Перелопатить морской прилив

Когда речь заходит о возобновляемых источниках энергии, солнце и ветер упоминаются намного чаще других типов альтернативных ресурсов. А ведь существуют места, где можно собирать в больших количествах и с минимальными затратами энергию приливов. Например — в Британии. Именно там родился оригинальный проект приливной электростанции.

По некоторым данным, Великобритания располагает 10% всех мировых запасов доступной для извлечения приливной энергии. Воспользоваться этим богатством — соблазнительно. Нужно лишь придумать экономически выгодный вариант приливной электростанции (ПЭС).

Классическая схема — это плотина, разделяющая море и большой водоём за ней (озеро, залив). Прилив заполняет водоём, в отлив вода уходит, и в обоих случаях она крутит турбины, установленные в плотине. Недостаток такого принципа очевиден — большие капитальные затраты и сложное строительство.

Но есть и другой вариант — простые турбины с генераторами, установленные прямо на дне, в месте, где существуют сильные приливные течения. Никаких плотин, только опоры для подводных "мельниц". Всё проще и дешевле. Тут, впрочем, опять начинаются разногласия — какие именно турбины и как устанавливать.

Общий принцип THAWT: набор горизонтальных турбин предполагается установить над дном на нескольких обтекаемых бетонных пилонах, внутри которых разместятся и электрогенераторы (иллюстрация с сайта inhabitat.com).

Три профессора из Оксфорда (Oxford University) – Гай Хоулсби (Guy Houlsby), Малькольм Маккаллок (Malcolm McCulloch) и Мартин Олдфилд (Martin Oldfield) — разработали установку, которая, по их мнению, побьёт конкурентов по соотношению отдачи и затрат. Называется эта система THAWT (Transverse Horizontal Axis Water Turbine), то есть "Поперечная водяная турбина с горизонтальной осью".

Такая конструкция обладает рядом достоинств. В частности её не нужно поворачивать или как-то подстраивать при смене направления течения. Горизонтальный "барабан" с косыми лезвиями будет крутиться в любом случае.

Ещё, как посчитали авторы проекта, затраты на производство такой установки будут на 60% ниже, а эксплуатационные расходы — примерно на 40% меньше, чем у морских турбин текущего образца.

Но с чем собственно сравнивают спецы из Оксфорда свою разработку? Практически все приливные турбины, стоящие в свободном потоке, похожи по виду и устройству на классические ветряки. То есть это "башни с пропеллерами", только под водой.

Так, мы подробно рассказывали об аппаратах британской компании Marine Current Turbines (MCT). Летом 2003-го такой опытный однотурбинный агрегат установили у Девонского побережья (он же был первой офшорной приливной турбиной в мире).

А в июле 2008 года MCT смонтировала в заливе Стренджфорд (Strangford) в Северной Ирландии двухроторный образец своей установки, названной SeaGen. Как раз такая схема — два колеса на одной башне, задумывалась изначально.

Первый коммерческий аппарат SeaGen в Стренджфорде. Лопасти развёрнуты и подняты над водой. На врезке – принцип работы установки (фото с сайта guardian.co.uk, иллюстрация Marine Current Turbines).

Максимальная мощность этого агрегата составляет 1,2 мегаватта, и британцы заявляют, что это — первая в мире турбина "коммерческого масштаба" для приливного течения.

Аппарат SeaGen уже включён в национальную сеть, а его мощность эквивалентна среднему расходу примерно тысячи британских домов.

Похожий дизайн ПЭС, то есть классический винт, вращающийся в плоскости, перпендикулярной потоку, "глянулся" и специалистам из других стран. К примеру, в 2003-м такая подводная "мельница" заработала в Норвегии. Есть похожие проекты в других странах.

Но оксфордские учёные говорят: при равной мощности THAWT окажется гораздо проще.

В финальном варианте один ротор этой системы должен насчитывать 10 метров в диаметре и 60 метров в длину. Два таких ротора потребуют для своего размещения три фундамента на дне и три пилона над ними соответственно. Генератор может быть всего один, в среднем "столбе".

