Разные разности

Как климат влияет на язык
Л.Н. Стрельникова
Языки меняются под воздействием среды, как и люди. Здесь важную роль играет множество культурных факторов, традиции, взаимное влияние языков. А могут ли влиять на языки физические факторы окружающей среды? Например — климат?
pic_2024_02_24.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Сколько живых языков в мире? Никто точно не знает. Да и трудно это определить, потому что не установлена четкая граница между языком и диалектом. Самая большая из называемых учеными цифр — 7168. Причем половина языков в этом массиве находится под угрозой исчезновения просто в силу скорого исчезновения последнего его носителя.

Да и вообще число языков каждый день меняется, потому что каждый день умирает по три языка. А вот по поводу того, сколько новых языков рождается, что-то никто не пишет. Видимо, не рождается.

Две трети жителей Земли говорят всего на 40 языках, больше всего на китайском, испанском, хинди, английском, арабском, русском, португальском, французском и немецком. Интересно, что 193 народности, проживающие в России, используют приблизительно 295 языков и диалектов. Это оценки Института языкознания РАН.

Языки постоянно эволюционируют. Представьте, что на машине времени вы перенеслись в XII век, во времена Владимира Мономаха, Юрия Долгорукого, «Повести временных лет» и «Слова о полку Игореве». Вы с большим трудом поймете, если вообще поймете, язык, на котором будут говорить жители Древней Руси, наши предки.

А почему меняются языки? Они меняются под воздействием среды, как и люди. Здесь важную роль играет множество культурных факторов, традиции, взаимное влияние языков. А могут ли влиять на языки физические факторы окружающей среды? Например — температура за бортом, то есть климат?

Вообще, вопрос вполне логичный, ведь звуковые волны распространяются в воздухе. И чем он холоднее — тем он плотнее. А в более плотном воздухе звуковые колебания распространяются легче и дальше. А чем воздух теплее, тем он менее плотный, составляющие его молекулы газов подвижнее, разбегаются в разные стороны и рассеивают звук. Поэтому в теплом воздухе звук распространяется хуже.

Исследователи проанализировали несколько тысяч языков мира. Не вручную конечно, а с использованием автоматических аналитических инструментов. Наверное, без ИИ здесь не обошлось. Ученые оценивали частоту и громкость звуковых элементов в разных языках мира. А затем соотнесли полученные результаты с климатом, где обитают языки. И вывод подтвердил гипотезу.

Действительно языки, возникшие в более теплых регионах, как правило, громче, чем языки, произрастающие в более прохладных частях света. Ученые считают, что это связано с физическими свойствами воздуха, которые влияют на то, насколько легко воспроизводится и слышится речь.

Самые громкие и звонкие языки обитают вокруг экватора, в Океании и Африке. Наиболее резкий контраст с ними составляют языки на северо-западном побережье Северной Америки — у них самый низкий в мире уровень звучания. К тому же сухой холодный воздух мешает голосовым связкам правильно вибрировать, чтобы производить звонкие звуки. Но в холодном воздухе звонкие звуки и не нужны — тихие и глухие прекрасно распространяются в плотном воздухе (PNAS Nexus).

Впрочем, мы и так знаем, что южане отличаются громкими голосами. Сравните восточный базар и рождественскую ярмарку в Северной Европе или у нас в Санкт-Петербурге. Это разные звуковые ландшафты. И это знание можно использовать. Если исследователь сталкивается с неизвестным языком, то по его громкости-звонкости можно судить, откуда язык произошел — из теплых стран или холодных.

Так что наши горячие сибирские парни говорят негромко не потому, что у них нет темперамента, а потому, что незачем — плотный холодный воздух хорошо донесет до слушателя и тихую речь. Ни к чему тратить энергию, которая пригодится для чего-нибудь другого, например — чтобы согреться.

Кто бы мог подумать, что климат влияет на звонкость и громкость языка аборигенов? Но это еще одно крошечное доказательство того, что в природе все связано со всем.

Нанопластик в дафнии
Л.Н. Стрельникова
Ученые биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова изучили, как влияют наночастицы полистирола, одного из самых распространенных видов пластика, на водных обитателей — на рачка дафнию и на зеленую микроводоросль сценедесмус.
pic_2024_02_23.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Мы не раз писали о вездесущем микропластике, который проник во всё, включая яблоки и питьевую воду. По всему миру идут исследования, чтобы выяснить, сколько микропластика в реках и озерах, откуда мы берем воду для питья и где ловим рыбу.

Мы уже знаем, что в среднем количество частиц микропластика в поверхностных водах Байкала составляет 30 000 на квадратный километр. Это высокая степень загрязнения. Правда, она все равно не дотягивает до значений знаменитого озера Комо в Италии — там содержание частиц микропластика в пять раза больше. В Байкале это в основном частицы полиэтилена, полипропилена и полистирола. Они образуются, когда распадается пластиковый мусор (пакеты, канистры, бутылки из-под воды, пленка, одноразовая пластиковая посуда, дешевые китайские рыболовные сети).

Так что о микропластике в водоемах мы знаем уже много. Значительно меньше — о нанопластике, который трудно рассмотреть в воде в силу ничтожного размера частиц и понять, как он влияет на жизнь и здоровье водных микроорганизмов. Можно сказать, что количество нанопластика в природных образцах и его биологические эффекты практически не изучены. Но мы же понимаем, что нанопластик может накапливаться в тканях живых организмов и влиять на них не лучшим образом. Однако все это требует исследований.

И вот такое исследование выполнили ученые кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова в рамках проекта «Пластиковое загрязнение и его судьба в водных экосистемах».

Биологи изучали, как влияют наночастицы полистирола, одного из самых распространенных видов пластика, на водных обитателей — на рачка дафнию и на зеленую микроводоросль сценедесмус.

