В Институте высокомолекулярных соединений (филиал НИЦ «Курчатовский институт» — ПИЯФ — ИВС) разработали гибкий композитный биоэлектрод для лечения ран различной этиологии. Он состоит из двух слоев. Биоактивный слой из хитозана безопасно контактирует с раневой поверхностью и помогает ей восстанавливаться. В основе второго слоя — композитная матрица, созданная на основе сополимеров, разработанных учеными ИВС.
«В состав биоэлектрода входит сегментный мультиблочный сополи (уретан-имид) (СПУИ), наполненный электропроводящим составом наночастиц графена. Этот материал обладает особой электропроводностью, способной создавать чрескожные токи, в том числе и с ионной проводимостью, что важно для успешного лечения ран», — рассказал Андрей Диденко, старший научный сотрудник лаборатории синтеза высокотермостойких полимеров.
Биоэлектрод эластичен, но в то же время обладает высокой прочностью. Его можно постоянно носить на теле: он растягивается в несколько раз, двигаясь вместе с кожей или мышцами, не вызывая боли и не повреждая клетки, образовавшиеся в процессе заживления раны. Работой устройства управляет блок питания с регулировкой напряжения.
По словам разработчиков, биоэлектрод можно использовать в различных биологических средах и подвергать стерилизации. Он может эффективно лечить хронические и острые раны различной природы (трофические и диабетические язвы, ожоги) в сочетании с лекарственными средствами.
Для создания матрицы ученые предлагают использовать доступные и недорогие материалы, что делает электрод не только эффективным, но и экономически выгодным.
«Наша разработка соответствует биоэлектродам, существующим на рынке, в том числе, иностранного производства. А в некоторых технических аспектах превосходит зарубежные аналоги. В настоящее время спектр гибких, износостойких и долговечных многокомпонентных устройств подобного типа ограничен», — отметил Диденко.
Биоэлектрод успешно прошел первые этапы испытаний на лабораторных животных, ведется процесс патентования изделия.
Поиск жизни за пределами Земли давно сосредоточен на органических молекулах — прежде всего аминокислотах и жирных кислотах. Именно из них «построены» белки и клеточные мембраны. Проблема в том, что такие вещества возникают не только в живых организмах: аминокислоты находили в метеоритах, астероидах и даже в лабораторных экспериментах, моделирующих условия ранней Солнечной системы. Поэтому сама по себе находка органики не считается убедительным доказательством жизни.
До сих пор исследователи делали ставку на более тонкие признаки. Один из самых известных — хиральность, свойство молекулы не совмещаться в пространстве со своим зеркальным отражением. Жизнь на нашей планете почти всегда использует «левые» версии аминокислот, тогда как неживая химия создает смесь левых и правых форм.
Другой подход — изотопный анализ: организмы предпочитают одни варианты атомов углерода и азота другим. Однако такие сигналы легко разрушаются временем, нагревом или радиацией, а для их измерения нужны сложные приборы, которых на космических миссиях часто просто нет.
[shesht-info-block number=1]
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Nature Astronomy, посмотрели на проблему иначе. Вместо поиска конкретных молекул они изучили общую структуру химических смесей — то, насколько разнообразны сами соединения и как распределены их количества. Для этого ученые сравнили десятки наборов аминокислот и жирных кислот из самых разных источников: земных микроорганизмов, древних окаменелостей, морских осадков, гидротермальных источников, метеоритов, астероида Рюгу и даже образцов с астероида Бенну.
Применив математический метод, с помощью которого обычно оценивают разнообразие животных и растений в природе, авторы научной работы сравнили наборы молекул и их распределение между собой. Выяснилось, что если смесь содержит много разных веществ, распределенных относительно равномерно, ее разнообразие считается высоким. Если же почти все состоит из простых соединений — низким.
Отметим, что образцы биологического происхождения почти всегда обладают гораздо более высокой внутренней сложностью, чем абиотические. В организмах обмен веществ поддерживает производство большого числа молекул в строго сбалансированных пропорциях. Неживая химия работает иначе: термодинамика и кинетика реакций обычно приводят к доминированию нескольких самых простых и устойчивых веществ.
[shesht-info-block number=2]
Этот принцип проявился даже в сильно поврежденных образцах. Некоторые древние породы возрастом более миллиарда лет и органика из горячих гидротермальных источников уже частично утратили биологический сигнал, но все еще занимали промежуточное положение между органикой биологического происхождения и полностью абиотическими смесями. Это позволило ученым выстроить своеобразную шкалу «химической деградации».
Для жирных кислот картина оказалась обратной, но не менее показательной. Биологические системы используют ограниченный набор длин цепочек, необходимых клеточным мембранам, тогда как абиотические процессы создают более ровные смеси. То есть жизнь в одних случаях увеличивает химическое разнообразие, а в других ограничивает его ради функций клетки.
