Журнал «Компьютерра» № 22 от 13 июня 2006 года

Журнал Компьютерра

Иными словами, по количеству и расположению копий можно судить и о распределении массы в гравитационной линзе. Причем не важно, видно ли массу или это таинственная темная материя. Лучше всего, считают специалисты, если двоятся-троятся квазары – мощный точечный источник света, который еще и меняет яркость. А свет по разным путям сквозь гравитационную линзу идет разное время, и задержка в приходе сигнала – это еще один полезный источник информации. Впрочем, придется набраться терпения, поскольку задержка может достигать месяца, года и даже десятилетия.

Специалисты с энтузиазмом восприняли эту идею. Теперь дело за малым: развить новую теорию сложных гравитационных линз, решить

обратную задачу и вычислить распределение материи в линзе по данным наблюдений. – Г.А.

Эволюционная колея

В последние годы все больше подтверждений получает гипотеза о параллельности ключевых эволюционных событий. Становление новой группы живых организмов происходит во многих эволюционных ветвях, проходящих через похожие этапы. Этот процесс условно называется «-ацией» (млекопитающие возникли в результате маммализации зверообразных рептилий, птицы – в результате орнитизации динозавров и их родственников, четвероногие – тетраподизации лопастеперых рыб и т. д.). Как экспериментально изучить основы этого процесса? Модельной биосферы с ускоренным временем у нас нет, и приходится довольствоваться биохимической эволюцией бактерий. Кроме теоретического, бактериальные модели имеют и практическое значение, позволяя, например, изучать динамику развития устойчивости к антибиотикам.

В таких экспериментах используется жесткий отбор бактерий на устойчивость к воздействию, требующему изменения нескольких генов. Как мы недавно писали (см. «КТ» #637), одновременный отбор по многим генам неэффективен, поэтому генетические изменения бактерий выстраиваются «в цепочку». Вначале происходит одна мутация, повышающая устойчивость. После ее распространения по популяции становится вероятной закрепление второй мутации, и так продолжается до достижения конечного состояния. Естественно, для этого необходимо, чтобы цепочка мутаций могла выстроиться в последовательность, где на каждом следующем этапе бактерии лучше приспособлены к изменившейся среде.

В Гарвардском университете изучали развитие устойчивости бактерий к антибиотику цефотаксиму. Чтобы защититься от него, бактериям нужны пять замен в гене фермента бета-лактамазы. Появление пяти мутаций сразу невероятно, и эволюционирующие бактерии должны пройти как минимум через четыре промежуточных состояния (первая мутация из пяти, вторая и т. д.). Количество траекторий, не предусматривающих возвратного движения, 5!=120, а возможных промежуточных состояний – тридцать. С помощью генной инженерии были сконструированы все тридцать промежуточных ферментов. Для каждого из ферментов была измерена устойчивость к антибиотику обладающих им бактерий. Из ста двадцати траекторий сто две требуют снижения приспособленности и отметаются. Наиболее удачны два возможных пути. Согласно расчетам, этими путями должны пройти 50% всех эволюционирующих линий бактерий. Еще 49% используют восемь менее удачных траекторий, а оставшимися восемью биохимическими тропинками пройдет лишь 1% групп бактерий.

Исследователи из Университета Райса в Хьюстоне попытались отследить подобный процесс преобразования «вживую» и выбрали бактерий из горячих источников. Дикий тип Geobacillus stearothermophilus живет при 73 °С. Экспериментаторы использовали мутантную линию, потерявшую термоустойчивость, и выращивали ее во все более горячей воде, так что бактериям приходилось восстанавливать поврежденный ген. Первым шагом стала мутация, позволяющая выдерживать температуру в 62 °С, после нее появилось пять модификаций, из которых две оказались устойчивее других. Увы, восстановить дикий тип так и не удалось. Но повторив эксперимент, исследователи получили те же этапы эволюции экспериментальной

популяции.

Кажется, удалось доказать, что биохимическая эволюция бактерий идет накатанной колеей. Но обратите внимание: в обоих случаях моделировалось развитие уже существовавшего признака. Это относится и к широко распространенной (в результате нашей деятельности) устойчивости к антибиотикам и к естественной термофильности жителей горячих источников. А вот в случаях «-аций», с которых мы начали, возникает нечто принципиально иное, что не объяснишь точечными мутациями, выстроенными в цепочку. Тем интереснее узнать, что канализованность развития живых существ предопределяется еще на молекулярном уровне. – Д.Ш.

Неразорительная экология

Европейские ученые пришли к заключению, что борьба со всемирным потеплением совсем не обязательно требует серьезных экономических жертв. Эти выводы основаны на результатах обсчета нескольких моделей, которые описывают процессы глобального освоения технологий, резко снижающих выброс парниковых газов в атмосферу. Их противники часто утверждают, что такая технологическая политика неизбежно приведет к заметному падению уровня жизни.

Новые модели, однако, показывают, что существует возможность так стабилизировать концентрацию двуокиси углерода на вполне приемлемом уровне 450 частей на миллион, что к концу XXI столетия снижение общемирового валового продукта не превысит половины процента. Согласно сценариям Кембриджского университета и итальянского исследовательского центра Fondazione Eni Enrico Mattei, эту программу можно даже осуществить таким образом, что глобальный ВП за тот же срок возрастет на 1,7%. – А.Л.

Новости подготовили

Егор Александров [[e-mail]]

Галактион Андреев [[e-mail]]

Тимофей Бахвалов [[e-mail]]

Сергей Борисов [[e-mail]]

Артем Захаров [[e-mail]]

Бёрд Киви [[e-mail]]

Денис Коновальчик [[e-mail]]

Алексей Левин [[e-mail]]

Дмитрий Шабанов [[e-mail]]

Виктор Шепелев [[e-mail]]

НОВОСТИ: Микрофишки

Apache Harmony, независимая реализация виртуальной машины Java, получила мощную подпитку от Intel. Процессорный гигант презентовал «гармоньщикам» свою версию стандартной интерфейсной библиотеки Java под названием Swing. Проект Apache Harmony был начат в прошлом году, когда вышла спецификация Java 5, чья лицензия позволяла реализовывать эту спецификацию кому угодно (раньше лицензия была жестче). В рамках этого проекта предполагается полностью переписать виртуальную машину Java Standard Edition под все платформы, а также реализовать с нуля все стандартные библиотеки. Зачинатели Apache Harmony рассчитывали на дотации в виде кода от крупных фирм, заинтересованных в независимой (от Sun) реализации Java – и, как видно, не прогадали. Сама же Sun смотрит на происходящее весьма благосклонно – в последнее время руководство компании явно изменило свое мнение о пользе открытости. – В.Ш.

Red Hat запустила проект Mugshot – социальную сеть, построенную на принципах open source. Идеи двух дебютных сервисов – Link Swarm и Music Radar – уже клонированы в десятках аналогичных служб: первый позволяет обмениваться ссылками с виртуальными друзьями, а второй помогает организовать публикацию своих плейлистов. Изюминкой Mugshot является полная открытость кода как серверного движка, так и клиентских приложений. В Red Hat надеются, что инициатива будет способствовать популяризации идей open source. – А.З.