Эврика! (дайджест новостей науки)

Колибри пьет виртуозно

Американские ученые, сообщается в статье, опубликованной в «PNAS», создали прозрачные цветки с искусственным нектаром, подвесили возле них высокоскоростную видеокамеру и в деталях рассмотрели, как одни из самых быстрых в мире птиц пьют. Оказалось, что прежние представления были в корне неверны.

Когда колибри пьет, она опускает язык в горлышко цветка 20 раз в секунду. При этом он не просто погружается в жидкость и выныривает. Половинки языка, попадая в нектар, расправляют свои бока, а затем, перед возвращением в клюв, скручиваются обратно.

«Поначалу, увидев эти записи, я не поверил своим глазам. Изучая структуру языка во всех деталях, я даже не представлял, что он может вытворять такие фокусы. Нам пришлось создавать новую модель, чтобы объяснить его движение», — рассказывает глава исследования Алехандро Рико-Гевара из Университета Коннектикута.

Двести лет биологи считали, что сворачивающиеся в трубочки половинки языка загоняют нектар в рот, используя капиллярный эффект. Новый анализ питья более чем 30 видов колибри показал: язык фактически оборачивается вокруг жидкости, зачерпывая ее.

Осталось понять, как колибри глотают нектар. Пока никто из биологов не пытался объяснить этот процесс, отмечает Алехандро. Его группа планирует разобраться в данном вопросе при помощи рентгеновской микротомографии. Ученые надеются визуализировать движение языка внутри головы птахи в трехмерном пространстве, тогда им удастся понять, как нектар выходит из языка во рту птиц.

Ученые полагают, что если расшифруют механизм, можно будет создавать самособирающуюся электронику, микрочипы, питаемые жидкостью, и даже роботов, способных пить на манер ловкой птахи.

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

Сбылась мечта феминисток

Биологи воссоздали в лабораторных условиях эволюционный переход от двуполого к однополому размножению. Ранее о том, как он происходит в природе, исследователи могли лишь догадываться.

Питера Бауманна из Института Стауэрса интересовал ответ на вопрос: является ли переход к партеногенезу (когда яйцеклетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения) эволюционным тупиком? Многие биологи склонялись к этому мнению долгие годы. Однако только за последние 10 лет ученые обнаружили более 80 «однополых» групп рыб, амфибий и рептилий. Бауманн также хотел понять, как в дикой природе появляются «унисекс-виды».

Питер и его команда, сообщает «PNAS», повторили эксперимент 1967 года: они свели триплоидную (два набора хромосом от матери и один от отца) самку ящериц вида Aspidoscelis exsanguis с самцом A. inornata. В прошлом опыте биологи не проверили жизнеспособность потомства. А Бауманн с коллегами вырастили из шести полученных яиц четыре гибридные женские особи.

Все они позднее отложили яйца, то есть, по сути, клонировали себя, и со временем у американских биологов выросло четвертое, вполне здоровое поколение «однополых» ящериц.

Этот род пресмыкающихся был выбран не случайно: 7 из 12 его видов полностью женские. Ученые предполагали, что все они появились в ходе скрещивания «двуполых» близкородственных видов, при этом среди потомства были ящерицы, обладающие мутациями, которые позволяют им размножаться без помощи самцов. Ныне эта гипотеза наконец-то доказана в лаборатории.

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

Букашка-трансформер

Исследователи из Франции обратили внимание на странное явление: насекомые горбатки, защищаясь, избавляются от части тельца. В процессе изучения выяснился еще более необычный факт: шлем букашек — не что иное, как вырожденная третья пара крыльев.

Установили это специалисты из Марсельского института биологии развития — Николас Гомпель и Бенджамин Прудом. Ученые взялись за изучение пяти видов горбаток после того, как один из их друзей рассказал им, что не мог поймать насекомых, так как в руках у него оставались лишь шлемы.

«Никто из нас не поверил, что насекомое может избавиться от части груди (отросток прикреплен к первому ее сегменту) даже в случае смертельной опасности», — сообщает Бенджамин. Однако тщательное изучение показало, что шлемы, как и лапки и крылья горбаток, прикреплялись к тельцу при помощи «суставов». Таким образом, вырост являлся сгибающимся и легко отрывался.

Ни одно из насекомых не обзавелось чем-то подобным в течение 250 миллионов лет эволюции. В статье, опубликованной в «Nature», авторы работы пишут, что шлем горбаток является гомологом крыльев первого сегмента груди, а не складчатым продолжением экзоскелета насекомого, как считалось ранее. Генетический анализ показал, что в первом сегменте груди происходит экспрессия трех так называемых Hox-генов. Биологи считают, что они препятствуют созданию полноценных крыльев.