Затем исследователи смоделировали условия на Европе — ледяном спутнике Юпитера, поверхность которого находится под постоянным мощным воздействием магнитосферы газового гиганта и космических лучей. Расчеты показали, что даже после разрушения части молекул статистический «рисунок» биологической химии сохраняется довольно долго. Со временем образцы становятся слишком «бедными» для анализа, но перед этим все же остаются отличимыми от неживых смесей.
[shesht-info-block number=3]
Главное преимущество нового метода — его универсальность: не нужно определять точную структуру каждой молекулы либо измерять изотопы с экстремальной точностью. Достаточно знать относительное содержание веществ в образце — данные, которые уже способны получать многие космические приборы. То есть подход особенно привлекателен для будущих миссий NASA и ESA к ледяным мирам Солнечной системы.
Важно понимать, что метод сам по себе не доказывает существование жизни. Однако он может стать еще одним инструментом астробиологов, особенно там, где традиционные биосигнатуры слишком слабы или разрушены временем.
Астробиологи предложили искать внеземную жизнь по химическому «рисунку» распределения молекул
Неизвестный ранее вид светлячков назвали Cretoluciola birmana (от сreta — «мел» и luciola — «светлячок»). Он жил в среднем меловом периоде примерно 98-99 миллионов лет назад. Палеонтологи провели масштабный сравнительный анализ более 400 морфологических характеристик и последовательности генов, полученных от современных светлячков.
На основе полученных данных исследователи составили генеалогическое древо светлячков. Можно утверждать с вероятностью 99,7%, что найденный экземпляр представляет собой светлячка из семейства Luciolinae мелового периода. Значит, возраст современных представителей этого семейства составляет почти 100 миллионов лет.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences.
Древний светлячок — самец длиной всего 6,6 миллиметра с большими выпуклыми глазами и тонкими нитевидными усиками. Окаменелость оказалась очень высокого качества: удалось рассмотреть шесть сегментов брюшка и двусторонний орган свечения, похожий на те, что есть у современных светлячков.
Находка указала на то, что характерное для светлячков свечение и система мигания «включено — выключено» оставались неизменными на протяжении десятков миллионов лет. Вероятно, они, как и современные представители, использовали свечение для привлечения партнера и подачи предупреждающих сигналов.
Хотя открытие этого вида дает новое представление об эволюции светлячков, найденный экземпляр — лишь единственный известный его представитель. Чтобы составить полное представление об истории светлячков, необходимо изучить больше насекомых из древнего янтаря, а также собрать более обширную выборку современных светлячков.
Древнейшего ископаемого светлячка с большими глазами нашли в янтаре мелового периода
Игра у взрослых особей в животном мире — явление, известное у людей, но его распространенность у других приматов и причины сохранения в эволюции оставались загадкой. В человеческих сообществах наблюдается четкая закономерность: в обществах охотников-собирателей, где низкая стратификация и высокая мобильность, игра у взрослых поощряется, выполняя функцию снижения агрессии и укрепления коллектива. Напротив, в аграрных культурах с упором на конформизм игривость у взрослых подавляется.
Ранние исследования показали, что игра взрослых встречается почти у половины видов приматов, но причины этого не объясняли. Более поздние попытки связать наличие игры с экологическими и жизненными факторами, такими как диета, среда обитания, метаболизм, не увенчались успехом: эти факторы не объясняли сохранение игры.
В новом исследовании ученые проанализировали наличие и отсутствие игр у 37 видов приматов. Каждый вид независимо классифицировался по социальному стилю: деспотический, умеренно деспотический и толерантный. Ученые также учли альтернативные гипотезы, собрав данные по морфологии, выявив массу тела самок и индекс полового диморфизма, который часто используют как показатель уровня внутриполовой конкуренции и социальной структуре группы: парная, гаремная или мультисамцовая. Также авторы исследования учли и исключили фактор возможного родства исследуемых особей. Результаты исследования опубликовал журнал Biology Letters.
Морфологические факторы, такие как масса тела, не показали никакой значимой связи с вероятностью игры у взрослых приматов. Напротив, социальный стиль оказался решающим фактором. Вероятность наблюдать игру у взрослых была максимальной в толерантных видах и минимальной в деспотических, в то время как умеренно деспотические виды заняли промежуточное положение.
[shesht-info-block number=1]
Более того, прямое сравнение показало, что социальный стиль значительно лучше предсказывает наличие игры, чем социальная структура. Несмотря на это, близкородственные виды приматов демонстрировали схожий стиль игрового поведения, что говорит о глубоких эволюционных корнях этого феномена.
Таким образом ученые подтвердили, что именно распределение власти в обществе, а не его структура или физические особенности особей, объясняет феномен взрослой игры у приматов. Авторы исследования предложили рассматривать социальную терпимость и взрослую игру как части системы. Для приматов игра создает и укрепляет доверие и широкие социальные связи, что, в свою очередь, поддерживает терпимость в обществе.
