Обнаружена способность рыб считать сотнями

Итальянские учёные, уже не в первый раз ставящие эксперименты по изучению математических способностей животных, выяснили, что со счётом некоторые рыбки справляются едва ли не наравне со студентами.

Глава исследования Кристиан Агрилльо (Christian Agrillo) и его коллеги из университета Падуи пытали счастье с гамбузиями. Эти рыбки социально активны и предпочитают проводить время в компании как можно большего количества сородичей. Этим воспользовались биологи: они научили гамбузий определять, за какой из двух одинаковых дверок скрывается большее количество родственников.

В первых подобных экспериментах выходы из контейнера учёные помечали небольшим количеством фигур (от 1 до 10). На этот раз в ход пошли сотни.

После нескольких тренировок с небольшими числами гамбузиям предложили выбирать дверцы с разными геометрическими фигурами в количестве от 100 до 200 штук. Поначалу рыбы казались обескураженными, но со временем дали понять, что могут более-менее точно определять на глаз, где фигур больше.

Дальнейшие опыты показали, что гамбузии, конечно же, не пересчитывают все фигуры. Как только соотношение рисунков уменьшалось, рыбки начинали ошибаться чаще. К примеру, если речь шла о соотношении 1 к 2 (на одной дверце 100 фигур, на другой 200) или 2 к 3 (60 и 90 соответственно) всё шло нормально. Но при соотношении фигур 3 к 4 (90 против 120) гамбузии не замечали разницы. (Детали – в статье в PLoS ONE.)

Чтобы сравнить способности животных и людей, итальянцы повторили эксперимент на 25 студентах: их попросили выбрать табличку с большим количеством фигур. На каждое решение отводилось две секунды.

Люди оказались более точными в своих ответах, однако у них закономерно обнаружилась та же черта: по мере уменьшения разницы между количеством фигур (от соотношения 2:3 к 3:4) добровольцы начинали ошибаться чаще. Из этого Агрилльо со товарищи делают далеко идущий вывод, что, мол, такие способности к примитивной форме счёта объектов достались нам и, возможно, всем позвоночным от некоего общего предка.

Ранее, кстати, Агрилльо ставил похожий опыт с цыплятами. (Узнайте также о математических способностях пчёл, одного выдающегося попугая и обезьян.)

Грозы могут инициировать образование частиц антивеществ

Космический гамма-телескоп «Ферми» зарегистрировал пучки позитронов, появление которых вызывали грозы. Открытие было сделано в процессе наблюдения так называемых земных вспышек гамма-излучения (terrestrial gamma-ray flashes, TGF).

Первые сообщения о TGF датируются 1994 годом, и само это явление изучено достаточно плохо, но его общий механизм понятен: связанное с грозой сильное электрическое поле формирует направленный в сторону от поверхности Земли поток электронов, которые разгоняются до очень высоких скоростей. Эти быстрые электроны, встречая на своём пути атомы вещества, испускают гамма-излучение тормозной природы.

По оценкам учёных, каждый день над поверхностью Земли происходит около 500 TGF. «Ферми» регистрирует лишь небольшую часть таких событий; телескоп был запущен в 2008 году, но успел передать данные только о 130 TGF.

Поскольку в кулоновском поле ядра при участии фотонов гамма-излучения может проходить образование электрон-позитронных пар, частицы антивещества должны быть вполне обычными спутниками TGF. Заряженные позитроны движутся, как известно, вдоль силовых линий магнитного поля, что и помогло «Ферми» обнаружить соответствующий им чёткий сигнал.

Одно из наиболее интересных событий было отмечено 14 декабря 2009 года. «Ферми» находился над территорией Египта, а гроза бушевала над Замбией, в четырёх с половиной тысячах километров к югу. Даже при наблюдении из космоса эта гроза должна была оказаться за горизонтом, и обнаружить гамма-излучение соответствующей TGF телескоп не мог. Позитроны, однако, достигли магнитно связанного с грозой «Ферми» и, встретившись с электронами, аннигилировали, свидетельством чего стало появление гамма-квантов с энергией в 511 кэВ. Телескоп, таким образом, на короткое время сам стал источником гамма-излучения, им же и зарегистрированного.

Часть позитронов проследовала дальше и, добравшись до точки отражения, повернула обратно. Через 23 мс эти частицы снова «врезались» в «Ферми», и приборы телескопа отметили второй пик в области 511 кэВ.

Нечто подобное происходит и на других планетах (Юпитере, Сатурне), которые поддерживают развитие гроз. Впрочем, юпитерианские и сатурнианские грозовые разряды спрятаны на большой «глубине» в атмосфере, и образующиеся позитроны могут и не достигать космического пространства.

Новые результаты были представлены сотрудником Алабамского университета в Хантсвилле Майклом Бриггсом (Michael Briggs) на проходящем в Сиэтле собрании Американского астрономического общества. Развёрнутый отчёт исследователей будет опубликован в журнале Geophysical Research Letters.