Новости науки: 10 событий мая

«Наука — это великая красота. Ученый у себя в лаборатории не просто техник: это ребенок лицом к лицу с явлениями природы, действующими на него, как волшебная сказка», — сказала Мария Склодовская-Кюри, польская и французская ученая, первая женщина — лауреат Нобелевской премии в истории. Какого волшебства добилась мировая наука в мае, узнаем в нашем традиционном обзоре новостей.

В России открыли новый источник нефти

Специалисты Балтийского федерального университета (БФУ) имени Иммануила Канта получили патент на технологию добычи нефти из морских водорослей. Причем процесс формирования нефти, который лежит в основе нового метода, похож на тот, что происходит в земной коре.

«Источником биомассы в нашей технологии служат крупные водоросли, избыточный ил, осадки сточных вод и древесные отходы. Влажная биомасса нагревается до 260–300 °C в реакторе автоклавного типа, что приводит к повышению давления до 3–6 МПа», — рассказала Юлия Куликова, научный сотрудник Высшей школы живых систем БФУ. В итоге в крупных органических молекулах рвутся связи и начинают формироваться нефтеподобные вещества. В древних океанах при аналогичных условиях синтезируется природная нефть. Но благодаря новой технологии процесс занимает до 30 минут вместо миллионов лет.

«Использование нашего метода позволит обеспечить утилизацию органических отходов, снижение выбросов парниковых газов в процессе гниения биомассы, а также заменить часть ископаемой нефти бионефтью, которая признана углеродно нейтральной», — добавила Юлия Куликова.

Но на водорослях ученые не остановились: они планируют получать синтетическую нефть также и из кородревесных отходов, тростника, отходов пищевого производства.

Пчелы против ЛЭП

Экологи из Чили и Аргентины под руководством Марко Молины-Монтенегро, профессора Университета Тальки (Чили), выяснили, что на медоносных пчел крайне негативно влияют линии электропередачи. Вернее, их электромагнитное поле, которое нарушает работу систем навигации у пчел, вызывает клеточный стресс и мешает опылять цветы.

В чилийской деревне Кинавамида ученые решили изучить поведение пчел при изменении воздействия на них ЛЭП. Но для начала пересчитали количество маков возле активных и неактивных опор ЛЭП. Выяснилось, что рядом с активными вышками цветов меньше. А распространение мака сильно зависит от насекомого-опылителя. Поэтому исследователи задались вопросом: что не так с пчелами-медоносами, если они плохо опыляют эти эффектные цветы, а те, в свою очередь, хуже растут?

В ходе исследований ученые изучили уровень белка стресса Hsp70 у некоторых особей пчел. Оказалось, что при приближении пчелы к ЛЭП на 10–25 метров уровень этого белка в два раза больше, чем при нахождении на расстоянии в 200–300 метров от вышек. Объемы сбора нектара и опыления цветов пчелами возле ЛЭП оказались в три раза меньше, чем вдали от них. В лаборатории ученые измерили и экспрессию 14 генов, связанных с навигацией, стрессом и иммунной системой насекомых. У 12 особей, подвергшихся электромагнитному стрессу, были выявлены изменения в активности этих генов.

«Это негативно воздействует на индивидуальные растения и ведет к снижению уровня видового разнообразия флоры, а также повышает шансы на гибель отдельных пчел и их ульев», — говорят исследователи.

Ближе к телу

Материаловеды Белгородского государственного университета (НИУ «БелГУ») создали инновационный пятикомпонентый сплав, который можно использовать для изготовления имплантов коленного и тазобедренного суставов.

В его основе — биосовместимые материалы. При этом модуль упругости максимально схож с человеческой костью. Данный сплав значительно лучше аналогов по комбинации прочности, пластичности и хорошей воспроизводимости.

Сергей Жеребцов, профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий БелГУ, руководивший командой исследователей, отмечает, что материалы, которые на сегодняшний день хорошо известны и применяются для медицинских целей, жестче естественной костной ткани человека, а это чревато развитием ее атрофии. Высокую прочность и неплохую жесткость инновационного сплава ученые получили благодаря новому подходу в создании композиции из примерно одинакового количества титана, циркония и ниобия.

«Несмотря на то что в своей нынешней форме новый биосовместимый сплав имеет превосходные свойства и высокий потенциал в применении как материал биомедицинского назначения, наша команда исследователей намерена продолжать работу над совершенствованием его характеристик», — отметил Жеребцов.

Новости бальзамирования

Египетская археологическая миссия в некрополе Саккара обнаружила две самые большие древние мастерские по бальзамированию в этом районе. Одна из мастерских предназначалась для людей, другая — для животных. Археологи также обнаружили две гробницы и большое количество артефактов. Этой новостью поделился министр туризма и древностей Египта Ахмед Исса.

