Пандемия COVID-19 стала хорошим испытанием для мировой науки — меньше чем за год учёные разных стран мира создали 50 потенциальных вакцин против нового коронавируса SARS-CoV-2, из них 3 уже одобрены к использованию. Но не надо думать, что вся наука в уходящем году только и делала, что изучала коронавирус. Учёные добыли и много других интересных знаний.
Биология и медицина
В США установили, что кофеин помогает бороться с ожирением. Он способствует переводу трудносжигаемого белого жира в легкосжигаемый бурый. Подопытные крысы, получавшие кофеин из матэ, кофе и синтетического препарата, толстели на 20-40 процентов медленнее своих собратьев, обделённых кофеином. Пейте кофе и не толстейте!
Там же, в Америке, экстази (он же MDMA) одобрили для лечения ПТСР — посттравматического стрессового расстройства. Испытания показали, что «наркотик любви и эмпатии» — настоящий прорыв в плане эффективности лечения этой тяжелейшей психической травмы. Правда, не в одиночку, а в комплексе с грамотной психотерапией. Да и MDMA требуется чистый, а не тот трэш, что продаётся на улицах.
Учёные из Канады выдвинули немного дикую гипотезу: болезни вроде рака, диабета, ожирения, сердечных заболеваний, которые мы привыкли считать незаразными, на самом деле могут быть заразны. Как аргумент они приводят сильные корреляции распространения этих болезней с кругом длительного общения заболевших. Авторы гипотезы объясняют это тем, что у близко и долго контактирующих людей синхронизируется микробиота — всякие микроорганизмы, которых в теле человека больше, чем собственных клеток. Уже известно, что многими болезнями можно заразить пересадкой микробиоты от больного организма. Так что, может быть, канадцы правы?
Плохая новость для курильщиков: если вы курите, то не имеет значения, насколько много — и сигаретка в день, и целая пачка изнашивают лёгкие одинаково. Хорошая новость для курильщиков: бросить никогда не поздно! Лёгкие очень быстро восстанавливаются благодаря резерву клеток, которые как бы спят в период курения, а потом активно размножаются и замещают клетки, поражённые курением.
Вы не поверите, но каракатицы смогли в зефирный тест! Точнее, в креветочный. Одной группе головоногих давали крабов (так себе, с точки зрения каракатиц) и креветок (вкусняшка) на обед и ужин случайным образом. Второй группе стабильно давали крабов на обед и креветок на ужин. И вторая группа очень скоро стала игнорировать обед, чтобы до отвала налакомиться креветочным ужином. В первой же группе моллюски не могли понять системы, по которой подаются крабы и креветки (потому что её не было), так что наедались обедом до отвала, как и подобает нормальному животному: пока есть, что есть — ешь. Зато когда группы поменяли местами, «бывшие первые» систему поняли очень быстро и тоже стали чуть перекусывать крабовым обедом, чтобы объесться ужином из креветок. Весьма неожиданный для головоногих уровень логики и выдержки.
Нейросеть из МТИ за 3 дня работы нашла среди 107 млн известных лекарств 23 новых антибиотика. Один из них, получивший название халицин (в честь HAL-9000 из «Космической одиссеи» Кубрика), способен уничтожать даже устойчивые ко всем известным антибиотикам бактерии благодаря своему необычному механизму действия — он «выламывает» железо из внутренних структур бактерии, из-за чего она теряет способность регулировать баланс pH и быстро помирает. Будем надеяться, ИИ показал такую эффективность в поиске антибиотиков не потому, что хотел уничтожить что-нибудь живое.
Китайские биологи выключили гены старения мозга у кольчатых червей (да, у них есть мозг). Эти 2 гена запускают у пожилых червей процесс, в результате которого в мозгу сильно падает выработка нейромедиаторов, из-за чего кольчатые старички начинают тупить и еле двигаться. Когда учёные отключили злосчастные гены — старые черви стали двигаться так же бодро, как и молодые. Опыт провели и на мышах, с похожим результатом — пожилые мыши стали обучаться наравне с юнцами. А в США учёные добились омоложения мозга у мышей с помощью введения белка фосфолипазы D1.
Сидеть на корточках или коленях это всё равно что активно двигаться — к этому выводу пришли учёные из США и Африки, изучив народность хадза. Они сидят на корточках или стоят на коленях до 10 часов в день (ну образ жизни у них такой), и почти не страдают от сердечных болезней. Учёные считают, что статичная нагрузка на мышцы ног даёт такой же эффект, что и ходьба, бег и прочие подобные занятия.
