Новости науки

Устойчивое к атакам. Новый протокол квантового шифрования разработали исследователи

Устойчивое к атакам. Новый протокол квантового шифрования разработали исследователи

Коллективом Центра квантовых технологий МГУ имени М.В. Ломоносова и ООО «СФБ Лаб» был представлен новый протокол квантового распределения ключей типа «точка – точка», устойчивый к атакам навязывания. Результаты работы, поддержанной фондом развития теоретической ...

10 июля 2025 : 12:52  5 мин.

Наука в лицах

Познакомьтесь с жизнью и достижениями выдающихся учёных и влиятельных личностей в истории науки.

Смотреть всё
  • Эрнест Резерфорд <span class="years-of-life">(1871–1937)</span>
    Эрнест Резерфорд (1871–1937)

    Эрнест Резерфорд наряду с Майклом Фарадеем вошел в историю науки как великий экспериментатор. Британско-новозеландский естествоиспытатель стал одной из ключевых ...

  • Лев Ландау <span class="years-of-life">(1908–1968)</span>
    Лев Ландау (1908–1968)

    Лев Давидович Ландау, крупный советский физик-теоретик, был отъявленным жизнелюбом. Он любил шутки, встречи с друзьями, любил женщин… Но больше всего на свете он ...

  • Мария Склодовская-Кюри <span class="years-of-life">(1867–1934)</span>
    Мария Склодовская-Кюри (1867–1934)

    Со времени смерти Марии Кюри минуло 90 лет. Но до сих пор по данным опросов она в подавляющем большинстве случаев признается самой влиятельной женщиной в истории ...

  • Игорь Курчатов <span class="years-of-life">(1903–1960)</span>
    Игорь Курчатов (1903–1960)

    Вопрос, в чем физик Игорь Васильевич Курчатов был первым, который активно задают во Всемирной сети, предполагает только один ответ: во всем, за что он брался. ...

Научный календарь

Внятно-понятно

Что такое кораллы и почему они так важны для планеты
8 июля 2025  14 мин.

Что такое кораллы и почему они так важны для планеты

Во время страшного цунами 2004 года коралловые рифы стали преградой на пути смертоносных волн в Индийском океане, уменьшив их силу и высоту: Мальдивские и Сейшельские острова, окруженные рифами, пострадали меньше остальных.  Но как такие маленькие и довольно примитивно устроенные существа создают такие прочные подводные рифы протяженностью сотни и тысячи километров?  Поговорим о кораллах: почему они погибают при перегреве воды в Мировом океане, сколько времени требуется на образование рифа и что будет с планетой и людьми, если кораллы исчезнут. 

Что такое кораллы

При первом взгляде на кораллы можно подумать, что перед нами растения, а не животные. Но это самые настоящие представители царства животных из класса коралловых полипов, в котором на сегодняшний день насчитывается более 6 000 видов. Коралловые полипы — это невероятное разнообразие форм, размеров, образа жизни и даже мест обитания. Многие думают, что коралловые полипы живут только в тропических водах. Но есть достаточно много видов, которые могут существовать и в более прохладных условиях:

  • Охотское море (Тихий океан): Balticina willemoesiCallistephanus pacif cusParagorgia arborea и другие;
  • Белое море (Северный Ледовитый океан): Metridium senileAulactinia stellaGersemia fruticosa и другие; 
  • Баренцево море (Северный Ледовитый океан): Gersemia fruticosaGersemia rubiformisDuva florida и другие; 
  • Норвежское море (Северный Ледовитый океан): Alcyonium digitatum,холодолюбивые рифообразующие виды Lophelia pertusa и Madreporaoculata, и другие.
Изображение: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration

Но вот те самые грандиозные коралловые рифы, которые образованы колониями мадрепоровых (каменистых) коралловых полипов, встречаются только в теплых широтах, где на протяжении всего года температура воды не опускается ниже 18 °C.

Определение кораллов

Коралл – это твердый известковый скелет, который формируется во время жизни колонии животных под названием коралловые полипы. Но не все виды коралловых полипов образуют экзоскелет и могут выступать в роли строителей рифов. В основном это представители отряда мадрепоровых: они используют растворенный в морской воде карбонат кальция и формируют из него минеральный скелет у основания колонии. 

Кораллы: внешний вид и строение

Также, как и медузы, коралловые полипы относятся к типу стрекающих. Это относительно просто устроенные организмы с лучевой симметрией тела, без головного мозга и сложного опорно-двигательного аппарата, но все же довольно разнообразные по внешнему облику. Особенно интересны виды, способные строить большие колонии, приобретающие причудливые формы. Но вне зависимости от формы любая колония состоит из множества одинаковых полипов — зооидов, строение которых такое же, как и у одиночных полипов, и его можно рассмотреть на схеме, приведенной ниже.

Изображение: U.S. National Oceanic and Atmospheric Administration; David Excoffier, CC BY-SA 2.5, via Wikimedia Commons

Как видим, все довольно просто: основание полипа крепится к твердой поверхности, верхняя часть увенчана щупальцами, и здесь же находится рот, через который пища попадает в желудок. Такое строение характерно и для одиночных кораллов, и для колониальных, только у колонии полипов образуется еще и общее тело, называемое ценосарк, которое объединяет мягкие ткани – пищеварительную и нервную системы. Но как же эти, по сути, неподвижные животные добывают себе пищу? 

Питание и образ жизни кораллов

Коралловые полипы – животные с разнообразным питанием. Среди них есть и те, что активно охотятся на проплывающих мимо жертв. Например, актинии, использующие для добычи пищи ловкие щупальца с ядом. Но есть и те, кто живет за счет фильтрации морской воды, получая из нее планктон – водоросли и микроорганизмы. 

