«Химия и Жизнь», Февраль 2025

В том, что разноименные электрические заряды притягиваются нет ничего удивительного. Однако чтобы притянуть электродом, скажем, ломтик помидора или кусок мяса — до этого пока что никто не додумывался. А вот исследователи из Мерилендского университета сумели-таки подвесить на электроде и помидор, и мясо и банан, лук, картошку.

Обычно научные статьи сопровождают графики, картинки, фотографии. Изредка видео. И уж совсем редко ученые прибегают к звуковому сопровождению. А исследователи из Иллинойского университета решили обратить в звук процесс формирования водородных связей при сворачивании молекулы белка.

Что лежит в пластиковой коробочке для еды? Профан скажет: еда. Но химика такой ответ не устроит; он постарается посмотреть в глубь самой коробочки и понять, что же именно содержится в материале, из которой она изготовлена. Интерес этот непраздный. Ведь в любой полимер введены вещества, улучшающие технологические свойства. Большинство из них с полимерным скелетом не связаны. Значит, они могут покидать стенки коробочки и попадать… Да-да, на содержащуюся в ней еду. И что дальше? Ответить на этот вопрос попытались исследователи из Норвежского института науки и технологии.

Адепты водородной энергетики не устают искать менее опасные способы хранения водорода. Одна из свежих идей — использовать аммиак, точнее его водный раствор, фактически крепкий нашатырный спирт. Но чтобы извлечь водород из аммиака, нужен нагрев и катализатор. Исследователи из гуанчжоуского Университета им. Сунь Ятсена нашли оригинальный способ.

Как это ни странно, до сих пор нет ясного представления о механизме формирования самородков драгоценных металлов. Структура самородков говорит сама за себя: они зарождаются в толще земли при большой температуре. Но как? Ученые полагают, что, вероятно, золото выпадает из горячих подземных водных флюидов, а в процессе участвуют еще и флюиды СО₂, меняющие температуру и давление. В общем процесс сложный, но и вызывает сомнения, все-таки обилие самородков не вяжется с медленным выпадением металла из разбавленных растворов. Австралийские геохимики провели изящный эксперимент, способный раскрыть эту тайну.

Ответ кажется очевидным — в кожице ягоды много антоцианов, они и придают такой цвет. Однако этот ответ неверен: пигмент в ягодах красный, это видно по цвету сока. А синими они становятся благодаря наноструктурам в воске, покрывающем ягоды. Устройство соответствующих наноструктур изучили британские ученые из Бристольского университета.

Археологам редко приходится иметь дело с мягкими тканям: при раскопках им все больше достаются твердые кости. Однако изредка природа преподносит подарки, например череп с окаменевшим мозгом внутри. И никаких следов иных мягких тканей, они со временем исчезают бесследно. Чем же мозг так отличается от всего остального, что он способен сохраняться тысячелетиями, и какие механизмы в этом помогают? Эту загадку решали гео- и биохимики из Оксфорда.

Мы продолжаем серию публикаций, посвященных сопоставлению научно-технических идей, высказанных когда-либо в научной фантастике, и современных их реализаций. В этом номере А. Речкин ищет первые упоминания сверхзвукового авиалайнера, юмора от ИИ, общения машин друг с другом и автономного транспортного средства без рулевого колеса и педалей.

Широкое обсуждение водородной энергетики идет с конца прошлого века, но для человечества она по-прежнему остается иллюзорной целью. Недавно открытые колоссальные запасы природного водорода в недрах Земли вновь ставят ее на повестку дня.

Водородная энергетика, придуманная сначала для борьбы с загрязнением воздуха продуктами выхлопа двигателя внутреннего сгорания, а затем — и с глобальным потеплением, требует много дешевого водорода. Делать его из воды дорого, из метана нельзя — будут выбросы углекислого газа. Однако у нас под ногами может располагаться безмерное хранилище водорода. Первым о нем заговорил кандидат геолого-минералогических наук В.Н. Ларин. В 1989 году он защитил докторскую диссертацию на тему «Земля: состав, строение и развитие (альтернативная глобальная концепция)». Вот его гипотеза, опубликованная в журнале «Химия и жизнь», 1974, № 1.

Спутница нашей планеты настолько привычна, что кажется, будто о ней известно все. Однако нынешний рост интереса к Луне обусловлен множеством нерешенных проблем. Последние космические исследования обращают внимание на резкие отличия ближней и дальней сторон Луны. Благодаря изучению лунного грунта, впервые доставленного на Землю китайским аппаратом, эта загадка близка к своему разрешению.

