1. Кінець епохи антибіотиків
2017 показав, що ера антибіотиків, що тривала майже століття, добігла кінця. Бактерії навчилися виробляти стійкість до відомих препаратів, але в розробку нових немає часу, ні достатніх коштів. Лікарі та вчені малюють похмурі прогнози: якщо нічого не зробити, мікроорганізми уб'ють людство набагато раніше, ніж зміни клімату. Однак цю загрозу все ще не сприймають серйозно. Причина появи супербактерій - у швидкості розмноження мікроорганізмів та їх здатності обмінюватися генетичною інформацією. Єдина бактерія, у якої виник ген стійкості до ліків, поділиться їм з родичами. Щоб дозволити людству вижити, дослідники шукають заміну звичним препаратам. Для боротьби з супербактеріями пропонують використовувати CRISPR, наночастки та нові, більш потужні антибіотики. Розробка цих та інших методів можлива лише завдяки дослідженням молекулярних механізмів появи стійкості.
2. Уточнено час появи життя
Питання, як з'явилося життя Землі — одне з найважливіших у біології. Точні дати та умови виникнення життя залишаються предметом дискусій. У минулому році дослідники з Австралії вивчили гірські породи віком 3480000000 років і виявили в них сліди мікроорганізмів. Це означає, що примітивні форми життя могли з'явитися раніше — близько 4 млрд років тому. Цікаво, що вивчені гірські породи належать до сухопутних відкладень — отже, колискою життя міг бути не океан, а гарячі джерела на суші. Також минулого року вчені досліджували молекулярні механізми, які супроводжували ранні етапи появи живих організмів. Зокрема була поставлена під сумнів популярна гіпотеза РНК-світу: згідно з новими дослідженнями, у виникненні життя рівну участь брали РНК і білки.
3. Поява нового виду птахів
Зазвичай еволюція дуже довгий процес, майже непомітний для людського погляду. На те, щоб якась ознака закріпилася в популяції, потрібні сотні та тисячі років. Тому вчені змушені мати справу зі свідченнями еволюції, що зображені в скам'янілості і ДНК, а обивателі сумніваються в реальності еволюції. Перетворення одних видів на інші трапляється ще рідше, і спостерігати за подібним — справжній успіх, який проливає світло на багато загадок еволюції. У році, що минає, дослідники оголосили, що їм вдалося побачити народження нового виду птахів.
Відкриття було зроблено в культовому для всіх біологів місці - на Галапагоських островах, що надихнули Чарльза Дарвіна створення його теорії. Подружжя Розмарі та Пітер Грант, орнітологи з Прінстонського університету, сорок років вивчали тут дарвинових в'юрків. Під час роботи на острівці Дафні вони виявили, що до місцевих видів в'юрків приєднався прибулець з віддаленого острова Еспаньола, самець виду Geospiza conirostris, який отримав прізвисько Велика Птах. Через відсутність самок свого вигляду, він спарювався з місцевими птахами. Нащадки цих спілок настільки відрізняються від інших в'юрків за піснею та зовнішнім виглядом, що можуть бути визнані новим виглядом.
4. Еволюція визнана нескінченною
У 2017 році відзначив ювілей один із найтриваліших експерментів в історії біології. Дослідники під керівництвом мікробіолога Річарда Лєнскі вже 30 років спостерігають за розвитком бактерій кишкової палички Escherichia coli. За цей час встигло змінитись 67 000 поколінь, що відповідає мільйону років людської еволюції. Незважаючи на поважний вік, експеримент продовжується і приносить нові відкриття. Аналіз його результатів, проведений минулого року, спростував одну з найпопулярніших у сучасній біології ідей. На думку багатьох експертів, адаптація має межу: після того, як вид ідеально пристосується до стабільного середовища проживання, його еволюція зупиниться. Однак десятиліття спостережень за мікроорганізмами довели, що еволюція триватиме навіть у цьому випадку, а межі адаптації не існує. Це більше відповідає поглядам Чарльза Дарвіна, ніж уявленням сучасних фахівців.
