Разные разности

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Недавно была в Серпухове и в какой-то момент поняла, что мне на глаза постоянно попадаются павлины. Нет, не живые — нарисованные, маленькие и большие. Попался даже один гигантский — на глухой торцевой стене жилого дома.

Спрашиваю — что за любовь такая к павлинам в Серпухове? А мне отвечают — так это же символ нашего города, он у нас на гербе нарисован. Помилуйте, говорю, откуда павлины в Серпухове? Гуси, утки, сойки, цапли — да. Но павлины-то здесь отродясь не водились. А кто его знает, говорят, может, жили тут давным-давно.

В общем, решила я внести ясность в этот вопрос, который меня озадачил. И в соответствии с научным подходом стала смотреть литературу и разговаривать с орнитологами.

Ну конечно. Не было здесь никаких павлинов. Этой тропической птице нужны тепло и влага. Поэтому живет она в теплых странах.

Возможно, что, привозили ее из заморских далей как диковинку для зоопарка в своей усадьбе. Но это были редкие, единичные случаи. В природе павлин здесь не водился. А почему же тогда он попал на герб Серпухова? Или это не павлин?

Гербы и печати на Руси вошли в моду в Средние века. Их учреждали монархи и представители высшего сословия, чтобы обозначить свою власть. Причем герб должен был подчеркивать какую-нибудь особенность владельца.

Вообще, все русские князья занимались охотой, а потому превосходно знали природу своей вотчины. Поэтому на гербах городов Залесской Руси чаще всего изображали животных, особо почитаемых в этих местах. Так, на гербе древнего Пскова появилась рысь, на гербе Ярославля — медведь на задних лапах, на гербе Суздаля — сокол, украшенный короной, на гербе Ростова Великого — олень.

Все это указывало на особую значимость животного мира в повседневной жизни людей на этих территориях.

В Серпухове не было павлинов. Зато были в изобилии глухари. Эту крупную птицу с размахом крыльев до полутора метров и весом до пяти килограммов заслуженно зовут царем лесной чащи. Глухарь очень любит сосновые боры, а их вокруг Серпухова много. В самом Серпухове есть район Заборье — то есть за бором. Так что топонимика хранит память о сосновых лесах.

Если сравнить внешний вид токующих самцов глухаря и павлина, то окажется, что оба необычайно схожи. Оба раскрывают хвост веером. Только у глухаря веер не такой большой, перья покороче, сам веер плотнее и компактнее. Но в целом — картинка одинаковая. Да это и понятно. И глухарь, и павлин представители одного семейства фазановых.

Первый герб Серпухова составил в середине 1720-х годов заместитель герольдмейстера Франц Санти. Этому уроженцу Италии, составлявшему герб, павлин был, несомненно, ближе и роднее, чем наш северный глухарь. Может, и рисовал он глухаря, а все равно получился павлин. Ну а за 300 лет придумать обоснование, почему вдруг появился павлин на гербе, конечно, можно было. Этой версией со мной поделился кандидат биологических наук В.И. Перерва, и она очень похожа на правду.

Вот так ошибки людей, а то и прямые подделки, порождают мифы. И случаются они не только в обыденной жизни, но и в науке. Все больше стало появляться в научной печати публикаций, закрывающих открытия, давние и совсем свежие. Расскажу лишь о нескольких.

Почти сто лет в библиотеке Мичиганского университета хранится рукописная страничка, написанная Галилео Галилеем. Этот документ всплыл в 1934 году, когда попал на аукцион. Он представляет собой черновик письма, которое написал Галилей венецианскому дожу. В письме он рассказал о своем телескопе и о наблюдениях за Юпитером. А подлинник этого письма хранится в Государственном архиве Венеции.

Недавно американский историк Ник Уайлдинг придирчиво рассмотрел этот документ, особенно водяные знаки на бумаге, и понял, что и бумага, и сам документ родом из 30-х годов ХХ века. Независимая экспертиза в Мичиганском университете подтвердила выводы Уайлдинга.

И это, увы, не единичная история. Ученые из Йельского университета недавно доказали, что знаменитая карта Винланда, которую считали древнейшей картой Америки, фальшивка, изготовленная в XX веке. Да, ее нарисовали на пергаменте XV века, однако выдали подделку чернила, содержащие титан. Они явно были родом из начала прошлого столетия.