Твердый коралл Favites по ночам вытягивает свои полипы, чтобы покормиться.  Изображение: Nhobgood Nick Hobgood, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons  

Очень интересно организовано питание у коралловых полипов из отряда мадрепоровых, которые состоят в симбиотических отношениях с микроводорослями зооксантеллами. Эти водоросли обитают прямо внутри полипа, в его тканях, и в процессе фотосинтеза продуцируют питательные вещества, которые в итоге и являются основной едой полипа. Ну, а сами водоросли взамен получают убежище от хищников и углекислый газ, нужный им для фотосинтеза. 

Все взрослые коралловые полипы ведут неподвижный образ жизни, прикрепляясь к каменистому дну или твердым предметам: перемещаются они только на стадии личинок – планул, которые формируются при половом размножении. Помимо этого коралловые полипы могут размножаться и бесполым размножением – почкованием, когда от первичной особи образуются все последующие.

Половое размножение кораллов. Изображение: rsscience.com

Виды кораллов: твердые и мягкие кораллы

Класс коралловых полипов невероятно разнообразен: среди них есть как одиночные животные, так и колониальные, формирующие кораллы и целые коралловые рифы. Например, уже упомянутые нами актинии-одиночки. А вот морские перья, имеющие яркий и необычный вид, образуют сложно устроенные колонии, где выделяется главный организм – первичный зооид – и сопутствующие ему особи. 

Все многообразие коралловых полипов биологи подразделяют на 9 отрядов.

  1. Мадрепоровые кораллы, или склерактинии, лат. Scleractinia.
  2. Актинии, лат. Actiniaria.
  3. Цериантарии, лат. Ceriantharia.
  4. Черные кораллы, или антипатарии, лат. Antipatharia.
  5. Кораллиморфарии, лат. Corallimorpharia.
  6. Зоантарии, лат. Zoantharia.
  7. Мягкие кораллы, или альционарии, лат. Alcyonacea.
  8. Гелиопорацеи, лат. Helioporacea.
  9. Морские перья, лат. Pennatulacea.
Морское перо. Изображения: NOAA Office of Ocean Exploration and Research

А с точки зрения наличия коралла – того самого экзоскелета, животные из класса коралловых полипов делятся на твердые и мягкие.

  • Твердые (скелетообразующие) кораллы. К этой разновидности кораллов принадлежат в основном представители отряда мадрепоровых кораллов, которые образуют общую твердую ткань колонии, состоящую из известкового материала. 
  • Мягкие кораллы. Эти кораллы не строят скелета из карбоната кальция: они могут жить на коралловых рифах рядом с твердыми, но сами не являются животными-рифостроителями.

Чем еще отличаются твердые кораллы от мягких? Вот некоторые из их основных различий: 

  • твердые кораллы образуют экзоскелет, и их колонии могут формировать основу кораллового рифа;
  • твердые кораллы, как правило, живут в симбиозе с водорослями, которые производят для них питание и зависят от них, а мягкие кораллы добывают себе пропитание самостоятельно;
  • твердые кораллы в большинстве своем обитают в теплых водах и на небольшой глубине, до 50 метров – из-за того, что живущим с ними в симбиозе водорослям зооксантеллам нужен солнечный свет для фотосинтеза. Исключением являются рифообразующие твердые кораллы, живущие в Норвежском море на большей глубине и добывающие питание самостоятельно. А мягкие кораллы имеют более широкий диапазон пригодных для жизни параметров и встречаются на глубинах до 6 000 метров и в северных широтах.
Изображения: NOAA; James St. John, CC BY 2.0; Janderk, PD; Clark Anderson/Aquaimages, CC BY-SA 2.5; AlexeiAVA, CC BY 4.0; Alexander Vasenin, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

Как формируется коралловый риф

Для начала формирования рифа нужно несколько важных условий, среди которых:

  • постоянная температура воды выше 20 °C, но не более 30 °C, иначе наступает гибель кораллов от голода;
  • соленость воды не ниже 30–31 %: там, где в море впадают крупные реки, несущие пресную воду, рифы не могут развиваться;
  • чистая и прозрачная вода без химических и органических загрязнителей, пропускающая солнечный свет для симбиотических водорослей;
  • наличие твердых скальных грунтов, потому что плауна кораллового полипа не может закрепиться на песчаном или другом рыхлом грунте. Поэтому рифы часто растут в местах с относительно молодой земной корой и вокруг островов, имеющих вулканическое происхождение: так формируются атоллы – острова округлой формы с лагуной внутри, которые есть только в тропических широтах и обязаны своим появлением колониям коралловых полипов. 
Коралловый атолл. Изображение: whosaynow/Unsplash

Личинка кораллового полипа путешествует в составе планктона, пока не закрепляется на твердой основе. Она начинает формировать твердый минеральный скелет и размножаться почкованием, постепенно образуя колониальный организм. Рядом растут соседние колонии: живя и отмирая, они формируют общую известковую основу рифа, который разрастается за счет новых жителей. Колониальные полипы сами по себе – это крошечные существа, размером всего 1–5 мм. И хотя общий размер колонии может достигать нескольких метров, увеличивается в размерах она крайне медленно, всего на 8–15 мм в год, при этом шарообразные формы колоний растут в диаметре, а разветвленные расширяются по всем направлениям. Так что коралловый риф формируется очень долго. Например, рифы Красного моря, Мезоамериканского Барьерного рифа и вблизи Мальдивских островов сформировались примерно 7–10 тысяч лет назад, то есть после окончания ледникового периода, когда прибрежные участки твердой суши оказались под водой после повышения уровня воды в Мировом океане. А Большой барьерный риф у берегов Австралии, видимый даже из космоса, гораздо старше: для образования этой грандиозной экосистемы протяженностью 2 500 километров и площадью более 340 тысяч кв. км потребовалось не менее 400 000 лет.

Роль коралловых полипов в мировой экосистеме

Коралловые рифы как уникальные экосистемы

Коралловые рифы – центры невероятного биоразнообразия: 25 % всех тропических видов животных обитают в районе рифов.  А сами коралловые полипы, связанные симбиотическими отношениями со многими видами, являются ключевым звеном этой во многом уникальном экосистемы. 

