Ученья в свет: алмазная пыль, летающие динозавры и биомотор микророботов
«Известия» составили топ-5 научных достижений за неделю
Российские ученые в личинках длиннорогих жуков нашли дрожжи, которые помогут перерабатывать древесные отходы, а зарубежные исследователи создали самый маленький биодвигатель для микророботов. Об этом, а также о том, какую роль сыграл янтарь в становлении Руси, как маленькие динозавры учились летать, а также зачем распылять в космосе алмазную пыль — читайте в рейтинге новостей науки за неделю, подготовленном «Известиями».
Роль янтаря в становлении Руси
Историки из Санкт-Петербурга выдвинули концепцию о том, что важным фактором, который привел к формированию государственности Древней Руси в конце VIII — первой половине IX веков был янтарь.
Этот «горючий камень» ценили за красоту, использовали при врачевании и в магических обрядах, благодаря чему янтарь стал главным товаром для транзита по Восточному торговому пути. Он соединял берега Балтики, Русскую равнину, Поволжье, Каспий и Арабский халифат. Гипотеза ученых состоит в том, что контроль торговых потоков стал экономическим базисом для государственного строительства древних государств, расположенных вдоль этого маршрута. И в том числе русских княжеств.
— Янтарь — один из маркеров, который свидетельствует о направлении торгового маршрута из Европы на Восток. Совмещение этого вектора со встречным движением арабского монетного серебра дает четкую картину устойчивого товарообмена, — рассказал «Известиям» один из разработчиков гипотезы, член экспертного совета при профильной комиссии по туристской индустрии Законодательного собрания Санкт-Петербурга Юрий Цуркан.
При этом, добавил историк, есть основания считать, что под влиянием торгового транзита из Европы на Восток могла появиться новая общность, которая ускорила преобразование уже существовавшего к тому времени раннего государственного формирования ильменских словен в государство.
Дрожжи помогут переработать древесные отходы
Ученые из Института биохимии и физиологии микроорганизмов имени Г.К. Скрябина РАН (Пущино) и Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова открыли новые виды одноклеточных дрожжей при изучении фрасса (экскрементов) личинок длиннорогого жука в лесной зоне Подмосковья.
Как считают специалисты, насекомые откладывают личинки в древесину березы, и колонии обнаруженных одноклеточных грибов помогают разрушать структуру дерева и извлекать из него полезные для личинок вещества.
— Численность дрожжей в подобных природных «ферментерах» достигает миллиона клеток в одном грамме древесины. Особым успехом исследования стало обнаружение и описание нового вида дрожжей. По своим физиологическим и генетическим характеристикам они принципиально отличаются от других видов, — рассказал один из авторов работы, ведущий научный сотрудник лаборатории почвенной микробиологии факультета почвоведения МГУ Алексей Качалкин.
По мнению ученых, в дальнейшем новые виды дрожжей можно будет использовать в биотехнологиях. Например, для переработки отходов из древесных остатков.
Маленькие динозавры остановились в шаге от умения летать
Исследователи из Университета штата Дакота (США) и Китайского университета в Гонконге доказали, что микрорапторы (мелкие крылатые оперенные динозавры) освоили поведение, которое предшествовало умению взлетать.
Открытие было сделано, когда археологи обнаружили в окаменелых образованиях возрастом 106 млн лет в Формации Чинджу (Южная Корея) отпечатки лап этих животных, распложенных на большем расстоянии друг от друга. Совершать такие шаги, используя задние конечности, маленькие существа не могли. Поэтому ученые предположили, что животные помогали себе крыльями. То есть динозавры бегали, хлопая ими, и планировали некоторое время над землей.
— Думаю, что на самом деле это следы от взлета, — рассказал ведущий автор исследования, палеонтолог Александр Дечекки. Он отметил, что, если догадка верна, она подтвердит, что овладение навыками полета в истории происходило неоднократно.
Так птерозавры, которые имели кожистые крылья, научились летать 230 млн лет назад. Затем в воздух поднялись пернатые динозавры-тероподы (такие как археоптерикс). Это произошло 150 млн лет назад. Со временем они эволюционировали в современных птиц. В свою очередь, микрорапторы — родственники тираннозавров — совершили попытку освоить полет чуть более 100 млн лет назад, но остановились в шаге от неба.
Самый маленький биомотор из разных частей бактерий
Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) подсмотрели, как работает бактериальный жгутиковый двигатель, и воспроизвели его действие в химерном (состоящем из генетически разнородных клеток) микроорганизме. Таким образом исследователи получили самый маленький в мире биомотор, который достигает всего шести нанометров в диаметре.
Руководитель научной работы Мэтью Бейкер отметил, что, по сути, разработчики «взломали» и воспроизвели заново систему передвижения бактерий. Она включает пять небольших компонентов, которые построены вокруг двух белковых соединений в середине. Последние действуют как оси. При этом для генерации энергии используется натрий в растворе соленой воды.
Уникальность бактериального двигателя в том, что он позволяет своему обладателю развивать колоссальные скорости. Так, за секунду микроорганизмы могут преодолевать расстояние, равное 100 их размерам. Использовать миниатюрные двигатели ученые предполагают для создания микророботов, которые, к примеру, могут выполнять функции быстрой и точной адресной доставки полезных веществ внутри человеческого организма.
5 млн тонн алмазной пыли в год поможет охладить Землю
Международный коллектив во главе с учеными из Института атмосферных наук в Цюрихе (Швейцария) разработал новый способ, который поможет охладить Землю и избежать последствий глобального потепления. Они предложили ежегодно впрыскивать в атмосферу 5 млн тонн алмазных частиц. Такое количество снизит температуру на планете на 1,6 ºC.
Способ известен в науке как стратосферная аэрозольная инъекция. Похожий механизм использует природа с помощью вулканов, которые вбрасывают в атмосферу миллионы тонн веществ, которые реагируют с водяным паром и другими газами и образуют сульфатные частицы. Они отражают солнечный свет обратно в космос.
К примеру, частицы, выброшенные при извержении вулкана Пинатубо на филлипинском острове Лусон в 1991 году, в течение нескольких лет охладили планету на 0,5 ºC. Однако моделирование показало, что алмазные крупицы лучше подходят для этих целей. Они относительно неподвижны в атмосфере, инертны и не слипаются друг с другом и другими частицами. Как считает руководитель исследований Сандро Ваттиони, производить «впрыск» алмазной пыли в атмосферу можно с помощью авиации.
Вместе с тем, как отметили эксперты, чтобы получить нужное количество синтетических алмазов, требуется значительно нарастить их производство. При этом алмазная пыль будет стоит примерно $500 тыс. за тонну. В целом реализация проекта обойдется в $175 трлн в период с 2035 по 2100 год.
