Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Сегодня Аляска в центре внимания не только политиков, но и ученых, прежде всего экологов. Дело в том, что здесь все больше природных водоемов приобретают оранжевый цвет, как будто кто-то регулярно подсыпает оранжевую краску в реки и озера. И эта история развивается на наших глазах.

Ничего особенного, скажете вы. В мире, в том числе и в России, много разноцветных озер и рек. И это, разумеется, связано с составом воды. Молекулы воды поглощают красную часть спектра (длина волны 625–700 нм) видимого света и отражают или рассеивают синюю и зеленую (440–570 нм). Вот почему чистые высокогорные озера, питающиеся ледниковой водой, кажутся нам сине-зелеными.

А вот вода в озере Лас-Колорадос на полуострове Юкатан романтичного розового цвета. Цвет воде придает планктон — микроорганизмы красного цвета. В Колумбии есть настоящая радужная река Каньо-Кристалес. С июля по ноябрь в ней цветут водоросли, причем разные. Потому кажется, что воды реки окрашены в пурпурный, желтый, синий, зеленый цвета. Она как будто сложена из пятен и полос разного цвета.

Другая ситуация на Аляске. До 2018 года река Лосось на диком севере Аляски была кристально чистой. Но летом 2019 года внезапно стала ржаво-красной. Чтобы разобраться в причинах и экологических последствиях этого явления, исследователи взяли пробы воды и проанализировали их. Оказалось, что почти во всех образцах концентрации железа, алюминия и кадмия значительно превышали предельно допустимые Агентством по охране окружающей среды США нормы.

Ничего хорошего в этом нет. Частицы оксида железа, или ржавчины, оседают на жабрах рыб, где они препятствуют обмену кислорода и в худшем случае приводят к удушью. Кроме того, вода, содержащая частицы оксида железа, мешает свету достигать дна реки, из-за чего страдают и гибнут личинки насекомых, которыми питаются лосось и другие рыбы.

Кадмий, в свою очередь, накапливается в тканях и может нанести вред органам и нервной системе рыб. Через пищевую цепь он также попадает в тела других животных, например медведей и птиц.

В результате в соседних притоках биомасса водорослей резко упала, количество мелких беспозвоночных заметно сократилось, а молодь рыб полностью исчезла.

Откуда же берутся токсичные вещества в реке? Это же дикий край, здесь нет никакой горнодобывающей промышленности. Исследователи предполагают, что причина кроется в таянии вечной мерзлоты, под которой тысячелетиями хранились минералы, в том числе сульфиды металлов и богатые сульфидами породы.

Когда растворенный кислород в грунтовых водах взаимодействует, например, с пиритом (сульфидом железа), может образовываться серная кислота, которая выщелачивает металлы из минералов. Это и приводит к попаданию железа, кадмия и кобальта в речную воду. Это еще одно необратимое изменение, вызванное потеплением на планете.

Река Лосось — далеко не единственная пострадавшая река, где происходят эти опасные процессы. Только в пределах хребта Брукс на севере Аляски зарегистрировано не менее 75 других водоемов, которые приобрели оранжевый цвет и заметно помутнели. Остальная часть Арктики тоже не застрахована от этого. Везде, где есть подходящие породы и оттаивающая вечная мерзлота, этот процесс может начаться.

Арктику считают одним из последних нетронутых регионов Земли, но даже здесь изменение климата оставляет видимые следы. Широко простирает руки свои глобальное потепление — на всю планету, от него не укрыться (PNAS).

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Он — это микропластик (размер частиц меньше 1000 мкм). Кажется, он пролез всюду, во все щели. Разве что в лесу его не искали. А между тем лесá — ключевой тип наземных экосистем. Они занимают 31% мировой поверхности суши. Но теперь руки дошли и до лесных почв.

