Пчелиная навигация, универсальная вакцина, запахи разных болезней

У каждой пчелы отменная память и индивидуальная навигация

Биологи из Университета Фрайбурга отследили путь медоносных пчел от улья до желанного источника пищи — и выяснили, что насекомые мало того что используют сложную систему навигации, так еще и вырабатывают собственные маршруты, решая, как огибать препятствия. Оказалось, что пчела будто бы выстраивает 3Д-карту местности, прекрасно ее запоминает и потом ориентируется по заметным объектам на этой «карте», совмещая их расположение с падающим солнечным светом.

До сих пор было сложно воспроизвести полную карту полета пчелы — обычная камера не сможет долго отслеживать путь насекомого, а радары хоть и не теряют его из виду, зато фиксируют только двумерные координаты. А дотошным немецким биологам хотелось узнать, как точно пчела повторяет однажды проделанный путь и может ли самостоятельно принимать решения.

Итак, в эксперименте участвовали 26 пчел. Каждой на спинку прикрепили небольшой светоотражающий маркер и пустили вслед дрон с инфракрасными камерами. Камеры фиксировали отраженный свет, а электронный «мозг» направлял дрон вслед за пчелой. В 122 метрах от улья поставили кормушку с сахаром — по этому маршруту и предстояло двигаться подопытным. В ходе эксперимента собрали 255 трехмерных траекторий движения пчел. Изучали каждый метр полета, рассчитывая, насколько насекомое отклонилось от точного пути. А когда пчела промахивалась мимо кормушки, биологи скрупулезно записывали, как она исправляла свою ошибку.

Оказалось, что, во-первых, у каждой пчелы индивидуальный маршрут. Причем даже препятствия разные пчелы преодолевали по своему разумению: одни всегда облетали деревья справа, другие — слева; одни перелетали живую изгородь сверху, другие пробирались сквозь просветы в ней. Во-вторых, максимальная точность навигации — с отклонением максимум в полметра — достигалась около крупных объектов-ориентиров (например, деревьев). Монотонный ландшафт (поле) увеличивало «разбег» до нескольких метров, но в целом пчелы удерживали верное направление. В-третьих, угловой разброс в полете составил 3,3 градуса. А значит, насекомое идеально помнит дорогу.

Словом, секрет пчел не только в их слаженной социальной организации и даже не в знаменитом «танце», с помощью которого они объясняют товаркам, куда лететь за вкусненьким. Личные когнитивные способности их собственного мозга тоже оказываются уникальными. Человеку, который способен с десятого раза заблудиться в родном городе и с трудом найти дорогу, остается лишь завидовать своим меньшим шестилапым братьям.

Каменная пыль поможет одолеть глобальное потепление?

Усиленное выветривание горных пород — технология, которую придумали экологи для борьбы с глобальным потеплением. Суть — в том, чтобы измельчать в пыль силикатные горные породы и добавлять эту пыль в почву сельхозназначения. Согласно этой идее, пыль будет реагировать с углекислым газом воздуха, в результате чего должны образовываться отдельные соединения кальция, магния и железа. Это убьет двух зайцев: во-первых, свяжет углекислоту из воздуха, уменьшая количество парниковых газов; во-вторых, насытит почву минеральными веществами и сделает ее урожайнее.

Американские ученые из Корнеллского университета опубликовали статью, в которой описали целых пять сценариев работы по этому методу. Реализация того или иного сценария зависит от того, насколько готова страна к применению метода усиленного выветривания горных пород. По мнению ученых, чтобы «закидать каменной пылью глобальное потепление» и принести реальную пользу, нужно распространять технологию на Глобальном Юге. Ведь теплый и влажный климат в Азии, Африке и Южной Америке будет усиливать происходящие реакции.

По расчетам, в зависимости от интенсивности применения, этот метод может связывать до 0,76 гигатонны СО2 в год к 2050-му. Для сравнения: к примеру, Германия в год выбрасывает в воздух 0,67 гигатонны диоксида углерода, а Россия — 2,1 гигатонны. То есть каменная пыль может принести реальную пользу — если, конечно, расчеты американцев верны.

Технологию еще разрабатывают, но, к примеру, Microsoft уже инвестирует миллионы долларов в эту методику связывания углекислого газа из атмосферы.