5. Нові ознаки кризи біорізноманіття
Багато дослідників схиляються до того, що ми живемо в епоху Шостого масового вимирання — найбільшого з часів зникнення динозаврів 65 млн. років тому. Швидкість вимирання видів в даний час набагато вища, ніж будь-коли за останні мільйони років — процес вже називають «біологічною анігіляцією», і в ньому винна людина, яка знищує тварин, рослини та середовище їх проживання. Одним із найтривожніших фактів, що стали відомими науці у році, що минає, став результат дослідження голландських екологів, які вивчали чисельність літаючих комах у Німеччині. Вони виявили, що за 28 років вона скоротилася на 76%, причому для літніх місяців ця цифра досягає 82%.
Вчені по всьому світу і раніше підозрювали, що комах стає менше, але така сувора оцінка дана вперше. Особливо неприємно, що дослідження проводилося на території заповідників, де втручання людей у природу обмежене. Автори виявили, що вимирання комах не можна пояснити ні погодними умовами, ні особливостями ландшафту. Можливо, винні зміни клімату чи використання пестицидів. Зникнення комах — дуже тривожний сигнал, адже вони є кормом для багатьох інших видів і є важливими запилювачами, без яких загинуть не лише дикі рослини, а й сільське господарство.
6. Вчені навчилися вибірково прати спогади
Нейробіологія розвивається швидше, ніж будь-яка інша галузь біології. У 2017 році було зроблено багато дивовижних відкриттів про те, як працює мозок: вчені з'ясували, яку дію на нього надають смартфони, відкрили в ньому систему самоочищення та дізналися, що люди, як і ІІ, здатні до глибокого навчання. Серед цих новин важко виділити головну, але, можливо, такою слід назвати новий крок до управління пам'яттю. Експериментуючи з морським молюском аплізією — класичним модельним об'єктом вивчення пам'яті — вчені навчилися вимикати записані в нейронах спогади. Для цього потрібно було блокувати в потрібних клітинах фермент протеїнкіназу М. У майбутньому дослідження може допомогти людям, які страждають на хворобливі спогади. Особливо ефективним цей прийом може бути у боротьбі з посттравматичним синдромом.
7. Дієта здатна вилікувати діабет
Поширення діабету набуло характеру справжньої епідемії: за деякими прогнозами, до середини століття від нього страждатимуть до третини жителів США. Основний приріст становить діабет 2-го типу, який пов'язують із зайвою вагою та неправильним харчуванням. На ранніх стадіях лікарі рекомендують контролювати його за допомогою дієти. Однак, як показало дослідження вчених з Єльського університету, жорсткі обмеження в харчуванні можуть повністю вилікувати діабет 2-го типу.
Свідчення цьому з'являлися і раніше, але ретельне дослідження було здійснено вперше. Як виявилося, дієта робила печінку більш сприйнятливою до інсуліну за рахунок зниження кількості жиру та перешкоджала виробленню глюкози з інших речовин. В експерименті з гризунами позитивні зміни починалися лише через 3 дні після введення обмежень у харчуванні. Ці висновки підтверджуються роботою вчених із Університету Глазго. Дослідження за участю 300 пацієнтів показало, що скорочення кількості споживаних у день калорій до 800 терміном від 3 до 5 місяців може повністю вилікувати діабет без ліків.
8. Розроблено ефективний чоловічий контрацептив
Вчені давно намагалися створити ефективний і зручний контрацептив для чоловіків, подібний до жіночих протизаплідних таблеток. Презервативи, поширене сьогодні рішення, здаються багатьом незручними і такими, що знижують якість сексу, а вазектомія занадто радикальна. В результаті більшості пар турбота про запобігання лягає на жіночі плечі, або використовуються ненадійні методи типу перерваного статевого акту. 2017 року, схоже, на цьому напрямі вдалося досягти прориву.
Команда вчених застосувала для контрацепції гель, який вводиться в сім'явивідну протоку і блокує їх, внаслідок чого сперма залишається в організмі і розсмоктується. Дворічні випробування на макаках показали 100% ефективність препарату, а також відсутність побічних ефектів на кшталт запалення. Дія гелю оборотна: «пробки» можна видалити, подіявши на них ультразвуком. Альтернативне рішення використовує гормони, як у жіночих контрацептивах. Гель, що містить прогестин і тестостерон, необхідно втирати в плечі, внаслідок чого кількість сперматозоїдів знижується до значень, при яких вагітність неможлива. Масштабні випробування препарату розпочнуться у 2018 році. Дослідники сподіваються, що, на відміну від попередніх гормональних чоловічих контрацептивів, їх розробка не спричинить перепадів настрою та інших неприємних наслідків.