Таким образом, у горбаток, появившихся на планете около 50 миллионов лет назад, образование крыльев все же происходит. Но так как они насекомому для полетов не нужны, крылья видоизменились и приобрели другую функцию. Красивый эволюционный трюк, заключают французы.

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

Майка-читалка? Почему бы и нет?

Kомпания «E Ink» представила прототип дисплея, напечатанного на обычной ткани и сверхпрочной бумаге. Оба материала можно мять, комкать, сворачивать в трубочки, но это не испортит картинку, нанесенную «электронными чернилами».

Самый распространенный продукт на основе электронной бумаги — современные «читалки». Напомним вкратце принцип действия их экранов. В микрокапсулы, заполненные жидкостью, помещена армия черных и белых разноименно заряженных частиц. Электрическое поле той или иной полярности поднимает их к поверхности (человек видит цвет частиц) либо оставляет на дне. Такой подход позволил среди прочего сделать экраны гибкими.

Последняя разработка представляет собой модификацию классической технологии. Дисплей именуется аббревиатурой SURF, что расшифровывается как «сегментированный ультратонкий износостойкий и гибкий».

Пока это нетипичный пиксельный экран. Слово «сегментированный» означает, что включать и выключать можно лишь довольно большие блоки «электронных чернил». Получаемая картинка выполнена в серых тонах, и разрешение у нее пока не слишком «веселое», зато в перспективе блоки можно будет значительно уменьшить, а значит, превратить их в отдельные пиксели.

Такой тканевый «дисплей» напечатан на обычной ткани. Рубашку, футболку да и любой другой элемент одежды с ним можно будет надевать хоть каждый день, а картинку менять по желанию. Возможно, через несколько лет люди будут редко покупать новую одежду — достаточно будет скачать новый дизайн и «залить» его в такой дисплей.

Пока о выходе разработки на рынок речи не идет. Сколько будет стоить футболка с мигающими картинками, не известно. Однако если вспомнить ценники первых «читалок», то можно предположить, что стоимость новинки навряд ли будет низкой.

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

Странный какой-то «траур»

Исследование жизни фауны близ Чернобыльской АЭС показало, что местным птицам приходится выбирать между цветом перьев и здоровьем.

Ученые из США и Франции изучали птиц с 2006-го по 2009 год. В ходе нескольких поездок в опасную зону биологи взяли образцы крови пернатых и выполнили ряд других измерений. Биологов, в частности, интересовал окрас оперения. Первоначально орнитологи установили, что в зонах, где повысился уровень радиации, значительно снизилась численность птиц с рыжими перьями. В нынешней работе они сравнили популяции с рыжим и серым, а также черным оперением. Оказалось, что темные птахи успешнее справляются с ионизирующим излучением, а в основе всего — молекулы, позволяющие как создавать пигменты, так и нейтрализовать последствия облучения. Рыжий окрас перьев нужен птицам для привлечения противоположного пола и для того, чтобы лучше сливаться с фоном. Однако за производство рыжего пигмента приходится расплачиваться малым количеством антиоксидантов, освобождающих организм от вредных свободных радикалов.

Все дело в том, что сырьем и для антиоксидантов, и для пигмента является вещество под названием глутатион, которое для создания темного оперения не требуется.

Ученые сравнили соотношение пигментов и распространение, а также количество пернатых того или иного окраса среди 97 видов птиц. Оказалось, что ярко раскрашенные птахи реже встречались там, где радиационный фон был выше определенного уровня (у темных птиц такой зависимости не наблюдалось).

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

Научат клетки не стареть?

Шведские генетики установили группу белков, заблокировав выработку которых, можно изменить работу митохондрий, а далее по цепочке увеличивать продолжительность жизни клетки, замедляя процессы, которые ассоциируются со старением.

По информации «ScienceDaily», специалисты из Университета Гетеборга выяснили, что деактивация гена SOV1 в дрожжевых клетках приводит к отсутствию в них нескольких белков из группы MTC, которые нужны клеточным энергетическим фабрикам — митохондриям.

При этом оказалось, что другие MTC-белки перенимают функции отсутствующих молекул и, помимо того, запускают цепочку реакций, положительно влияющих на стабилизацию генома и способность клетки удалять поврежденные и вредные белки. А в результате растет продолжительность жизни клетки.

Некоторые из выявленных шведскими учеными белков группы MTC имеются и в клетках человека. Авторы работы предполагают, что человеческие варианты указанных молекул играют аналогичную роль в регуляции наших собственных процессов старения. А значит, научившись регулировать активность MTC-белков, можно попробовать замедлить негативные процессы, связанные со старением и нарушениями в работе клеток.