Ученые из Технического университета Дармштадта впервые исследовали лесные участки к востоку от Дармштадта и в лесной подстилке на всех четырех экспериментальных площадках нашли микропластик — в среднем 4440 частиц на килограмм лесной подстилки. Понятно, что частицы особенно сильно накапливаются в верхних слоях листвы, но также проникают и в более глубокие слои почвы.

Предыдущие исследования находили микропластик в лесных почвах Республики Корея со средней концентрацией 160 частиц на килограмм сухой почвы, в первичных и вторичных тропических лесах Китая (630 частиц на кг), в дождевых лесах и сосновых плантациях Мексики (1500 частиц на кг) и в аллювиальных лесах Сербии с массовой концентрацией от 0 до 6 г на килограмм почвы. Однако эти исследования ограничены тем, что работали с относительно крупными частицами, в них не искали частицы с малыми размерами микропластика (<40 мкм).

Чтобы количественно оценить содержание микропластика (>20 мкм) в почвах, ученые использовали метод согласованной экстракции в органических и минеральных горизонтах лесной почвы. Вообще, техника эксперимента показалась мне просто фантастической. Одна только экстракция частиц включала использование разных растворов, ультразвука, потряхивания, замораживания. А вообще весь эксперимент состоял из пяти этапов, начиная с отбора проб, в которые нельзя было невольно занести новые частицы микропластика, экстракцию, и заканчивая их анализом. Виртуозный эксперимент.

Но как микропластик вообще попадает в лесную подстилку? Из атмосферы. Он ведь легкий и постоянно переносится по воздуху. Кстати, эффект лесного фильтра и улавливания атмосферных твердых частиц уже известен для микроэлементов и органических соединений (например, ДДТ, ПФАС, ПАУ).

Если ветер шумит в кронах деревьев, то и микропластик там оседает, на листьях. А дальше либо дождь смывает его с листвы, либо она опадает. Да и сам по себе микропластик выпадает из атмосферы на землю. Вот так он оказывается в лесной почве.

Ученые пишут, что на исследованных участках леса из атмосферы оседало в среднем около девяти частиц микропластика в день на квадратный метр. Средние размеры частиц микропластикатов, осевших на почву из атмосферы, составляли 40–63 мкм, в то время как у микропластикатов, осевших на поверхности листьев, меньший размер — 10–30 мкм.

Но есть и другие источники. Например — лесное хозяйство, в котором используют много всяких предметов и устройств из пластика, а также пластиковый мусор, в изобилии оставляемый посетителями лесов. И все же основной источник микропластика в лесу — атмосфера. В более глубокие слои крошечные частицы пластика попадают в результате разложения листвы и деятельности почвенных организмов, которые еще больше рассеивают частицы (Communications Earth & Environment).

Ученые выяснили состав микрочастиц. В образцах атмосферных осадков большинство микропластика составляли полипропилен (ПП, 61%), за ним следовали полиэтилен (ПЭ, 20%), полиамид (ПА, 9%), полистирол (ПС, 3%) и полиуретан (ПУ, 3%), а также другие материалы (4%). В образцах лесной почвы частицы встречаются в виде ПП (48%), за которыми следуют ПА (23%), ПЭ (15%), этиленвинилацетат (5%), полиметилметакрилат (3%) и другие (6%). И это логично, что в составе преобладают полиэтилен, полипропилен и полиамид, то есть самые массовые в производстве полимеры.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)
В океане много нанопластика (2025 №9)
Охота на микропластик открыта (2025 №9)
Рейнские мутанты (2025 №10)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Всякий раз, когда слышу, как какая-нибудь машина с визгом тормозит на вираже, оставляя черные следы на асфальте, думаю о тех наночастицах вулканизированной резины, которые в этот момент выбрасываются в воздух. Много ли их? Какова их судьба?

Оказывается, исследователи уже работают с этими вопросами. Микро- и нанопластики разного состава и происхождения разносятся в окружающей среде ветром и дождем, поэтому их находят повсюду. Четверть всех этих частиц порождена истиранием автомобильных шин. Рано или поздно эти частицы оказываются в водоемах, морях, реках и озерах. И что же с ними там происходит?

