Разные разности

Муравьиная хирургия
Л.Н. Стрельникова
В муравьиных колониях работает своя система здравоохранения. Это ученые выяснили давно. Но оказалось, что в муравьиных царствах есть и неотложная медицинская помощь раненым.
pic_2024_08_24.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

К большому сожалению, мира без войны не бывает, такова диалектическая природа вещей. И распространяется она на весь мир, включая животных. Одни муравьиные войны чего стоят!

Муравьи воюют на протяжении многих десятков миллионов лет. Их армии насчитывают миллионы бойцов, их конфликты, внутривидовые и межвидовые, жестоки и драматичны. А поскольку муравьи — это такие же социальные существа, как и люди, сложно удержаться от параллелей между нашими обществами. А параллели есть.

Хочу вспомнить гениального русского хирурга Николая Ивановича Пирогова. Николай Иванович спасал раненых на Крымской войне в XIX веке, где впервые применил гипсовую повязку. Тогда же он первым выполнил операции под эфирным наркозом в военно-полевых условиях, когда была необходима ампутация.

Так вот Пирогов говорил, что «война — это травматическая эпидемия». Он, несомненно, знал, о чем говорил. И эта формула справедлива не только для человеческих, но и для муравьиных войн. Но как же справляются с ранеными муравьями их сородичи? Гипсовая повязка и эфирный наркоз?

Почти! Маленькие и хрупкие, на наш взгляд, муравьи на самом деле прекрасные и очень сильные воины. Муравей может поднять вес, в 50 раз превышающий свой собственный. А мощные жвалы могут буквально перекусить противника. И вот что выяснили биологи, наблюдая за муравьями с травмированными конечностями.

Вообще в муравьиных колониях работает система здравоохранения. Это ученые выяснили давно. Но оказалось, что в муравьиных царствах есть и неотложная медицинская помощь раненым. Среди муравьев есть врачи, которые этим занимаются. С помощью своего ротового аппарата они чистят рану пострадавшему. А некоторые виды, способные вырабатывать антибиотики, еще и обрабатывают рану противомикробным препаратом, чтобы не допустить распространения инфекции.

Однако есть виды муравьев, которые не вырабатывают антибиотики. Как же они справляются с травмами? У этого вида за дело берутся хирурги. Сначала муравьи-врачи осматривают травму конечности, которую получил боец, а затем принимают решение, что делать.

Если у воина травмировано бедро, хирурги откусывают ему эту ногу, одну из шести. Откусывают у так называемого вертела, там, где нога соединяется с телом. «Пациенты» в основном хорошо переносят и лечение, и потерю одной из своих шести ног. Подавляющее большинство, около 90% прооперированных, выживают и могут продолжать выполнять общественные обязанности.

Если же ампутацию не делать, то рана инфицируется, и выживают менее 40%. На самом деле, это первый известный случай сложной и систематической ампутации в животном мире.

Однако муравьи-хирурги ногу отсекают не всегда. Если травмирована голень, то здесь врачи бросают все усилия на то, чтобы вычистить рану и не допустить распространения инфекции по телу. В этом случае выживают около 75% пациентов, то есть сильно меньше. И возникает вопрос — почему же муравьям не ампутируют ноги при травмах голени?

Причину помогли найти исследования лапок муравьев с помощью компьютерной томографии. Оказалось, что травма бедра воздействует на кровоток и сильно замедляет распространение инфекции по организму. Это дает врачам достаточно времени для ампутации ноги, которая занимает 40 минут (Current Biology).

Если же у муравья травмирована голень, то инфекция распространяется очень быстро. И на ампутацию ноги остается слишком мало времени. Поэтому хирурги в данном случае не идут на риск и бросают все силы на то, чтобы как можно быстрее механически вычистить рану. Повторяю, антибиотиков у этого вида муравьев нет.

Получается, что муравьи-хирурги обдуманно принимают решение, в каком случае делать ампутацию раненому, а в каком — нет, то есть оценивают, в каком случае вероятность его выживания больше. Просто поразительно.