В деспотических же системах издержки такого рискованного и требующего взаимного доверия поведения, как игра, перевешивают его потенциальные выгоды, что ведет к ее угасанию. Как предположили ученые, ключевой возможностью для подавления или стимулирования игровой активности может быть онтогенез — развитие в определенной социальной среде.
Внутренняя иерархия подавила желание приматов играть друг с другом
Так называемые мощные голубые вспышки (Luminous fast blue optical transients, LFBOT) начали обсуждать после события AT2018cow — знаменитой «Коровы», зарегистрированной в 2018 году в галактике CGCG 137-068 на расстоянии примерно 200 миллионов световых лет от Земли. Вспышка достигла необычайной яркости всего за несколько дней и так же быстро угасла, однако ее излучение долго оставалось очень горячим и «синим». Позже ученые обнаружили, что подобные события происходят в активно звездообразующих галактиках и сопровождаются мощным рентгеновским и радиоизлучением.
Что именно вызывает такие события — до сих пор не ясно, а в кандидаты выдвигали неудавшиеся сверхновые, формирование черных дыр, магнитары и даже разрушение звезд черными дырами промежуточной массы. Главная проблема в том, что встречаются мощные голубые вспышки слишком редко: на сегодня подтверждено лишь около десятка LFBOT.
Авторы новой научной работы решили подойти к загадке с другой стороны и изучили не сами вспышки, а галактики, в которых они происходят. Для этого исследователи собрали крупнейшую на сегодня выборку из 11 LFBOT и проанализировали свойства их «домов» — массу галактик, скорость звездообразования, химический состав и даже положение вспышек внутри галактик.
[shesht-info-block number=1]
Выяснилось, что все галактики-хозяева активно формируют новые светила, причем многие пережили всплеск звездообразования сравнительно недавно — по космическим меркам всего несколько десятков миллионов лет назад. Это указывает на связь голубых вспышек с молодыми массивными звездами. Однако сами вспышки нередко возникали вдали от самых ярких областей звездообразования, что стало неожиданностью для ученых.
Более того, химический состав галактик оказался промежуточным: тяжелых элементов в них было меньше, чем в типичных галактиках со сверхновыми, но больше, чем в галактиках, где рождаются длинные гамма-всплески или сверхъяркие сверхновые. Выходит, голубые вспышки, вероятно, представляют собой отдельный класс явлений с особым механизмом возникновения.
Анализ расположения LFBOT внутри галактик выявил, что больше 30 процентов событий произошли либо в самых тусклых областях, либо вообще на окраинах галактик. Для обычных сверхновых такое поведение нехарактерно. Именно этот результат стал сильнейшим аргументом в пользу гипотезы о слиянии компактных объектов со звездами Вольфа — Райе.
[shesht-info-block number=2]
Напомним, звезды Вольфа — Райе — крайне массивные и горячие светила, которые уже сбросили внешние оболочки и быстро приближаются к финалу своей жизни. Если рядом с такой звездой расположена черная дыра или нейтронная звезда, со временем орбита может разрушиться и объекты сольются. В момент столкновения выделяется колоссальная энергия, способная породить именно такую короткую, яркую и горячую вспышку, какую астрономы наблюдают у LFBOT.
Авторы препринта, опубликованного на сервере Корнеллского университета, отметили, что выборка пока слишком мала для окончательных выводов. Однако уже в ближайшие годы ситуация может измениться: строящаяся обсерватория имени Веры Рубин может находить подобные вспышки куда чаще. Если будущие наблюдения подтвердят нынешние результаты, астрономы получат не только объяснение мощных голубых вспышек, но и новый способ изучать экстремальные слияния звездных остатков в далеких галактиках.
Загадочные голубые вспышки связали со столкновениями черных дыр и звезд Вольфа — Райе
Пустыня Атбай — часть пустыни Сахара, очень засушливый каменистый регион на востоке Судана, между Нубийским Нилом (участком реки между первым и шестым порогами) и побережьем Красного моря. В 2018-2019 годах археологи нашли в этих местах наскальные рисунки возрастом около четырех тысяч лет, на которых изображен в том числе крупный рогатый скот.
Сейчас этот пустынный регион непригоден для выпаса скота. Стада коров на рисунках из Атбая стали одним из подтверждений того, что в ту эпоху климат Сахары был значительно более влажным.
Так называемый африканский влажный период, как считается, начался в Северной Африке примерно 15 тысяч лет тому назад, в конце плейстоцена. Его связывают с усилением летних муссонных дождей. Во влажном периоде большую часть Сахары покрывала саванна — трава, деревья, озера. Около шести тысяч лет назад зона муссонных дождей сместилась на юг, климат начал снова меняться, становясь все более засушливым. Эпоха «Зеленой Сахары» постепенно завершилась.
