Posted:
Июн 20, 2023
Comments:
0 Comments

Винус что это такое: Вирусы и механизмы возникновения их мутаций

Вирусы и механизмы возникновения их мутаций

01.03.2021



Скачать статью о мутациях вирусов докт. мед. наук, профессора Писаренко Л.В.


Размер: 992 Кб


Вирусология занимает важное место среди биологических дисциплин. Современный медицинский или ветеринарный специалист должен знать не только клинико–патологическую сторону заболевания, но и иметь четкое представление о вирусах, их свойствах, методах лабораторной диагностики и свойствах постинфекционного и поствакцинального иммунитета.

Вирус (от лат. virus — яд) является простейшей неклеточной формой жизни в виде микроскопической биологической частицы, представляющей собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключённых в защитную белковую оболочку (капсид) и способные инфицировать живые организма.

 Вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами человека, животных, растений, насекомых, бактерий, грибов, простейших и других живых существ и изменяют свои свойства как в естественных условиях размножения, так и в экспериментах. Наследственные изменения свойств вирусов могут быть основаны на двух процессах:

  1. мутации, то есть изменении последовательности нуклеотидов в определенной области генома вируса, что приводит к фенотипически выраженному изменению свойства;

  2. рекомбинации, то есть обменом генетическим материалом между двумя вирусами, близкими, но различными по наследственным свойствам.


Значительная часть известных человеку вирусов имеют свои особые морфофункциональные и патогенные свойства, чем и вызывают вирусные заболевания у животных и людей. Среди таковых выделяют ДНК- и РНК-содержащие вирусы.

Мутации у вирусов


Мутация — это изменчивость, связанная с изменениями в самих генах. Она может быть прерывистой, скачкообразной и приводить к стойким изменениям наследственных свойств вирусов. Все вирусные мутации делятся на две группы:

  • спонтанные;

  • индуцированные (вызванные).


По своей протяжённости они делятся на точечные и аберрационные (изменения, затрагивающие значительную часть генома).

Точечные мутации вызываются замещением одного нуклеотида (для РНКсодержащих вирусов). Такие мутации иногда можно обратить вспять с восстановлением первоначальной структуры генома. Однако мутационные изменения могут захватывать большие части молекул нуклеиновых кислот, то есть несколько нуклеотидов. Также в этом случае может происходить выпадения, вставки и перемещения (транслокация) целых участков и даже повороты участков на 180° (так называемая инверсия), смещения каркаса считывания – более крупные перестройки в структуре нуклеиновых кислот, а следовательно, нарушение генетической информации.

Но точечные мутации не всегда приводят к изменению фенотипа. Существует целый ряд причин, по которым такие мутации не могут проявляться. Одна из них — вырождение генетического кода. Код синтеза белка вырождается, что означает, что некоторые аминокислоты могут быть закодированы несколькими триплетами (кодонами). Например, аминокислота лейцин может быть закодирована шестью триплетами. Поэтому, если молекула РНК заменяет триплет ЦУУ на ЦУЦ, ЦУА на ЦУГ, то синтезированная молекула белка все еще будет содержать аминокислоту лейцин.

Поэтому ни структура белка, ни его биологические свойства не нарушаются. Природа использует своего рода синонимичный язык и, заменяя один кодон другим, закладывает в них одно и то же понятие (аминокислоту), тем самым сохраняя естественную структуру и функцию синтезируемого белка.

 Другое дело, если аминокислота кодируется только одним триплетом, например, синтез триптофана кодируется и заменяется только триплетом УГГ, то есть синонимом, который отсутствует. В этом случае в белок включается еще одна какаялибо аминокислота, которая может привести к появлению мутантного признака.

Аберрация в фагах вызвана делециями (потерями) различного числа нуклеотидов, от одной пары до последовательности, вызывающей одну или несколько функций вируса. Как спонтанные, так и индуцированные мутации также делятся на прямые и обратные мутации. Мутации могут иметь разные последствия. В некоторых случаях они приводят к изменению фенотипических проявлений в нормальных условиях.

Например, увеличивается или уменьшается размер бляшек под агарным покрытием; увеличивается или ослабевает вирулентность для определенного вида животных; вирус становится более чувствительным к действию химиотерапевтического агента и т. д.


В других случаях мутация является фатальной, поскольку она нарушает синтез или функцию жизненно важного вирусного белка, например, такого как вирусная полимераза. В некоторых случаях мутации являются условно летальными, так как вирусспецифический белок сохраняет свои функции при определенных условиях и теряет эту способность в неразрешающих (непермиссивных) условиях.