Исследователи из Университета Дуйсбурга-Эссена систематически изучали жизнь этих частиц в реке Рейн. Для начала они изготовили частицы размером от нескольких сотен микрометров и более, перемалывая новые и старые шины легковых, а также грузовых автомобилей. Затем биологи поместили свои образцы частиц в специальные исследовательские каналы и ящики, которые естественным образом постоянно омывались водой в Рейне. Спустя четыре недели исследователи извлекли образцы и изучили микроорганизмы, которые поселились на этих частицах.

Оказалось, что частицы вулканизированной резины привлекательны для немногих видов микробов, обитающих в реке. Чаще всего на частицах селились представители Aquabacterium и Ketobacter, причем первые предпочитали частицы помельче, а вторые — покрупнее. В результате на частицах образовались тонкие биопленки из различных микроорганизмов. Но по своему составу и набору микробов эти пленки заметно отличались от природных биопленок, которые покрывают камни и другие материалы в реке. Самыми бедными с точки зрения биоразнообразия оказались пленки на частицах, полученных истиранием шин грузовых автомобилей.

Исследователи предполагают, что на микрочастицах вулканизированной резины селятся только микробы, способные расщеплять вещества, из которых сделаны микрочастицы, прежде всего углеводороды. Для большинства же микробов в водах Рейна алканы, пластификаторы или тяжелые металлы, заключенные в шинах, несъедобны, непривлекательны и, возможно, даже ядовиты, поэтому они обходят эти частицы стороной.

Вроде и неплохо: водная экосистема защищается как может — делегирует на уничтожение частиц определенные виды микробов. Но с другой стороны, по мере загрязнения изменяется естественный микробный состав в реке Рейн. А ведь микробы контролируют круговорот питательных веществ в Рейне и составляют основу пищевых цепей. Так что, как ни крути, истирание шин на дорогах влияет на речные экосистемы. Иными словами — рыбы, рачки и моллюски отнюдь не рады (Environmental Pollution).

Природа умеет защищаться. И кто знает, не появится ли в водах Рейна супер-штамм микробов, которые со свистом сжирают автомобильные шины. И вот этот пожиратель пластмасс вылезает на сушу и…

Что произойдет дальше, прекрасно описано в научно-фантастическом романе «Мутант-59: пожиратель пластмасс» английских писателей Кита Педлера и Джерри Дэвиса. События разворачиваются в Лондоне в 1975 году, когда из лаборатории ученых «сбегает» пожиратель пластмасс — специальный штамм микробов, выведенный учеными. Что за этим последовало, нетрудно представить. А ведь идеи писателей-фантастов рано или поздно сбываются…

См. также:
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Пластик на дне (2024 №10)
В океане много нанопластика (2025 №9)
Охота на микропластик открыта (2025 №9)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

А вот другая история, тоже о силе слова. История о соке в бутылке из полиэтилентерефталата. Как вы думаете, химический состав упаковки может влиять на качество и вкус сока, который в этой упаковке находится? Теоретически — да, если упаковка сделана из неизвестно чего. Практически — нет, потому что все упаковочные материалы, используемые в пищевой промышленности, проходят жесткий контроль на безопасность, сертифицированы и т.п.

И тем не менее сейчас я вас удивлю: химический состав полимерной бутылки влияет на вкус сока. Только не с точки зрения взаимодействия веществ пластика с соком, нет таких взаимодействий, а с точки зрения слов, написанных на упаковке.

Суть здесь в следующем. В ЕС с 2025 года в одноразовых ПЭТ-бутылках для воды и соков должно содержаться не менее 25% переработанного пластика, а к 2030 году эта доля должна вырасти до 30%. Должна сказать, что российская компания «СИБУР» еще три года назад взяла эту высоту, когда запустила производство ПЭТ-гранул, которые содержат до 30% повторно используемого полимера — полиэтилентерефталата.

