Интересные новости науки за неделю
Марсоход Perseverance с 2021 года колесит по кратеру Езеро — дну древнего марсианского озера. Людмила Губаева/сгенерировано при помощи нейросети «Шедеврум»
Органику на Марсе уже находили, но на этот раз впервые зафиксировали один и тот же сложный органический полимер сразу на нескольких камнях одной геологической формации. А значит, он был широко распространен здесь миллиарды лет назад и мог быть обычным веществом в доисторическом марсианском озере. Другой вопрос, какое происхождение имеет находка. Например, макромолекулярный углерод на Земле может образовываться и без участия бактерий или других форм жизни. Более подробные данные дадут лабораторные исследования на Земле, когда заветный камень прибудет наконец с Красной планеты.
Приматы смеются уже 15 миллионов лет
Ученые из Уорикского университета (Великобритания) выяснили, что 15 миллионов лет назад на Земле жило существо, которое умело смеяться, как мы: ритмично, в разном темпе, отрывисто. То есть делало «ха-ха-ха», как любой заправский весельчак — и, кстати, как абсолютно все человекообразные обезьяны современности. Это, кстати, единственный звук, одинаково свойственный всем высшим приматам, последний осколок древней вокализации, унаследованный одинаково хорошо и людьми, и бонобо, и органгутанами, и шимпанзе.
Зачем ученым это знать? Смех приматов может что-то подсказать и об эволюции человеческой речи — поэтому его и начали изучать. Магнитофоном наши предки не пользовались, а машину времени мы пока не изобрели. Поэтому ученым остается только сравнивать звуки, которые производят современные обезьяны, и на основе этого строить гипотезы о том, как будущие люди миллионы лет назад учились говорить и пользоваться голосом.
Так поступили и со смехом. Проанализировали, как смеются все пять видов современных высших приматов: органгутаны, гориллы, бонобо, шимпанзе и люди. Записали 140 последовательностей различного «ха-ха-ха» от обезьян, живущих в зоопарках. А чтобы их рассмешить, прибегали к игре и щекотке (причем это были люди, знакомые обезьянам).
Обезьяний смех — базовая ритмическая структура, сохранившаяся от нашего общего предка. Жил он, как показывают более ранние исследования генетиков, не позднее 15 миллионов лет назад. сгенерировано при помощи нейросети «Шедеврум»
Закономерность выявлена такая: «ха-ха-ха» повторяется равномерно, через определенный временной интервал, практически у всех обезьян. И лишь человек может смеяться более управляемо, изменчиво, управлять ритмом и интенсивностью собственного хохота, в зависимости от ситуации.
Исследователи решили, что обезьяний смех — базовая ритмическая структура, сохранившаяся от нашего общего предка. Жил он, как показывают более ранние исследования генетиков, не позднее 15 миллионов лет назад — именно тогда началось расхождение наших генетических линий, одна из которых привела к рождению Homo Sapiens.
«Клеточный уборщик» вернет способность к движению при болезни Паркинсона
Болезнь Паркинсона — грозное неизлечимое заболевание, при котором гибнут нервные клетки и человек теряет способность к движению. Медики и биохимики всего мира с разной степенью успешности пытаются разработать способ остановить развитие болезни и обратить вспять ее последствия. Глобальных прорывов пока не видно.
На этой неделе стало известно о любопытном исследовании ученых из МГУ и МФТИ, которые собрали молекулу, потенциально способную замедлить развитие болезни или даже восстановить двигательную функцию. Это соединение активирует в нейронах аутофагию, своеобразную «уборку», во время которой клетка разрушает накопившиеся токсичные белки и дефектные элементы (например, «сломанные» митохондрии). Ведь одна из причин, вызывающих болезнь Паркинсона, — нарушение этого процесса «генеральной уборки» в клетке.
Лучше всех себя показала молекула OPA471. Ее проверили на клеточных линиях нейробластомы — и она активнее всех запустила в клетках аутофагию. сгенерировано при помощи нейросети «Шедеврум»
«Клеточного уборщика» московские ученые решили создавать на основе уже известного природного соединения — уролитина А. Он есть в гранатах и клубнике и известен как вещество, которое «подталкивает» аутофагию. Биохимики решили усилить это свойство, взяли синтетический аналог уролитина — серратин — и на его основе синтезировали 27 новых молекул.
Все эти соединения исследовали на эффективность запуска аутофагии. Лучше всех себя показала молекула OPA471. Ее проверили на клеточных линиях нейробластомы — и она активнее всех запустила в клетках аутофагию, при этом была менее токсична, чем остальные ее «коллеги». Безопасность проверяли на трех живых моделях: червях-нематодах, эмбрионах рыбок данио-рерио и на мышах. Мыши могут переносить препарат в дозе 300 мг/кг веса — это классифицирует молекулу как умеренно опасное вещество, а значит, его можно продолжать исследовать.