Типичным примером таких мутаций являются термочувствительные – ТS-мутации, при которых вирус теряет способность к размножению при повышенных температурах (+39-42°С), сохраняя эту способность при нормальных температурах роста (+36-37°С). Морфологические или структурные мутации могут влиять на размер вириона, первичную структуру вирусных белков и изменения в генах, определяющих ранние и поздние вирусные ферменты, обеспечивающие размножение вируса. Мутации также могут быть различными по своему механизму.

В одних случаях происходит делеция, то есть потеря одного или нескольких нуклеотидов, в других — встраивание одного или нескольких нуклеотидов, а в некоторых случаях один нуклеотид заменяется другим. Мутации могут быть прямыми или обратными. Прямые мутации меняют фенотип, а обратные мутации – реверсии) — восстанавливаются. Реальная реверсия возможна, когда обратная мутация происходит вместе с первичным повреждением, и псевдореверсия, когда мутация происходит в другой области дефектного гена (интрагенное торможение мутации) или в другом гене (экстрагенное подавление мутации).

Реверсия — не редкое явление, потому что ревертанты обычно лучше приспособлены к данной клеточной системе. Поэтому при создании мутантов с определенными свой ствами, например, вакцинных штаммов, следует ожидать возможного превращения их в дикий тип. Вирусы отличаются не только своими небольшими размерами, селективной способностью к размножению в живых клетках, особенностями строения наследственного вещества, но и значительной изменчивостью от других представителей живого мира.

Изменения могут влиять на размер, форму, патогенность, антигенную структуру, тканевую тропность, устойчивость к физико-химическим воздействиям и на другие свойства вирусов. Значение причин, механизмов и характера изменений имеет большое значение при получении необходимых вакцин для вирусных штаммов, а также для разработки эффективных мер борьбы с вирусными эпизодами, в ходе которых, как известно, свойства вирусов могут существенно изменяться.

Мутация вирусов может происходить в результате химических изменений цистронов или нарушения последовательности их расположения в структуре молекулы вирусной нуклеиновой кислоты. В зависимости от условий различают естественную изменчивость вирусов, наблюдаемую в нормальных условиях размножения, и искусственную изменчивость, получаемую в результате многочисленных специальных пассажей или воздействия на вирусы определенных физических или химических факторов (мутагенов). В обычных природных условиях изменчивость проявляется не во всех вирусах одинаково.

Этот признак наиболее заметен у вируса гриппа и вирус ящера. Значительная изменчивость отмечается у вируса гриппа. Об этом свидетельствует большое количество вариантов у разных типов этих вирусов, а также значительные изменения его антигенных свойств в конце почти каждой эпизоотии.

Частота мутаций и механизмы их возникновения


Мутации бактериофагов изучались очень интенсивно не только с целью генетического анализа, но и с целью получения информации о свойствах самих фагов. Частота появления мутантов в потомстве фагов варьируется очень сильно: например, одни мутанты образуются с частотой не более 10, а другие-с частотой 10 и выше. Неблагоприятное воздействие высокочастотных мутаций обычно компенсируется эффектом отбора. Например, мутантный фаг может быть заменен диким типом, что дает более высокий выход фага. Высокая частота вспышек обычно характерна для таких мутаций, которые могут происходить как во многих локусах, так в одном и том же локусе.

В тех случаях, когда нормальный признак соответствует функциональной форме гена, а мутант появляется в результате изменения в любой точке локуса, частота прямых мутаций окажется выше, чем частота обратных мутаций, так как обратные мутации должны приводить к восстановлению нормального состояния. Иногда ревертанты на самом деле являются псевдоревертантами: это происходит либо из-за изменений в другом гене (мутации-супрессоры), либо из-за изменений в том же гене, которые вызывают другую, но также активную форму продукта.

У зрелых фагов частота спонтанных мутаций очень мала, но они могут быть индуцированы под влиянием таких мутагенных факторов, как рентгеновские или ультрафиолетовые лучи, азотистая кислота, гидроксиламин или алкилирующие агенты. Азотистая кислота дезаминирует основания нуклеотидов, а этилметилсульфат их этилирует. Гидроксиламин превращает шитозин в урацил. В результате ошибок, допущенных при репликации химически модифицированной нуклеиновой кислоты, происходят мутации, и потомство фагов, полученное из бактерии, содержит как нормальные, так и мутантные частицы. Однако, как и при обработке мутагенного фага, содержащего одноцепочную ДНК, образуется чистый мутантный клон.

Изучение мутационного процесса, происходящего при размножении фагов, непосредственно связано с анализом развития фагов. Давайте рассмотрим процесс спонтанной мутации. В бактериальной клетке, в которой произошла мутация фага, 6 образуются как нормальный, так и мутировавший фаги. Количество мутантных фаговых частиц, содержащихся в популяции фагов, происходящих из этой отдельной бактериальной клетки, очевидно, определяется характером размножения фагов, поскольку новые гены могут быть сформированы только путем репликации уже существующих. Если вероятность мутации одинакова для каждой репликации, то число мутантов зависит от механизма репликации.

