Зупинити вбивцю мільйонів

Ми погано знаємо своїх убивць. Сховашись у затишному коконі сучасного суспільства, часто не помічаємо смертельних небезпек поблизу. У світі щороку близько 20 мільйонів людей хворіють на черевний тиф.  Близько 1-3 млн хворих помирають. Через неякісний характер статистичного обліку в більшості країн справжній рівень захворюваності та смертності, очевидно, більші утричі.

Милий збудник страшної хвороби. Джерело: James Cavallini/BSIP/Science Photo Library

Тифозна Мері

Джерелом інфекції є хворий або носій цих мікробів. Хвора людина перетворюється на фабрику бактерій. 1 г фекалій  в розпалі хвороби містить сотні мільйонів мікробів, а 1 мл сечі — до 180 млн. Особливу небезпеку становлять хронічні бактеріоносії, особливо якщо вони працюють у Вашому улюбленому ресторані. Першою знаною антигероїнею стала  американка Мері Меллон, більш відома, як «Тифозна Мері». За період свого куховаріння в Нью-Йорку на початку XX століття, вона заразила за офіційними даними 53 особи, з яких 4 померло від черевного тифу.

Тифозна Мері – жахливий приклад бактеріоносія, але чудовий псевдонім для співачки. Джерело: Lupo

Нова надія

Саме тому, боротьба проти черевного тифу виходить на перший план у діяльності багатьох мікробіологів. Після того, як Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ) 3 січня оголосила про своє схвалення  нової вакцинини проти черевного тифу, її виробляють для мільйонів дітей з країн з низьким рівнем доходу.

Продукт, розроблений компанією Bharat Biotech в Гайдерабаді, Індія, – це протитифова кон’югатна вакцина. Вона забезпечує більш тривалий захист і вимагає менше доз, ніж роблять при інших тифових вакцинаціях. Підтвердження ВООЗ дозволяє закупівлю вакцини агентствами ООН.

Gavi, організація, розташована в Женеві, Швейцарія, яка фінансує купівлю  вакцин для країн з низькими доходами, заявила, що витратить 85 мільйонів доларів США на виробництво вакцини, а дитяча імунізація розпочнеться в 2019 році.

(Nature, 2018)

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Метелики виявилися старішими ніж ми гадали

Дослідники, які вивчають зразки геологічних порід, отримані від глибокого буріння, іноді бувають сердитими. Поряд із їхніми любими пилком та спорами часто знаходиться якесь сміття. Й це відкоремлення мух від котлет було рутинною справою, допоки не виявилось, що незрозумілі шматочки дійсно є майже мухами. У недавно дослідженому зразку з північної Німеччини цих решток було так багато, що на них уже не можна було не звернути увагу.

Вікно в тріас

І от ми маємо результат! Два дні тому була опублікована стаття у Science Advances. У ній еволюційний біолог Тімо ван Елдік та його співавтори описують свою знахідку як найдавніші викопні рештки порядку Lepidoptera. Це саме ті комахи, до яких належать метелики. Своїм зборам вчені присвоїли вік 201 мільйон років тому, а це, на хвилиночку, кордон між періодами тріасу та юри. Нова знахідка підтверджує дані молекулярного годинника про виникнення метеликів  і допомагає усунути загадкову прогалину в літописі викопних решток.

До дослідження було залучено 70 зразків, виявлених у свердловині глибиною більш ніж 300 метрів. Знахідки є лусочками на крилах метеликів. Саме проходження світла крізь ці переломлюючі структури й зумовлює формування різноманітних кольорів і візерунків. Світловий мікроскоп, а пізніше скануючий електронний мікроскоп, підтвердили попередні визначення вчених.

Виявилося, що це ніяке не сміття, а луски метелика. Джерело: Timo et al.

Дослідники також дослідили незвичні перфорації на лусочках. Вони характерні для сучасної групи лускокрилих – Glossata. Вона поєднує всіх метеликів, що мають хоботок для смоктання. Найстаріша раніше відома викопна рештка такої істоти мала вік 129 мільйонів років.

Перфорації на лусочках метелика хочуть переписати історію квіткових рослин. Джерело: Timo et al.

Але ця знахідка свідчить не лише про те, що хоботкові лускокорилі виникли на кілька десятків мільйонів раніше. Загальновизнаним є те, що смоктальний хоботок виник у результаті появи квіткових рослин. Цей гаджет дозволяє метеликам отримувати нектар, а рослинам успішно запилюватися.

So what?