Можно сказать, что это был классический эксперимент. В минеральную среду с экспериментальными культурами микроводорослей добавляли эмульсию наночастиц полистирола (частицы размером 0,1 мкм и меньше) определенной концентрации и сравнивали, как изменяются жизненные показатели тестируемых организмов с таковыми контрольной группы, без пластика в среде. У дафний смотрели, как меняется ее плодовитость, размеры тела и выживаемость в зависимости от концентрации нанопластика. А у микроводорослей смотрели, как меняется эффективность фотосинтеза, численность и размер клеток.

Оказалось, наночастицы полистирола практически не влияли на выживаемость дафний. Но чем больше была концентрация наночастиц пластика, тем заметнее снижалась их плодовитость и тем мельче они становились.

У микроводорослей рассматриваемые показатели их жизнедеятельности менялись асинхронно — то один показатель просядет, то другой. Но в любом случае нарушения происходили и в микроводорослях.

И это очень важное наблюдение. Ведь и микроводоросли, и дафнии стоят в самом начале пищевой цепочки в пресноводных экосистемах, не говоря уже о том, что микроводоросль производит кислород для своей экосистемы. Так что чем хуже будут чувствовать себя микроводоросли и дафнии, тем серьезнее будут последствия для водных экосистем и их обитателей.

Исследования только начинаются. Биологам предстоит изучить, как влияют на водные экосистемы наночастицы разных массовых пластиков, а не только полистирола, и количественно оценить предельно допустимые концентрации этих чужеродных объектов в природных водоемах. Пожелаем удачи исследователям, которые взялись за сложную задачу. Результаты этих исследований ждет общество.

О чем рассказал комар в янтаре
Л.Н. Стрельникова
Янтарь с включениями — это настоящее сокровище для науки, послания из прошлого, посылки с образцами объектов природы возрастом десятки миллионов лет. Рассматривание и изучение янтарных пленников нередко позволяет сделать открытие. И вот — очередное, которое сделали энтомологи.
pic_2024_02_22.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

В каждой семье наверняка есть шкатулка с украшениями хозяйки. И в этой шкатулке обязательно найдется что-нибудь янтарное — колечко, сережки или бусы. Моя бабушка носила янтарные бусы и была абсолютно уверена, что янтарь благотворно влияет на щитовидку.

Во времена моего детства украшения с янтарем действительно были очень популярны. Но меня они никогда не привлекали. А вот что мы любили, так это охотиться за янтарем на Балтике. Ходишь по длинному пляжу Куршской косы и рассматриваешь камешки, которые выбрасывают морские волны. И обязательно найдешь мелкие кусочки янтаря. Плотность янтаря почти равна плотности морской воды, поэтому в соленой воде он всплывает, а в пресной — тонет.

Откуда янтарь в Балтийском море? Этот вопрос всегда занимал ученых и продолжает интересовать до сих пор. Гипотеза о происхождении янтаря, конечно, существует. Согласно ей в меловой период, 100 миллионов лет назад, когда человеком на Земле еще и не пахло, часть Балтики, примыкающая к Швеции, была сушей. Здесь произрастали могучие и богатые хвойные леса, которые сегодня называют янтарными.

Погодные условия на Земле в то время были суровые — ураганы и молнии травмировали сосны, случались повальные буреломы. И сосны выделяли янтарную живицу, которая закрывала раны на стволах, чтобы не проникали вредители и инфекция. В общем — заживляла раны. Янтарные капли смолы стекали, падали на подстилку, скапливались, смывались водой в реки, впадающие в древнее море. А потом янтарные леса накрыли воды Балтики, и они вместе со смолой ушли на дно. А там под действием морской воды и растворенного в ней кислорода смола заполимеризовалась и превратилась в твердый янтарь. Янтарные камешки скапливались в низинах и, когда вода уходила, покрывались слоями почвы. Но так ли все было на самом деле?

Вообще янтарь знали еще люди доисторической эпохи. Плиний Старший, например, считал, что это окаменевшая живица. Георг Агрикола, немецкий философ и химик Средневековья, поддерживал античного философа. И даже Михаил Васильевич Ломоносов пришел к такому же выводу. Так что оставим сомнения.

А чтобы окончательно убедиться в справедливости гипотезы, возьмем маленький кусочек янтаря и поместим его в пламя спички. Скоро мы почувствуем характерный запах сосновой смолы — ни с чем не спутаешь. Кстати, именно таким способом можно выявить янтарные подделки.

Самое крупное месторождение янтаря находится в Калининградской области в поселке Янтарный. Здесь залегает 90% мировых запасов янтаря. И если вы собираетесь в Калининград, обязательно запланируйте посещение Музея янтаря. Там много всяких янтарных чудес.

Но особая ценность музея — коллекция из нескольких тысяч экземпляров янтаря с включениями. Я имею в виду всяких букашек, таракашек, рыбешек, цветочков и листочков, которые в свое время прилипли к жидкой смоле, погрузились в нее и остались в ней навсегда. Там и окаменели.

Для науки это настоящее сокровище, послания из прошлого, посылки с образцами объектов природы возрастом десятки миллионов лет. Действительно, рассматривание и изучение янтарных пленников нередко позволяет сделать открытие. И вот — очередное, которое сделали энтомологи.

В их руки попали два образца ливанского янтаря из раннего мелового периода. В этих образцах были заключены два комара, самцы. Это самые старые из известных представителей комаров. Им по 100 миллионов лет. Они идеально сохранились в янтаре. Крылышки расправлены, лапки в разные стороны, и можно рассмотреть все мельчайшие детали. Этим и занялись счастливые ученые и обнаружили нечто удивительное.