Эта связка будет вырабатывать мощность около 12 мегаватт, что эквивалентно десяти двухроторным башням SeaGen, монтаж которых окажется сложнее и дороже.

Участок с сильными приливно-отливными течениями поперечником 20 километров, заполненный цепью из турбин THAWT, может выдавать в сеть более гигаватта электричества, а это уже можно сравнить с отдачей небольшой угольной электростанции.

Схема THAWT. Видно, что турбина спокойно воспринимает поток воды и справа и слева. Для регулярно меняющегося приливного течения – лучше не придумаешь (иллюстрация с сайта guardian.co.uk).

Любопытно, что отправной точкой для оксфордской приливной "мельницы" послужила турбина ветровая, а именно давно известный ветряк Дарриуса (Darrieus wind turbine), только британцы положили его на бок, скорректировали форму лезвий, увеличили их число и, наконец, опустили всё это хозяйство под воду.

Ещё одно важное нововведение — набор лопастей THAWT расположен так, что образует треугольники. Такая конструкция отличается большой прочностью и жёсткостью.

Новаторы из университета Оксфорда уже испытали масштабный прототип своего генератора, с ротором диаметром полметра. Тесты показали осуществимость идеи.

В 2009 году британцы намерены построить более крупный прототип, с диаметром турбины 5 метров. Его уже должны испытать в море, причём с подключением к энергосети.

В 2011-м под воду может отправиться уже полномасштабный прототип установки, ну а коммерческую версию THAWT её разработчики рассчитывают увидеть в 2013 году.

Сравнение SeaGen и цепочки турбин THAWT. Последние могут захватывать очень широкий поток (иллюстрация с сайта guardian.co.uk).

И у данной машины есть шанс победить соперничающие технологии. Ведь в THAWT — меньше генераторов, меньше уплотнений, меньше фундаментов на дне. Всё это оборачивается выгодой для энергетиков.

По словам Маккаллока, полномасштабная установка THAWT будет стоить 1,7 миллиона фунтов стерлингов ($3,13 миллиона) за мегаватт выходной мощности, в то время как оффшорные ветровые фермы стоят 2,3 миллиона фунтов за мегаватт, а приливные турбины типа SeaGen — 3 миллиона (их стоимость, впрочем, обещают снизить по мере расширения строительства).

	По консервативным оценкам, приливные потоки вокруг Британии могут поставлять стране 5 гигаватт мощности, а по более оптимистичным – все 15 гигаватт, что эквивалентно потребности 15 миллионов домохозяйств. На карте отражена сила приливных течений. Самые мощные отмечены жёлтым и красным (иллюстрация с сайта guardian.co.uk).

Олдфилд говорит: "Мы восхищаемся пионерами, но наша установка, полагаем, будет лучше". Под пионерами, очевидно, подразумеваются инженеры MCT. Их творение — те самые мельницы SeaGen – Олдфилд со товарищи считают первым поколением приливных подводных турбин, а свой THAWT — уже вторым.

Тут нужно сказать, что на бумаге мы видели немало оригинальных проектов приливных электростанций, каждый из которых обладал какой-то изюминкой. Какие окажутся самыми жизнеспособными — покажет только реальная эксплуатация. И всё к тому идёт.

Целый ряд стран планирует создание крупных ПЭС. Если в следующем году THAWT не посрамит своих разработчиков, этот тип морских турбин может занять достойное место в данной отрасли.

А ведь ещё нужно учесть, что приливные электростанции не зависят от капризов погоды, как ветряные фермы. И в отличие от последних они могут быть полностью скрыты от глаз.

Ветровые турбины убивают летучих мышей без единого прикосновения. Сравнительно медленно вращающие лопасти подводных "мельниц" должны быть безопасны для рыб. Всё это заставляет задуматься, какой вариант альтернативной энергетики выдержит проверку временем.