Например, если каждая новая копия гена формируется независимо от других, то распределение мутантных копий в потомках фагов от разных инфицированных бактерий будет случайным. Если же, наоборот, каждая из полученных копий воспроизводится, то в свою очередь мутантные копии будут разделены на группы или клоны, состоящие из мутантных «сибсов».

Индуцированные хозяином модификации бактериофагов


Помимо мутаций, бактериофаги подвержены негенетическим изменениям, в которых главная роль принадлежит клетке-хозяину. Это явление было названо модификациями, вызванными хозяином. Значение этих модификаций для молекулярной биологии состоит в том, что они показали способность внутриклеточной среды вызывать такие изменения в химической структуре генетического материала, которые могут быть использованы для идентификации клеточных линий, синтезирующих ДНК.

Подобные явления были впервые обнаружены на фаговой ДНК, но они также справедливы и для каждой бактериальной клеточной ДНК. Есть также наблюдения, при которых это явление относится и к эукариотическим клеткам. В особых случаях могут возникнуть более сложные ситуации. Двустороннее ограничение фага двумя хозяевами иногда наблюдается, но оно не обязательно. Фаги, отторгнутые клетками, способны адсорбироваться на них и проникать в их ДНК добавляя часть собственной ДНК. Однако последняя часть быстро разрушается, и репликация не происходит.

Деградация ДНК вызывается специфическими эндонуклеазами (рестриктазами или R-нуклеазами), которые могут обнаруживать и расщеплять определенные участки ДНК, если они не были модифицированы под влиянием М-ферментов. После этого ДНК расщепляется экзонуклеазами на отдельные нуклеотиды. Бактериальный штамм может иметь одну или несколько R-нуклеаз и в то же время M-ферменты, которые защищают собственную ДНК клетки. Предложена удобная номенклатура этих ферментов. Согласно ряду данных, области детекции R-нуклеазы не всегда совпадают с областями расщепления ДНК; возможно, что фермент может мигрировать по цепочке до того, как найдет область, где происходит расщепление ДНК. Функциональная роль индуцированных хозяином модификаций неясна.

Они способны защитить этот штамм бактерий от массового уничтожения фагами, растущими на различных бактериях. В более общем плане роль модификаций можно определить как защиту от проникновения неприемлемой чужеродной ДНК в бактериальную клетку и ее последующего «приживления». Бактерия А, которая отвергает фаги, размноженные на штамме В, также отвергает ДНК бактерии В, когда она вводится путем конъюгации или трансдукции.

Как видим, мутирование вирусов проходит достаточно сложный и тернистый путь в приобретении новых вирулентных свойств. Эти свойства могут быть как ослабляющими для развития инфекционного процесса, так и крайне агрессивными в своём новом виде.

Возврат к списку

Поделиться:

Виды вирусных заболеваний. Что такое вирус?

Это инфекционный агент, который проникает в организм извне и не имеет собственного клеточного строения. Поэтому размножается он за счет клетки хозяина. Вне живого организма возбудитель не может размножаться и сохраняет активность сравнительно недолго.

Вирусным заболеваниям подвержены не только люди, но представители фауны и флоры. Вирусы способны проникать в организм животных, насекомых, беспозвоночных, поражать клетки растений и даже бактерий. Специалисты называют вирусы самой многочисленной биологической формой, которая присутствует в любой экосистеме.

Вирусы отличаются по строению, скорости и пути передачи, механизму воздействия на организм хозяина и другим критериям. Некоторые вирусы представляют серьезную опасность для людей, животных и растений в связи с высокой патогенностью. В ряде случаев вирусная инфекция наносит необратимый урон популяции. В частности, от эпидемии оспы, которая началась после прибытия Колумба, погибло около 70% коренного населения Америки. При этом для европейцев это заболевание было менее опасным, поскольку у них уже был сформирован иммунитет.

Какие вирусные заболевания бывают?

Лечение и меры профилактики вирусных заболеваний напрямую зависят от типа патогена. По этому критерию инфекции делятся на:

  • респираторные;

  • желудочно-кишечные;

  • экзантематозные;

  • неврологические;

  • поражающие печень;

  • поражающие кожу и слизистые;

  • вызывающие склонность к кровоизлияниям и кровотечениям;

  • вызывающие множественные поражения.

Среди самых распространенных респираторных инфекций — ОРВИ, грипп и парагрипп, вирусный ринит, ларинготрахеит, пневмония, бронхиолит, ринофарингит. К этой же группе принадлежат коронавирусная инфекция, птичий грипп, атипичная пневмония. Основной способ передачи респираторных инфекций — воздушно-капельный.

