Улей сдержек и противовесов

Учёные из Университета штата Мичиган в Ист-Лансинге опровергли широко распространённую гипотезу, согласно которой царица, откладывающая яйца и являющаяся матерью всех пчёл в улье, никак не влияет на появление особей того или иного пола, а решающую роль в этом играют рабочие пчёлы. Такое мнение до сих пор было основным.

Копуляция у пчёл всегда совершается только во время проигры, то есть полёта матки и трутней вокруг улья. В дальнейшем матка хранит полученную в ходе многократных спариваний сперму и расходует ее постепенно в течение жизни, откладывая яйца. Самцы пчёл, или трутни, появляются из неоплодотворенных яиц, таким образом, они не наследуют второй комплект генов от отца и являются «полуклонами» матки. Самки пчёл рождаются из оплодотворенных яиц и становятся рабочими. Таким образом, чисто биологически пол потомства зависит от того, добавит ли матка сперму в формирующееся яйцо или нет.

Тем не менее, одной биологии для определения полового состава потомства мало: яйца самцов можно отложить лишь в особые ячейки сот.

До сих пор среди энтомологов практически догмой оставалось мнение, согласно которому именно дочери царицы – иначе говоря, рабочие пчёлы – контролируют половой состав улья. Делают это они в ходе строительства сот. Неоплодотворенные яйца матка должна положить в особенные ячейки, которые рабочие отстраивают большими по размеру, чем среднестатистические ячейки. Согласно господствующему мнению, посредством строительства того или иного числа больших ячеек рабочие и контролируют соотношение полов в популяции.

Впрочем, не все учёные считают, что только дочери царицы решают, кому и в каком количестве появиться на свет. Энтомологи из Университета штата Мичиган под руководством Кэти Уортон показали, что и матка может регулировать гендерное соотношение среди своего потомства. Работа ученых опубликована в выпуске журнала Behavioural Ecology за ноябрь-декабрь.

Чтобы доказать это, исследователи таким образом оборудовали ульи, что матки находились в небольших клетках. Каждая клетка в улье помещалась так, чтобы матка не могла добраться до больших ячеек, куда ей следовало бы откладывать личинки трутней. При этом доступ к ячейкам стандартного размера для царицы продолжал оставаться свободным.

Спустя 4 дня после начала эксперимента исследователи убрали клетку, что позволило матке свободно перемещаться вдоль рядов ячеек, среди которых оказалось достаточно много незаполненных «мест». Получив свободу передвижений, матка практически сразу обратилась к большим ячейкам, отложив в три раза больше неоплодотворенных яиц, нежели обычно.

Таким образом, считают учёные, царица попыталась восстановить гендерный баланс, нарушенный вследствие лишения ее свободы.

«Матка и рабочие пчёлы вместе следят за демографической ситуацией в улье. Такое ощущение, что в социальной жизни ульев господствует принцип сдержек и противовесов», – говорит Уортон.

Как отметил энтомолог Ларс Читтка из лондонского Университета королевы Марии, комментируя Science исследование Уортон, информация о том, что матка решающим образом влияет на гендерное соотношение в улье, меняет общие представления об организации социальной жизни в улье и факторах, влияющих на выбор царицы.

«Может, она помнит, сколько яиц какого пола она уже отложила, или она ощущает, сколько спермы она использовала, или, возможно, существует какая-нибудь химическая сигнальная система, к которой матка чувствительна, и которая позволяет ей определять, как много трутней будет в ее потомстве», – говорит Читтка.

Ответов на эти вопросы, добавляет он, у учёных пока нет.

Компьютер спрятался в оптоволокне

Полупроводниковые гетероструктуры
Полупроводниковые гетероструктуры – разные по химическому составу композиты, в которых создаются так называемые p-n-переходы. Гетероструктуры используются в том случае, когда в отдельных частях приборной полупроводниковой структуры нужно иметь разные свойства...

Неожиданное открытие американских и английских химиков может привести к революции в технологии использования оптоволоконной связи. Оказывается, что при пропускании сквозь оптическую нить гидрида германия можно создавать внутри кабеля проводящий канал и в некоторых случаях заданным образом манипулировать передачей данных по кабелю. Новая технология позволяет конструировать и встроенные в отдельное оптическое волокно крошечные измерительные электроприборы, что стало новым прорывом в технологии создания гетероструктур.

Прорыв в оптоволоконной оптике совершила группа ученых из Государственного университета Пенсильвании (Pennsylvania State University in University Park) под руководством Джона Бэддинга. В журнале Science 17 марта появилась совместная статья группы Бэддинга и химиков из университета Саутгемптона (University of Southampton) о результатах эксперимента.

В лаборатории университета Пенсильвании сотрудники Бэддинга пропустили под давлением через поры в оптоволокне, нагретом до 500°С, горячий газ гидрида германия (GeH4). В ходе эксперимента чистый германий кристаллизовался на стенках пор, сохранив при этом отверстие в несколько десятков нанометров для светового потока. В обработанном таким способом волокне проходящий свет может генерировать электрический ток, что значительно расширяет границы применения оптоволоконного кабеля и позволяет увеличить скорость двустороннего обмена информацией.

Используя аналогичную технику, американские ученые ухитрились даже сконструировать и поместить внутри светопроводящей нити миниатюрный транзистор, регулирующий процесс передачи данных.

Бэддинг также пообещал, что теоретически в оптоволоконный кабель можно встроить любые электроприборы.

Оптоволоконная связь в настоящее время – основное средство скоростной передачи данных, она активно используется при прокладке выделенных интернет-линий, а также используется в работе трансатлантических телефонных кабелей. В обычном оптоволоконном кабеле несколько нитей, каждая из которых состоит из внутреннего стеклянного волокна с добавлением оксида германия, а внешний слой, от которого многократно отражается свет, – из обычного кварцевого стекла.

В 1996 году ученые обнаружили, что если внутри светопроводящего слоя создать узкие непрерывные тоннели по всей длине волокна, можно управлять свойствами светового потока. Например, посылая импульс с одним значением длины волны, получать на выходе из волновода свет с другим значением.

Сразу после внедрения этого открытия была высказана гипотеза, что свойства кабеля можно сделать еще более удивительными, если удастся частично заполнить эти щели или поры в волокне специальным полупроводниковым напылением. Однако до работ группы Бэддинга технического решения подобной задачи не существовало.