжди, адже РНК швидко руйнується. Ідея про те, що вона може вижити тисячі років, здавалася малоймовірною. Команда зі Стокгольмського університету взялася за цей виклик. Їхня робота показала, що РНК може зберігатися набагато довше, ніж очікувалося, і відкриває новий спосіб вивчення вимерлих видів. Виявлення РНК мамонта Довгий час учені зосереджувалися на ДНК при вивченні доісторичних тварин. ДНК є стабільною та може пережити величезні проміжки часу. Але проблема в тому, що вона розповідає лише частину історії. РНК показує, які гени були активними, що допомагає зрозуміти, що відбувалося в клітинах тварини наприкінці її життя. Дослідники вивчали тканини Юки — молодого мамонта, тіло якого знайшли в дивовижному стані. Вічна мерзлота діяла як природний морозильник. Це дало команді шанс шукати РНК, навіть попри те, що багато хто вважав цю молекулу надто крихкою, щоб вона могла зберегтися після смерті. Розширення меж секвенування РНК Дослідження очолив Еміліо Мармоль, колишній постдок Стокгольмського університету, який зараз працює в Інституті Глоба в Копенгагені. «За допомогою РНК ми можемо отримати прямі докази того, які гени були “увімкненими”, що дає нам погляд у фінальні моменти життя мамонта, який ходив Землею під час останнього льодовикового періоду. Цю інформацію неможливо отримати лише з ДНК», — пояснив Мармоль. «Ми вже раніше розширювали межі відновлення ДНК за позначку в мільйон років. Тепер ми хотіли дослідити, чи можливо відсунути секвенування РНК ще далі в минуле, ніж це робилося в попередніх дослідженнях», — сказав Лове Дален, професор еволюційної геноміки. Молекули РНК з мамонта Дослідники визначили закономірності активності генів у м’язовій тканині Юки. Серед понад 20 000 білок-кодуючих генів мамонта активними були лише деякі. Виявлені молекули РНК були пов’язані зі скороченням м’язів і механізмами, якими організм управляє стресом. «Ми знайшли ознаки клітинного стресу, що, можливо, не дивно, адже попередні дослідження припускали, що Юка був атакований печерними левами незадовго до смерті», — сказав Мармоль. Захопливі генетичні відкриття Команда також виявила РНК, які допомагають регулювати гени. Співавтор дослідження Марк Фрідлендер описав їхню важливість: «РНК, які не кодують білки, такі як мікроРНК, були одними з найцікавіших знахідок», — зазначив він. «М’язоспецифічні мікроРНК, які ми виявили в тканинах мамонта, — це прямий доказ регуляції генів у реальному часі в давні часи. Це вперше отримано настільки давніх зразках». Співавтор Бастіан Фромм, доцент Музею Арктичного університету Норвегії (UiT), додав: «Ми знайшли рідкісні мутації в певних мікроРНК, що є прямим доказом їхнього мамонтового походження. Ми навіть виявили нові гени, базуючись лише на доказах РНК — те, чого раніше ніколи не робили на настільки давніх рештках». Вивчення генів у вимерлих тварин «Наші результати демонструють, що молекули РНК можуть виживати набагато довше, ніж ми думали», — сказав Дален. «Це означає, що ми зможемо не лише вивчати, які гени були “увімкненими” у різних вимерлих тварин, але й зможемо секвенувати РНК-віруси, такі як грип та коронавіруси, збережені в рештках льодовикового періоду». Команда сподівається поєднувати ці нові дані з ДНК, білками та іншими збереженими матеріалами доісторичних тварин. «Такі дослідження можуть докорінно змінити наше розуміння вимерлої мегафауни та інших видів, розкриваючи багато прихованих шарів біології, які залишалися замороженими в часі», — зазначив Мармоль. Уроки від РНК мамонта Вовняні мамонти жили на холодних рівнинах Євразії та Північної Америки під час останнього льодовикового періоду. Вони були вкриті густою шерстю, мали довгі вигнуті бивні та жили великими стадами. Коли клімат потеплів, їхня чисельність різко впала. Останні популяції виживали на ізольованих арктичних островах до близько 4000 років тому. Їхня історія завжди здавалася застиглою в минулому. Тепер, завдяки давній РНК, вчені можуть дізнатися, як ці тварини функціонували на рівні, який раніше здавався недосяжним. Повне дослідження опубліковано в журналі Cell.