Пластик загрязняет природу уже при использовании! Достаточно пошуршать пакетом или открутить крышку с бутылки, чтобы микрочастицы пластика взмыли в воздух и попали внутрь организма. Проблема с этими частицами в том, что они очень плохо выводятся из тела и могут вредить здоровью. Пластик сейчас нашли даже в плаценте человека.
Американские учёные научились «скручивать пробег» у человеческих клеток относительно простым и изящным способом. Они ввели в клетки особые эпигенетические маркеры — факторы Яманаки, которые заставляют клетку превратиться в Бенджамина Баттона и жить наоборот. Если довести процесс до конца — клетка превратится в стволовую, но можно прервать процесс на некотором этапе и получить клетку, помолодевшую на нужное число лет. Что учёные и сделали. А другие учёные теми же факторами Яманаки восстановили зрение старым мышам до уровня молодой зоркости.
Нейросети позволили довести точность считывания мыслей до 97%. Они получали картинку нейронной активности человеческих мозгов и угадывали, какую фразу произносил в уме испытуемый. Ошибся ИИ только в 3% случаев. Правда, в эксперименте участвовал набор всего из 50 простых фраз, но блин…
Колонии бактерий могут обладать памятью. Несколько лет назад у микробов выявили потенциалы действия, а теперь учёные попробовали поэкспериментировать с потенциалами на целых колониях. Состоящие из сенной палочки биоплёнки облучили лазером, что вызвало скачкообразное расхождение электрических разрядов по бактериям. Самое поразительное — эти разряды продолжили циркулировать по колонии даже когда лазер выключили. Тот же процесс циркуляции без стимуляции создаёт основу памяти в нашей нервной системе. Может, наша нервная ткань формировалась из таких вот микробных колоний?
Негативное мышление разрушает не только психику, но и мозг. На биологическом уровне. Это показало исследование английских учёных. Дело в том, что при повторяющихся депрессивных и тревожных состояниях в мозгу копятся тау-белки с амилоидами, которые вызывают нейродегенерацию — распад мозговой ткани. Хотя не факт, что это именно причинно-следственная связь.
Химики сделали полуживую материю всего из 6 молекул. Система способна поддерживать своё постоянство и питаться — почти как живая клетка. Только запасать энергию пока не умеет. Зато при облучении светом она сама собой образуется из растворённых в воде веществ и даже формирует протяжённые волокна.
Хотите помочь развитию своего ребёнка? Заведите собаку! Австралийские учёные зафиксировали, что наличие собаки делает детей на треть менее агрессивными, на четверть более уравновешенными и общительными, а также на 40% снижает число межличностных конфликтов. Причём это не связано с тем, что с собакой приходится чаще гулять.
Американские биологи в очередной раз схлестнулись с болезнью Альцгеймера. И открыли новый тип палочкоядерных нейтрофилов (иммунные клетки такие), которые могут заставить нейроны восстановить не только самих себя, но и связи между собой. Используя эти нейтрофилы, учёные прямо в живых мышах буквально вырастили заново зрительный нерв и спинной мозг. EPIC WIN!!!
В тех же США учёные установили, что сверхэкспрессия гена G6PD запускает 2 фатальных процесса в клетке, делая её вечно молодой и постоянно размножающейся — то есть, наделяя её характерными чертами раковой клетки. Есть шанс, что контроль над G6PD сможет снизить до нуля саму возможность появления раковых опухолей в организме.
Физика и космос
Сверхмассивные чёрные дыры — не только пожирающие всё и вся хтонические монстры гравитации, но и прекрасные помощники для зарождения жизни. Они выбрасывают потоки рентгеновского излучения на огромные расстояния, до 25 тысяч световых лет. Согласно моделям, эти фотоны «активизируют» молекулы газа в космических облаках, из-за чего в них образуется намного больше (до 100 раз) воды, метанола и формальдегида.
Каменно-ледяные планеты при достаточной близости к своей звезде могут покрыться сплошным океаном глубиной в сотни и даже тысячи километров. Такая толща воды порождает чудовищное давление и превращает привычное вещество в весьма экзотические формы материи. Учёные из США с помощью алмазных наковален достигли давления, которое было бы под водой на глубине 2400 км — и вода с кремнием превратились в единую полужидкую массу. Скорее всего, планеты-океаны не имеют привычного для нас чёткого деления на жидкую воду и твёрдое дно. Вместо этого они медленно сгущаются с ростом глубины.