Интересно, сколько таких нераскрытых фальсификаций хранятся в архивах и вводят в заблуждение историков?

А вот сюжет из другой оперы. Исследователи, опираясь на огромный массив систематизированных исследований, предложили признать серотониновую теорию развития депрессии необоснованной. Хотя именно серотониновая теория — одна из самых популярных среди врачей и пациентов. О ней пишут в учебниках, и она хорошо объясняла, почему развивается эндогенная депрессия.

Согласно этой теории, депрессия развивается, когда нарушается баланс биогенных аминов — дофамина, норадреналина и серотонина. Как эта теория подтверждается? А просто — клинически. При назначении антидепрессантов, которые влияют на метаболизм или концентрацию этих нейромедиаторов, состояние пациентов улучшается.

Но теперь выяснилось, что у людей с депрессией активность серотонина не снижается по сравнению с людьми без депрессии. Так что доказательств нет. Но почему же тогда помогают антидепрессанты, влияющие на обмен серотонина?

Еще одна история — из палеонтологии. О том, как отменили открытие предка змеи. Ученые считают, что предками змей были ящерицы, которые жили около 125 миллионов лет назад. Но почему они потеряли конечности? Хорошо было бы найти переходное звено — уже не ящерицу, но еще не змею. И такое переходное звено нашли в 2015 году.

Палеонтолог из Портсмутского университета обнаружил хорошо сохранившийся экземпляр окаменелости небольшой змееподобной рептилии с четырьмя лапами возрастом около 120 миллионов лет. Эту окаменелость недавно передали из частной коллекции в аренду Юрскому музею в Германии, и она попала на глаза исследователю. «Четырехногая» змея сразу стала знаменитой. Вот оно — переходное звено! Вроде бы и змея, но при этом с лапками.

Конечно, палеонтологи принялись придирчиво изучать это чудо. Но чудо оказалось не переходным звеном, а ящерицей из семейства долихозавров. Так что это открытие недавно закрыли.

Закрытия часто случаются в астрономии. В 2020 году астрономы сообщили, что зафиксировали очень яркую вспышку в одной из самых удаленных галактик, находящейся в созвездии Большой Медведицы. Вспышка длилась 245 секунд, и астрономы решили, что видят гамма-всплеск или взрыв сверхновой.

Но прошло еще два года, и польские астрономы закрыли открытие своих коллег. Оказалось, что вспышка — это результат отражения солнечного света от разгонного блока «Бриз-М» российской ракеты «Протон», который попал в поле зрения спектрометра.

Перефразируя Пушкина, хочется сказать: «О, сколько нам закрытий чудных готовят просвещенья дух…» И это нормально для науки, ведь истина рождается как ересь и умирает как заблуждение. Видите, начала с павлина в Серпухове и вон куда вырулила.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Эпидемия ковида ударила не только по человечеству, но и по окружающей среде. Причем это воздействие оказалось двояким. С одной стороны, природа получила возможность продемонстрировать свою поразительную способность к быстрому самовосстановлению. И продемонстрировала.

Помните 2019 год? Изоляция, локдаун, улицы городов вымерли. Перестали летать самолеты, а их поднималось в воздух более 200 000 каждые сутки, движение транспорта на дорогах почти исчезло, промышленные предприятия снизили обороты, а Европа забыла, как выглядят туристы.

Природа откликнулась на эти изменения невероятно быстро. И это, признаться, меня впечатлило. Уже в марте 2019 года, то есть буквально через месяц после начала жесткой изоляции людей, миссия Copernicus Sentinel-5P Европейского космического агентства увидела из космоса, каким поразительно чистым стал воздух над промышленными центрами Китая, над столицами и туристическими центрами Европы.

А Интернет облетели фотографии и видео каналов Венеции с невероятно прозрачной водой. Местные жители такого отродясь не видели.

Но, с другой стороны, природа получила удар в виде специфических отходов пандемии — использованных средств индивидуальной защиты. Каждый день в мире образуется в среднем 54 000 тонн таких отходов. Одних только одноразовых масок каждый месяц выбрасывают около 129 миллиардов штук.

И куда они все деваются? Ну, понятное дело, на свалки и в океан. Теперь к триллионам пластиковых бутылок в океане добавилось несметное количество этих масок из полипропиленовых волокон, да еще нитриловых перчаток в придачу.  Застрянут они в морях, океанах и реках надолго, потому что это очень стойкая синтетика.