Стародавня алебастрова ваза з Вавилонської колекції Єльського університету виявила сліди опію, що є найпереконливішим на сьогодні доказом широкого вживання опіатів у Давньому Єгипті. Нещодавно проаналізована алебастрова ваза з Вавилонської колекції Музею Пібоді Єльського університету містить сліди опіатів. За даними нового дослідження Програми стародавньої фармакології Єля (YAPP), це свідчить, що опій був широко поширений у єгипетському суспільстві. Це відкриття також означає, що інші єгипетські алебастрові посудини, вирізані з кальциту, добутого в тих самих єгипетських кар’єрах, можуть містити залишки опіатів. До цієї групи належать і численні оздоблені зразки, знайдені в гробниці фараона Тутанхамона, пояснює Ендрю Дж. Ко, головний дослідник YAPP і провідний автор роботи. «Наші результати разом із попередніми дослідженнями свідчать, що використання опію в давньоєгипетських культурах та довколишніх землях було не випадковим і не поодиноким — воно певною мірою було частиною повсякденного життя», — зазначив Ко, науковий співробітник Музею Пібоді. «Ми вважаємо можливим, якщо не ймовірним, що алебастрові посудини з гробниці Тутанхамона містили опій у межах давньої традиції його використання, яку ми тільки починаємо розуміти». Дослідження, опубліковане в Journal of Eastern Mediterranean Archaeology, виконане у співаторстві з Агнете В. Лассен, асоційованою кураторкою Вавилонської колекції Єля, та Елісон М. Крендалл, менеджеркою лабораторії YAPP. Ваза містить написи чотирма стародавніми мовами — аккадською, еламською, перською та єгипетською — присвячені Ксерксу І, правителю Ахеменідської імперії з 486 до 465 р. до н.е. На піку свого існування ця імперія, центрована в Персії, охоплювала Єгипет, Месопотамію, Левант, Анатолію та частини Східної Аравії й Центральної Азії. Другий напис, виконаний демотичним письмом — спрощеним різновидом давньоєгипетського — вказує, що її об’єм становить приблизно 1200 мл (висота — 22 см). Цілі алебастрові посудини з написами надзвичайно рідкісні — їх, ймовірно, менше десяти у світових зібраннях. Походження та методи дослідження Походження цих цілих посудин загалом невідоме, однак вони охоплюють правління Дарія, Ксеркса та Артаксеркса — період приблизно від 550 до 425 рр. до н.е. Єльська ваза входить до Вавилонської колекції з 1911 року, коли колекція з близько 40 000 артефактів була сформована. YAPP, що працює при Музеї Пібоді, використовує етнографію, науку та сучасні технології для дослідження життя людей тисячі років тому. Залишки органічних речовин на посудинах або всередині них дозволяють зрозуміти харчування, побут та медичні практики давніх народів. Програма розробила спеціальні методи аналізу органічних залишків, що з часом розкладаються та можуть бути забруднені. «Дослідники зазвичай вивчають давні посудини як витвори мистецтва, але ми зосереджуємося на їх використанні та речовинах, які вони містили. Це відкриває величезний пласт інформації про щоденне життя минулих народів — що вони їли, які ліки застосовували, як проводили дозвілля», — зазначає Ко. Поштовхом до дослідження став огляд темно-коричневих ароматичних залишків усередині вази. Аналіз YAPP виявив незаперечні сліди носкапіну, гідрокотарніну, морфіну, тебаїну та папаверину — відомих біомаркерів опію. Вчені кажуть, що ці результати перегукуються з відкриттям слідів опіатів у групі єгипетських алебастрових посудин і кипрських глеків «base-ring», знайдених у звичайній гробниці, ймовірно купецької родини, у Седменті на південь від Каїра, що датуються Новим царством (XVI–XI ст. до н.