Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Прогресс в науке зависит от эволюции инструментов исследования. Каждый новый, более совершенный аналитический прибор позволяет ученым заглянуть глубже в объект исследования, рассмотреть новые важные детали, прежде недоступные наблюдению, и сделать еще один шаг в познании мира.

Таким инструментом стал масс-спектрометр ROSINA, созданный международным коллективом ученых в Институте физики Бернского университета. В 2004 году этот прибор установили на космическом аппарате Rosetta Европейского космического агентства и направили к комете 67P/Чурюмова — Герасименко, известной еще как Chury.

Rosetta должна была встретиться с кометой, лечь, что называется, ей на хвост и изучить элементный, изотопный и молекулярный состав ее атмосферы и ионосферы. Встреча состоялась в 2014 году. В течение двух лет Rosetta сопровождала комету Чури в качестве ее квазиспутника на расстояниях 3—300 км и работала.

Данных получено очень много. Их анализируют, интерпретируют, изучают, все это требует времени. И вот недавно еще одну порцию результатов опубликовали химики из Института физики Бернского университета в Nature Communications. Результаты вполне впечатляющие.

Но прежде давайте напомню, что это за комета. Комету открыл в 1969 году советский астроном Клим Чурюмов. Открыл, как часто бывает, случайно. Светлана Герасименко в Алма-Атинской обсерватории сделала снимки кометы Комас Сола. Чурюмов рассматривал снимки и возле краешка фотографии разглядел еще один едва заметный космический объект. Поначалу подумал, что это фрагмент Комас Солы. Но изучение последующих снимков однозначно показало, что это другая комета со своей траекторией.

Комета 67P/Чурюмова — Герасименко — короткопериодическая комета с периодом обращения вокруг Солнца примерно 6 лет и 7 месяцев.  Индекс 67P как раз и означает, что это 67-я открытая короткопериодическая комета. Ее объем — 25 км³, вес около 10 млрд тонн. Движется она со скоростью 18 км/с.  Для сравнения: Земля летит со скоростью 30 км/с.

Теперь благодаря миссии Rosetta мы знаем, что эта комета, смесь космической пыли и льда, буквально напичкана органикой. Масс-спектрометр увидел ее, когда комета подошла к Солнцу максимально близко. И поверхность этого «грязного снежка», так часто называют кометы астрономы, начала активно таять, в атмосферу кометы стала выбрасываться пыль, а из нее начали улетучиваться органические вещества, причем не только легкие, но и более тяжелые и крупные молекулы.

Конечно, в этом богатейшем компоте присутствовали вещества, которые регистрировали в космосе и прежде, — суперлетучие CO₂, NH₃ или H₂O. Но плюс к этому химики нашли еще несколько десятков самых разных органических веществ.

Оказалось, что в комете есть углеводороды, представляющие практически все классы органических соединений, — алканы и алкены, спирты и эфиры, альдегиды и карбоновые кислоты, циклические, ароматические и гетероциклические соединения.

Еще в 2014 году из набора данных Rosetta исследователи выявили 16 веществ, причем четыре из них — метилизоцианат, ацетон, пропаналь и ацетамид — ранее на кометах не встречали.

А сейчас, в публикации этого года, обнародован список еще из нескольких десятков соединений, включающих этилен, пропен и циклопропен, циклобутен и циклобутан, циклопентан и циклопентадиен, циклогексен и его производные, бензальдегид, бензиловый спирт, пропановая и безнзойная кислоты… Эти и другие вещества в космосе обнаружили впервые.

Но это вполне себе земные вещества: нафталин с характерным запахом из бабушкиного сундука, бензойная кислота, натуральный компонент благовоний, бензальдегид, придающий миндальный вкус пищевым продуктам, и многие другие.

Ансамбль кометной органики имеет средний состав C1H1,56O0,134N0,046S0,017, который включает в себя цепочечные, циклические и ароматические углеводороды в приблизительном соотношении 6:3:1.

Это исследование опровергло некоторые представления о кометах. Например, что в кометах органика присутствует в виде полимеров. — Нет. Что в кометах нет ароматики. — Есть. Исследование также показало, что космическая пыль, из которой состоит ядро кометы вперемежку со льдом, содержит минералы и тяжелую органику в равных пропорциях.

А еще химики обнаружили в комете вещества с так называемой пребиотической функциональностью, например формамид. Такие соединения — важные промежуточные звенья в синтезе биомолекул, например сахаров или аминокислот. Химики из Берна считают, что кометы — эти курьеры с холодильниками за спиной, доставляющие органику по всей Вселенной, — способствовали возникновению жизни на Земле.

Ну что ж, миссия Rosetta ставила своей целью найти в кометах молекулы жизни. Нашла. Миссия выполнима.

