Рубрика: Статьи

«Что же касается коллективной работы целого в целях облегчения развития промышленной жизни, то в этом отношении мы находимся в весьма неблагоприятных условиях: так, прежде всего народное образования стоит в России весьма низко: учащихся на 100 человек в культурных странах приходится: 20,6 – с Соединённых Штатах, 19,3 – в Швейцарии, 17,6 – в Англии, 3,7 – в России (по данным на 1904 г.).
Теперь этот коэффициент несколько поднялся и возможно, что он достигает 5, но ясно, что тёмному человеку не овладеть и не подчинить себе естественных богатств страны.

Расходы на народное образование (элементарное) в Швейцарии достигают 6 р. на душу населения, в Великобритании – 5 р. 71 коп., в Нидерландах – 4 р. 38 коп., в Германии – 4 р. 10 коп., в России – 56 к. (по последней американской сводке).
По исчислениям г. Куломзина на все наше народное образование по всем ведомствам (высшее, среднее и низшее, и на учёные учреждения и т.п.) расходуется за последнее время 321 м. р., что даёт около 2 р. на душу населения.
Конечно, нельзя этим успокаиваться, так как в других странах лишь на начальное образование расходуется по 5-6 р., и даже дело доходит иногда до 14 р. на душу населения (в счастливой Манитобе (штат в Канаде – прим. arctus)).

Итак, с точки зрения народного образования условия у нас неблагоприятны для развития промышленности и правильной постановки сельского хозяйства …».

*
Большевики это прекрасно понимали, и первым делом бросили силы на просвещение: уже в ноябре 1917 года была создана Государственная комиссия по просвещению, которая сразу заявила о намерении правительства «добиться в кратчайший срок всеобщей грамотности путем организации сети школ, отвечающих требованиям современной педагогики и введения всеобщего обязательного и бесплатного обучения». Гражданская война помешала приступить к решению задачи, и, тем не менее, в конце декабря 1919 года Совнарком РСФСР издал декрет «О ликвидации безграмотности среди населения РСФСР», в котором всё неграмотное население от 8 до 50 лет в обязательном порядке должно было обучаться грамоте. В июле 1920 года в целях эффективной реализации проекта при Народном комиссариате просвещения РСФСР была организована Всероссийская чрезвычайная комиссия по ликвидации безграмотности.

Что мешало пойти на такие шаги царскому правительству? Где оно намеревалось черпать источники развития? Намеревалось ли?

Предыдущая статья этой серии:
https://xren.su/russia-we-lost-telephone/ — Телефонизация

Итак, как устроена эта штука. Одно колёсико катается внутри другого и некоторой своей точкой рисует траекторию. Та кривая, которая в данном случае рисуется синей точкой, называется «Гипоциклоида». Точнее, «гипоциклоидой» эта кривая бы называлась, если бы синяя точка совпадала с зелёной, а данный вариант называется «гипотрохоидой». Однако в дальнейшем всё равно будет использоваться иная модель построения этих кривых, поэтому пусть всё то, с чем мы дальше будем развлекаться, условно называется «гипоциклоидами».

Кстати, вот процесс в динамике.

Способ рисования «гипоциклоиды», которым мы сейчас воспользовались, отлично подходит для изготовления аналоговых устройств, рисующих такие кривые. Однако, как уже говорилось раньше, программные реализации дают больше вариантов, поэтому данный способ имеет смысл модифицировать.

Обратите внимание, центр зелёной окружности тоже движется по окружности, которую я нарисовал зелёным пунктиром. И одновременно с тем синяя точка тоже движется по синей пунктирной окружности. Иными словами, исходную систему можно преобразовать в более простую: центр окружности 2 движется по окружности 1, а по окружности 2 движется точка, оставляющая след.

Это намекает нам на то, что мы можем избавиться от некоторых ограничений «аналогового» варианта: в нём ведь соотношение количества оборотов центра зелёной окружности вокруг центра красной с количеством оборотов зелёной окружности вокруг своей оси диктовалось суровыми условиями аналоговой реальности.

Окружности ведь касаются друг друга зубчиками (невидимыми на чертеже), а потому проскальзывание невозможно. В результате, то расстояние, которое точка соприкосновения окружностей «проходит» по зелёной окружности, в точности равно тому, которое она проходит по красной. Соотношение количества оборотов, таким образом, определяется соотношением длин окружностей. Ну и соотношение «скоростей вращения» тоже определяется им же. Если, например, радиус зелёной окружности втрое меньше радиуса красной, то эта зелёная окружность при качении по красной успеет уложить свою длину в ней три раза.

Однако без аналогового девайса такая синхронизация теряет всякий смысл и вполне возможно задавать соотношение количества оборотов произвольным образом, что, разумеется, приведёт к увеличению разнообразия.

