Северный Ледовитый солярий

Изучение кернов бурения со дна Северного Ледовитого океана показало, что десятки миллионов лет назад на Северном полюсе было весьма тепло.

Международная экспедиция геологов и климатологов отправилась к Северному полюсу еще в 2004 году, тогда же вышли предварительные результаты. А в четверг журнал Nature опубликовал полные результаты исследования.

Два ледокола пробили дорогу исследовательскому судну Vidar Viking к точке в 250 км от Северного полюса, над хребтом Ломоносова, который возвышается на 3 км над океанским дном. Верхняя точка хребта находится на уровне 975 м под океанской поверхностью. Ледоколы постоянно обкалывали лед, пока Vidar Viking занимался бурением.

В итоге ученым удалось взять 430 м керна. Предыдущие попытки приносили только до 10 м образцов.

Из-за того что бурение в условиях Северного Ледовитого океана очень затруднено, до сих пор об истории климата в этом районе ученые знали совсем немного. Экспедиция арктического бурения (Arctic Coring Expedition, ACEX) расширила это знание на период от 500 тыс. до 80 млн лет назад. Как говорит морской геолог из Университета Бремена в Германии Урсула Рехл, результаты изучения кернов палеоклиматологами оказались весьма неожиданными.

Во-первых, выяснилось, что около 55 млн лет назад летняя температура на Северном полюсе была около +24 °C. А во-вторых, замерзание Арктики и Антарктики началось примерно в одно и то же время.

Изучение изотопного состава органического углерода из окаменевших раковин и морских водорослей, найденных в осадочных породах, дает информацию о температурах в прошлом. Как выяснилось, 55 млн лет назад, в эоцене, средняя температура летнего периода в Северном Ледовитом океане приближалась почти к +24 °C. Это в десять раз больше, чем предполагали климатические модели для данного периода.

Ученые полагают, что в те времена климат на экваторе и полюсах не очень сильно различался. В этом винят парниковые газы, возможно, усиленные каким-то дополнительным фактором, например стратосферной облачностью.

По словам морского геолога из Стокгольмского университета в Швеции и соруководителя экспедиции Яна Бакмана, возможно, на погоду также влияли сильные ураганы, которые вызвали глобальное перемешивание вод океана.

До экспедиции было известно, что арктическое похолодание началось 43 млн лет назад. Однако свидетельства аналогичного похолодания на Северном полюсе относились только к интервалу приблизительно 6–10 млн лет назад.

Теперь ученые обнаружили песок и гальку в Центральном Арктическом бассейне и делают вывод: их туда принесло айсбергами 45 млн лет назад.

Таким образом, кажется, что арктическое похолодание началось в одно время с антарктическим.

Как полагают ученые, их данные крайне важны для моделирования климата будущего, потому что правильная модель климата должна работать в обоих направлениях вектора времени.

Геном раздался вширь

В новом номере журнала Nature опубликована статья, в которой рассказывается о третьем варианте карты вариаций генома человека, исследование которых осуществляется в рамках проекта HapMap. Новые, но по-прежнему промежуточные итоги работы сообщают об изучении семи новых этнических групп людей. Таким образом, их общее число достигло одиннадцати.

Любые два человека генетически совпадают более чем на 99 процентов.

Но оставшаяся небольшая часть генетического материала дает различия между людьми и объясняет, например, индивидуальную восприимчивость человека к болезням, разную реакцию на лекарства или на факторы окружающей среды.

Изменения в геноме человека (про одно такое изменение говорят, что оно обусловлено однонуклеотидным полиморфизмом) происходят в гаплотипе (это комбинация генов на одной хромосоме). В рамках проекта HapMap (сокращение от haplotype map – карта гаплотипов) идет изучение как раз таких изменений.

В предыдущих двух вариантах были исследованы четыре географические группы населения: племя йоруба в городе Ибаган (Нигерия), японцы из Токио, китайцы хань из Пекина и жители штата Юта (США), имеющие корни из Северной и Западной Европы. Для этих четырех популяций было проанализировано в общей сложности более 3,1 млн полиморфизмов.

В статье, опубликованной в четверг в Nature, сообщается об анализе более 1,6 млн полиморфизмов у одиннадцати географических групп. К четырем, работа над которыми велась в двух предыдущих версиях, добавились еще семь: граждане африканского происхождения из юго-западной части США, китайская диаспора из Денвера, индийцы гуджарати из Хьюстона, группа народов лухья, проживающих в Кении, полукочевой народ масаи, также проживающий в Кении, лица мексиканского происхождения из Лос-Анджелеса и итальянцы, живущие в провинции Тоскана.

По своим масштабам это крупнейшее исследование подобного рода, проведенное человечеством.

Увеличение количества исследуемого материала позволило ученым определить генетические вариации, которые встречаются у людей достаточно редко, вследствие чего они прошли мимо первых двух версий HapMap. 77 процентов среди обнаруженных полиморфизмов были новыми.

Помимо ряда промежуточных результатов исследователи оценили свою способность предсказывать полиморфизмы в других группах населения на основе данных HapMap и обнаружили, что это вполне возможно как для общих вариаций, так и для некоторых более редких полиморфизмов. Тем не менее это отнюдь не означает, что нынешняя редакция карты полиморфизмов HapMap является исчерпывающей, хотя бы потому, что много редких вариаций пока еще остается за пределами внимания человечества и достоверно неизвестно, сколько существует таких полиморфизмов, а ведь они могут отвечать за разные болезни.

Тем ценнее работа, которая была и будет проведена в рамках проекта HapMap.

К тому же многие исследователи, имеющее отношение к HapMap, также работают над глобальным проектом «1000 геномов» (1000 Genomes Project), который стартовал в январе 2008 года и предполагает расшифровку геномов 1000 человек со всего мира.

«HapMap представляет собой звездный пример того, как усовершенствованные технологии и самоотверженная работа по получению образцов ДНК от конкретных людей в крупных популяциях позволяет получить подробные данные для изучения человеческих болезней», – заявил один из участников проекта и соавтор статьи в Nature Ричард Гиббс, директор Центра секвенирования человеческого генома при Бэйлорском колледже медицины.