…комплекс ацетилена (C₂H₂) и оксида углерода (CO), распространенных в космосе, может служить подходящей «заготовкой» для синтеза сложных органических молекул в условиях вселенского холода и космического излучения (Journal of the American Chemical Society)…

…по современным оценкам, флора России насчитывает около 12,5 тысяч видов (Депозитарий живых систем, МГУ имени М.В. Ломоносова)...

…алмазный датчик на лазерной основе, который может измерять магнитные поля в десять раз точнее, чем стандартные методы, позволит создавать гораздо более точные карты активности мозга и нарушений в нем (Science Advances)…

…в прудах более высокие естественные концентрации питательных веществ и более высокие потоки метана (Scientific Reports)…

…температура в Арктике растет в четыре раза быстрее, чем глобальное потепление (Geophysical Research Letters)…

…около половины оплодотворенных яйцеклеток погибает очень рано, еще до того, как мать узнает, что она беременна (PLOS Biology)…

…над тропическими регионами с 1980-х годов находится озоновая дыра, которая в семь раз больше антарктической озоновой дыры (AIP Advances)…

…хиральные изомеры (энантиомеры) можно отличить друг от друга с помощью спирального рентгеновского излучения (Nature Photonics)…

…употребление одного авокадо в день в течение шести месяцев не добавило ни одного грамма жира на животе и в талии, однако несколько снизило уровень вредного для здоровья холестерина (Journal of the American Heart Association)…

…пропитка для ткани, содержащая ферменты, биодеградируемый антибиотик и наночастицы цинка и тантала, не только надежно защищает кожу человека от токсинов и микробов, но и уничтожает их (International Journal of Molecular Sciences)…

…самая быстрая известная звезда S4716 обращается вокруг черной дыры в центре нашего Млечного Пути всего за четыре года и с рекордной скоростью около 8 000 км/с (Astrophysical Journal)…

…литий-ионные аккумуляторы с электролитом из раствора дибутилового эфира и соли лития хорошо работают при низких и очень высоких температурах, сохраняя при этом много энергии (Proceedings of the National Academy of Sciences)…

…если вы хотите найти безопасный район для проживания, выберите тот, где жители доверяют друг другу и выгуливают много собак (Social Forces)…

Иллюстрация Александра Кука

Знаете ли вы, что такое сексуальный каннибализм? Это явление очень распространено в природе. И заключается оно в том, что самка после сеанса любви съедает самца. Так поступают многие паучихи, некоторые комары и мухи. Самка богомола обгрызает сочные крылышки партнера во время спаривания и превращает его в инвалида без шанса выжить.

Зачем они это делают? Не от страсти и не ради удовольствия. А все ради будущего потомства. Паучихе нужно хорошо питаться, чтобы в положенный срок после спаривания, а это не больше месяца, отложить много яиц в коконы, которые сама же и сплела из паутины. Ей нужно запастись как можно большим количеством белков и аминокислот, которые необходимы для вынашивания будущего потомства. И откладывать трапезу не рекомендуется. Поэтому самка пожирает первое, что подвернулось после спаривания, то есть самца, который зачастую меньше женской особи.

Так что для пауков любовь кусается в прямом смысле этого слова. Большинство самцов относятся к этому покорно, как к нормальному ходу вещей. Ведь главная цель его жизни — передать свои гены потомству. А дальше можно и на плаху.

Но есть пауки, которых такое положение вещей не устраивает. И они стараются удрать в самый последний момент. Паук-ткач изобрел трюк, который помогает избежать печальной участи. Можно сказать, что он совершает фигуру высшего пилотажа — стремительно катапультируется, чтобы самка и моргнуть не успела.

Этот трюк попытались разглядеть китайские исследователи из Университета Хубэй в Ухани. Оказалось, что катапультирование происходит так быстро, что обычная камера не может четко зафиксировать детали. Потребовалось видео высокого разрешения. И вот как выглядел впечатляющий побег.

Паук отталкивался от паучихи первой парой ног, у которых по-особому устроен сустав. Толчок получается такой сильный, что позволяет пауку-самцу взлететь над партнершей за доли секунды. При этом он развивает скорость до 90 сантиметров в секунду. Да еще и бешено вращается вокруг своей оси, совершая 175 оборотов в секунду. Он как будто ввинчивается в воздух, и ухватить такую вертушку паучиха не может.

Исследователи наблюдали за 155 успешными спариваниями. В большинстве случаев самцы катапультировались. Только у трех что-то не заладилось, удрать не удалось, и самки тут же их съели. Еще 30 самцам биологи помешали катапультироваться. И они стали жертвами — самки убили их и съели.