Наконец, можно сделать ещё более интересное: включить в систему не две окружности, а больше. По точно такому же принципу: по первой окружности ездит центр второй, по второй — центр третьей, и так далее. По последней же окружности из цепочки ездит та точка, которая оставляет за собой след и тем самым рисует для нас «гипоциклоиду n-ного порядка».

Формулу для фигур, построенных таким способом, найти довольно легко. Для простоты будем считать, что «главная» — «нулевая» окружность имеет единичный радиус и её центр расположен в начале координат.

Угол отклонения центра первой окружности от горизонтали назовём t.

Тогда координаты этого центра будут

 

Центр второй окружности находится на первой и в общем случае вращается с угловой скоростью, отличной от угловой скорости центра первой окружности. При помощи коэффициента k1 зададим эту пропорцию. Если центр первой окружности повёрнут на t, то центр второй будет повёрнут на k1*t. Ну и радиус первой окружности уже не равен единице, как у «главной нулевой». Назовём его r1.Для нахождения координат центра второй окружности надо к координатам центра первой окружности, вычисленным ранее, добавить аналогичным же способом найденные координаты смещения.

 

Ну и далее в том же духе, пока не доберёмся до нужного нам количества окружностей.

В конце концов у нас получится вот такая формула для гипоциклоиды третьего порядка.

Возможно, многие из читателей сейчас испытали растерянность, поскольку ранее видели только функции y(x), а тут y(t) и x(t). Однако проследите ещё раз за ходом мысли. t — это некий произвольный угол, для которого мы нашли координаты точки, рисующей кривую. Координат две, и обе зависят от угла. Меняя значения угла в некотором диапазоне, мы будем получать значения обеих координат и таким образом построим график.

Такой способ задания функций называется «параметрическим». И в данном случае он позволяет нам легко и непринуждённо запрограммировать построение кривых из подмножества гипоциклоид третьего порядка. Впрочем, по формуле видно, что любой порядок гипоциклоид получается вообще без напряга — просто методом тупого добавления совершенно идентичных по структуре слагаемых.

Однако если говорить именно о третьем порядке, то в данном случае точный вид кривой определяется шестью параметрами: тремя коэффициентами k и тремя радиусами окружностей.

Именно таким способом я и буду называть кривые: {k1, k2, k3, r1, r2, r3}.

Вот, например, кривая {5, −4, −5, 0.7, 1, 0.75}.

Правда, я повернул её на 90°, чтобы усилить сходство с пальмовым листом.

Надо отметить, что разнообразие возможных форм поразительно велико. В ряде случаев даже тяжело поверить, что такая форма может быть получена этим вот хитрым вращением окружностей.

Если один из радиусов сделать нулевым, то формула гипоциклоиды третьего порядка станет аналогична формуле гипоциклоиды второго. Таким образом, гипоциклоиды третьего порядка включают в себя как подмножество все гипоциклоиды первого и второго порядков.

Иными словами, картинки из спирографа с их помощью тоже можно рисовать.

Изображённая выше «бубна» являет собой один из классических видов гипоциклоид первого порядка. Тем не менее, человеку интуитивно кажется, что вращение двух окружностей никак не может дать что-то, столь похожее на квадрат. Прямые линии из двух кругов? Да вы бредите, господа!

Однако можно подобрать параметры, которые дадут в результате нечто, ещё более напоминающее прямые линии и составленные из них фигуры. Да-да, при помощи довольно простой системы шестерёнок действительно можно сделать девайс, который будет рисовать квадраты с несколько сглаженными углами.

Кстати, сами шестерёнки тоже можно нарисовать таким способом. Хотя, быть может, вам снова не верится, что так вообще может быть.

Однако да, может. Причём у этой фигуры есть своя собственная формула, как и у всех предыдущих. Причём сам вид формулы — один и тот же: меняются только коэффициенты.

И тут наверно уже пора сказать, почему статья называется «Формула утки». Хотя многие наверно уже и так догадались: да, при помощи этого способа правда можно подобрать кривую, которая напоминает силуэт утки, вид сверху.

Поскольку же нам известны и общий вид формулы, и коэффициенты, мы имеем возможность получить точную формулу утки. Вот она:

 

Орнитологи теперь могут спать спокойно, а мы взглянем на ещё некоторое количество занимательных кривых.

Изящные математические цветы.

Не уверен, но что-то вроде скелетов радиолярий.

Взрыв и ананас.

Генерал и грустный чел с бакенбардами.

Медальон и указатель «мирный атом вон там».

Два каких-то логотипа. Подозреваю, математико-сатанинских сект.

Желающие самостоятельно поэкспериментировать с гипоциклоидами третьего порядка могут скачать веб-приложение.

Вдобавок можно взять вариант с анимацией построения.

Водится это необычное животное в двух отдельных регионах Африки: в Восточной Африке — от юга Сомали до центральной Танзании, и на юге — в северной Намибии и прилегающих частях юго-западной Анголы. Места их обитания могут значительно отличаться: пасутся дикдики как в местностях с густой и разнообразной кормовой базой, где они ведут себя довольно привередливо, поедая лишь отдельные части растений, так и в засушливых районах со скудной растительностью. Во втором случае маленькие антилопы ведут себя скромнее, довольствуясь даже худосочной травой.