Рядом с нами миллионы лет существует цивилизация крошечных работяг и воинов. Гигантская цивилизация, насчитывающая примерно 10 квадриллионов особей. Они умеют вкалывать с утра до ночи, защищать и воевать, а также лечить своих сородичей и даже в случае необходимости ампутировать поврежденные конечности, чтобы спасти жизнь сородичу. А мы все смотрим в небо, чтобы найти разумные внеземные цивилизации. Хотя смотреть-то надо под ноги.

Пишут, что...

…ИИ различает хлорид натрия и хлорид калия, рассматривая следы от высохших крошечных капель водных растворов этих солей…
…у курящих людей 50+ когнитивные показатели за 10 лет снизились на 85% больше, чем у некурящих…
…потеря среды обитания влияет на разнообразие пчел сильнее, чем повышенное воздействие пестицидов…

…вид Homo sapiens эволюционировал более чем в 20 раз быстрее всех других видов млекопитающих (Nature Ecology & Evolution)…

…ИИ различает хлорид натрия и хлорид калия, рассматривая следы от высохших крошечных капель водных растворов этих солей (Proceedings of the National Academy of Sciences)…

…самцы комаров умеют различать самок своего и другого вида по разнице в их писке, издаваемом биением крыльев насекомого, что препятствует межвидовому скрещиванию (iScience)…

…созданы борсодержащие органические соединения с флуоресцентными свойствами, которыми можно управлять с помощью электрического тока, повторяя цикл включения-выключения флуоресценции много раз (Dyes and Pigments)…

…у курящих людей 50+ когнитивные показатели за 10 лет снизились на 85% больше, чем у некурящих (Nature Communications)…

…сканирование мозга с помощью позитронно-эмиссионной томографии показывает, что у женщин во время менопаузы количество рецепторов эстрогена во многих областях мозга увеличивается и остается высоким даже после менопаузы (Scientific Reports)…

…токсичные фтортеломерные спирты, летучие предшественники перфторированных карбоновых кислот, присутствуют в выхлопных газах свалок и могут переноситься по воздуху на большие расстояния (Environmental Science & Technology Letters)…

…создали модель мыши TruHuX («по-настоящему человек») с полностью развитой и полностью функциональной иммунной системой человека (Nature Immunology)…

…у самых крупных животных мозг, вопреки ожиданиям, непропорционален их массе — он сильно меньше прогноза (Nature Ecology & Evolution)…

…в лаборатории созданы более экологичные литий-металлические аккумуляторы, в электролите которых содержится всего лишь 0,1% (масс.) фтора, что как минимум в 20 раз меньше, чем в предыдущих исследованиях (Energy & Environmental Science)…

…наскальные рисунки и петроглифы возрастом несколько тысяч лет уничтожают специфические грибы и лишайники, выделяющие кислоты, которые растворяют известняк камней (Frontiers in Fungal Biology)…

…потеря среды обитания влияет на разнообразие пчел сильнее, чем повышенное воздействие пестицидов (Journal of Applied Ecology)…

…кластеры биметаллических оксидов на основе RhRu катализируют реакции перекрестного дегидрирования (CDC) с использованием молекулярного кислорода в качестве единственного окислителя (Journal of the American Chemical Society)…

…сложность мелодий и тональность аранжировок самых популярных песен в США каждый год, начиная с 1950 года, неуклонно снижалась (Scientific Reports)…

Почему исчез шерстистый носорог
Л.Н. Стрельникова
Почему шерстистые носороги исчезли в конце последнего ледникового периода, который начался около 115–110 тысяч лет назад и закончился около 11,7–11,6 тысячи лет назад? Что случилось с рогатыми мохнатыми гигантами?
pic_2024_07_27.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Почему шерстистые носороги исчезли в конце последнего ледникового периода, который начался около 115–110 тысяч лет назад и закончился около 11,7–11,6 тысячи лет назад? Что случилось с рогатыми мохнатыми гигантами?

Сегодня носороги встречаются только в Африке и Юго-Восточной Азии. Но когда-то, десятки тысяч лет назад, их мохнатые предки бродили по холодным степям Севера, в том числе в нашей Сибири, о чем свидетельствуют многочисленные окаменелости. Шерстистый носорог питался травой, которую, вероятно, мог очистить от снега с помощью своего особенно длинного рога. Этот представитель мегафауны ледникового периода был широко распространен в северной Евразии в течение длительного периода плейстоцена.