Желудочно-кишечные вирусные заболевания передаются через грязные руки, сырую воду, не мытые плоды, по воздуху. В эту категорию входят ротавирусы, норовирусы, аденовирусы. Они способны вызвать вирусный гастроэнтерит, который сопровождается воспалением слизистой желудка и кишечника.

Переносчиками экзантематозных инфекций являются москиты. В эту категорию входит вирус контагиозного моллюска (группа оспы, болеют в основном дети 1–10 лет). Эти болезни поражают кожу, вызывая сыпь. Передача инфекции возможна от больного человека к здоровому при физическом контакте, через предметы обихода.

К неврологическим вирусным инфекциям относят энцефалит, который вызывает воспаление вещества головного и/или спинного мозга. Передача вируса происходит при укусе насекомых. Комары и клещи являются переносчиками арбовируса, который при попадании в организм человека приводит к энцефалиту. Кроме арбовируса, причиной воспаления может стать вирус простого герпеса или бешенства.

Среди вирусных заболеваний печени наиболее известен гепатит. Существует пять типов вирусов гепатита. Болезнь передается при контакте с кровью и выделениями зараженного человека, некоторые разновидности возбудителей способны передаваться фекально-оральным путем. Кроме гепатита, нарушения в работе печени вызывает вирус желтой лихорадки, цитомегаловирус.

Заболевания кожи и слизистых вызывают герпевирусы и папилломавирусы. Передача инфекции происходит при физическом контакте. Некоторые виды вирусов папилломы опасны тем, что способны провоцировать развитие онкологических новообразований.

Некоторые группы вирусов вызывают геморрагическую лихорадку, которая сопровождается кровотечениями. Переносчиками болезни являются животные и насекомые.

Особую опасность для людей представляют энтеровирусы и цитомегаловирусы. Их передача происходит фекально-оральным путем. Энтеровирусы способны вызывать вирусный гепатит, менингит, миокардит, поражают нервную и сердечно-сосудистую системы. Цитомегаловирус провоцирует развитие мононуклеоза. У пациентов с ослабленным иммунитетом это заболевание протекает с тяжелым поражением органов ЖКТ, нервной системы.

 

Специфические и неспецифические факторы защиты

Неспецифическими являются природные факторы защиты от инфекций. В первую очередь это физиологические барьеры: кожа и слизистые. Они препятствуют механическому проникновению возбудителя в организм. К этой же группе относят физиологические процессы, такие как откашливание, чихание, мочеиспускание, дефекация, отшелушивание кожи. Благодаря им происходит удаление инфекционных агентов из организма.

К факторам неспецифической защиты также относят врожденный иммунитет и его компоненты. Эти механизмы появились в результате эволюционного развития человека. Противовирусными свойствами обладают интерфероны, ферменты, Т- и B-лимфоциты, другие соединения, которые вырабатываются в организме и отвечают за обнаружение и уничтожение вирусных частиц.

Специфические факторы защиты направлены на уничтожение определенного вида возбудителей. При попадании в организм чужеродных веществ, которые называют антигенами, иммунная система вырабатывает антитела. При взаимодействии антигенов и антител происходит блокирование чужеродных веществ, что помогает организму справиться с инфекцией. Речь идет о специфическом иммунитете. Он формируется после перенесенной инфекционной болезни или при помощи вакцинации.

Меры профилактики вирусных инфекций

К общим методам предотвращения передачи заболеваний относятся:

  • исключение или ограничение контактов с потенциальным переносчиком инфекции;

  • соблюдение правил личной гигиены;

  • регулярный контроль санитарного порядка дома и на рабочем месте;

  • профилактическая дезинфекция помещений, оборудования и инструментов;

  • использование дополнительных защитных средств в период вспышки заболеваемости;

  • прием противовирусных препаратов по назначению врача;

  • вакцинация.

Профилактика острых вирусных инфекций сводится к регулярному мытью рук, соблюдению санитарных правил при хранении и приготовлении пищи.

Профилактика вирусных респираторных заболеваний — это укрепление иммунитета и закаливание, ограничение социальных контактов в период высокой заболеваемости, соблюдение личной гигиены, ношение масок в многолюдных местах и использование дезинфицирующих средств.

По материалам интернета 12.01.2023г.

Подробно | Венера — Исследование Солнечной системы НАСА

Введение

Это укутанная облаками планета, названная в честь богини любви, которую часто называют близнецом Земли. Но подъедьте чуть ближе, и Венера станет адской. Наша ближайшая планетарная соседка, вторая планета от Солнца, имеет достаточно горячую поверхность, чтобы плавить свинец. Атмосфера настолько плотная, что с поверхности Солнце выглядит просто пятном света.