Заметили, что у дикдика необычная форма морды? Это не просто так. У этих животных увеличена носовая полость, а с ней и поверхность слизистой оболочки. И кровь, проходя по ее поверхности, охлаждается, что очень выгодно при 40-градусной африканской жаре. А еще, чтобы охлаждаться, дикдики часто дышат. При особо высоких температурах частота дыхания может увеличиваться от стандартных 50 до 400 вдохов в минуту!

Жара вообще влияет на многое в жизни дикдиков. В основном они — дневные животные, но если температура становится слишком высокой, то могут с легкостью изменить свой режим и начать пастись прохладными ночами.

Свое необычное название дикдики получили потому, что они крайне пугливы и встретив человека, стремятся скрыться как можно быстрее. В звуках, которые они при этом издают, люди услышали нечто похожее на «дик-дик». А видовое имя дикдик Кирка получил в честь Джона Кирка (John Kirk, 1832-1922), шотландского натуралиста, исследователя и британского консула Занзибара.

Еще один очаровательный факт: эти антилопы полностью моногамны. Они создают пары, которые верны друг другу на протяжении всей жизни, вместе пасутся на своей территории. Самец доминирует, охраняя свою землю и вовремя выпроваживая уже подросших детишек, чтобы те искали себе пару и «жилплощадь».

В заключение, вот вам миленькое видео с крошкой дикдиком, который родился в зоопарке Честера в феврале 2017 года:

Как понятно из рисунка, жители, например, США, в данный момент, если и видят Луну, то для них освещена только её левая половина.

Правда, тут надо отметить, эта картинка (как и все последующие в этом разделе) — немного жульническая.

Дело в том, что если бы я тут всё нарисовал в правильном масштабе, то Земля и Луна выглядели бы микроскопическими точками, и ничего нельзя было бы разглядеть. При увеличении же этих объектов, вместе с искажением отношений их размеров и расстояний между ними, искажаются и углы, под которыми они друг друга «видят».

Поэтому мне пришлось нарисовать Солнце там, где вы его видите, но вот источник света, имитирующий солнечный свет унести довольно далеко влево — чтобы Земля и Луна были освещены практически с одного и того же направления, а не с разницей углов к источнику света, примерно в 45°, как на этом рисунке.

Тем не менее, смысл, надеюсь, понятен, и потому можно взглянуть на другое взаимное расположение объектов.

В данном случае жители Земли сумеют увидеть лишь тонкий серп.

Причём рисунок нам как бы намекает, что этот серп будет виден не ночью, а, как максимум, перед самым рассветом — ведь та сторона Земли, с которой видно Луну, сейчас как раз повёрнута к Солнцу, а значит там уже не ночь.

Иными словами, новолуние, новая и старая Луна — это как раз наиболее далёкие состояния от того, при котором тень Земли могла бы всё-таки упасть на Луну. Напротив, в эти моменты Земля дальше от Солнца, чем Луна, а не наоборот.

Взглянем теперь на ту конфигурацию, при которой нам видна полная Луна.

Может показаться странным, что в данном случае не случилось лунное затмение: ведь тень Земли в такой конфигурации вроде бы должна была бы упасть на Луну и сделать её тёмной для земного наблюдателя.

Но нет, лунные затмения, разумеется, бывают, однако орбита Луны наклонена на 5,14° относительно плоскости, в которой находится орбита Земли вокруг Солнца. По этой причине она чаще всего находится не строго за Землёй на линии Солнце—Земля, а как бы «чуть выше» или «чуть ниже» этой линии. В общем, достаточно отстоит от этой линии для того, чтобы Земля не заслоняла её собой от солнечного света.

,

Здесь снова для более разборчивой демонстрации процесса пришлось немного увеличить наклон орбиты Луны, но суть примерно такова.

Тем не менее, не только Луна вращается вокруг Земли, но и Земля — вокруг Солнца. По этой причине плоскость лунной орбиты по-разному ориентирована к линии Солнце—Земля.

Вдобавок, сама орбита Луны и плоскость, в которой она лежит, медленно вращаются вокруг Земли, делая полные обороты примерно за 8,85 лет и 18,6 лет соответственно (это явление называется «прецессия»).

Из-за этого в некоторые моменты Земля всё-таки может оказаться точно между Солнцем и Луной. И тогда действительно случится лунное затмение.

По той же причине не каждый месяц, но всё-таки могут случаться и солнечные затмения тоже — ведь и Луна тоже может иногда оказываться точно между Солнцем и Землёй.

Как видно из рисунков, лунные затмения всегда наступают исключительно в полнолуние — в момент полной освещённости Луны: во всё остальное время их просто не может быть по чисто геометрическим причинам. И по тем же чисто геометрическим причинам солнечное затмение бывает исключительно в новолуние — когда со стороны Земли Луна не освещена Солнцем вообще.