Но затем, примерно 35 тысяч лет назад, их поголовье начало сокращаться. Затем, в конце эпохи, ископаемые следы шерстистых носорогов теряются. Однако исследования ДНК окружающей среды из донных отложений показывают, что остаточные популяции существовали еще около 10 тысяч лет назад.

Что могло стать причиной исчезновения шерстистых носорогов? Безусловно, важную роль сыграли климатические изменения. Но ведь этот вид уже переживал периоды суровых условий окружающей среды и впоследствии смог восстановиться. Значит, дело не только в климате.

Используя компьютерные модели, окаменелости и древнюю ДНК, исследователи из Университета Аделаиды проследили 52-тысячелетнюю историю популяции шерстистого носорога по всей Евразии с разрешением, которое ранее было невозможным.

Модель проследила закономерность упадка и исчезновения шерстистых носорогов и, помимо климатического фактора, выявила еще один смертоносный фактор — человека-охотника. Правда, это был низкий уровень охоты, тогда люди охотились только ради пропитания. И тем не менее, именно охота, этот постоянный фактор, могла сыграть решающую роль в исчезновении, став последней каплей в климатическом давлении.

Это недавнее открытие противоречит предыдущим исследованиям, которые доказывали, что люди не играли никакой роли в вымирании шерстистого носорога. Теперь ясно, что играли, да еще как.

На мой взгляд, этот вывод не требует доказательств, потому что виден невооруженным глазом.

В каком-то смысле появление человека на Земле стало приговором для диких животных. В позднем плейстоцене существовал 61 вид крупных наземных травоядных, весом более одной метрической тонны, и только восемь из них существуют сегодня. Пять из этих выживших видов — носороги. Без человека-охотника здесь точно не обошлось.

Сегодня масса диких наземных млекопитающих составляет 22 миллиона тонн. Для сравнения, человечество сейчас весит в общей сложности около 390 миллионов тонн, то есть почти в 18 раз больше! А вес одомашненных нами видов, овец и крупного рогатого скота — в 30 раз больше, чем диких наземных млекопитающих. А все домашние собаки и кошки весят столько же, сколько дикие наземные млекопитающие (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Мир природы и его дикие животные исчезают, причем с ошеломляющей скоростью. И началось это еще тогда, когда по Евразии и нашему Северу гуляли шерстистые носороги. Вот такая рукотворная эволюция. Будет ли от этого лучше человеку? Не думаю.

Хмельные панели и льняной бетон
Л.Н. Стрельникова
Если бы строительная отрасль была государством, она была бы третьим по величине источником выбросов CO2 в мире после США и Китая. Но проблему можно решить, если строить дома из возобновляемого растительного сырья — без выбросов углекислого газа и отходов.
pic_2024_07_26.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Если бы строительная отрасль была государством, она была бы третьим по величине источником выбросов CO2 в мире после США и Китая. Но проблему можно решить, если строить дома из возобновляемого растительного сырья — без выбросов углекислого газа и отходов.

Таким сырьем может стать хмель — тот самый, из которого варят пива. Сидели как-то два мюнхенских студента в общежитии, потягивали пивко и рассуждали о судьбах человечества. Ну если не всего, то хотя бы Мюнхенского региона, в котором традиционно выращивают хмель вдоль реки Халлертау.

Только 20% выращенного здесь хмеля идет на варку пива. Так почему бы остальное не использовать для создания строительных материалов?

Поначалу это была шутливая идея. Но чем больше ее обсуждали студенты, тем очевиднее становилось, что в каждой шутке есть только доля шутки и что идея очень хороша.

У хмеля волокнистая структура, высокая прочность на разрыв и устойчивость к давлению. Еще и прекрасные изоляционные свойства. Из него можно делать звукоизоляцию, теплоизоляцию или легкие панели для внутренней отделки.

Шутка превратилась в компанию Hopfon, стартап Технического университета Мюнхена. Компания планирует выпустить первые акустические изоляционные панели из хмеля уже в этом, 2024 году. Цель компании — производить материалы, пригодные для использования в замкнутом цикле, которые можно легко разделить на составляющие после того, как они отработали свой срок, и использовать их в качестве сырья вновь. Это будут новые материалы с нулевым выбросом углерода, которые можно будет полностью утилизировать. Хмельное строительство — прекрасная альтернатива бетонному.

