p4hshok

p4hshok

Пикабушник
Дата рождения: 27 октября
205К рейтинг 366 подписчиков 57 подписок 399 постов 355 в горячем
Награды:
10 лет на Пикабу

Суперкольца экзо-Сатурна

Суперкольца экзо-Сатурна Экзопланеты, Наука, Космос, Интересное, Открытие, Elementy ru, Копипаста, Видео, Длиннопост

На картинке — изображение экзопланеты 1SWASP J1407 b, созданное с помощью астрономической программы Celestia на основе данных о кольцах Сатурна. Это первая планета вне Солнечной системы, у которой обнаружены кольца, а также крупнейшая из кольцевых систем, известных на данный момент.


Экзопланета была открыта в 2012 году транзитным методом с помощью наземного роботизированного телескопа SuperWASP. Этот метод основан на фиксировании снижения яркости звезды при прохождении планеты на ее фоне. Объектом изучения была звезда-субгигант солнечной массы из созвездия Центавра, удаленная от Земли на 434 световых года. У кривых блеска этой звезды (см. задачу Кривые блеска и экзопланеты) есть одна страность. Обычно при затмении звезды планетой наблюдается разовое пиковое снижение яркости, но в этом случае рядом с основным пиком имелось множество меньших вторичных снижений яркости по обе стороны от основного. Удивительной была и сама длительность транзита — 56 суток вместо нескольких часов, как это обычно бывает у экзопланет.

Суперкольца экзо-Сатурна Экзопланеты, Наука, Космос, Интересное, Открытие, Elementy ru, Копипаста, Видео, Длиннопост

Модельное изображение кольцевой системы вокруг J1407 b. Кольца показаны красным цветом. Зеленая линия показывает путь и диаметр звезды J1407 b. Серые кольца обозначают области, где фотометрические данные не ограничивают модель. Нижний график показывает кривую блеска передаваемой модели. Красные точки — это измеренный поток излучения от звезды J1407 в оптическом диапазоне. За единицу принят полный поток от звезды. Рисунок из статьи M. A. Kenworthy, E. E. Mamajek, 2015. Modeling giant extrasolar ring systems in eclipse and the case of J1407b: sculpting by exomoons?

Ученые объясняют это существованием у планеты структуры колец, наклоненной к плоскости вращения по орбите. Необычность и сложность кривой блеска, а также длительность транзита не удается объяснить наличием других тел в системе, активностью материнской звезды или наличием пылевого диска звезды. Чтобы ее можно было обнаружить, система колец должна обладать множеством особенностей: во-первых, быть достаточно плотной и непрозрачной; во-вторых, иметь наклон к плоскости вращения по орбите вокруг звезды и к наблюдателю на Земле; в-третьих, быть достаточно большой, чтобы можно было отделить структуру колец от планеты, и при этом затмевать звезду настолько, чтобы телескоп мог зафиксировать снижение яркости.

Исходя из положения пиков на кривой блеска и времени покрытия, можно попытаться воссоздать структуру и оценить параметры кольцевой системы. Согласно первому проведенному анализу, 1SWASP J1407 b имеет как минимум четыре кольца, разделенные щелями. Их назвали «Рочестер», «Сазерленд», «Кампанас» и «Тололо» — в честь обсерваторий, где впервые получили и анализировали данные об этой системе. Последующие исследования показали, что кольцевая система может состоять из более чем 30 колец.

На видео показано изменение кривой блеска при прохождении предполагаемых колец экзопланеты 1SWASP J1407 b

Внешний радиус последнего зафиксированного кольца — около 90 млн км, что в 640 раз больше радиуса видимой части колец Сатурна и сравнимо с расстоянием от Венеры до Солнца. Общую массу колец (при условии прозрачности, как у колец Сатурна) оценивают в одну массу Земли. Для сравнения: это более чем в 80 тысяч раз больше, чем общая масса колец Сатурна. В кольцевой системе примерно на расстоянии в 61 млн км (среднее расстояние от Меркурия до Солнца) от планеты имеется крупный разрыв, что считается косвенным доказательством существования экзоспутника, который и «вырезал» это кольцо. Этот разрыв мог, наподобие щели Кассини у Сатурна, образоваться в результате резонансного движения спутника-пастуха, массу которого сравнивают с массой Земли (до 0,8 масс Земли). Орбитальный период этой луны равен приблизительно двум годам.


Как же существует столь крупная система колец? Ее размер значительно больше сферы действия тяготения планеты (области, где сила притяжения планеты больше силы притяжения звезды). Конечно, система колец не выходит за рамки сферы Хилла (области, где планета за счет инерции способна удерживать свои спутники), но занимает значительную ее часть. Это значит, что крайние частицы колец испытывают в несколько раз более сильное притяжение звезды, чем планеты, и возникает вопрос об устойчивости и динамике такого образования. При сближениях планеты и звезды возможно даже истечение вещества из диска кольца.