Белка

Некоторые грызуны обладают загадочным механизмом защиты от онкологических заболеваний, который позволяет им жить (по меркам таких крохотных созданий) долго и счастливо. И если человечество хочет научиться бороться с раковыми опухолями и метастазами, ему стоит поискать рецепт, скажем, у обычных белок.

Так утверждают биолог Вера Горбунова и её коллеги из университета Рочестера (University of Rochester).

"Мы не натыкались до сих пор на этот противоопухолевый механизм, поскольку его не существует у двух видов, которые наиболее часто используются для исследований в области рака: у мышей и людей", — говорит Горбунова. — Мыши малы и живут недолго, люди — крупные и живут куда дольше. А этот механизм, как представляется, имеется только у маленьких и в то же время долгоживущих животных".

	В своей лаборатории Горбунова и её подчинённые изучают особенности старения организмов, восстановления ДНК в клетках и развития рака (фото с сайта rochester.edu).

Своё открытие учёные сделали, изучая экспрессию генов, отвечающих за работу в клетках фермента теломераза. Он восстанавливает теломеры — защитные участки на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом цикле деления клетки.

Потому высокая активность данного фермента (регулируемая определёнными белками — каталитическими компонентами теломеразы) продлевает время, в течение которого клетка сохраняет способность к делению. Это способствует самовосстановлению тканей при повреждениях, но, словно плата, заметно повышает и риск рака.

С постепенным укорачиванием теломер биологи также связывают и продолжительность жизни живых существ, и риск мутаций.

Но этот процесс — лишь один из множества факторов: генетические механизмы старения, так же как и возрастные изменения в метаболизме, только-только начинают раскрывать свои тайны. Да и связь теломер с восстановлением тканей – совсем неоднозначна.

Теломеры на концах хромосом. Эти участки ДНК защищают генетическую информацию клетки, но при каждом её делении не воспроизводятся полностью (иллюстрация с сайта wikimedia.org).

Ранее учёные считали, что экспрессия теломеразы определяется продолжительностью жизни вида.

У существ, живущих дольше 70 лет, в преклонном возрасте возрастает шанс на появление раковых клеток, и тогда, мол, гены начинают подавлять активность фермента, защищая насколько возможно организм от рака, но, увы, не продлевая тем самым срок земного существования (если бы у нас в конце жизни активность теломеразы не подавлялась, мы бы болели раком гораздо чаще).

Однако предыдущая работа Горбуновой показала, что на самом деле экспрессия теломеразы и её подавление у особей "в возрасте" хорошо корреспондируется не с длительностью жизни, а с массой тела. В этом есть логика. Чем больше клеток в организме, тем выше вероятность, что какая-то из них рано или поздно станет раковой.

Новое же исследование учёных из университета Рочестера открыло ещё более любопытные детали "из жизни теломеразы", на примере грызунов.

Почему именно их? Дело в том, что разные виды грызунов занимают очень широкий диапазон по массе тела, в то же время — это всё родственные животные, что позволяет корректнее сравнивать их гены.

Вес и продолжительность жизни некоторых грызунов. Как видно, однозначной корреляции между тем и другим нет. Есть лишь примерная закономерность (тяжелее – дольше) и ряд интересных исключений из этого правила (иллюстрация с сайта rochester.edu).

Так выяснилось, что фермент активен на протяжении всей жизни в мелких грызунах, но не в больших.

Далее выявились ещё более странные отличия. Скажем, мыши со своей активной теломеразой живут недолго, а белки (также с этим "включённым" ферментом) — четверть века. При этом популяции белок ничуть не вымирают от рака: хвостатые любители орехов счастливо избегают какой-либо его формы.

С мышами всё более-менее понятно — эти зверьки могут болеть раком, но для них такой шанс не так уж важен — раньше кошка съест. А вот умение залечивать раны может быть критичным.

У белок же, как поясняют исследователи, существует некий компенсационный механизм, который предотвращает развитие рака, несмотря на постоянно активную теломеразу. И такое "изобретение" применяют не только белки. Ещё отличились бесшёрстные кротовые крысы, бурундук, ондатры и шиншиллы.