О людях, которые жили в пустыне Атбай в конце периода «Зеленой Сахары», рассказали многочисленные круги из вертикально вкопанных камней. Диаметр этих кругов составляет от пяти до 82 метров. Всего с помощью спутникового дистанционного зондирования удалось найти 280 таких сооружений, разбросанных по пустыне.
Международная группа исследователей, статья которой опубликована в журнале African Archaeological Review, пришла к выводу, что эти круги — монументальные погребальные сооружения. Их создавали племена скотоводов, кочевавших со своими стадами по пустыне в четвертом-третьем тысячелетии до нашей эры, примерно тогда, когда в нижнем течении Нила формировалась цивилизация Древнего Египта.
Строительство этих монументов требовало значительных, скорее всего, коллективных усилий. Так, по оценкам ученых, для сооружения каменного круга с длиной окружности приблизительно 60 метров одному человеку потребовался бы 161 восьмичасовой рабочий день, 10 людям — примерно 16 дней, а 50 — чуть более трех дней.
Внутри кругов археологи обнаружили захоронения людей, а также коров, коз и овец. В самом большом комплексе нашли около 18 могил животных. Зачастую захоронения скота окружают человеческие могилы, находящиеся в центре круга. Это свидетельствует о том важном значении, которое придавали пастухи своему скоту и о тесной связи, существовавшей между людьми и животными, отметили исследователи.
Ученые также обнаружили, что круги часто находятся вблизи источников воды. Это свидетельствует о том, что их расположение не было случайным: древние скотоводы специально выбирали подходящие точки для строительства.
Тем не менее примерно в третьем тысячелетии до нашей эры источники воды иссякли. Условия жизни в пустыне стали гораздо суровее, вынудив скотоводческие общества покинуть этот район и мигрировать в более благоприятные места.
Каменные круги в суданской пустыне рассказали о скотоводах «Зеленой Сахары»
И человеческая речь, и пение птиц состоят из последовательностей звуков. По мере взросления дети и птенцы произносят их быстрее, «ужимая» слоги. До сих пор ученые считали, что это происходит благодаря тренировке. Авторы исследования, опубликованного в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society B, предположили, что ключевую роль в развитии речи играет реакция окружающих.
Ученые протестировали свою гипотезу на людях и зебровых амадинах Taeniopygia guttata. В первом исследовании они записывали на видео, как пяти- и десятимесячные младенцы играют с родителями дома. Затем проанализировали, на какие звуки родители реагируют чаще — на одиночные (например, «ба») или на последовательности («ба-ба-ба»). Кроме того, оценили словарный запас этих же детей в возрасте полутора лет.
Другой эксперимент биологи провели на птенцах зебровых амадин. Ученые показывали им видеозаписи, на которых взрослая самка демонстрирует одобрение брачной песни самца: она взъерошивает свои перья и быстро покачивает верхней частью тела из стороны в сторону.
Птенцов распределили на две группы. Первой показывали видео только тогда, когда они пробовали петь. Второй группе показывали то же самое видео, но в случайные моменты. Таким образом, моторная практика и визуальные стимулы у птенцов были одинаковыми, однако лишь в первой группе существовала связь между пением и социальным поощрением.
Результаты подтвердили гипотезу ученых. Оказалось, что родители младенцев почти в 10 раз чаще реагируют на цепочки слогов, чем на одиночные звуки. В свою очередь, дети, получавшие ответы на свои «реплики» в пятимесячном возрасте, быстрее учились говорить и к 10 месяцам демонстрировали более высокий темп речи. Уровень развития речи у них коррелировал с богатым словарным запасом в 1,5 года. При этом общая разговорчивость (количество звуков, которое произносил младенец) никак не влияла на развитие лексикона.
Эксперимент с птицами показал аналогичные результаты. Амадины, получавшие реакцию самки в ответ на свое пение, быстрее ускоряли темп и стабилизировали ритм. Птенцы из контрольной группы, которым показывали видео в случайное время, так и не научились петь быстро и слаженно, хотя пели не меньше собратьев.
Исследование показало, что одобрение окружающих стимулирует малышей не просто издавать звуки, но и упаковывать информацию плотнее и быстрее. Эволюция общения базируется на поиске социальной отдачи, и мы учимся говорить связно и быстро только потому, что именно на такую речь реагирует наш вид.
Дети и птенцы научились говорить благодаря ответам родителей
Люди обладают уникальной способностью к совместным ритмичным действиям — от гребли и забивания свай до танцев и музыки. Однако исследования последних лет выявили любопытный феномен: когда люди выполняют ритмичную работу вместе, они непроизвольно ускоряются. Это явление, получившее название joint rushing («совместное убегание темпа»), не возникает при индивидуальной работе и было зафиксировано в барабанном бое, хлопках, постукивании пальцами и даже у профессиональных музыкантов.