А те пауки, что удрали, продолжили распространять свой генетический материал с помощью других самок. Собственно, в этом и состоит их жизненная цель — как можно шире и больше разбросать свои гены, очаровывая все больше и больше паучих. Вот так работает природа. И как тут не вспомнить, что человек, а точнее, мужчины — ее неотъемлемая часть.

Иллюстрация Александра Кука

Начну с истории, которая случилась в «Химии и жизни» в те времена, когда еще не было электронной почти. Возможно, кто-то из читателей ее помнит. Мы решили объявить конкурс на экспериментальное решение основного вопроса философии: что первично — материя или сознание?

Шуточный, конечно, конкурс, но, как известно, в каждой шутке есть доля шутки. Читатели у нас серьезные, поэтому мы предупредили, что просим диссертации и многостраничные размышления на конкурс не присылать. Пожалуйста, коротко и по существу.

Но конечно, несмотря на просьбу, нам присылали и диссертации, и пространные рукописи. В общем, созерцая эту гору объемных материалов, мы приуныли. Пока наконец почта не принесла в редакцию тонкий конверт.

В нем лежал всего один листок. А на нем — долгожданное экспериментальное решение основного вопроса философии — всего в нескольких строчках.

Не помню, к сожалению, кто был автором этого шедевра. Но сам шедевр запомнила навсегда. Вот он. Насладитесь. Женщина стояла в длинной очереди за материей. Когда подошла ее очередь, материя закончилась и женщина потеряла сознание. Вывод: материя первична, сознание вторично. Понятно, что автор этого изящного логического построения стал победителем конкурса.

Я вспомнила об этом, когда прочитала свежую научную статью израильских ученых о том, как возникает притяжение между людьми и как складываются пары. Ученые уверены, что взаимная симпатия с потенциальным партнером зависит от того, насколько хорошо они могут синхронизировать свои тела. И этот вывод они сделали на основании эксперимента, без которого в науке никуда.

Ученые наблюдали за 46-ю первыми свиданиями мужчин и женщин, которые длились всего пять минут. То есть это были экспресс-свидания. На каждого участника надели специальный браслет, который фиксировал уровни физиологической регуляции. Видимо, речь идет о пульсе, потоотделении и тому подобном.

Видеокамеры подмечали, как менялось поведение партнеров — движение рук и ног, положение тела, головы. Сопоставляя данные мужчины и женщины в каждой паре, ученые делали вывод о степени синхронизации их тел.

А после встречи участники свидания оценили свой романтический интерес и сексуальное влечение, которые они почувствовали друг к другу. Исследование ясно показало, что, когда пары синхронизируют свою физиологию друг с другом и адаптируют свои движения к партнеру во время свидания, они испытывают романтическое влечение друг к другу.

Иными словами, если все приборы показывали, что мы видим синхронизацию участников свидания, то вслед за ней обязательно последует симпатия друг к другу, они почувствуют притяжение и из них сможет получиться пара.

И вот тут-то я и вспомнила основной вопрос философии. Из чего следует, что участники эксперимента сначала начали синхронизироваться и только потом, в результате этой синхронизации, почувствовали притяжение друг к другу?

Я-то уверена как раз в обратном. Симпатия с первого взгляда, пока еще неосознанная и подсознательная, и заставляет участников свидания идти навстречу друг другу, синхронизироваться.

В общем, решение основного вопроса философии по-прежнему остается на повестке дня. Ну а то, что мы хотим понравиться человеку, который нам симпатичен, и начинаем под него подстраиваться, — это ясно и без всякого научного эксперимента.

Иллюстрация Александра Кука

Не так давно, девять лет назад, в науке появился новый термин «пластисфера». Вообще-то в науке постоянно рождаются новые термины, и нам совершенно необязательно следить за изменениями научного языка — это внутреннее дело научного сообщества. Однако термин «пластисфера» описывает очень широкое и прогрессирующее явление, последствия которого могут быть как хороши для нас, так и плохи. Мы коротко писали об этом, но исследования продолжаются, и к этой теме мы будем возвращаться вновь и вновь.

Для начала напомню, что такое пластисфера. Это жизнь, которая обитает на поверхности пластикового мусора в океане. В сущности, это новая экосистема, которая объединяет огромное разнообразие различных микроорганизмов.

Термин «пластисфера» появился в 2013 году, когда ученые из Королевского института Нидерландов исследовали, как пластик влияет на экосистему Атлантического океана. Тогда-то и обнаружили богатое микробное сообщество на поверхности плавающего пластикового мусора. Тогда же профессор морской микробиологии Линда Амарал-Зеттлер придумала слово «пластисфера». И оно прижилось в научном языке.