Коеволюція метелитків та квіткових рослин давно є предметом захоплення натуралістів. Неймовірна людина, еволюціоніст, геолог, палеонтолог, зоолог та ботанік Чарлз Дарвін досліджував орхідеї Мадагаскару. В одного виду Angraecum sesquipedale він знайшов нектар у самісінькій глибині зігнутої в трубку квітки.

Орхідеї передбачають існування бражників. Джерело: John Nugent Fitch

“Яка ж комаха зможе залізти в цю діру?”  написав Дарвін своєму другу. Він припустив, що має бути метелик з родини бражників з таким величезним хоботком. І дійсно, через 45 років він був знайдений! Майже 25 см відбірного хоботка!

NHM Xanthopan morgani.jpg
Ми б не довіряли цьому бражнику ніяких секретів! Джерело: Natural History Museum of London

Автори статті гадають, що їхні дані розбивають теорію про те, що поява смоктального хоботка метеликів – це відповідь лускокрилих на появу покритонасінних. Замість цього вони наполягають, що перехід комах “до харчування виключно рідкою їжею” – це адаптація до глобального потепління та посушливих умов пізнього тріасу.

Цілком можливо, що давні метелики харчувалися соком пошкоджених листків й лише потім радо почали користатися ноу-хау покритонасінних. У мізках ряду вчених навіть поселилася крамольна думка – “Можливо, квітки з’явилися як пристосування до смоктальних хоботків метеликів?” Але самі автори дослідження не спішать спекулювати своїми даними.

Science Advances 10 Jan 2018:
Vol. 4, no. 1, e1701568
DOI: 10.1126/sciadv.1701568

Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://youtu.be/8fnw7by0Nww
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Забагато способів формування нервових систем

Нервова система живих організмів розвивається під суворим контролем біологічних молекул. Останнє дослідження вказує на те, що цей спосіб управління виникав у тваринному світі неодноразово.

Тварини розумні й тварини не дуже

Нервові системи тварин дуже різноманітні. Вони можуть складатися з кількох клітин-нейронів, а можуть формувати складні багатофункціональні мізки. Від маленької гідри з невпорядковано розкиданими чутливими клітинами до розумного читача цієї статті – величезна прірва еволюційних подій. Але є одне цікаве питання. Складні централізовані нервові системи мають спільне походження чи неодноразово виникали у різних гілках родинного дерева тварин?

Результат пошуку зображень за запитом "animal nervous system"
Нервова система гідри. Недосконала, але красива. Джерело: Stefan Siebert and Charles David

На перший погляд, що комахи, що хребетні можуть похвалитися мозком, з’єднаним з одним нервовим тяжем, який розташовується уздовж всього тіла. Крім того, дані молекулярних досліджень показують, що основні регулюючі гени працюють аналогічно під час розвитку нервової системи у хребетних, членистоногих та навіть кільчастих червів  [Corlen, Ohlen, 2000]

Отже, без варіантів нервова система має єдиний план розвитку у всіх двобічно-симетричних організмів? Якби не так! 4 січня Мартін-Дуран та його колеги [Martin-Duran, 2018] надали докази незалежної еволюції таких нервових систем.

Двобічно-симетри́чні, або Білатеральні (Bilateria) — група тварин, до якої відносять всі організми, які мають двобічну симетрію. У них всіх ліва сторона тіла дзеркальним чином відповідає правій.

У всьому винні гени

Більш ніж століття вчені ламають списи об наріжний камінь питання “Які еволюційні кроки дозволили сітці нейронів стати централізованою нервовою системою?”.

У середині 1980-х років дослідження отримали нове дихання завдяки виявленню великої родини генів, які кодують фактори, що визначають розвиток нервової системи.

Гомеобокс (Homeobox) – послідовність ДНК, яка виявлена ​​в генах, які відповідають за регуляцію розвитку тварин, грибів і рослин. Ці гени працюють як перемикачі для інших генів. Гомеобокс складається приблизно з 180 пар нуклеотидів і кодує білковий домен довжиною в 60 амінокислот (гомеодомен), який може зв’язувати ДНК.

Гени, які містять гомеобокс, утворюють окрему родину. Найбільш вивченими і найбільш консервативними з них є Hox-гени, які контролюють сегментацію тіла під час розвитку. Виявилося, що представники цих генів, включаючи комплекс Hox, спрацьовують аналогічно у дрозофіл та хребетних тварин.

Проте останні досягнення молекулярної філогенії змінили наш погляд на еволюцію тварин.

Молекулярна філогенетика або молекулярна систематика, молекулярна філогенія, “молекулярка” — галузь філогенетики (та, у свою чергу, систематики), що використовує методи молекулярної біології. Для класифікації організмів розшифровують структуру ДНКРНК і білків.