Луна делает оборот вокруг Земли чуть более чем за 27 дней. И за этот период происходит полный цикл своих фаз: от полной неосвещённости до полной освещённости и обратно. Однако лунные и солнечные затмения не столь часты и случаются только в те моменты, когда вращение Луны вокруг Земли удачно накладывается на ориентацию её орбиты к линии Земля—Солнце.

В общем, заблуждение о том, что фазы Луны — это что-то типа неполных лунных затмений, гораздо более глубокое, чем «ну ладно, самую малость не угадали»: в данном случае не угадали в буквальном смысле на 180°.

Другие статьи из этой серии:

Часть 1 — Смена времён года — https://xren.su/myths-about-astronomy-1/

Часть 2 — Земля вращается вокруг Солнца — https://xren.su/2334/

Часть 3 — В Солнечной системе 9 планет — https://xren.su/myths-about-astronomy-3/

Часть 4 — В космосе невесомость — из-за слабой гравитации — https://xren.su/myths-about-astronomy-4/

Часть 5 — Только с космической скоростью можно улететь с Земли — https://xren.su/myths-about-astronomy-5/

Небольшой эпизод милого нынешним поклонникам т.н. «экономического могущества» Российской Империи начала ХХ века. Прорыва. Как сладко выразился один апологет оного из «двуглавого орла» – «историческая Россия, которая была до 1917 года. Которая утвердила Россию как одну из ключевых мировых держав».
Вроде бы малозаметный, но значимый показатель: телефонизация.
Шеститомное издание «Три века» 1913 года, подготовленное к 300-летию дома Романовых, сообщает:

«… возьмите хотя бы такое важное орудие общения людей (какой дивный слог! — arctus), как телефон; опять, как мало развито пользование им у нас: по данным 1909 г., на каждые 100 жителей приходилось абонентов в Соединенных Штатах 7,6, в Дании — 3,3, в Швеции — 3,1, в Норвегии — 2,3, в Швейцарии — 2, в Германии — 1,5, в Англии — 1,3, а в России — 0,1». [1]

То есть на одного абонента в России приходится 76 таковых в CША, 15 — в Германии и 13 — Англии. Общая ситуация на мировом телефонном фронте:

«… всего телефонов за последнее время в мире исчисляется почти 11 236 тысяч, и из этого количества 68,2 %, то есть 7660 тысяч, приходится на Соединенные Штаты, 8,9% — на Германию, 5,7 % — на Англию и 1,5 %, то есть 172 900, на Россию» [1].

Это, друзья мои и недруги, не гаджеты. Это – СВЯЗЬ. Для государства, имеющего беспрецедентную протяжённость – вопрос стратегический, вопрос связности пространств. И это не говоря уже о связности территорий Российской Империи дорогами. Которая тоже была ниже некуда. Что мы очень больно ощутили, потеряв пол-Сахалина и Курилы.
Вернуть их удалось в 45-м.

Особенное сходство с зайцем маре придают ее лапы: мощные задние и короткие передние. При этом мара передвигается скачкообразно, как заяц. Бегают мары зигзагами, развивая скорость до 30 км/ч! В момент опасности длина прыжка патагонской мары может достичь 2 метров! А вот ходят они медленно.

Мары — растительноядные животные, обитающие в засушливых степях и полупустынях, выбирая места с достаточным количеством корма. Эти ребята с удовольствием едят не только траву, но и кору деревьев,  упавшие плоды, ягоды, листья. Интересно, что ночуют эти животные поодиночке, рассредотачиваясь, а днем собираются вместе, чтобы коллективно искать пропитание. Такая стая может насчитывать от 5 до 40 животных.

 

А еще эти симпатяги хорошо приручаются. В книге А. Брема «Жизнь животных» о ручной маре есть такие строки:

«Геринг рассказывает про одну ручную мару, которая была очень чувствительна к ласкам: когда ее слегка чесали пальцами, она выгибала спину, сопровождая это в высшей степени довольным, но непередаваемо странным не то писком, не то хрюканьем, в котором слышалось, однако, что-то трогательное и располагающее.»

Напоследок, чтобы ваше сердце растаяло окончательно, держите видео, где парочка домашних патагонских мар (судя по размеру — молоденьких) нежничает с собачкой:

 

Вспышка была обнаружена и проанализирована группой американских ученых из Института Карнеги (Carnegie Institution), Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) и Университета Колорадо (University of Colorado). Они проанализировали данные, полученные  сетью радиотелескопов ALMA (Атакамская большая антенная решетка миллиметрового диапазона).