А почему пластисфера касается только плавающего в океане мусора? Да потому, что почти весь выброшенный пластик, если он не переработан или не сожжен, рано или поздно с помощью рек попадает в Мировой океан. 90% пластика в океан приносят 122 самые загрязненные реки с разных континентов.

Можно сказать, что океан — это гигантская воронка, втягивающая в себя пластиковый мусор. Конечно, что-то остается захороненным в земле и не попадает в океан. Но в целом это — малая часть, хотя и на пластике в почве тоже заводится жизнь.

Согласно исследованию нидерландского фонда Ocean Cleanup, каждый год человечество использует более 320 млн тонн пластика — по 40 килограммов на каждого жителя Земли. В основном это одноразовые бутылки и стаканы из полиэтилентерефталата, пакеты и упаковки из полиэтилена, полипропилена, полистирола и полиуретана. Сразу после использования их выбрасывают на свалки, в реки, а то и прямо в моря — за борт.

70% такого мусора тонет, а оставшаяся часть болтается в морской воде на разной высоте и потихоньку деградирует, распадаясь на мельчайшие кусочки с миллиметровыми и микрометровыми размерами. Микропластики (фрагменты диаметром менее 5 мм) составляют 90% пластикового мусора, обнаруженного на поверхности океана.

Эти ничтожные частицы глазом не увидишь, и оценить их количество обычными методами невозможно. Поэтому сегодня уже придуманы лазерные технологии, позволяющие посчитать, сколько такого невидимого микропластика болтается в воде морей и океанов. Много. Но дело не только в подсчете.

Частицы микропластика — богатейший объект для исследования, потому что их поверхность действительно густо населена микроорганизмами. Ученые из Университета Ньюкасла внимательно изучили эти микробные сообщества и обнаружили новые типы бактерий, любящих именно пластик. Они прилипают к плавающим в морской толще частицам и начинают путешествовать автостопом через океан.

Этих глубоководных, любящих пластик бактерий не так много — всего 1% от общего бактериального сообщества, живущего в океане. Можно сказать, что это самая активная часть бактерий, которым надоело сидеть на одном месте, прицепившись к неподвижным камням. И они решили посмотреть мир, путешествуя по океану на бесплатном транспорте — легких частицах микропластика.

В результате эти бактерии распространяются по океану и попадают в те места, где прежде их никогда не было. В биопленках между микроорганизмами идет активный обмен генами, так называемый горизонтальный перенос.  А это могут быть опасные гены, например — устойчивости к антибиотикам. Некоторые из этих бактерий могут оказаться патогенными. Следовательно, пластик, мигрирующий в океане, может быть переносчиком инфекционных заболеваний.

Но, с другой стороны, именно в этих сообществах появляются микроорганизмы, которые научаются поедать пластик, разлагая его на составные части.

Вот что такое пластисфера. Ученые продолжают ее исследовать. И с особым тщанием — эту удивительную способность бактерий пожирать пластик. Природные бактериальные ферменты можно будет поставить на службу человечеству, чтобы решить наконец проблему утилизации пластикового мусора. 

Иллюстрация Александра Кука

Как вы думаете, сколько лекарств в ходу у человечества? Вряд ли кто-то знает точный ответ. Уже 45 лет Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) регулярно составляет примерный перечень основных лекарственных средств, которые считаются наиболее эффективными и безопасными. Первый перечень, появившийся в 1977 году, содержал 208 лекарств. А последний, 22-й перечень, составленный в прошлом году, содержит уже 479 препаратов.

Но это так называемые основные, базовые препараты, и это — лишь малая часть от общего количества лекарств, верхушка айсберга. Так что можно говорить о десятках тысяч фармпрепаратов, которые есть на мировом рынке. Короче — очень много.

Но проблема в том, что они есть не только на рынке. Они уже проникли и в природную окружающую среду. Джон Уилкинсон с коллегами опубликовали результаты масштабного экологического исследования. Ученые собрали пробы воды в 258 реках в 104 странах. Они хотели узнать, есть ли в воде компоненты лекарств. Не всех, конечно. Ученые для начала рассматривали список из 61 биологически активного вещества, которые входят в состав самых разных лекарств из 19 терапевтических групп — болеутоляющих, противовоспалительных, успокоительных и других.

Оказалось, что 53 вещества из списка присутствуют в пробах воды. Чаще всего встречались карбамазепин (противосудорожное средство), метформин (средство для лечения диабета 2 типа) и кофеин. Их нашли более чем в половине проб.

Тут, конечно, важен не только факт присутствия, но и концентрация веществ. Оказалось, что 11 из этих веществ находятся в заметных концентрациях — заметных для речных обитателей. Например, концентрации антибиотиков в поверхностных водах Европы и Китая превышают безопасные для речных экосистем.