Также весьма интересны причины возникновения наклона кольца к плоскости вращения по орбите — если бы не этот наклон, открытия вообще бы не произошло. Существует несколько моделей, которые объясняют такой наклон для планет Солнечной системы — Урана, Нептуна и Сатурна, но для такой крупной экзопланеты, как 1SWASP J1407, эти модели требуют серьезных теоретических доработок.


Фото с сайта commons.wikimedia.org.


Александр Яровитчук


http://elementy.ru/kartinka_dnya/601/Superkoltsa_ekzo_Saturn...

Показать полностью 1 1

Станислав Дробышевский - Много ли находок у антропологов?

Продолжительность 9 минут.
Действительно ли антропологические находки исчисляются многими сотнями и тысячами? Как и по каким частям скелета можно восстановить внешний облик древних людей? Сколько нужно находок для отслеживания эволюционного пути человека?

Станислав Дробышевский, антрополог, кандидат биологических наук, доцент кафедры антропологии биологического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова, научный редактор ANTROPOGENEZ.RU рассказывает, с какими проблемами действительно сталкивается современная антропология, какие методы используются учёными для реконструкции эволюционного древа человека, и что не удаётся скрыть антропологам. :)

Показать полностью

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 1. Остров Минамитори — самый восточный из островов, принадлежащих Японии. Остров настолько мал, что на нем не помещается ничего, кроме взлетно-посадочной полосы и нескольких построек. Однако запасов редкоземельных элементов в окружающей его 200-мильной исключительной экономической зоне хватит не только Японии, но и всему миру на много лет. Фото с сайта ru.wikipedia.org

Год за годом в мире растет спрос на редкоземельные металлы — элементы, которые необходимы во многих новейших разработках в электронике, альтернативной энергетике, автомобилестроении и других высокотехнологичных сферах. Особенно велика потребность в редкоземельных металлах так называемой иттриевой (или тяжелой) группы (REY или HREE), в которую входят иттрий и тяжелые лантаноиды от европия до лютеция. Япония — крупнейший в мире потребитель этих металлов — не имела до последнего времени собственных месторождений и полностью зависела от импорта из Китая. Поэтому открытие на дне океана у берегов Японии огромных, практически неисчерпаемых запасов глубоководных илов, обогащенных редкоземельными металлами, и полученная недавно более точная оценка их запасов — важнейшее событие как в научной, так и в экономической жизни не только Японии, но и всего мира: в результате может появиться новая отрасль по добыче редкоземельного сырья со дна океана.


До 2011 года выделялись три типа рудных полезных ископаемых, залегающих в океанах, — железомарганцевые конкреции (ЖМК), кобальто-марганцевые корки (КМК) и глубоководные полиметаллические сульфиды (ГПС). ЖМК и особенно КМК содержат в своем составе редкоземельные элементы, что делало их крайне привлекательными с точки зрения добычи. В 2011 году японские ученые сообщили об открытии еще одного вида морских полезных ископаемых, также обогащенных редкоземельными элементами иттриевой группы (REY — rare-earth elements and yttrium), — глубоководных илов, которые широко распространены на морском дне в Тихом океане (Y. Kato et al., 2011. Deep-sea mud in the Pacific Ocean as a potential resource for rare-earth elements). По первым оценкам, только на одном квадратном километре морского дна может залегать так много REY, что можно будет обеспечить одну пятую часть всей мировой потребности за год.


В ходе исследований были проанализированы около 80 образцов илов, поднятых с глубин от 3,5 до 6 км. Концентрация полезных компонентов в илах тогда оценивалась на уровне 1000–2200 ppm (миллионных долей) для иттрия и 200–400 ppm для тяжелых редкоземельных элементов (HREE — heavy rare-earth elements, от европия до лютеция). В наземных месторождениях концентрации могут быть на порядок больше, но потенциальные ресурсы морских месторождений огромны, а потребность Японии в собственном редкоземельном сырье крайне велика. Около 90% всех редкоземельных металлов в мире добывается на территории Китая, при этом 60% из них импортирует Япония. Китай постоянно вводит квоты и торговые ограничения, что негативно сказывается на развитии японской электронной и оборонной промышленности. Потенциальные риски, связанные с ограниченностью запасов редкоземельных металлов иттриевой группы, вызывают огромный интерес к коммерческой разработке ресурсов морского дна. Поэтому исследования были продолжены при поддержке различных научных и промышленных организаций и правительства Японии.