Оказалось, что вспышка на  Проксиме Центравре произошла  24 мая 2017 года. Она длилась всего 10 секунд, но была в 10 раз мощнее самой яркой вспышки нашего Солнца! Яркость звезды Проксима Центавра в этот день возросла в 1000 раз, обрушив на Проксима b мощный выброс радиации. Так колебания яркости Проксимы Центарвы выглядели в тот день:

Эта вспышка окончательно разрушила надежды на то, что на Проксиме b будет обнаружена жизнь. Хотя шансы на то, что планета окажется обитаемой и без того были очень не высоки, ведь Проксима Центавра относится к типу красных карликов, которые склонны к таким событиям. Так что если жизнь и могла зародиться на спутнике такой «нервной» звезды, то только в недрах земли.

Но исследования этой планеты не прекратятся. В данный момент разрабатываются новые телескопы, которые помогут нам детально рассмотреть эту обожженную планету.

Если бы вопрос был о площади поверхности тела, то тут, подобно площади Ленина, можно было бы предположить, что необходим поверхностный интеграл, нахождение которого весьма затруднено — ввиду неизвестности функции, описывающей поверхность тела. Однако интегрирование можно было бы сымитировать, нарезав из школьных тетрадей достаточное количество квадратиков сантиметр на сантиметр (сантиметр — это обычно две клетки). Этими квадратиками надо было бы тщательно обклеить себя с ног до головы, ничего не упустив, а потом посчитать их количество.

Но объём? Право слово, этот вопрос наверно не настолько занимателен, чтобы для ответа на него нарезать себя на сантиметровые кубики…

Возможно, тут кто-то вспомнит об Архимеде. Что-то там про «выпертую воду» и т.д. Правда, выпертая вода в контексте известного стихотворения на самом деле относится не к объёму, а к архимедовой силе, выталкивающей тела из воды. Но она, к счастью, действительно связана с объёмом, как и сам процесс в целом.

Действительно, погружённое в воду тело с неизбежностью вытеснит ровно столько воды, сколько занимает объём этого тела.

Можно было бы поставить ванну в центре комнаты, налить её до краёв, под ванну подставить достаточно ёмкий поддон, занырнуть, а потом посмотреть, сколько воды перелилось через край.

Но, во-первых, такие манипуляции с ванной мало кто может себе позволить, а во-вторых, ну ОК, мы собрали нужный объём воды в поддоне, однако, как теперь узнать объём этой воды?

Очевидно, надо взять некую ёмкость известного объёма (например, банку, на которой этот объём написан), а потом вычерпывать воду из поддона, считая количество зачёрпываний.

Но ещё лучше инвертировать процесс — благодаря этому, заодно, не придётся двигать ванну.

Итак, вы ложитесь на дно и открываете кран, а потом ждёте, пока вода не скроет ваше тело целиком (точность тут не обязательна — главное, чтобы из воды ничего не торчало и через край не полилось). После этого вы фломастером на стенке ванной помечаете уровень воды. А потом вылезаете.

Уровень воды, разумеется, опустится. Так вот, фломастерная метка помечает, докуда доходила вода, пока вы там лежали. Разница между этим уровнем и текущим соответствует объёму вашего тела. Не сама линейная разность, а разность объёмов, которую ввиду сложной формы ванной не так-то просто сходу вычислить, но зато легко измерить вышеописанным способом.

 

Вы берёте ёмкость известного объёма, заполняете её из-под крана и выливаете в ванну. И так до тех пор, пока вода не дойдёт до того уровня, на котором она была, пока вы там лежали, — до фломастерной метки. Разумеется, сколько раз вы туда залили воду из известного объёма, вы тщательно протоколируете. И вот он — ваш объём, измеренный бытовым методом.

Вы только что получили бесполезный ответ при помощи множества лишних действий. Поскольку для того, чтобы узнать объём своего тела, вам вообще ничего не надо было делать.

Если даже вы не полезли в ванну, чтобы проверить на практике этот бытовой способ разрешения бесполезных вопросов, то всё равно ведь вы в воде ранее бывали. И наверно замечали, что человеческое тело имеет тенденцию слегка тонуть или слегка всплывать — в зависимости от принятой позы.

Это говорит нам о том, что средняя плотность нашего тела примерно соответствует плотности воды.

Кроме того, вы скорее всего слышали, что литр воды имеет массу килограмм. То есть её плотность — 1 килограмм на литр.

И вы наверно неоднократно взвешивались.

Иными словами, у вас уже и так есть все данные для определения объёма своего тела: масса вашего тела численно равна его объёму в литрах.

Впрочем, я думаю, можно превратить это бесполезное знание в полезное. Зовёте себе кого-нибудь в гости и спорите с ним на крупную сумму, что сможете вычислить объём его тела за одну минуту, пользуясь только тем, что есть в этой комнате, причём на виду, а не в шкафах, если он будет выполнять ваши простейшие указания. Ваш наивный гость соглашается, после чего вы ставите его на весы и мгновенно вычисляете объём его тела.

Шах и мат, финансисты.