В общем, почти в половине проб воды, взятых из рек по всему миру, присутствуют биологически активные компоненты лекарств в концентрациях, от которых можно ожидать экотоксикологических эффектов. Вот радость-то водорослям, дафниям и рыбам, которые никак не рассчитывали встретиться в природном водоеме с синтетической химией.

Но круговорот воды в природе никто не отменял, поэтому вода с примесями лекарств рано или поздно окажется в водопроводе. Оттуда микродозы биологически активных веществ попадут в наш организм и будут «тренировать» бактерии, чтобы те приобрели устойчивость к антибиотику.

И вот вопрос — а как лекарства попадают в природные водоемы?

Дело в том, что у лекарств есть срок годности. Срок истек — лекарства выбрасывают. На помойку. Или выливают в унитаз. А от канализации до реки, от свалки до грунтовых вод путь совсем короткий.

Недавно моя дочь навела порядок в моей аптечке и отобрала лекарства с истекшим сроком годности. Прежде чем нести их на помойку, я попыталась найти пункты, куда эти лекарства можно было бы сдать. Не нашла. Оказалось, что в России до сих пор нет централизованного сбора просроченных лекарств.

А между тем во многих западных странах в большинстве аптек и клиник работают пункты приема просроченных лекарств. Уничтожают их на специальных заводах, которые есть у каждой крупной фармацевтической корпорации, будь то «Мерк», «Пфайзер», «Рош» и другие.

Но есть хорошая новость от нашего союзника. Четыре года назад первый контейнер для сбора просроченных медпрепаратов установили в 40-й городской клинической поликлинике в Минске. Любой человек может принести и просто положить в контейнер просроченное лекарство. Когда емкость наполнится, содержимое отправится на унитарное коммунальное предприятие «Экорес», где отходы сожгут в специальном оборудовании.

Тот самый случай, когда нам необходимо срочно перенять  полезный опыт. А мы не должны забывать раз в полгода проводить ревизию своей домашней аптечки. Просроченные препараты могут доставить кучу неприятностей не только дафниям и рыбам, но и людям.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Наш жизненный опыт подсказывает нам, что добрые намерения не всегда приводят к хорошим результатам. Отсюда модные выражения — «причинить непоправимое добро», «каждое доброе дело должно быть наказано» и тому подобные. Еще одно подтверждение этого тезиса пришло из необычного научного исследования. В США считают, что один из надежных способов уменьшить число погибших в дорожных авариях — это постоянно информировать водителей о количестве жертв на дорогах. И не только считают, но и действуют, размещая эту информацию на специальных табло, расставленных вдоль дорог. Например — «1669 смертей в этом году на дорогах Техаса!» Предполагали, что лишнее напоминание должно мобилизовать водителя. Но оказалось всё наоборот!

Исследователи из Университетов Торонто и Миннесоты усомнились в эффективности этой методы и решили ее проверить. Сообщения о смертельных случаях на шоссе были показаны по крайней мере в 27 штатах США. Исследователи выбрали Техас, потому что там чиновники решили выдавать эти данные на табло в течение только одной недели в месяце. Поэтому была возможность сравнивать недели без сообщений и обычные. И вот что показал тщательный анализ.

Оказалось, что в течение именно той недели, когда табло сообщали водителям о жертвах на дорогах, было больше аварий по сравнению с неделями без них на 4,5%.

И вот общий итог. Сообщения о смертельных случаях вызывают дополнительные 2600 аварий и 16 смертей в год в Техасе, что обходится в 377 миллионов долларов ежегодно. Исследователи обнаружили, что чем больше жертв указано в объявлении, тем более оно вредоносно.

В чем же дело? Исследования показали, что самым опасным и аварийным становится участок в 10 км после табло, на котором водитель увидел информацию о жертвах на дорогах. Она его расстроила и отвлекла внимание от дороги. Причем чем больше количество жертв на табло, тем сильнее расстройство, и тем сильнее отвлечение от дороги, и тем серьезнее последствия. И понятно, что большинство дополнительных аварий случалось в январе, когда в сообщении указывали общее годовое количество. Это же был нарастающий от месяца к месяцу итог.

Исследователи также обнаружили, что аварии увеличились в тех районах, где интенсивность движения была высокая и требовала от водителей повышенного внимания.

Любое шоссе и автодорога — это объект повышенной опасности. Ничто не должно отвлекать внимание водителя, только указатели, дорожные знаки и информация о трафике. А все остальное, если оно отвлекает внимание, включая рекламу, хорошо бы убрать. По-моему, это должно быть ясно и без всяких научных исследований.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Изобретения не появляются на пустом месте. Чаще всего идея приходит в голову под давлением обстоятельств или случайных событий. Возьмем, к примеру, кулинарию.