В 2013 году в северо-западной части Тихого океана в японской исключительной экономической зоне (ИЭЗ) у японского острова Минамитори (второе название — остров Маркус, рис. 1) в рейсе KR13-02 глубоководного научно-исследовательского судна KAIREI были обнаружены глубоководные илы с содержанием REY от 2000 до 5000 ppm и более (K. Iijima et al., 2016. Discovery of extremely REY-rich mud in the western North Pacific Ocean). Редкоземельные металлы были сконцентрированы в толще илов мощностью до 10 м, расположенных на глубине 5500–6000 метров. Илы были обогащены именно тяжелыми редкими землями, а их ресурсы были предварительно оценены как «огромные». Плюс ко всему, илы практически не содержали радиоактивных элементов (урана и тория), а их добыча и обогащение, на первый взгляд не представляли особых проблем. В связи с этим REY-содержащие глубоководные илы острова Минамитори были объявлены новым перспективным источником редкоземельных элементов, а исследования по возможности их добычи, обогащения и экономической оценке продолжились.


Помимо своей наземной территории, страны, выходящие к океанам и морям (прибрежные государства), в качестве своей минерально-сырьевой базы могут рассматривать и прилегающую территорию морского дна. Конвенция ООН по морскому праву 1982 года предоставила прибрежным государствам право устанавливать в прилегающих акваториях исключительную экономическую зону шириной до 200 морских миль (370,4 км), в которой признаются суверенные права на разведку и разработку природных сырьевых ресурсов.

Итогом очередного этапа изучения глубоководных редкоземельных илов района острова Минамитори является статья в журнале Scientific Reports, подготовленная группой японских ученых во главе с Ютаро Такайей (Yutaro Takaya) из Университета Васэда в Токио.

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 2. Расположение изученного участка Тихого океана на батиметрической карте. Белым пунктиром обозначена исключительная экономическая зона Японии (на севере Япония настойчиво пытается включить в зону своих экономических интересов южные острова Курильской гряды с прилегающей акваторией). Разноцветными звездочками показаны места отбора проб в ходе проведения четырех разведочных рейсов. Белый прямоугольник — площадь, на которой проводился подсчет запасов. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Оценка ресурсов REY в глубоководных илах проводилась с помощью геоинформационной системы ArcGIS (версия ArcMAP 10.4), разработанной на основе метода обратных взвешенных расстояний (см.: Inverse distance weighting). Изученная территория площадью около 2500 км2 была разделена на 24 ячейки, в каждой из которых оценка производилась в 10 срезах (на глубинах от 0 до 10 м от поверхности) (рис. 2 и 3). В качестве базы для подсчета ресурсов использовались 573 образца, отобранные командой исследователей в ходе четырех исследовательских рейсов, а также 104 образца, полученных в предыдущих рейсах.

Глубоководные илы — практически неисчерпаемый источник редкоземельных металлов Геология, Наука, Минералы, Интересное, Редкоземельные элементы, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Рис. 3. Основанные на модельных расчетах карты среднего содержания REY в иле на разных глубинах от поверхности дна (от 0 до 10 м). Белыми точками обозначены места отбора проб. Рисунок из обсуждаемой статьи в Scientific Reports

Суммарные ресурсы всей площади по редкоземельным оксидам составляют около 16 млн тонн при среднем содержании REY 964 ppm. Иттрий и HREE составляют около 44% всех редкоземельных элементов на изученной территории: запасы иттрия — 4,4 млн тонн в пересчете на оксид, а запасы HREE — 2,6 млн тонн в пересчете на оксиды. Этих ресурсов достаточно, чтобы снабжать весь мир иттрием, европием, тербием и диспрозием в течение 780, 620, 420 и 730 лет соответственно. Особо перспективен участок В1 (размерами 9,9 км × 10,6 км = 105 км2) со средним содержанием REY около 1700 ppm. Объем ресурсов одного этого участка составляет 1,2 млн тонн редкоземельных оксидов, что может обеспечить годовой спрос на Y, Еu, Tb, и Dy на 62, 47, 32 и 56 лет, соответственно.


Ранее с помощью методов рентгеноспектрального анализа (анализа тонкой структуры спектров поглощения рентгеновских лучей) и микрорентгеновской флюоресценции (см.: Micro-X-ray fluorescence) было установлено, что главным минералом-концентратором REY в глубоководных илах является апатитовая минеральная фаза (фосфат кальция) (T. Kashiwabara et al., 2014. Determination of Host Phase of Lanthanum in Deep-sea REY-rich Mud by XAFS and µ-XRF Using High-energy Synchrotron Radiation). Авторы обсуждаемой статьи в Scientific Reports установили, что REY адсорбируются из морской воды присутствующим в илах биогенным фосфатом кальция (БФК) морских отложений. Они провели исследование БФК методами рентгеноспектрального микроанализа, лазерной абляции и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и выяснили, что содержание REY в БФК обычно превосходит 15000 ppm, иногда достигая 22000 ppm, и именно БФК является главным минералом-концентратором REY в глубоководных илах.