Мастерские относятся к эпохе 30-й династии (380–343 гг. до н. э.) и эпохе Птолемеев (305–30 гг. до н. э.). Мастерская, которую использовали для бальзамирования людей, имеет несколько прямоугольных залов из сырцового кирпича, предназначенных для разных стадий мумификации. Обнаружены плиты 2-метровой длины и 50-сантиметровой ширины, на которые клали трупы. Ученые нашли и канопы (ритуальные сосуды, в которые помещали органы мумифицируемых), а также инструменты для бальзамирования, несколько видов смол. Помещения для мумификации животных отличаются похожей планировкой, имея пять плит меньшего размера. На них бальзамировали животных, считавшихся у древних египтян священными.

Обнаруженные гробницы принадлежали высокопоставленному государственному чиновнику и жрецу храма богини плодородия Кадеш. В обоих помещениях обнаружены письмена о заслугах усопших и росписи на тему повседневной жизни тех лет. Также найдены фигурки богов Осириса и Пта, фрагменты глиняных печатей, амулеты, жертвенники, керамика со следами козьего сыра, датируемая 600 годом до н.э.

Познакомимся, крошка?

Исследователи Тюменского государственного университета (ТюмГУ) нашли новый для науки вид растительноядных клещей — Linotetranus sibiriensis (линотетранус сибирский). «Это первая находка линотетранид в России и самая северная в Евразии. Вероятнее всего, этот вид питается корнями растений. Клещи имеют микроскопически малые размеры: длина их тела — чуть более 300 мкм. Это меньше, чем полмиллиметра», — рассказал Александр Хаустов, ведущий научный сотрудник института X-BIO ТюмГУ.

Большое количество самок нового вида было обнаружено во время исследований в Западной Сибири — в почве, под травянистыми растениями, а также в сухой степи в Курганской области. Вообще, линотетраниды встречаются на всех континентах, кроме Антарктиды, но в большинстве своем предпочитают теплый климат, в частности, итальянский, турецкий и иранский.

Надо заметить, что большинство растительноядных видов клещей — вредители. Хорошо известны паутинные клещи и клещи-плоскотелки. А вот клещи семейства Linotetranidae, хоть и являются ближайшими родственниками паутинных клещей, такого вреда не наносят. «Линотетраниды предпочитают селиться в припочвенном слое, на травянистых растениях, произрастающих в засушливых регионах. Многие виды поселяются под землей, питаясь корнями трав. В отличие от паутинных клещей, они не выделяют паутину. Какого-либо существенного вреда они растениям не приносят», — комментирует Александр Хаустов.

Мальчики начинают, девочки обгоняют

Считается, что девочки развиваются быстрее. В том числе и говорить начинают раньше. Однако профессор Кимбро Оллер из Университета Мемфиса (США) и его коллеги выяснили, что мальчики в возрасте до года начинают производить звуки, похожие на слова, раньше, чем это делают девочки-младенцы. Последние «догоняют» мальчишек лишь к 14–16-му месяцу жизни.

В ходе исследований ученые выдали родителям 5900 младенцев звукозаписывающие устройства для постоянной записи звуков. Изначально авторы эксперимента хотели узнать, как развиваются языковые навыки у малышей. В итоге было получено и проверено более 450 000 часов записи с помощью созданных специалистами алгоритмов звукового анализа.

Исследователи пришли к выводу, что издавать звуки, примерно похожие на слова, мальчики начинали на несколько недель или месяцев раньше девочек и делают это на 10% чаще. Более того, «словарный запас» мальчиков оказался на 24% богаче, чем у представительниц слабого пола. Но вот ко второму году жизни ситуация меняется: в возрасте 20–24 месяцев девочки говорили больше слов, чем мальчики.

«Мы предполагаем, что это связано с тем, что мальчики значительно чаще умирают в первый год жизни, чем девочки. Учитывая огромное число таких смертей в прошлом, эволюция могла подтолкнуть мальчиков в сторону раннего появления у них способности оповещать родителей о своем состоянии. Ко второму году жизни это эволюционное давление ослабевает, в результате чего темпы языкового развития выравниваются», — высказал свое мнение профессор Кимбро Оллер.

А кой тебе годик, дерево?

Разработанный физиками Тамбовского государственного университета имени Г. Р. Державина способ датировки старинной древесины позволит археологам точнее определять даты создания старинных домов, кораблей, предметов искусства и быта. Метод многодиапазонного исследования тонкой микроструктуры древесины — новое слово в области дендрохронологии.

«Оказалось, что общая закономерность «чем мельче структура, тем прочнее материал», установленная в физическом материаловедении для других классов материалов, справедлива и для древесины. Пространственное разрешение наших методик с легкостью позволяет различать не только годовые кольца роста, но и внутрикольцевые вариации свойств, а также выделять и характеризовать механические свойства единичных клеточных стенок, что требует нанометрового пространственного разрешения», — рассказал Юрий Головин, профессор ТГУ имени Г. Р. Державина.

