Эврика! (дайджест новостей науки)
Болтать за рулем — язык портить
О том, что болтовня за рулем мешает адекватно вести машину, хорошо известно. А Делл и его коллеги из университета Иллинойса решили показать, что верно и обратное. В поставленном ими эксперименте приняли участие 96 пар «водитель – собеседник». Опыты проводились на автомобильном симуляторе. Испытуемые должны были в наушниках прослушать короткие истории из трех-четырех предложений, которых они никогда не слышали раньше, а затем с максимально возможной точностью пересказать их своим партнерам, находясь рядом с ними на сиденье или говоря по телефону из другого помещения.
После тестов на симуляторе участников опыта попросили вспомнить услышанные истории. Оказалось, что, если добровольцы сидели в «неподвижной» машине, они справлялись с пересказом примерно одинаково хорошо. Но как только виртуальный автомобиль начинал «ехать» и дорожная обстановка усложнялась, например нужно было преодолеть перекресток, водители терпели поражение. В среднем они вспомнили на 20 % меньше информации, чем им было рассказано.
«Управление машиной оказало негативное воздействие на пересказ истории, а также процесс ее осмысления и кодирования в долговременной памяти», – заключили психолингвисты в статье, опубликованной в журнале «Psychonomic Bulletin & Review».
Клетки сосудов поставили на конвейер
Исследователи из медицинского колледжа университета Корнелла предложили новый метод выращивания эндотелиальных клеток из стволовых, что позволит увеличить их производство в десятки раз. Изобретение должно стать прорывом в тканевой инженерии и регенеративной медицине.
В ходе опыта было обнаружено, что если на определенном этапе процесса культивирования клеток срабатывает естественная молекула, блокирующая белок TGF beta, то есть фактора роста, участвующий в клеточной специализации, то размножение эндотелиальных клеток колоссально ускоряется. Поняв это, биологи решили, что блокиратор нужно добавлять искусственно в нужный момент времени.
В то время как старые методы превращения эмбриональных стволовых клеток в эндотелий работали с коэффициентом эффективности примерно 0,2 (пара готовых клеток на 10 исходных), разработка специалистов из Корнелла позволяет получать 7 клеток из каждой стволовой – в 35 раз больше. Как показали эксперименты на мышах, полученные таким образом клетки быстро ассимилируются и начинают функционировать наряду с родным эндотелием.
Ученые теперь планируют определить, могут ли такие клетки восстановить кровоток в поврежденных тканях в теле животного. Следующий важный шаг, разумеется, тестирование на людях. В течение пяти лет специалисты обещают довести разработку до клинического применения. Статья, суммирующая результаты исследования, опубликована в «Nature Biotechnology».
И так им плохо, и сяк
Восстановление озонового слоя над Антарктикой, быстро идущее в последнее время, обладает неоднозначным эффектом в долгосрочном плане. Будучи одним из самых больших примеров негативного воздействия человека на природу, пресловутая озоновая дыра, оказывается, тормозила глобальное потепление. Теперь же этот тормоз отпущен, утверждают ученые из университета Лидса, выполнившие исследование совместно с коллегами из ряда институтов Финляндии.
Несколько лет назад специалисты наперебой делали прогнозы один мрачнее другого, что, мол, антарктическая озоновая дыра будет восстанавливаться очень и очень долго. Однако заживление дыры пошло куда более высокими темпами. И кто бы мог подумать, что теперь в этом позитивном в целом явлении климатологи усмотрят и негативную сторону.
Ученые из Лидса поясняют, что сильный ветер, господствовавший под дырой, поднимал в воздух мириады океанских брызг, содержащих частицы соли. Этот аэрозоль в конечном счете способствовал формированию облаков, которые отражали солнечные лучи обратно в космос. За последние 20 лет антарктическая озоновая дыра сгенерировала столько облаков, что фактически «отменила» действие глобального потепления на Южное полушарие, по меньшей мере, на летние периоды, сообщают британцы.
Теперь же дыра пошла на поправку. «Если, что весьма вероятно, эти ветры утихнут, — говорит один из авторов исследования Кен Карслоу, — рост выбросов CO2 может ускорить потепление в Южном полушарии, что окажет влияние на будущий климат в целом». А значит, в следующих моделях климата следует учесть и эту неожиданную обратную связь. Такой прогноз исследователи сделали, внеся метеорологические данные за 20 лет в компьютерную модель глобального распределения аэрозолей. Детали этой работы представлены в «Geophysical Research Letters».