Военно-исторический центр Карельского перешейка:https://vk.com/muzei_peresheika

Учение Ламарка

Как мы помним, первая эволюционная теория была разработана Жаном-Батистом Ламарком. Держалась она на двух китах:

1. Стремление к совершенству. Согласно Ламарку, все живое последовательно движется от примитивных существ к более продвинутым и «плох тот микроб, которые не мечтает стать млекопитающим». Этот постулат мы подробно разобрали в одной из прошлых статей, поэтому останавливаться на нем не будем.

2. Наследование приобретенных признаков (далее — просто НПП). Ламарк считал, что изменения, которые происходят с животным в течение жизни, передаются его потомкам.

Что же заставляет животных меняться? Ламарк утверждал, что все эволюционные преобразования происходят под воздействием окружающий среды. Если животное, например, поселилось в воде, оно отрастит плавники и жабры. А если оно обосновалось в лесу, то научится лазить по деревьям или маскироваться среди ветвей и листьев.

И это не сильно бы противоречило современной теории эволюции, если бы не одно но. Дело в том, что Ламарк ничего не говорил о естественном отборе. По его словам, животные меняются благодаря тренировке того или иного органа.

Например, жираф тянется к листве на высоких деревьях и тем самым тренирует свою шею. Эту натренированную шею он передаст потомкам. А те, в свою очередь, продолжат «выполнять упражнение» и сделают свои шеи еще длиннее.

Если животное по какой-то причине перестанет ходить в качалку не будет тренировать свои органы, те постепенно атрофируются. Именно это произошло с крыльями страусов, пингвинов и прочих нелетающих птиц.

Ни о какой ДНК и ни о каких генах Ламарк, естественно, не знал. На дворе стояло начало XIX века, и эти теории казались ученому чем-то вполне логичным и очевидным. И, возможно, именно так они выглядят до сих пор, поскольку идеи НПП оказались на редкость жизнеспособными.

А как считал Дарвин?

В наше время многие уверены, что Чарльз Дарвин полностью отрицал учение Ламарка, включая НПП. Вызвано это тем, что в школах и вузах сегодня преподают синтетическую теорию эволюции, однако связывают ее с именем Дарвина.

На самом деле первоначальный дарвинизм не был столь близок к современной науке. Расхождение у Дарвина с Ламарком было в основном по первому пункту — о стремлении жизни к совершенству. Всю эту метафизику Дарвин поменял на естественный отбор и оказался абсолютно прав.

А вот с НПП он вовсе и не спорил (это видно даже в его книге «Происхождение видов»). Для Дарвина, как и для Ламарка, эта идея по-прежнему была логичной и очевидной. Более того, для объяснения механизмов НПП Дарвин разработал целую теорию — теорию пангенеза.

Пангенез был очень похож на генетику, которую вывернули наизнанку. По словам Дарвина, в каждой живой клетке содержатся мельчайшие частицы — геммулы, которые накапливают информацию об изменениях, происходящих в организме. Эти частицы разносятся вместе с кровью по всему телу и постепенно проникают в половые клетки. Таким нехитрым способом хранящаяся в них информация передается следующему поколению.

В отличие от самой теории эволюции, эта идея Дарвина не оказала никакого влияния на науку. О геммулах вскоре почти забыли, поскольку они противоречили последующим открытиям.

Порог Вейсмана и неодарвинизм

В 1860-х годах немецкий зоолог Август Вейсман пересмотрел теорию Дарвина и положил начало неодарвинизму. Это учение с некоторыми поправками и дополнениями вполне успешно дожило до наших дней. Главным же нововведением Вейсмана как раз и стало отрицание НПП.

Ученый пришел к этому не сразу. Первоначально он разделял взгляды Ламарка и Дарвина на наследственность. Но в отличие от них, он решил не ограничиваться умозрительными рассуждениями, а проверил все с помощью опытов.

В одном из экспериментов ученый на протяжении нескольких поколений отрубал крысам хвосты. Он ждал, что рано или поздно у них начнут рождаться бесхвостые крысята. Этого, естественно, не произошло (в этом месте автор хотел пошутить про иудеев, но передумал).

В другом эксперименте Вейсман пересаживал яичники от белых мышей к черным. В результате все черные особи (которые сумели после такого выжить) внезапно начали производить на свет белое потомство.

После серии этих опытов Вейсман провозгласил НПП абсурдом. Он отверг теорию Ламарка и выдвинул новое правило, которое позднее стали называть «барьером Вейсмана». Звучит оно так:

Соматические клетки не могут передавать информацию половым клеткам.

Почему так происходит? Ответ на этот вопрос дала в XX веке молекулярная биология. Оказалось, что информация в организме может передаваться только от ДНК к белкам, но никак не наоборот.

Сам процесс передачи информации проходит в два этапа:

1. Транскрипция. Информация переписывается из ДНК на молекулу РНК.
2. Трансляция. На основе информации из РНК создаются белки, от которых и зависит строение организма.

Схематически все это можно обозначить так:

Впрочем, позже выяснилось, что у этой последовательности бывают исключения. Оказалось, что некоторые вирусы умеют переписывать информацию со своей РНК в ДНК хозяина. Именно по такому принципу работает печально известный ВИЧ — вирус СПИДа.