В каком-то смысле она больше противоположна Земле, чем близнец: Венера вращается в обратном направлении, день на ней длиннее года, а времена года отсутствуют. Возможно, когда-то это был обитаемый океанический мир, как Земля, но это было по крайней мере миллиард лет назад. Безудержный парниковый эффект превратил всю поверхностную воду в пар, который затем медленно просачивался в космос. Современная поверхность вулканической породы подвергается воздействию высоких температур и давлений. На вопрос, может ли сегодня поверхность Венеры быть пригодной для жизни, мы можем дать быстрый ответ: твердое «нет».

Кроме того, Венера может дать уроки о том, что нужно для того, чтобы зародилась жизнь — на Земле, в нашей Солнечной системе или по всей галактике. Все ингредиенты есть, или, по крайней мере, они были раньше. Изучая, почему наш соседний мир пошел в таком другом направлении в отношении пригодности для жизни, мы могли выяснить, что может сделать другие миры правильными. И хотя это может показаться абсурдным, мы не можем полностью исключить жизнь на Венере. Температура, атмосферное давление и химический состав гораздо более благоприятны наверху, в этих густых желтых облаках.

Тёзка

Тёзка

Древние римляне легко могли видеть на небе семь ярких объектов: Солнце, Луну и пять ярчайших планет (Меркурий, Венеру, Марс, Юпитер и Сатурн). Они назвали объекты в честь своих самых важных богов. Венера, третий по яркости объект после Солнца и Луны, была названа в честь римской богини любви и красоты. Это единственная планета, названная в честь женского бога.

Потенциал для жизни

Потенциал для жизни

На высоте тридцати миль (около 50 километров) температура колеблется от 86 до 158 по Фаренгейту (от 30 до 70 по Цельсию), диапазон, который даже на самом высоком уровне может приспособить земную жизнь, такую ​​как микробы-экстремофилы. А атмосферное давление на этой высоте похоже на то, что мы находим на поверхности Земли.

На вершинах венерианских облаков, гонимых вокруг планеты ветрами со скоростью до 224 миль (360 километров) в час, мы обнаруживаем еще одно преобразование. Появляются стойкие темные полосы. Ученые до сих пор не могут объяснить, почему эти полосы остаются неповрежденными даже при ураганном ветре. У них также есть странная привычка поглощать ультрафиолетовое излучение.

Наиболее вероятные объяснения касаются мелких частиц, кристаллов льда или даже химического соединения, называемого хлоридом железа. Хотя это гораздо менее вероятно, ученые, изучающие астробиологию, рассматривают еще одну возможность: эти полосы могут быть образованы микробной жизнью в стиле Венеры. Астробиологи отмечают, что кольцеобразные связи атомов серы, которые, как известно, существуют в атмосфере Венеры, могут обеспечить микробам своего рода покрытие, которое защитит их от серной кислоты. Эти удобные химические плащи также будут поглощать потенциально опасный ультрафиолетовый свет и переизлучать его в виде видимого света.

Некоторые из российских зондов «Венера» действительно обнаружили частицы в нижних слоях атмосферы Венеры длиной около микрона — примерно такого же размера, как земная бактерия.

Ни одно из этих открытий не дает убедительных доказательств существования жизни в облаках Венеры. Но вопросы, которые они поднимают, наряду с исчезнувшим океаном Венеры, ее буйной вулканической поверхностью и ее адской историей, убедительно доказывают возвращение к нашей темпераментной сестринской планете. Казалось бы, она может многому нас научить.

Размер и расстояние

Размер и расстояние

Наша близость к Венере зависит от точки зрения. Планета почти такая же большая, как Земля — 7 521 миль (12 104 км) в поперечнике против 7 926 миль (12 756 км) для Земли. С Земли Венера — самый яркий объект на ночном небе после нашей Луны. Поэтому древние придавали ему большое значение в своих культурах, даже думая, что это два объекта: утренняя звезда и вечерняя звезда. Вот где в дело вступает фокус перспективы.

Поскольку орбита Венеры ближе к Солнцу, чем наша, обе они — с нашей точки зрения — никогда не отходят далеко друг от друга. Древние египтяне и греки видели Венеру в двух ипостасях: сначала в одном орбитальном положении (видимом утром), потом в другом (ваша «вечерняя» Венера), просто в разное время года.

Ближайшая к Земле Венера находится на расстоянии около 38 миллионов миль (около 61 миллиона километров). Но большую часть времени две планеты находятся дальше друг от друга; Меркурий, самая внутренняя планета, на самом деле проводит больше времени в непосредственной близости от Земли, чем Венера.