Но от бетона так просто и так быстро не избавиться. Однако можно его модифицировать.

Обычный бетон легко выдерживает высокие сжимающие нагрузки, но при растяжении быстро трескается. На этот случай предусмотрен железобетон, то есть бетон, армированный стальными стержнями или сетками. У него высокая прочность на разрыв, поэтому из железобетона строят мосты.

Впрочем, есть проблема — железная арматура подвержена коррозии, то есть медленному разрушению. Поэтому наука предложила заменить стальную арматуру текстильной тканью из стекловолокна или углеродного волокна. Получился отличный текстильный бетон.

Поскольку текстильная ткань не корродирует, в отличие от стали, текстильный бетон позволяет создавать гораздо более тонкие конструкции при той же статической нагрузке, что экономит материалы и расходы. Однако производство этих тканей требует больших затрат энергии и основано на ископаемом сырье.

А нет ли здесь растительной альтернативы? Конечно, есть! Ученые из Института исследований древесины имени Фраунгофера в Брауншвейге экспериментируют с льняной тканью для армирования бетона.

Ученые на собственном ткацком станке в институте ткут льняную пряжу разной текстуры и заливают ее бетоном в разных вариантах. Это могут быть и плоские конструкции, а также купола и полукруглые панели.

Первые же испытания подтвердили, что несущая способность льнобетона прекрасная. Из него вполне можно делать мосты. Железобетонный мост с пролетом 15 метров имеет толщину около 40 сантиметров. А его аналог из льняного бетона будет значительно тоньше, всего 12–16 сантиметров, и легче.

Так что экономия материала здесь будет значительная.

Круговорот воды в природе
Л.Н. Стрельникова
Вода на Земле испаряется, попадает в атмосферу в виде водяного пара и снова выпадает в виде осадков. Этот бесперебойный механизм — основа и источник жизни на Земле. Но когда появился на Земле этот удивительный круговорот?
pic_2024_07_25.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Вода на Земле испаряется, попадает в атмосферу в виде водяного пара и снова выпадает в виде осадков. Миллионы, точнее, миллиарды лет движется она по кругу, в устойчивом цикле. И этот бесперебойный механизм, поставляющий пресную воду в водоемы и питающий грунтовые воды, — основа и источник жизни на Земле. Для экосистем и жизни он имеет решающее значение. Но когда появился на Земле этот удивительный круговорот?

Находки окаменелостей одноклеточных организмов в континентальных отложениях доказывают, что он должен был существовать самое позднее 3,5 миллиарда лет назад. Но вот исследователи из Университета Халифа в Абу-Даби недавно изучили кристаллы минерала циркон, которые до сих пор можно найти в некоторых слоях горных пород, существовавших на первобытных континентах еще 3,2–4,2 миллиарда лет назад (образцы горных пород из Джек-Хиллз в Западной Австралии).

Они образовались когда-то, когда горячая расплавленная порода из недр Земли вступила в контакт с водой на поверхности Земли. В образцах циркона геологи обнаружили различные изотопы кислорода. Причем соотношение двух изотопов кислорода 18O и 16O в кристаллах позволяет предположить, что магматическая порода в свое время столкнулась не только с соленой морской водой, но и с пресной водой на несколько километров ниже поверхности Земли. И случилось это 4 миллиарда лет назад.

Исследователи пришли к выводу, что когда кристаллы циркона образовались, на Земле уже существовали не только океаны, но и пресная вода, а также суша. Следовательно, уже тогда, около 4 миллиардов лет назад, существовал круговорот воды, который приводил к выпадению осадков с пресной водой.

То есть гидрологический цикл на Земле сложился на 500 миллионов лет раньше, чем считали ученые прежде.

А это, в свою очередь, намекает на то, что первая жизнь могла сформироваться на Земле уже менее чем через 600 миллионов лет после образования планеты (Nature Geoscience).