е.). Зв’язок із гробницею Тутанхамона Обидва відкриття, розділені більше ніж тисячоліттям і різними соціальними групами, підсилюють ймовірність того, що численні алебастрові посудини з гробниці Тутанхамона також містили опій, каже Ко. Опій мав як медичне, так і духовне значення по всьому стародавньому світу — від Месопотамії до Єгипту й Егейського регіону. За життя Тутанхамона, наприклад, на Криті існував культ «богині маку». Мак згадується у численних стародавніх текстах, включно з Папірусом Еберса, працями Гіппократа, Діоскорида та Галена. Відкриття Говарда Картера у 1922 році принесло грандіозну колекцію артефактів, включно з великою кількістю прекрасно збережених алебастрових посудин — імовірно найкращих у часи правління Тутанхамона (1333–1323 рр. до н.е.). У 1933 році аналітичний хімік Альфред Лукас, член команди Картера, провів початковий аналіз органічних речовин — багато посудин містили липкі темно-коричневі ароматичні матеріали. Лукас не зміг точно встановити їх хімічний склад, але визначив, що більшість не є ані мазями, ані парфумами. Таємниця розграбованих посудин Подальших хімічних аналізів з того часу не проводилося. Посудини, як і більшість артефактів із гробниці, нині зберігаються у Великому єгипетському музеї в Гізі. Картера вразив факт стародавнього розграбування частини посудин. Сліди пальців усередині деяких з них свідчили, що грабіжники намагалися видряпати залишки до останнього. Багато таких посудин містили ту саму темно-коричневу речовину, яку Лукас не зміг класифікувати. На думку Ко, той факт, що ці речовини були досить цінними, щоб супроводжувати фараона у потойбіччя й заради них грабіжники ризикували життям, говорить про їхню виняткову важливість. «Ми вже знайшли хімічні сліди опіатів у єгипетських алебастрових посудинах елітних груп у Месопотамії та у звичайніших єгипетських контекстах», — каже Ко. — «Можливо, такі посудини були впізнаваними культурними маркерами вживання опію, подібно до того, як кальяни сьогодні асоціюються зі споживанням тютюну. Аналіз вмісту посудин із гробниці Тутанхамона міг би прояснити роль опію в цих стародавніх суспільствах».

У нових експериментах на мишах міжнародна команда показала, що крихітні мімічні сигнали можуть так само надійно розкривати стратегію розв’язання задачі, як і записи активності нейронів. Дослідження виконали у Фонді Шампалімо в Лісабоні, і воно вказує як на реальні переваги, так і на ризики. Результати відкривають нові можливості для фундаментальної науки, але водночас порушують важливі питання щодо психічної приватності. Камери фіксують мікросигнали обличчя Дослідження очолив доктор філософії Закарі Мейнін. Його робота зосереджена на нейронних колах, що забезпечують навчання та прийняття рішень. Миші мали зробити простий вибір, поки камери знімали їхні мордочки. Вони пробували два водні дозатори з цукровою винагородою, яка змінювалася з часом, і коригували свою стратегію відповідно до умов. Дослідники аналізували відео за допомогою машинного навчання — комп’ютерних методів пошуку закономірностей у даних. Отримані сигнали зіставляли з тим, що можна було дізнатись із записів активності груп нейронів. «На наше здивування, ми з’ясували, що можемо отримати стільки ж інформації про те, “про що думає” миша, скільки й зі записів активності десятків нейронів», — сказав Мейнін, головний дослідник Фонду Шампалімо. Мімічні сигнали пов’язали з прийняттям рішень Команда відстежувала тонкі риси обличчя покадрово, використовуючи Facemap. Цей інструмент стискає рухи вусів, носа, повік і щелепи у компактні сигнали, які легко аналізувати. Потім ці сигнали пов’язали з змінною рішення — внутрішньою величиною, яку мозок використовує для вибору. Зв’язок зберігався навіть тоді, коли миша лише тихо обмірковувала