Еще один трюк с перспективой: как Венера выглядит в бинокль или телескоп. Наблюдайте в течение многих месяцев, и вы заметите, что у Венеры есть фазы, как и у нашей Луны — полная, половина, четверть и т. д. Однако полный цикл, от нового до полного, занимает 584 дня, а у нашей Луны — всего месяц. . И именно эта перспектива, фазы Венеры, впервые наблюдаемые Галилеем через свой телескоп, предоставили ключевое научное доказательство гелиоцентрической природы Коперника Солнечной системы.

3D-модель Венеры. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Орбита и вращение

Орбита и вращение

Провести день на Венере было бы довольно дезориентирующим опытом, если бы ваш корабль или костюм могли защитить вас от температуры в диапазоне 900 градусов по Фаренгейту (475 по Цельсию). Во-первых, ваш «день» будет длиться 243 земных дня — даже больше, чем венерианский год (один оборот вокруг Солнца), который занимает всего 225 земных дней. Во-вторых, из-за чрезвычайно медленного вращения планеты от восхода до заката потребуется 117 земных дней. И кстати, Солнце всходило бы на западе, а садилось бы на востоке, потому что Венера вращается назад по сравнению с Землей.

Пока вы ждете, не ждите сезонных послаблений от неумолимой температуры. На Земле, ось вращения которой наклонена примерно на 23 градуса, мы переживаем лето, когда наша часть планеты (наше полушарие) получает солнечные лучи более непосредственно — результат этого наклона. Зимой наклон означает, что лучи менее прямые. На Венере такой удачи нет: ее очень небольшой наклон составляет всего три градуса, что слишком мало для того, чтобы создавать заметные времена года.

Луны

Луны

У Венеры нет спутников.

Кольца

Кольца

У Венеры нет колец.

Формирование

Формирование

Критический вопрос для ученых, ищущих жизнь среди звезд: как появляются обитаемые планеты? Близкое сходство ранней Венеры и Земли и их очень разные судьбы представляют собой своего рода контрольный пример для ученых, изучающих формирование планет. Одинаковый размер, схожая внутренняя структура, оба в молодости служили убежищем для океанов. Тем не менее, один из них сейчас превратился в ад, а другой — пока единственный известный мир, в котором обитает изобилие жизни. Факторы, направившие эти планеты на почти противоположные пути, начались, скорее всего, в вихревом диске газа и пыли, из которого они родились. Каким-то образом 4,6 миллиарда лет назад этот диск вокруг нашего Солнца сросся, остыл и превратился в планеты, которые мы знаем сегодня. Некоторые вполне могли переместиться ближе или дальше по мере формирования Солнечной системы. Лучшее знание истории формирования Венеры может помочь нам лучше понять историю Земли и скалистых планет вокруг других звезд.

Структура

Структура

Если бы мы могли разрезать Венеру и Землю пополам, полюс к полюсу, и поместить их рядом, они выглядели бы очень похожими. Каждая планета имеет железное ядро, окруженное мантией из раскаленных пород; самая тонкая из шкурок образует каменистую внешнюю корку. На обеих планетах эта тонкая оболочка меняет форму и иногда извергается в вулканы в ответ на приливы и отливы тепла и давления глубоко под ними.

Другие возможные сходства потребуют дальнейшего изучения и, возможно, еще одного посещения планеты, на которой размещалось множество земных зондов, как на орбите, так и (ненадолго) на поверхности. На Земле медленное движение континентов в течение тысяч и миллионов лет изменяет форму поверхности — процесс, известный как «тектоника плит». Нечто подобное могло произойти на Венере в начале ее истории. Сегодня может действовать ключевой элемент этого процесса: субдукция, или сползание одной континентальной «плиты» под другую, что также может вызывать вулканы. Субдукция считается первым шагом в создании тектоники плит.

Космический корабль НАСА «Магеллан», завершивший пятилетнюю миссию к Венере в 1994 году, нанес на карту бурлящую поверхность с помощью радара. Магеллан увидел землю чрезвычайного вулканизма. Орбитальный аппарат увидел относительно молодую поверхность, недавно измененную (с геологической точки зрения), и цепи возвышающихся гор.