9. Більш досконалі протези
Створення складних сучасних протезів - область, де медицина та біологія зустрічаються зі штучним інтелектом та високими технологіями. Розробники штучних кінцівок вже не задовольняються створенням зручних та легких протезів, тепер їхня мета – зробити протези настільки ж функціональними та спритними, як справжні людські руки. У 2017 році вченим та інженерам вдалося наблизитися до вирішення цього завдання. Роборука, створена співробітниками Технологічного інституту штату Джорджія, дозволяє власнику рухати кожним пальцем окремо. Ця можливість досягається за рахунок взаємодії між протезом і м'язами в частині руки, що залишилася. Впроваджений в руку ультразвуковий зонд визначає, які з них рухаються, і за допомогою особливого алгоритму переводить цю інформацію в рух пальців. Пристрій досить досконалий, щоб з його допомогою можна було зіграти на піаніно.
10. Пошуки життя у космосі
Інтерес до космосу останніми роками стабільно зростає, і питання «Самотні ми у Всесвіті?». спалахнув із новою силою. Кожна прес-конференція NASA 2017 супроводжувалася очікуваннями, що нам ось-ось оголосять про знахідку позаземного життя. На жаль, цього року так і не сталося. Проте вчені вдосконалили способи пошуку ознак життя в космосі за допомогою біомаркерів та розробили нові проекти місій до потенційно мешкаючих світів, наприклад, супутника Сатурна Енцелада.
Однією з головних надій року стало відкриття семи землеподібних планет у системі TRAPPIST-1, з яких шість перебувають у потенційно населеній «зоні Золотовласки» (пізніше було виявлено ще одну, у червоного карлика Росс 128). Однак деякі дослідники вважають, що життя там неможливе: ступінь УФ-випромінювання зірки занадто великий і не залишає можливості для існування атмосфери та вуглецевого життя. Іншим розчаруванням стало відкриття шотландських вчених, які довели, що поверхня Марса є токсичною для бактеріального життя. Проте астрономи та біологи вважають, що позаземне життя буде виявлено вже через 10-15 років.
Співробітники лабораторії гідрометеорології Арктики Гідрометцентру РФ разом із закордонними колегами вивчили процеси скорочення площі морського льоду Північного Льодовитого океану та спрогнозували їх кліматичні наслідки. Погодні аномалії, зокрема холодне та дощове літо 2017 року на європейській території Росії, найімовірніше, є наслідком скорочення площі крижаного покриву Північного Льодовитого океану. Дослідження підтримані грантомРосійського наукового фонду (РНФ). Результати роботи опублікованоу журналі Environmental Research Letters.
Процеси танення льодів Арктики сьогодні значно прискорилися. За останнє десятиліття площа морського льоду (яка оцінюється наприкінці літнього періоду) скоротилася приблизно на 40%. Зникнення арктичних льодів загрожує серйозними екологічними наслідками, зокрема вимиранням рідкісних видів тварин. З іншого боку, звільнення вод Північного Льодовитого океану з-під льоду відкриває нові можливості розробки корисних копалин на арктичних шельфах, розширює зону промислового рибальства, покращує умови навігації.
Співробітники Гідрометцентру РФ разом із колегами вивчили процеси танення льодів у приатлантичній частині Північного Льодовитого океану та описали наслідки цих процесів для всього Арктичного регіону. В результаті роботи отримано цілісну картину гідрометеорологічних змін в Арктиці.
Теплі океанічні течії приносять прогріті води з Атлантичного океану до Арктичного басейну та Баренцевого моря, забезпечуючи прискорене танення льодів. Вільні від льоду акваторії ефективно поглинають сонячну енергію та швидко прогріваються, віддаючи надлишок тепла та вологи в атмосферу. Потім повітряні потоки та великі шторми перерозподіляють тепло та вологу майже по всій території Арктики, що призводить до змін енергетичного балансу між океаном та атмосферою. Зокрема, вчені встановили, що значно зростає низхідне довгохвильове випромінювання (НДІ). Це інфрачервоне (теплове) випромінювання, що випускається в першу чергу водяною парою та хмарами та спрямоване до земної поверхні. Зростання НДІ сприяє нагріванню та танення арктичного морського льоду.