варіанти, а не діяла. Ключові патерни з’являлися до або під час вибору, а не лише після руху. Це важливо, бо показує: обличчя може відображати обчислення мозку, а не тільки рухи, які йдуть за ними. Оскільки відеозапис неінвазивний, він дає змогу спостерігати за розумовими процесами без операцій — це корисно для тривалих дослідів і для порівнянь між тваринами. Спільні мімічні коди серед різних мишей Вражає те, що різні миші демонстрували схожі мімічні коди для однакових внутрішніх станів. Одна й та сама комбінація мікрорухів відповідала одній і тій самій стратегії у різних тварин. Це свідчить про загальний «план» вираження думок на обличчі — сигнали не є індивідуальними tic-рухами, а структурованими патернами, які можна розшифрувати. Частину сигналів можна простежити до вторинної моторної кори — зони мозку, що допомагає планувати рухи. Коли її активність приглушували, обличчя передавало менше інформації про змінну рішення. Попередні роботи показали, що спонтанні поведінки можуть активувати мозок дуже широко. Нові дані йдуть далі, пов’язуючи мікрорухи обличчя з конкретними прихованими обчисленнями. Що це може означати для медицини Такі мімічні «зчитування» можуть стати біомаркером. Науковці зможуть спостерігати, як змінюються стратегії мислення з навчанням, віком чи хворобами. Також можна відстежувати, чи впливає ліки на те, як тварина оцінює докази. Це дасть швидкий, малостресовий показник, який доповнить нейронні записи. Завдяки легкій доступності мімічних даних метод може бути корисним у доклінічних дослідженнях, створенні моделей психічних чи неврологічних розладів. Перенесення цього на людей потребуватиме ретельних перевірок, адже наші внутрішні стани виражаються складніше — через обличчя, голос, позу, контекст. Захист ментальної приватності Відеозаписи можуть нести більше, ніж просто поведінку. Дослідники зазначають, що їхні результати, попри наукову цінність, викликають важливі питання щодо захисту психічної приватності. Це не гіпотетична проблема: ОЕСР у 2019 році ухвалила рекомендації про захист персональних нейроданих, прозорість і добровільну згоду. Споріднена політична дискусія стосується правил збору, обміну та застосування нервових даних. Уже сьогодні є практичні кроки: чітке маркування, добровільна згода, жорсткі обмеження на повторне використання даних — усе це знижує ризики, не зупиняючи розвиток науки. Реалістичний погляд і наступні кроки Це дослідження на мишах у контрольованих умовах. Камери спостерігали за тренованими тваринами під час конкретного завдання, а алгоритми навчалися на багатьох повтореннях. Результати не означають «читання думок» у вигляді речень. Вони лише показують, що певні розрахунки мозку залишають слід на обличчі. Майбутні дослідження перевірятимуть нові завдання, довші проміжки часу, стрес чи відволікання. Також вивчатимуть стабільність мімічних кодів упродовж розвитку та хвороб. З технічного боку поліпшуватимуть моделі, що пов’язують мімічні сигнали з мозковою активністю. Наука та майбутнє мімічних сигналів Дослідження посилює ідею втіленого пізнання — бачення, що тіло і мозок разом формують мислення. Тут дрібні рухи тіла віддзеркалюють внутрішні обчислення в реальному часі. Це також демонструє цінність простих інструментів, застосованих правильно: звичайні камери й відкриті методи можуть розкрити приховану структуру поведінки. Відкритість буде важливою для прогресу: автори надали місця зберігання даних і код, аби інші могли перевіряти та розширювати результати. Спільні стандарти, чіткі критерії та відкриті дані допоможуть уникати перебільшень і зміцнять розвиток галузі. Дослідження опубліковане в журналі Nature Neuroscience.