Слоны тоже называют друг друга по имени
Л.Н. Стрельникова
У людей со слонами общего больше, чем мы думаем. Оба вида млекопитающих считаются социальными и общительными существами, которые общаются с помощью жестов, запахов, прикосновений и звуков. Теперь мы знаем, что эти звуки могут быть именами.
pic_2024_07_24.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Люди обращаются друг к другу по именам. А как же иначе обращаться? Но если мы возьмем других животных, они-то как обходятся? Да обходятся как-то, без имен, ведь этот тип общения считается признаком более высоких когнитивных способностей, присущих только человеку. Но так ли это?

Зоологи из Университета штата Колорадо проанализировали крики стад диких африканских слонов (Loxodonta africana), обитающих в трех национальных парках в Кении. Используя искусственный интеллект, ученые сравнили 469 аудиозаписей от 101 слона, сделанных в последние годы. Оказалось, что 27,5% звуков предназначались разным сородичам. Это были призывные крики, похожие на оклик по имени.

Решили проверить, так ли это. Ученые воспроизвели слонам некоторые аудиозаписи и наблюдали за их реакцией. Когда звучало их собственное имя, слоны приближались к «говорящему», к источнику звука. Если же они слышали кличку другого слона, то игнорировали звукозапись. Кроме того, слоны чаще отвечали на собственное имя восторженными возгласами.

Так что слоны распознают, когда к ним обращаются по имени, и реагируют на это. И, судя по записям, все разные члены стада используют одно и то же имя для одного и того же сородича. Однако встречается и несколько обозначений.

Полученные данные впервые доказывают, что животные тоже могут быть достаточно умными для такого индивидуального общения. Но если слоны используют произвольные вокальные обозначения, значит, они способны к абстрактному мышлению. И здесь дело именами не ограничивается. В криках слонов могут присутствовать и другие типы обозначений или описаний — особые призывы к воде, еде или конкретным местам. Можно также придумать названия групп для нескольких особей. В общем, мы в двух шагах от языка, на котором говорят слоны.

У людей со слонами общего больше, чем мы думаем. Оба вида млекопитающих считаются социальными и общительными существами, которые общаются с помощью жестов, запахов, прикосновений и звуков. Теперь мы знаем, что эти звуки могут быть именами. Это первый случай, когда такое поведение наблюдалось у других млекопитающих, кроме человека (Nature Ecology & Evolution).

Кофеин делает муравьев умнее
Л.Н. Стрельникова
Говорят, чашка кофе не только бодрит, но и заставляет мозги лучше работать. Но теперь можно утверждать, что такое воздействие, стимулирующее мозг, кофеин оказывает не только на людей, но и на насекомых.
pic_2024_07_23-2.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Говорят, чашка кофе не только бодрит, но и заставляет мозги лучше работать. Но теперь можно утверждать, что такое воздействие, стимулирующее мозг, кофеин оказывает не только на людей, но и на насекомых.

Интересное исследование провел компьютерный биолог Энрике Галанте из Университета Регенсбурга. Он работал с аргентинскими муравьями Linepithema humile. Это агрессивный инвазивный вид-захватчик, от которого не знают, как избавиться по всему миру. С ними борются с помощью ядовитых приманок, разбросанных в поле. Но они не очень-то работают. Перед исследователем стояла «простая» задача — придумать, как заманить муравьев к ядовитой приманке в поле, заставить ее съесть и возвращаться до тех пор, пока не подействовал яд.

Энрике Галанте изучил литературу, результаты предыдущих исследований коллег, выяснил, что кофеин улучшает обучаемость у пчел и шмелей, и решил попробовать кофеин на муравьях. Вдруг поможет?

В лаборатории исследователи приготовили приманки — сладкие капли раствора сахарозы с разным содержанием кофеина, низким и средним — 25 и 250 частей на миллион. Эти капли помещали на листы бумаги формата А4, которые укладывали на платформу. Муравьи спускались на испытательную платформу по разводному мостику, находили сладкую еду, собирали ее и бежали домой, в гнездо.

Исследователи использовали автоматизированную систему отслеживания, чтобы оценивать, с какой скоростью муравьи добирались до награды и обратно, а также прямоту их маршрута. Они протестировали 142 муравья, и не по одному разу. Когда муравей убегал с добычей, лист бумаги с приманкой меняли, чтобы муравей не мог следовать по своему собственному следу, помеченному его же феромонами. Так что муравью приходилось полагаться только на свою пространственную память о пути к месту, где лежит сладенькое.