Конечно, одноразовые маски надо бы собирать. И наладить этот процесс надо было сразу же, как только люди стали их носить. Не наладили. Но, допустим, сбор налажен. А что дальше с этими масками делать? Можно ли извлечь из них пользу?

Исследователи из Инженерной школы Мельбурнского королевского технологического университета в Австралии предложили неожиданное решение. А именно — использовать маски для лица, резиновые перчатки и одноразовые халаты для укрепления бетона, то есть в качестве армирующего материала (RMIT University).

Исследования показали, что если эти маски-перчатки-халаты измельчить и добавить в бетон, то его прочность увеличится на 22%, он станет более гибким, и повысится устойчивость к растрескиванию.

А сколько надо добавить? Да совсем немного — от одной десятой до четверти процента. Однако если учесть, что производство бетона — одно из самых крупнотоннажных производств в мире, то потребуется огромное количество использованных масок и перчаток.

Отличное решение и нормальный подход экономики замкнутого цикла к проблеме обращения с отходами. Посмотрим, что покажут полевые испытания, к которым готовятся исследователи.

Но как бы то ни было, превращать отходы в ресурсы — это будущее человечества, никуда от этого нам не деться. И чем раньше мы начнем тренироваться, тем лучше. А природа точно скажет нам спасибо.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Двадцать два года назад в США появилась Национальная инициатива в области нанотехнологий. Ее одобрил тогдашний президент США Билл Клинтон. В 2003 году ее закрепили законодательно.

Конечно, такая экстравагантная идея не могла прийти в голову политику. Ее, разумеется, предложили ученые. В данном случае одним из инициаторов выступил лауреат Нобелевской премии 1996 года американский физик Ричард Смолли.

Он, а также британские химики Гарольд Крото и Роберт Кёрл получили Нобелевскую премию по химии за то, что открыли фуллерен — удивительную молекулу, состоящую из 60 атомов углерода и похожую по структуре поверхности на футбольный мяч. Ее диаметр составляет один нанометр. Так что фуллерен стал своего рода символом нанотехнолгий.

А что такое один нанометр? С удовольствием напомню вам образ от автора нашего журнала, доктора химических наук Владимира Зинуровича Мордковича, который не один год занимался исследованием углеродных нанотрубок: «Один нанометр — это диаметр трубочки для коктейля, если коктейль пьет микроб». Наглядно. Правда?

А что же в России? Восемь лет спустя, в 2008-м, у нас тоже появилась своя наноинициатива, которая материализовалась в виде госкорпорации РОСНАНО. И с тех пор слово «нанотехнологии» стало одним из часто употребляемых не только в науке, но и в обыденной жизни, чаще — в анекдотах.

Тогда, поначалу, нам рассказывали о нанотехнологиях как о чем-то совершенно новом и волшебном, что кардинально изменит нашу жизнь в ближайшие годы.

Правда, химики и физики недоуменно пожимали плечами, потому что ничего нового, разумеется, в нанонауке не было. Ей, по меньшей мере, 250 лет — с тех пор как Бенджамин  Франклин ставил свои знаменитые эксперименты с маслом на поверхности водоемов.

Конечно, вы знаете, как выглядит Бенджамин Франклин — его портрет с 1914 года печатают на стодолларовых купюрах. Но мало кто знает, что Бенджамин Франклин, современник нашего Михаила Васильевича Ломоносова, был не только политиком и писателем XVIII века, но еще и физиком, исследователем, членом многих академий наук, в том числе и Императорской академии наук в Санкт-Петербурге.

Франклина очень интересовало одно явление, о котором он прочитал у Плиния Старшего в его «Естественной истории». Явление действительно необычное — древнегреческие и римские мореходы усмиряли волны, выливая растительное масло на поверхность воды.

Франклин исследовал его 17 лет. Оказалось, что об этой хитрости знают мореходы всего мира. Простые моряки на Бермудах успокаивают таким образом рябь на воде, чтобы увидеть рыбу в глубине.

Бенджамин Франклин постоянно носил с собой бутылочку с маслом. И когда оказывался у какого-нибудь водоема в ветреную погоду, то ставил натурные эксперименты, чтобы разобраться в сути явления.

Кстати, этот поразительный эксперимент вы можете сделать сами — в тазу с водой. Взбаламутьте ее рукой, а потом капните несколько капель свежего растительного масла. Результат действительно удивительный.