Людей можно научить решать задачи во сне

Психологи из Северо-Западного университета Иллинойса (США) провели любопытную работу, в которой попытались выяснить, действительно ли сны способствуют творческим озарениям — как у Менделеева с его таблицей или у Пола Маккартни с его Yesterday. Особенный интерес у ученых вызвали осознанные сновидения — в таком состоянии человек, видя сон, тем не менее, отлично понимает, что он спит. На то, что происходит в таких снах, при определенной доле сноровки можно даже влиять.

Ученые взяли 20 добровольцев с опытом осознанных сновидений и провели на них эксперимент. Перед сном каждому предложили головоломку и параллельно проиграли звуковой сигнал, чтобы связать в мозге этот звук с задачей. Потом добровольцы засыпали — им нужно было вызвать осознанный сон об этой головоломке и, услышав знакомый звук, попытаться ее решить.

Во время сна звуковые сигналы проигрывали в комнате, и участники начинали «работу во сне». А по окончании эксперимента, на следующий день, они гораздо успешнее решали эту головоломку наяву! Ученые предполагают, что субъективный опыт переживания проблемы во сне помогает решить ее наяву. Неверные пути решения, опробованные во сне, мозг автоматически отбрасывает в реальной жизни и «выкристаллизовывает» правильный ответ. А творческая функция, по выводу психологов, напрямую связана со сновидениями.

Дело за малым: научиться видеть осознанные сны — и скорее бежать в кровать.

Универсальная вакцина от респираторных инфекций защитила мышей от коронавируса

Ученые из Стэнфордского университета придумали интраназальную вакцину для защиты от патогенов. Испытания на мышах доказали, что эти капли в нос способны три месяца держать оборону от коронавируса и золотистого стафилококка.

Вакцины, которые разрабатываются от конкретных микроорганизмов, снижают эффективность — например, из-за мутаций целей. Медики давно хотят разработать универсальную вакцину, которая защищала бы от широкого спектра воздушно-капельных инфекций. К примеру, некоторые живые ослабленные вакцины защищают и от неродственных инфекций. Дело в том, что иммунные клетки «тренируются» на усиленную работу и становятся способны более эффективно убивать патогены.

Этот механизм и использовали ученые из Медицинской школы Стэнфордского университета. Они создали интраназальную вакцину, которая должна тренировать клетки врожденного иммунитета. Введение препарата активировало Т-клетки, которые уменьшали интенсивность воспаления и активность инфекции вне зависимости от патогена. То есть получилась универсальная вакцина. Мышам ввели по четыре дозы вакцины, а потом начали проверять, как они защищаются от различных респираторных патогенов.

Оказалось, что после заражения SARS-CoV-2 вакцинированные мыши имели меньшую вирусную нагрузку по сравнению с непривитыми. Эффект длился три месяца. Аналогичный результат наблюдался и при заражении золотистым стафилококком.

Дальнейшая работа будет включать доклинические исследования, чтобы изучить, насколько она безопасна и можно ли начинать клинические исследования на людях.

Чем пахнут разные болезни

В СГМУ им. Разумовского биохимики попытались изучить химический состав летучих органических веществ, которые образуются в организме при разных болезнях. Таким образом они, по сути, хотят определить, чем пахнут разные заболевания.

Сильнее (и неприятнее) всего, как сообщают саратовские медики, пахнут инфекционные заболевания. Синегнойная палочка дает запах разложения, дифтерия — сладковато-гнилостный запах изо рта, а туберкулез, распространившийся на лимфоузлы, — «аромат» несвежего пива.

Онкологические заболевания усиливают потоотделение, и человек источает запах подтухшего мясного белка. Рак легких приводит к скоплению слизи в дыхательных путях, которая пахнет сероводородом (тухлыми яйцами).

Характерные запахи, оказывается, есть и у неврологических заболеваний, и даже у психических. Так, кожа пациента с болезнью Паркинсона едко пахнет мускусом, а болезнь Альцгеймера — ржаным хлебом. У больных шизофренией организм выделяет летучую органику с острым кислым запахом.

Что делать со всей этой ценной информацией, исследователи из Саратовского медицинского университета пока не придумали. Но выражают надежду, что, если по каким-то причинам лабораторные и клинические исследования не помогут с диагнозом, разбирающиеся в запахах врачи используют эти сведения.