Эврика! (дайджест новостей науки)

Вас угостить метапеченьем?

Исследователи из университета Токио построили систему, которая обманывает органы восприятия вкуса у человека. Тому кажется, будто он пробует печенье с разными добавками, в то время как искусственно меняются лишь внешний вид и запах продукта.

Журнал «IEEE Spectrum» сообщает, что свою уникальную систему «псевдопробы на вкус» японцы назвали метапеченьем (Meta Cookie). Для него потребовалось оборудование, создающее обогащенную реальность (AR), и экспериментальный «обонятельный шлем», подающий к носу испытуемого заданные запахи.

При смешивании с воздухом аромата из флакона система может регулировать силу запаха на 127 уровнях, усиливая его по мере приближения печенья ко рту. Нужный аромат подается всего через 50 миллисекунд — это достаточно быстро, чтобы человек не заметил подвоха.

Ученые взяли самое обычное печенье и выжгли на нем визуальные маркеры. По этим меткам компьютер отслеживал положение печеньки в пространстве, а затем «раскрашивал» ее и передавал в «шлем» пользователя измененное изображение с двух камер. Таким образом, испытуемому казалось, будто печенье покрыто глазурью или шоколадом, а подаваемые под нос соответствующие запахи были призваны усилить иллюзию. И это сработало.

Более того, когда в другом эксперименте подопытным предложили выбрать один из вкусов «на заказ» — миндаль, клубника, клен, лимон, по итогам опыта 72,6 % его участников заявили, что они опробовали именно тот вид печенья, который выбрали.

Но все-таки пока метапеченье нуждается в ряде усовершенствований: «обонятельный шлем» можно сделать не таким громоздким, а подачу запахов более тонкой и изящной, кроме того, неплохо бы улучшить качество наложенного на печеньку изображения. На все это потребуется еще лет пять.

Зато по завершении модернизации лидер проекта Meta Cookie Такудзи Наруми рассчитывает, что его система найдет применение в диетологии и борьбе с лишним весом, а также в сфере развлечений: ТВ, видеоигры и так далее.

-----------------------------------

Хвосты? Ноги? Зубы!

Возможно, одну из первых рептилий, пострадавшую от кариеса, обнаружили канадские палеонтологи в древней породе. Находка разом накинула заболеваниям полости рта дополнительные 200 миллионов лет существования.

Возраст всеядной рептилии вида Labidosaurus hamatus оценивается в 275 миллионов лет. Ученые университета Торонто исследовали окаменелость при помощи компьютерной томографии и определили, что челюсть рептилии частично разрушена и инфекция привела к потере нескольких зубов. Рептилия, сообщается в статье в журнале «Naturwissenschaften», пострадала от эволюционного преимущества — бессменного комплекта зубов. Предки L. hamatus довольствовались плохо закрепленными в челюстях зубами, которые при любом подходящем случае вываливались, а на их месте вырастали новые.

Представители вида L. hamatus обладали постоянными зубами, которые позволяли им пережевывать жесткие растения и стебли. Однако ткани «выносливых», но перманентных зубов были подвержены бактериальному разложению (как и у взрослых людей), что приводило к абсцессу. Палеонтологи предполагают, что жившая в палеозое рептилия могла даже погибнуть от разбушевавшейся инфекции.

-----------------------------------

«Мы с тобой одной микрофлоры»

Выводы, сделанные европейскими учеными в ходе недавнего исследования, можно сравнить с практикой деления людей по группам крови. Только на этот раз биологи рассортировали подопытных по бактериальным микрофлорам.

В рамках эксперимента специалисты провели генетический анализ образцов содержимого кишечника, взятых у 22 европейцев. Затем полученные данные они сравнили с результатами исследования 13 человек из Японии и 4 из США. Оказалось, что по составу микрофлоры все пробы можно поделить на три категории. Причем причастность к одной из них никак не зависела от возраста, пола, национальности или рациона людей.

Ученые сами не ожидали, что все окажется настолько просто. (Для статьи в журнале «Nature» было проверено не так много образцов, но новые данные от 400 человек подтверждают прежние выводы.) Исследователи объединили популяции бактерий в кластеры, названные согласно доминирующим в них родам: Bacteroides, Prevotella и Ruminococcus.

Известно, что Bacteroides хорошо расщепляют углеводы, в большем количестве выдают витамины C, B2, B5 и H, некоторые Ruminococcus помогают клеткам усваивать сахара, снабжают нас фолиевой кислотой и витамином B1, а Prevotella образуют слизь.

В связи с этим ученые делают вывод, что состав бактериального населения кишечника влияет на вес человека, определяет, чем и как болеют люди.