После этого вас точно потянет на природу к какому-нибудь пруду, чтобы повторить эксперимент в большом масштабе. Только подойти к пруду надо с наветренной стороны, где зарождаются волны. Эту хитрость тоже придумал Франклин.

В своей статье, опубликованной в научном журнале Philosophical Transactions в 1774 году, он писал, что с помощью чайной ложки масла ему удалось успокоить волнение в пруду на площади в 20 соток, то есть на 2000 квадратных метров. Масло растекается по поверхности воды, образуя слой толщиной в несколько нанометров.

Удивительно, что такой тончайший и непрерывный нанометровый слой масла не дает распространяться волнению на поверхности воды. Но это факт. И похоже, именно слой масла на воде стал первым нанометровым объектом, на который обратила внимание наука. Так что за плечами у нанотехнологий большая история, сотни лет.

Когда 20 лет назад в мире начался нанотехнологический бум, лауреат Нобелевской премии по химии Роалд Хоффман заявил в интервью нашему журналу, что нанотехнологии — это новое название, которое придумали для химии, чтобы сделать ее модной. И действительно, размеры большинства молекул в органическом мире измеряются нанометрами.

А природа и вовсе самый лучший нанотехнолог, потому что повсеместно использует эти технологии. Например — когда создает гидрофобную поверхность листьев и лепестков цветка лотоса, благодаря чему к ним не пристает грязь. Или — окрашивая в яркий синий цвет крылышки бабочек морфо без единого нанограмма красителя, а только за счет наноструктурированных чешуек, покрывающих крылышки.

Нанотехнологический бум двадцатилетней давности обещал нам открыть двери в новый мир. Людям и вправду нужно что-то новое, вдохновляющее, многообещающее, способное решить людские проблемы.

Помню, как в 2008 году в Вашингтоне, в Национальном научном фонде США, мне рассказывали, как уже в ближайшие годы по нашим сосудам внутри тела будут ползать нанороботы и очищать сосуды от бляшек. Эта картина, которую я представила себе в красках, меня тогда буквально потрясла. И я стала следить, когда же эти нанороботы появятся.

И вот — сообщение из Университета Эссекса. Здесь создали технологию очистки засорившихся шунтов, установленных в теле человека, с помощью роёв, состоящих из магнитных микророботов (IEEE Transactions on Biomedical Engineering).

Операция шунтирования, когда вокруг пораженного сосуда строят обводной канал внутри организма, стала сегодня рутиной. Людей, которые носят внутри себя шунты, миллионы.

Но эти обводные каналы со временем начинают засоряться. На их стенках скапливаются отложения, просвет сужается, шунт теряет гибкость и перестает выполнять свою работу.  В таких случаях приходится делать повторную операцию, чтобы его заменить.

Теперь лишние повторные операции не понадобятся, потому что очищать шунты прямо на месте будут рои из сотен магнитных микророботов. Каждый такой микроробот, изготовленный из магнитных наночастиц, меньше толщины человеческого волоса.

Рой магнитных микророботов вводят в шунт, а затем начинают перемещать его внутри этого устройства с помощью магнитного поля. Его создает мощный магнит на поверхности тела. Рой микророботов, который гоняют с места на место, очищает шунт от наслоений на стенках. Похоже на то, как вы ершиком отмываете пробирку.

Микророботы биосовместимы и нисколько не ядовиты для организма. И покидают его они естественным путем. Так утверждают исследователи.

Это, конечно, еще не нанороботы, разбирающие бляшки в сосудах. Здесь нужна куда большая деликатность и тонкость, чтобы не повредить сосуд. Но уже хоть что-то. Наука должна держать свое слово и исполнять свои обещания, пусть самые маленькие. За язык-то ведь никто не тянул. Иначе веры ей не будет.