Этот повторно используемый полимер делают на предприятии «ПОЛИЭФ» в Благовещенске, что в Башкортостане. Здесь перерабатывают 1,7 миллиарда пластиковых бутылок каждый год, превращая их в 140 тысяч тонн вторичного сырья. Это и есть экономика замкнутого цикла в действии.

Будут ли компании указывать на этикетках, что бутылки на 20–30% состоят из переработанного вторсырья, решают сами компании. Но я бы настоятельно рекомендовала это делать, если принять во внимание результаты забавного научного исследования.

Ученые из Боннского университета показали более чем тысяче испытуемых одно из трех изображений продукта: апельсиновый сок в ПЭТ-бутылке без маркировки и с надписью «Эта бутылка на 25% переработана» или с надписью «На 100% переработанный упаковочный материал». Затем респонденты должны были указать, насколько экологически чистым, вкусным и безопасным, по их мнению, будет сок в этой бутылке.

Победил сок в бутылке, которая была на 100% сделана из переработанного пластика. С пунктом «экологически чистый» здесь все понятно. Но оказывается, что это положительное впечатление об экологичности упаковки респонденты автоматически распространили на качество, вкус и безопасность. Их оценка оказалась значительно выше, чем у бутылки с соком без маркировки или с указанием, что упаковка содержит 25% переработанного пластика (Food Quality and Preference).

Еще раз убеждаемся, что слова имеют силу. Они не только лечат, но еще и меняют качество и вкус сока, точнее — наше восприятие качества и вкуса. Наверняка это работает и с другими продуктами, упакованными в пластик.

Так что не стесняйтесь указывать процент переработанного пластика в упаковке, разумеется, если он там есть, — это может сильно повысить продажи. Слово — это сила.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Наверняка среди ваших друзей и знакомых есть такие, кто усмехается при слове психотерапевт. Они считают, что походы к психотерапевтам — это всего лишь мода. А на самом деле от разговоров с ними пользы никакой, кроме, разумеется, пользы самому психотерапевту, чьи услуги оплачивает пациент или государство. С таким же успехом можно разговаривать с друзьями и знакомыми, причем совершенно бесплатно. Результат будет тем же.

Рада сообщить вам, что все, кто так думает, неправы! Ученые получили экспериментальные, то есть железобетонные, доказательства, что психотерапия лечит депрессию не хуже других терапий.

Вообще, депрессия, особенно клиническая, — это не выдуманное заболевание, как считают многие, а очень серьезное заболевание, никому не пожелаешь. Это одно из наиболее распространенных психических заболеваний. Тяжелые формы депрессии заставляют страдать около 280 миллионов человек по всему миру; 800 тысяч самоубийств в год вызвано этой болезнью. Лечение депрессии в целом налажено — это психотерапия и антидепрессанты, часто в сочетании. В особо тяжелых случаях иногда используют электростимуляцию.

Тем не менее причины депрессии понятны лишь отчасти. Как правило, это сложный комплекс самых разных факторов — генетических, физиологических, психосоциальных, экологических. Однако исследователи признают, что триггером депрессии служат изменения в метаболизме мозга, например нарушение баланса нейротрансмиттеров — серотонина, дофамина и норадреналина.

Кроме того, доподлинно известно, что депрессия оставляет свой след в анатомии мозга. А именно — уменьшаются гиппокамп и миндалина, которые отвечают в том числе за обработку эмоций. Значит, успешность лечения должна проявляться и в том, что эти области мозга увеличиваются и возвращаются к норме.

Так и есть! Экспериментально доказано, что лекарства и электростимуляция увеличивают массу мозга в этих областях.

А как насчет психотерапии? Может ли и она влиять на структуру мозга и возвращать ее к норме? Ответ — да! Во всяком случае 20 сеансов когнитивно-поведенческой терапии точно изменяют мозг.