Вообще, сегодня по всему миру обитает более 3000 видов комаров. Чтобы откладывать яйца, самка комара должна напиться крови. Для этого у нее есть специальные устройства, чтобы проколоть кожу животного и отсосать порцию. А вот самцы комаров кровь не пьют. Им достаточно нектара для выполнения своих супружеских обязанностей. Соответственно у них нет развитого ротового аппарата, как у самки. В общем — мужики-вегетарианцы и тетки-кровопийцы.

Но, как выяснилось, и в этом суть открытия, так было не всегда. Комары-мужики, окаменевшие в янтаре в начале мелового периода, были оснащены всеми устройствами, чтобы, как и самки, сосать кровь животных (Current Biology).

И теперь возникает вопрос — а что случилось? Почему у комаров-самцов изменилось пищевое поведение и они превратились в вегетарианцев, потягивающих цветочный нектар и не желающих пить кровь?

Вопрос озадачил энтомологов. Очень интересно, каким будет ответ. Вот так работает наука. Каждое новое исследование не только отвечает на вопросы, поставленные учеными, но и ставит кучу новых. Захватывающий процесс.

Ренессанс «кремлевской таблетки»
Л.Н. Стрельникова
Прошло 40 лет с момента создания т. н. «кремлевской таблетки». И вдруг видим в журнале «Science Advances» статью с таким названием — «Вибрирующий проглатываемый биоэлектронный стимулятор модулирует рецепторы растяжения желудка для иллюзорного насыщения». Специалисты из MIT разработали электронную таблетку VIBES — новое оружие в борьбе с эпидемией ожирения.
pic_2024_02_20-2.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Многие из вас наверняка помнят историю с «кремлевской таблеткой». Она появилась на рынке в 90-х годах, и ее представили как рассекреченное чудодейственное средство от всех болезней, которое создали специально для членов Политбюро ЦК КПСС.

Принимаешь такую таблетку — и не болеешь, и не стареешь. Помнится, тогда академик Е.И. Чазов, бывший глава Минздрава СССР, громко смеялся над этой конспирологической чушью.

А между тем таблетка была. Точнее, не таблетка, а стальная капсула, довольно внушительная, сантиметр в диаметре. Внутри капсулы — миниатюрный аккумулятор и микросхемка. Если эту капсулу проглотить, то она, попав в электропроводящую среду, включается и начинает вырабатывать слабые электрические импульсы с интервалом в несколько секунд.

Эти импульсы воздействуют на гладкую мускулатуру и вызывают в ней ответную реакцию в виде перистальтической волны. Она и перемещает капсулу по желудочно-кишечному тракту. Прибор естественным образом задерживается в тех местах, где моторика снижена, и именно там дольше воздействует на мускулатуру стенок. Вот так таблетка взбадривает кишечник и стимулирует его работу.

У этой капсулы есть название — автономный электростимулятор желудочно-кишечного тракта. Его создали в начале 80-х годов в Томском медицинском институте (ныне — Сибирский государственный медицинский университет) и НИИ полупроводниковых приборов. Главный разработчик электронной таблетки — профессор Виктор Филиппович Агафонников.

Разумеется, разработчики этой электронной таблетки точно обозначили область применения своего изобретения — стимулирование желудочно-кишечного трактата. Ни о каком омоложении, ни о каком средстве от всех болезней, которое регулярно принимают члены Политбюро, речь не шла. Всю эту красоту придумали продавцы с потенциалом будущих маркетологов. И это сработало — электронная таблетка отлично продавалась, чуть ли не по миллиону штук в год.

Кстати, в Первом Московском медицинском институте, который ныне называется Сеченовским университетом, в конце 90-х решили разобраться с этой таблеткой. Испытания показали, что электростимулятор действительно работает и вполне успешен при нарушениях работы пищевода, толстой кишки и желчевыводящих путей.

Пик продаж электронной таблетки пришелся на конец 1990-х — начало 2000-х годов и помог НИИ полупроводников в Томске выжить просто потому, что обеспечивал тогда почти 80% дохода всего института.

Вообще, сама идея электростимуляции желудочно-кишечного тракта имеет свою историю. Первые опыты в этой области проводили еще в конце XIX века, а уже в 1902 году в русском издании монографии Ф. Лежара «Хирургическая помощь в неотложных случаях» рекомендовано применять «электрическую машину» для лечения кишечной непроходимости. Впрочем, соответствующие приборы были в то время чрезвычайно громоздкими и неудобными и долго таковыми оставались.

В нашей стране наибольшее количество исследований в этой области пришлось на начало 1970-х годов. Тогда различные приборы и методы электростимуляции опять вошли в моду и их активно разрабатывали, особенно в Институте хирургии имени А.А. Вишневского, а также в Томском медицинском институте, в котором и был в 1980-х годах создан автономный электростимулятор желудочно-кишечного тракта, не имевший аналогов ни в России, ни за рубежом.

Прошло 40 лет с момента создания электронной таблетки. И вдруг вижу в американском научном журнале Science Advances статью специалистов из Массачусетского технологического института вот с таким названием — «Вибрирующий проглатываемый биоэлектронный стимулятор модулирует рецепторы растяжения желудка для иллюзорного насыщения».

Авторы пишут, что «разработали таблетку вибрирующего проглатываемого биоэлектронного стимулятора (VIBES), устройство для приема внутрь, которое выполняет вибрационную стимуляцию просвета для активации механорецепторов и воздействует на рецепторы слизистой оболочки…»

В общем — изобрели нашу «кремлевскую таблетку» сорокалетней давности. Американская капсула и выглядит так же, как и наша, — тот же сантиметр в диаметре. Разве что немного подлиннее.

Но не буду углубляться в технические подробности. Отличия в начинке наверняка есть. Главное здесь — назначение электронной таблетки. Американский вариант — это новое оружие против эпидемии ожирения, которая охватила 42% взрослого населения США. Как пишут авторы статьи, эта эпидемия «все больше истощает ресурсы здравоохранения, увеличивая частоту сопутствующих заболеваний, таких как диабет, гипертония, рак и болезни сердца».