Главным недостатком морских руд по сравнению с наземными является низкое качество — низкое содержание в них полезных компонентов. Авторы предложили простой и недорогой способ обогащения морской редкоземельной руды прямо на месте добычи с помощью метода гидроциклонной сепарации, который затем может применяться и на промышленной стадии. Действие гидроциклонного сепаратора построено на отделении тяжелых/крупных зерен от легких/мелких. В ходе исследования использовался гидроциклонный сепаратор, задача которого заключалась в том, чтобы отделить фракцию с частичками больше 15 мкм, содержащую минералы-концентраторы редких земель, от шлама (жидкой глины). В гидроциклоне взвесь делилась на два потока: верхний (легкий) и нижний (тяжелый). Были взяты три пробы в точках с низким (722 ppm), средним (2315 ppm) и высоким (4802 ppm) содержанием REY. После разделения проб содержание REY составило соответственно: в верхнем потоке 429, 997 и 994 ppm, в нижнем — 1401, 6031 и 8902 ppm при выходе REY в нижнем потоке соответственно 70,7, 75,0 и 93%. Таким образом, было показано, что простейшая гидроциклонная сепарация позволяет прямо на месте добычи повысить качество руды примерно в два раза. Это делает добычу илов значительно более эффективной, снижая стоимость подъема руды на поверхность. Дальнейшее гранулометрическое обогащение, при котором селективно отсортировывались зерна БФК, составляющие самую грубую фракцию (38–100 мкм), позволили обогатить руду до 50 раз.


Результаты обсуждаемого исследования позволяют перевести редкоземельные глубоководные илы из категории потенциальных полезных ископаемых в категорию промышленных. У Японии появляется возможность стать независимой в вопросах обеспечения промышленности и экономики редкоземельными элементами, а у геологов всего мира — необходимость по-новому взглянуть на сырьевой потенциал Мирового океана.


Источник: Yutaro Takaya et al. The tremendous potential of deep-sea mud as a source of rare-earth elements // Scientific Reports. 2018. V. 8. DOI: 10.1029/2018GL077090.


Владислав Стрекопытов


http://elementy.ru/novosti_nauki/433252/Glubokovodnye_ily_pr...

Показать полностью 2

Сколько «ног» было у древних головоногих?

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Известный чешский палеоиллюстратор Зденек Буриан (1905–1981), на картинах которого выросло уже не одно поколение людей, интересующихся палеонтологией, всегда очень аккуратно относился к изображению ископаемых животных. Он рисовал свои картины так, чтобы внешний вид вымерших животных на них полностью соответствовал самым современным научным данным. Это касалось и анатомических деталей строения этих животных, и даже их окраски. Конечно, по современным представлениям некоторые его картины выглядят ошибочными — просто потому, что за прошедшие десятилетия наука ушла далеко вперед. Появились новые палеонтологические находки и, что даже важнее, новые технологии изучения как ископаемых, так и современных животных, проливающие свет на строение давно вымерших организмов. Сам Зденек Буриан старался следить за новыми открытиями и если через некоторое время после написания картины появлялись новые данные по нарисованным на ней животным, Буриан создавал новую версию картины. Перед вами как раз такой случай.

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Это фрагменты двух картин Зденека Буриана, изображающие дно силурийского моря. Верхняя картина написана в 1942 году, нижняя а  — в 1951-м. Главные герои этих картин — головоногие моллюски, относящиеся к подклассу наутилоидей. Этот выбор не случаен — наутилоидеи были самыми распространенными, крупными и активными хищниками в морях ордовикского и силурийского периодов. На переднем плане на обеих картинах мы видим одних и тех же наутилоидей — это крупный Orthoceras с прямой раковиной и рядом с ним Cyrtoceras, чуть меньшего размера, с раковиной слегка искривленной формы. Зигзагообразный узор, покрывающий их раковины, — не фантазия художника, он действительно иногда сохраняется на ископаемых раковинах этих моллюсков.

Но в изображении головоногих на этих картинах есть различия. На левой картине у наутилоидей всего по восемь щупалец, как у современных осьминогов или кальмаров, а на правой — существенно больше. На какой из картин внешний вид наутилоидей больше соответствует современным представлениям палеонтологов?