У 2016 році було показано, що малі червоподібні двосторонньо- симетричні істоти з типу Xenacoelomorpha є сестринською групою до клади Nephrozoa. 

Nephrozoa – клада, яка виділяється на основі генетичного аналізу, об’єднує в себе всіх вторинно- і первинноротих тварин. Тобто нас теж 🙂

Через те, що ксенакоеломорфи є найближчими живими родичами нефрозоїв, порівняння між цими двома групами можуть допомогти дослідникам знайти ознаки, які є в останнього спільного предка та всіх його численних нащадків.

Еволюція нервових систем тварин. Білатеральні (тварини, що володіють двостороньою симетрією) складаються з нефрозоїв та сестринської групи, ксенакоеломорфів. У багатьох нефрозоїв та ксенакоеломорфів є централізовані нервові системи, на відміну від їх найближчих родичів, кнідарій, що мають просту нервову сітку. Набір генів з гомеобоксом (позначений зірочкою), що контролюють повздовжнє розростання нервового стовбура, представлений у хребетних, комах і кільчастих червів. Було встановлено, що це еволюційна консервативна ознака, яка керує розвитком нервової системи, й успадкована або від спільного предка усіх двосиметричних тварин (блакитний круг), або від спільного предка нефрозоїв (фіолетовий круг). Проте, Мартін-Дуран та ін. не знайшли таких генів з гомеобоксом у дев’яти груп двобічносиметричних тварин – п’яти клад спіралій та чотирьох ксенакоеломорфів (обведені червоними рамками). Всі ці дані вказують на те, що розвиток та морфологічні подібності між централізованими нервовими системами двобічносиметричних істот є результатом незалежних еволюційних подій, які відбувалися паралельно. Джерело: Nature

Що ці ксенакоеломорфи собі дозволяють?

Ксенакоеломорфи мають різні типи будови нервової системи. Деякі з них є щасливими володарями лише ланцюжка нейронів, як і найближчі родичі серед двобічно-симетричних істот Кнідарії – медузи та морські анемони. Інші хизуються одним або декількома нервовими тяжами, що тягнуться або вздовж, або впоперек тіла.

Proporus sp.png
Наш далекий-далекий родич Proporus sp. Джерело: Marco Curini-Galletti та ін.

Мартін-Дуран та його колеги досліджували експресію генів у чотирьох групах ксенакоеломорфів. Вони виявили, що, хоча експресія ряду генів з гомеобоксами у цих тварин спостерігається, але  гени, що б відповідали за розростання нервового тяжу у повздожньому напрямку, його повністю позбавлені.

Нервові системи не такі схожі як ми думаємо

Мартін-Дуран та ін. далі взялися за малодосліджену групу спіралій. До цих тварин належать кільчасті та пласкі черви, а також молюски.  У більшості груп генів з гомеобоксами не виявлено. Окрім того, навіть у близькоспоріднених відділів з подібним планом будови нервової системи механізми регуляції її розвитку кардинально різняться.

У попередніх дослідженнях напівхордових та пласких червів також не було виявлено експресії генів з гомеобоксом для повздовжнього розростання нервового тяжу.  Цю відсутність інтепретували як вторинну втрату. Але, враховуючи дані Мартіна-Дурана та колег, це зовсім не так.

Скоріш за все, що “типова” система регуляції розвитку нервової системи не була представлена в останнього спільного предка усієї групи двобічно-симетричних та нефрозоїв. Швидше за все, вони розвивалися окремо у кожній групі.

(Nature, 2018)

doi:10.1038/nature25030

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://www.youtube.com/watch?v=Z-d_b5prhNs&t=165s
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Citizen science: що це таке й з чим його їдять?

Перш за все хочеться сказати, що сitizen science – це дуже крута штука. Громадянська наука – це концепція проведення наукових досліджень із залученням широкого кола добровольців, які можуть бути любителями, тобто не мати попередньої наукової освіти та підготовки за спеціальністю. Іноді вживають страшні словосполучення “дослідник-аматор”, “вчений-аматор”, але ми їх боїмося як рогаті неіснуючі істоти ладану й Вам їх вживати не радимо.

Навіщо громадянська наука?

Використання  напрацювань громадянських вчених часто дозволяє науковцям вирішувати поставлені задачі швидше та ефективніше.  Проекти сitizen science – це знищення прірви між зарозумілими нердами та простими смертними, які не можуть второпати – у чому метафізичний сенс дослідження абстрактних жаб на непрохідному болоті о четвертій ранку. То ти ще за це й гроші отримуєш?