Электронная таблетка, созданная американскими инженерами, — это новое оружие в борьбе с эпидемией ожирения. Человек, принимающий ее, ест значительно меньше и не толстеет.

Работу электронной таблетки VIBES изучали на йоркширских свиньях весом от 50 до 80 кг в возрасте от 4 до 6 месяцев. Вообще у человека со свиньями много общего. Оказывается, и анатомия их желудка аналогична нашей, человеческой. Итак, животным давали эту таблетку за 20 минут до еды. В результате экспериментальные свиньи поглощали в среднем на 40% меньше пищи, чем свиньи, которые проглотили неактивированную таблетку.

Как это работает? Когда вы съедаете большой объем пищи, ваш желудок растягивается и специальные механорецепторы в его стенках посылают сигналы в мозг. В ответ на них мозг дает команду вырабатывать гормоны сытости. В результате мы чувствуем насыщение и перестаем есть.

Кстати, желудок, полный жидкости, тоже может посылать подобные сообщения, вот почему сидящим на диете часто советуют выпивать стакан воды перед едой.

Так вот, вибрации электронной таблетки активируют те же механорецепторы в стенках желудка, которые в норме реагируют на растяжение.

Они посылают сигналы в мозг посредством стимуляции блуждающего нерва. В результате выделяются гормоны, которые дают понять животному, что оно сыто. Это чувство возникало даже тогда, когда животные проглатывали только одну таблетку, без еды.

Для тех, кто хочет похудеть или контролировать свой аппетит, такую электронную таблетку можно глотать перед каждым приемом пищи.

Текущая версия таблетки рассчитана на вибрацию в течение примерно 30 минут после попадания в желудок. Но исследователи планируют перейти на дистанционное управление таблеткой, чтобы включать ее или выключать по мере надобности.

А что же наша отечественная электронная таблетка, дожившая до 40-летия — до возраста зрелости? Она, слава Богу, жива и неплохо себя чувствует. Специалисты Научно-исследовательского института полупроводниковых приборов в Томске постоянно ее модифицируют и сейчас выводят на рынок очередную обновленную версию. Она, в частности, предназначена и для больных диабетом первого и второго типа, у которых понижена моторика желудочно-кишечного тракта.

Кроме того, разработчики добавили в электростимулятор новую функцию эндогенного электрофореза ионов цинка («Сибирум Zn»). В переводе на русский это означает, что при попадании в ЖКТ растворяется специальный слой на поверхности капсулы, содержащий цинк. В результате микроэлемент в ионизированном виде поступает в организм человека.

Приятно сознавать, что пусть даже в таком малом деле, как электронная таблетка, мы — мировые лидеры. Но в статье американских исследователей, которые рассказали миру о созданной ими вибрирующей таблетке — стимуляторе VIBES, я не нашла ссылки или упоминания нашей отечественной разработки сорокалетней давности. Почему я не удивлена?

Игры делают нас людьми
Л.Н. Стрельникова
Игры — важнейший инструмент становления человека. А какие игры — старомодные или современные цифровые — наиболее благотворно влияют на детей? Ученые психологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова решили поискать ответ на этот вопрос.
pic_2024_02_20-1.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

С удовольствием вспоминаю свое советское детство. Выходные дни мы проводили во дворе и были совершенно свободными — играли в казаки-разбойники, лазили через заборы, бегали по крышам гаражей, играли в мяч в вышибалы и штандер-стоп, играли в классики, это когда прыгаешь на одной ноге и толкаешь круглую коробочку из-под гуталина, набитую песком, из квадрата в квадрат, закапывали в землю клады-секретики, прикрывали сверху стеклышком, чтобы в любой момент можно было посмотреть на эту красоту из фантиков, бусинок и кусочков разбитого зеркала.

Игр было множество — и для двоих, и для троих, и для команды. Никто нас не контролировал. А когда была плохая погода, мы играли в настольные игры — шашки, шахматы. Когда есть сестра, играть в шашки и шахматы очень удобно. Часто к нам присоединялись взрослые. Они особенно любили играть в лото и подкидного дурака. В общем счастливые были времена.

Вообще, игры — важнейший инструмент становления человека. Так было, так есть и так будет. Правда, сегодня появились цифровые, компьютерные игры. Тут, кроме смартфона, никто не нужен. Уткнулся, скрючился — и играй.

Интересно, а какие игры — старомодные или современные цифровые — наиболее благотворно влияют на детей? На мой взгляд, ответ очевиден. Тем не менее ученые психологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова решили поискать ответ на этот вопрос.

В эксперименте участвовали 136 детей. Это были старшие дошкольники пяти — семи лет. Их разделили на экспериментальные группы в соответствии с типом игры: ролевые игры, игры с правилами, цифровые игры. И конечно, была контрольная группа. Исследователи постарались, чтобы группы были уравнены по полу, возрасту и начальному уровню развития детей.

В течение трех месяцев эти группы посещали игровые занятия, которые длились по полчаса. Одна группа играла, условно, в казаки-разбойники, другая — в настольные игры, третья — в цифровые. Сразу после окончания эксперимента ученые провели пост-тесты. А затем повторили эти тесты через четыре месяца, чтобы посмотреть отложенный эффект.

Что анализировали ученые? Развитие зрительной рабочей памяти и слухоречевой рабочей памяти, когнитивную гибкость, поведенческий сдерживающий контроль — то есть умение управлять своим поведением, саморегуляцию. Все это влияет на формирование у ребенка так называемых исполнительных функций, под которыми в психологии понимают постановку цели, планирование, контроль, а также использование обратной связи.