Микроволновая печь, в которой мы разогреваем продукты, появилась на свет благодаря случаю. Ее изобретатель, американский инженер Перси Спенсер, в 1940-х годах работал над новыми радарами для военных целей и проводил опыты с магнетронами, которые генерируют СВЧ-излучение.

После очередного опыта Перси решил подкрепиться шоколадным батончиком. Полез за ним в карман халата и вместо батончика нашел там горячую шоколадную лужицу. Тогда Спенсер провел эксперименты с пищевыми продуктами и убедился, что магнетрон разогревает их.

Военно-промышленная компания «Raytheon», в которой работал Спенсер, получила патент на микроволновую печь в 1946 году, а первые печи высотой два метра и весом в 300 кг появились в ресторанах уже через год. Дальнейшая эволюция привела к тому, что теперь почти на каждой кухне стоят маленькие и компактные СВЧ-печи. С точки зрения молодежи, плиты может не быть, но без СВЧ — никак.

Другая кулинарная история, в общем-то — похожая, случилась в том же 1946 году в итальянском городе Альба. Ко дню города администрация Альбы заказала известному кондитеру Пьетро Ферреро сделать какие-нибудь необычные сладости. Специально к празднику Пьетро придумал рецепт нового пирожного из меда, масла и толченых орехов.

В День города на главной улице накрыли праздничные столы и разложили на них пирожные. Но в тот день было невероятно жарко, и, когда подтянулись горожане вкусить необычных сладостей, пирожные уже растаяли и расползлись.

Но как нередко бывает, ситуацию спасла находчивая супруга кондитера. Она не растерялась и стала намазывать жидкие пирожные на хлеб. Горожане распробовали, пришли в восторг и стали требовать добавки.  Так родилась шоколадная паста Ферреро, которая со временем эволюционировала и превратилась в широко известную в мире шоколадную пасту «Нутелла».

Консервы появились благодаря Наполеону, который в 1795 году объявил вознаграждение тому, кто придумает, как сохранить пищу для солдат в полевых условиях.

Упаковка для яиц родилась в Канаде в 1911 году благодаря жалобам владельца гостиницы. Он сетовал, что купленные у местных фермеров яйца всегда доставляют разбитыми. Жалобу услышал канадский журналист Джозеф Коиль и придумал бумажную коробку с углублениями для каждого яйца. Она отлично работала на ухабистых дорогах Британской Колумбии.

Таких историй много. А вот совсем свежая. Она связана с ученым-материаловедом Эрнесто Ди Майо, уроженцем Неаполя. В 25 лет у него развилась аллергия на дрожжи. И с тех пор, как только он съедает пиццу, у него вспыхивает крапивница.

Наверное, это можно было бы пережить, хотя неаполитанец от пиццы неотделим. Но ситуация усугубляется тем, что супруга Эрнесто очень любит это традиционное неаполитанское блюдо. А аллергия ставила крест на романтических ужинах наедине с пиццей. Эти обстоятельства и заставили Эрнесто искать способ изготовить пиццу без дрожжей.

В классически приготовленной пицце, как и в большинстве хлебных изделий, используют дрожжи. Они бродят и выделяют углекислый газ. Пузырьки с газом насыщают тесто. Оно поднимается, становится воздушным. А в печи при высокой температуре из теста уходит вода и воздушная структура фиксируется.

Команда Ди Майо из Университета Федерико II в Неаполе решила добиться такого же эффекта, но другими средствами. Вот как они это делают. Берут тесто, под давлением загоняют в него газ, а во время выпечки внешнее давление сбрасывают, и тесто мгновенно поднимается и печется. Похожую технологию они разработали для производства полиуретана. Но ведь тесто тоже содержит полимеры, только природные и съедобные. Тот же крахмал, например, — полисахарид.

В традиционной пиццерии тесто замешивают утром, чтобы оно поднималось до обеда, а потом его выпекают. Для новой технологии этого не требуется — не надо ждать, когда подойдет тесто. Разрыхление и выпечка теста происходят одновременно — в духовке.

Сначала ученые приготовили тесто по стандартному неаполитанскому рецепту, только без  дрожжей. Потом слепили из него образец в виде мячика для гольфа и поместили в автоклав — небольшую духовку размером с тостер. На самом деле это был небольшой реактор, который мог держать давление.

Затем через газозаборник они накачали в духовку-реактор углекислый газ, гелий или воздух — что-то одно из перечисленного — и в течение 10 минут довели давление до 10 атмосфер (это примерно в пять раз больше, чем в стандартной кухонной скороварке), а температуру — до 150°C. Тесто распухало на глазах и одновременно выпекалось.

