За что раздавали Нобеля, как работает новый источник энергии и другие новости на QWERTY.
[музыка] Приветствую вас на канале QWERTY. Меня зовут Владимир, и это выпуск самых важных новостей науки за прошедшую неделю. В этом ролике - Нобелевские премии 2017 года, вода и углекислота из земной мантии, восстановление сердца после инфаркта, энергия из испарения, загадка электрических сот и многое другое. Все ссылки, конечно же, в описании.
Но начнём мы с того, что премия "Просветитель" в этом году справляет 10-летний юбилей, а совсем недавно был объявлен шорт-лист из 8 книг. Время традиционно вручается авторам лучших научно-популярных изданий на русском языке в номинациях "естественные и точные науки" и "гуманитарные науки". Невероятно круто, что существуют такие мероприятия. У нас однозначно есть свои фавориты, но мы о них пока не скажем. Зато скажем, что в жюри заявлен один из победителей прошлого года, автор книги "Сумма биотехнологии" и ведущий канала QWERTY, Александр Панчин. Ну а итоги будут подведены 16 ноября.
От "Просветителя" к Нобелевской премии этого года. Традиционно первой вручается премия за достижения в области физиологии и медицины, и в этот раз она досталась американским ученым за открытие молекулярного механизма, который лежит в основе циркадных ритмов каждого живого существа, то есть в основе биологических часов. Лауреаты премии - Джеффри Холл, Майкл Разбаш и Майкл Йорк.
Весь суточный режим организма, желание поспать, временная большая активность и наименьшее внимание определяется работой особых цепочек белков и генов. Почти все гены, мутации и белки, задействованные в этом механизме, были описаны на примере мушек-дрозофил, а ключевые его особенности почти без изменений перекочевали от мушек к человеку за 600 миллионов лет эволюции. Много внимания циркадным ритмом уделено, например, в книге Стивена Строга "Царит он вселенной", которая вышла совсем недавно.
Нобелевскую премию по химии вручили ученым Жаку Дебюку, Иоакиму Франку и Ричарду Хендерсону за разработку криоэлектронной микроскопии для определения структуры молекул с высоким разрешением в растворе. Крио означает, что объекты от молекул белка до вирусов подвергаются сверхбыстрой заморозке. Никакой фиксации или окрашивания! Говорят, это новая эра в биохимии. Биомолекулы могут быть заморожены прямо в движении, а это означает, что можно визуализировать ранее скрытые от наших глаз процессы, увидеть работу антибиотика, определить структуру белка в клетке.
Премия по физике была вручена трем американцам - Райнеру Вайсу, Кипу Торну и Борге Решу за создание детекторов гравитационных волн и, в общем-то, за то, что они работают, то есть за экспериментальные доказательства их существования. Кип Торн, между прочим, это научный консультант фильма "Интерстеллар", а может быть, даже и вдохновитель. Гравитационные волны - это такие колебания пространства-времени, которые могут быть зафиксированы при взаимодействии очень массивных объектов, например, при слиянии черных дыр.
Гравитационные волны были предсказаны общей теорией относительности, но подтверждены только в 2015 году. О регистрации четырех гравитационных волн мы рассказывали в прошлом выпуске новостей.
При сердечной недостаточности самые действенные методы - это имплантация искусственного водителя ритма сердца или замены запчасти, то есть трансплантация нового сердца. Но самым оптимальным было бы научиться восстанавливать сами клетки сердца. Учёные смогли восстановить сердечную деятельность мышей после инфаркта. Для этого они выключили один из генов пути Hippo.
Инфаркт лишает некоторые сердечные ткани кислорода, и они отмирают. Замещение сердечных клеток каждый раз происходит за счет фибробластов, которые принципиально не желают сокращаться. Это как футбольная команда, в которой все больше не футболистов, а грузчиков - неэффективно. В этом процессе участвует путь Hippo, который предотвращает регенерацию и пролиферацию кардиомиоцитов. Эксперименты велись на особых линиях мышей с ишемической болезнью сердца, у которых добрые учёные вызывали инфаркт.