…исследователи предложили краткий 22-стадийный синтез тетродотоксина, мощного природного нейротоксина, который содержится в печени рыбы фугу (Science)…

…золотые тетраэдры нанометровых размеров способны самопроизвольно складываться в плоские хиральные сверхрешетки (Nature Communications - полный текст)…

…разновидность искусственного интеллекта может выявить покупателей пистолета, которые намереваются совершить самоубийство (JAMA Network Open - полный текст)…

…оксид титана улучшает фотокаталитическое разложение перфтороктановой кислоты нитридом бора (Chemical Engineering Journal)…

…один из каждых 400 взрослых в мире в течение последнего года обращался за помощью в связи с проблемами, связанными с азартными играми (Addiction)…

…созданы нанопористые цинковые электроды, которые делают первичные щелочно-цинковые батареи перезаряжаемыми (Nature Communications - полный текст)…

…дети считают, что «гениальность» – это мужская черта, и это убеждение укрепляется по мере того как они взрослеют до двенадцатилетнего возраста (Child Development - полный текст)…

…помидоры, выращенные на сильно загрязненных свинцом почвах, вероятно, безопасны для употребления в пищу (Science of The Total Environment)…

…углеводы и полифенолы в черносливе действуют как пребиотики и помогают восстановить здоровье костей (Nutrients)…

…раковые клетки вырабатывают небольшое количество уникального внеклеточного матрикса из коллагена, который влияет на микробиом опухоли и защищает от иммунных реакций (Cancer Cell)…

…женщинам, которые в подростковом возрасте решили стать чайлдфри, сейчас в среднем около 40 лет, и у них до сих пор нет детей (Scientific Reports - полный текст)…

…вода, добываемая из нефти и газа, геотермальные рассолы и рассолы после опреснения морской воды содержат достаточно лития, чтобы его стоило извлекать (PNAS)…

…доля твитов о здоровой пище увеличилась на 20,5% во время пандемии, в то время как доля твитов о фастфуде и алкоголе снизилась на 9,4% и 11,4% соответственно (Patterns - полный текст)…

…арсенид бора – это лучший полупроводниковый материал, когда-либо найденный, и, возможно, лучший из возможных (Science)…

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Это исследование состоялось благодаря инициативе музыкантов. Это был 2020 год, когда Филадельфийский оркестр, как и многие другие музыкальные коллективы, приостановил выступления из-за пандемии COVID-19. Нужно было найти такой формат работы, чтобы он был безопасным для музыкантов, но при этом позволял репетировать вживую на обычной встрече.

Играть в масках музыканты не могут. Попытка отгородить их друг от друга прозрачными стенками из оргстекла не дала результата: музыканты жаловались, что плохо слышат и плохо видят коллег. А когда музыкантов рассаживали далеко друг от друга, нарушалось звучание оркестра. И тогда руководитель оркестра обратился в Пенсильванский университет с просьбой помочь наладить очную, но безопасную работу в оркестре.

Чтобы что-то рекомендовать, надо прежде исследовать проблему. Ученые задались вопросами: сколько аэрозольных частиц создавали музыканты во время игры, насколько плотно частицы вылетали из инструментов и как быстро они перемещались по воздуху? Речь идет об игре на духовых инструментах. На вопросы мог ответить только эксперимент.

Музыкантов пригласили в кампус. Они играли гаммы непрерывно в течение нескольких минут — на флейте, тубе, кларнете, трубе, гобое и фаготе. А исследователи следили за количеством и скоростью аэрозольных частиц, которые вырывались из духовых инструментов. Для этого использовали увлажнители, лазерные лучи, высокоскоростные камеры и счетчик частиц.

Исследователи считали и удивлялись. Оказалось, что музыканты, играющие на духовых инструментах, производили аэрозоли в той же концентрации, что и обычный человек во время разговора. Размер частиц составлял от 0,3 до 1 микрометра в диаметре.

Скорость, с которой разлетались частицы, тоже оказалась маленькой, всего 0,1 м/с. Во время кашля или чихания частицы летят в десятки раз быстрее — со скоростью 5–10 м/с. В ряду духовых инструментов выбивалась только флейта со скоростью около 0,7 м/с, но и ей до кашля и чихания далеко.

Аэрозоли, образующиеся во время этих мини-концертов, рассеивались и оседали на расстоянии около двух метров от музыкального инструмента, что, по словам исследователей, тоже мало отличается от обычной речи или дыхания.

Результаты исследования, опубликованные в Physics of Fluids, помогли руководителю оркестра правильно рассадить музыкантов и возобновить выступления уже летом 2020 года. Мораль этой истории проста: если возникает проблема — обращайтесь к ученым. Наука для того и существует, чтобы отвечать на вопросы и помогать обществу.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Помню, как в начале 2000-х мне в Стамбуле показывали новую университетскую клинику, построенную по последнему слову технику. На Западе при всех университетах, где есть медицинские факультеты или институты, обязательно есть своя клиника. Это исследовательское подразделение. Здесь лечат всех, кто захочет, но при этом здесь еще учатся на будущих врачей и защищают диссертации на основании наблюдения за пациентами.