В поисках ответа исследователи просканировали мозг 30 пациентов с тяжелой острой депрессией до и после терапии. Для сканирования использовали структурную магнитно-резонансную томографию — она различает серое и белое вещество в мозге. Результаты сравнивали со сканами мозга 30 здоровых контрольных субъектов, которые не получали психотерапию.

И вот результат: после 20 разговорных сеансов с доктором объем серого вещества в миндалине и переднем правом гиппокампе заметно увеличился, и, как следствие, отступила алекситимия — типичный симптом острой депрессии, когда больные больше не могут нормально испытывать чувства и описывать их словами. Участники эксперимента, прошедшие терапию, почувствовали облегчение (Translational Psychiatry).

Так ученые впервые получили достоверный биомаркер, показывающий, как психотерапия влияет на структуру мозга. Конечно, то, что когнитивно-поведенческая терапия работает, уже было известно — она приносила облегчение пациентам. Теперь же ученые получили экспериментальное подтверждение, материальное, если хотите.

Исследователи полагают, что когнитивно-поведенческая терапия формирует новые нейронные связи и тренирует обработку эмоциональных сигналов. Не удивительно, что наблюдаемые структурные изменения облегчают симптомы депрессии.

Так что, дорогие друзья, слова лечат! Поэтому разговорная психотерапия ничем не уступает другим методам лечения. Наверное, лучше все же слова, чем антидепрессанты и электростимуляция. Как вы считаете? Правда, не все слова лечат, бывает, что и калечат. Даже слова, сказанные из лучших побуждений.

Поэтому психотерапия — это дело хорошо обученных профессионалов. Набор на эту специальность в медицинских университетах надо увеличивать. Государству это обойдется точно дешевле, чем производство антидепрессантов. Ежегодный ущерб мировой экономике от депрессий — триллион долларов, потому что депрессия — причина №1 неявки на работу. В США, где больше всего людей страдают депрессиями — 7% населения (6% в Европе; 5% в России; 4,4% средняя по миру), подсчитали, что 1 доллар, вложенный государством в лечение депрессии, возвращает 4 доллара в казну государства. К тому же количество людей, страдающих депрессиями, растет. Это фиксирует ВОЗ.

…в атмосфере древнейшего коричневого карлика нашли молекулы легчайшего соединения кремния, силана SiH₄; в более молодых объектах такого класса этого вещества уже нет (Nature)…

…если световой день долгий, как в северных широтах, то от конопли можно получить только волокна, зато их будет больше, чем на юге с его коротким днем, который стимулирует не рост, а цветение (Horticulture Research)…

…при зарядке электромобиля невозможно одновременно уменьшать углеродный след и экономить деньги (Environmental Science & Technology)…

…получен беркелоцен — вещество, в молекуле которого между двумя кольцами из восьми атомов углерода висит атом берклия, 97-го радиоактивного и короткоживущего элемента таблицы Д.И. Менделеева (Science)…

…создана капсула, которая, проходя с пищей по желудочно-кишечному тракту, собирает образцы микрофлоры со всех его участков, что гораздо информативнее анализа кала (Device)…

…влияние Северной Америки на азиатский муссон лишь в два раза слабее, чем влияние Тибетского плато, которое ранее считали абсолютным (Science Advances)…

…многократные обследования с применением компьютерной томографии за четыре и менее недель до зачатия увеличивают вероятность выкидыша в 1,4 раза, а врожденных уродств у ребенка — в 1,6 раза по сравнению с нормой (Annals of Internal Medicine)…

…если нефть, синтезированную из растительных отходов, закачивать в заброшенные скважины, откуда изъята ископаемая нефть, то удастся захоранивать углерод по весьма привлекательной цене (Energy Conversion and Management)…

…создана бактерия, которая начинает светиться, едва присоединившись к частице микропластика, что резко ускоряет количественный анализ этого вида загрязнения (ACS Sensors)…

…интенсивный синий свет лучше удаляет желтые пятна от томатного или апельсинового сока с ткани, чем ультрафиолет или перекись водорода (ACS Sustainable Chemistry & Engineering)…