Зденек Буриан всегда рисовал свои картины так, чтобы изображенные на них вымершие животные полностью соответствовали современным (на тот момент) научным данным. Но в случае головоногих моллюсков фактических данных всегда было не так уж и много. Как правило, от наружнораковинных цефалопод (наутилоидей и аммоноидей) в ископаемом состоянии сохраняются только раковины: мягкие ткани исчезают бесследно. Найдено множество отпечатков тел ископаемых кальмаров, осьминогов и их родственников, не имеющих наружной раковины, но ни одного опознаваемого отпечатка наутилоидеи или аммонита в распоряжении палеонтологов до сих пор нет. Видимо, дело в плавучести и объеме раковины: если тело умершего кальмара могло очень быстро погрузится на дно и оказаться захороненным под слоями ила, то тела наружнораковинных моллюсков тонули только после затопления воздушной камеры (фрагмокона) их раковины, а к этому моменту мягкие ткани успевали разрушиться. Так или иначе, отсутствие находок отпечатков тел наутилоидей привело к тому, что практически единственным источником информации о строении тела этих древних головоногих стало изучение их современных потомков.

Сейчас уже трудно сказать, почему художник сначала изобразил наутилоидей лишь с восемью щупальцами, однако понятно, почему он перерисовал картину: на более поздней версии количество щупалец наутилоидей соответствует количеству щупалец у их ныне живущих ближайших родственников — наутилусов, которых палеонтологи долгое время рассматривали в качестве «живых ископаемых», практически не изменившихся со времен раннего палеозоя (рис. 2).

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 2. Так представляли наутилоидей во второй половине ХХ века. Независимо от формы раковины, у них у всех голова современного наутилуса. Иллюстрация из книги Т. Х. Рич и др., 1997. Каменная книга. Летопись доисторической жизни

Наутилусы действительно выглядят гораздо примитивнее всех остальных современных головоногих моллюсков. Сейчас их осталось всего два рода — Nautilus и Allonautilus (рис. 3), оба относятся к отряду Nautilida подкласса Nautiloidea. Они — единственные среди головоногих обладатели наружной раковины, дожившие до наших дней, в то время как в раннем палеозое, в том числе и в силурийском периоде, все головоногие имели наружную раковину (никаких осьминогов или кальмаров, имеющих внутреннюю или редуцированную раковину, тогда еще не существовало).

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 3. Современные наутилиды: Nautilus (слева) и Allonautilus. Фото с сайта washington.edu

У наутилусов очень просто устроенный головной мозг и примитивные (на первый взгляд) глаза без хрусталика и роговицы, хотя у всех остальных головоногих моллюсков хрусталик прекрасно развит. В отличие от большинства своих дальних родственников — осьминогов и каракатиц, которых за их интеллектуальные способности называют «приматами моря», наутилусы умом и сообразительностью не отличаются. Из-за всех этих примитивных, на первый взгляд, особенностей современных наутилусов их считали очень похожими на древнейших наутилоидей, а тех, в свою очередь, считали теми же наутилусами, только с раковинами более разнообразной формы.


При этом современные наутилусы радикально отличаются от всех остальных головоногих числом щупалец: у наутилусов их около сотни, а у других цефалопод — 10 или 8. И палеонтологи на протяжении практически всего ХХ века считали, что раз сами наутилусы выглядят очень примитивными, то и их многочисленные щупальца — примитивный признак. То есть предполагалось, что все древнейшие головоногие тоже имели около сотни щупалец. Это и нашло свое отражение на второй картине Буриана.

Но недавно это предположение было опровергнуто. Проведенное японскими биологами детальное изучение хода развития эмбрионов наутилусов и их сравнение с эмбрионами других головоногих моллюсков показало, что изначально у наутилусов закладываются зачатки только десяти щупалец, как и у всех остальных современных цефалопод (Sh. Shigeno et al., 2017. Evolution of the cephalopod head complex by assembly of multiple molluscan body parts: Evidence from Nautilus embryonic development). Позже, в ходе эмбриогенеза, эти зародышевые щупальца дробятся так, что к моменту появления из яйца у маленького наутилуса оказывается около сотни тонких щупалец. Но изначально их все-таки десять, как и у остальных головоногих (рис. 4).

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 4. Схематическое изображение эмбрионов наутилуса Nautilus и каракатицы Idiosepius. Римскими цифрами обозначены зачатки щупалец. Рисунок из статьи Sh. Shigeno et al., 2008. Evolution of the cephalopod head complex by assembly of multiple molluscan body parts: Evidence from Nautilus embryonic development

Следовательно, многочисленные щупальца наутилусов — вовсе не исходный признак головоногих моллюсков, а эволюционное «изобретение» наутилид. Их предки когда-то имели лишь 10 щупалец, как и все остальные дожившие до наших дней цефалоподы. Так что первая картина, нарисованная Зденеком Бурианом в 1942 году, по современным представлениям оказывается ближе к истине, чем ее более поздний и казавшийся на тот момент более правильным вариант.

К настоящему времени стало понятно, что представления о современных наутилусах как о животных, сохранившихся неизменными с раннего палеозоя ошибочны, и не только в отношении числа их щупалец.

