- Леонид Лунеев
- Би-би-си
Среди научных новостей недели:
- К вредной еде — на автопилоте
- Скарлатина — чума XXI века?
- Когда "Старый служака" уйдет на покой
- Синхронные светлячки
Почему ваш мозг запоминает, где лежит вредная еда
Когда ночью непреодолимая сила выталкивает вас из кровати и буквально с закрытыми глазами ведет к холодильнику или шкафу, что вы там хватаете? Нет, не бутылочку обезжиренного кефира и не какой-нибудь низкокалорийный фруктовый батончик, а берете вы или кусок колбасы, или шоколадку, или плюшку.
Но не стоит корить себя утром, когда вы осознаете весь ужас ночного рейда на кухню. В том, что вас потянуло на жирное-сладкое-калорийное, виноваты не вы, виновата система оптимизации поиска пропитания, заложенная в вас. Это все ваша пространственная память, которая в ходе эволюции научилась искать кратчайший путь к самым калорийным (и вредным с сегодняшней точки зрения) продуктам.
В дикой природе именно так поступают все животные, ведь их задача — с минимальными затратами получить максимум калорий. Но ведь мы-то хорошо представляем себе, что полезно, а что — вредно, нам не нужно думать о каждодневном выживании, так неужели нас тоже ведет животный инстинкт?
- Почему так трудно отказаться от второго куска торта? Ученые нашли "нейроны воздержания"
Новое иследование, проведенное группой ученых из Вагенингенского университета в Нидерландах (их отчет опубликован в издании Scientific Reports), указывает на то, что в нас действительно встроена когнитивная система оптимизации поиска пищи с наименьшими затратами.
В ходе экспериментов участники должны были передвигаться по комнате-лабиринту, пробуя на запах и вкус 16 разных продуктов, сладких и соленых, с низким и высоким содержанием калорий.
Потом их просили воспроизвести маршрут, и вот тут выяснилось, что все они в среднем на 30% лучше запомнили дорогу к вредной еде.
Более того, когда им приходилось ориентироваться только по запаху, участники на удивление точно находили самые калорийные продукты.
Ученые объясняют это тем, что запах и память тесно связаны в нашем мозгу, и связь эта досталась нам еще в наследство от животных, хотя, конечно, человеческое обоняние куда слабее, чем у зверей, которым нужно упорно добывать пищу.
Не исключено, что человеческая память тоже формировалась под воздействием постоянной необходимости поиска пищи. И способность хорошо запоминать места, где можно отыскать высококалорийную пищу, давала огромные преимущества при выживании. Только вот то, что было спасением для наших дальних предков, охотников-собирателей, для нас обернулось настоящим проклятием.
- Вредно всё? Разоблачение мифов о еде
- Отвращение к овощам может быть обусловлено генами
- Каждый пятый человек в мире преждевременно умирает из-за неправильного питания
Генная инженерия на службе у микробов
Помнится, была где-то у меня в коллекции марка 1962 года с гордой надписью "В СССР малярия побеждена!"
И почему-то очень хотелось верить, что вот еще немного, и появятся марки с названиями других, навсегда побежденных болезней…
Вот и скарлатина, одна из главных причин детской смертности на Западе, обещала уйти в небытие, однако недавние вспышки в Великобритании и странах Северо-Восточной Азии говорят о том, что радоваться рано.
Такой возрождение скарлатины поначалу поставило ученых в тупик.
- Новый вид антибиотика открыт в ходе изучения соплей
- ВОЗ обновила список самых опасных супербактерий в мире
- Появился смертоносный штамм стафилококка
Подпись к фото,
Вот так в 1962 году рапортовали о победе над малярией
Однако результаты недавно проведенного австралийскими учеными исследования показывают, что ключ к разгадке может таиться в геноме одного из штаммов бактерии, и заодно демонстрируют, насколько сложным может быть семейное древо инфекционных заболеваний.