…орбитальный телескоп с прямоугольным зеркалом размером 1×20 метров позволит разглядывать планеты на расстоянии в 30 световых лет от Земли (Frontiers in Astronomy and Space Sciences)…

…толуол, стирол, кумарин и другие ксенобиотики, присущие обработанным продуктам питания, косметике или упаковке, влияют на гормональный статус беременной женщины и способны вызвать гипертонию, а оценить угрозу можно по анализу слюны (International Journal of Oral Science)…

…Великий атлантический саргассовый пояс с 2011 года протянулся от побережья африканского Зеленого мыса до Юкатана и Флориды, а в пик развития содержит 37,5 млн тонн водорослей в придачу к тем 7 млн, что находятся в Саргассовом море (Harmful Algae)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Миллиарды людей регулярно едят картофель, не задумываясь, откуда взялось это растение на Земле. А вот ученым происхождение картофеля не дает покоя. И тут есть над чем поломать голову.

Это растение из семейства Пасленовые (Solanaceae) внешне напоминает картофелеподобные дикие виды из Чили, известные как этуберозум. Эти растения, как и картофель, образуют надземные побеги и цветки, но не клубни. Однако генетически картофель ближе к помидорам, которые также относятся к пасленовым. Тогда откуда у картофеля появились клубни?

Точку в этой дискуссии, длившейся десятилетиями, наконец поставили ученые из Китайской академии сельскохозяйственных наук. Они выполнили один из самых полных генетических анализов картофеля. Всего команда проанализировала геномы 450 видов культивируемого и 56 видов дикого картофеля. Конечно, ученые рассмотрели и геномы других пасленовых, в том числе томатов и представителей линии Etuberosum.

И вот что удалось выяснить при сравнении геномов. Оказалось, что каждый из изученных видов картофеля содержит стабильную, сбалансированную смесь генетического материала Etuberosum и растений томатов. Эта генетическая мозаика подсказывает, что картофель когда-то появился на свет в результате естественного скрещивания представителей обеих линий. Это скрещивание Etuberosum и помидора несколько миллионов лет назад дало начало древнему картофельному растению, от которого и произошли современные виды.

В результате скрещивания у нового растения появилась способность образовывать клубни. Оказалось, что это результат совместной работы двух генов, каждый из которых происходит от одной из двух родительских линий. Ген SP6A, который сигнализирует растению о том, когда вырастить клубень, происходит от томатного корня его генеалогического древа. А ген IT1, который контролирует рост подземных клубнеобразующих стеблей, происходит со стороны этуберозума. Только когда оба гена работают вместе, растение картофеля может вырастить клубень (Chinese Academy of Agricultural Sciences, Shenzhen).

Клубни, эти подземные хранилища питательных веществ, дали картофелю огромное преимущество. Они выживали в засуху и холод, когда гибли другие растения. Вот почему картофель начал стремительно размножаться, порождая новые виды и богатое разнообразие, что мы сегодня с удовольствием вкушаем.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Пока мы не знаем, как крошечные частицы пластика, микропластик, влияют на здоровье. Но точно знаем, что микропластик сегодня поселился не только на свалках, но и в океане и во льдах. Частицы размером менее 5 мм практически невозможно изъять из окружающей среды. Да, они будут постепенно разлагаться в природе. Но такое естественное разложение занимает сотни лет. Его несколько ускоряет солнечный свет, но всё равно речь идет о десятилетиях.

Можно ли бороться с микропластиком в окружающей среде? Например — уничтожать его в океане? Технологи по всему миру ищут решение проблемы. Сотрудники Химико-технологического университета в Праге придумали крошечных роботов, которые могут связываться с частицами микропластика и катализировать их разложение (ACS Applied Materials & Interfaces).