Авторы исследования эмбрионов наутилусов, в ходе которого было установлено исходное число их щупалец (Sh. Shigeno et al., 2008. Evolution of the cephalopod head complex by assembly of multiple molluscan body parts: Evidence from Nautilus embryonic development), поставили под сомнение древность одной из самых заметных частей тела наутилид — капюшона. Это мощное кожистое образование находится на голове наутилусов, над их щупальцами и глазами, и служит для защиты: в момент опасности животное втягивается в раковину и закрывается капюшоном (рис. 5). Поверхность капюшона покрыта ороговевшим слоем с многочисленными неровностями и бугорками и защищает мягкие ткани наутилуса от некрупных хищников. Капюшон, как и многочисленные щупальца, очень часто изображали на реконструкциях древних наутилоидей. Но эмбриологические исследования показали, что капюшон — очень сложный орган, формирующийся из тканей головы, воротниковых складок и, что самое важное, — из двух исходных пар щупалец. То есть на самом деле сотня наутилусовых щупалец формируется не из десяти, а из шести исходных зачатков щупалец, а четыре идут на капюшон. А раз у остальных современных головоногих моллюсков все десять исходных щупалец на месте, значит их предки не «жертвовали» часть щупалец на капюшон, а следовательно, у них такой структуры и не было.

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 5. Биолог-аквалангист с двумя наутилусами: Allonautilus scrobiculatus (слева) и Nautilus pompilius. Наутилусы, испуганные аквалангистом, втянулись в раковины и закрылись капюшонами. Фото © Richard Hamilton с сайта blog.nature.org/science

Еще одно бросающееся в глаза отличие современных наутилусов — это их очень простые глаза, представляющие собой открытую камеру без хрусталика (рис. 6). Такие глаза способны различать предметы и освещенность, могут улавливать движение, но никакое наведение на резкость тут невозможно. Долгое время считалось, что это пример эволюции «застывшей на полдороги» к формированию полноценных глаз. Но недавние генетические исследования показали, что отсутствующий в глазах современных наутилусов хрусталик у их предков должен был быть (см. Найдена генетическая причина отсутствия хрусталика у наутилуса, «Элементы», 10.06.2013). То есть глаза наутилуса оказались не примитивными изначально, как считалось ранее, а их строение упростилось в ходе эволюции наутилид (Nautilida — отряд наутилоидей, к которому относятся современные наутилусы).

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 6. Глаз современного Nautilus pompilius. Фото © Ajnj Hans Hillewaert с сайта species.wikimedia.org

Кое что к биологическим исследованиям добавили и палеонтологи. Изучение раковин ископаемых наутилоидей показало, что мускульная система представителей отряда Nautilida принципиально отличается от мускульной системы других наутилоидей. Сами мышцы наутилоидей в ископаемом состоянии обычно не сохраняются, но в их раковинах можно найти области прикрепления этих мышц и по ним восстановить, хотя бы в общих чертах, строение мускульной системы обладателей этих раковин. У всех представителей отряда Nautilida, современных и вымерших, есть две очень крупные области прикрепления мускулов, расположенные в боковых частях жилой камеры. Но ни в одном другом отряде наутилоидей (а их около десятка) таких мест прикрепления мускулатуры нет (рис. 7). У некоторых наутилоидей имеется целый пояс, состоящий из нескольких десятков мест прикрепления мышц, у других — две пары прикрепительных областей расположены в нижней части жилой камеры, но крупных боковых областей нет больше ни у кого.

Сколько «ног» было у древних головоногих? Палеонтология, Головоногие, Наутилус, Биология, Наука, Интересное, Длиннопост

Рис. 7. Схематическое изображение расположения областей прикрепления мускулатуры на поперечном сечении раковины наутилоидей: q — современный наутилус. Рисунок из статьи J. Dzik, 1981. Origin of the Cephalopoda

Таким образом, наутилусы — вовсе не чудом «застывшие во времени» пришельцы из далекого прошлого, а животные, претерпевшие множество изменений для того, чтобы дожить до наших дней. Вероятно, большая часть этих новшеств связана с адаптацией к придонному образу жизни на относительно больших глубинах (наутилусы предпочитают жить на глубине 150–350 метров, но могут опускаться и на 600 м). На такой глубине не очень светло, и множество щупалец для обшаривания дна там полезнее, чем хорошее зрение.

http://elementy.ru/problems/1775/Skolko_nog_bylo_u_drevnikh_...