Самое высокое разнообразие видов рифовых рыб и коралловых полипов наблюдается в Коралловом треугольнике – в западной части Тихого океана, в теплых тропических водах между Филиппинами, Индонезией, Папуа-Новой Гвиней и Соломоновыми островами:  здесь живет более 600 видов коралловых полипов и около 3 000 видов рифовых рыб.

Кроме грандиозного Большого Барьерного рифа в Мировом океане есть еще несколько подобных мест.

  • Коралловые рифы Красного моря (Индийский океан): протяженность коло 1 900 км. 
  • Барьерный риф Новой Каледонии (Тихий океан): протяженность 1500 км.
  • Мезоамериканский Барьерный риф (Атлантический океан): протяженность около 940 км. 
  • Флоридский риф (Атлантический океан): протяженность 580 км.
Коралловый риф в Красном море. Изображение: Pascal van de Vendel/Unsplash 

Важность кораллов для рыб и других морских организмов

Помимо зооксантелл, живущих внутри коралловых полипов, эти рифообразующие животные важны и для других морских обитателей, и в первую очередь как источник пищи. На стадии личинок они являются частью планктона и питанием для фильтраторов – морских животных, которые процеживают морскую воду, выделяя из нее мелких организмов. А взрослыми кораллами любят перекусить рыбы-клоуны и морские звезды, которые наносят им большой урон. 

Но есть и те, кто питается за счет коралловых полипов без вреда для рифов. Это животные-симбионты – различные рыбы и ракообразные, которые поедают слизь, выделяемую колониями полипов. А в благодарность за пищу эти животные защищают кораллы от хищных морских звезд и ненужных видов-паразитов, например, от червей планарий. Поэтому здоровые и нормально функционирующие коралловые полипы жизненно важны для многих обитателей рифа. Однако равновесие в этой невероятно разнообразной и сложно устроенной системе со множеством симбиотических связей легко нарушить.

Симбионты восьмилучевых кораллов - брюхоногие моллюски овулиды. Изображение:  ИПЭЭ РАН

 Значение кораллов для береговой защиты

Когда в декабре 2004 года по Индийскому океану прокатились волны страшного цунами, высота которых достигала 30 метров, побережьям региона был нанесен ужасающий урон, а количество жертв превысило 230 тысяч человек. Как оказалось, ущерб от цунами не везде был одинаковым: на Мальдивах и Сейшелах, окруженных коралловыми рифами, разрушений и жертв было значительно меньше.

Как показали исследования, рифовые экосистемы, несмотря на кажущуюся хрупкость, служат природным барьером, защищая берег: они поглощают до 97% разрушительной энергии морских волн. 

Угрозы кораллам

Ученые и общественность давно бьют тревогу: коралловые рифы под угрозой если не полного исчезновения, то значительного сокращения площади и разнообразия видов. Причин у этого несколько.

  • Повышение температуры воды в Мировом океане.  Этот процесс – часть общего глобального потепления на планете, и многие виды твердых кораллов, обитающих в тропиках, реагируют на него крайне болезненно. В основном причина в водорослях-симбионтах: при длительном тепловом стрессе (температуре воды выше 30ᵒС) кораллы изгоняют симбионтов и становятся из-за этого белыми (прим.ред.: процесс обесцвечивания называется бличинг). Без водорослей полипы начинают голодать и погибают. По данным Международной инициативы по коралловым рифам, в период с января 2023 года по март 2025 года 84 % всех имеющихся рифов планеты были затронуты процессом обесцвечивания. 
  • Закисление Мирового океана. Средняя кислотность Мирового океана сегодня – 8,1, хотя в доиндустриальную эпоху этот показатель был на уровне 8,2, а прогнозы Межправительственной группы экспертов по изменению климата обещают к 2100 году снижение кислотности до 7,8. Понижение уровня pH само по себе является стрессом, и этот процесс к тому же сопровождается снижением концентрации и доступности карбонат-ионов в воде – тех самых, что необходимы для постройки скелета коралловых полипов.
  • Повышение концентрации органических загрязнителей и микробов. Размножение микроорганизмов, попадающих в океан со сточными водами, снижает концентрацию кислорода и приводит к закислению среды: эти два показателя в комплексе провоцируют отмирание коралловых полипов.
  • Механические повреждения рифов. Донное траление наносит непоправимый вред коралловым рифам, как и сама добыча полезных ископаемых: в результате этих действий кораллы ломаются, нарушается целостность рифов, замедляется их рост.
  • Невозможность полового размножения. Гибель коралловых полипов и разрозненность отдельных участков рифов приводит к тому, что они не могут полноценно размножаться: дистанция между особями должна быть не более 10 метров. 
Изображение: NEOM/Unsplash

Будущее коралловых рифов 

Увы, прогнозы по коралловым рифам такие же неутешительные, как и по темпам глобального потепления: до 70% всех коралловых рифов планеты может исчезнуть уже к 2050 году. Хотя, как показывает исследование рифов вблизи Гавайских островов, коралловые полипы могут адаптироваться к стрессовым факторам и восстанавливаться, поэтому надежда есть. Особенно устойчивыми считают экосистемы коралловых рифов Красного моря, которые адаптированы к жизни в воде с высокой температурой.

Но в любом случае необходимо изучать и сохранять уже имеющиеся рифы, а также пытаться увеличить их площадь за счет создания новых. Этим как раз и занимается сразу несколько международных организаций.

  • Международная инициатива по коралловым рифам (The International Coral Reef Initiative, ICRI).
  • Альянс коралловых рифов (Global Coral Reef Alliance, CORAL).
  • Фонд по восстановлению кораллов (Coral Restoration Foundation, CRF).
  • Глобальный фонд коралловых рифов (Global Fund for Coral Reefs, GFCR).