Но если это так, то как люди вообще способны выполнять длительную ритмичную работу в едином темпе? Но они не просто способны на это, такая работа, как правило, еще и эффективна. Примером могут служить морские шанти, песни землекопов-ганди-дэнсеров в США, песни сборщиков устриц в Шотландии. Причем, что характерно, в таких песнях почти всегда был солист, а ритм песни дробил время между рабочими движениями.
Ученые проверили, как именно эффективнее работать. Авторы исследования провели три эксперимента, в каждом из которых участвовали по 24 человека. Участники работали парами, но находились в разных звукоизолированных кабинах и слышали друг друга через наушники.
Задача была проста: сначала синхронизировать постукивание пальцем с метрономом, установленным на 60 ударов в минуту, а затем, когда метроном отключался, продолжать в том же темпе на протяжении 30 секунд. В части экспериментов один или оба участника должны были считать вслух, сопровождая постукивание.
Один участник считал «раз, два», причем «раз» совпадал с ударом, а «два» попадало ровно посередине между ударами — это и есть метрическое дробление. Второй участник только стучал. Для сравнения создали условия, когда оба молча стучали вместе или поодиночке.
Во втором эксперименте проверяли, работает ли одна только сольная вокализация, без дробления: один участник считал «раз» без промежуточного «два». Третий эксперимент показывал обратное: что будет, если дробление есть, но солиста нет, то есть оба участника одновременно отсчитывают. Результаты исследования опубликованы в журнале The Royal Society.
[shesht-info-block number=1]
Эксперимент показал, что, когда один из участников «ведет», создавая дробленый темп, совместное убегание темпа полностью исчезло. Пары, работавшие под голос одного солиста с дроблением, удерживали темп так же стабильно, как одиночки. Кроме того, разброс интервалов снизился, а точность синхронизации партнеров повысилась.
Во втором эксперименте, где солист просто отсчитывал каждый удар без дробления, эффект был слабее. Убегание темпа сократилось, но не исчезло, и участники не смогли достичь той же точности, что и при индивидуальной работе. В третьем эксперименте, где пели оба участника, убегание темпа тоже уменьшилось, но пара опять не вышла на уровень индивидуальной стабильности, а точность взаимной координации не улучшилась.
Таким образом, идеальная формула — это именно сочетание одного голоса и дробного ритма. Сольное пение создает единый временной ориентир, а ритмические подразделения, заполняющие паузы между рабочими движениями, снижают вариативность благодаря вовлечению более быстрого внутреннего отсчета.
Тектонические плиты Земли либо сталкиваются, порождая горы, либо расходятся, тогда кора истончается и разрывается, давая начало новому водоему. Самый известный пример — Восточно-Африканская рифтовая система (EARS), где континент медленно раскалывается уже десятки миллионов лет. Этот процесс сопровождается землетрясениями и извержениями вулканов, однако на раннем этапе внешних проявлений глубоких процессов нет.
К юго-западу от EARS, через всю Центральную Африку — от Танзании до Намибии — тянется цепочка изолированных рифтовых долин: Луангва, Луано, Кафуэ, Окаванго и Эйсеб. Ранее геофизики зафиксировали там аномалии — низкую скорость сейсмических волн, повышенный тепловой поток и слабую фоновую сейсмичность. Гипотеза ученых заключается в том, что эта цепочка разломов — не набор отдельных структур, а единая зарождающаяся граница между Нубийской плитой и новой микроплитой, которую назвали плитой Сан. Если гипотеза верна, этот разлом соединяет EARS с Атлантикой через подводный Китовый хребет, что означает раскол Африки сразу на три части.
Авторы нового исследования проверили эту гипотезу, изучив рифт Кафуэ в Замбии, где на поверхность выходят геотермальные источники. В восьми точках — как в самом разломе, так и за его пределами — отобрали пробы газа. Сравнив соотношения гелия-3 и гелия-4 можно определить происхождение газа и глубинные процессы. Результаты опубликовал журнал Frontiers in Earth Science.
В шести пробах из зоны разлома соотношение изотопов гелия в восемь раз превысило число стандартного показателя и стало прямым доказательством присутствия мантийных газов на поверхности. А изотопный состав углерода в CO₂ показал близкое к мантийному диапазону значение, что дало второе, независимое подтверждение. Это доказывает, что мантийные флюиды поднимаются строго по разломам, а не рассеяны под всем регионом.
[shesht-info-block number=1]
Такое соотношение газов в рифте, когда доминирует азот из коровых пород с высокой концентрацией радиогенного гелия и лишь небольшой добавкой мантийного CO₂, — типичный геохимический портрет именно ранней, незрелой стадии рифтогенеза, то есть разделения плит. Это подтверждают данные исследований других рифтов — Руква и Северо-Танзанийской зоны, где наблюдаются похожие процессы. По мере созревания рифта и нарастания магматизма картина меняется: объем мантийного углекислого газа резко возрастает, и он начинает доминировать.