Что касается вкуса, то исследователи высказались приблизительно так — мягко и хрустит. Это, прямо скажем, оценка материаловедов, а не кулинаров. Хотелось бы спросить — а это вкусно или как? Ответа я в статье не нашла.

Исследователи продолжают эксперименты с высокотехнологичной пиццей. Теперь от маленького мячика из теста они перейдут к пицце нормальных размеров. Но будет ли эта технология востребована в пиццериях? Полагаю — нет, все упрется в экономическую целесообразность, которая предпочтет дешевые и простые пекарские дрожжи.

Дело еще в том, что главная характеристика еды, пиццы в данном случае, — это ее вкус и аромат. И здесь немалую роль играют дрожжи, которые вносят значительный вклад в формирование этого традиционного вкуса.

Похоже, высокотехнологичная пицца — это очередная инновация ради инновации. Но кто запретит неаполитанцам экспериментировать с пиццей? В конце концов, пиццу изобрели именно они.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Помню, как на заре своей журналистской карьеры я решила взять интервью у главного геронтолога Москвы или федерального Минздрава, уже не помню. Помню только, что это был умный человек, умудренный годами и опытом.

Тогда исследования в области старения начинали входить в моду. А слово «бессмертие» стало звучать вполне буднично. Но главный геронтолог мне мягко отказал приблизительно так: «Деточка, вы, наверное, хотите услышать о волшебной таблетке — выпил и помолодел? Нет таких таблеток, и вряд ли они будут. Единственный способ не стареть — это меньше есть, больше двигаться, ложиться спать пораньше, соблюдать режим дня, заниматься любимым делом и не делать гадости людям. Но это же так скучно — и вам, и вашим читателям. Так что не вижу смысла в интервью».

С тех пор прошел не один десяток лет. И все эти годы я вижу, как наука подтверждает слова этого умного человека — одно за другим. Вот и сейчас появилась очередная научная статья, которая описывает результаты совместного исследования двух коллективов ученых — из НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского при МГУ имени М.В. Ломоносова и Воронежского государственного университета. Они изучают механизмы старения и ищут методы, как его замедлить.

Вообще, существует много теорий, которые объясняют — почему мы стареем. Более трехсот гипотез было сформулировано за время существования науки. Например, Илья Ильич Мечников считал, что причина старения — это самоотравление в результате накопления продуктов гниения в толстом кишечнике. А Иван Петрович Павлов, наш лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине, считал, что человек стареет от нервных потрясений и перенапряжения центральной нервной системы.

В любом случае очевидно, что старение — это многофакторный процесс. И сегодня ученые рассматривают его уже на молекулярном уровне, универсальном для всего живого. Единой теории старения нет. Однако геронтологи сходятся на том, что это совокупность взаимосвязанных изменений в организме, ведущая роль в которых принадлежит генетическим механизмам.

Но очень хочется понять, какой механизм тут главный, чтобы воздействовать на него и замедлять старение. На роль такого основного фактора претендуют митохондрии. Эти крошечные электростанции в наших клетках ежесекундно наполняют нас энергией, перерабатывая питательные вещества.

Однако со временем в митохондриях случаются поломки. С возрастом поломки накапливаются. И наконец их становится так много, что клетки просто не успевают их устранять. Все это сказывается на здоровье, на самочувствии и вызывает старение.

А что, если митохондрии немного разгрузить, давать им меньше работы, чтобы у них оставалось время на ремонт поломок? А что значит разгрузить? Значит — давать меньше пищи.

Московские и воронежские ученые решили проверить, как ограничение рациона влияет на работу внутренних органов. Особенно интересно было экспериментировать со старыми животными, поскольку именно в пожилом возрасте поломки в клетках накапливаются быстрее.

Поэтому исследователи брали старых крыс. Одна группа животных питалась без ограничений, а другую группу содержали на скудном рационе. Через два месяца диеты исследователи измерили в разных органах крыс количество поломок в митохондриях.

Удивительно, но даже такая недолгая по срокам диета — всего два месяца! — серьезно замедлила негативные процессы старения в мозге, в почках и других органах.

И вот что очень важно. Даже если начать соблюдать диету в пожилом возрасте, можно добиться зримых результатов в замедлении старения. Так что снижение калорийности пищи действительно помогает клеткам избавиться от накопившихся повреждений и помогает улучшить состояние нашего организма.

Это исследование выполнено на грант Российского научного фонда, то есть на государственные деньги. И это приятно вдвойне.

