Наука в марте: Как растения заражают людей, а спутники мешают астрономам

Индия славится своей богатой флорой и фауной, и вот оттуда пришла очередная новость на стыке биологии и медицины. Миколог — ученый, занимающийся изучением грибов, — в ходе изучения микроскопических патогенов на мертвых растениях был заражен грибком хондростереум пурпурный, который паразитирует на деревьях. Это первый случай заражения, зафиксированный документально.

Больной обратился в больницу Аполлона – его беспокоили симптомы, схожие с симптомами гриппа. Только в его случае они сохранялись на протяжении трех месяцев. Поначалу врачи никак не могли определить, чем болен миколог: у него не было хронических заболеваний и положительного ВИЧ-статуса, он не болел диабетом, не принимал никаких сильнодействующих препаратов и не получал травмы. Стандартные анализы не выявили патогенных возбудителей и лишь специальный анализ показал, что ученый заразился каким-то грибком. Образцы были отправлены в лабораторию ВОЗ, где секвенирование ДНК подтвердило, что это действительно грибок. Пациента полностью вылечили, хотя обычно грибковые заболевания с трудом поддаются быстрому лечению, становясь хроническими.

Египтология находится на пересечении множества наук: и химии, и лингвистики, и геологии, и истории. Новое открытие было сделано физиками, которые обнаружили в знаменитой пирамиде Хеопса скрытый коридор длиной девять метров. Найти его без помощи современной технологии было невозможно: вход в коридор закрыт каменными плитами, которые сложены в виде арки на северной стороне пирамиды.

Напомним, что пирамида Хеопса — это самая высокая и известная из древнеегипетских творений Казалось бы, что за те двести лет, которые пирамида исследуется египтологами, она изучена вдоль и поперек. Тем не менее сооружение возрастом 4500 лет продолжает преподносить сюрпризы. Так, несколько лет назад с помощью мюонной томографии была обнаружена скрытая камера длиной в 30 метров, до которой ученые не смогли добраться из-за того, что она замурована в глубине камня.

Еще одну находку сделали физики из Франции, Египта и Японии. Догадавшись, что каменные плиты не просто так сложены в виде арки, они установили там детектор мюонов — неустойчивых элементарных частиц, которые являются «родственниками» электронов, но тяжелее их в 200 раз. Мюоны пролетают сквозь Землю вместе с космическими лучами. Детектор же действует по принципу томографа, регистрируя поток пролетающих частиц. Чем более плотная поверхность, тем меньше мюонов, чем менее плотная — тем их больше. Все это было проделано еще в 2017 году. В дальнейшем ученые проанализировали полученные данные и составили математическую модель. Наконец, в марте 2023 года они представили трехмерную конфигурацию девятиметрового коридора, высотой и шириной примерно в два метра. От поверхности эта полость скрыта 80-сантиметровым слоем известняка. Никаких сквозных проходов в этот коридор пока не обнаружено, поэтому исследовать его будут такими бесконтактными способами.

Все мы знаем, что пчелы — это социальные насекомые, которые создают настоящие общества, в которых четко распределены роли и функции между его членами. Биологи из КНР и США изучали один из социальных аспектов жизни пчел — танцы. Танцы у пчел служат для передачи информации об обнаруженной пище и расстоянии до нее. Оказывается, что так называемый виляющий танец, который исполняют пчелы, передается от взрослых особей молодым с помощью обучения, а не наследуется. Во время эксперимента молодых пчел отделили от более опытных. В результате ученые обнаружили, что танцы у них стали хаотичными, с ошибками, то есть такой необученный «молодняк» стал неправильно передавать другим пчелам информацию о еде. Любопытно, что спустя время эти пчелы смогли научиться более или менее правильно танцевать, но ошибки все равно сохранялись.

До эксперимента ученые считали, что танцы — сугубо наследственный признак. Но одно дело — гипотеза, другое — доказать ее или опровергнуть. В деталях был изучен виляющий танец медоносных пчел среди разведчиков — тех, кто ищет источники пищи для улья. Разведчики прилетают в улей, исполняют свой танец, сообщая о расстоянии до еды, ее характере и даже количестве. Все это выяснили, составив математические схемы танцев. Например, качество пищи кодируется частотой виляний брюшком: чем интенсивнее, тем она лучше.
Далее были сооружены два улья: один — контрольный, где были и молодые разведчики, и опытные, другой — экспериментальный, где были оставлены только молодые разведчики. В итоге пчелы из первого улья постепенно научились танцам и правильно кодировали сообщения о пище. А вот в экспериментальном улье разведчикам не у кого было учиться, они совершали ошибки, направляли рабочих пчел в неверном направлении. И даже спустя длительное время, когда разведчики набирались опыта, процент ошибок был довольно большой, то есть они так и не научились правильно «танцевать».