И вот результат. Как и следовало ожидать, устойчивый положительный, то есть благотворный, эффект на развитие ребенка убедительно продемонстрировали ролевые игры и игры с правилами, то есть настольные.

Кроме того, долгосрочные эффекты ролевых игр и игр с правилами были значительно выше, чем в контрольной группе, не говоря уже о цифровых играх. Так что с детьми надо играть в сюжетно-ролевые и настольные игры, если хотите, чтобы они гармонично и успешно развивались, чтобы их психика была устойчивой и формировалась правильно (International Journal of Early Childhood).

Впрочем, никакого открытия здесь нет. Эксперимент лишь подтвердил мнение выдающегося советского профессора МГУ Л.С. Выготского, что игры — это важнейший, ключевой фактор детского развития. Думаю, Лев Семенович одобрил бы принятый Госдумой закон, запрещающий мобильные телефоны в школах. Наконец-то Госдума позаботилась о самом главном — о детях, их развитии и образовании.

Пишут, что...
…помидоры и томатный сок могут избавлять от кишечных бактерий, таких как сальмонелла…
…прогулка на природе улучшает процессы исполнительного контроля в мозге помимо преимуществ, связанных с физическими упражнениями…
…женский половой гормон эстрадиол ответственен за то, почему женщины более восприимчивы к кокаиновой зависимости, чем мужчины…

…прогулка на природе улучшает процессы исполнительного контроля в мозге помимо преимуществ, связанных с физическими упражнениями (Scientific Reports)…

…помидоры и томатный сок могут избавлять от кишечных бактерий, таких как сальмонелла (Microbiology Spectrum)…

…соломинки для коктейля, изготовленные из биоразлагаемых пластиков, диацетата целлюлозы и полигидроксиалканоатов, полностью разлагаются в прибрежных водах океана за 20 и 15 месяцев соответственно, а вспененная версия этих пластиков — в два раза быстрее (ACS Sustainable Chemistry & Engineering)…

…козы, давно известные своими вокальными способностями, могут отличить радостно звучащий человеческий голос от сердитого (Animal Behaviour)…

…фотокатализатор из NiFe с атомным соотношением Ni/Fe, равным 7, позволяет достичь 98%-ной конверсии и 99%-ной селективности по CH4 в процессе превращения углекислого газа в метан (Science China Chemistry)…

…астма чаще встречается среди старшеклассников, употребляющих каннабис, по сравнению с теми, кто этого не делает (Pediatric Pulmonology)…

…исследователи идентифицировали два штамма пробиотиков, которые можно использовать для снижения веса у собак с ожирением (Microbiology Spectrum)…

…женский половой гормон эстрадиол ответственен за то, почему женщины более восприимчивы к кокаиновой зависимости, чем мужчины (Pharmacology Biochemistry and Behavior)…

…создан первый в своем роде материал, трехмерный кристаллический металл, в котором квантовые корреляции и геометрия кристаллической структуры препятствуют движению электронов и фиксируют их на месте (Nature Physics)…

…диета, богатая рыбой и овощами, с низким содержанием подслащенных напитков в возрасте одного года может быть ключом к защите кишечника от воспалений в будущем (Gut)…

…исследователи, применив технологию генетического редактирования CRISPR, вырастили засухоустойчивые помидоры, которые потребляют меньше воды при сохранении урожайности, качества и вкуса (PNAS)…

…искусственная поверхность из кремния, усеянная шипами толщиной 2 нм и высотой 290 нм, выводит из строя 96% попавших на нее вирусов в течение 6 часов (ACS Nano)…

…те, кто ищет любовь, могут добиться большего успеха, если они также ищут смысл в жизни, потому что люди с более высокой целью более романтически привлекательны в приложениях для знакомств (International Journal of Applied Positive Psychology)…

Пингвины во сне
Л.Н. Стрельникова
Все мы знаем, как важен сон. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают. А как животные с этим справляются? Например — птицы? Биологи решили разобраться с этим вопросом на примере диких пингвинов.
pic_2024_01_13.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Все мы знаем, как важен сон. Не выспался — и день насмарку, потому что голова не работает. В этом смысле очень тяжело молодым мамам. Первый месяц-два, когда детеныша надо кормить каждые три часа, о ночном сне можно забыть. И это тяжело, женщины знают.

А как животные с этим справляются? Например — птицы? Они вообще спят, когда у них детеныши и за ними нужен глаз да глаз круглые сутки? Ведь в любой момент может появиться какая-нибудь хищная тварь и утащит птенчика. Или сон не нужен птицам в принципе?

Сон нужен всем, у кого есть мозг. И птицы — не исключение. Биологи решили разобраться с этим вопросом на примере диких пингвинов на острове Кинг-Джордж в Антарктиде. В сезон размножения один родитель-пингвин должен постоянно охранять яйца, а затем и птенцов. От тех же хищных чаек. А другой отправляется на поиски еды, чтобы всех кормить. И эти поиски могут затянуться на несколько дней.

Исследователи оснастили 14 диких пингвинов датчиками и измерительными приборами и начали наблюдать за мозговыми волнами, напряжением мышц шеи, положением тела, движениями. Они заметили, что каждые 22 часа пингвины-родители меняются ролями — тот, кто охранял, уходит на охоту. И наоборот.

Мозговые волны, типичные для сна, показали биологам моменты, когда пингвины отправлялись в царство Морфея. Из предыдущих исследований биологи знали, что пингвины умеют спать только одним полушарием мозга. Другое остается активным, а соответствующий глаз — открытым. И все это подтвердилось. Но исследователи обнаружили кое-что новое и удивительное.

Выяснилось, что фазы сна у пингвинов — с обоими полушариями мозга или с одним — длились в среднем всего четыре секунды каждая. Четверть всех пингвиньих дремот занимала меньше десяти секунд. А самый долгий сон тянулся целых 34 секунды.