С учетом этого, схему можно переписать так:

Сведений о передаче информации от белков к РНК или ДНК до сих пор нет.

Лысенковщина и ее последствия

Барьер Вейсмана был подтвержден молекулярной биологией и надолго превратился в догму. А любые попытки заявить о возможности НПП вызывали у научного сообщества раздражение и неприязнь. Почему? Дело в том, что в развитие эволюционной теории вмешалась политика.

И тут нам придется затронуть такую непростую тему, как деятельность академика Трофима Денисовича Лысенко, который долгие годы фактически возглавлял советскую биологическую науку.

К сожалению, создать объективную картину того, что происходило в то время, у нас не получится. Проблема в том, что все разговоры о Лысенко велись и ведутся исключительно через призму политики и идеологии.

Первоначально Лысенко всячески восхваляли и превозносили. Затем академика начали демонизировать, сделав его символом воинствующего невежества (обычно критика Лысенко соседствует с критикой сталинского СССР). И даже сегодня все попытки разобраться в его деятельности ничем хорошим не заканчиваются. Современные авторы или опять скатываются в бездумное восхваление, с замалчиванием ошибок, или в такую же бездумную демонизацию.

Так или иначе, но Лысенко и его соратники последовательно отстаивали принцип НПП. Они отрицали хромосомную теорию наследственности, законы Менделя и даже пользу молекулярной биологии для сельского хозяйства. Вот некоторые высказывания Лысенко:

Мичуринская генетика признаёт хромосомы, не отрицает их наличия. Но она не признаёт хромосомной теории наследственности, не признаёт менделизма-морганизма….Согласно же мичуринскому учению, организм состоит только из обычного тела. Никакого отдельного от обычного тела наследственного вещества в организме и в клетках не имеется.

— Лысенко Т. Д. Агробиология, статья «Генетика», 1946 год

В ответ на Ваше отношение ещё раз заявляю, что никаких идей и методов молекулярной генетики в своих работах мы не применяли и не намерены их применять. Я хотел бы посоветовать всем биологам, селекционерам, а также студентам Советского Союза не воспринимать эти идеи и методы, так как они только тормозят познание сущности живого, то есть развитие теоретической биологии.

— Лысенко Т.Д. Из письма Н.П. Дубинину (1974).

Лысенко считал, что главный фактор наследственности — это не «мифические гены», а действие внешней среды. То есть свет, температура, почвенные и другие условия в сочетание с наследственностью и формируют растение. Саму же наследственность Лысенко определял так:

«Наследственность есть свойство живого тела требовать определенных условий для своей жизни, своего развития и определенно реагировать на те или иные условия».

— Лысенко Т.Д. О наследственности и её изменчивости (1943)

Именно этому и посвящены главные работы Лысенко: о яровизации и о стадийном развитии растений.

(Примечание: Забегая вперед, замечу, что сегодня некоторые публицисты пытаются преподносить теории Лысенко как опередившие свое время. Дескать, талантливый ученый предвосхитил открытия в области эпигенетики и использовал метилирование ДНК еще до того, как до этого дошла молекулярная биология. Так это или нет — вопрос очень спорный).

По поводу НПП между советскими агробиологами, которых возглавлял Лысенко, и советскими генетиками-неодарвинистами долгие годы шел нешуточный спор.

Какими экспериментами ученые подтверждали свою правоту? Если какие-то эксперименты и проводились, то о них мало что известно. Дискуссии в основном ограничивались теорией и велись примерно на таком уровне:

«Снова подняло голову ламаркистское течение в нашей агрономии и животноводстве, течение архаическое, объективно реакционное и потому вредное»

— А. С. Серебровский, «Спорные вопросы генетики и селекции», стр. 72, 73.

«… а знамя дрозофилы, украшающее грудь многих генетиков, мы оставляем тем из генетиков, для которых дрозофила стала кумиром, заслоняющим от них всю замечательную радость построения обновленной советской науки, науки социализма»

— И.И. Презент, «Спорные вопросы генетики и селекции», стр. 398

Как мы помним, в противостоянии генетиков и агробиологов победили последние (и к науке это опять же никого отношения не имело). В результате идеи Лысенко безраздельно царили в СССР долгие годы, а когда маятник качнулся в другую сторону, все они были преданы анафеме.

Эти события нанесли серьезный ущерб не только советской науке, но и западной. Проблема НПП отныне перешла в область идеологии, и любые разговоры о ней еще долго вызывали у генетиков стойкое отвращение.

Что говорит современная наука?

Итак, правило Вейсмана на несколько десятилетий стало аксиомой. Однако эволюционные механизмы были гораздо сложнее, чем казалось ученым на первый взгляд. Постепенно у них появлялись все новые и новые «нестыковки» с барьером Вейсмана.