Те, що наука не виконує соціальних запитів суспільства, – це її перший гріх. І це одна з головних причин її бездонного падіння у прірву байдужості та недофінансування. Громадянська наука – це діалог, взаємодія, взаємовигода та, можливо, навіть дружба.

Ряд програм сitizen science  існують спеціально для шкіл. Make science, not war – цього дійсно треба навчати. Але книжковий Дарвін не завжди з цим справиться, тоді ж як реальне наукове завдання для допитливого розуму учня може стати доленосним. Й коли він у майбутньому буде робити нобелівську лекцію або хоча б висловлюватиме подяки на прикінцевому слові після захисту дисертації – то Ваш проект з громадянської науки неодмінно згадають. Profit!

Сitizen science – це потужний магніт для неформальних наукових утворень. Наприклад те, що дані дописувачів Фейсбук-спільноти “Гриби України” використовуються для публікації якісних статей та вирішення питань охорони рідкісних організмів – це абсолютний крутяк.

Громадянська наука,  ніби створена для довготривалих програм моніторингу за станом довкілля, популяцій та поширення окремих видів. Це платформа для освіти та трибуна для пропаганди.

Розвиток інтернет-технологій, особливо соціальних мереж – це тротиловий заряд вибухового розвитку сitizen science у всьому світі.

Хто топить за громадянську науку?

Пол Файєрабенд (у своїй книзі «Наука в вільному суспільстві» (Science in a Free Society), 1978) та Ервін Чаргафф є відомими ідеологами  «демократизації науки». Уродженець Чернівців Чаргафф мало того, що першим отримав ДНК у чистому вигляді, так ще й протестував проти “грошової орієнтації технічних бюрократів». Він хотів заміни викривленої університетської науки на натуралістичну концепцію виховання кадрів. Із м’ясорубки універу мали б виходити такі універсали-любителі як Декарт, Ньютон, Лейбніц, Буффон і Дарвін.

Які відомі проекти із сitizen science існують?

Ще у далекому 1900 році було розпочато проект Національного Одюбонівского товариства зі щорічного перепису птахів (Christmas Bird Count).

Результат пошуку зображень за запитом christmas bird count
Різдвяні підрахунки пташок – непоганий спосіб вийти з квантової петлі зимових свят. Джерело: Camilla Cerea/National Audubon Society

Цьорогорічні підрахунки Ви вже пропустили, але на наступний рік ще встигаєте 🙂

Stardust @ home – громадський науковий проект, який закликав волонтерів до пошуку зображень дрібних часточок міжзоряного пилу. Проект почав надавати дані для аналізу з 1-го серпня 2006 року.

З лютого по травень 2000 і з серпня по грудень 2002 космічний зонд Stаrdust збирав свою колекцію блоків аерогелю. Вона складається з 130 блоків від 1 до 3 сантиметрів товщиною. Щоб знайти сліди зоряного пилу, треба було дослідити більше 700 000 окремих осередків аерогелю з використанням сильного збільшення. Кожне поле, яке складається з 40 зображень, називалось «фокусом фільму». Stardust спробував виконати це, розподіливши роботу серед добровольців. Учасники повинні були пройти тест, щоб зареєструватися для участі. Після реєстрації і проходження тесту, учасники отримали доступ до «віртуального мікроскопу», який дозволяє їм шукати в кожному полі сліди міжзоряного пилу, використовуючи контроль фокусу.

Процес пошуку часточок міжзоряного пилу. Джерело: NASA

В якості заохочення добровольців, перші п’ять стадій проекту дозволяли першому учаснику, який знайшов конкретну частинку пилу, дати їй найменування. Також відкривач був представлений як співавтор у будь-якої наукової публікації, як відкривач цієї частки.

В лютому 2013 дванадцять робіт, які підсумували результати Первинного Дослідження, були представлені Науковому співтовариству.

ClickWorkers – це невеликий експериментальний проект NASA, який використовував волонтерів (які носили горде прізвисько “клікворкери”) для наукових завдань. Насправді вони виконували рутинну роботу з мапування поверхні Марсу. Але яка може бути рутина у справжньому дослідженні Червоної планети?

Проект був успішний й отримав своє продовження. Тепер стати марсіанином можна за цим посиланням.

Victoria crater (NASA/JPL/UA )
Вчені сподіваються отримати супердетальний аналіз поверхні Марсу. Джерело: NASA.

Цілу купу проектів по громадянській науці здійснює Корнельська Орнітологічна лабораторія – Ebird, NestWatch, FeederWatch, і Celebrate Urban Birds.