Затем у мышей выключали ген со звучным названием "Сальвадор", как раз из пути Hippo. Для этого им нужна была генетическая модификация. А через полтора месяца оказалось, что сердечная активность пациентов оказалась почти такой же, как у здоровых мышей. На радостях провели вскрытие и выяснили, что в сердцах мышей стало больше кардиомиоцитов, а фиброзный рубец уменьшился. Учёные, как будто бы, обманули сердце, стерли информацию об инфаркте и заставили работать и регенерироваться в нормальном режиме.
Напоследок учёные сконструировали генетический вектор, который может отключать ген "Сальвадор" у любых мышей, а не только у генетически модифицированных. Эта работа также хорошо вкалывается и во время инфаркта, и после, становится лучше.
Какие альтернативные источники энергии вы знаете? Напишите о них в комментариях, только чур, не пишите про испарение воды с поверхности разных водоёмов, об этом я расскажу сам. Оказывается, заявили учёные из Колумбийского университета, испарение воды с поверхности озёр и водохранилищ США может давать ежегодно до 2,85 мегаватт-часов чистой электричества. Это практически половина всех потребностей США.
Вдобавок, за счёт снижения потерь от испарения можно обеспечить водой 7 штатов. Но здесь есть нюанс: все водоёмы придётся покрыть генераторами. Сомнительно, что Мичиган или Ладожское озеро накрою крышкой, но кое-где у плотин или в засушливых районах это может сработать. Что мы имеем сейчас? Немо концепция расчётов даст несколько миниатюрных моделей. Хорошо, на самом деле это мало, но я всё же расскажу о принципе генератора.
Используются материалы, которые сжимаются при высыхании и растягиваются при намокании, сокращаясь как мышца или как мокрый кожаный ремень. В индийских пытках высыхая на солнце, он сокращался, сжимая жертве горло. Главное, что в воду эти мышцы не погружаются, а находятся в барабане. При закрытии дверок массив этих элементов увлажняется и расширяется до тех пор, пока под их действием дверки не раскрываются, а вода испаряется, что вновь сокращает мышцы и закрывает дверь.
Практического применения или хотя бы прототипа генератора на таких тонких эффектах пока нет, зато есть много сомнений в экономической целесообразности, особенно при переходе от ничего до миллиардов мегаватт-часов. Но мы же любим науку не за это.
Простой герпес - это противнейшая вещь, которая может выскочить в виде простуды на губах, если относится к первому типу вируса, или на гениталиях, если ко второму. Считается, что 11% населения заражены этой вещью, а изгнать её из организма невозможно. Первый тип простого герпеса прекрасно проживал в общем предке людей и шимпанзе, а вот как нам попал вирус второго типа до сих пор было неясно.
Зато было ясно, когда от 1,4 до 3 миллионов лет назад. Авторы работы, опубликованной в журнале "Fayrouz Evolution", составили карты зоны обитания разных предков человека в Африке и наложили их на карты распространения вымерших популяций шимпанзе и бонобо. До кучи в слои добавили данные о климате и ландшафте. Все эти карты дали возможность обнаружить виды, которые контактировали с шимпанзе и предками человека.
А сочетание особых условий помогло вирусу преодолеть межвидовой барьер между ними. Этот контактером оказался пар антропов Бойса. Эти массивные австралопитеки, скорее всего, поедали мясо шимпанзе, заражённых вирусом, а у водоёмов контактировали с другими гаминидами, в том числе Homo erectus. Homo erectus и стал водой в этой игре в салочки.
Авторы исследования считают, что с помощью таких методик могут найти корни многих заболеваний, которые люди когда-то нахватали от приматов. Иногда хочется взять плоский электрод и налить на него диэлектрика, например, масла, а затем тонким и длинным проводником совершать над этой бедой, которую вы только что сотворили, движение для того, чтобы получить электрические соты.
Электрический заряд накапливается на конце тонкого проводника и в итоге вызывает коронный разряд. Но до проводника пластины добраться сразу через диэлектрик не получается, поэтому электроны начинают тернистый и в прямом смысле слова извилистый путь по поверхности масла, формируя чистую структуру, напоминающую пчелиные соты или молнию в миниатюре. Зрелище это не новое, но только в 2016 году протестантскому старшекласснику Мухаммаду Шакиру из Нигерии пришла в голову мысль запечатлеть все это действие через тепловизор для того, чтобы понять, как меняется энергия системы при ионизации.