Эти роботы представляют собой структуры, похожие на звездочки размером с бактериальную клетку, 4–8 мкм. Сделаны они из полупроводникового материала — ванадата висмута (BiVO₄), который может работать фотокатализатором. Каждая частица покрыта магнитным оксидом железа (Fe₃O₄), чтобы этими микророботами можно было управлять с помощью магнитного поля. Видимый свет, а также перекись водорода в концентрации, которая естественным образом содержится в воде, служат для микророботов топливом.

Ученые заставляли роботов плавать по лабиринту каналов, заполненных четырьмя различными типами пластика. Как и ожидали исследователи, роботы самостоятельно подплывали к частицам микропластика, связывались с ними и разлагали. Лучше всего это получалось с частицами пластмасс, полимолочной кислотой (PLA) и поликапролактоном (PCL). Здесь они улавливали около 70% частиц.

А вот с полиэтилентерефталатом (ПЭТ) и полипропиленом (ПП) получалось хуже. Возможно, из-за плохой адгезии роботов с гидрофобной поверхностью частиц из этих полимеров.

Эксперимент длился семь дней, в течение которых микророботы плавали в лабиринте, ловили частицы микропластика, а исследователи постоянно освещали их светом. И вот результат: после недели контакта с микророботами частицы потеряли до 3% своего веса. Лучше всего это работало на PCL. С другой стороны, частицы ПЭТ потеряли всего около 1% своего веса.

Интересно, что при этом изменилась поверхность микрочастиц. Если прежде она была гладкой, то теперь стала неровной, грубой, продырявленной. То есть на лицо все признаки активного разложения.

Можно ли использовать эту технологию в природе? Теоретически — да. Можно, к примеру, выпускать микророботов в водоем, а потом вылавливать с помощью магнитов и отправлять на вторичную переработку. То есть технология вполне экологична. С помощью тех же магнитов можно направлять стаи роботов в нужные места. Однако, прежде чем выпускать технологию в мир, надо решить несколько важных вопросов. Например увеличить работоспособность этих крошек: в эксперименте она значительно снижалась уже через семь дней.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)
В океане много нанопластика (2025 №9)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Нефтехимические компании, производящие полимеры и пластики, очень огорчаются, когда слышат разговоры о микропластике, который, похоже, стал неотъемлемой частью окружающей среды. Тем не менее количество научных статей, а значит, исследований на эту тему стремительно растет.

Конечно, среди них наверняка велика доля сугубо конъюнктурных работ и недобросовестных исследований. Но велика доля и добросовестных исследований, которые уверенно утверждают, что частицы пластика проникли во все уголки окружающей среды.

Загрязнение морей, воздуха и почв микропластиками уже довольно хорошо изучено, чего не скажешь о нанопластике, частицы которого меньше одного микрометра (мкм). Они, в отличие от микропластика, могут проникать в клетки и накапливаться в тканях. А это потенциально опасно для здоровья, поскольку такие частицы гораздо более реакционноспособны.

Тем не менее мы не знаем, насколько велико загрязнение окружающей среды нанопластиками. Не знаем потому, что технически очень сложно распознавать и анализировать нанопластики в окружающей среде.

Прорыв в этом вопросе сделала команда исследователей Утрехтского университета. Исследователи разработали и применили метод, который объединяет масс-спектрометрию реакции переноса протонов (PTR-MS) с термодесорбцией (TD). Он позволяет выявить в природных водах любые полимеры и определить их концентрации.

Исследователи отобрали пробы воды в Северной Атлантике. Пробы брали с разных глубин океана в 12 точках. И во всех обнаружился нанопластик. Самая высокая концентрация была в поверхностных водах и прибрежных районах континентального шельфа Европы. Это связано с тем, что, во-первых, нанопластик попадает на поверхность океана из атмосферы, а во-вторых, много пластика приносят реки в свои устья.