Отримай сертифікат, купи бінокль та відвідуй гнізда – звучить як ідеальна відпустка. Джерело: NestWatch

Феномельний успіх мав проект Galaxy Zoo по класифікації різних типів галактик. Він дозволяє класифікувати більше 60 мільйонів галактик, зображення яких були отримані в проекті Sloan Digital Sky Survey. Користувачам ставиться завдання класифікувати зображення віддалених астрономічних об’єктів. Спеціальне астрономічне обладнання не потрібне, основи класифікації викладені в керівництві користувача на самому сайті.

"Galaxy Zoo Hubble"
Сьогодні ти класифікуєш галактики, а завтра в аспірантуру підеш? Джерело: GALAXYZOO

Ще одним прикладом ефективного проекту громадянської науки в США є Community Collaborative Rain, Hail & Snow Network (CoCoRaHS), запущений Colorado Climate Center. Дані цього проекту використовуються для прогнозування погоди та моніторингу попереджень про важкі погодні умови та кліматичні дослідження.

Пов’язане зображення
Вчені іноді змушують робити дуже дивні речі. Джерело: CoCoRaHS Manitoba‏

У Національного географічного товариства є свій археологічний проект, Field Expedition: Mongolia, в якому користувачі відзначають потенційно цікаві місця для розкопок на зображеннях знятих GeoEye супутниками, щоб допомогти дослідникам на місцях в Монголії.

Результат пошуку зображень за запитом Field Expedition: Mongolia adventureblog.nationalgeographic
Щоб авторизуватися натисніть лише на ті квадрати, де зображена Монголія. Джерело: adventureblog.nationalgeographic

Мережі громадянських вчених активно використовуються для фенологічних спостережень.  Наприклад для того,  щоб досліджувати, як глобальне потепління впливає на рослинний і тваринний світ в різних географічних районах.

Проекти розподілених обчислень, такі як Folding @ Home, World Community Grid, Einstein @ Home і інші, можна також розглядати як громадянську науку, хоча головне завдання обчислення здійснюється за допомогою комп’ютерів добровольців.

А що у нас?

Ви можете загуглити “громадянська наука в Україні” й все дізнатися самі. Власне, пошукові системи поки що з цим ніяк не допоможуть. Але це не значить, що sitizen science у нас немає. Просто вони ретельно маскуються або ж не є системними. От кілька відомих нам способів долучитися до громадянської науки:

  • Національна мережа інформації з біорізноманіття. Тут можна публікувати свої фотоспостереження живих організмів. Навіть якщо не змогли їх визначити фахівці Вам допоможуть. Ми б не назвали інтерфейс інтуїтивно зрозумілим, але розібратися цілком до снаги. А ще в ниє сторінка в ФБ.
  • Фейсбук-спільноти: Гриби України, Ukrainian Botanical Group, Флора України. Звісно їх більше, але це ті, за якими ми постійно спостерігаємо. “Гриби України”, зокрема, відомі своїми суворими правилами по вказуванню місця та дати збору. Постійні вказування “відформатуйте пост відповідно до правил спільноти” з баном коментарів можуть шокувати недосвідченого користувача, але це дійсно перетворює сторінку на наукове джерело. Наявність професійних мікологів, які часто роблять віртуозні визначення по фото, – теж. Українська ботанічна група – незамінна для всіх, хто хоче визначити всі рослини, які коли-небудь бачили в житті. Й іноді вчені просять надати інфу щодо поширення того чи іншого виду. Флора України – це гарні фотографії рослин, але не лише вони. Зокрема клич про допомогу в зібранні інформації про трапляння дівочого винограду п’ятилистого у вузькому розумінні – це чистої води  citizen science.
  • орнітологічні ФБ-проекти – Птахи України та Birdwatching Ukraine – Бёрдвотчинг в Украине – Бьордвотчинг в Україні . Тут збирається купа наукової інформаці – щодо термінів прильоту птахів на міграціях, щодо поширення журавлів, щодо взаємозв’язків птахів та омели. А ще є “Жаби, ящірки та змії”  – купа профі тусується, цікаві знахідки.
  • Довколаботаніка :). Вкладка на сайті красномовно натякає на те, що цю статтю ми публікуємо не просто так. Подробиці – скоро. Насправді в цьому дописі не було ніякої мети зібрати проекти разом. Для цього й існує вкладка на сайті, де ми будемо акумулювати все, що нам стане відомим у цій галузі.

Й звісно ми будемо вдячні, якщо Ви поділитесь своїми знаннями про проекти громадянської науки в Україні.

На завершення хотілося б сказати, що  сitizen science – це дуже крута штука.