Муравьи, съедавшие приманку без кофеина (контрольная группа), не запоминали ее местоположение и находили ее с трудом, когда возвращались. Другое дело муравьи, сладкое вознаграждение которых содержало низкие или средние дозы кофеина, — они хорошо запоминали, где находится вкусная приманка.

Если муравью потребовалось 300 секунд при первом посещении, то муравью, отведавшему кофеин с приманкой, для второго посещения потребуется 113 секунд (при низкой дозе кофеина в сладкой капле — 25 частей кофеина на миллион) и 54 секунды (при дозе — 250 частей кофеина на миллион).

Так исследователь выяснил, что кофеин сокращает время поиска пищи муравьями, делая их более результативными. При этом кофеин нисколько не влиял на скорость муравьев ни в какой дозировке. Просто муравьи, получавшие низкие или средние дозы кофеина, путешествовали менее извилистыми путями. Они были больше сосредоточены на том, куда идут. И они определенно точно знали, где находится награда.

Можно сказать, что исследователь решил поставленную перед ним задачу. Ведь если помочь муравьям успешнее и быстрее находить приманки со сладким ядом пролонгированного действия, то они буду быстрее возвращаются к вкусной приманке. А цепь дальнейших событий нетрудно представить: муравей оставит больше феромоновых следов, больше его сородичей придет по его следу к приманке, и они быстрее разнесут яд по колонии, прежде чем поймут, что это яд.

Сегодня Галанте и его коллеги в Испании перешли к полевым испытаниям сладкой приманки с кофеином и ядом в местах, зараженных аргентинским муравьем. Заодно неплохо бы выяснить, не будет ли кофеин взаимодействовать с ядом приманки и терять свои стимулирующие муравьев свойства (iScience).

Активированный уголь против СО2
Л.Н. Стрельникова
Давно известно, что активированный уголь — прекрасный адсорбент. Однако обычный активированный уголь не улавливает СО2 из воздуха. Ученые из Кембриджского университета предположили, что его можно модифицировать, добавляя другие вещества, которые пробудят в угле способность к адсорбции углекислого газа.
pic_2024_07_23-1.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Концентрация углекислого газа в атмосфере растет, разогревая климат и побуждая ученых искать способы, как воспрепятствовать этому процессу. И тут возможны две параллельные стратегии — сокращать выбросы СО2 и изымать этот парниковый газ из атмосферы.

Уже разработаны методы удаления углекислого газа непосредственно из воздуха. Как правило, это пористые материалы, которые поглощают СО2, а потом отдают его по требованию, чтобы использовать или утилизировать. Но пока методы эти в практику не входят, потому что материалы дорогие и нестабильные, для повторного использования поглотителя требуются высокие температуры, а для этого придется сжигать ископаемое топливо и производить углекислый газ.

Ученые из Кембриджского университета решили исследовать потенциал альтернативного материала — активированного угля. Он дешев, стабилен и его можно производить в больших количествах.

Вообще-то давно известно, что активированный уголь — прекрасный адсорбент. Его используют для очистки воды и воздуха от разных веществ, а также в медицине — при отравлениях. Однако обычный активированный уголь не улавливает СО2 из воздуха. Исследователи предположили, что активированный уголь можно модифицировать, добавляя другие вещества, которые пробудят в угле способность к адсорбции углекислого газа. Например, это могут быть гидроксиды, образующие обратимые связи с СО2.

Исследователи брали тонкие салфетки из ткани с активированным углем, помещали под положительное напряжение в растворе гидроксида калия. Ионы гидроксида накапливались в крошечных порах ткани, и получался активированный уголь, насыщенный гидроскид-ионами.

Кусочки этого модифицированного активированного угля поглощали СО2 не хуже, чем ранее разработанные материалы. Однако новый адсорбент отдавал углекислый газ значительно проще и быстрее — достаточно было пропустить через него электрический ток, то есть поставить на зарядку, как аккумулятор. Материал быстро нагревался до 90–100°, после чего начиналась десорбция СО2. Другие же материалы отдают углекислый газ неохотно — их приходится нагревать до 900°С, чтобы они вернули углекислый газ для использования или утилизации.

