Эврика! Новости науки 1 апреля 2021

ФОТО pixabay

Эх, яблочко

Определять оптимальный срок хранения фруктов в Сколковском институте науки и технологий научили... нейросеть.

Нейросеть – программа, которая функционирует подобно нейронным сетям в нашем мозге. В отличие от других компьютерных программ она может обучаться: сама находит математические связи между программными модулями-«нейронами». Нейросети уже к чему только ни приспособляют – вот, в Сколтехе натренировали прогнозировать срок хранения яблок. Правда, тренировали не на какой-нибудь антоновке в деревне Пупкино, а три года следили за яблоками сорта «Брэбурн» в одном из садов в Германии: как изменения в метеоусловиях, химсоставе плодов и прочем сказываются на том, как быстро яблоки начнут портиться. Сколковский алгоритм угадал сроки хранения в 80% случаев.

На Марсе и шапка горит

На северном полюсе Марса нашли следы недавних (всего 50 тыс. лет назад) резких изменений климата.

Как и у Земли, полюса Марса покрыты полярными шапками. Но отличаются от земных по устройству и размерам. Марсианские залежи льда – замороженная вода и углекислый газ, причем газ постоянно есть только на южном полюсе. Если узнаем, когда возникли эти залежи, продвинемся в решении загадки: почему пропали все запасы воды и большая часть атмосферы Марса.

Считается, что значительная часть океанов планеты находится в замороженном виде на полюсах. На юге, например, они скрыты под слоем отвердевшего углекислого газа. Северная полярная шапка покрыта множеством каньонов глубиной до нескольких километров и длиной десятки километров, неизвестно когда и как сформировавшихся.

В Планетологическом институте в Тусоне (США) изучали детальные фотографии и трехмерные карты окрестностей одного из каньонов. К его созданию «руку приложили» полярные ветра, которые разрушали поверхностные слои льда и уносили его частицы в умеренные широты, а солнечный свет испарял участки ледовой шапки, «смотрящие» в сторону экватора. Такое было возможно, только если климат Марса пережил резкое потепление. Возможно, это случилось из-за перемены в угле наклона орбиты.

Почему кролик прыгает

Шведские молекулярные биологи нашли ген, из-за которого кролики прыгают.

За сотни миллионов лет эволюции многоклеточные опробовали разные способы передвижения. Например, змеи несколько раз то приобретали лапы, то передумывали и избавлялись от них, то опять меняли мнение и вновь отращивали. А древние рыбы поменяли плавники на подобие лап и двинули на сушу из-за небольшой мутации в двух генах.

Ученые Уппсальского университета изучали ДНК альфорских прыгунов. Это такие кролики, но не верьте их названию: они – единственные, кто не умеет прыгать, фраппируя общественность своими попытками передвигаться на передних лапах. Биологи изучили геном альфорских прыгунов и сравнили его с ДНК других пород одомашненных грызунов.

Оказалось, что мелкие мутации в одном из участков ДНК сильнее всего затронули работу гена RORB, чего у других пород не было. Исследователи полагают, что этот участок отвечает за формирование некоторых регионов головного мозга и других участков нервной системы. Если, например, отключить ген у мыши, она начнет ходить, как утка. У кроликов из-за этой мутации исчезают определенные нейроны в спинном мозге, которые важны для синхронизации движения конечностей.

Везувий похоронил

Археологи Университета Тиссайда в Великобритании раскрыли подробности гибели жителей Помпей и Геркуланума во время извержения Везувия. Впечатлительным не читать.

Людей накрыло пирокластическим облаком – смесью высокотемпературных газов, пыли и обломков пород, внутри облака температура была 300 – 400 градусов Цельсия. В таких условиях мягкие ткани обезвоживаются, стягиваются – потому этих несчастных мы видим чаще всего в позе эмбриона. Кожа при таких температурах расслаивается, внутренние органы разрушаются, кости трескаются и меняют цвет по мере потери углерода, деформируются и сжимаются на 30%. Анализ скелетов показал, что многие жители Геркуланума успели убежать к побережью, где укрылись в каменных лодочных домах, но гибель настигла и их.

Мало того что вредители – еще и воры

Швейцарские ученые поймали насекомых-вредителей за кражей генов у растений. Кража состоялась 35 млн лет назад.

Воровством генов много кто в природе промышляет: бактерии, археи, вирусы. Гены микробов и вирусов обнаружены в ДНК некоторых беспозвоночных. А, например, морской слизень Elysia chlorotica – единственное животное, способное к фотосинтезу, потому что стащило у водорослей целый набор нужных генов.

В Невшательском университете искали способы борьбы с табачной белокрылкой, Bemisia tabaci. Выглядит как нежный белый мотылек – на самом деле один из самых опасных погубителей растений. Поражает 600 сельхозкультур, встречается на всех континентах, устойчив к пестицидам.

Изучая геном белокрылок, биологи обнаружили: у нее есть аналог «растениевого» гена BtPMaT1. Он защищает растения от токсинов, которые само же растение использует для борьбы с насекомыми. Так вот белокрылки «украли» нейтрализующий токсины ген. Возможно, пособниками в воровстве были вирусы растений. Можно нанести ответный удар: модифицировать геном растений так, что белокрылке они станут не по зубам.

Башковитые

Ученые выяснили, почему человеческий мозг больше обезьяньего.

Геномы человека и шимпанзе совпадают на 99%, но нервные системы развиваются совершенно по-разному. В частности, наш мозг и больше, и в нем в три раза больше нейронов, несмотря на почти идентичное устройство генов, которые управляют ростом мозга.

Мозг млекопитающих формируется в несколько стадий. В каждой работают разные типы стволовых клеток, которые превращаются в следующий тип «заготовок» для нейронов. У этих стволовых клеток разные форма, свойства, активность генов. Трансформация этих генов изучена на зародышах мышей, но почти ничего не известно о том, как процесс протекает у эмбрионов людей и высших приматов.

Ученые Кембриджского университета заставили стволовые клетки совершать все эти превращения в питательной среде, которая имитирует условия внутри зародыша. Выросло миниатюрное подобие мозга. Как оказалось, обезьяньи и человеческие «заготовки» нейронов трансформировались медленнее, чем мышиные, поэтому могли дольше размножаться и формировать больше нейронов. Если в зародыше грызунов трансформация происходит за сутки, у шимпанзе и горилл – за пять дней, у человека – за неделю.

Различия во времени были связаны с разным характером активности гена ZEB2. Он важен, в частности, для превращения одних типов стволовых клеток в другие. Оказалось, в клетках обезьян ген активируется раньше, чем в «заготовках» нейронов человека. Когда искусственно замедлили его включение – миниатюрный аналог мозга обезьяны увеличился.

Пор информации «Лента.ру», ТАСС

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 56 (6894) от 01.04.2021 под заголовком «Эврика! Новости науки 1 апреля 2021».