Зміна клімату часто сприймається як повільний фоновий процес, але сили, що її спричиняють, можуть раптово зміщуватися та несподівано змінювати наше життя. Арктика й Антарктика мають величезний вплив на наш клімат. Зростання температур у цих полярних регіонах впливає на шторми, хвороби, продовольчі системи та стан здоров’я людей у всьому світі. У новому дослідженні вчені стверджують, що полярне потепління стає одним із головних чинників глобальних ризиків для здоров’я. Полярні зміни спричиняють ефект доміно Міжнародна команда дослідників під керівництвом Ґейл Вітмен, професорки сталого розвитку в Ексетерському університеті, вивчала, як швидке полярне потепління впливає на здоров’я людей. Науковці виявили сильні зв’язки між таненням льоду, відлигою вічної мерзлоти, змінами в океані та широким спектром загроз здоров’ю. Багато нинішніх моделей ігнорують ці зв’язки та розглядають полярні зміни як окрему кризу. Дослідження показує, що такий підхід не враховує глибокий вплив цих регіонів на глобальні системи. «Полярні зміни — це не далека криза», — сказала Нетра Найк, наукова співробітниця Arctic Basecamp і провідна авторка статті. «Танення льодовикових щитів, підвищення рівня моря та зміна погодних патернів мають складні наслідки, які виходять далеко за межі Арктики й Антарктики, впливаючи на продовольчу безпеку, поширення хвороб та інфраструктуру охорони здоров’я. Це не просто екологічна проблема — це глобальна медична надзвичайна ситуація». Ризики виходять за межі полюсів Вчені наголошують, що кілька полярних «точок неповернення» наближаються до критичних стадій. Сюди входять можливий колапс великих льодовикових щитів і раптова відлига вічної мерзлоти. Такі зміни можуть спричинити різке потепління, викиди метану, порушення режимів опадів та підвищення рівня моря. Ці наслідки формують ризики для здоров’я далеко за межами полярного кола. Полярні регіони нагріваються швидше за будь-яку іншу частину планети. Це швидке потепління слабшає струменеві течії та уповільнює ключові океанські течії. Такі порушення збільшують кількість штормів, повеней, посух, холодних та теплових хвиль. Кожна така подія підвищує ризики травм, смертності та психічного виснаження. Дослідження показує, що ці події часто відбуваються не окремо, а разом. Зростання загроз здоров’ю через полярне потепління Експерти зазначають, що нинішні кліматичні моделі недооцінюють масштаби танення льоду та відлиги мерзлоти. Це впливає на глобальні прогнози для здоров’я. Наприклад, Арктика без льоду може змістити терміни досягнення ключових порогів потепління. Швидка втрата мерзлоти вивільняє забруднювачі та парникові гази, що посилюють потепління. Кожен процес створює цикл, який погіршує кліматичний стрес. Дослідники наголошують на потребі кращої інтеграції кліматичних та медичних даних. Вони стверджують, що фрагментарна наука уповільнює розуміння. Багатьом регіонам бракує детальних даних із місць, що обмежує точність прогнозів. Це залишає країни менш підготовленими до зростання загроз здоров’ю, пов’язаних з полярними змінами. Зростаючий глобальний тиск на здоров’я З підвищенням температур комахи та гризуни розширюють ареали. Це сприяє поширенню денге, хвороби Лайма та хантавірусу в регіони, які раніше їх уникали. Тепліші океани сприяють розповсюдженню бактерій Vibrio, збільшуючи ризик інфекцій у вищих широтах. Комарині хвороби також досягають нових територій завдяки м’якшим зимам. Підвищення рівня моря засолює питну воду, збільшуючи ризики прееклампсії, проблем із нирками та деяких видів раку. Повені поширюють холеру й тиф, а також сприяють довготривалим респіраторним хворобам. Посуха посилює недоїдання, послаблює імунітет і загострює брак їжі та води. Найсильніше ці проблеми вражають регіони з низьким рівнем доходів і слабкими системами охорони здоров’я. Полярні зміни також впливають на великі продовольчі системи. Зміни у дощах, температурі та ґрунтах знижують врожаї рису, пшениці й кукурудзи. Менші врожаї посилюють ризики недоїдання для мільйонів людей. Сільськогосподарські працівники страждають від теплового стресу та забруднення води, що знижує