Недорогой активированный уголь действует как многоразовая губка, которая легко адсорбирует и легко отдает СО2 с помощью зарядки. Такой адсорбент нового типа с низкой ценой наверняка пригодится и в катализе, и для разделения веществ, да и много где еще (Nature).

Бактерии против парникового эффекта
Л.Н. Стрельникова
Некоторые почвенные бактерии перерабатывают азотные удобрения и производят закись азота, которая затем улетает в атмосферу. Что с этим делать? Нужно поселить в почву бактерии, которые будут эту закись азота съедать прямо здесь, на месте ее производства. Ученые нашли такие бактерии — Cloacibacterium CB-01.
pic_2024_07_22.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Кто на нашей Земле отвечает за чистоту и порядок? Микроорганизмы. Их количество огромно. По последним оценкам ученых, микроорганизмы по своей биомассе стоят на втором месте после растений. Но по количеству, безусловно, лидируют. Не говоря уже о разнообразии микробов. Оно просто фантастическое — около триллиона видов. На этом фоне число видов других животных ничтожно мало.

В каждый момент времени на Земле находится 1030 микробов. Один грамм почвы в среднем содержит 40 миллионов бактериальных клеток, а в миллилитре свежей воды их миллион. Да и в нашем теле их не один килограмм, то есть умопомрачительное количество, если считать в штуках. Хотя, конечно, посчитать их проблематично.

Зачем так много микробов на Земле? А затем, что для них много работы. Бактерии умеют превращать в еду всё, что им подворачивается, — даже яды, даже камни. Они перерабатывают все биологические отходы и остатки живого мира, превращая их в полезные для природы вещества.

Микробы появились на Земле 4 миллиарда лет назад. И в течение 3 миллиардов лет жизнь на Земле была микроскопической. Поэтому у бактерий колоссальный жизненный опыт. Они способны на многое. И грех этим опытом не воспользоваться.

Вот почему бактерии исследуют по всему миру. Пока что ученым удалось прочитать геномы всего лишь 100 тысяч видов микробов, то есть одну миллионную часть всего микробного сообщества.

Человек давно подружился с микробами и заставил работать на себя. Они трудятся в пищевой промышленности на производстве вина, пива, хлеба, сыра и кисломолочных продуктов, участвуя в процессах брожения и ферментации. С помощью микробов промышленным способом получают незаменимые аминокислоты, которые затем добавляют в корма сельскохозяйственным животным. С их помощью делают лекарства и витамины, а также ацетон и спирты из растительного сырья, биотопливо и биопестициды.

Так что сотрудничество с бактериями у нас мощное. И без работы они не останутся, поскольку постоянно возникают новые задачи, которые надо решать. Вот, например, все озабочены глобальным потеплением. Наша Земля разогревается из-за парникового эффекта, который формируют так называемые парниковые газы.

Вообще, парниковый эффект — это совсем не плохо, даже наоборот. Земля нагревается солнечным светом, ее поверхность излучает тепло, которое уходит в атмосферу, где его в основном поглощают парниковые газы. Они, подобно теплому одеялу, окутывают нашу планету.

Если бы в атмосфере не было парниковых газов, то средняя температура поверхности Земли составляла бы около минус 18 градусов, а не плюс 15 градусов, как сейчас. Проблема в том, что парниковых газов становится все больше. Поэтому на планете становится все жарче.

Все знают, что главный виновник здесь углекислый газ, чья концентрация в атмосфере растет. Многие знают, что на третьем месте по содержанию в атмосфере (после Н2О и СО2), стоит метан, тоже очень сильный парниковый газ. И его концентрация растет. Но мало кто знает, что есть еще один сильнейший парниковый газ — закись азота, N2O.

Оказывается, содержание закиси азота в атмосфере тоже растет. И наибольший вклад в это вносит сельское хозяйство, которое интенсивно использует азотные удобрения, чтобы увеличить урожай. Некоторые почвенные бактерии перерабатывают азотные удобрения и производят закись азота, которая затем улетает в атмосферу.