В дальнейших планах ученых — создание специализированных микромеханических индентометров, которые придут на смену традиционным системам исследования годовых колец древесины. А поскольку будет использоваться микромеханический подход, удастся исключить человеческий фактор. И изучение древесной информации станет более эффективным.

Новый капкан для вирусов

Ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) представили в своей статье математическую модель распространения вирусных частиц. С ее помощью можно будет прогнозировать распространение большинства известных вирусов для снижения риска инфицирования как в помещениях, так и на открытых пространствах.

Недавняя эпидемия, вызванная коронавирусной инфекцией SARS-CoV-2, подтолкнула ученых всего мира к проведению большого количества исследований, связанных с процессом распространения вирусных частиц в воздухе, в системах вентиляции и кондиционирования помещений и транспорта, фильтрацией вирусов через респираторы.

Как известно, частицы вируса при разговоре, дыхании, кашле с аэрозольной пылью инфицированного человека распространяются в пространстве. Математическая модель, разработанная исследователями ДГТУ, строится на основе фундаментальных уравнений гидродинамики с использованием современных численных методов и вычислительных мощностей. Модель позволит проследить путь распространения вирусов для минимизации рисков инфицирования, а также поможет в разработке более эффективных климатических систем для транспортных средств.

«В отличие от твердых частиц (например, пыли), вирус движется в жидких респираторных каплях. Данный метод позволяет нам получать траектории и характеристики каждой частицы в любой момент времени. А также учитывать испаряемость частиц и взаимодействие между собой при сталкивании, оценивать влияние скорости и влажности окружающего воздуха», — объяснил Иван Панфилов, доцент кафедры теоретической и прикладной механики ДГТУ.

Пожирая взглядом

Ученые из Орхусского университета (Дания) выяснили, что много раз просмотренное изображение одной и той же еды может обмануть мозг и заставить его поверить, что мы поели.

К участию в экспериментах исследователи привлекли 352 человека в возрасте до 40 лет, со здоровыми пищевыми привычками и нормальным индексом массы тела. Участникам показывали картинки с шоколадными драже разных цветов и разноцветными же леденцами и говорили: «Представьте, что вы едите драже, изображенные на фото». Причем во время одного эксперимента лакомства показали всего три раза, а во время другого — 30.

«Участники, которые просмотрели фото много раз, заметили, что чувствовали себя более сытыми. И даже из предложенных порций пищи выбрали меньшую, в то время как те, кто видели фото всего три раза, попросили свою обычную порцию.

Может показаться странным, что люди чувствовали себя фактически сытыми, на самом деле ничего не съев, но это действительно работает: наш аппетит определяет то, как мы думаем о еде», — говорит Тьярк Андерсен, автор исследования.

Исследователи считают, что объяснить феномен можно теорией обоснованного познания. Если вы представляете, как откусываете свежий батон хлеба, происходит стимуляция тех же областей мозга, что и при реальном откусывании. Андерсен полагает, что просмотр в специальных приложениях фотографий блюд и мысли о том, как именно эти блюда поглощаются, помогут в борьбе с перееданием.

Вот как погибнет Земля

Международная команда астрономов опубликовала исследование, в котором описала свое наблюдение за умирающей звездой, которая расширяется и поглощает одну из своих собственных планет. Ученые полагают, что такая же горькая участь ожидает Меркурий, Венеру и, о ужас, Землю, когда наше Солнце начнет предсмертную агонию примерно через пять миллиардов лет.

Ведь когда солнцеподобная звезда приближается к концу своей жизни, она расширяется в 100–1000 раз по сравнению с первоначальным размером, превращаясь в красного гиганта, поглощая в результате планеты внутренней части своей системы. В прошлом наблюдения ученых подтвердили последствия планетарных поглощений, но лишь сейчас астрономам удалось наблюдать этот процесс с помощью устройства формирования изображения Gemini South Adaptive Optics Imager (GSAOI). Международная команда зафиксировала долгую и низкоэнергетическую вспышку, возникающую при поглощении планеты.

Умирающая звезда, обнаруженная астрономами, находится на расстоянии 13 000 световых лет от Земли. Ее масса примерно в 0,8–1,5 раза больше массы нашего Солнца, а поглощенная ей планета, возможно, в 10 раз тяжелее Юпитера, крупнейшей планеты Солнечной системы. Вспышка продолжалась около 100 дней, за это время было выброшено 33 земных массы водорода и примерно 0,33 земной массы пыли.

«Я думаю, что в этих результатах есть то, что говорит о быстротечности нашего существования. После миллиардов лет существования нашей Солнечной системы жизнь ее завершится последней вспышкой, которая продлится всего несколько месяцев», — сказал Райан Лау, астроном и соавтор исследования.