Скарлатину вызывают стрептококки группы А (Streptococcus pyogenes), микробы округлой формы, которые способны выделять ядовитые компоненты-антигены, творящие ужасные вещи в организмах, особенно детских. Поэтому симптомы заболевания могут варьироваться от фарингита и сильной сыпи до инфекционно-токсического шока и отказа органов.
С изобретением антибиотиков скарлатину удалось взять под контроль, и уже к 1940-м годам казалось, что скоро от нее совсем удастся избавиться. Но сегодня все выглядит совсем не так радужно.
"Глобальное возрождение скарлатины привело к более чем 600 тыс. случаев заражения по всему миру и повысило смертность от этого заболевания в пять раз", — пишет в издании Nature Communications один из руководителей исследования, молекулярный биолог из университета Квинсленда Стивен Брауэр.
Среди суперантигенов, выделенных учеными из одного штамма бактерий, обнаруженных в Северо-Восточной Азии, оказался один, который помогает бактериям-захватчикам проникать внутрь клеток носителя. Раньше такого у бактерий никогда не наблюдалось, поскольку обычно способности к повышенной вирулентности они приобретают в ходе долгого эволюционного процесса.
Но здесь штамм был совсем новый, даже не столетней давности, когда в этом азиатском регионе свирепствовали эпидемии скарлатины.
"Обнаруженные нами токсины попадают в бактерии при инфицировании их вирусами, содержащими гены этих токсинов, — поясняет биолог Марк Уокер из университета Квинсленда. — И вот эти вновь приобретенные токсины уже помогают Streptococcus pyogenes лучше завоевывать клетки организма-носителя, заодно выводя из конкурентной борьбы другие штаммы".
В процессе так называемого горизонтального переноса генов ген, развившийся в одном из микробов, может быть встроен в геном вируса, а потом — и в ДНК нового носителя, создавая нечто вроде нового клона.
Это быстрый и удобный способ адаптации одноклеточных микробов, которым украденные гены облегчают доступ в клетки носителя или помогают сопротивляться лекарствам, которые иначе быстро бы с ними расправились.
А в случае со скарлатиной это помогло боковой ветви бактерий приобрести новое оружие, которое сделало новый штамм не менее опасным, чем его старый известный "кузен".
Борьба с пандемией коронавируса помогает сдерживать и наступление скарлатины, которая тоже распространяется преимущественно воздушно-капельным путем, так что эта болезнь едва ли станет пандемией.
"Однако когда правила социального дистанцирования будут ослаблены, скарлатина скорее всего вернется", — предостерегает Уокер.
Пунктуальный гейзер Йеллоустона собирается на покой
"Старый служака", пожалуй, самый знаменитый гейзер национального парка Йеллоустон, прозванный так за пунктуальность извержений, может уйти на покой. К этому ученых подтолкнули наблюдения, которые велись еще с 1950-х годов. Тогда гейзер выдавал столб воды и пара раз в 60-65 минут, а с 2001 года промежутки между извержениями составляли уже от 90 до 94 минут.
Чтобы выяснить, что творится с "Вечными часами" (это еще одна кличка гейзера), и всегда ли они были на ходу, специалисты Геологической службы США (USGS) собрали образцы окаменевшей древесины, обнаруженные на холме, из которого бьет гейзер.
Понятно, что сегодня на этом холме, который каждые полтора часа окатывает раскаленным кипятком, к тому же насыщенным щелочами, ничего расти не может. Однако как показал радиоуглеродный анализ образцов древних деревьев, в XIII-XIV веках холм был покрыт растительностью, а значит, гейзер бездействовал.
Ученые во главе с геологом Шаулем Гурвицем проштудировали исторические хроники и выяснили, что в это время случился так называемый Средневековый климатический оптимум, или потепление, в одних районах (вроде Теннесси) сопровождавшееся страшными засухами (которые опустошили подземные резервуары и заставили гейзер замолчать почти на столетие), а в других, как на севере Англии столь теплой погодой, что там стали разводить виноград. Благодаря этому потеплению даже растаяли льды, позволившие открыть Гренландию.