Кстати, такое социальное обучение характерно не только для социальных животных: певчие птицы учатся «правильно» петь у более опытных, схожие способы передачи знаний есть у китов, дельфинов и даже у грызунов.

Starlink — это группа околоземных спутников, которую запускают на орбиту Земли компания SpaceX. Одна из целей, стоящая за этим проектом в том, чтобы создать глобальную спутниковую систему, благодаря которой люди практически в любой точке Земли смогут получить доступ в интернет. Есть в этом деле, конечно, много нюансов (например, для приема сигнала нужны специализированные станции, частоты должны быть лицензированы в принимающей стране и много еще чего). Однако коммерческий потенциал у этого проекта очень большой: люди из сельских районов Канады, США, Австралии, где есть проблемы с доступом к Сети, готовы платить за эту технологию. Кроме того, Starlink обеспечивает спутниковую сотовую связь, а военные получают дополнительные разведданные с коммерческих спутников.

Проблема в том, что таких спутников нужно очень много. Так, первый запуск «старлинков» был произведен 22 февраля 2018 года — на орбиту были выведены всего лишь два тестовых спутника Tintin A и Tintin B. По состоянию на конец марта действующая группа состоит из 3914 спутников (это притом, что 350 уже были выведены с орбиты искусственно или вышли из строя). В планах довести их количество до 12 тысяч. Много? Еще нет.

Если все будет идти хорошо и Starlink будет приносить прибыль, то на орбите их окажется уже 42 тысячи штук. И это только спутники одной амбициозной компании Илона Маска. А ведь у него есть и конкуренты: как внутри США, так и в других странах. С каждым годом стоимость космических запусков удешевляется, а значит, будет расти рой металлических объектов, кружащих на орбите.

Похоже, что, несмотря на их незначительные по космическим меркам масштабы, эти спутники уже сейчас начали вызывать головную боль у астрономов. В журнале Nature Astronomy они представили анализ оценки загрязнения астрономических снимков телескопа «Хаббл» треками спутников. За последние 19 лет почти 4 процента кадров были испорчены. Этот процент начал расти именно в последние годы, с развитием частной космонавтики. Недавний запуск новой группы спутников компании SpaceMobile надолго оставил на небе свой след, словно яркая звезда. Это событие вызвало бурное обсуждение среди исследователей. Ученым приходится менять время и траекторию наблюдения, что увеличивает расходы на исследования.

А ведь есть специальные телескопы, которые с определенной периодичностью сканируют звездное небо, составляя большие обзоры, на которые затем ориентируются сотни ученых по всему миру. Теперь же приходится учитывать траектории тысяч (а в будущем — десятков тысяч) искусственных тел, чтобы потом их отсеивать из полученных звездных обзоров.

Это проблема — только для наземных телескопов? К сожалению, нет. Тот же «Хаббл» находится на низкой околоземной орбите, куда так же запускаются спутники. А запускать телескопы на более высокие орбиты — задача не только сложная с инженерной точки зрения, но и дорогостоящая. Кроме того, никто не гарантирует, что вскоре те же спутники не будут запускать все выше и выше, по мере того как на низких орбитах все свободные ниши будут заняты.
Неутешительный вывод в конце статьи: если группа спутников к 2030 году составит 60 тысяч штук, то их след будет портить каждый второй снимок «Хаббла».

Экологические вопросы волнуют не только климатологов и активистов. Как заменить привычные нам вещи, которые разрушают озоновый слой или загрязняют почву, на более безопасные — ответы на это ищут в самых разных областях, в том числе химики. Стекло, кажется, не самый очевидный загрязнитель: его можно относительно легко собирать, перерабатывать, использовать повторно. Тем не менее только треть стекла возвращается к потребителям повторно, львиная же доля выбрасывается на свалки, где скапливается в больших количествах, в том числе благодаря своей долговечности. С учетом того, что по всему миру промышленность производит 40 миллионов тонн стекла ежегодно, проблема стеклянного мусора такая же острая, как и загрязнение пластиком, например.

Если нынешнее стекло почти не разлагается, то решением станет сделать его быстроразлагаемым. Именно этому посвящена работа китайских ученых, опубликованная в Science Advance. Новый материал, который они получили, можно назвать биомолекулярным стеклом, так как в процессе его получения используются такие органические вещества, как аминокислоты и пептиды. Полученное вещество остается таким же прозрачным и прочным, как неорганическое стекло. Кроме того, оно более гибкое: ему можно придавать любую форму, использовать, например, в 3D-принтерах. Что касается главного свойства — биоразложения, то скорость распада органического стекла будет зависеть от применяемого сырья. Больше органики в составе — стекло деградирует за какие-то три недели, меньше — почти за два месяца.

И еще: это стекло можно будет буквально есть! Ученые проводили эксперименты на мышах: стекло распадалось внутри их организмов без каких-либо внешних последствий. То есть такое стекло можно будет без серьезного ущерба природе выбрасывать на свалки наряду с другим органическим мусором.