А вот еще одна поразительная цифра. Как вы думаете, сколько раз в день засыпали пингвины? Не поверите — тысячи раз в день! И хотя сны были коротенькими, суммарно пингвины накапливали почти 15 часов в день, в течение которых спали с одним или обоими полушариями мозга. Так что каждое полушарие мозга получало от одиннадцати с половиной до двенадцати часов сна в день. Причем особенно фрагментированным был сон у того родителя, кто оставался сторожить гнездо.

А влияет ли расположение гнезда в колонии на качество сна пингвинов? Главный хищник, угрожающий потомству пингвинов, бурый поморник, предпочитает нападать на кладки на окраинах колонии. Логично предположить, что пингвины с гнездами в центре колонии находятся в более выгодном, то есть в более защищенном положении и могут позволить себе поспать подольше.

Но оказалось все ровно наоборот. Пингвины с гнездом посередке колонии спали даже с большими урывками, чем их сородичи на окраине. И это можно объяснить. С одной стороны, в центре колонии очень шумно, попробуй тут заснуть. А с другой стороны, пингвины на окраине более бдительные и более напряжены, потому что их гнезда более уязвимы. В результате они сильнее устают и им требуется больше сна, чтобы восстановить силы и внимательность. А есть еще и фактор воровства. В центре колонии соседи под шумок воруют друг у друга маленькие камешки, из которых сложены гнезда.

Удивительно, что даже такой фрагментарный сон полезен. В данном случае — пингвинам, но не людям. Так погрузишься в такой четырехсекундный сон за рулем, и авария гарантирована. Не говоря уже о том, что фрагментарный сон у людей физиологи связывают с нейродегенеративными заболеваниями.

Какая же польза от этого знания? Фундаментальная. Такие исследования дают возможность понять, как происходит регуляция сна у животных, и, в конечном итоге, у человека.

Я, конечно, не пингвин и секундный сон меня категорически не устроит. Уж если спать, то по-человечески, мои законные восемь часов. Наверное, я скорее медведь, потому что с приходом зимы и темноты мне все время хочется спать. Но про пингвинов, согласитесь, — интересно. Особенно вот этот сон с одним открытым глазом. Чего только не бывает!

Долгожители обязаны вирусам
Л.Н. Стрельникова
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которые в нем обитают.
pic_2024_01_12.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Однажды журналист спросил француженку, которой перевалило за сто лет:

— В чем секрет вашего долголетия? Наверное, вы никогда не курили, не пили и придерживаетесь особой диеты? Занимались спортом?
— Нет, конечно. Я не спортивный человек, даже зарядку не делаю, хотя следовало бы. Курила в молодости, когда это было модно, никакой особой диеты не придерживаюсь, а рюмочку хорошего спиртного и сейчас с удовольствием выпиваю.
— Так в чем же секрет?
— Я никогда ни с кем не спорила.
— Но это невозможно! Нельзя прожить большую жизнь и ни с кем ни разу не поспорить!
— Хорошо — спорила.

Отличный совет, и я вполне допускаю, что он работает, хотя бы отчасти. Потому что факторов, влияющих на долголетие в той или иной мере, на самом деле много. И мы их знаем: хороший сон, физическая активность, сбалансированное питание, отказ от вредных привычек и так далее. Но почему же при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет?

Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, а оно насчитывает около тысячи видов микроорганизмов, которые в нем обитают. Это наши важнейшие соседи по квартире, наши симбионты, которые расщепляют и перерабатывают сложные вещества, поступающие с пищей, и извлекают из них все полезное, что нужно нашему организму. Иными словами, полноценное пищеварение без них невозможно.

Это сообщество называют микробиомом, его активно изучают, и многое мы уже знаем. Но если есть бактерии, то неизбежно должны быть и бактериальные вирусы. И действительно, наш кишечник содержит миллиарды бактериальных вирусов! Сообщество вирусов в кишечнике в науке называют «виромом». Вирусы совершенно не интересуются клетками человека, им нужны только бактерии. Они влезают в бактериальные клетки и встраиваются в их геном.

Исследователи решили сосредоточить внимание именно на бактериальных вирусах кишечника. В эксперименте участвовали 176 здоровых японских долгожителей, которым уже стукнуло 100 лет. У них взяли соответствующие пробы из кишечника и стали смотреть, как там обстоят дела с вирусами.

И оказалось, что у этих столетних японцев разнообразие бактерий и вирусов в кишечнике гораздо больше, чем у здоровых взрослых людей старше 18 лет, включая тех, кому за шестьдесят. Значит, высокое разнообразие микробов и вирусов в кишечнике продлевает жизнь. Но как?

Вирусы, которые нашли у здоровых японских долгожителей, пролезали в бактериальные клетки, встраивались в геном и начинали управлять их поведением — стимулировать размножение бактерий, ускорять превращение разных веществ в кишечнике, что, несомненно, стабилизирует кишечную флору и противодействует воспалению (Nature Microbiology).

Получается, что вирусы усиливают бактерии и тем самым положительно влияют на здоровье человека. И вывод напрашивается сам собой — давайте подсаживать людям в кишечник те вирусы и бактерии, которые усилят микробиом, защитят здоровье и продлят жизнь.

Да, эта идея логична и очевидна. Однако прежде, чем она войдет в практическую медицину, надо провести масштабные исследования всех этих сотен видов кишечных бактерий и бактериальных вирусов, чтобы понять, какие сочетания работают. Но это все же лучше, чем перспектива редактировать геном человека, чтобы продлить ему жизнь. Как видите, и от вирусов нам есть польза.

Сердце требует движения
Л.Н. Стрельникова
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.
pic_2024_01_11.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Вы наверняка знаете, что сердечно-сосудистые заболевания, а это все болезни сердца и кровообращения — причина смертности номер один во всем мире. Сегодня каждая третья смерть связана именно с этим, чаще всего это ишемическая болезнь сердца.