Ленивые птицы доигрались
Историю появления на планете страусов, киви и некоторых других не способных к полету птиц прояснило генетическое исследование, проведенное учеными из Австралийского национального университета и новозеландского университета Мэсси. Оказалось, она связана с исчезновением динозавров.
Новая работа стала продолжением недавнего «расследования», поднявшего вопрос о несоответствии некоторых фактов в биографии так называемых бескилевых птиц. Считается, что их общий предок существовал около 80 миллионов лет назад. А распространение по миру произошло еще до раскола суперконтинента Гондваны.
Однако, как отмечает глава нынешнего исследования Мэттью Филлипс, по последним данным выходит, что раздробление материка на современные Африку, Мадагаскар, Южную Америку, Индию, Антарктиду, Австралию и Новую Зеландию произошло задолго до появления того самого общего предка.
Чтобы сколько-нибудь прояснить эту нестыковку, австралийские и новозеландские ученые решили провести молекулярное исследование митохондриальной ДНК ныне вымершей моа. Высота туловища этой новозеландской птицы составляла 2,5 метра, а вес — 250 килограммов. Оказалось, что ближайшим родственником моа является тинаму, южноамериканская птица размером с куропатку.
Ученые продолжили работу и взялись за митохондриальную ДНК еще 22 летающих и нелетающих птиц. Выяснилось, что бескилевые перестали подниматься в небо примерно 65 миллионов лет назад. И тогда генетики предположили, что это могло быть как-то связано с исчезновением динозавров.
«Мы пришли к выводу, что летающие предки бескилевых были птицами, которые кормились на земле и при этом неплохо бегали. Вымирание древних ящеров и в связи с этим ослабление давления со стороны хищников, обилие еды привели к тому, что птицы стали крупнее и перестали летать», — рассказывает Филлипс.
Видимый свет чистит воду
Дезинфицировать воду обычным светом научились специалисты из университета Иллинойса. При этом новая технология позволяет установке продолжать свою полезную деятельность даже после выключения освещения.
Воду обеззараживают множеством способов: пропуская через систему фильтров, хлорируя, облучая ультрафиолетом, используя банальное кипячение. Ультрафиолет, к примеру, используется очень часто, так как известно, что он убивает микроорганизмы.
Цзянь Ку Шан и его китайские коллеги из Национальной лаборатории материаловедения Шэньяна разработали фотокатализатор, который быстро и эффективно дезинфицирует воду даже под воздействием лучей видимой части спектра, то есть в диапазоне длин волн 400—550 нанометров.
Для начала ученые обработали волокна оксида титана азотом, чтобы они смогли поглощать видимый свет. Получилось соединение TiON, которое само по себе способно убивать бактерии, но не очень эффективно. Далее химики добавили в систему наночастицы оксида палладия (PdO).
Оказалось, что подобное дополнение значительно повысило эффективность дезинфекции. Раствор, в котором содержалось большое количество бактерий E. coli, просто осветили обычной галогенной настольной лампой. Спустя час концентрация микроорганизмов снизилась с десяти миллионов клеток на литр до одной клетки на десять тысяч литров!
Затем исследователи проверили, что происходит с раствором в темноте после выключения освещения. Для этого сосуд с водой сначала освещали в течение 10 часов, после чего свет выключили и проверили, как проходит дальнейшая дезинфекция. Выяснилось, что даже спустя 24 часа фотокатализатор продолжал убивать E. coli.
Оказалось, оксид палладия увеличивает эффективность дезинфекции сразу по двум направлениям. Фотоны, попадая на поверхность TiON, образуют пары электрон-дырка. При этом положительно заряженные дырки реагируют с водой, давая жизнь гидроксильным радикалам, а те в свою очередь атакуют бактерии.
Наночастицы PdO забирают на себя оставшиеся электроны, в результате последние не могут соединиться с дырками и таким образом нейтрализовать их. При этом сами наночастицы переходят в другое химическое состояние, сохраняя на себе отрицательный заряд. После выключения света электроны постепенно высвобождаются, образуя с водой новые окисляющие агенты.
«Было бы интересно попробовать сдвинуть работу традиционных фотокатализаторов в область видимого света. Ведь если задуматься, в солнечном спектре только 5 % ультрафиолета и 46 % видимого излучения», — считает не участвовавший в данном исследовании Александр Орлов, профессор университета Стони Брук. Такие установки использовали бы энергию солнечного света более эффективно. А в помещении воду можно было бы дезинфицировать с помощью люминесцентных ламп.