Воздействие сильных метеоритных ударов на эволюцию жизни изучено недостаточно. Одно из таких событий геологи связывают с падением метеорита 3,26 миллиарда лет назад. Оно в сотню раз превышало размер небесного тела, которому приписывают гибель динозавров. Ученые Гарварда побывали с экспедицией в Южной Африке недалеко от места падения метеорита в древнее море и оценили последствия. На основе анализа местных пород и изотопного состава их углерода исследователи восстановили картину катастрофы. Геологи особо отмечают, что древние катаклизмы могли способствовать процветанию некоторых видов жизни и подавлению других. Ученые также проводят сравнение с вымиранием динозавров.

Крупнейший спутник Сатурна Титан — единственное, кроме Земли, космическое тело Солнечной системы, на поверхности которого есть одновременно атмосфера и жидкие реки, озера и моря. Из-за очень низкой температуры они состоят из смеси жидкого метана и этана, а твердая поверхность спутника состоит из водяного льда. Астрофизики изучили строение местных кратеров и пришли к выводу, что оно связано с наличием клатратов в верхней коре Титана, которые представляет собой разновидность твердого водяного льда с молекулами метана, встроенными в кристаллическую структуру. Ученые построили компьютерную модель явления и объяснили происхождение богатой парниковым газом атмосферы Титана.

Почти тысячу лет назад в 1181 году вблизи созвездия Кассиопеи засияла яркая звезда. Она светила в течение шести месяцев, потом исчезла. Об этом свидетельствуют древние японские и китайские хроники. Обнаружить остатки звезды удалось только в 2021 году. Слабый объект SN 1181 открыли в центре туманности, которую в 2013 году нашел участник проекта «Гражданская наука», изучавший изображения телескопа WISE. Ученые исследовали особенности сверхновой, от центра которой исходят радиальные лучи без водорода и гелия. Астрофизики создали подробную трехмерную карту туманности, выяснили скорость движения материи и подтвердили дату начала ее разлета при взрыве.

Квазар — очень яркое ядро галактики, представляющее собой сверхмассивную черную дыру. Астрофизика считает, что ее активность связана с втягиванием из окружения пыли и газа и преобразованием их энергии в излучение. По теории Большого взрыва ранние квазары возникли в очень плотных областях первозданной материи и в своем окружении должны были породить множество мелких галактик. Для проверки теории ученые с помощью телескопа имени Джеймса Уэбба изучили пять древних ярких квазаров. Лишь один из них отвечал теоретическим предсказаниям. Оказалось, что вопреки общему мнению квазары не обязательно находятся в регионах ранней Вселенной с самой высокой плотностью вещества. Результаты исследования требуют объяснений.

Когда речь заходит о Великих географических открытиях и тех, кто их совершил, чаще всего упоминают португальцев, итальянцев или испанцев. Реже встречаются голландские и датские имена. И почти никогда — китайские. До XIX века Китай оставался страной, о которой в европейских странах знали немного. Если бы этих знаний было побольше, знаменитый португалец Васко да Гама, возможно, вел бы себя иначе, когда попал наконец в Каликут, в Индию. Это случилось в 1498 году и особого впечатления не произвело ни на властителя города, «Владыки моря» Саморина, ни на его подданных. Причина была простая. За 83 года до португальцев Каликут посетил с официальным визитом китайский флот.

«Он не дотронулся до мира, но мир был тронут им». Дэвид Веттер, мальчик с врожденным иммунодефицитом, всю свою короткую жизнь провел в изолирующих камерах. Трансплантация клеток костного мозга, которая должна была его вылечить, привела к его смерти. Случай «мальчика в пузыре» обсуждается и сегодня, как часть истории этики медицины и лечения генетических заболеваний.

У каждого века — свои болезни. Наше время породило эпидемии ожирения, сахарного диабета, аутоиммунных заболеваний и атеросклероза. Одной из основных причин этих недугов считают хроническое воспаление. В поисках методов борьбы с воспалением ученые обнаружили, что виновны в его развитии митохондрии. Количество исследований, посвященных митохондриальному воспалению, растет буквально на глазах. Специалисты разных стран изучают механизмы явления и предлагают способы лечения. Да мы и сами можем себе помочь, соблюдая несложные правила.

Почему и как у людей развился большой мозг — центральный вопрос эволюции, которому посвящено множество исследований. Антропологи всегда считали, что размер мозга древних резко менялся от вида к виду. Новое исследование ученых опровергает это давно устоявшееся представление. Исследователи собрали крупнейший набор данных об окаменелостях предков человека, а затем применили компьютерную обработку и передовые статистические методы, которые помогли отделить динамику изменений внутри видов от межвидовой.