(Детали открытия можно найти в пресс-релизе университета и в статье авторов исследования, вышедшей в журнале Aging Cell.)

Каков же этот механизм?

Горбунова считает, что белки и некоторые другие их родственники развили строгий контроль за функциями клеток. Последние могут сами "понять", уместно или неуместно деление в данный момент, то есть различают здоровое воспроизводство и безудержное размножение — рак.

Клетки у белок каким-то образом препятствуют своему делению, причём только когда это действительно необходимо. Биологи из Рочестера предполагают, что клетки долгоживущих, но маленьких грызунов очень чувствительны к сигналам от окружающих тканей, что позволяет таким клеткам "принимать решение" – делиться или нет.

Вера и её коллеги рассчитывают обнаружить и объяснить этот механизм защиты от рака. А там, быть может, найдётся способ включить его и в человеке.

С 18 сентября и на com

Когда мы собираемся за границу, обычно заранее заботимся о том, где будем жить. Как оказалось, не все гостиницы готовы бронировать номера для тех, кто присылает заявку с адреса в зоне ru или ua. Мы решили избавить наших пользователей от неудобств — теперь каждый владелец почтового ящика на Яндексе может пользоваться адресом @yandex.com.

Привычные @yandex.ru, @yandex.ua, @narod.ru, @ya.ru и новый @yandex.com — это все адреса одного и того же ящика на Почте. Чтобы получатели видели именно адрес @yandex.com, его нужно выбрать адресом по умолчанию в настройках.
Yandex.Ru

Красота и равенство

Интересное исследование провели эволюционные психологи. Они задались целью выяснить, почему мы так низко ценим мужскую красоту и так высоко женскую. Несправедливое поражение в правах! Чтобы разрешить эту непростую дилемму, учёные обратились к устному народному творчеству. Оказалось, что предки ничем от нас не отличались, но вот судьба потомков – не столь однозначна.

Действительно, стандарты красоты как-то однобоко повёрнуты в сторону самок вида Homo sapiens. Все мы слышали о рыцарских подвигах и прочих безумствах во имя прекрасных дам. Ради них начинались войны, им посвящали баллады, а форма прелестного носа Клеопатры, как известно, значительно повлияла на облик Земли.

По злой иронии полового диморфизма, ничего подобного применительно к противоположному лагерю не наблюдается. Редким смельчакам вроде Нарцисса история уготовила печальную и поучительную участь.

Во все века женщину ставили ближе к природе, к её порождающей силе. В европейской традиции она оказалась "сосудом греха", а потом была "развенчана" и лишена ореола таинственности. И лишь в короткий период Ренессанса женщина была "незамутнённым" объектом поклонения – дамой сердца, женой, матерью. Отсюда и божественной красоты образы Возрождения (репродукция Леонардо да Винчи с сайта art.com).

Но, может, речь идёт лишь о европейской культуре, в значительной степени сформировавшейся под влиянием Античности? Может, у других народов всё было по-другому?

Такой вопрос поставил перед собой известный исследователь проблем полового отбора Джонатан Готтшалл (Jonathan Gottschall) из колледжа Вашингтона и Джефферсона (Washington and Jefferson College).

Он решил оспорить ставший популярным в последние годы социально-конструктивистский взгляд на проблему женской красоты, предполагающий её обусловленность не столько эволюционными причинами, сколько некими предрассудками, сформировавшимися в орбите западной культуры. Которые впоследствии, в силу разных причин, распространились по всему миру.

Речь идёт не о том, что кто-то оспаривает биологические основания красоты как таковой, а о том, что эти основания стали уж как-то чересчур интенсивно эксплуатироваться в отношении женщин. Причём кто был инициатором – не понятно.

А меж тем у других животных дело обстоит совсем иначе. Нет, поведенческая асимметрия и у них присутствует, но в подавляющем большинстве случаев она носит обратный характер!