Поверхность

Поверхность

Жаркая поверхность Венеры была предметом жарких дискуссий среди ученых-планетологов. Традиционная картина включает катастрофическое обновление поверхности всей планеты между 350 и 750 миллионами лет назад. Другими словами, Венера, по-видимому, полностью стерла большинство следов своей ранней поверхности. Причины: вулканические и тектонические силы, которые могут включать изгибание поверхности и массивные извержения. Но более новые оценки, сделанные с помощью компьютерных моделей, рисуют другой портрет. В то время как те же самые силы будут работать, восстановление поверхности будет происходить постепенно в течение длительного времени. Средний возраст поверхностных элементов может достигать 150 миллионов лет с примесью некоторых более старых поверхностей9.0003

3D-модель поверхности Венеры. Авторы и права: Приложения и разработка технологий визуализации НАСА (VTAD)

› Параметры загрузки

Венера представляет собой ландшафт долин и высоких гор, усеянных тысячами вулканов. Его поверхностные элементы, названные в основном в честь реальных и мифических женщин, включают Терру Иштар, скалистую горную местность размером с Австралию около северного полюса, и еще более крупную область размером с Южную Америку под названием Терра Афродиты, которая простирается через Афродиту. экватор. Одна гора достигает 36 000 футов (11 километров), что выше Эвереста. Примечательно, что, за исключением Земли, Венера имеет наименьшее количество ударных кратеров среди всех каменистых планет, обнажая молодую поверхность.

Во время вашего путешествия по Венере, в течение 117 дней, которые вы ждете до заката, вы можете остановиться у вулканического кратера Сакаджавеа, названного в честь индейского проводника Льюиса и Кларка. Или прогуляйтесь по глубокому каньону Дианы, названному в честь римской богини охоты.

Другие примечательные особенности ландшафта Венеры включают в себя:

  • «блинчатых» купола с плоскими вершинами и крутыми сторонами, шириной до 38 миль (62 километра), вероятно, образовались в результате экструзии очень вязкой лавы.

  • купола «клеща», странные вулканы с расходящимися шпорами, которые сверху делают их похожими на своего кровососущего тезку.

  • Tesserae, местность с замысловатым узором из гребней и канавок, которые указывают на то, что из-за палящих температур скалы в некотором роде больше напоминают арахисовое масло под тонким и крепким слоем шоколада на Венере.

Атмосфера

Атмосфера

Советский Союз высадил на поверхность Венеры 10 зондов, но даже среди тех немногих, которые функционировали после приземления, успехи были недолгими — самый длинный выживший продержался два часа; самый короткий, 23 минуты. Фотографии, сделанные до того, как посадочные модули поджарились, показывают бесплодный, тусклый и каменистый пейзаж, а небо, вероятно, имеет оттенок серно-желтого.

Атмосфера Венеры — одна из крайностей. Обладая самой горячей поверхностью в Солнечной системе, если не считать самого Солнца, Венера горячее даже самой внутренней планеты, обугленного Меркурия. Чтобы пережить недолговечные зонды «Венера», ваше бессвязное пребывание на Венере, по-видимому, будет включать в себя невообразимо прочную изоляцию, поскольку температура приближается к 900 градусам по Фаренгейту (482 градуса по Цельсию). Вам понадобится чрезвычайно толстая, герметичная внешняя оболочка, чтобы не быть раздавленным весом атмосферы, которая будет давить на вас, как если бы вы были на глубине 0,6 мили (1 километр) в океане.

Атмосфера в основном состоит из углекислого газа — того же газа, который вызывает парниковый эффект на Венере и Земле — с облаками, состоящими из серной кислоты. А на поверхности горячий углекислый газ под высоким давлением ведет себя агрессивно. Но странная трансформация начинается, когда вы поднимаетесь выше. Температура и давление начинают снижаться.

Магнитосфера

Магнитосфера

Несмотря на то, что Венера по размеру похожа на Землю и имеет железное ядро ​​такого же размера, планета не имеет собственного внутреннего магнитного поля. Вместо этого у Венеры есть то, что известно как индуцированное магнитное поле. Это слабое магнитное поле создается взаимодействием магнитного поля Солнца и внешней атмосферы планеты. Ультрафиолетовый свет Солнца возбуждает газы во внешней атмосфере Венеры; эти электрически возбужденные газы называются ионами, и поэтому эта область называется ионосферой (у Земли тоже есть ионосфера). Солнечный ветер — буря электрически заряженных частиц со скоростью миллион миль в час, непрерывно исходящих от Солнца, — несет с собой магнитное поле Солнца. Когда магнитное поле Солнца взаимодействует с электрически возбужденной ионосферой Венеры, оно создает или индуцирует там магнитное поле. Это индуцированное магнитное поле окутывает планету и имеет форму вытянутой слезы или хвоста кометы, когда солнечный ветер дует мимо Венеры и наружу, в Солнечную систему.

Ресурсы

Ресурсы

Фотожурнал НАСА — Венера

Национальный центр космических исследований — Венера

Национальный центр данных космических исследований Фотогалерея — Венера

Венера — NASA Исследование Солнечной системы

Исследование

К Венере запущено более 40 космических аппаратов. Один космический корабль — японский «Акацуки» — в настоящее время находится на орбите. Три новые миссии Венеры будут запущены в следующем десятилетии.

