У магнитного компаса биохимическая природа
Химики из университета Оксфорда впервые доказали существование химических реакций, с помощью которых птицы могут ориентироваться в пространстве.
До сих пор выдвигались лишь теории, какие биохимические механизмы играют у них роль компаса. К примеру, одни ученые утверждают, что птицы видят магнитное поле, в то время как другие придерживаются мнения, что они чувствуют его при помощи магнитных включений. Однако никто так и не смог показать, что же это за вещества, которые способны реагировать на столь малые магнитные поля, как у Земли (порядка 50 микротесла).
«В своих экспериментах мы смоделировали химическую систему, которая определила направление магнитного поля», — утверждает один из авторов открытия профессор Питер Хор.
Правда, ученые взяли для этих целей вещества не естественного происхождения (каротиноиды, порфирины и фуллерены), так как эта смесь по характеристикам подходила под нужды эксперимента. Понаблюдав с помощью спектроскопических методов за поведением смеси этих веществ при облучении их зеленым светом, они обнаружили, что составляющие реагируют с образованием неустойчивого переходного соединения, время жизни которого зависит от напряженности приложенного слабого магнитного поля.
Чтобы выяснить, какой именно фактор определяет продолжительность жизни переходных состояний, ученые поместили молекулы в жидкий кристалл, убедились, что все они выровнялись в одном направлении. Далее экспериментаторы включили магнитное поле. Так и выяснилось, что время жизни переходных состояний зависит от ориентации молекул в магнитном поле, подводят итог авторы в своей статье в журнале «Nature».
Таким образом, химики доказали, что существование магнитного рецептора возможно, пусть пока лишь в лабораторных условиях. Дальнейшая работа, как рассчитывают исследователи, позволит обнаружить истинного «виновника» магнитной чувствительности.
-------------------------------------
Поврежденные органы можно тиражировать
Первый в мире биоразлагаемый материал, пригодный для применения совместно с компьютерной стереолитографией, позволит в будущем создавать высококачественные биоинженерные имплантаты, готовые заменить поврежденные или вышедшие из строя органы или фрагменты тканей человеческого тела. О важном достижении сообщили нидерландские ученые из университета Твенте.
Известно, что лазерная стереолито-графия основана на эффекте выборочной полимеризации материала под действием луча, управляемого компьютером. Так создают различные пластмассовые детали и макеты — быстро, с высокой точностью, с обилием очень тонких элементов и без литьевых форм. Однако пока в этой технологии применяются композиции, которые после застывания уже не могут разложиться. Распадающийся же в теле материал открывает новые возможности для медиков.
Например, если у человека отказывает клапан сердца, можно отсканировать его в 3D с помощью томографа, а полученную цифровую модель направить в аппарат для стереолитографии — своего рода трехмерный принтер. В новом клапане следует предусмотреть разветвленную сеть отверстий и каналов микроскопического масштаба. Их можно засеять культурой из клеток, взятых у самого пациента. А затем имплантировать клапан человеку. Поры в полимерной основе послужат строительными лесами для размножения клеток, а по каналам будут поступать питательные вещества. Когда полимер распадется, на его месте останутся только естественные ткани.
-------------------------------------
Муравьи – риелторы рациональные
Муравьи вида Temnothorax albipennis рассказали доктору Эльве Робинсон и ее коллегам из университета Бристоля о том, как они принимают решения при выборе нового гнезда для поселения. Оказалось, что выбирают они вовсе не так, как люди, а именно не вдаваясь в сравнение доступных вариантов.
В опыте участвовали попеременно девять колоний, в каждой из них было от ста до двухсот особей. Колонию членистоногих поселили в большом ящике. Поначалу энтомологи соорудили для мурашей гнездо из камней, стекла и картона, однако чуть позже его слегка разорили, сняв верхушку. Рабочие вынуждены были искать новое укрытие для беззащитных королевы и молодого потомства. И им на выбор было представлено два варианта: плохой дом поблизости от старого гнезда и более качественный, но в несколько раз дальше.
Насекомые исследовали оба варианта и положили глаз на второй. Это наводит на мысль, что Temnothorax albipennis сравнили и выбрали более подходящее гнездо, однако на деле все оказалось не совсем так. Муравьи руководствовались более простым выбором.
Лишь малая часть мурашей (только 25 %) побывала в обоих домах, а значит, теоретически могла их сравнить. При этом плохой вариант отвергли 41 % из пришедших особей, а хороший – только 3 %.
Определившиеся исследователи возвращались в разорённое гнездо и звали с собой «посмотреть» еще одного рабочего муравья. Когда в новом месте сталкивалось достаточно большое количество особей и образовывался своеобразный кворум, вся колония быстро переезжала на новое место.