продуктивність. Це збільшує тягар хвороб і дефіцит продовольства. Психічне здоров’я під загрозою через полярні зміни Дослідження підкреслює зростання тягаря психічного здоров’я через події, пов’язані з полярним потеплінням. Теплові хвилі підвищують рівень тривожності, депресії та ризик самогубств. Підвищення температури лише на один градус протягом кількох років може спричинити мільйони нових випадків психічних розладів. Шторми, вимушене переселення та зростаюча невизначеність залишають довготривалі психологічні травми. Екстремальні події, погана якість повітря та повторні катастрофи створюють травматичний досвід. Люди втрачають домівки, землю та спільноти. Це поглиблює нестабільність у вразливих регіонах. Науковці прогнозують різке зростання глобальних психічних проблем без рішучих дій. Загрози для здоров’я в Арктиці зростають Спільноти в Арктиці переживають прямі й серйозні наслідки. Відлига мерзлоти руйнує дороги, будинки, водні системи та інші ключові послуги. Танення льоду знижує доступ до традиційних джерел їжі. Погіршення якості й доступності риби знижує споживання поживних речовин, що підвищує ризики хвороб нирок, серця та ускладнень вагітності. Тале підґрунтя вивільняє давні хімічні речовини та мікроби, деякі з яких датуються століттями. Це створює нові невизначеності для громадського здоров’я. Лісові пожежі в північних регіонах поширюють дим на континенти, збільшуючи респіраторні хвороби та передчасну смертність у близьких і віддалених популяціях. Потрібні термінові дії Дослідження закликає до глобальної співпраці та покращення систем охорони здоров’я. Воно підкреслює, що вплив полярних змін на здоров’я досі вивчено недостатньо. Багато наукових галузей залишаються ізольованими й не мають спільних методів. Автори наголошують, що системи охорони здоров’я мають готуватися до частіших екстремальних подій, нових зон поширення хвороб і нестабільності продовольства й води. «Ігнорувати ці потенційні чинники хвороб і смертності — не варіант», — сказала Вітмен. «Нам потрібна сильніша міжнародна співпраця між кліматологами, медиками та фахівцями з даних, щоб запобігти шкоді та підготувати наші системи до майбутніх викликів». Підготовка до майбутнього Дослідження закликає країни інвестувати в стійкі системи охорони здоров’я, місцевий збір даних і довгострокове планування. Воно також підкреслює важливість соціальних та економічних чинників. Регіони зі слабкою інфраструктурою найбільш уразливі. Сильніша підтримка може зменшити майбутню шкоду. Полярні регіони змінюються швидко. Їхня трансформація впливає на всі кліматичні системи Землі. Розуміння цих процесів допоможе світу підготуватися до майбутнього, сформованого швидким потеплінням на краях планети. Дослідження опубліковане в журналі Ambio.

Вчені нещодавно використали оновлене розуміння математичних основ нашого Всесвіту, щоб висунути теорію: кінець Всесвіту настане не через повільне виснаження внаслідок ентропії, а через «велике стиснення». Космологія — це галузь із дуже насиченим словником, але суть у тому, що одне з ключових чисел — космологічна стала — могло змінити знак із позитивного на негативний. (Якби ви перейшли від набору приблизно пів кілограма щотижня до втрати пів кілограма щотижня, то й ви з часом зазнали б «великого стискання».) Використовуючи цю математику, команда дослідників підрахувала, що тривалість існування нашого Всесвіту становить близько 33 мільярдів років. Це означає, що нам залишилося приблизно 19 мільярдів років до того, як усе стане хрустко-стиснутим. Космологія — у широкому сенсі — це наука про наш Всесвіт: як він виник, яким є зараз і як зрештою завершиться. Дослідники в цій галузі змушені працювати інакше, ніж більшість учених, адже ключові події, такі як Великий вибух або майбутнє Велике стискання, практично повністю виходять за межі сучасного людського розуміння. Ми можемо «прокручувати час назад», вивчаючи зірки, чорні діри, екзотичні структури та навіть «тіні», які, як ми вважаємо, можуть вказувати на темну матерію чи темну енергію. Але ми втрачаємо величезні ланки — наприклад, як мізерна кількість матерії може