NASA Mariner 2 был первым космическим кораблем, посетившим любую планету за пределами Земли, когда он пролетел мимо Венеры 14, 19 декабря.62. Данные, собранные в ходе 42-минутного сканирования, навсегда изменили то, как мы видим ближайшего соседа Земли. Это показало Венеру как безудержную глобальную теплицу. Понимание того, что пошло не так с климатом Венеры, может помочь защитить Землю.

Космический корабль «Магеллан» запускается из грузового отсека космического корабля «Атлантис». Кредит: НАСА

«Что удивительно, так это то, что и Земля, и Венера имеют примерно одинаковый размер», — сказала Лори Глейз, директор НАСА по планетарным наукам. Она давний эксперт по Венере. «Венера немного меньше, но ненамного. У них схожая гравитация. Они сформировались в одной и той же части Солнечной системы. Вероятно, они образовались примерно в одно и то же время. И можно было бы подумать, что они эволюционировали очень похоже. Но они нет. Земля и Венера пошли в совершенно разных направлениях».

Исследование поверхности Венеры затруднено из-за сильной жары и сокрушительного давления воздуха. Максимальное время пребывания космического корабля на поверхности — немногим более двух часов — рекорд, установленный советским зондом «Венера-13» в 1981 году. атмосферный спуск, но есть шанс, что он отправит данные о поверхности за несколько минут.
VERITAS НАСА и EnVision ЕКА проведут орбитальные наблюдения в 2030-х годах.

Миссии

Миссии на Венеру

Основной источник: Сиддики, Асиф А. За пределами Земли: Хроника исследования глубокого космоса, 1958–2016 гг. Офис программы истории НАСА, 2018 г.
Дата запуска Космический корабль Нация Тип Исход
4 февраля 1961 г. 1ВА/1 СССР Удар Отказ
12 февраля 1961 г. 1 ВА/2 СССР Удар Отказ
22 июля 1962 г. Маринер 1 США Удар Отказ
27 августа 1962 г. Маринер 2 США Облет Успех-первый
1 сентября 1962 г. 2МВ-1/4 СССР Удар Отказ
12 сентября 1962 г. 2МВ-2/1 СССР Удар Отказ
19, 19 февраля64 3МВ-1А СССР Облет Отказ
27 марта 1964 г. Космос 27 СССР Удар Отказ
2 апреля 1964 г. Зонд 1 СССР Облет Отказ
12 ноября 1965 г. Венера 2 СССР Облет Успех
16 ноября 1965 г. Венера 3 СССР Ударный Успех-первый
23 ноября 1965 г. Космос 96 СССР Удар Успех
12 июня 1965 г. Венера 4 СССР Атмосферный зонд Успех-первый
14 июня 1965 г. Маринер 5 США Облет Успех
14 июня 1967 г. Космос 167 СССР Удар Отказ
5 января 1969 г. Венера 5 СССР Атмосферный зонд Успех
10 января 1969 г. Венера 6 СССР Атмосферный зонд Успех
17 августа 1970 Венера 7 СССР Посадочный модуль Успех-первый
22 августа 1970 г. Космос 359 СССР Посадочный модуль Отказ
27 марта 1972 г. Венера 8 СССР Посадочный модуль Успех
31 марта 1972 г. Космос 482 СССР Посадочный модуль Отказ
3 ноября 1973 г. Маринер 10 США Облет Успех
8 июня 1975 г. Венера 9 СССР Орбитальный/посадочный модуль Успех-первый
14 июня 1975 г. Венера 10 СССР Орбитальный/посадочный модуль Успех-первый
20 мая 1978 г. Пионер Венера 1 США Орбитальный аппарат Успех
8 августа 1978 г. Пионер Венера 2 США Удар Успех
9 сентября 1978 г. Венерал 11 СССР Посадочный модуль Успех
14 сентября 1978 г. Венера 12 СССР Посадочный модуль Успех
30 октября 1981 г. Венера 13 СССР Посадочный модуль Успех
4 ноября 1983 г. Венера 14 СССР Посадочный модуль Успех
2 июня 1983 г. Венера 15 СССР Орбитальный аппарат Успех
7 июня 1983 г. Венера 16 СССР Орбитальный аппарат Успех
14 декабря 1984 г. Вега 1 СССР Посадочный модуль Успех
21 декабря 1983 г. Вега 2 СССР Посадочный модуль Успех
4 мая 1989 г. Магеллан США Орбитальный аппарат Успех-первый
18 октября 1989 г. Галилео США Облет Успех
15 октября 1997 г. Кассини США Облет (несколько) Успех
9 ноября 2005 г.

This entry was posted in Популярное