Эти организации ведут мониторинг и восстановление коралловых рифов, уязвимых перед изменениями климата, разрабатывают инновационные методы их спасения, переводят места обитания кораллов в территории с особым охранным статусом. В сохранении коралловых рифов активно участвуют такие страны и островные территории, как Индонезия, Французская Полинезия, Соломоновы острова, Папуа — Новая Гвинея, Белиз, Палау и другие. 

Российские ученые тоже не остались в стороне от проблемы: совместно с вьетнамскими коллегами они изучают бличинг кораллов в Южно-Китайском море, где работает Российско-Вьетнамский Тропический научно-исследовательский и технологический центр, являющийся филиалом Института проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова (ИПЭЭ) РАН.

Эксперимент по оценке влияния обесцвечивания кораллов на состав фауны, обитающей внутри колоний кораллов. Монтаж фрагментов колоний на рамку-носитель. Залив Нячанг, Вьетнам. Изображение: ИПЭЭ РАН

***

Можно ли спасти умирающие рифы? Увы, человечество не успевает реагировать на все новые и новые проблемы, возникающие по вине глобального потепления. И несмотря на все старания ученых и экологов-активистов, невозможно остановить процесс бличинга и гибели какой-то части самых уязвимых коралловых рифов. Но есть надежда, что коралловые полипы, которые живут на нашей планете более 400 миллионов лет, не исчезнут как класс: они выжили и в более теплых условиях, поэтому сумеют приспособиться и к новому климату.

Вопрос ответ

Что такое кораллы и почему они важны для морской экосистемы?

Коралловые полипы – это животные, которые образуют коралловые рифы. Они служат источником пищи для морских обитателей и строят рифы, которые являются домом и местом размножения для многих видов. 

Какие существуют виды кораллов и чем они отличаются друг от друга?

Кораллы можно разделить на мягкие, которые могут обитать в широком диапазоне условий и активно добывать пищу, и твердые, которые зависят от симбиоза с водорослями, могут жить только на мелководье в теплой воде и способны строить твердый экзоскелет, используя растворенные в воде карбонат-ионы.

Каким образом кораллы питаются и какой симбиоз существует между ними и водорослями-зооксантеллами?

Твердые кораллы состоят в симбиотических отношениях с микроводорослями зооксантеллами: эти водоросли обитают прямо внутри полипа, в его тканях, и в процессе фотосинтеза продуцируют питательные вещества, которые в итоге и являются основной едой полипа. Ну а сами водоросли получают убежище от хищников и углекислый газ, нужный им для фотосинтеза. 

Какова роль коралловых рифов в поддержании биоразнообразия морей и океанов?

Коралловые рифы – это центры биоразнообразия в Мировом океане: 25 % всех тропических видов животных обитают в районе рифов. А сами коралловые полипы связаны симбиотическими отношениями со многими видами, живущими в районе рифов, и являются ключевой фигурой этой экосистемы. 

Коралловый риф, вид сверху. Изображение: Ishan @seefromthesky/Unsplash 

Каковы последствия разрушения коралловых рифов для окружающей среды и экономики прибрежных регионов?

При разрушении коралловых рифов страдает морская фауна: снижается количество обитателей и разнообразие видов в Мировом океане. Это, в свою очередь, негативно сказывается на рыболовстве и экономическом благополучии прибрежных регионов. Терпит убытки и туристическая отрасль, так как коралловые рифы – это то, ради чего дайверы со всего мира приезжают в тропики. Особенно велики экономические потери для маленьких островных государств Океании и Индийского океана, для которых коралловые рифы служат источником дохода. При разрушении коралловых рифов страдает и береговая линия, так как суша больше не защищена от штормовых волн и цунами. 

Автор текста Ольга Фролова

Изображение на обложке: NEOM/Unsplash

Когда б вы знали, из какого сора: как ученые превращают отхо...
4 июля 2025  9 мин.

Когда б вы знали, из какого сора: как ученые превращают отхо...

Как известно, Анна Ахматова имела в виду стихи. Но сегодня ее знаменитая строчка подходит для описания целого ряда предметов и материалов, которые мы используем. Утилизация отходов — не просто модная тема. Это тема выживания планеты. И сегодня мы расскажем вам о нескольких интересных технологиях, позволяющих пустить в дело сырье, которое недавно отправлялось на свалку.

Топливо из пластика 

Сейчас уже очевидно, что экологическая катастрофа, грозящая планете от загрязнения пластиком, не просто страшилка, которой пугают ученые. Полимерные отходы разлагаются не одно столетие и загрязняют не только почву, но и мировой океан. Млекопитающие, рыбы, птицы гибнут, проглатывая пластиковые отходы. От загрязнения водоемов серьезно страдает биосфера, зачастую разрушаясь необратимо.

По данным  экологической  консалтинговой организации  Earth Action, в России только в 2024 году около 3,2 миллионов тонн пластиковых отходов попали в категорию неперерабатываемых. И это третье место в мире после Китая и Индии. Эти отходы не только не пошли в переработку, но даже не попали на полигоны ТБО, а попросту осели на незаконных свалках и, что еще страшнее, очутились в водоемах. Ученые всего мира, и России в том числе продолжают искать возможности для переработки пластиковых отходов.

Изображение: Freepik

Так, например, в Новосибирске недавно разработан способ получать качественное топливо из пластиковых отходов. Начать исследования в этом направлении ученым предложила «Национальная экологическая компания» (Ярославль), занимающаяся сбором, вывозом, обработкой, утилизацией и обезвреживанием отходов различных классов опасности.