Твёрдое ядро Земли действительно вращается чуть быстрее остальной части нашей планеты. Эту давнюю гипотезу подтвердили учёные с помощью большой сети сейсмодатчиков. Разница в скорости вращения подстёгивает турбулентные вихри в жидком ядре, которые и генерируют такое сильное магнитное поле у нашей планеты.
Новый телескоп в обсерватории Кека дал первые снимки формирования планет. На них видно, как внутри протопланетного диска в 370 световых годах от нас образовались 2 газовых гиганта, очистив окрестности своих орбит от вещества — в полном соответствии с нынешней моделью образования планет.
А вот с моделью формирования галактик не всё ладно — у галактики DLA0817g (Диск Вулфа) разглядели чёткую дисковую форму. При том, что её возраст не более 1,5 млрд лет, а теории говорят, что на образование дисковой структуры галактике нужно не меньше нескольких миллиардов лет. Это странно.
Порадуемся за CERN — ему выделят 23 млрд долларов на постройку нового коллайдера длиной 100 км. Для сравнения, длина Большого адронного коллайдера — «всего» 26,7 км. Такая махина нужна физикам для углубления в квантовую теорию поля, которая сводит всю материю во Вселенной к возмущениям полей. Стройка начнётся только в 2038 году.
Также физикам впервые удалось оценить влияние квантовых эффектов на макроскопические тела. Как известно из квантмеха, микрочастицы — совсем не то, что привычные нам предметы с чёткими границами и местоположением в пространстве. Квантовый мир весь дрожит и колеблется, частицы вероятностно присутствуют сразу во многих местах. При переходе к большим объектам эти эффекты нивелируются — но не полностью, как выяснилось. Сверхточное оборудование LIGO зафиксировало, как абсолютно неподвижное зеркало массой 40 кг тоже квантово колеблется — правда, всего на 1 миллиардную миллиардной метра.
Станция «Новые горизонты» сообщила сногсшибательную весть — далёкий и, казалось бы, холодный Плутон внутри весьма горяч! Более того, под его поверхностью скрываются океаны жидкой воды глубиной до 180 км. И возраст их сравним с возрастом самого Плутона. Миллиарды лет жидкой воды рядом с каменными породами — прекрасные условия для появления жизни, хехехе.
Жизнь может быть и на Церере — карликовой планете из пояса астероидов. Станция «Dawn» показала, что под поверхностью Цереры есть океан жидкой и сильно солёной воды — это ясно по аномалиям гравитационного поля планеты. А ведь на Церере и органику находили…
И снова гипотетическая жизнь — теперь на Венере. Учёные из МТИ рассчитали, что бактерии вполне могут жить в верхних слоях венерианской атмосферы, на высоте 48-60 км. А буквально через пару недель приблизительно на такой высоте (53-61 км) в атмосфере Венеры обнаружили потенциальный биомаркер фосфин. Вот так совпадение!
Вы будете смеяться, но жидкие водоёмы и на Марсе нашли — целую россыпь соединённых перемычками озёр под южной полярной шапкой. Учёные считают, что вода эта крайне насыщена солями, что позволяет ей оставаться жидкой при очень низких температурах. Вода становится уже чем-то привычным в космосе, даже назойливым…
Мы уже открыли более 4 тысяч планет вне Солнечной системы, и все они расположены в Млечном Пути. О том, чтобы заметить планеты в других галактиках, не может быть и речи — слишком далеко. Но в этом году астрономам фантастически повезло. В галактике Водоворот NGC 5194 (23 млн световых лет от нас) чёрная дыра пожирает звезду и выплёвывает мощный поток рентгеновского излучения, который и подсветил проходящую по орбите планету — газовый гигант вроде Сатурна. Достижение «открыть планету в другой галактике» разблокировано!
Ну и в конце обрадую вас — можете считать, что вы дожили до такого грандиозного события, как столкновение нашей галактики с Андромедой! Хотя до соприкосновения видимых дисков ещё порядка 4,5 млрд лет, тёмные гало наших галактик, состоящие из газа, пыли и тёмной материи, уже начали слияние. Потому что простираются на 1,3-2 млн световых лет дальше видимых дисков. А расстояние между видимыми дисками Млечным Путём и Андромедой — 2,4-2,7 млн световых лет. Простая арифметика показывает, что столкновение уже ПОЧАЛОСЯ!