Хижі рослини – демонстрація 14 січня

Якщо з якихось причин Ви сумуєте в зимовіі дні – то ми маємо, що запропонувати. Поєднайте цікаве та веселе на демонстрації про найзагадковіші рослини нашої планети. Вони живуть за своїми правилами у моторошному світі видової боротьби, а їхня холодна краса – смертельна. Хижі рослини з хитромудрими ловчими пастками здавна дивували науковців та захоплювали уяву любителів рослинного царства.

Ми дослідимо будову їхніх пристосувань для полювання на здобич, ознайомимось з відомими та ще нерозкритими загадками улюблених рослин Ч. Дарвіна. Опануємо ази вирощування росичок з насіння й кожен учасник забере з собою свою власну хижу міні-плантацію.

А на завершення зіграємо у затишний «Комахоїдний квест» у стінах відділу ботаніки природничого музею.
Для участі необхідна реєстрація за посиланням: https://docs.google.com/forms/d/1p7tzS_qFQBpKGCozr4g5JKVaudOf0JYdhJvqA62Ypus/edit
довідки за телефоном 0636164956
Оплата: 100 грн – для дітей, 120 грн – для дорослих (вхідний квиток до музею та матеріали для посадки плантації хижих рослин включені у вартість програми) .

Де: вул. Б. Хмельницького, 15, Національний науково-природничий музей НАН України

Коли: 14  січня, 14:30

Куди летимо у 2018?

Що на нас чекає у 2018 році? Здається, що погляд людства звернений у безодню космосу. Й це чудово, адже чим більше наша цивілізація витрачає ресурсів на благородну справу дослідження Всесвіту, тим менше сублімує свою енергію у всілякі недостойні речі.

Трамп занепокоєний станом справ на Місяці

NАSА працює над тим, щоб слова президента США Дональда Трампа про повернення астронавтів на Місяць стали реальністю. У підписаній директиві керманича країни не вказується конкретний термін, і, поки що, вона немає фінансування. Але адміністрація Трампа сигналізувала про свою зацікавленість у висадці на супутник Землі. І це нова надія для реанімації ряду місячних програм.  Але не Штатами єдиними…

President Trump in Oval Office with astronaut toy
Дональд Трамп демонструє як правильно здійснювати посадку на Місяць Джерело: Saul Loeb/AFP/Getty

Індія летить на Місяць без Росії

Ще два космічні агентства намагатимуться приземлитися на поверхню супутника Землі. На початку 2018 року індійська міжпланетна автоматична станція Chandrayaan-2 здійснить першу спробу провести контрольовану посадку в космосі.

Спочатку, проект планувалося реалізувати спільно з Російським космічним агентством. Однак, після невдачі з апаратом Фобос-Грунт в 2011 році, Роскосмос висунув ряд додаткових вимог, в тому числі по масі місяцеходу, після чого Індія вирішила запускати апарат самостійно. Вітаємо це рішення, звісно. Для запуску апарату Індія планує використовувати власну ракету-носій GSLV.

Індійцям слід задуматися про перехід з мотоциклів на місяцеходи. Джерело: Xinhua/Alamy

Китай теж запустить свій зонд

У грудні, Chang’e-4 Китаю стане першим зондом, що націлений на зворотній бік Місяця. У рамках космічної програми ракета Long March 4C доставить супутник вагою 425 кг у визначене місце за 60 000 км від супутника Землі. Невже перша м’яка посадка на інший бік Місяця відбудеться?

In 2013, China’s Chang’e 3, deploying the Jade Rabbit rover, makes the first soft landing on the Moon since 1976. Chang’e 4 is set for lift-off in 2018
Chang’e 3 намагається доставити посилку. Джерело: CLEP/CNSA

Полювання на астероїди

В іншому місці Сонячної системи Японське аерокосмічне розвідувальне агентство керує переміщенням міжпланетної станції Hayabusa-2. Вона має досягати астероїда Рюгу до липня, Космічний зонд є апаратом з розмірами 1,5 на 1 на 1,6 метра, вагою 600 кілограмів.  Він приземлиться на астероїд в 2018 році і пробуде там півтора року. Наприкінці 2019 року він відправиться у зворотну дорогу і повернеться на Землю в 2020.

Hayabusa probe
“Сфоткала астероїд, поки не взяла з нього проби порід. Люблю його.” – передала міжпланетна автоматична станція. Джерело: JAXA

Osiris-Rex від NASA планує зістикуватися з астероїдом Бенну наприкінці 2018 року. Цей космічний об’єкт утворився близько 4,5 мільярдів років тому одночасно з Землею та іншими планетами в Сонячній системі. Він шириною всього 500 метрів і рухається зі швидкістю понад 100 000 кілометрів на годину. 

