Нобелевские премии 2020 и зачем муравьям инструменты. Главное на QWERTY №143
[музыка] Всем привет! Вы смотрите научный популярный канал QWERTY! Меня зовут Владимир. Сегодня понедельник и самые интересные новости науки в предыдущей неделе специально для вас в этом ролике.
Что могло бы регенерировать у человека? За что вручили Нобелевскую премию по химии, медицине и физиологии и по физике? Какой верхний предел скорости звука? И зачем муравьи строят сифоны? Все подробности по ссылкам в описании.
Ну а лучшей новостью предыдущего выпуска стала новость про то, что ученые открыли генетический фактор, который потенциально позволит взрослым регенерировать кожу, даже ее нижние слои, примерно так как это делают младенцы. Глубина и без образования рубцовой ткани, то есть восстановить кожу, включая волосяные фолликулы, а не залатать ее заплатками.
И действительно, зачем смотреть на каких-нибудь о регенерирующих без удержу саламандр, умеющих восстанавливать сердце и даже отращивать утраченные конечности? Да, вообще на других о регенерирующих видах, если мы и сами один раз в жизни не просто ли генерируем, а генерируем новые ткани в утробе матери? Каждый из нас просто кто-то чуть более, а кто-то вот чуть менее успешно. А потом этот механизм отключается навсегда.
Щелк по подсказке, чтобы узнать, какую часть этого механизма научились оставлять работающие у мышей во взрослом возрасте. Так тихо-тихо, не спешите писать в комментариях! Я прекрасно знаю, что мы все умеем частично регенерировать, например, верхний слой кожи. Кстати, хороший ответ на очень раздражающий вопрос: «А что же у тебя нового?»
Эпидермис и тикетов QWERTY от эпидермиса же происходит регенерация ногтей и волос. Неплохо регенерируют кости, а вот печень якобы хорошо отрастает после различных потерь. Не то чтобы регенерирует, вне остается неизменным количество клеток, а сами они увеличиваются в размерах, доводя размер органа до первоначального.
Вот так не очень-то густо! Стоит еще вспомнить про стволовые клетки. Самые начальные эмбриональные, мега универсальные, они могут превратиться в любой тип ткани, и некоторые из них становятся легкими, некоторым мозгом, некоторые костьми в процессе развития эмбриона. Но с ними при терапии надо быть максимально аккуратными, потому что этот метод чреват роковыми осложнениями.
А вот индуцированные плюрипотентные стволовые клетки в этом плане безопаснее. Их получают из взрослых клеток, как бы откатив их состояние назад с помощью специальных веществ. Они становятся универсальными, и затем их можно использовать для регенерации тканей. Мы в самом начале пути, и он может вести нас либо к светлому будущему, либо к более мрачному, как, например, в рассказе Роберта Шекли «Право на смерть», где умерших солдат оживляют, восстанавливая все их поврежденные ткани, и отправляют обратно на передовую.
О новых Нобелевских премиях сейчас вещаю из каждого утюга. По классике не обойдем стороной эту тему. И мы, кстати, в лучших традициях 2020 анонсирования премии, происходило в максимально онлайне. Нобелевскую премию по химии получили Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна за развитие метода редактирования генома, конкретно системы CRISPR-Cas9, позволяющий в произвольном месте внести разрез в нить ДНК и удалить оттуда участки генома, добавить новый или произвести замену.
Да, это некий аналог сочетания контур X и контроль. В конце концов, эта методика не придумана человеком, она подсмотрена у бактерий, которые таким образом избавляются от нежелательных вирусных вставок в собственном геноме. Шарпантье и Дудна выпустили статью с предложением использовать этот метод в качестве инструмента генетического редактирования всего 8 лет назад.
Дополнив другие существующие на тот момент методы, из-за рекордно короткого времени CRISPR-Cas9 стал ведущей системой редактирования генома — самым дешевым и удобным. С ее помощью стали создавать новые организмы, лечить генетические заболевания, а знаменитый хозяйка даже создал генетически отредактированных детей.
Для Нобелевского комитета, обычно десятилетиями рассматривающего открытия, все было очевидно, и тянуть они долго не стали. Вот только раздел выбрали не медицину и физиологию, а химию, отметив саму методику без фиксации, но и генетических, и биологических последствиях и применениях, в том числе на узких этических вопросах.
И как знать, возможно, CRISPR-Cas9 дадут еще Нобелевские премии в будущем, уже тогда, когда клиническая практика этой системы будет более наработана. По физиологии и медицине же премия отправилась к трем ученым за открытие вируса гепатита C: Харви Алтер, Майкл Хилтон и Чарльз Райс. Каждый внес свой вклад в борьбу с этим коварным врагом.
В 1975 году Алтер понял, что кроме известных тогда вирусов гепатита A и B, есть еще неизвестный и очень опасный тип. Ньютону удалось выделить вирус гепатита C при помощи антител больных и крови шимпанзе. К восьмидесятым годам Райс доказал, что именно вирус гепатита C становится причиной заболевания и непотребства с печенью после переливания крови.
В 1997 году, то есть прошло более 20 лет с момента последнего достижения, значение открытий понятно — это появление противовирусных препаратов, которые могут спасать до 400 тысяч жизней ежегодно. Ведь гепатит страшен не тем, что он вот такой вот крутой РНК-вирус, а тем, что он приводит к раку и циррозу печени, в общем-то, как и многие другие неприятные вещества.
И, конечно же, премия по физике. Она была присуждена за два открытия, связанные с черными дырами, за открытие того, что формирование черных дыр является непосредственным следствием общей теории относительности. Премия ушла Роджеру Пенроузу. В 1965 году он смог доказать, опираясь на уравнение общей теории относительности, что черная дыра — это последняя стадия жизни, прощальный реверанс умирающей звезды, коллапсирующей внутрь себя и превращающейся в сингулярность.