События прошлого, по мнению Гурвица, могут многое рассказать и о будущем.
"Климатические модели указывают на то, что к середине века нам вновь стоит ожидать сильнейшие засухи и пожары, которые приведут к сильному изменению всей экосистемы Йеллоустона, — пишет в издании Geophysical Research Letters ученый. — Периоды сокращения осадков в современной истории уже приводили к увеличению интервалов выбросов Старого служаки, а последние исследования окаменелой древесины говорят о том, что в случае продолжительной и сильной засухи гейзер снова может замолчать".
- Аномальное лето-2020: то потоп, то засуха. Ученые обещают планете новый рекорд потепления
- Ученые НАСА придумали, как спасти человечество от супервулкана
- Дзигокудани: адская долина или уголок рая?
Он живой и светится
Если вы когда-нибудь наблюдали полет светлячков, то наверняка согласитесь, что это завораживающее, волшебное зрелище. Особенно когда они вдруг и все вместе начинают синхронно мигать.
Объяснений этому феномену было придумано немало, от порывов ветра, которые заставляют насекомых разворачиваться одним боком, до простого совпадения, а в начале XX века было даже высказано предположение, что синхронное мигание — это всего лишь оптическая иллюзия, вызванная нашим собственным морганием.
Позже в ходе исследований было доказано, что синхронизация в самом деле имеет место, однако ее механизм до сих пор оставался тайной.
"Что это, встроенная в светляков программа, которая заставляет их синхронизироваться, или влияние окружающей среды?" — задался вопросом физик из Колорадского университета в Боулдере Рафаэль Сарфати.
Расставив в Национальном парке Грейт-Смоки-Маунтинс в Теннесси (Great Smoky Mountains National Park) палатки и две видеокамеры с обзором в 360 градусов, иссследователи имели возможность в течение полутора часов после заката наблюдать, как светляки сначала разгорались, потом начинали синхронно пульсировать, выдавая по нескольку вспышек подряд, после чего следовала пауза в несколько секунд, и все повторялось. При этом свет от пульсаций расходился подобно волнам.
Ученые также отметили, что рой насекомых держался примерно в двух метрах над землей, повторяя рельеф местности.
Но самое интересное выяснилось, когда исследователи стали сажать отдельных насекомых в палатки. Там чувство ритма у них мгновенно пропадало, и хотя они продолжали светиться и пульсировать, каждый светляк делал это со своими интервалами, не совпадавшими с ритмом всего роя, находившегося снаружи.
Такой разнобой продолжался до тех пор, пока число светляков в палатке не превышало 15-20. Но если их становилаось больше, немедленно начиналась синхронизация.
По мнению Сарфати, опубликовавшего результаты своих исследований в Journal of the Royal Society Interface, все дело в социальном поведении насекомых. Когда они видят, что делают их соседи, они начинают отзываться и повторять их действия, точно как волны, запускаемые болельщиками на футбольных стадионах.
Но это что касается механизма, а вот с причинами синхронизации не все так ясно. Согласно одной из теорий, самцы временно выключают свой яркий фонарь (кстати, его яркость зависит от силы полового влечения похотливого насекомого), чтобы разглядеть предмет своего влечения — самку, которая светит довольно слабо.
"Такого рода синхронизация наблюдается во многих природных системах, — поясняет физик Орит Пелег из Колорадского университета в Боулдере. — Клетки нашего сердца сокращаются синхронно, нейроны в мозгу тоже синхронизируются".
Ну а что касается практического применения открытия механизма светлячковой синхронизации, то за этим дело не станет, ведь синхронизация важна для многих технологий, в том числе и роботехники, когда целой рой микророботов может трудиться вместе над решением одной задачи, словно насекомые.
- Шоу светлячков: фантастическая синхронная волна света
- Секрет успеха секса светлячков кроется в подарках
- Ночные посетители пляжа в Ирландии увидели редкое природное светошоу