Новый метод предусматривает в том числе использование и такого пластика, который ранее в переработку не шел, отправляясь на свалку или, в лучшем случае, после тщательной сортировки мусора сжигался. Именно к такому виду отходов принадлежат всем известные и массово используемые пакеты-маечки из супермаркетов и другие пленочные материалы. Уже давно экологи говорят о них как об одном из самых страшных загрязнителей планеты: по оценкам специалистов, на естественное разложение таких пакетов требуется около 1000 лет, да и то при условии прямого попадания ультрафиолетовых лучей. Таким образом, технология, родившаяся в недрах Новосибирского государственного университета, может стать настоящим прорывом в вопросах использования отходов, считавшихся ранее неперерабатываемыми. Методика, разработанная сибиряками, предусматривает также вторичное применение смеси разных сортов пластика и загрязненного сырья, которые ранее тоже считались непригодными для дальнейшей переработки.

Изображение: пресс-служба НГУ

Прежде чем превратиться в топливо, пластик проходит несколько этапов обработки. Первый — пиролиз. Сырье подвергается воздействию высоких температур (400–600°С) без доступа кислорода. В результате получается пиролизное масло. Далее следует очистка продукта: эта технология довольно широко применяется уже не один год. Однако ранее на выходе получалось топливо низкого качества. Чтобы улучшить его характеристики и сделать пригодным для использования в автомобильных и даже авиационных двигателях, необходима каталитическая технология.

Сибирские ученые взялись за решение непростой задачи: разработать, собрать и запустить каталитическую установку, способную синтезировать из жидкого продукта пиролиза полимерных отходов качественное топливо. Первые образцы полученной продукции не отвечали многим требованиям, предъявляемым к высокопробному горючему. Так, например, синтезированное вещество имело температуру замерзания около 0°, что делало практически невозможным его применение в реальных условиях, особенно с учетом климатических особенностей нашей страны. Нужна была кропотливая работа по подбору оптимальных катализаторов. Проблема заключалась еще и в том, что процесс происходит в микроканальных реакторах, т. е. оснащенных стальными «капиллярами» с миллиметровым диаметром, что многократно усложняет подбор катализатора. Однако в итоге сотрудники университета нашли состав, способный снизить до –20° температуру, при которой полученное вещество начинало затвердевать.

Опытная партия качественного керосина из переработанного пластика была произведена в лаборатории кафедры физической химии факультета естественных наук НГУ около полугода назад. После чего ее сотрудники проделали большую работу по исследованию характеристик полученного вещества, таких как температура вспышки и помутнения, его фракционного, группового, компонентного и элементного составов. Все эти показатели важны для определения сферы дальнейшего применения полученного синтетического топлива.

Изображение: пресс-служба НГУ

Пока установка, созданная сотрудниками лаборатории, конечно, не в состоянии производить топливо в промышленных масштабах. Но, по мнению ученых, сама технология вполне может стать рентабельной, ведь очевидно, что недостатка в сырье для такого производства не возникнет. При этом всего лишь 5% исходного вещества превращается в газ, в то время как остальные 95% — в качественное топливо. Специалисты уверены, что технология полностью готова к внедрению в массовое производство. Вопрос лишь в том, как быстро и в каких количествах будут построены и запущены установки для переработки неликвидных пластиковых отходов в топливо.

Отопительные пеллеты из лузги подсолнечника

«Шелуха от семечек» — так пренебрежительно называют нечто совершенно бесполезное, никому не нужный мусор. Количество шелухи, или лузги при производстве подсолнечного масла составляет 16–20% от общей массы семян, а у некоторых сортов достигает 50%. Ежегодно в нашей стране производятся миллионы тонн подсолнечного масла, в частности, по итогам 2024 года — 8 млн тонн. При этом на производство 1 литра (0.926 кг) идет в среднем 4 кг семян. Зная эти цифры, нетрудно вычислить, что ежегодно на изготовление подсолнечного масла в России уходит более 30 млн тонн семечек, от которых остается около 6 млн тонн лузги. И найти этому материалу достойное применение – очень важная задача.

Изображение: Devi Puspita Amartha Yahya/Unsplash

Самый популярный на сегодняшний день способ использования этих отходов в производстве — изготовление топливных пеллет. Делать гранулы из древесины придумал американец Рудольф Гуннерман еще в 1976 году. Они сразу стали весьма популярны и производятся по всему миру до сих пор. Еще в 2006 году в России был запатентован способ получения топливных гранул из подсолнечной лузги. Массовое производство биотоплива из этих отходов началось в нашей стране в начале 2010-х годов. Сейчас его выпускают в Краснодарском крае, Воронежской, Тамбовской, Липецкой областях и других регионах России.

«Бросовое» сырье оказалось достойным конкурентом материалам, традиционно используемым при изготовлении гранулированного биотоплива.  При очевидной экологичности сырья — не вырубается древесина, не сжигаются отходы производства масла — пеллеты, полученные из лузги также обладают и отличными топливными характеристиками. Теплоотдача при сгорании гранул из лузги подсолнечника в полтора раза выше, чем у некоторых сортов древесины и сопоставима с показателями каменного угля. К немногочисленным недостаткам такого топлива можно отнести относительно высокую зольность. То есть котлы, в которых будет использоваться подобное биотопливо, придется чистить чаще. Но даже тут есть свои плюсы, так как золу с успехом можно использовать в качестве удобрения. При этом уже сегодня выпускаются специальные котлы для использования пеллет из лузги, учитывающие специфику этого материала.

Пеллеты из лузги подсолнечника. Изображение: АгроСервер.ру

Бумага из стеблей хлопчатника

О том, что целлюлозно-бумажные производства сильно вредят окружающей среде, знают все, кто хоть немного интересуется экологической повесткой сегодняшнего дня. Эти предприятия используют большие объемы воды, поэтому их строят преимущественно на берегах крупных рек и озер. Отработанная вода сбрасывается обратно в водоемы и серьезно загрязняет их, разрушая экосистему. Экологическая обстановка вокруг целлюлозно-бумажных производств требует сегодня поисков новых источников сырья для производства бумаги без использования древесины. Такие исследования проводятся постоянно, и особый интерес представляют те, что рассматривают в качестве исходного материала при изготовлении бумаги различные отходы производств.