Впрочем, оно выполнено на крысах. И правомерен вопрос — а можно ли переносить на человека результаты, полученные на животных? Исследование российских ученых, о котором я рассказала, — фундаментальное. С его помощью ученые выясняют, что и как влияет на тонкие клеточные механизмы животных, к которым, несомненно, относится и человек.

Но выводы российских ученых подтверждают и сотрудники Центра медицинских исследований Пеннингтона при Университете Луизианы. Здесь занимаются прикладными медицинскими исследованиями. Одно из них ставило целью выяснить, как ограничение калорийности пищи влияет на здоровье, старение и продолжительность жизни людей.

Ученые наблюдали за подопечными, которые в течение двух лет потребляли с пищей на 14% меньше калорий. Оказалось, что при такой диете в их организмах вырабатывалось больше Т-клеток, которые играют ключевую роль в иммунной системе, поддерживают иммунитет и замедляют процесс старения.

Действительно, по мере того как люди стареют, их тимусы сокращаются и производят меньше Т-клеток (Т-лимфоцитов). В результате пожилым людям труднее бороться с инфекциями и некоторыми видами рака.

Ограничение калорий помогает предотвратить сокращение тимуса, чтобы человек вырабатывал больше Т-клеток. Так что ограничение калорий изменяет многие метаболические и иммунные реакции, которые увеличивают продолжительность жизни и здоровья.

Вы можете спросить — ну и сколько я проживу, если буду ограничивать себя? В базе AnAge я нашла, что максимальная зарегистрированная продолжительность жизни человека на Земле составляет 122,5 года. Симпатичная цифра.

Вообще, любые разумные самоограничения продлевают человеку жизнь. Это касается не только калорий. Однажды французскую даму, которой перевалило за сто лет, журналист спросил: «В чем секрет вашего долголетия? Вы, наверное, сидите на особой диете?» — «Да нет, ем все подряд». — «Вы, наверное, никогда не курили?» — «Баловалась, конечно, в молодости, как все». — «Вы, наверное, занимались активной физкультурой?» —  «Да нет, я ленивая и не спортивная». — «Вы не пили алкоголь?» — «Да Бог с вами, я и сейчас люблю рюмочку красного вина или хорошего коньяка». — «Так в чем же секрет?» — «Секрет, наверное, в том, что я никогда не спорила». — «Да ладно, не может быть! Вы меня обманываете. Невозможно прожить большую жизнь и не спорить, это чушь какая-то». — «Хорошо, спорила».

Так что меньше калорий, меньше споров — и будете жить дольше. Согласитесь — это простые рецепты, доступные каждому. И они ничего не стоят.

…симптомы болезни, включая лихорадку, потерю аппетита и повышение температуры, формирует небольшая группа нейронов у основания мозга (Nature)…

…на долю пограничных зон литосферных плит Земли приходится 16% земной коры и 27% континентов (Earth-Science Reviews - полный текст)…

…восприятие электронных сигарет как «более вредных», чем традиционные сигареты, удваивалось каждый год, начиная с 2018-го (American Journal of Preventive Medicine - полный текст)…

…электронный нос с пористыми металлоорганическими каркасными пленками может различать изомеры ксилола — орто-, мета- и пара- (ACS Sensors - полный текст)…

…столкновение нейтронных звезд порождает большинство тяжелых элементов, включая серебро и золото (Nature)…

…увеличение потребления бобовых с одновременным уменьшением потребления мяса, рыбы и птицы приводит к снижению веса (Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics)…

…когда отцы в экономически неблагополучных семьях, испытывающих проблемы с оплатой счетов, проявляют симптомы депрессии, последствия могут быть особенно разрушительными для отношений пары (Family Relations - полный текст)…

…использование квантовых каскадных лазеров позволит точно определять пространственное распределение частиц микропластика в образцах природных вод (Environmental Pollution)…

…беременность изменяет структуру определенных сахаров на поверхности иммуноглобулина G и тем самым усиливает их защитные свойства, оберегающие детей от заражения гораздо более широким спектром патогенов (Nature)…

…дети, которые двигаются, когда изучают звучание букв, в дальнейшем лучше распознают буквы на слух (Educational Psychology Review)…

…более высокий уровень оптимизма увеличивает продолжительность жизни и вероятность дожить до 90 лет (Journal of the American Geriatrics Society - полный текст)…

…женщинам в Австралии с ожирением в возрасте 55–64 лет в 17,3 раза чаще заменяют коленный сустав, чем с нормальным весом, а мужчинам с ожирением той же возрастной группы — в 5,8 раз чаще (ANZ Journal of Surgery)…

…несколько традиционных лекарств из арсенала Аюрведы, обычно используемых в Южной Азии, эффективны в поддержании уровня сахара в крови у пациентов с диабетом второго типа (Frontiers in Pharmacology)…