Сначала молекулы диэлектрика ионизируются и формируют группы на поверхности, растущие по мере роста разности потенциалов между группами и пластиной электронов. Чем больше группа, тем сильнее её тянет вниз, и под ней начинают расступаться масла, то есть ямка возникает. Но это не стабильная система, поэтому между ямками образуются канальчики, которые формируют полигональную структуру и приносят равновесие. Неази всё это сфотографировал, показал области повышенной температуры и неоднородной плотности, проиллюстрировал связь между распределением заряда и внутренней энергией системы.
Под шариковой ручкой на поверхности жидкости не возникало никаких рисунков, а это значит, что именно поток электронов и ионизация есть причина такой красивой полигональной структуры. Всё это было опубликовано в ролле сайта Open Sans в июле.
От ледника Ларсона откололся кусочек шельфа площадью более чем в 2 Москвы и массой около триллиона тонн. В общем, это самый большой айсберг за всю историю наблюдений. Кроме того, что это, скорее всего, вызовет ускорение таяния ледников и изменения климата, есть и ещё один аспект: новые трещины и разломы открывают шкатулку, в которой были 120 тысяч лет заперты древние живые организмы, сообщает Джон Мерчант в журнале "Ниджа".
Впервые туда светит солнце, налаживается морское сообщение с внешними частями океана, а это превосходный шанс для биологов изучить ранее изолированные участки морского дна. Британская антарктическая экспедиция уже навострила лыжи и в начале 2018 года отправит исследовательское судно в эпицентр. Не хотят отставать и Германия, и Южная Корея. Уникальные условия могут очень скоропостижно исчезнуть, поэтому действовать приходится быстро.
В 1995 и 2002 годах были подобные случаи, и тогда признали, что открывшиеся экосистемы очень схожи с экосистемами глубокого океана. И до происходящее немного напоминает роман Дэна Брауна "Обмана", о том, как в Арктике обнаружили метеорит с внеземной жизнью.
Почти все, что мы знаем о мантии Земли, получено геохимическими и геофизическими способами, то есть мы до неё пока ещё не дотянулись. И вот геологи из Индии и США решили, что в верхних слоях мантии содержится водород и углеводороды, которые вполне могут стать источниками образования воды и углекислого газа. Найденные в Гималайях кофейные али, ты древние остатки океанической коры, поднятой на поверхность, содержат в себе алмазы, как в общем-то и африканские, и из других мест.
Но откуда они там взялись - непонятно. Лазерная рентгеновская спектроскопия показала, что в передаточном сверхвысоком давлении, грубо говоря, в одном из слоев а фиолетов есть, кроме алмазов, включения графита, а также следы жидкого водорода и первичных углеводородов. Это может рассказать следующую историю: первоначально на глубине 500 километров под океанской земной корой, на дне океана Тетис, жили были только водород и первичные углеводороды.
Но случилось великое столкновение Индостан, Скай и Евразийской литосферных плит, сдавило мантии. Высокое давление в сочетании с особыми окислительно-восстановительными условиями сотворило алмазы. Ну а активные минералы не преминули обнаружиться в окружающих породах. Подъём мантии на этом не закончился и привёл к образованию графитовых псевдомаркос, то есть перехода алмазов и графита. Вот это потери, но в минералах сверхвысоких давлений сохранились и следы жидких водорода и углеводородов, которые могли стать источником большого количества углекислого газа, выпущенного в атмосферу.
Да и, собственно, в воды. Зачем это знать? Это способ получения информации об эволюционных процессах и появления жизни на Земле. Нужно учитывать каждый источник появления углеродов в углеродном цикле, ведь именно благодаря углеродному циклу происходит датировка минералов, а также определение источников их происхождения. На этом сегодня всё. Если вам понравилось, то ставьте лайк и делитесь этим видео со своими друзьями.
Не забывайте подписаться на канал и щёлкнуть колокольчик. Спасибо вам за просмотр и до скорых встреч! Пока. [музыка]