Таким образом, геохимические данные совпадают с геофизическими и указывают, что под рифтом Кафуэ идет активный разрыв литосферы на самой ранней стадии. Если аналогичные мантийные сигналы найдут в других сегментах этой зоны, подтвердится раскол Африки по новому сценарию.
В Африке нашли ранние свидетельства тектонического раскола континента
Земля — единственная известная нам планета, на которой континенты соседствуют с водой, а земная кора состоит из подвижных тектонических плит. Вопрос формирования древних континентов до сих пор вызывает научные споры.
Преобладают две конкурирующие гипотезы. Согласно первой, континенты сформировались в результате субдукции — процесса, при котором одна тектоническая плита «подныривает» под другую. Вторая гипотеза предполагает, что земная кора частично расплавилась под действием горячего мантийного материала, поднимающегося из глубин Земли, или от падения крупного метеорита.
Ученые из Нанкинского университета (Китай) исследовали древнейшие минералы — цирконы, содержащиеся в гранитных породах региона Пилбар в Австралии, где расположены одни из самых древних и хорошо сохранившихся горных пород. Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Архейские гранитные породы, составляющие раннюю континентальную кору Земли, могли сформироваться только при условии интенсивного поступления воды в глубокую кору или мантию, однако механизм их формирования остается неясным.
Исследователи проанализировали количество воды и кислорода в древних породах и обнаружили свидетельства того, что магмы, из которых образовались граниты, со временем, с 3,5 до 3,2 миллиарда лет назад, становились более окисленными и содержали больше воды.
Моделирование показало, что эти магмы образовались в результате плавления с постоянным притоком воды и кислорода. Такое масштабное и продолжительное увлажнение и окисление глубинных слоев земной коры логично объясняется процессом субдукции, при котором одна плита «подныривает» под другую, насыщая ее водой, минералами и кислородом.
Авторы исследования пришли к выводу, что рециркуляция воды в процессе субдукции играла важнейшую роль в формировании древних континентов. А вот гипотезы без такой субдукции не могут удовлетворительно объяснить подобные находки древних минералов.
Континенты Земли образовались в результате «подныривания» тектонических плит
Чеснок (Allium sativum), одно из древнейших культурных растений на земле, еще в Древнем Египте применяли не только в кулинарии или в сакральных целях, но и как лекарственное средство, в первую очередь для борьбы с инфекциями и паразитами. Чеснок широко использовали в медицине Древнего Китая, Древнего Рима, Древней Греции. В европейском Средневековье им отгоняли злых духов, вампиров и чуму, лечили раны и инфекции.
В Новое время выяснилось, что чеснок содержит органические вещества, обладающие антисептическими, противогрибковыми, инсектицидными свойствами. Например, люди заметили, что чеснок можно использовать в качестве природного репеллента, отпугивающего летающих насекомых. Кроме того, садоводы-любители годами применяют чесночные настои и отвары для борьбы с вредителями и болезнями растений.
Группа биологов из Йельского университета (США), статья которых опубликована в журнале Cell, раскрыла причину, почему чеснок не пользуется любовью крылатых насекомых. Как установили ученые, на комаров и мух одно из соединений, содержащихся в чесноке, действует как своего рода противозачаточное средство.
Это открытие ученые сделали практически случайно, изучая в рамках другого проекта рецепторы и нейронные цепи, которые управляют репродуктивным поведением насекомых. В качестве модельного организма использовались плодовые мушки дрозофилы.
Поскольку дрозофилы обычно спариваются на плодах, исследователи предположили, что, возможно, во фруктах или овощах есть что-то, что действует как афродизиак и стимулирует их спаривание. Поэтому ученые приготовили пюре из 43 разных фруктов и овощей и организовали для плодовых мушек своего рода шведский стол.
Вопреки ожиданиям, ни одно из предложенных дрозофилам блюд не повысило активность их спаривания, но в процессе экспериментов выяснилось другое. Пюре из чеснока обладает прямо противоположным эффектом: дрозофилы, которые попробовали это пюре, полностью прекратили спариваться и откладывать яйца.
Во время дальнейших экспериментов исследователи неоднократно перепроверили эту реакцию у плодовых мух. Оказалось, что чеснок на 100 процентов блокирует размножение не только у дрозофил, но и у мух цеце, а также у комаров рода Aedes — переносчиков желтой лихорадки, лихорадки денге и вируса Зика.
Как установили ученые, отпугивающий фактор для крылатых насекомых — не запах, а вкус чеснока, именно присутствие в нем диаллилдисульфида. Это химическое вещество подавляет оба вида поведения — и спаривание, и откладывание яиц, причем воздействует в основном на самок.
За обнаружение диаллилдисульфида отвечает сенсорный рецептор TrpA1, расположенный во вкусовых органах насекомых. TrpA1 в ответ на присутствие этого вещества запускает каскад нейронных и генетических реакций, который в итоге приводит к изменениям в поведении насекомых — к избеганию чеснока, а также к прекращению размножения.