Огромное количество исследователей во всем мире изучает эту проблему и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.

Очередная статья недавно появилась в «Европейском кардиологическом журнале» (European Heart Journal). Ученые решили посмотреть, как двигательное поведение в течение дня связано со здоровьем сердца. В исследовании приняли участие больше 15 тысяч человек из пяти стран. Каждый участник использовал устройство, закрепленное на бедре. Это устройство измеряло активность участника в течение суток.

А кроме того, ученые фиксировали шесть классических показателей здоровья сердца, принятых в мировой практике — индекс массы тела, окружность талии, уровень хорошего холестерина, его отношение к общему холестерину, уровень триглицеридов и гликированный гемоглобин.

Что делал каждый участник эксперимента? Он жил своей обычной жизнь, которая по большей части была сидячей. Но теперь он добавлял в свой распорядок умеренную физическую активность.

И что же показали наблюдения? Полагаю, вы догадались. Да, замена сидячего образа жизни даже на пять минут умеренной активной деятельности заметно повлияла на здоровье сердца.

Исследователи рассказывают о 54-летней женщине, которая участвовала в эксперименте. Она заменила 30 минут в день сидения и лежания на диване на умеренные или энергичные упражнения. И даже этой малости хватило, чтобы ее индекс массы тела за неделю уменьшился, а уровень гликированного гемоглобина понизился на 3,5%.

А что это за умеренная физическая активность? Это быстрая ходьба или легкий бег, кому что нравится. Отлично работает лестница, по которой можно подниматься и опускаться несколько раз, зарядка. Вариантов много. И все они полезны.

Всего лишь несколько минут умеренной активности в день могут снизить ваши шансы на сердечный приступ или инсульт.

Тут главное без фанатизма. Вносите ту умеренную физическую активность, которая вам нравится и которой вы точно будете заниматься постоянно. Главное помнить о ключевом правиле — поможет все, что ускоряет ваш пульс.

Кстати, об этом знали еще в Средние века. Вот что по этому поводу говорил опытный и мудрый Авиценна (Ибн Сина), персидский учёный, философ и врач: «Физические упражнения могут заменить множество лекарств, но ни одно лекарство в мире не может заменить физические упражнения».

Фантастический телескоп
Л.Н. Стрельникова
Два года назад NASA запустило в космос уникальную инфракрасную обсерваторию, до сей поры невиданную — телескоп Джеймс Уэбб. Мы уже рассказывали об этом, но не грех и повторить, потому что это настоящее рукотворное чудо.
pic_2024_01_10.jpg
Иллюстрация Петра Перевезенцева

Два года назад, 25 декабря 2021 года, NASA запустило в космос уникальную инфракрасную обсерваторию, до сей поры невиданную — телескоп Джеймс Уэбб. В этом международном проекте, стоимостью 10 миллиардов долларов, участвовало более 20 тысяч ученых, инженеров и конструкторов из 17 стран мира. Он в десять раз дороже и в два раза легче телескопа Хаббл.

Через месяц после запуска, 24 января прошлого года, телескоп прибыл в пункт назначения, в точку Лагранжа L2 между Солнцем и Землей. Она находится на расстоянии 1,5 миллионов километров от Земли — это в три раза дальше, чем Луна. Телескоп завис в этой точке и начал сам разворачиваться.

Я уже рассказывала об этом, но не грех и повторить, потому что это настоящее рукотворное чудо. Представьте себе конструкцию размером 14 на 20 метров. Наверное, это где-то пятая часть футбольного поля. В ее основании — платформа, на которой установлены приборы: камеры, спектрометры, датчики. А над платформой возвышается гигантский цветок, похожий на подсолнух.

Это — главное зеркало телескопа диаметром 6,5 метров. Оно почти в три раза больше, чем у Хаббла. А чем больше зеркало, тем лучше видит телескоп. Зеркало выложено из 18 шестиугольных сегментов из позолоченного бериллия. Поэтому зеркало-цветок желтое, даже золотое. А в целом напоминает фрагмент пчелиных сот или фасеточный глаз мухи.

Над платформой натянут пятислойный защитный экран — пять гигантских простыней, одна над другой, каждая толщиной в человеческий волос. Сделаны они из полимерного материала каптона. Это — полиимид, хороший диэлектрик, его создала компания DuPont еще в 1960-х годах. Такой экран защищает зеркало и датчики телескопа от космического излучения и солнечной засветки.

Наконец, у этой конструкции есть 12 реактивных двигателей, которые могут корректировать положение телескопа в пространстве и наводить его на нужные исследователям области Вселенной. Питаются они жидким ракетным топливом на основе гидразина и тетраоксида азота. А электроэнергией обсерваторию обеспечивают солнечные панели.

И вот это всё весом шесть с половиной тонн отправили в космос в компактном виде. Представьте себе, что упаковку нового шкафа в разобранном виде забросили в космос и он там сам собрался в готовое изделие. Хотя шкаф-то попроще будет. Фантастика? Да. И тем не менее именно это произошло с телескопом Уэбб.

Разработчики потом рассказывали, что они заранее определили 344 возможных сбоя при развертывании зеркал и вводе телескопа в эксплуатацию, и каждый из них мог иметь фатальные последствия. Сидели и с ужасом ждали, когда же один из предусмотренных сбоев произойдет. Но не произошло ни одного! И это совершенно поразительно и в это трудно поверить.

Научные исследования на Уэббе начались в июле прошлого года, и на головы астрономов и астрофизиков посыпались новые данные. А чем, собственно, этот телескоп лучше того же Хаббла? Во-первых, Хаббл в сто раз менее мощный. Во-вторых, Хаббл видит объекты только в оптическом и ультрафиолетовом диапазоне, а новый телескоп Уэбба работает в инфракрасном.