Что с этим делать? Понятно что. Нужно поселить в почву бактерии, которые будут эту закись азота съедать прямо здесь, на месте ее производства. Ученые нашли такие бактерии — Cloacibacterium CB-01.

Они пожирают закись азота и превращают ее в беспроблемный газообразный азот.

Провели полевые испытания — вместе с азотными удобрениями внесли в почву суспензию этих бактерий. И бактерии не подвели — выбросы закиси азота из земли практически исчезли. Вот такое красивое решение, которое теперь надо докрутить, чтобы оно из лаборатории перешло в промышленность.

Пишут, что...
…у морских блох Talitrus saltator, впадающих в спячку, повышается концентрация внеклеточного магния (Mg2+), служащего им наркотическим средством…
…создали минимальную синтетическую клетку, которая подчиняется внешнему химическому сигналу и меняет свою форму…
…создали новый цементный композит в 17 раз более устойчивый к растрескиванию и в 19 раз более способный растягиваться и деформироваться без разрушения по сравнению со стандартным цементом…

…регулярное поедание мелкой рыбы целиком, с головой, косточками и внутренними органами, снижает риск смертности от рака у японских женщин (Public Health Nutrition)…

…создали минимальную синтетическую клетку, которая подчиняется внешнему химическому сигналу и меняет свою форму (Science Advances)…

…суммарно парники всех типов в 119 странах покрывают не менее 1,3 млн гектаров поверхности Земли, причем 60,4% этой площади приходится на Китай (Nature Food)…

…выявлен новый токсичный полиароматический углеводород в составе нефти — 3-метил-фенантрен, который подавляет электрическую активность миокарда позвоночных животных, в том числе рыб (Chemosphere)…

…согласно анализу данных из более чем 200 стран и регионов, число людей в возрасте 65 лет и старше с сахарным диабетом 1-го типа увеличилось с 1,3 млн в 1990 году до 3,7 млн в 2019 году, а уровень смертности снизился на 25% (BMJ)…

…в жаркие дни значительно снижается сложность языка, используемого в парламентских выступлениях, — политики начинают облекать свои мысли в простые формулировки (iScience)…

…у морских блох Talitrus saltator, впадающих в спячку, повышается концентрация внеклеточного магния (Mg2+), служащего им наркотическим средством (Journal of Experimental Marine Biology and Ecology)…

…за последние 20–30 лет серые киты, которые кормятся на мелководье у северо-западного побережья Тихого океана, стали на 13% короче (Global Change Biology)…

…в японских стихах хайку — 17-сложных трехстишиях (5+7+5) — из насекомых чаще всего упоминаются бабочки, светлячки и певчие сверчки (PLOS ONE)…

…общая масса домашних собак составляет около 20 млн тонн, что близко к совокупной биомассе всех диких наземных млекопитающих (Proceedings of the National Academy of Sciences)…

…выбросы сильнейшего парникового газа закиси азота, вызванные деятельностью человека, выросли на 40% с 1980–2020 годов, что значительно ускорило изменение климата (Earth System Science Data)…

…создали новый цементный композит в 17 раз более устойчивый к растрескиванию и в 19 раз более способный растягиваться и деформироваться без разрушения по сравнению со стандартным цементом (Advanced Functional Materials)…

1 2 3 4 5 >
Разные разности
Муравьиная хирургия
В муравьиных колониях работает своя система здравоохранения. Это ученые выяснили давно. Но оказалось, что в муравьиных царствах есть и неотложная медицинская помощь раненым.
Пишут, что...
…ИИ различает хлорид натрия и хлорид калия, рассматривая следы от высохших крошечных капель водных растворов этих солей… …у курящих людей 50+ когнитивные показатели за 10 лет снизились на 85% больше, чем у некурящих… …по...
Почему исчез шерстистый носорог
Почему шерстистые носороги исчезли в конце последнего ледникового периода, который начался около 115–110 тысяч лет назад и закончился около 11,7–11,6 тысячи лет назад? Что случилось с рогатыми мохнатыми гигантами?
Хмельные панели и льняной бетон
Если бы строительная отрасль была государством, она была бы третьим по величине источником выбросов CO2 в мире после США и Китая. Но проблему можно решить, если строить дома из возобновляемого растительного сырья — без выбросов уг...