Новости науки: 10 событий сентября

«Тот, который передвигает горы, сначала убирает маленькие камешки», — говорил Конфуций (около 551 г. до н. э. — 479 г. до н. э.), великий древний мыслитель и философ Китая. Вот и ученые для того, чтобы докопаться до главного, порой перекапывают массу мелкого и не столь важного. Посмотрим, что новенького раскопали современные исследователи в сентябре.

К Земле — передом, к китайцам — задом

Китайские ученые изучили состав лунного грунта с обратной стороны Луны, который в июне доставил на Землю аппарат «Чанъэ-6». Было собрано 1935,3 грамма драгоценных образцов с края кратера Аполлона в бассейне Южный полюс — Эйткен (крупнейший из известных кратеров Луны). В этом регионе лунная кора очень тонкая. Считается, что именно тут велики шансы обнаружить самые ранние породы.

«Это первый случай в истории, когда образцы лунного грунта были извлечены с обратной стороны Луны, что ознаменовало начало новой и потенциально революционной эры научных исследований Луны», — пишут ученые.

Полученные образцы состоят в основном из базальта (30–40%), брекчии, цементита, светлых горных пород и стекловидного материала. Из минералов преобладают пироксен, плагиоклаз и ильменит. Оливина же крайне мало, в отличие от других ранее изученных образцов, которые отличались относительно низкой плотностью, рыхлой и пористой структурой. Нынешний же образец представляет собой смесь «местного» базальтового материала и небазальтовых материалов из других областей спутника Земли.

«Изучение образцов углубит наше понимание внутренней структуры Луны, состава материала, а также процессов формирования и эволюции», — отметили специалисты.

Микропластик мозга

Ученые Университета Сан-Паулу (Бразилия) после вскрытия 15 тел умерших соотечественников выяснили, что у восьми из них в обонятельных луковицах (часть обонятельного мозга) содержится микропластик. Загрязнение микропластиком — серьезная проблема для окружающей среды и здоровья человека. Его уже находили в различных тканях человека, но присутствие в мозге задокументировано еще не было.

Три женщины и 12 мужчин в возрасте от 33 до 100 лет перед смертью жили в Сан-Паулу, крупнейшем мегаполисе Бразилии, не менее пяти лет. В 43,8% случаев в образцах мозговой ткани находили полипропилен. Всего же было идентифицировано 16 синтетических полимерных частиц и волокон, из которых 75% были частицами и 25% — волокнами.

«Присутствие микропластика в обонятельной луковице человека позволяет предположить, что обонятельный путь является потенциальным способом проникновения микропластика в мозг, что подчеркивает необходимость дальнейших исследований его нейротоксического воздействия и последствий для здоровья человека», — подытоживают ученые.

Закат солнца вручную

Ученые из Китая, России, Сингапура и Швейцарии создали «искусственное солнце». «Аналоги солнечного света получали и раньше, но другим путем, собирая вместе красный, зеленый, синий и другие люминофоры. Комплектуя их вместе в одном осветительном приборе, можно получить некое белое свечение. Однако физики стараются найти один образец, который при нанесении на диод сразу даст искусственный солнечный свет», — объяснил Максим Молокеев, доцент базовой кафедры физики твердого тела и нанотехнологий Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета (СФУ).

Вещество под названием «люминофор», которое преобразует энергию в свет, создали в этот раз на основе кальций-литиевого фосфата. Чтобы получить необходимый результат, необходимо покрыть этим люминофором крошечные светодиоды. Они-то и порождают излучение, подобное солнечному.

«Наш люминофор, хотя и отличается от природного солнечного излучения в инфракрасной области, предназначен именно для видимого спектра. И видимый спектр там на 95% совпадает с солнечным», — отметил Максим Молокеев. С помощью искусственного солнца можно будет видеть реальный цвет рассматриваемого объекта. Никакие цветовые искажения не скажутся, например, на окрашенном предмете. А еще таким «солнцем» можно будет освещать растения, дающие плоды, ведь их вкус формируется именно под лучами солнца или источника, который его максимально копирует.