Показать полностью 7

Первый русский динозавр

Первый русский динозавр Палеонтология, Динозавры, Интересное, Наука, Окаменелости, Копипаста, Длиннопост

В Центральном научно-исследовательском геологоразведочном музее (ЦНИГРМ) в Санкт-Петербурге находится очень любопытный экспонат, который заметно выделяется среди богатой коллекции образцов минералов, горных пород и окаменелостей. Это скелет растительноядного динозавра маньчжурозавра (Mandschurosaurus), обнаруженный в начале XX века в Маньчжурии в местонахождении Белые Кручи недалеко от деревни Цзяинь . Этот скелет отрыл новый раздел в отечественной палеонтологии — палеонтологию динозавров.

Первый русский динозавр Палеонтология, Динозавры, Интересное, Наука, Окаменелости, Копипаста, Длиннопост

Вид на местонахождение Лонгушан (Китай). Фото с сайта ignm.ru

Всё началось с того, что в 1859 году геолог Ф. Б. Шмидт, возглавлявший организованную императорским Русским географическим обществом (РГО) сибирскую экспедицию на берегу реки Амур, «нашел в грубом конгломерате, лежавшем по верху третичного пласта, изломанные трубчатые кости млекопитающих животных, которые, впрочем, не дали возможности сделать какое-либо более определенное заключение». Кости, которые Шмидт определил как «кости млекопитающих» — а других версий тогда у него быть не могло, — на самом деле принадлежали динозаврам, что удалось установить позднее. Так было открыто первое местонахождение динозавров в Азии, получившее впоследствии, в 1914 году, название Белые Кручи.

В 1902 году местонахождение было переоткрыто полковником Генерального штаба М. М. Манакиным, о чем сообщал «Ежегодник по геологии и минералогии России». В результате по заданию Приамурского отделения РГО к месту находки отправился первый амурский археолог А. Я. Гуров, который собрал небольшую коллекцию костей и передал ее в Благовещенский городской публичный музей (нынче Амурский областной краеведческий музей). В 1914 году Геологический комитет (Геолком) направляет в Приамурье А. Н. Криштофовича с целью провести геологическую съемку. Во время этой экспедиции Гуров передал Криштофовичу собранные им фрагменты ископаемых костей, которые были доставлены в музей Геологического комитета Петрограда.

По большеберцовой кости палеонтолог А. Н. Рябинин установил, что находки из Приамурья принадлежат не мамонту или другому крупному млекопитающему, а динозавру. Заключение первого исследователя динозавров в России сподвигло остальных на дальнейшее детальное изучение костеносных отложений местонахождения Белые Кручи.

Первый русский динозавр Палеонтология, Динозавры, Интересное, Наука, Окаменелости, Копипаста, Длиннопост

Кости Mandschurosaurus amurensis из монографии: А. Н. Рябинин, 1930. Mandschurosaurus amurensis nov. gen. nov. sp. верхнемеловой динозавр с реки Амура

Летом 1916-го и 1917 года препаратор Н. П. Степанов по заданию Геолкома проводит в местонахождении Белые Кручи раскопки, результатом которых стало извлечение нескольких «десятков пудов костей динозавров». На препаровку собранного материала ушло шесть лет, и только в 1925 году целый скелет маньчжурозавра был выставлен в музее Геологического комитета, где он находится по сей день.

Гадрозавры из рода Mandschurosaurus (их всего два вида) жили в меловом периоде (125–66 млн лет назад) на территории современного Китая и Лаоса. Амурский маньчжурозавр был наиболее поздним представителем своего рода и застал время заката динозавров. Животное достигало около 8 м в длину и 4,5 м в высоту и было достаточно крупным, как и многие утконосые динозавры. Маньчжурозавр имел уплощенный клюв, похожий на утиный, прекрасные челюсти с самыми настоящими зубными батареями, приспособленными для успешного измельчения жесткого растительного корма, а на его голове отсутствовал типичный для гадрозавров гребень.

Первый русский динозавр Палеонтология, Динозавры, Интересное, Наука, Окаменелости, Копипаста, Длиннопост

Реконструированный скелет Mandschurosaurus amurensis в экспозиции Центрального научно-исследовательского геологоразведочного музея в 1930 году. Фото из статьи: О. В. Сашнина, В. И. Чигарских, 2016. А.Н. Рябинин в экспозиции палеонтологического музея Амурского научного центра ДВО РАН

Скелет амурского маньчжурозавра сохранился не полностью, из-за чего Рябинину в свое время пришлось внимательно ознакомиться с коллекцией наиболее полных скелетов похожих гадрозавров из естественнонаучных музеев Европы (Россия на тот момент подобным материалом не располагала), чтобы восстановить утраченные кости. Скелет, выставленный в ЦНИГРМ, уместно назвать «химерой», поскольку высока вероятность того, что Рябинин с коллегами собрали его из костей, принадлежащих разным особям — и не факт, что одного вида. Терригенные отложения (конгломерат) маастрихтского яруса, где были найдены остатки маньчжурозавра, сформировались в условиях активного водного потока в речной долине, поэтому в одном месте вполне могли оказаться кости не одного животного.