Стандарты красоты в целом универсальны, хотя порой и случаются девиации. Однако сути дела это не меняет: привлекательностью наделены лишь дамы (фото с сайтов internetakias.gr, psychologytoday.com).

Несостыковочку ещё Дарвин обнаружил. Все эти павлиньи хвосты, битвы оленей на рогах и удары кулаком в грудь направлены на привлечение внимания самочек, которые и выбирают партнёров, исходя из их тактико-технических характеристик – генетической состоятельности или красоты, другими словами.

Параметры особей женского пола при этом особой роли не играют. За исключением способности к воспроизводству, то есть возраста.

У нас всё то же самое, но за маленьким исключением: лицензия на красоту принадлежит дамам. До сих пор, через 150 лет после сэра Чарльза, необычная аномалия беспокоит умы учёных. Вот что думает по этому поводу Ричард Докинс (Richard Dawkins): "Исходя из эволюционных соображений, следует ожидать, что в тех случаях, когда между полами существуют различия, рекламируют себя самцы, а самки бывают невзрачными".

Однако это женщины красятся, выбирают наряды, смотрят на нас с обложек глянцевых журналов и улыбаются в рекламе. А мужчины, со своей стороны, при обсуждении дам в первую очередь спешат поделиться своим мнением об их сексуальной привлекательности.

Справедливости ради стоит отметить, что всегда, во все времена и во всех культурах, были женщины, готовые поспорить с мужчинам на их же поле. Вспомним благородную Брюнхильд из исландского эпоса "Старшая Эдда" – это отнюдь не принцесса на горошине. Мстя за обман, в который была введена, она добивается гибели своего любимого (чужого мужа, враждующего с её собственным) и умерщвляет себя, не желая жить после его смерти: "…не слабой была жена, если заживо в могилу идёт за мужем чужим". Так что красота не отменяет силы духа. Только вот репродуктивную функцию заменить чем-то иным достаточно проблематично (иллюстрации с сайтов wikimedia.org, jewishpost.com, iranpoliticsclub.net, ganeshchandi.blogspot.com).

Именно вторая часть уравнения, кстати говоря, так не нравится пламенным сторонницам равноправия полов. Которые, наряду с некоторыми антропологами и социологами, вдруг решили всё списать на европейскую специфику. Мол, у нас даже два разных слова для обозначения женской (beautiful) и мужской (handsome) красоты.

И хотя ранее кросскультурные исследования уже опровергали такую точку зрения (и неоднократно), фаллоцентризм упорно продолжали объяснять экспансией ценностей – наряду с "Макдоналдсами", кока-колой и прочими достижениями цивилизации, приплывшими к аборигенам вместе с эпохой географических открытий.

Для нейтрализации возможной контаминации Джонатан Готтшалл решил копнуть пласты поглубже. Он воспользовался возможностями современных технологий: поскольку древнейшие литературные памятники большинства народов уже, как правило, существуют в электронном виде, почему бы не исследовать их на предмет отношения к женской и мужской красоте. Отчёт об этом исследовании опубликован в журнале Human Nature.

Американец и его коллеги провели контент-анализ 90 памятников литературы самых разных народов мира. В каждом из них учёные искали 58 ключевых слов, ассоциируемых с человеческой красотой. Причём рассматривались как сугубо утилитарные призывы к воспроизводству потомства, так и романтические (возвышенные) экзерсисы.

На предмет наличия ключевых понятий учёные проанализировали 16 541 страницу или более 8,17 миллиона слов в англоязычных переводах литературных памятников. То, что не смогли найти в электронном виде, отсканировали. Если существовали различные версии одного и того же сказания или мифа, их старались учесть в полном объёме (фото с сайта sxc.hu).

Дополнительно группу студентов из университета Святого Лаврентия (St. Lawrence University), состоящую из 6 юношей и 24 девушек, попросили более подробно изучить неясные и двусмысленные фрагменты текста.