Что интересно, к чесноку оказались совершенно равнодушны осы. Поначалу ученых это озадачило, пока не выяснилось, что у ос нет рецепторов TrpA1.
Диаллилдисульфид применяется в качестве компонента различных пищевых добавок, именно это соединение придает продуктам чесночный аромат. Ученым предположили, что это вещество также можно широко использовать в качестве безопасного для окружающей среды, доступного и недорогого средства для борьбы с переносчиками болезней и сельскохозяйственными вредителями.
Потребление новостей рассматривается исследователями как важный показатель того, как люди воспринимают происходящее вокруг. Для одних регулярное чтение новостей — способ быть в курсе общественной жизни и понимать политические и экономические процессы. Другие считают, что достаточно получать информацию из социальных сетей, где наиболее важные новости распространяются сами. При этом существует и третья стратегия — сознательное избегание новостей, особенно связанных с политикой и экономикой.
Исследователи предположили, что женщины могут чаще дистанцироваться от новостной повестки из-за структурных факторов. В научной литературе нередко обсуждается, что уход за детьми, ведение домашнего хозяйства и эмоциональная забота о семье — так называемая вторая смена — могут ограничивать время и ресурсы для получения общественно-политической информации.
Чтобы проверить эти гипотезы, исследователи из ВШЭ проанализировали данные опроса 2024 года «Исследование коронавируса в регионах России — вторая волна (RoCIRR 2.0)». Несмотря на то что общая тематика опроса была посвящена последствиям пандемии, анкета включала в себя большой блок о потреблении новостей. В опросе приняли участие более 10 тысяч человек из 61 региона России. Респонденты отвечали на вопросы о том, как часто они читают новости, сколько времени проводят за экранами телефонов и как оценивают собственные медиапривычки. Также в опрос включались показатели семейного положения, занятости, образования, ценностных установок и уровня тревожности. Результаты исследования опубликованы в журнале «Женщина в российском обществе».
Анализ показал, что женщины действительно чаще избегают политических и экономических новостей, однако это не связано напрямую с наличием детей. Гораздо более значимым фактором оказалось эмоциональное восприятие новостного контента: женщины чаще связывают такие новости с тревогой и негативными переживаниями. При этом наличие партнера любого статуса, наоборот, связано с более высоким уровнем потребления новостей, тогда как полная занятость уменьшает время, которое люди в целом уделяют их просмотру.
Дополнительный анализ выявил и другие закономерности. Так, и мужчины, и женщины, придерживающиеся более консервативных ценностей, в среднем чаще дистанцируются от новостной повестки. Кроме того, люди с высшим образованием оказались менее склонны проводить много времени за потреблением новостей. Уровень тревожности также показал двойственную связь: он одновременно ассоциирован и с более частым обращением к новостям, и с их избеганием.
«Мы ожидали увидеть подтверждение гипотезы о влиянии структурного неравенства, однако на актуальных российских данных такого эффекта не обнаружили. Более того, мы предполагали, что люди с высшим образованием будут более активно следить за новостями, поскольку предыдущие исследования показывали, что образование может снижать эмоциональные издержки от новостного контента. Однако оказалось, что избегание новостей — скорее личная стратегия, чем поведение, связанное с одним социальным признаком», — отмечает один из авторов исследования, старший научный сотрудник Лаборатории экономико-социологических исследований Анастасия Казун.
Полученные результаты показывают, что новостные практики формируются под влиянием множества факторов — от эмоционального состояния до ценностных установок. По мнению исследователей, это означает, что стратегии медиакоммуникации и общественной информированности должны учитывать не только социально-демографические характеристики аудитории, но и психологические особенности восприятия новостей.
Женщины чаще избегают новостей из-за эмоциональной реакции на контент
Наночастицы оксида церия рассматриваются как перспективный класс биомедицинских материалов благодаря их способности нейтрализовать активные формы кислорода — молекулы, играющие ключевую роль в развитии воспаления, старения и ряда хронических заболеваний. Однако их потенциальная токсичность долгое время оставалась предметом дискуссий.
В Сеченовском Университете совместно с коллегами из других научных центров ученые провели системную оценку безопасности и биологической активности таких наночастиц. Для этого исследователи использовали бактериальные биосенсоры — генетически модифицированные клетки кишечной палочки, которые меняют интенсивность свечения в ответ на повреждение ДНК и развитие окислительного стресса. Результаты работы, поддержанной грантом РНФ №23-65-10040, опубликованы в журнале International Journal of Molecular Sciences.
Ученые протестировали три типа наночастиц оксида церия: стабилизированные цитратом, декстраном и не имеющие покрытия. Эксперименты показали, что при физиологических концентрациях ни один из вариантов не проявляет выраженной токсичности — жизнеспособность клеток и их метаболическая активность практически не менялись.