Так точно!

Специалисты Пензенского государственного университета (ПГУ) придумали, как сделать измерительные устройства максимально точными. Они предложили алгоритмический способ, который позволяет компенсировать погрешность измерений.

«Погрешность влияет на итоговые цифры, например на товарных весах. Существующие электронные измерительные цепи датчиков достаточно сложные, они не обеспечивают компенсацию погрешности от конечных значений параметров электронных элементов. Естественно, чем больше элементов в схеме, тем потенциально выше погрешность измерения, а мы предлагаем минимальное количество электронных элементов для измерения параметров таких датчиков. Мы реализовали способ на базе одного микроконтроллера с нашими алгоритмом и программой», — объяснил Сергей Ларкин, доцент кафедры «Электроэнергетика и электротехника» ПГУ.

Ученые встроили в микроконтроллер, то есть цифровое электронное устройство, проводящее логические и арифметические операции с цифровыми сигналами, изобретенный ими математический алгоритм. С его помощью определяется конечное значение измеряемой величины емкости или индуктивности.

При этом усовершенствовать существующие приборы будет несложно: нужно лишь добавить измерительную цепь на микроконтроллере к существующим датчикам. «В предложенном алгоритме работы устройства процедура измерения производится дважды: при различных значениях параметров тестового (опорного) сигнала. Полученные данные результатов измерения проходят математическую обработку, в результате которой компенсируются влияния параметров электронных компонентов — становятся равными нулю», — говорит Сергей Ларкин.

Исследователи уже собрали макетный образец, проверили реализацию алгоритма и запатентовали «Способ определения индуктивности индуктивного и емкости емкостного датчиков и измерительная цепь для его осуществления».

«Изобретение найдет широкое применение в медицине, нефтегазовой, пищевой, ракетно-космической промышленности, в военной сфере. Ноу-хау сэкономит затраты на производство и повысит его продуктивность, а обследования в сфере медицины станут более точными», — уверены в Министерстве науки и высшего образования России.

Супербатон к чаю

Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) создали хлеб с повышенным содержанием белка и витаминов, который еще и выпускается на 20% быстрее обычного благодаря увеличению скорости брожения и созревания теста. А еще он хранится дольше традиционных образцов. На производство нового продукта уйдет примерно на полчаса меньше, а человек при этом получит больше необходимых полезных веществ.

«На хлебопекарных предприятиях для внедрения запатентованной технологии в технологический цикл производства обогащенного хлеба потребуется добавить только один небольшой этап: подготовку мучной смеси в смесителе согласно предложенной рецептуре. Просто нужно будет перемешать сухие компоненты — пшеничную муку, нетрадиционную муку и арабиногалактан — в заданном соотношении и добавить в тестомесильную машину к остальным ингредиентам. То есть технологическая линия производства хлеба не меняется кардинально, а время на технологический цикл при этом в масштабах промышленного предприятия сокращается значительно. Никакое спецоборудование не понадобится», — говорит Светлана Меренкова, доцент кафедры «Пищевые и биотехнологии» ЮУрГУ.

Нетрадиционной в этом хлебе станет льняная и соевая мука, дополняющая привычную нам пшеничную муку высшего сорта. Плюс важный ингредиент — растительный полисахарид арабиногалактан, получаемый методом экстракции из древесины сибирской или даурской лиственницы. Он станет стабилизатором, эмульгатором и влагоудерживающим агентом, послужит пребиотиком, иммуностимулятором, поможет снижать уровень холестерина в крови, а также восстанавливать и защищать клетки печени.

Такой хлеб, как считают ученые, удовлетворяет суточную потребность в белке на 26%, в витаминах B₁, B₆, PP — до 32%, в бета-каротине — до 28%, в витамине Е — до 20%, до 50% — в цинке, магнии и фосфоре, до 22% — в железе. Да и пищевых волокон, необходимых для поддержания нормальной микрофлоры кишечника, здесь на 30% больше, чем в традиционном хлебе.