Исследователи из Северного Арктического федерального университета имени М. В. Ломоносова  (САФУ) в Архангельске придумали интересный способ  изготавливать бумагу без использования древесины. В качестве исходного сырья было предложено применять стебли хлопчатника, остающиеся после сбора урожая. Сегодня небольшое количество этих отходов идет на корм скоту, а основная масса попросту выбрасывается. Способ использовать это сырье в производстве бумаги предложил аспирант Высшей школы естественных наук и технологий Исмоил Содиков. Он показал, что, применяя технологию периодической варки, из стеблей хлопка можно производить волокнистый материал, схожий с целлюлозой, полученной из древесных материалов. Важно, что эта технология не требует строительства больших заводов.

Изображение: Freepik

Возникает лишь один вопрос, где взять сырье? Известно, что в нашей стране в промышленных масштабах хлопчатник не выращивается. Однако перспективы по внедрению технологии изготовления бумаги из стеблей этого растения для России есть, и они реальны. Заведующая кафедрой целлюлозно-бумажных и лесохимических производств Высшей школы естественных наук и технологий САФУ Наталья Щербак рассказала:

В Советском Союзе существовала практика малотоннажных производств волокна из однолетних растений. В Астрахани был завод, который делал ДВП из камыша, и этот строительный материал был востребован на местном рынке. Сейчас мы возрождаем старые идеи, трансформируя под новые условия, потому что появились новые виды оборудования, химикатов, ужесточились требования экологического законодательства и есть большой запрос на современные виды материалов.

Если учесть, что основные производители хлопка — Среднеазиатские республики и большая часть хлопкового сырья поставляется в Россию оттуда, то вполне реально ввозить вместе с самим «белым золотом» и отходы в виде стеблей.

Надо сказать, что идеи производить бумагу из самых разных «бросовых» материалов возникают постоянно. Некоторые из этих методов уже успешно применяются в промышленных масштабах, другие известны как увлекательное хобби. Большое распространение получила, например, каменная бумага, сырьем для которой служат такие минералы, как кальцит, известняк и мрамор. Технологию придумали на Тайване в конце ХХ века, а сейчас она применяется более чем в 40 странах мира, в том числе в Японии, Китае, Турции, Узбекистане. Интересны и новые работы по освоению в качестве сырья старых хлопковых текстильных изделий, ведь именно с этого материала начиналась история бумаги. Еще во II веке до нашей эры на родине бумаги в Китае сырьем для ее производства наряду с древесной корой и волокнами конопли служило тряпье. А как известно, новое – часто хорошо забытое старое. Уже около 20 лет бумагу из старого хлопка выпускают небольшими партиями в Москве. Используются в производстве бумаги и другие растения, такие как конопля, борщевик, водоросли. Так, например, в Санкт-Петербурге делают бумагу ручной работы из технической конопли. А в подмосковной Черноголовке ученые смогли сделать опытные образцы сырья для изготовления бумаги из сорного растения — борщевика Сосновского. Кстати, ученые из Инновационно-технологического центра «Современные технологии переработки биоресурсов Севера» все того же САФУ получают целлюлозу из водорослей. Так что, возможно, и хлопчатник займет в этом ряду достойное место.

Конопляная бумага ручной работы. Изображение: Naturalpaper Кристина Краплак

Стоит упомянуть и еще одну интересную работу сотрудников Северного арктического федерального университета, активно воплощающего в жизнь идеи изготовления продукции из нетрадиционного сырья. На этот раз речь идет о производстве сельхозудобрений из отходов алмазодобывающей отрасли. Это вещество — сапонит. Оно богато кремнием и магнием, а также содержит много других минералов, необходимых для роста растений. Эта разработка северян уже прошла стадию государственной регистрации продукта и готовится к сертификации. Более того, уже создана и запущена технологическая линия по переработке сырья в гранулы, удобные для дальнейшей транспортировки и применения.

Автор текста Наталья Сидорова

Изображение на обложке: Freepik

Создано при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Десятилетия науки и технологий (ДНТ), объявленного Указом Президента Российской Федерации от 25 апреля 2022 г. № 231.

Почему некоторые слова звучат красиво, а другие — нет?
2 июля 2025  10 мин.

Почему некоторые слова звучат красиво, а другие — нет?

Каждому из нас знакомо ощущение, когда слово кажется удивительно мелодичным («хрусталь», «сиреневый», «эфир») или, наоборот, резким и неприятным («грабли», «шкварки», «скрежет»). Но почему так происходит? Ученые утверждают: дело не только в значении слова, но и в его звучании, которое пробуждает в нас подсознательные ассоциации.

Фонетика и эмоции: как звуки влияют на восприятие понятий 

В романе Михаила Шолохова «Поднятая целина» есть занятная сцена: малограмотный дед Щукарь, читая словарь, дает словам собственные оригинальные трактовки на основе их звучания. «Акварель» у него становится «хорошей девкой», а «бордюр» — «гулящей бабой». Как ни странно, но на самом деле этот комичный эпизод имеет научное обоснование — наш мозг и в самом деле связывает абстрактные звуки с конкретными образами.

Еще в начале XX века лингвисты заметили, что сочетания определенных звуков вызывают у людей схожие эмоциональные реакции. Например, гласные «и», «е»,  «ю» и мягкие согласные «л», «м», «н» часто ассоциируются с чем-то легким и нежным. А вот твердые «к», «г», «р» и шипящие «ш», «ч», «щ» звуки подсознательно воспринимаются как грубые или даже угрожающие. Но как именно работает эта связь?