Иными словами, у них разное зрение, поэтому один видит то, чего не видит другой. И надо сказать, что зрение у телескопа Уэбб гораздо лучше, чем у Хаббла — они видит события, которые происходили во Вселенной через 180 миллионов лет после Большого взрыва, а Хаббл — через 400 миллионов лет. А какие это события? Рождение первых звезд и галактик.

Прошло почти полтора года научных исследование на телескопе Уэбб. И сейчас мировое сообщество астрономов активно обсуждает результаты, полученные с помощью этого телескопа.

Более 83% времени телескоп работает на астрономические исследования, а 15% времени уходит на поворот оптики и коррекцию. Астрономов, желающих поработать на телескопе, огромное количество. Но, увы, в сутках всего 24 часа, потому время на телескопе перебронировано в несколько раз.

Однако многие фотографии и данные доступны, поэтому широкий круг астрономов, которым не удалось получить время на телескопе, могут участвовать в их интерпретации и обсуждении. Что, впрочем, не особо симпатично тем астрономам, которые придумали и спланировали исследование на телескопе.

Все астрономы в один голос утверждают, что обсерватория работает очень здорово. Все отмечают невероятную мощь и чувствительность телескопа и его датчиков, высокое качество данных, а также великолепие изображений. Разработчики утверждают, что качество изображения, которое выдает телескоп, почти вдвое превзошло ожидания и прогнозы.

Но не все так радужно. Проблемы, конечно, есть. Космическое пространство — это отнюдь не пустой вакуум, здесь носятся микрометеориты, которые так и норовят что-нибудь испортить. За время пребывания в космосе телескоп Джейм Уэбб больше 60 раз подвергался атакам микрометеоритов. А шестиметровое зеркало — отличная мишень для обстрела.

Конечно, эти столкновения учитывали, их прогнозировали. И прогноз их количества — два-три в месяц — подтвердился. Но действительность, как известно, сложнее и богаче. В мае прошлого года в зеркало врезался микрометеорит, сила удара которого была в 120 раз больше, чем предполагали и рассчитывали. Но система устояла и компенсировала этот удар дополнительной настройкой зеркальных сегментов. Так что, слава Богу, система устойчива. А если еще избегать лобовых столкновений с микрометеоритами, что возможно с помощью маневров, то и вовсе будет отлично.

Есть хорошие новости и о сроке жизни телескопа Уэбба на орбите. Исходно полагали, что телескоп проработает не больше 20 лет. Потом закончится топливо, и он не сможет маневрировать и корректировать курс. Но на деле оказалось, что телескоп настолько точно был выведен в точку Лагранжа, что корректировка потребовалась небольшая и много топлива осталось неизрасходованным. Так что его должно хватить уже не на 20, а 25 лет. А там, глядишь, придумают какого-нибудь робота-дозаправщика, который полетит и подбросит жидкое топливо телескопу.

Первые изображения глубин Вселенной телескоп Уэбб выдал 12 июля 2022 года. С тех пор опубликовано около 1 000 научных статей, основанных на данных телескопа. Они затрагивают практически все области астрономии. Вот лишь несколько примеров.

Наблюдения космического телескопа Джеймс Уэбб (JWST) показали, что на поверхности Европы, одном из ледяных спутников Юпитера, присутствует углекислый газ, который поступает из океана подо льдом, а не доставляется метеоритами.

Астрономы давно рассматривают Европу как одно из наиболее вероятных мест, где может возникнуть жизнь. Однако до сих пор ученые не были уверены, что в ее океане содержится углекислый газ, необходимый для жизни.

Массивная газовая планета WASP-17b, находящаяся на расстоянии 1300 световых лет от Земли, настолько горячая (1500°С), что ее облака состоят из кристаллов кварца. Это удалось рассмотреть с помощью телескопа Джеймс Уэбб. Он также позволил увидеть, как в результате взрыва от столкновения двух нейтронных звезд, рождаются редкие тяжелые элементы, включая редчайший на Земле теллур.

Космический телескоп Джеймс Уэбб (JWST) обнаружил в ранней Вселенной более 1500 галактик, напоминающих наш плоский Млечный Путь, похожий на диск. Оказалось, что дисковые галактики встречаются в ранней Вселенной в десять раз чаще, чем считали ранее астрономы (The Astrophysical Journal).

Астрономы увидели, что первичных галактик, которые образовались вскоре после Большого взрыва, гораздо больше и они гораздо более яркие, чем прогнозирует Стандартная космологическая модель. И очень может быть, что эту самую Стандартную космологическую модель нужно будет пересмотреть. Ну что ж, истина рождается как ересь и умирает как заблуждение. Таков путь научного познания.

< 1 2 3 4 5 >
Разные разности
Исполины против микропластика
Ученых интересует, как ведет себя микропластик в разных средах и как от него защититься или избавиться. И тут пришла подмога, откуда не ждали. Руку помощи с узловатыми крючковатыми пальцами протянули нам дубы.
Светящаяся петуния
Что вы скажете по поводу петунии, чьи цветки светятся в темноте подобно светлячкам? Скажете — небывальщина? Нет. Такие петунии уже появились на рынке. И появились они благодаря российской биотехнологической компании «Планта».
«Царица полей» против мышьяка
У кукурузы как кормовой культуры есть масса достоинств. Недавно ученые обнаружили у нее еще одно необычное свойство. И связано оно с мышьяком.
Живая музыка против консервированной
Музыка — это великолепный инструмент, который при умелом использовании позволяет нам перенастраивать свой мозг, регулировать состояние нервной системы, быстро переключиться и давать мозгу возможность отдохнуть. Но здесь возникает вопрос. Если сл...