Не Эверест, а ЭвеРОСТ

Высочайшая гора в мире стала еще выше на 15–50 метров за последние 89 тысяч лет. О росте Эвереста, она же Джомолунгма, она же Сагарматха, говорят китайские и британские геологи.

«Гора Эверест и соседние с ней пики продолжают расти по той причине, что «изостатический отскок» поднимает их сильнее, чем снижается их высота под действием различных форм эрозии. Этот рост, порядка двух миллиметров в год, хорошо фиксируется при помощи систем GPS, и теперь мы знаем причину того, почему высота этого региона гор быстро растет», — пояснил Мэттью Фокс, доцент Университетского колледжа Лондона (Великобритания).

Изостатический отскок — это феномен подъема больших участков суши, ранее придавленных массивами ледников или чем-то другим столь же масштабным. Причиной могло стать объединение двух горных рек — Коси и ее притока Аруна. В итоге сформировалась сеть из речных ущелий, а также произошло ускорение разрушения горных пород к северо-востоку от Джомолунгмы. Глубина ущелий этой сети растет из-за водной эрозии, на мантию воздействует меньшее давление, и из-за «изостатического отскока» каждый год гора растет примерно на два миллиметра. Кстати, становится выше не только Джомолунгма, но и ее соседи — Лхоцзе и Макалу, которые замыкают пятерку самых высоких гор мира.

Ведущий автор исследования, доктор Сюй Хань из Китайского университета геологических наук, отмечает: «Изменение высоты горы Эверест подчеркивает динамическую природу поверхности Земли. Взаимодействие между эрозией реки Арун и восходящим давлением мантии Земли дает горе Эверест импульс, поднимая ее выше, чем она могла бы быть».

Генетически не перевариваю

Ученые из Королевского колледжа Лондона, Университетского колледжа Лондона (Великобритания) и Университета Лидса выяснили, что привередливое отношение к продуктам питания в детском и подростковом возрасте зависит вовсе не от вредности детей, а, в основном от заложенных в них генетических черт. И родители в данном случае могут спать спокойно, ведь избирательность в еде не является результатом воспитания.

Исследователи изучили около 2000 пар однояйцевых и разнояйцевых близнецов. Они участвовали в исследовании Gemini, в рамках которого была собрана масса информации для изучения влияния генетики и окружающей среды на рост детей. Родители заполняли ответы о пищевом поведении своих детей, когда тем было 16 месяцев, три, пять, семь и 13 лет соответственно.

Выяснилось, что пары неидентичных близнецов менее схожи в своей привередливости в еде, чем пары идентичных близнецов. А значит, генетическое влияние имеет большое значение. Еще один вывод, который сделали ученые, — пары однояйцевых близнецов больше отличаются друг от друга в плане привередливости в еде по мере взросления, что говорит о серьезном влиянии уникальных факторов окружающей среды в более взрослом возрасте.

«Хотя генетические факторы являются доминирующим звеном в формировании привередливости в еде, окружающая среда также играет не последнюю роль. Общие факторы окружения, такие как совместные семейные посиделки за едой, могут быть значимыми только в детском возрасте. Это позволяет предположить, что меры, помогающие детям есть более широкий ассортимент продуктов, например регулярное знакомство с одними и теми же продуктами и предложение разнообразных фруктов и овощей, могут быть наиболее эффективными в самом раннем возрасте», — отметила Клэр Ллевеллин, профессор Университетского колледжа Лондона.

Ягоды спешат на помощь

Ученые из Университета Квинс в Белфасте (Ирландия) полагают, что более четверти случаев деменции можно предотвратить, просто обогатив свой рацион продуктами и напитками, богатыми флавоноидами. Проблема актуальная, ведь, по прогнозам, к 2050 году число людей, страдающих этим серьезным заболеванием, во всем мире почти утроится и составит 153 миллиона человек. А это настоящая угроза для системы здравоохранения и социальной защиты. Конечно, основными факторами развития болезни в данном случае являются генетика и возраст, но и диета, как оказалось тоже играет немаловажную роль.