Его работы сугубо теоретические, ибо объекты специфические. Пенроуз много, кстати, сотрудничал с Хокингом, чего только стоит. И в дискуссии 94 года, прошедшей в цикле лекции и ставшей в итоге книгой «Природа пространства и времени», предупреждаю, для очень подготовленного читателя. И работы Хокинга вполне могли бы принести Нобелевку ему, если бы он дожил до момента их подтверждения через наблюдение.
Например, это достойная теория испарения черных дыр через излучение Хокинга. Вторая часть премии двадцатого года отправилась Райнхарду Гензелю и Андреа Гез за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре Млечного пути. Конечно же, речь идет о сверхмассивной черной дыре Стрелец A*, которую смогли открыть, наблюдая за траекториями звезд в центре нашей галактики и используя разные инструменты, чтобы пробиться через завесы пыли и газа, скрывающие этот центр от наших глаз.
Окончательно о том, что объект массой в 4 миллиона солнечных является черной дырой, заявили в 2008 году, хотя наблюдения велись с 90-х. Более подробно и невероятно интересно о Нобелевской премии по физике и ее важности рассказал Кирилл Масленников в этом ролике. Щелкните по подсказке, там есть очень пикантная версия того, почему же Нобелевскую премию не дают математикам.
Так какова скорость звука? В голове вертится что-то около 300 метров в секунду, до 1200 километров в час. Но звук же может распространяться не только в воздухе. Ковбои и индейцы все время слушали землю, чтобы понять, как далеко погоня или жертва. Потому что в твердой среде звук распространяется быстрее.
И если мы хотим ускорить звук, то не надо кричать громче — это не поможет. Нужно поменять среду распространения. И свет, и звук — волны, но максимальная скорость света мы знаем — верхний предел это 300000 километров в секунду. А максимальную скорость звука, как бы еще нет. Ученые выяснили, что скорость звука зависит от двух фундаментальных констант. Одна из них — это отношение масс протона и электрона, а вторая — это постоянная тонкой структуры альфа.
Об обе эти величины играют важную роль во Вселенной, влияя на явления от распада протонов до формирования звезд и, в конечном итоге, на то, как мы с вами провели эти выходные. Ну как Homo sapiens. Я надеюсь, общая формула скорости звука выглядит вот так. И опробовали на множестве материалов и выдвинули предположение, что скорость звука будет увеличиваться, если будет уменьшаться атомная масса вещества, в котором он распространяется.
Зависимость видно на этом графике, где правее расположены более тяжелые элементы. Пунктиром отмечена область, для которой проводились эксперименты, а красный ромб — это теоретический максимум скорости. Его можно достичь, если звук будет распространяться в металлическом водороде.
Интересное вещество, где его найти? Недавно французы сотворили его в лаборатории, сжав обычный водород под давлением более 4 миллионов атмосфер. Тогда он начинает проявлять металлические свойства. В глубинах Юпитера еще он должен быть серым слоем, а еще в теории он может быть сверхпроводником при почти комнатных температурах.
Так вот, скорость звука в металлическом водороде целых 36 километров в секунду — это в два раза быстрее, чем в алмазе. Конечно, изучение распространения звука в твердых субстанциях важно не только для банков ниточных устройств, которые могут пригодиться при отключении интернета по разным причинам, но в том числе и для изучения, например, землетрясений на Юпитере.
Видимо, тут в прошлом ролике упомянули, что вороны могут использовать инструменты, ну как и крабы, но полк беспозвоночных, орудующих инструментами, недавно прибыла — и это муравьи. Но как минимум черные огненные муравьи не то, чтобы они пассатижами пользовались, которые, как известно, смешной инструмент. Все немного сложнее.
Ученые решили выяснить, как муравьи будут добывать себе питательную сахаристую жидкость из крышек от пластиковых бутылок. Подвох заключался в том, что жидкость модифицировали, используя полисорбат 80. Поверхностное натяжение уменьшилось, и муравьи стали тонуть. Явно им было не до питания.
Муравьи хоть и черные, но не с черные жемчужины — по дну безнаказанно ходить не получится. Ну и даже если вы не были с черными жемчужинами, то у них не было бы вообще никакого резона питаться. Такие дела. А вот когда рядом с крышечками насыпали песка, муравьи стали использовать его в качестве некой системы, которые при помощи капиллярного эффекта извлекали питательную смесь из емкости.
Муравьи укладывали песок внутрь крышечек по стенкам, а затем собирали жидкость снаружи. Так они не только смогли снизить риск утопления, но еще и увеличили площадь, на которой смогли работать, не мешая друг другу. Буквально за 5 минут муравьи о половине ли крышечки. Ученые называют такую песочную конструкцию сифоном и заявляют, что ранее ни одно животное в мире не строило ничего подобного.
Не совсем понятно, смогли бы муравьи других видов заняться строительством песочного сифона или нет. Но при всем том, что муравьиная жизнь в муравьиной колонии ценится не очень-то высоко, то, что муравьи оценили риски утонуть и занялись использованием подручных средств, конечно, впечатляет.
Ну что ж, а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Обязательно посмотрите ролик с Кириллом Масленниковым. Проголосуйте за самую интересную новость выпусков в прикрепленном комментарии, выбрав один из вариантов ответа. Поставьте лайк, поделитесь видео со своими друзьями, подпишитесь на QWERTY здесь на Ютубе, в Инстаграме, Телеграме и щелкните, пожалуйста, колокольчик. И до скорых встреч! Пока! [музыка] Вот [музыка]