Оказалось, что в 70 из 90 произведений было больше ссылок на женскую привлекательность, а в 30 из них упоминаний внешних достоинств сильного пола было просто катастрофически мало. Из оставшихся 20 древних сказаний лишь в четырёх было обнаружено превосходное отношение к мужчинам.

Поскольку наши предки из самых отдалённых уголков планеты в среднем были в шесть раз более благосклонны к женской красоте, учёные заключили, что всегда и везде прекрасный пол был именно прекрасным. Не перестаёт он им быть и сейчас.

Но если культурные трансформации никак не связаны с психологическими предпочтениями, то что же лежит в основе описанного выше эволюционного парадокса?

Современная наука постоянно обращается к этому животрепещущему вопросу. И у многих есть свой взгляд на проблему неравенства полов и судьбы человечества. Тем не менее большинство исследователей сходятся во мнении, что корни проблемы следует всё же искать в моделях полового отбора, возникших у наших далёких предков.

Гены, это они во всём виноваты. Все живые существа хотят размножиться, занять новые пространства и подавить конкурентов. Так получилось, что возник новый и весьма сложный вид, которому для успешной передачи максимального количества генов потребовалось не столько родить ребенка, сколько вырастить его.

Термин "родительский вклад" впервые использовал один из основоположников современных социобиологических теорий Уильям Хамилтон (William Hamilton). Он оценил абстрактную "заботу" количественно: сколько времени, сил и разнообразных ресурсов затрачивает каждый родитель на выращивание ребёнка. Относительный размер вклада мужчин и женщин в потомство позволяет предсказать, какой пол будет конкурировать за доступ к половому партнёру, а какой — выбирать его (иллюстрация Ruth Mace/Science).

С тех пор дилемма о красивом или богатом (совпадения, к сожалению, не так часто встречаются, как хотелось бы) терзает прекрасную половину человечества. А у мужчин главной задачей является демонстрация собственной способности обеспечить необходимые для воспитания потомства интеллектуальные и материальные ресурсы.

Вероятно, если бы это не работало именно так, мы бы не достигли того, чего достигли. Самкам подавляющего большинства млекопитающих быть красивыми по большому счёту ни к чему: их из процесса репродукции не исключишь, а самцы всё равно прибегут.

Однако у Homo sapiens женщинам нужно привлечь как можно больше мужчин, чтобы было из кого выбирать, — продукт-то в результате должен получиться не только качественный, но и с гарантийным обслуживанием.

пришёл к похожим выводам в своей предыдущей работе, опубликованной в журнале Evolution and Human Behavior (фото с сайта abcnews.com)."> Ряд исследований показал, что в самых различных культурах женщины – от аборигенок до выпускниц Гарварда – в целом придают большее значение социальному статусу партнёра, чем его привлекательности. Джонатан Готтшалл и сам пришёл к похожим выводам в своей предыдущей работе, опубликованной в журнале Evolution and Human Behavior (фото с сайта abcnews.com).

А сильному полу всё это не нужно – для него основным показателем привлекательности партнёрши служит способность к рождению здоровых детей. Другими словами, решают репродуктивный возраст, который у дам (увы) не столь велик, и гены (это про красоту).

Джонатан Готтшалл объясняет парадокс сменой половых ролей (sex-role reversed species). По его мнению, крутой поворот в восприятии красоты произошёл именно в результате возросшей роли родительского вклада в воспитание потомства.

Кстати, по мере прогресса этот показатель всё время растёт. Следовательно, либо женщины станут ещё красивее (что вряд ли – куда ещё-то?), либо они начнут конкурировать с мужчинами на почве добычи ресурсов и, чем чёрт не шутит, романтических воздыханий. Какими бы ни были сексуальные стратегии в прошлом и настоящем, всё ещё может переиграться – такова эволюция.