Но главный опыт показан на рыбках данио-рерио. Им сначала ввели нейротоксин, от которого рыбки начинают хуже плавать и теряют координацию движений. А потом начали «лечить» новой молекулой — и все симптомы, похожие на паркинсонизм, исчезли. После «лечения» рыбки-пациенты показали те же результаты, что и рыбки из контрольной группы.
Это означает, что молекула обладает высокой перспективностью в части дальнейших исследований. Кто знает — может быть, на ее основе сделают препарат, который произведет революцию в медицине и вернет миллионам людей с болезнью Паркинсона возможность жить и двигаться.
Физики доказали, что у воды есть два жидких состояния
С детства нас учили, что вода может быть в природе в трех состояниях: твердом (лед), жидком (вода) и газообразном (пар). Но это было бы слишком просто для современного физика. Уже давно обсуждается гипотеза о том, что жидкая вода — это на самом деле смесь воды, находящейся молекулярно и энергетически в двух разных состояниях.
Специалисты по физической химии из Городского университета Гонконга в попытке доказать эту теорию применили нейросеть, которая умеет искать скрытые закономерности в огромных массивах данных. Китайские физики запустили моделирование динамики сотен тысяч молекул воды и накопили чудовищно огромный массив данных. Полтора года ушло у алгоритма на его анализ, и выяснилось, что структура воды «переключается» между двумя состояниями: более плотным и менее плотным.
Давно обсуждается гипотеза о том, что жидкая вода — это на самом деле смесь воды, находящейся молекулярно и энергетически в двух разных состояниях. Динар Фатыхов / realnoevremya.ru
Главное, что выяснили физики, — точные пути, по которым проходит этот энергетический и молекулярный переход. Обычно переход проходит с одним энергетическим барьером — когда структура меняется по достижении одного определенного уровня энергии частиц. Но, к примеру, при нулевой температуре, когда тает лед, молекулы «прыгают» между двумя жидкими состояниями «кругами», перепрыгивая сразу через три энергетических барьера.
В дальнейшем китайские физики доработают свою нейросеть и заставят ее четко связать переход между двумя жидкими состояниями воды с температурой, плотностью и вязкостью.
Зачем это нужно? Да потому что все биологические процессы на Земле немыслимы без жидкой воды. А точное знание глубоких микрофизических ее свойств позволит детально, чуть ли не на атомном уровне разобраться, как взаимодействуют в растворах белки, соли, лекарства. Это очень важно, чтобы понять работу живой клетки и разработать новые лекарства с высокой степенью усваиваемости.
Лишний вес делает человека глупее и заставляет мозг быстрее стареть
Как связаны физическое здоровье человека и его интеллект? Отчасти ученые исследуют этот вопрос, когда работают с возрастными изменениями нервной системы. Чем старше человек, тем тоньше у него кора головного мозга, меньше объем белого вещества и хуже память. Также уже было известно, что ожирение может вызвать истончение лобных долей.
Работа канадских физиологов, опубликованная на уходящей неделе, показала, как на нервную систему влияют нарушения метаболизма, не связанные с возрастом. Ученые взяли медицинские данные двух групп людей: 597 — в возрасте от 36 до 100 лет, 2013 — в возрасте от 51 до 83 лет. В расчетную модель вошли данные об их весе, давлении и биохимических показателях крови, плюс показания томографии мозга (стуктура тканей, плотность нейронных связей и скорость кровотока). Нейросеть должна была поискать скрытые закономерности между двумя массивами чисел в этих группах. И закономерности нашлись по двум осям.
Даже молодой человек может испытывать признаки снижения интеллекта, если у него есть лишний вес и повышенное давление. Людмила Губаева/сгенерировано при помощи нейросети «Шедеврум»
Первая — вполне ожидаемая, связанная с классическим старением, в процессе которого описываются все положенные изменения в структуре мозга.
А вот вторая стала сюрпризом — она отразила влияние обмена веществ на мозг. Лишний вес, высокое давление, повышенный уровень сахара в крови и низкий уровень «хорошего» холестерина стали «организованной преступной группировкой», которая существенно снизила объем крови, который поступает к клеткам мозга за единицу времени. Это повлияло на поведение и на когнитивные способности людей — что и показали тесты.
Вывод прост — даже молодой человек может испытывать признаки снижения интеллекта, если у него есть лишний вес и повышенное давление. Потому что мозг испытывает нехватку крови. Так что во избежание деменции канадские биохимики рекомендуют беречь обмен веществ смолоду.