Ученые, лингвисты и психологи называют формирование связей между фонетикой слова и его эмоциональной окраской  «звукосимволизмом». Еще в  1929 году психолог Вольфганг Кёлер в качестве эксперимента предложил испытуемым выбрать, какая из двух фигур называется «такуте», а какая — «балуба». Большинство участников назвали округлую фигуру «балуба», а угловатую — «такуте», подтвердив, что мягкие звуки ассоциируются с плавными формами, а резкие — с острыми.

В 2001 году неврологи Вилейанур Рамачандран и Эдвард Хаббард повторили опыт Кёлера, заменив названия на «буба» и «кики». Участникам эксперимента из Индии и США вновь предложили соотнести слова с двумя фигурами — округлой и остроугольной. 95% испытуемых назвали круглую фигуру «буба», а угловатую — «кики». 

Рисунок из теста «Буба-кики». Изображение: Wikimedia Commons

Это подтвердило, что звукосимволизм работает вне связи с конкретным языком. И этот механизм заложен в нас с самого детства. Канадские ученые доказали, что даже дети в возрасте 2 лет, не умеющие читать, связывают звучание слов с формой предметов. В экспериментах малыши так же, как и взрослые, ассоциируют мягкие звуки с округлыми фигурами, а резкие — с угловатыми.

Как мозг воспринимает разные звуки?

Субъективные, казалось бы, ассоциации на самом деле имеют вполне конкретное отражение в работе нашего мозга. Нейровизуализационные эксперименты подтверждают связь звуков с эмоциональной обработкой. Как показали исследования, слова с взрывными согласными («док», «так») сильнее активируют миндалевидное тело, являющееся в нашем мозге своеобразным  «детектором угроз». Именно амигдала (миндалевидное тело) распознает резкие звуки, агрессивные лица и активирует реакцию «бей или беги» в ответ на опасность. Напротив, сонорные согласные и гласные переднего ряда («лина», «мюра») связаны с активностью в орбитофронтальной коре. При этом все перечисленные  эффекты усиливаются при сочетании звуков с соответствующими визуальными стимулами.

Изображение: Freepik

Фонетическая синестезия: когда звуки приобретают «вкус» и «форму»

Современные исследования звукосимволизма подтверждают удивительную связь между фонетикой слова и вкусовым восприятием. В классическом эксперименте Gallace, Boschin и Spence (2011), опубликованном в журнале Food Quality and Preference, участникам предлагали вслепую протестировать одинаковые продукты под разными названиями Bouba/Kiki и Takute/Maluma.

Эксперимент показал связь между восприятием звуков и вкусом:

  • Bouba («округлые» звуки) ассоциировалось с мягкими, сладкими вкусами.
  • Kiki («резкие» звуки) — с кислыми, острыми вкусами.
  • Takute (звучит резко, с твердыми согласными) — ассоциируется с угловатыми формами и резкими вкусами.
  • Maluma (звучит плавно, с «округлыми» звуками) связывали с мягкими формами и нежными вкусами.

Также экспериментальным путем  было доказано, что долгие гласные звуки ассоциируются с более сладким вкусом, чем краткие. А  еще одно  проведенное исследование подтвердило, что  высокочастотные звуки (например, /f/, /s/, /i/, /e/) в названиях продуктов ассоциируются с более здоровой пищей, чем низкочастотные (/b/, /d/, /g/, /o/, /u/).  

Наиболее ярко этот феномен связи вкусов и звуков прослеживается у людей, склонных к синестезии — особенности восприятия, при которой стимул в одной сенсорной системе вызывает реакцию в другой.

Изображение: Freepik

Могут ли люди «видеть» или «ощущать на вкус» определенные звуки речи? Как ни странно, да — и науке это давно известно. Речь идет о синестезии — редком, но хорошо задокументированном феномене, при котором один сенсорный стимул вызывает восприятие другого. Слово может «казаться» соленым, звук — синим, а имя — пахнуть клубникой. Это не образные выражения, а реальные телесные ощущения, фиксируемые у определенной части людей.
Синестезия — не галлюцинация и не болезнь. Это устойчивая нейрофизиологическая особенность, проявляющаяся в том, что разные зоны мозга оказываются тесно связаны. У большинства людей обработка речи, вкуса, цвета и звука происходит в разных отделах коры головного мозга. У синестетов эти зоны могут «перекликаться», создавая дополнительный канал восприятия.
Особый интерес представляет лексико-вкусовая синестезия. Некоторые люди утверждают, что при слышании или чтении определенных слов они ощущают вкусы — от ванильного до металлического. Это не зависит от смысла слова. Так, вполне нейтральное «вчера» может «восприниматься» как кислое, а имя «Ольга» — как шоколадное. Эти ощущения устойчивы, повторяются годами и не поддаются сознательному контролю.

Изображение: Ai-generated

Ученые связывают такую способность с повышенной связностью нейронных сетей. Считается, что в младенчестве у большинства людей наблюдаются перекрестные сенсорные связи — мозг в этом возрасте еще не разделяет зрение, слух и вкус строго по системам. У синестетов такая «нейронная избыточность» сохраняется и во взрослом возрасте.
Функциональная МРТ подтверждает это: у синестетов при восприятии слов активируются не только речевые зоны, но и участки, отвечающие за вкус или цвет. Восприятие у таких людей действительно многомерное. Более того, у многих оно носит наследственный характер — встречаются целые династии синестетов, хотя тип ассоциаций у родственников может различаться.
Хотя синестезия встречается лишь у 1–4% населения, в культуре мы повсеместно пользуемся выражениями, навеянными подобным восприятием: «кислый взгляд», «громкий цвет», «теплый голос». Язык как бы фиксирует общее для нас «сенсорное переплетение», пусть и не в такой интенсивной форме.
Более того, ученые предполагают, что мозг человека изначально устроен кроссмодально — то есть способен объединять сигналы из разных сенсорных источников. Исследования младенцев показывают, что даже в раннем возрасте человек склонен соотносить высокие звуки с мелкими объектами, а низкие — с крупными. Это может объяснять, почему слова с определенным звуковым профилем часто ассоциируются с конкретными образами.