«Каждый муравей делает только одну оценку качества гнезда «подходит — не подходит», ему не нужно запоминать то, что он исследовал ранее, и сравнивать с тем, что он видит перед собой сейчас. Таким образом, простое поведение каждого индивидуума заменяет прямое сравнение, облегчая выбор между вариантами для нового гнезда, в котором поселится вся колония», — говорит Робинсон.
Если сравнивать муравьев с людьми, то получается, что они не такие уж придирчивые покупатели: если их устраивает качество предложенного, то они берут не торгуясь, не рассматривая, что еще привлекательного есть в округе.
-------------------------------------
Мозг – сам себе «наркоман»
Несколько нестандартных пептидов обнаружили в мозге мышей биологи из Бразилии и США. При ближайшем рассмотрении выяснилось, что некоторые из них по влиянию похожи на марихуану, но при этом куда более безопасны. Биологи считают, что это открытие поможет создать новые обезболивающие лекарства, а также препараты, стимулирующие аппетит и уменьшающие тягу к самой марихуане.
«В идеале открытие приведет к разработке лекарств, которые будут оседать на THC-рецепторах, активировать их или, наоборот, блокировать, но при этом не станут вызывать побочных эффектов, которые наблюдаются при использовании марихуаны», — говорит участвовавшая в данном исследовании профессор Лакшми Деви из медицинской школы Нью-Йоркского университета.
«В прошлом году ученые обнаружили, что кожа также вырабатывает вещества, похожие на марихуану. Теперь выясняется, что мозг производит белки, которые воздействуют на соответствующие рецепторы. Биологи вплотную приблизились к созданию лекарств, которые могли бы стать более безопасным аналогом растения, вызывающего привыкание», — считает Джеральд Вайссманн, главный редактор журнала FASEB, в котором опубликована статья, посвященная этому исследованию.
Несмотря на доказанное отрицательное воздействие марихуаны на организм, некоторые ее компоненты все же помогают в лечении гипертонии, эпилепсии, депрессии, заболеваний сердца и кишечника.
-------------------------------------
Вспомнили про «неправильные» двигатели
В США приступают к новой программе испытаний в аэродинамической трубе прототипов авиадвигателя, который способен сократить расход топлива авиалайнеров сразу на 30 %. Самое интересное, что «новая» схема — это хорошо забытая старая, от которой некогда отказались ввиду ряда нерешенных проблем.
Чтобы лучше понять, что сотворили американцы, напомним логику развития турбореактивных двигателей (ТРД). С момента появления в конце 1930-х они сначала обрели второй контур. Потом этот контур стал «раздуваться», пока не появились авиационные движки с высокой степенью двухконтурности, в которых вентилятор отвечает за значительную долю тяги. В 1980-х компания GE довела эту эволюцию до неожиданного финала — она убрала из двухконтурного ТРД внешние стенки, создав так называемый реактивный двигатель с открытым вентилятором (UDF).
Этот агрегат— GE-36— был построен и испытан как на наземных стендах, так и в воздухе. Тесты показали, что гибрид двухконтурного ТРД и турбовинтового двигателя расходует на 30 % меньше горючего, чем аналогичный по размерам и тяге обычный авиадвигатель.
На фоне роста цен на авиатопливо эта разработка казалась спасением. Однако сравнительно высокий уровень шума новой схемы, наряду с другими техническими вопросами, привел к тому, что работы по UDF были свернуты. И вот через четверть века GE и NASA решили вернуться к этим исследованиям. Прогресс в методах анализа и более мощные компьютеры, полагают партнеры по проекту, позволят решить давешние проблемы.
-------------------------------------
Одежда-термометр от Криса Эбеджера
Комбинезон для младенцев Babyglow, который меняет цвет, если у ребенка поднимается температура, разработал 42-летний британец Крис Эбеджер. В ближайшем будущем его изобретение должно распространиться по всему миру.
Идея посетила Эбеджера во время просмотра документального фильма о младенцах, и он привлек к работе ученых, чтобы создать чернила с термочувствительными молекулами, которые можно встроить в 100-процентно хлопковую ткань. Сам являющийся отцом, изобретатель потратил на Babyglow шесть лет и 700 тысяч фунтов.
Зато теперь Крис подписал контракт на 12,5 миллиона фунтов с производителем одежды, которому теперь принадлежит патент на Babyglow. План выпуска – 900 тысяч комбинезонов в месяц. Разрабатываются и другие термочувствительные продукты, например одеяло. В Великобритании продажи начнутся в октябре: упаковка с тремя комбинезонами оценена в 20 фунтов.