Несмотря на давность обнаружения маньчжурозавра, во второй половине XX века исследование местонахождения Белые Кручи было продолжено китайскими учеными, ведь находилось оно уже на территории КНР в провинции Хейлунцзян и получило новое название Лунгушань (Longgushan), что в переводе с китайского означает «гора костей дракона». В 2001 году здесь открыли музей и парковый комплекс «Национальный геологический парк динозавров провинции Цзяинь» (Jiayin Dinosaur National Geopark).


Фото © Антон Ульяхин.


Антон Ульяхин


http://elementy.ru/kartinka_dnya/594/Pervyy_russkiy_dinozavr

Показать полностью 4

Они пили кровь динозавров

Читает: Александр Валерьевич Храмов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник ПИН РАН

"Загадки мамонта"

Лектор: Тихонов Алексей Николаевич — заведующий Музеем, заместитель директора Зоологического института РАН по научной работе, кандидат биологических наук.

Картинка дня Ооэдигера

Картинка дня Ооэдигера Палеонтология, Кембрий, Интересное, Наука, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Перед вами реконструкция ооэдигеры (Ooedigera) — вымершего животного, похожего на хвостатый бочонок. Это странное создание жило в начале кембрийского периода, его окаменелый выпуклый отпечаток нашли на севере Гренландии в крупном лагерштетте Сириус Пассет и описали в 2011 году. Это существо отнесли к вымершему типу ветуликолий, вероятно, близких к хордовым или членистоногим (см. картинку дня Дидазоониды). Признаки, которые сближают ооэдигеру и ветуликолий, — это двусторонняя симметрия, хвост из 7 сегментов и боковые канавки с пятью мешочками (жабрами или отверстиями глотки) с каждой стороны передней части тела.

Родовое название Ooedigera образовано от греческих слов ooedis («яйцеобразное» или «овальное») и geros («старое») и символизирует то, что ископаемое является самым древним среди известных ветуликолий. Это лишь третий представитель данного типа не из фауны маотяньшаньских сланцев (чэнцзянской биоты): первые два — Banffia и Skeemella, они совсем не похожи на бочонки.

Картинка дня Ооэдигера Палеонтология, Кембрий, Интересное, Наука, Копипаста, Elementy ru, Длиннопост

Ooedigera peeli: фотография отпечатка голотипа и его чертеж. Рисунок из статьи J. Vinther et al., 2011. Vetulicolians from the Lower Cambrian Sirius Passet Lagerstätte, North Greenland, and the polarity of morphological characters in basal deuterostomes

Передняя часть тела ооэдигеры была 22,5 мм длиной и 14 мм высотой. Передний край отпечатка тела почти прямой, поверхность покрыта сетью плотных тонких линий, особенно в брюшной части — эти черты внешне сближают животное с китайским Beidazoon из фауны маотяньшаньских сланцев. Спинная и брюшная стороны найденного отпечатка слегка вогнуты по отношению к возвышающейся над ними боковой канавке. Хвост голотипа длиной 18,8 мм и высотой 8,7 мм сжат с боков и похож на хвост Vetulicola cuneata, еще одного представителя чэнцзянской биоты. На каждом сегменте хвоста имеется широкая осевая область с вогнутыми краями, придающими каждому из 7 сегментов форму песочных часов. Между сегментами видны линзовидные суставные мембраны. Верхний и нижний края хвоста уплощены. Его конец асимметрично вертикально изогнут, что необычно для подобных существ и потому привлекает внимание исследователей.


Пока что предположили, что изгиб произошел при захоронении, и асимметрия вызвана скручиванием. Однако доказательств мало — например, на покровах нет морщин, говорящих об этом. К тому же суставная мембрана, соединяющая хвост с телом, не была деформирована, она ориентирована так же, как и остальные, — сверху вниз. Это говорит о том, что хвост двигался преимущественно вправо-влево, а не вверх-вниз, как предполагается у некоторых ветуликолий. В дополнение к этому, очевидно, и передняя часть тела при жизни была сжата с боков, как у V. cuneata и V. rectangulata, — этот признак, по аналогии с большинством рыб, говорит о вертикальной стабилизации тела при плавании.


Также был обнаружен отпечаток, контуром напоминающий ооэдигеру, но детали его строения почти не сохранились. У этих образцов края тела уцелели хуже, чем у большинства обнаруженных ветуликолий, поэтому исследователи предположили, что их покровы были мягче и более восприимчивы к разложению.


Рисунок с сайта en.wikipedia.org.


Андрей Петров

http://elementy.ru/kartinka_dnya/593/Ooedigera

Показать полностью 2
Отличная работа, все прочитано!