Почему происходит разделение на энтеротипы — неизвестно. Причин тому может быть множество. Например, состав микрофлоры может определяться той же группой крови или метаболическими процессами, присущими индивидууму, или теми бактериями, что первыми попали в пищеварительный тракт новорожденного.

Также пока, к сожалению, не ясно, может ли произвольно или как отклик на внешние условия меняться тип микрофлоры кишечника. Нынешние попытки ее каталогизировать, а также раскрыть взаимодействие этих бактерий между собой предпринимаются для того, чтобы выяснить, какая диета показана человеку, к каким болезням он предрасположен, как он будет себя чувствовать при определенном заболевании и как отреагирует на прием того или иного лекарства.

-----------------------------------

Бумага прочнее стали

Исследователи в Австралии создали бумагу из множества слоев графена, сообщает «Journal of Applied Physics». Она показала удивительные механические свойства, сохраняя хорошую гибкость и высокую упругость.

Специалисты из технологического университета Сиднея использовали комбинацию химической и тепловой обработки, чтобы аккуратно отделить от графита одноатомные слои, очистить их и выложить, как бутерброд, в идеально выровненную структуру из гексагональных решеток атомов углерода — графеновую бумагу. Ее плотность в пять-шесть раз ниже, чем у стали. При этом испытания показали, что новый материал в два раза тверже и в десять раз прочнее при растяжении, нежели углеродистая сталь. А модуль упругости при изгибе оказался выше в 13 раз.

Исследователи полагают, что графеновая бумага окажется великолепным конструкционным материалом, востребованным в авиационной и автомобильной отраслях, да еще дружественным природе и экономически оправданным.

-----------------------------------

Выдержать перегрузку в 400 000 g? Легко!

Исследователи из Страны восходящего солнца решили проверить на выносливость пять видов микроорганизмов. Ученые поместили их в ультрацентрифугу и выяснили, что два вида почвенных бактерий выживали и успешно размножались даже при 403 627 g.

Необычный опыт провели сотрудники Японского агентства по изучению земли и океана (JAMSTEC). Для сравнения: среднестатистический человек может безо всяких последствий перенести длительную перегрузку в 3 g. Космонавты, пилоты самолетов и гоночных болидов часто сталкиваются с 5 g. А пределом человеческих возможностей считается планка в 10 g.

В статье в PNAS японцы упирают на то, что фантастическая выносливость бактерий определяется их размерами и простой структурой. Даже небольшим многоклеточным организмам пришлось бы туго — их просто расплющило бы.

Органеллы клеток эукариотов не способны правильно функционировать при столь сильной компактизации. А бактериям, не обладающим ядром и прочими сложными внутренними компонентами, проще противостоять высокому ускорению. Любопытно, что при этом некоторые из них оказываются успешнее «коллег». Почему? Ученые пока не знают.

Нынешнее открытие добавляет веса гипотезе панспермии, предполагающей, что жизнь на Землю могла прибыть из космоса, например, «на борту» астероидов или комет. В пресс-релизе JAMSTEC биологи пишут, что теперь жизнь можно искать не только на 500 обнаруженных экзопланетах, но и там, где гравитация превышает разумные, по человеческим меркам, нормы.

Правда, экстремально высокая гравитация, вроде той, что ученые воспроизвели в эксперименте, существует лишь на очень массивных звездах, а подобное ускорение может развиваться в ударных волнах при взрыве сверхновых.

-----------------------------------

Орхидеи-обманщицы

Орхидеи подсемейства циприпедиевых, произрастающие в горах юго-запада Китая, ради опыления своих цветков идут на двойную хитрость: и запахом, и внешним видом сигнализируют опылителю о поддельной грибковой инфекции, пишется в статье, вышедшей в журнале PNAS.

Единственные насекомые, помогающие размножению этих растений, — это грибные мушки, которые питаются пораженными грибком листьями и плодами. Орхидеям приходится обманывать опылителей, причем сразу по двум фронтам.

«Впервые мы обнаружили орхидею, что использует для обмана одновременно листья и цветки. Кроме того, в опылителях у нее насекомое, которое раньше ни разу не уличали в подобной деятельности», — рассказывает один из авторов исследования Питер Бернхардт из университета Сент-Луиса.

Ученые выяснили, что мухи, которые клюнули на приманку, улетают несолоно хлебавши, но зато в пыльце. Самое интересное, что растения, как правило, все же дарят насекомым, способствующим их размножению, хоть что-то взамен, однако в данном случае этого не происходит. Может быть, поэтому мушки-опылители, как и сами орхидеи, встречаются очень редко и находятся практически на грани вымирания?