Журнал «Компьютерра» N 8 от 27 февраля 2007 года

Несколько лет назад шахтер из мексиканского штата Чьяпас нашел кусок янтаря с вмурованной в него лягушкой. Находка попала к коллекционеру, а тот через какое-то время дал согласие на ее научное исследование. Теперь мексиканские биологи установили, что возраст лягушки - 25 млн. лет. Ориентировочно она жила в эпоху перехода от олигоцена к миоцену. В это время мир был совсем иным. Северная Америка еще не встретилась с Южной, Африка только начинала «наезжать» на Евразию, образуя Альпы, а результатом столкновения Индии и Азии стало возникновение Гималаев. Землю населяли невероятные носороги индрикотерии (самые крупные наземные млекопитающие) и мелкие лошади, обитавшие в лесах. В Африке в это время появились древнейшие человекообразные обезьяны, некрупные древесные жители с коротким хвостом, наподобие египтопитеков. А лягушки, по крайней мере внешне, с тех пор практически не изменились!

Проблема неравномерности темпов эволюции до сих пор не нашла окончательного решения. Характерные для классического дарвинизма представления о медленных и практически непрерывных изменениях значимых признаков ушли в прошлое. Как выразился один из биологов, жизнь видов, как и жизнь солдат, состоит из длительных промежутков скуки (относительной стабильности) и коротких периодов страха (быстрых изменений). Кроме того, сами изменения отличаются по своей сути. Те, что связаны с возникновением новых планов строения (конструктивных решений), как ни странно, протекают относительно быстро, тогда как устойчивые и удачные варианты шлифуются (то быстрее, то медленнее) в течение длительного времени. Эволюционный «возраст» любого существа один и тот же - от возникновения жизни на Земле до наших дней. Но разные ветви древа жизни проходили через горнило эволюционных изменений в разное время. Лягушки вот «перековались» достаточно давно…

В естественных экосистемах, особенно лесных, у погибающих организмов почти нет шансов попасть в геологическую летопись. Погибшее живое существо вернет материал, из которого создано, в экосистемный круговорот. Избежать общей участи могут лишь «счастливчики», попавшие в экстраординарный переплет (например, влипшие в древесную смолу). Находки позвоночных в янтаре чрезвычайно редки и, вероятно, могут дать много ценной информации. Как было бы хорошо, если бы хозяин янтаря разрешил высверлить в нем дырочку и взять пробу ДНК древней лягушки! Генетическая индивидуальность, сохранившаяся в течение 25 млн. лет, могла бы рассказать очень многое - если она сохранилась. Увы, даже действия радиационного фона в течение такого срока может быть достаточно, чтобы стереть молекулярную «память».

На протяжении огромных промежутков времени все существа исчезали бесследно или оставляли после себя скудные останки (зубы, кости, следы на влажной почве). Где-то глубоко под слоем осадочных пород спрятаны бесценные находки будущего, которые (если все будет хорошо) могут продвинуть наше понимание вперед. Увы, это фрагментарный и ограниченный ресурс. Значительная часть прошлого исчезла без следа… ДШ

Счастливый случай

Новый класс сверхтонких кремниевых мембран удалось получить в Университете Рочестера (штат Нью-Йорк). Мембрана толщиной всего 15 нм способна отфильтровывать даже отдельные молекулы на порядок быстрее, чем ее лучшие аналоги.

Современные мембраны для ультратонкой фильтрации обычно изготавливают из пористых полимеров. Они по крайней мере в тысячу раз толще тех молекул, которые должны быть отделены. Такие мембраны дороги, хрупки и имеют длинные извилистые поры, которые быстро засоряются. Сквозь эти поры нужные молекулы просачиваются крайне медленно и то под высоким давлением.

Новая кремниевая мембрана была получена случайно. Сотрудник университета Кристофер Стример (Christopher Striemer) занимался совершенно другим делом - старался лучше понять, как кристаллизуется аморфный кремний при нагреве. Ученый изготовил пленки толщиной в пятьдесят атомов, для того чтобы потом разглядеть в электронный микроскоп нанокристаллы, образующиеся при различных вариантах нагрева. Кристофер обнаружил, что иногда кремний кристаллизуется так, что между выросшими кристалликами возникают поры размером 5-25 нм. Этот процесс похож на образование групп беседующих людей, поначалу равномерно распределенных по помещению.

После этого открытия разработать метод изготовления наномембран оказалось уже делом техники. Метод включает несколько стадий, которые вполне вписываются в современную технологию изготовления чипов. Ученые уже научились делать мембраны толщиной до 5 нм и размером до 2х2 мм. Они оказались на удивление прочными. Мембрана толщиной 15 нм и размером 0,2х0,2 мм, которую выбрали для экспериментов, легко выдерживает перепад давлений в одну атмосферу.