Да-а-а, задачка. Самое главное, что рассуждать на эту тему можно бесконечно…

GAudi

Гугл в тёмных подвалах своих лабораторий запустил новую фишку: отныне они в состоянии распознавать речь (правда пока только на английском), что делает возможным поиск по ключевым словам в видео-файлах youtube. Новый проект носит кодовое название «GAudi», и оценить его в действии можно уже сейчас.

Видеть

Большинство животных обладает глазами, расположенными по разные стороны головы. У человека и приматов глаза эволюционировали и "перешли" на переднюю часть головы. Долгое время считалось, что единственное преимущество такого преобразования – объёмное видение окружающего пространства. Но теперь американские учёные готовы добавить ещё один "движущий фактор" эволюции.

В том, что мы можем видеть окружающее пространство в трёхмерном изображении (пусть для этого придётся изрядно покрутить головой), есть определённое преимущество.

Но плюс не только в этом, считает Марк Чангизи (Mark Changizi) из политехнического института Ренсселеера (Rensselaer Polytechnic Institute — RPI), по сути обнаруживший другое поистине раскрывающее глаза преимущество бинокулярного зрения: "прямосмотрящие" животные также способны видеть сквозь предметы.

Тем, кто не верит, учёный предлагает провести простой эксперимент. Возьмите авторучку и держите её вертикально, посмотрите на панораму прямо за ней. Если вы сначала закроете один глаз, затем второй, то увидите, что ручка в любом случае закрывает какую-то область пространства. Но если посмотреть обоими глазами, то всё, что ранее было "спрятано", теперь вполне обозримо. Так просто! Не правда ли?

Зрение животных столетиями подстраивалось под нужды вида. Так, кошки почти не различают цвета, для их образа жизни куда важнее "ночное зрение", именно поэтому их зрачок способен расширяться до 14 миллиметров (у человека только до 8). Пчёлы не замечают красный цвет и не опыляют красные цветы. Ястребы видят ультрафиолетовый свет, который помогает им выслеживать добычу. К тому же птицы могут одинаково хорошо видеть сразу два объекта, находящихся в стороне друг от друга. Собаки не способны сильно менять преломляющую способность хрусталика, то есть хорошо видят либо в отдалении от себя, либо прямо перед собой, третьего не дано (фото с сайтов wikimedia.org, eyedesignbook.com, headdonhawking.com, flickr.com).

Рыбы, насекомые, рептилии, птицы, кролики и лошади проводят свою жизнь на открытых пространствах (равнины, поля), то есть там, где необходимо видение всего, что происходит вокруг — панорамное зрение. И именно этому способствует их боковое расположение глаз.

Впрочем, существуют необычные представители животного мира, которые, несмотря на те же условия обитания, отличаются от остальных своих сородичей.

Глаза очень многих животных расположены по бокам головы, что позволяет им видеть всё как впереди, так и сзади себя (фото Rensselaer/Changizi).

Люди и крупные млекопитающие (приматы, тигры, медведи) подчас проживают в среде, загромождённой мелкими предметами, перегруженной мелкими деталями и препятствиями (леса, джунгли).

Их глаза устремились к передней части головы и стали смотреть вперёд прямо перед собой. И хотя "прямосмотрящие" животные утратили возможность видеть то, что происходит у них за спиной, они заполучили способность смотреть, например, сквозь листву, что находится перед ними.

Поясним и это утверждение с помощью ещё одного небольшого эксперимента: поднимите прямо перед лицом раскрытую ладонь. Предположим, что пальцы – это листья. Закройте один глаз, затем другой, посмотрите обоими глазами на пространство за вашей рукой. И снова одним глазом видно немного (рука закрывает значительную часть обзора), а оба глаза вполне позволяют читать этот текст.

В этом смысле монокулярное зрение (одним глазом) никак не может сравниться с бинокулярным, даже если к первому варианту добавить вертлявую шею и мощные мышцы, позволяющие довольно быстро менять положение тела в пространстве.

Впрочем, у всех животных есть так называемая зона бинокулярного зрения или перекрытия, где разные глаза видят один и тот же участок пространства одинаково хорошо. Если можно так выразиться, чем прямее смотрят глаза, тем зона шире, тем лучше животное видит "сквозь" предметы.