В сравнении с человекообразными обезьянами у людей исключительно долгое детство. Большинство антропологов полагают, что это следствие большого объема мозга, для роста которого нужны значительные энергетические ресурсы. Ученые получили информацию о темпах эволюции древних людей и длительности их детства по окаменевшим остаткам зубов, развитие которых связано с остальными частями тела. Оказалось, древние использовали молочные зубы дольше, чем человекообразные обезьяны, то есть ребенок дольше зависел от взрослых. Видимо, взросление детей замедлялось необходимостью длительного обучения, а долгое детство давало преимущество в выживании вида. При ограничениях в пищевых ресурсах это позволяло дольше учиться и растить более крупный мозг.

Все большее число людей страдает расстройствами сна, однако механизмы их далеко не выяснены. Нейрофизиологи показали, что в организации сна участвует область ствола мозга, называемая голубым пятном. Она известна как регулятор способности реагировать на сложные ситуации во время бодрствования. Оказалось, что этот центр выработки норадреналина активизирует режим когнитивного бодрствования во сне. Дневной стресс может увеличить его активность. Ученые провели эксперименты на мышах, во время которых целенаправленно воздействовали на нейронные пути в пятне. Авторы считают, что его можно использовать, как индикатор при мониторинге и коррекции циклов сна.

Человеческий мозг имеет интересную особенность — сильные связи между слуховыми и моторными областями. Нейрофизиологи считают, что в процессе эволюции они развивались совместно и являются нейробиологической основой языка и музыкальности. Это подтверждают наблюдения за связью речи человека и его способностью чувствовать и воспроизводить музыкальный ритм. Ученые исследовали эту связь на генетических данных более миллиона человек методами многомерной статистики. Авторы работы пришли к выводу о наличии сложной генетической и нейробиологической архитектуры, которая едина для музыкального ритма и способностей к языкам.

Зима — время заготовки сосновой хвои. Вообще-то традиционная медицина использует хвою многих деревьев, но нам ближе сосна обыкновенная Pinus sylvestris, потому что ее в России много. Это одна из самых распространенных хвойных пород Северного полушария и растет от Великобритании до Восточной Сибири, от Китая до Лапландии. А еще сосна жизнестойка и неприхотлива: может расти на камнях и песках, выдерживает морозы и свирепые ветра. В общем, исключительно достойное дерево.

Раскрыты генетические тайны самого древнего дерева на Земле. Его геном прочитали множество раз — иначе нельзя, если биообъект весит около 6000 тонн. Результаты говорят о том, что это дерево каким-то образом избегает накопления мутаций, а также подтверждают его невероятную древность.

Урбанизация отнимает у животных привычную среду обитания, однако некоторые виды вполне освоились в городах и извлекают выгоду из соседства с человеком. Им нравится, что в городах теплее, чем в окружающих сельских районах, много укрытий и всегда можно найти еду. Звери продовольствуются не только на помойках, их подкармливают люди. Дополнительное питание, конечно, хорошо, особенно при скудости естественных источников, однако оно создает некие центры кормления, которые притягивают животных. А в этих центрах всякое может случиться: или звери у миски подерутся и получат травму, или чем-нибудь друг друга заразят. Кормление зверей ради их же блага нельзя пускать на самотек, и для начала необходимо выяснить, как ведут себя животные, встречаясь у кормушки.

Яра живет на дне чужого моря. И каждое утро и вечер разговаривает с рыбами. Они медленно разевают рты, толстое стекло холодит ладони и не пропускает ни единого звука. Яра знает, что на самом деле они поют. Если сейчас подняться наверх по приставной лестнице, пройти по коридору направо и постучаться к дяде Карену, то можно услышать их голоса. Там, в море, вообще стоит постоянный шум, и, пожалуй, хорошо, что стекло ничего не пропускает...

В Парижском соглашении по климату сформулирована цель: «Удержание прироста глобальной средней температуры намного ниже 2°С сверх доиндустриальных уровней и приложение усилий в целях ограничения роста температуры до 1,5°С…». Так вот, одно из указанных значений, а именно второе, достигнуто в 2024 году. В общем, получается, что многолетняя международная работа по сдерживанию потепления полностью провалилась.

Биотехнологи не устают радовать публику совершенно неординарными подходами. На сей раз они сделали источник электричества из грибов.

— Вам срочно нужен мотиватор, — сказал врач.
Его изображение на стене зависло, напоминая, что система уже несколько недель требует апдейт. Только не было никакого желания делать хоть что-нибудь. Все потеряло смысл.
— Зачем? — равнодушно спросил я. Больше, чтобы убедиться, что аудиоканал еще работает, чем чтобы услышать ответ.
— Ваш коэффициент жизнелюбия угрожающе низок...