  • Дарья Носова, нейробиолог, кандидат наук, преподаватель-исследователь
Изображение: Freepik

Когда «нежные» звуки пугают, а «грубые» ласкают слух

В целом закономерности по ассоциативному восприятию звуков работают одинаково в разных языках. Однако встречаются и кросс-культурные курьезы. Например, в русском языке рычащий звук «р» часто ассоциируется с агрессией («рык», «гроза»), но в японском он может передавать мягкость. В японском «р» — не твердый, а нечто среднее между «р» и «л», поэтому не вызывает «угрожающих» вибраций. Например: «рамен» (лапша) — ассоциируется с мягкостью;  «рёкурин» (кафе) — вызывает ощущение уюта. Звук «ш» (например, в слове shū «книга») европейцам кажется шумным, но для китайцев он нейтрален. А гортанные звуки вроде «ع» (‘айн) европейцам кажутся резкими, а для арабов они передают эмоциональную выразительность.

От нейминга до гипноза: где используют силу звуков

Маркетологи активно используют звуковую символику для создания запоминающихся и эмоционально окрашенных названий. Подбор определенных звуков помогает сформировать нужный образ продукта. Мягкие и плавные звуки («л», «м», «н», «в») ассоциируются с нежностью, гармонией и комфортом. Именно поэтому они часто встречаются в названиях косметики и средств ухода: L’Oréal, Nivea, Dove. Твердые и резкие согласные («к», «г», «т», «р») передают силу, надежность и динамику, что делает их популярными в брендах инструментов и технологий: Bosch, Kraft, DeWalt, Intel.

Изображение: Freepik

Помимо маркетинга фоносемантика активно используется в психотерапии, медитативных практиках и даже гипнозе. Правильно подобранные звуковые сочетания могут снижать уровень стресса, вызывать ощущение безопасности или, наоборот, мобилизовать ресурсы организма.
Исследования показывают, что мягкие звуки подсознательно напоминают младенцу голос матери — отсюда их успокаивающее действие. Еще академик Д.С. Лихачёв (1906-1999) в работах о древнерусской литературе отмечал: звуки «л», «м», «н» исторически использовались для создания лирической атмосферы и «напевной утешительности»,  что перекликается с современными данными об их психоакустическом воздействии.

«Легкость», «мир», «нежность», «мечта», «ласка» — слова с обилием «л», «н», «м» создают эффект «обволакивающей» безопасности. Их часто используют в аффирмациях, коротких фразах, которые содержат позитивные утверждения. В психотерапии аффирмации — часть аутотренинга, при помощи которого человек может настраивать себя на достижения.

Можно с полным правом утверждать, что звуки — невидимое оружие убеждения. Их используют в политической риторике и коммуникативных практиках, когда звуки речи, облеченные в слова и фразы, не просто передают информацию, но и влияют на эмоции и подсознание слушателя. Разные типы согласных и гласных могут усиливать убедительность речи, создавая нужное впечатление: доверие, агрессию, надежду или легкость.

Изображение: Freepik

Сонорные согласные — такие как «л», «м», «н» — создают ощущение плавности и мягкости, подсознательно вызывая доверие. Их часто используют в рекламе и публичных выступлениях, чтобы расположить аудиторию. Напротив, взрывные согласные — «б», «п», «т» — звучат резко и отрывисто, усиливая агрессию или ощущение угрозы. Они хорошо работают в призывах к действию или в эмоциональных выступлениях, где нужно подчеркнуть решительность. 
Гласные переднего ряда — «и», «е», «ю» — придают речи легкость и оптимизм. Они ассоциируются с чем-то светлым и радостным, поэтому их часто используют в мотивирующей и вдохновляющей речи.

Мелодика слова: как звуки создают образы в литературе

Подобно тому как маркетологи тщательно подбирают звучание названий брендов, писатели и поэты уже много веков используют тонкие инструменты фонетической выразительности. Действуя на подсознание, эти приемы усиливают эмоциональное воздействие текста. 

Даже школьникам известны такие способы фонетического воздействия, как ассонанс и аллитерация. Первый термин обозначает повторение гласных звуков, придающее тексту мелодичность. «И скучно, и грустно, и некому руку подать» (М. Ю. Лермонтов) — повтор «и» в отрывке усиливает чувство одиночества. Аллитерация же — это повторение одинаковых или похожих согласных звуков, создающее особый ритм и образность. «Шипенье пенистых бокалов...» (А. С. Пушкин, «Медный всадник») — шипящие «ш» и «п» имитируют звук шампанского.

Изображение: Freepik

А вот еще несколько примеров «правильного» использования звуков  в художественной литературе.

Например  в стихотворении Сергея Есенина «Не жалею, не зову, не плачу…» есть строки: «Увяданья золотом охваченный, / Я не буду больше молодым». Здесь сонорные «л», «м», «н» и гласные «о», «а» усиливают печальную, но плавную мелодичность текста. И наоборот — «резкие» согласные усиливают динамику, передают напряжение, страх, хаос. Например, как в отрывке из стихотворения Владимира Маяковского «Нате!».
 «Через час отсюда в чистый переулок / вытечет по человеку ваш обрюзгший жир…». Здесь жесткие «ч», «т», «р» усиливают сарказм и агрессию стиха. 

***

Получается, что «красивое» слово — это не просто эстетика, а нейролингвистический инструмент. Понимая его механизмы, мы можем не только осознанно использовать музыку языка в собственной речи, но и анализировать чужие приемы воздействия, а это согласитесь, тоже иногда весьма полезно. 

Валерия Стопичева 

Изображение на обложке: Freepik

Посмотреть все статьи

Видео на ПОИСКе

Показать все
Скачать последний выпуск Поиск
Скачайте последний выпуск газеты «ПОИСК» бесплатно прямо сейчас Скачать

ПОИСК — путеводитель по науке

Показать все