При этом наночастицы продемонстрировали выраженные защитные свойства. В частности, частицы с цитратным покрытием эффективно нейтрализовали перекись водорода — один из ключевых факторов окислительного стресса — снижая повреждение клеток более чем на 60%. В свою очередь, частицы с декстраном показали наибольшую способность предотвращать повреждение ДНК, вызванное мутагенами.
Отдельно ученые показали, что исследованные наночастицы не обладают прооксидантными и генотоксическими свойствами, то есть не запускают процессы, способные приводить к повреждению клеток.
«Мы не только подтвердили безопасность различных типов наночастиц оксида церия, но и показали, что они обладают выраженными антиоксидантными и антимутагенными свойствами. При этом эффективность зависит от их состава, что позволяет подбирать оптимальный вариант под конкретную медицинскую задачу. Антиоксидантные и антимутагенные свойства разрабатываемых нанокомпозитов полезны для создания не только регенеративных и антимикробных продуктов, но и для средств защиты от разных форм радиации», — отмечает заведующая лабораторией наук о жизни профессор Екатерина Силина, руководитель проекта РНФ.
Полученные результаты дополняют ранее проведенные исследования наноматериалов для регенеративной медицины. В частности, показано, что на основе наночастиц оксида церия могут создаваться материалы с выраженным противовоспалительным и заживляющим действием.
В перспективе такие разработки могут быть востребованы при лечении хронических ран и язв, воспалительных заболеваний, а также в терапии состояний, связанных с окислительным стрессом. Дальнейшие исследования будут направлены на проверку эффективности и безопасности таких подходов в доклинических и клинических моделях.
Наночастицы оксида церия защитили клетки от повреждений
Космические лучи сверхвысоких энергий — это элементарные частицы и атомные ядра, движущиеся из других галактик почти со скоростью света и время от времени достигающие Земли. Изучают их уже десятки лет, но происхождение по-прежнему неизвестно. Проблема в том, что пространство между галактиками заполнено реликтовым излучением — своеобразным «эхом» Большого взрыва. Когда космические лучи сталкиваются с этими фотонами, то постепенно теряют энергию, из-за чего самые мощные частицы должны прилетать только из сравнительно близких областей Вселенной.
В 2023 году ученые эксперимента Telescope Array зарегистрировали частицу Аматэрасу с энергией около 244 эксаэлектронвольт. Это настолько много, что зафиксировать подобное событие — большая удача. Названная в честь японской богини Солнца Аматэрасу прилетела к нам в мае 2021 года из практически пустой области: поблизости не было объектов, способных сообщить ей такую энергию. Это поставило астрофизиков в тупик.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Physical Review Letters, предложили необычное объяснение происхождения этой частицы. По их мнению, Аматэрасу могла быть не протоном и не ядром железа, как обычно предполагается для космических лучей сверхвысоких энергий, а тяжелым атомным ядром, например платины.
[shesht-info-block number=1]
Некоторые из таких тяжелых ядер образуются в результате самых экстремальных событий во Вселенной, к примеру столкновениях нейтронных звезд, когда вещество сжимается до невероятной плотности и возникают условия для синтеза тяжелых элементов.
Чтобы проверить, как такие ядра ведут себя во время путешествия через межгалактическое пространство, физики создали расширенную компьютерную модель, которая учитывает тысячи разновидностей тяжелых атомных ядер и их взаимодействия с реликтовым излучением. По итогу исследователи просчитали, как эти ядра теряют энергию, распадаются и меняют состав по пути к Земле.
Расчеты показали, что тяжелые атомные ядра могут сохранять высокую энергию дольше, чем протоны или более легкие ядра. Это значит, что они способны преодолевать значительно большие расстояния в космосе, прежде чем «затормозить» из-за взаимодействия с реликтовым излучением. Иными словами, Аматэрасу действительно могла прилететь из очень далекого источника, который раньше не рассматривался всерьез.
[shesht-info-block number=2]
Ученые также сравнили свои расчеты с данными крупнейших установок по изучению космических лучей — Pierre Auger Observatory и Telescope Array. Оказалось, что присутствие небольшого количества очень тяжелых атомных ядер помогает лучше объяснить самые редкие и энергичные события. Особенно хорошо эта гипотеза согласуется с наблюдениями Telescope Array, где и была обнаружена Аматэрасу.
Если выводы ученых подтвердятся, это изменит представления о природе космических лучей сверхвысоких энергий, так как будет означать, что во Вселенной до рекордных энергий могут разгоняться не только легкие частицы, но и тяжелые атомные ядра.
Таким образом, ключ к разгадке происхождения Аматэрасу может скрываться в самых мощных космических катастрофах — столкновениях нейтронных звезд и взрывах массивных светил, где одновременно рождаются тяжелые элементы, гравитационные волны и, возможно, самые энергичные частицы в природе.
Физики допустили сверхтяжелую природу загадочной космической частицы