Прекрасная внутренняя планировка помещений, великолепное оснащение и, конечно, медные ручки на всех дверях и медные краны во всех туалетах. И при этом сестра, сопровождавшая нас, обрабатывала ручки дверей в палатах до того, как мы за них брались, и после.

Я поинтересовалась — неужели чистой меди недостаточно, чтобы обеспечить полную дезинфекцию? Оказалось — нет. Несмотря на то что все предметы, за которые часто берутся люди, в клинике сделаны из меди, внутрибольничная инфекция по-прежнему существует, и она очень опасна для тяжелых больных.

Сегодня, спустя почти 20 лет, ученые уже знают, что хотя чистая медь обладает антибактериальными свойствами и способностью самоочищаться, с разными бактериями она ведет себя по-разному. Бактерии с тонкой стенкой, так называемые грамотрицательные бактерии (кишечная палочка, сальмонелла, шигелла, хеликобактер, легионелла и др.), она убивает быстро и легко. А вот бактерии с более толстой клеточной стенкой, так называемые грамположительные (стрептококки, стафилококки, клостридии и др.), даются меди труднее, их она убивает медленнее, а значит, есть шанс на распространение инфекции.

И вот — хорошая новость на этом горячем фронте. Исследователи из Университета Британской Колумбии создали медное покрытие, которое убивает быстро и много («Advanced Materials Interfaces» ).

Во-первых, это нанопокрытие. Его поверхность не идеально гладкая, а усеяна нановыпуклостями. Такой рельеф делает поверхность меди гидрофобной. Но если бактерии все же удалось зацепиться, то взаимодействие с этими бугорками буквально разрывает ее клеточную стенку. А во-вторых, в медь добавлен цинк. Цинк также обладает антибактериальными свойствами — избирательно окисляется в присутствии меди и помогает быстрее уничтожать бактерии по сравнению с чистой медью.

Команда обнаружила в эксперименте, что новому материалу потребовался всего один час, чтобы убить 99,7% золотистого стафилококка — грамположительного патогена, обычно вызывающего внутрибольничные инфекции. Чистой меди для этого потребовалось два часа.

Ученые надеются, что скоро в больницах такие покрытия появятся на дверных ручках и кнопках лифта, к которым чаще всего прикасаются персонал, пациенты и посетители. Заметьте — не к зоне под ободком унитаза, о которой неустанно рассказывают в телевизоре. Все источники внутрибольничной инфекции — на поверхности.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Происхождение жизни на Земле — вот многовековая тайна, которая по-прежнему будоражит умы.  Четыре миллиарда лет назад Земля выглядела совсем иначе. Ее покрывал океан, первобытный бульон, в котором в течение миллионов лет зарождалась жизнь. Сначала в нем должны были появиться молекулярные кирпичики жизни — аминокислоты и нуклеиновые кислоты, из которых складывались белки и ДНК.

Сегодня в живых клетках аминокислоты образуются из предшественников, называемых α-кетокислотами, с использованием азота и белков-катализаторов, называемых ферментами.

Но как это происходило в ранние исторические времена, когда никаких клеток еще не было? Тут две возможности. Либо в первичном бульоне существовали α-кетокислоты, из которых получались аминокислоты. Но эта реакция не идет без участия ферментов, а их в первичном бульоне не было. Либо аминокислоты образовывались из альдегидов. Свет на эту развилку пролили ученые из Исследовательского института Скриппса.

Они предположили, что роль фермента в превращении α-кетокислоты в аминокислоту может сыграть обыкновенный цианид. Поскольку исследователи знали, что потребуется азот, они добавили аммиак, который, как и цианид, в достатке должен был присутствовать на ранней Земле. Затем, методом проб и ошибок, они обнаружили третий ключевой ингредиент — углекислый газ.

Если смешать только кетокислоту, цианид и аммиак, то ничего не произойдет. Но стоит добавить углекислый газ, даже в незначительных количествах, как реакция начинает набирать скорость. Причем реакция идет при комнатной температуре и в широком диапазоне рН.