Інженери прилаштовують “руку” космічному апарату. Більше антропоморфності богу антропоморфності. Джерело: Lockheed Martin

(Nature, 2018)

Музейні детективи проти Викрадача Різдва – квест-екскурсія 14.01.

Зимові свята – це чарівний час, коли все на світі видається можливим і Всесвіт, переплетений ниточками запахів кориці та кардамону, посміхається Вам у вічі. Проте, щороку зелена істота Грінч намагається викрасти прекрасне зимове свято, жадібно сховавши його у свій величезний мішок зарозумілості та егоїзму. Єдина сила, що може протистояти прикрому зникненню дива, – це Ви. Використайте свій розум та уважність, щоб завадити планам Грінча у найпрекрасніших локаціях природничого музею. Окрім квестової частини Ви станете учасником інтерактивної екскурсії з дегустацією екзотичних фруктів та маловідомих смаколиків із добре відомих рослин.
Формат: квест-екскурсія
Де: Національний науково-природничий музей НАН України, вул. Б. Хмельницького, 15
Довідки: 0636164956.
Вартість – 100 грн для дітей та 120 грн для дорослих.

Таємниці змін клімату приховують інертні гази

Двадцять тисяч років тому наша планета була скована льодовим панцирем. Потужні шари криги вкривали значну частину Північної Америки, Європи та Патагонії. Температура повітря та води за межами тропіків була на 4-23 градуси холоднішою, ніж сьогодні, в залежності від місця розташування.  Це все одно не так холодно як відгуки на нашу останню статтю. Атмосфера теж була іншою.  Вміст вуглекислого газу був приблизно на 35% нижчим.

Чому скінчився льодовиковий період?

Але раптово все змінилось. Ми до цього часу не знаємо напевно в чому причина, але факт лишається фактом. Наша планета вступила у міжльодовиковий період, який і триває останні 11 000 років.

Світло на це загадкове питання намагалися пролити Берейтер та його колеги. Вони нещодавно повідомили, що благородні гази, уловлені льодовиками Антарктиди, приховують від нас точну інформацію про середню температуру океанів під час потепління з безпрецедентною точністю (± 0.25 ° C) і високою роздільною здатністю (250 років). Ці дані дозволять вченим сформулювати точніші гіпотези про перехід від останнього льодовикового періоду до сучасних теплих умов.

Джерела знань про клімат минулого

Звідки ми взагалі дізнаємось, наскільки комфортною для купання була вода океанів у далекому минулому? Значну частину інформації про температуру водички за останні кілька тисяч років ми черпаємо від викопних рештків морських істот. Наприклад, чимало цікавого розповідає співвідношення іонів металів у раковинах молюсків, розташування хімічних зв’язків в алкенонах. Якщо Вас раптом лякає останнє слово в попередньому реченні, то жодної паніки. Алкенони – це вуглеводи, які виробляють кілька планктонних водоростей з класу Prymnesiophyceae. Ці речовини змінюють свою структуру у залежності від  температури. Множина цих даних – дуже цінна. Але складні реакції біологічних об’єктів на фактори живої та неживої природи вносять значні похибки в інтерпретацію результатів.

Щоб уникнути цих проблем Берейтер та його колеги звернулися до благородних або ж інертних газів, які полонила крига нашої планети.

Ice core
Льодовий керн із Західного антарктичного льодового листа. Джерело: Анаіс Орсі / WAIS-Divide SCO

Переваги інертних газів

Благородні гази  реагують лише на зміни фізичних умов, оскільки вони не воліють вступати в хімічні та біологічні взаємодії (справжні соціопати!). Але розчинність благородних газів, особливо таких як криптон та ксенон, залежить саме від температури. Чому ж її не використати?

Гази постійно циркулюють між океаном і атмосферою. Коли океан зігрівається, криптон і ксенон стають менш розчинними у воді, і океан забирає менше цих газів з атмосфери. Тоді їхня кількість в атмосфері збільшується. Саме тому лишається зайнятися кропіткою, але цікавезною робою з підрахунків елементарних та ізотопних співвідношень цих елементів у повітряних бульбашках, що зберігаються у зібраних зразках криги. Вуаля! Жодної магії і надійний орієнтир для підрахунку температури океану в минулому знайдено.

Дистанційна машина часу

Наприклад, дані  дослідників показують, що різниця температур між холодним льодовиковим періодом і теплим міжльодовиків’ям (до індустріального періоду) становила 2,57 ± 0,24 ° С. Висока роздільна здатність методу дозволяє перевірити палеокліматичні моделі у багатьох часових точках. Тому жоден цікавий період змін температур не лишиться без уваги!