перетворитися на цілий Всесвіт. Космологічна стала — це одна з математичних концепцій, покликана допомогти відповісти на ці величезні екзистенційні питання. Ми знаємо, що значна частина маси й енергії нашого Всесвіту є невидимою, або «темною», але ми не знаємо природи цієї «відсутньої речовини» чи її джерела (хоча фізика вказує, що ми постійно перебуваємо у «морі» темної матерії). Темна енергія, включно з космологічною сталою, пропонується як пояснення того, чому Всесвіт розширюється. Гравітація, яку ми знаємо, мала б стискати Всесвіт, тому якщо він розширюється (а він розширюється), це означає, що щось відштовхує його частини одна від одної. Для космологів це означало позитивну сталу. Всесвіт ніби «набирав вагу», тому продовжував би розширюватися все швидше, адже «вага» зростала з постійною швидкістю. Але це уявлення змінилося після нещодавніх результатів від Dark Energy Survey (DES) та Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), отриманих на початку цього року. Вчені проаналізували дані й виявили, що космологічна стала може бути не сталою, а такою, що змінюється з часом, вказуючи на ослаблення її впливу. Це змінює найпоширенішу формулу, що описує початок нашого Всесвіту. (Уявіть, що ваше домашнє завдання з математики змінилось із «Розв’яжіть x+5=8» на «Розв’яжіть x+y=8» — це вже зовсім інший рівень задач!) Космологія вже кілька місяців реагує на відкриття DES і DESI, і це привело до появи таких робіт, як це нове дослідження — його автори зі США, Китаю та Іспанії, а стаття вийшла в рецензованому журналі Journal of Cosmology and Astroparticle Physics. Науковці створили нову, скориговану модель тривалості існування Всесвіту з урахуванням можливого негативного значення космологічної сталої. Якщо Всесвіт у певний момент перестане розширюватися й почне стискатися — це величезна зміна порівняно з тим, що ми думали ще кілька років тому. Їхні висновки відкривають нові двері. «Важливо, щоб спостереження DES/DESI були підтверджені, а модель aDE ретельно перевірена», — пояснюють дослідники, адже наука базується на повторюваних і відтворюваних даних, які допомагають уточнювати висновки та тестувати нові гіпотези. Команда також відповіла на передбачуване запитання про так званий «Великий відскок» — теорію, згідно з якою Всесвіт стискається, а потім знову розширюється у циклічному режимі: «Хоч це дуже малоймовірно, виключити повністю не можна, що за наявності квантових ефектів Всесвіт може перейти до наступного циклу. Однак таке “переродження” призведе до зовсім іншого Всесвіту, не схожого на наш нинішній, а не до циклічного Всесвіту.» Тож тим, хто сподівається залишити листа для наступного Всесвіту через 18,9 мільярда років, варто врахувати: у майбутній парадигмі може не бути ні людей, ні паперу, ні навіть зірок. Плануйте відповідно! Джерело

Захід пройде 19 листопада о 15:00 за східним часом і буде відкритий для преси та глядачів через онлайн-трансляцію. Агентство має намір показати наявні матеріали на об’єкті, але точний перелік опублікованих даних заздалегідь не розкривається. Імовірно, серед представлених матеріалів можуть бути знімки з камери HiRISE, встановленої на автоматичній міжпланетній станції Mars Reconnaissance Orbiter. Це найбільший телескоп, що працює в глибокому космосі: на поверхні Марса він розрізняє структури близько 30 см, а при перерахунку на дистанцію до 3I/ATLAS – близько 30 км. Такий рівень не дозволить розглянути ядро, але забезпечить одну з найточніших візуалізацій об’єкта. 3I/ATLAS пройшов поряд з Марсом 3 жовтня на відстані близько 28 млн км – у десять разів ближче, ніж підійде до Землі в момент максимального зближення. Європейські апарати TGO та Mars Express вже публікували свої знімки, проте їх якість виявилася недостатньою для виявлення особливостей. Даних HiRISE тоді не було представлено. Міжзоряний об’єкт 3I/ATLAS, який ще нещодавно проходив майже за сонячним диском і був вкрай важкодоступним для спостережень, зараз змістився приблизно на 45° від Сонця. Завдяки цьому його знову можна впевнено спостерігати із Землі. Найближчими днями очікується поява нових знімків.