Интересно, что побочный продукт той же реакции — оротат, предшественник нуклеотидов, составляющих ДНК и РНК. Поэтому исследователи считают, что эта реакция, скорее всего, была источником ранней жизни на Земле. Могут ли аминокислоты начать формировать маленькие белки? Может ли один из этих белков вернуться и начать действовать как фермент для производства большего количества этих аминокислот? Ответы на эти вопросы исследователи планируют получить в ближайшее время.

Ученые придумали новую парадигму для объяснения перехода от пребиотической химии к биотической. Но даже если эта гипотеза в дальнейшем не подтвердится (а мне кажется, что она весьма убедительна), польза от открытия новых реакций все равно очень большая. Простые реакции из дешевого сырья крайне нужны на производстве, где делают на заказ биомолекулы — для фармакологии и научных исследований.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Как вы думаете, что важнее — есть много фруктов или есть фрукты часто? Казалось бы, какая разница. А между тем разницу обнаружили исследователи из Астонского университета в Бирмингеме. Ученые провели перекрестный онлайн-опрос 428 взрослых со всей Великобритании, которые ответили на вопросы анкет. Так удалось измерить диетические привычки, психологическое здоровье и повседневные когнитивные способности участников, чей средний возраст составил 39,7 лет.

У участников не было серьезных проблем со здоровьем, пищевой аллергии или расстройств пищевого поведения. 86% оценили свое общее состояние здоровья как хорошее или отличное.

Участников спрашивали, как много и как часто они едят фрукты, овощи, пикантные и соленые закуски (чипсы, например), сладости (печенье, пирожные, конфеты), а также о симптомах тревоги, стресса и депрессии. Интересовались исследователи общим психическим благополучием и повседневными умственными ошибками, когда человек забывает, что где лежит, зачем он зашел в определенную комнату, и не может вспомнить чье-то имя, даже если оно вертится «на кончике языка».

Что же выяснили исследователи? Результаты опубликованы в British Journal of Nutrition, и они таковы. Чем чаще люди едят фрукты, тем ниже у них показатель депрессии и выше показатель психического благополучия, независимо от общего количества потребляемых фруктов. Эффект от овощей был похожим, но слабее. И это понятно. Фрукты и овощи богаты антиоксидантами, клетчаткой и необходимыми микроэлементами, которые способствуют оптимальной работе мозга, но эти питательные вещества могут быть потеряны во время приготовления. Поскольку в сыром виде мы чаще употребляем именно фрукты, это потенциально может объяснить их более сильное влияние на наше психологическое здоровье. А фрукты действительно едят чаще овощей по понятной причине: яблоко или банан легко взять с собой в отличие от вареной цветной капусты.

Что же касается сладких и соленых перекусов, то они увеличивали показатели тревожности и стресса, провоцировали когнитивные нарушения и ухудшали самочувствие в отличие от фруктов и овощей, которые улучшают когнитивные способности.

Собственно, ничего нового здесь нет. Старая английская пословица гласит: в день по яблоку — и врач побоку. Как видите, нашим предкам и одного яблока в день хватало.

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Что важнее для успеха в Формуле-1 — гонщик, команда или машина? Среди участников и поклонников Формулы-1 всегда бытовало твердое убеждение, что здесь работает так называемое «правило 80/20»: машина/команда отвечают за 80% успеха в гонке, а мастерство пилота — только за 20%. Но, как выяснили ученые из Университета Летбриджа, эта формула ошибочна.

Ученые занимались статистическим моделированием и анализом гонок в течение восьми сезонов. Оказалось, что в формуле успеха вклад машины и команды был сильно переоценен. Вместо 80% это ближе к 20%. Вклад водителя составляет примерно 15%. А что же остальное? Как выяснилось, в формуле упущен самый важный фактор — тонкое взаимодействие между гонщиком и командой, на долю которого приходится 30–40%. Оставшиеся 25% приходятся на случайные факторы, всегда возникающие во время гонки.

В этом тонком взаимодействии ключевую роль играет опыт водителя. Только опытные водители могут выстроить правильные и плодотворные отношения с командой и обеспечить критическую взаимодополняемость, только опытные водители улучшают отдачу от командных технологий.

Однако опытному водителю высокого класса надо хорошо платить. Зарплата пилота составляет в среднем 7,86 миллиона долларов за сезон. Но ведь и команда, взаимодействие с которой определяет успех, тоже должна хорошо оплачиваться. А если бюджет ограниченный (в среднем составляет 195,86 миллиона долларов), то неизбежно придется выбирать, кому больше платить. Да и в машину надо вкладываться. Поэтому вывод таков: большего успеха в Формуле-1 будут добиваться те команды, где велико финансирование и не стоит вопрос, кому повысить зарплату.