Російські вчені звернули увагу на значний вплив великих штормів та режиму атмосферної циркуляції на стан крижаного покриву. Наприклад, шторм Френк, що стався у грудні 2015 року, приніс у високі широти Арктики аномально високу температуру (відхилення від середньої кліматичної температури становило 16°С), а потік НДІ збільшився на 60 Вт/кв. м (порівняно з кліматичною нормою). Через війну зменшення товщини льоду деяких регіонах Північного Льодовитого океану досягло 10 див.
Дані про площу морського льоду вчені отримували із супутників, а поля розподілів температури, тиску, вологості та випромінювання з так званого продукту реаналізу (ERA-Interim). Реаналіз є комп'ютерну модель, що засвоює багаторічні дані спостережень (радіозондових, авіаційних та інших.) за різними характеристиками атмосфери.
«Нові знання, отримані в результаті нашої роботи, дозволяють точніше аналізувати причини та наслідки процесів, що відбуваються в Північному Льодовитому океані. Якщо досить велика область Арктики не покрита льодом, можливі вторгнення холодного і вологого повітря на європейську територію Росії. Останнім часом така ситуація спостерігається дедалі частіше і стає причиною погодних аномалій, таких як нетипово холодне літо 2017 року», - розповів завідувач лабораторії гідрометеорології Арктики, доктор фізико-математичних наук.
Метеорологам необхідно розробити нові алгоритми, що включають інформацію про природні процеси, що відбуваються в Арктиці. Це дозволить зробити прогнози погоди більш надійними та такими, що враховують сучасні кліматичні зміни.
Опубліковано 19.06.17 09:20Вчені "звинуватили" у холодному літі Китай. А Гідрометцентр Росії має своє пояснення.
15 червня стало найхолоднішим літнім днем за 67 років метеоспостережень. Повітря в Москві погрілося лише до 10 градусів, а вранці було 7-9 градусів.
Наразі вчені знайшли винного в аномально холодному літі 2017 року. Ним міг стати китайський супутник «Мо-Цзи», який брав участь у дослідах квантового переміщення. Виміри показали, що у ті дні, коли апарат працював у повному режимі, різко псувалася погода, йшли дощі, посилювалися вітри, передає НСН.
Втім, щодо них інткбечЗа словами, концентрація частинок в атмосфері незабаром нормалізується. Наразі фахівці мають намір вивчити вплив процесів, пов'язаних із квантовим зв'язком на погоду, оскільки до запуску інноваційного супутника, проведеного китайськими вченими, подібні фактори не вивчалися.
У найближчі 10 років клімат, швидше за все, буде хвилеподібним, з частими змінами вищих та нижчих температур. Про це "Російській газеті" розповів голова Гідрометцентру Роман Вільфанд.
За його словами, нормальних середніх температур буде менше, а от чергування дощових та посушливих періодів дедалі більше. Також можливі і аномально теплі зими, і заморозки влітку. Що ж до найближчих літніх перспектив для мешканців Центральної Росії, то, за словами глави Гідрометцентру, липень все-таки обіцяє порадувати москвичів та жителів центральних регіонів теплою погодою, яка на кілька градусів перевищуватиме норму. І навіть повноцінний купальний сезон вдасться відкрити. Щоправда, поки що температура води в московських і підмосковних водоймах не перевищує 14 градусів.
Найближчий тиждень, як розповіла завідувачка лабораторії Гідрометцентру Людмила Паршина, у столичному регіоні очікується помірно теплим. Денні температури коливатимуться в межах 22-24 градусів, нічні -10-12 градусів. Можливі дощі.
Що стосується інших російських регіонів, то температурне тло скрізь різне - до 40-градусної спеки, як у Новосибірській, Томській, Кемеровській областях та в Алтайському краї, до нічних заморозків, як у Мурманській області.