Специалисты изучили данные о питании более 121 986 взрослых в возрасте от 40 до 70 лет — участников исследования UK Biobank. «Наши результаты показывают, что употребление в день шести дополнительных порций продуктов, богатых флавоноидами, в частности ягод, чая и красного вина, было связано с 28%-ным снижением риска развития деменции. Результаты оказались наиболее заметными у лиц с высоким генетическим риском, гипертонией и симптомами депрессии», — заметил профессор Эйдин Кэссиди.

Флавоноиды обладают разными полезными для здоровья свойствами, в частности антиоксидантными, противовоспалительными и противораковыми. Они также помогают снизить риски развития сердечно-сосудистых заболеваний и улучшить когнитивные функции.

«В настоящее время эффективного лечения деменции не существует, поэтому профилактические мероприятия, направленные на улучшение здоровья и качества жизни, а также на снижение социальных и экономических издержек, должны по-прежнему оставаться одним из основных приоритетов общественного здравоохранения», — подытожила доктор Эми Дженнингс.

Глобальное потепление ударит по ленивцам

Ученые из Великобритании и Коста-Рики пришли к выводу, что ленивцам осталось жить недолго. Из-за изменений климата, в частности повышения температуры в тропических и экваториальных регионах Земли метаболизм этих животных станет работать активнее и возрастут потребности организма в энергии.

«Способность ленивцев приспосабливаться к новым условиям среды сильно ограничена их медленным метаболизмом, а также уникальной для них неспособностью эффективно регулировать температуру тела, что отличает их от других млекопитающих. Проведенные нами наблюдения показали, что ленивцы, что особенно касается их высокогорных популяций, могут не пережить того роста температур, который мы ожидаем увидеть к 2100 году», — уверенно сказала Ребекка Клифф, исполнительный директор Фонда спасения ленивцев, один из авторов исследования.

В ходе эксперимента исследователи взяли 12 млекопитающих, проживающих в разных точках «Заповедника ленивцев» на Коста-Рике, и закрыли их в специальной камере, позволяющей отслеживать количество кислорода, расходуемого организмом испытуемых. При этом температура в камере постепенно росла от +18 до +34 °С. Выяснилось, что при температуре 23 °С и выше метаболизм зверей резко ускорился, потребление кислорода увеличилось примерно на 40%. Климатологи же предрекают повышение температуры на 2–6° к концу нынешнего столетия, а значит, метаболизму ленивцев придется ускориться. Увы, эти милые создания не в состоянии быстро переварить пищу (а она им понадобится для более активной жизнедеятельности), поэтому ученые и предполагают, что их количество резко сократится.

Хрустеть огурцом, а не медью

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), Ботанического института имени В. Л. Комарова РАН и Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени И. П. Павлова выяснили, как снизить в два раза токсичность меди в огурцах.

Медь — элемент для сельскохозяйственных растений необходимый. Он участвует, в частности, в фотосинтезе и дыхании растений. Но также является токсичным тяжелым металлом. Поэтому контроль за его содержанием в растениях очень важен. Излишнее количество меди может вызвать пожелтение листвы, снизить урожайность и качество продукции, а у людей и подавно вызвать врожденные аномалии и другие проблемы со здоровьем. В почву медь попадает с атмосферными выбросами и отходами металлургических предприятий, с некоторыми органическими и минеральными удобрениями, с пестицидами.

Решить проблему избыточности меди ученые предложили с помощью наночастиц молекулярной формы углерода — феллерена С60. Они способны связывать некоторые тяжелые металлы и делать их менее токсичными.

«В работе мы изучали два химических производных фуллерена С60, различающихся по составу функциональных групп периферической части этой молекулы: полигидроксилированный фуллерен (фуллеренол) и аргининовый аддукт C60. Эксперименты доказали, что производные фуллерена C60 способны снижать токсичность меди у растений огурца. Наиболее сильное защитное действие от избытка меди оказывал аддукт фуллерена C60, синтезированный путем присоединения аминокислоты аргинин. Под его влиянием токсичность меди снижалась более чем в два раза», — рассказал Николай Битюцкий, заведующий кафедрой агрохимии СПбГУ, профессор СПбГУ.