В целом нанопластика обнаружили много: от 5,5 мг (миллиграмма) на кубический метр в глубокой воде до 25 мг на кубический метр в прибрежных поверхностных водах. По оценкам исследователей, общее количество нанопластика в Северной Атлантике составляет 27 млн тонн. Это больше, чем предполагалось ранее для всего микро- и макропластика Атлантики. Таким образом, проблема нанопластиков может быть намного шире, чем считали ранее.

Самые распространенные в океане пластики в наноформе это полиэтилентерефталат (ПЭТ), полистирол (ПС) и поливинилхлорид (ПВХ). Наночастицы ПЭТ можно обнаружить даже на глубине 4,5 км.

Удивительно, но исследователям не удалось обнаружить наночастицы полиэтилена и полипропилена. Это наиболее распространенные полимеры, из которых делают пакеты, мешки и т.п. Возможно, что этот нанопластик особенно сильно связывался с органическими или минеральными частицами в морской воде и, таким образом, становился невидимым в образцах (Nature).

Новые измерения показывают, что нанопластики могут составлять львиную долю от общего пластического загрязнения океана. И это вызывает беспокойство. Наночастицы проникают во все экосистемы — от бактерий и других микроорганизмов до рыб и главных хищников, включая людей. Какие последствия это имеет для морской жизни? Ответ должны дать дальнейшие исследования.

См. также:
Борьба с пластиком: сезон 3 (2023 №1)
Микропластик: угроза или нет? (2023 №5)
Микропластик тысячелетия (2023 №11)
Нанопластик в дафнии (2024 №2)
Исполины против микропластика (2024 №5)
Пластик на дне (2024 №10)
Микропластик в сонной артерии (2025 №6)

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Никогда не жила в коммунальной квартире, поэтому никогда и не задумывалась над этим явлением. А между тем на нем защищена не одна диссертация! Коммунальную квартиру сегодня изучают как социальный институт, в котором власть сознательно перемешивала и объединяла под одной крышей людей разных сословий и социальных групп, чтобы примирить их и выплавить новый тип человека — «человека советского». Таков был замысел исторического эксперимента под названием «коммуналка».

Так ли это было или не так — не знаю. Однако нечто подобное происходит в природе. Растение сквамеллярия из семейства Мареновые (Rubiaceae), используя прием «коммуналка», примиряет разные колонии агрессивных муравьев, между которыми обычно проходят кровопролитные войны. Как ей это удается?

Дело в том, что сквамеллярия представляет собой большой, размером почти с футбольный мяч клубень, который как будто насажен на верхушечные ветки деревьев, произрастающих в тропических лесах Фиджи. Внутренность клубня — это не гомогенная картофелина, нет, это сложное архитектурно-инженерное сооружение, в котором живут разные колонии муравьев.

Исследователи из Даремского университета в Англии с помощью трехмерной компьютерной томографии впервые детально изучили внутреннюю часть клубня сквамеллярии и увидели, что клубень состоит из нескольких камер-комнат, разделенных стенками. При этом каждая комната предназначена для отдельной колонии муравьев и оборудована отдельной входной дверью. Одним словом — коммуналка.

Коварные исследователи удалили перегородки между комнатами внутри клубня. Что за этим последовало — вы уже догадались: прежде мирные соседи по дому теперь вступили в ожесточенные бои, в результате которых погибло множество работников с обеих сторон. Оказывается, коммуналка позволяет муравьям жить в гармонии друг с другом (Science).

Зачем это нужно сквамеллярии? Трудно ведь заподозрить ее в альтруизме и миротворчестве? Нет, конечно, никакого альтруизма, а обычный прагматизм и эгоизм. Коммуналки в клубне нужны самому растению, потому что чем больше муравьев живет в клубне, тем больше питательных веществ доступно растению. В сущности, муравьи арендуют комнаты и платят ренту — выделения, богатые питательными веществами. Так сквамеллярия обеспечивает себя запасом ценных удобрений, которые необходимы ей для роста. А некоторые виды муравьев сами выращивают растение, занося его семена в щели деревьев. Это и есть экология, наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и средой обитания.