Таким образом, у команд с самыми большими бюджетами всегда больше шансов на победу, поскольку они могут позволить себе не снижать производительность машины и команды в обмен на высококлассного пилота. Результаты исследования опубликованы в журнале «Applied Economics» (полный текст).

И стоило проводить исследование, если вывод столь банален и очевиден?

Иллюстрация Петра Перевезенцева

Люди, конечно, сухопутные существа. Под водой может жить только Ихтиандр — персонаж научно-фантастического романа Александра Беляева «Человек-амфибия». Мы же, чтобы дышать, используем баллоны с кислородом, чтобы не замерзнуть на глубине — костюмы из неопрена, чтобы ясно видеть — специальные защитные очки.

В общем, все у нас сухопутное, и руки — не исключение. Они плохо удерживают предметы под водой, которые попросту выскальзывают из наших сухопутных пальцев.

Однако бывают ситуации, когда эта сухопутность становится помехой. Водолазы-спасатели, подводные археологи, инженеры-мостостроители и спасатели используют свои руки, чтобы поднять человека или предметы из воды. А они выскальзывают. Человек невольно включает железную хватку. Но это опасно — он может навредить и человеку, и ценному предмету.

В общем, для деликатного прикосновения или захвата требуются руки, созданные для воды. И где их взять?

Конечно — у природы. У нее уже есть несколько отличных решений, и осьминог здесь — самое очевидное. У осьминога восемь длинных рук, которыми он легко захватывает предметы любого размера.

Каждая осьминожья рука покрыта присосками. Широкий внешний край присоски плотно прилегает к предмету, мышцы сокращаются и расслабляют колокол присоски, чтобы усилить и ослабить давление. Когда задействовано много присосок, это создает невероятно прочное сцепление с предметом. Ослабить его может только сам осьминог, с помощью своих мышц и нервов.

Осьминог контролирует более 2000 присосок на восьми руках, обрабатывая информацию с различных химических и механических датчиков. Гигантский объем работы для нервной системы. Поэтому у осьминога, помимо центрального мозга, есть нервные центры в каждом щупальце. А нервных клеток у него немногим меньше, чем у кошки.

Кстати, в ноябре 2021 года при обсуждении закона о защите прав разумных животных в правительстве Великобритании к числу разумных решили причислить и осьминога, в общем — разумного подводного существа. Так что грех было не позаимствовать присоски у брата по разуму.

В результате появились перчатки Octa-glove. В синтетические присоски с датчиками встроена электроника, которая регулирует прилипание и отлипание перчатки. Присоски расположены на подушечках перчаточных пальцев. Они отлично справились с заданием вытащить из воды ложку, мягкий гелевый шарик, цилиндр, тарелку, коробку, игрушку… В общем, ничто не проскользнуло между неловкими пальцами.

Этой разработкой, которую еще предстоит довести до ума, занимается компания Virginia Tech вместе со специалистами из Университета штата Айова и Университета Небраски в Линкольне.

Однако справедливости ради стоит напомнить, что несколько лет назад появились перчатки Геко, позволяющие человеку лазать по гладким вертикальным стенкам. Идею этих перчаток позаимствовали у лучшего альпиниста в мире животных — геккона. Сила сцепления его лапок с поверхностью такова, что он может висеть на одном пальце.

Поверхность лапки геккона усеяна крошечными щетинками длиной 100 микрон и радиусом 2 микрона. И каждая щетинка, в свою очередь, образована сотней других щеточек диаметром около 200 нанометров, которые буквально прилипают к поверхности.

А прилипают они потому, что здесь в игру вступают так называемые силы Ван-дер-Ваальса — силы межмолекулярного и межатомного взаимодействия. Они слабенькие. Но если таких связей миллионы, то сцепление с поверхностью получается отличным. Эффект веника работает.

DARPA — Министерство обороны США — продемонстрировало прототип перчаток геккона для человека несколько лет назад. С тех пор — тишина. Видимо, засекретили. Боюсь, и перчатки осьминога ждет та же участь. Но очень надеюсь, что аналоги этих перчаток уже давно есть среди разработок, поддерживаемых нашим военным ведомством.