Слева для сравнения показаны зоны бинокулярного зрения (там, где два оранжевых полукруга перекрываются) для животных, глаза которых расположены по бокам головы либо смотрят вперёд. Справа: обзор животных, способных к "рентгеновскому зрению" вглубь среды, при разном положении глаз (иллюстрация Rensselaer/Changizi).

"Наш регион бинокулярного зрения позволяет нам видеть то, что находится за нагромождением мелких предметов", — поясняет Чангизи в пресс-релизе RPI.

Конечно, размеры предметов не могут быть бесконечно большими. До тех пор пока расстояние между нашими глазами больше, чем ширина элементов, закрывающих обзор (как в случае с пальцами или листвой деревьев), мы будем способны видеть сквозь них.

Так мы видим удалённый объект всё за той же листвой, пальцами и прочими мелкими объектами, соизмеримыми по ширине с расстоянием между нашими глазами (иллюстрация Rensselaer/Changizi).

Чтобы выяснить, какие животные обладают "рентгеновским зрением", Марк и его коллега Синсукэ Симодзё (Shinsuke Shimojo) из Калифорнийского технологического института (California Institute of Technology) исследовали 319 видов 17 отрядов млекопитающих. Учёные узнали, что положение глаз соответствует наличию либо отсутствию в привычной среде обитания мелких предметов, а также их размерам относительно габаритов самих животных.

Авторы работы пишут, что у зверей, которые живут в "не лиственном окружении" или в среде, где внешние объекты значительно больше расстояния между глазами животного, глаза обычно смотрят в стороны.

"Представителям фауны, проживающим на открытых пространствах, такое "рентгеновской зрение" ни к чему, бинокулярное зрение не даёт им никаких преимуществ", — подводит итог Марк. По его словам, для них куда важнее обозревать все окрестности, чтобы не попасться в лапы к хищнику.

Иллюстрация слева показывает вид портрета Дарвина сквозь препятствие. Справа — линии прямой видимости каждого глаза: два в отличие от одного видят почти всё пространство за листьями (иллюстрация Rensselaer/Changizi).

В то же время животные, живущие в лесах, обладают подчас очень широкой зоной бинокулярного зрения, почти прямо расположенными глазами и возможностью видеть сквозь стену леса. Всё это повышает их шансы на выживание во время ухода от преследования (легче ориентироваться) или, наоборот, охоты на добычу.

"Рентгеновское зрение позволяет этим животным видеть куда больше пространства, чем с монокулярным "боковым" зрением", — говорит Чангизи. А если учесть, что чем крупнее зверь, тем большие предметы ему по зубам (точнее, "по глазам"), то и вовсе никаких сомнений в выводах американского исследователя не остаётся.

Стало быть, вполне возможно, что основным "двигателем" эволюции глаз, смотрящих в одном направлении, была именно соответствующая среда обитания.

Таблица влияния различных факторов на появление "рентгеновского зрения" у различных животных (иллюстрация Rensselaer/Changizi).

Чангизи также отмечает, что в современном мире человеку "прямовидение" помогает мало, так как мы в основном живём в не слишком загромождённом деталями пространстве.

"Человек сегодня чувствует себя в огромном мегаполисе скорее как мышь в лесу, а не как крупный хищник в джунглях. Мы не можем использовать свое зрение для "заглядывания" за небоскрёбы и машины", — пишет Марк в статье, опубликованной в журнале Theoretical Biology (препринт здесь, PDF-документ, 1,11 мегабайта).

"Если мы заморозим себя и проснёмся через миллион лет, то, пожалуй, нам будет сложно заглянуть в глаза проходящим мимо людям, так как они, скорее всего, будут обладать боковым зрением", — делает не слишком радостный прогноз Марк.

Время покажет, был ли прав учёный с революционной точкой зрения. Жаль только, что мы с вами этого уже не увидим. Во всех смыслах.