Например, в эту картину совсем не вписывался вирусный перенос генетической информации. Оказалось, что вирусы, покидая клетку-хозяина, могут захватывать из нее кусочки ДНК и переносить их в другие клетки.

Да, как правило, вирусы тоже не способны «пробиться» сквозь барьер Вейсмана. Но если они заражают плод на ранних стадиях эмбрионального развития, то легко проникают и в половые клетки. А это значит, что и вирусы, и принесенная ими информация, начинают передаваться из поколения в поколение вместе с остальными генами.

Чаще всего такое «наследование приобретенных признаков» бывает вредным для организма. Но иногда вирусы переносят и полезную информацию из соматических клеток.

Эпигенетическое наследование

Вскоре ученым стало понятно, что врожденные признаки организма зависят не только от ДНК. Вот только несколько примеров:

— Мыши-полевки в период похолодания рождаются с более густой шерстью. Эти изменения не затрагивают строение ДНК и зависят от концентрации мелатонина в организме матери.

— В 1998 году швейцарский ученый Ренато Паро обнаружил аналогичный эффект у дрозофил. Он проводил опыты с мушками, у которых в результате мутации глаза стали желтого цвета. Когда же ученый повысил температуру среды, на свет снова начали появляться особи с нормальными глазами. И этот признак передавался в течение еще четырех поколений.

— Нечто похожее можно наблюдать и у людей. Оказалось, что предрасположенность взрослого человека к диабету 2-го типа зависит от месяца его рождения. При этом сама болезнь часто проявляется только в возрасте 50-60 лет.

Чтобы объяснить все эти явления, ученые выдвинули интересную гипотезу. Они предположили, что таким способом организм родителей помогает детям быстро приспособиться к изменениям окружающей среды.

Например, если организм матери не получает достаточного количества питательных веществ, то у ее детей будет проявляться склонность к ожирению. Ведь с точки зрения природы, это качество поможет им выжить в голодные годы.

Самое интересное, что эти изменения вообще не затрагивают структуру ДНК, но при этом часто передаются по наследству. Изучением таких изменений занимается эпигенетика — одно из самых молодых и перспективных направлений биологии.

Главный механизм эпигенетического наследования называется метилированием ДНК. Оказалось, что в процессе жизни организма к его молекулам ДНК «прилипают» метиловые группы (-CH3). Их расположение («рисунок метилирования») непосредственно влияет на активность того или иного гена.

Рисунок метилирования передается по наследству. Например, дети, родившиеся во время последнего сильного голода в Голландии (1944-1945 годы), оказались склонны к ожирению и диабету.

Их дети, в свою очередь, тоже унаследовали все эти заболевания. А те, кто родились в 1943 или в 1946 году подобных отклонений не имели, поэтому и дети у них рождались здоровыми.

Кроме метилирования ДНК, есть и другие механизмы эпигенетического наследования: инактивация X-хромосомы, РНК-интерференция и ремоделирование хроматина. При этом эпигенетика в наши дни еще только набирает обороты. В ее развитие ученые видят залог будущей победы над старением и онкологическими заболеваниями.

Иммунная система

Наша иммунная система — одно из самых удивительных изобретений эволюции. Ученые долго ломали голову, как лимфоциты умудряются создавать столько разнообразных антител. Ведь в организме человека их может быть до одного миллиона, и чтобы их произвести нам понадобилось бы почти два миллиона генов.

Но у людей их всего около 30 тысяч. Как же так?

Оказалось, что антитела не запрограммированы заранее, а создаются по мере необходимости из специальных генов-заготовок. Когда наш организм сталкивается с неизвестным возбудителем заболеваний, заготовки начинают интенсивно мутировать. Рано или поздно из них получается необходимое антитело, которое и побеждает врага.

Но это еще не все. Недавно группа австралийских биологов выдвинула интересную версию, что эти иммунные изменения способны передаваться по наследству. Судя по некоторым данным, лимфоциты умеют создавать подобия вирусов, которые несут в себе информацию о строении антитела.

Эти «хорошие вирусы» разносятся по организму и со временем проникают в половые клетки. С помощью обратной транскрипции они встраивают свою РНК в геном, и информация об антителах передается следующему поколению. Если эта гипотеза окажется верной, она отчасти подтвердит теорию Дарвина о геммулах.

Заключение

Несмотря на все эти открытия, барьер Вейсмана по-прежнему работает для большинства случаев. И именно генетические мутации являются главной движущей силой эволюции.

Однако даже сам Вейсман не пытался представить свое открытие как аксиому. Он справедливо полагал, что будущие исследования и эксперименты помогут нам гораздо лучше понять, как происходит наследование.

Познание нельзя сводить к догмам. Любые догмы, не подкрепленные надежной экспериментальной базой, способны серьезно затормозить развитие науки.

Тем более что эволюция — это явление сложное и многогранное. И за миллионы лет природа сумела создать множество удивительных механизмов, которые помогают организмам выживать и приспосабливаться к окружающей среде.