Зокрема це дослідження дозволяє по-новому поглянути на події Пізнього Дріасу, 13 000-11 500 років тому. Цей період був перервою у загальній тенденції потепління. Вчені вважають, що у цей час температура в Північній півкулі зменшилася на кілька градусів, але продовжувала зростати, можливо, навіть при прискореному темпі, у південній півкулі. Берейтер та його колеги повідомляють, що середня температура океану суттєво зросла під час Пізнього Дріасу, значно більше, ніж було оцінено до цього часу. Підвищення температури становило 1,6 ° C лише за 700 років. Це приблизно в 1,7 рази швидше, ніж океан теплішає зараз через глобальні зміни клімату. Причини цього давнього потепління ще слід дослідити.

Автори представляють кілька захоплюючих гіпотез, які випливають з їхніх даних. Наприклад, спостережувана залежність середньої температури океану, кількості вуглекислого газу та температури антарктичного повітря говорять про те, що саме події в Південній півкулі вивели Землю з льодовикового періоду. Ймовірно, велике потепління під час Пізнього Дріасу сталося в результаті зміни атлантичної меридіональної оберненої циркуляції.

Топографічна карта північних морів та субполярних басейнів з схемою циркуляції поверхневих течій (суцільних кривих) та глибинних течій (пунктирні криві), які утворюють частину атлантичної меридіональної циркуляції. Кольори кривих показують приблизні температури. Джерело: R. Curry, Woods Hole Oceanographic Institution/Science/USGCRP.

Тепер настав час роботи вчених, що займаються кліматичним моделюванням. Вони мають перевірити свої гіпотези та уточнити їх. Титанічна праця буде потрібна для того, щоб використовувати весь потенціал цього прекрасного методу дослідження.

Оригінальна стаття:  Nature 553, 39–44 (04 January 2018) doi:10.1038/nature25152

Хайлайт у Nature:  doi: 10.1038/d41586-017-08721-4

Ти можеш допомогти Довколаботаніці, якщо в тебе раптом є така божевільна ідея.
1. Поширюй її контент так, наче завтра заборонять репости
2. Подивись та прокоментуй свіже відео на її каналі https://www.youtube.com/watch?v=Z-d_b5prhNs&t=165s
3. Ставай на слизький шлях її патрона та мецената 5168 7573 9483 8249 О. Коваленко), або ж на Патреоні: www.patreon.com/dovkolabotanika
4. Підписуйся на телеграм t.me/dovkolabotanika

Зелене світло для генної терапії

Тонка взаємодія біологічних молекул породжує найбільше диво на нашій планеті – життя. Але найменші помилки у послідовностях ДНК можуть викликати страшні наслідки. Й чудово, що передові вчені нашої планети вже можуть цьому зарадити. Не у всіх випадках звісно, але це поки що…

Подарунок під ялинку

Мов подарунок під ялинку, стало відомо про те, що Управління продовольства і медикаментів США затвердило генну терапію для захворювання, викликаного мутаціями у специфічному гені.
Рішення було оголошене 19 грудня. Про що ж у ньому йдеться?

Результат пошуку зображень за запитом "Luxturna"
Ліки від сліпоти.Джерело: Spark Terpeuticus


Воно дозволить Spark Therapeutics of Philadelphia з Пенсильванії продавати лікування Luxturna, для людей з рідкісною спадковою сліпотою. 

Вірус на варті правильних генів

Luxturna – це модифікований вірус, який вводять в око для доставки правильної копії мутантного гена. Здоровий ген вказує клітинам в сітківці, щоб вони виробляли білок, який дозволяє їм реагувати на світло.
93 % піддослідних у третій фазі клінічних випробувань продемонстрували суттєве покращення зору.
Поки що лікування коштує космічні 425 000 доларів для одного ока.
Це третій випадок дозволу генної терапії. Й всі вони сталися у 2017 році.
(Nature 2018).

П’яте січня у житті Довколаботаніки

Сьогодні ми мутили два заходи в природничому, але Ви все одно кілька мемчиків Ви побачили на ФБ-сторіночці.

Ранок почався не з кави, а з нашої туги за польовим сезоном. Проте, фото більш ніж оптимістичне. Тим більш, що необробленого матеріалу вагон та маленька шафа з заваленим холодильником.

Усім винахідникам велосипедів присвячується другий мем. Досліджуйте свої стільці, але не хваліться цим як публікацією у топовому віснику.

Ну, а на ніч – наша версія маніячного мему. Не жартуйте з еволюцією, попиваючи кагор на території свого приходу.

До зустрічі завтра!