Удивительная биология – 2018
Среди научных исследований нам нередко попадаются такие, которые идут вразрез с нашими обыденными представлениями – мы всегда думали, что оно вот так, а оказалось, что всё иначе. Бывают и другое, когда мы изумляемся тому, что кто-то вообще решил это исследовать, да ещё под таким странным углом. Однако в конечном счёте мы видим истинно научные результаты, которые не просто нас удивляют и развлекают, но и сообщают нечто новое об устройстве мира.
Виноваты ли крысы в Черной смерти?
Чума у нас обычно ассоциируется с крысами и блохами: чумная палочка живет среди грызунов, переходя от одного грызуна к другому и от грызунов к людям с помощью блох. Именно так распространяется чума в наше время – там, где её ещё не искоренили полностью. Но во времена знаменитой пандемии середины XIV в., которую назвали Чёрной смертью, чума распространялась иначе.
Крысы, видимо, не настолько повинны в Черной смерти, как это принято считать. (Фото: gdolgikh / Depositphotos)
Исследователи из Университета Осло построили несколько математических моделей, описывающих разные варианты распространения чумы в Европе в разное время. Одна модель была с людьми, крысами и кровососущими паразитами; вторая – с теми же, но без крыс; в третьей предполагалось, что чума путешествовала от человека к человеку воздушно-капельным путем (обычно таким образом распространяется легочная форма болезни).
Сравнив модели с реальным положением дел в девяти регионах во время чумных эпидемий, авторы работы увидели, что в семи случаях из девяти болезнь распространялась так, как если бы крысы были ни при чем. То есть чума во время Черной смерти, по-видимому, переходила от человека к человеку только с помощью человеческих же вшей и блох. Конечно, чтобы чума появилась изначально, её должны были принести крысы, но в дальнейшем распространении болезни грызуны не участвовали – люди и их паразиты справились сами.
Когда антибиотики действуют на вирусы
Антибиотики на вирусы не действуют, и мы даже как-то подробно объясняли, почему. Но вирус живет не в вакууме: ему, чтобы размножаться, нужно проникнуть в клетку, а клетка его живет в окружении других клеток, самых разных, которые вместе составляют ткани и органы. Может ли быть так, что вирус почувствует антибиотик, скажем так, опосредованно, из-за изменившихся условий среды?
Вирус герпеса под электронным микроскопом. (Фото: AJC1 / Flickr.com)
В статье, вышедшей в апреле в Nature Microbiology, говорится, что антибиотик неомицин подавляет размножение вируса герпеса – неомицин активирует в клетках гены, управляющие противовирусной защитой. Кроме того, в экспериментах антибиотик помогал мышам справиться с вирусом гриппа.
Разумеется, это не значит, что сейчас против вирусных инфекций нужно немедленно начать применять антибиотики. Пока что результаты подобных исследований говорят нам лишь о том, что даже такие привычные вещества, как антибиотики, вполне могут нас удивить, и что изучая действие каких-нибудь веществ, нужно учитывать все возможные механизмы, с помощью которых это вещество способно подействовать на организм.
Грязный воздух портит общественную мораль
Статистика говорит о том, что чем грязнее воздух в городе, тем опаснее в нём жить – в нём чаще убивают и грабят, чаще совершают нападения с отягчающими обстоятельствами и пр. Более того, связь грязного воздуха с падением общественной морали удалось показать в эксперименте; правда, для эксперимента настоящий грязный воздух пришлось заменить воображаемым.
Добровольцам показывали фото разных мест с хорошей и не очень хорошей экологией, а от человека требовалось вообразить, что он в этом месте живет, и не просто живет, а ходит по улицам и дышит чистым или грязным местным воздухом. Потом все играли в игру, в которой можно было жульничать – и те, которые представляли себя в грязном месте, жульничали чаще. Эксперимент повторяли в разных вариантах, и всякий раз оказывалось, что даже воображаемый грязный воздух провоцирует на неэтичное поведение.
(Фото: ryanking999 / Depositphotos)
Психологи уже давно знают о том, что есть связь между тревожностью и беспокойством, с одной стороны, и неправильным поведением, с другой; то есть страх и беспокойство размывают нормы морали. И также известно, что тревожность повышается в плохой экологической обстановке; скорее всего, загрязнение воздуха провоцирует иммунный ответ, а иммунитет, как известно, может влиять на нервную систему.
Необычно здесь то, что даже воображаемое загрязнение способно оказывать влияние на психику. Можно предположить, что организм заранее готовится к экологическим неприятностям, к тому же, как мы знаем, не только иммунитет влияет на нервы, но и нервы на иммунитет.
Виноваты ли гормоны в подростковом поведении?
Конфликтность тинейджеров, их меняющееся настроение, рисковое поведение часто объясняют изменениями в гормональном фоне, сопутствующими половому созреванию. Однако исследователи из Университета штата Нью-Йорк в Буффало и Университета Массачусетса в Амхерсте полагают, что подростковое поведение не так уж сильно зависит от половых гормонов. Своеобразное подростковое поведение можно найти и у животных, например, у джунгарских хомячков – с ними и ставили эксперименты, задерживая у животных половое созревание. Оказалось, что независимо от сроков полового созревания, хомячки выходили из подросткового состояния во взрослое в одно и то же время.
(Фото: photography33 / Depositphotos)
Конечно, хомячки – не люди, однако некоторые особенности индивидуального развития у всех млекопитающих выглядят одинаково. Авторы работы полагают, что тектонические изменения в психике, свойственные подросткам, обусловлены не только лишь одной перестройкой в половой системе. Индивидууму в подростковом возрасте приходится осваивать сложные социальные отношения (намного более сложные, чем те, что были у него в детстве), он начинает иначе мыслить и чувствовать, и т. д., и молодой психике как-то приходится со всем этим справляться.
Человеческие гены работают после смерти
Два года назад в журнале Open Biology появилась статья, в которой говорилось, что у мышей и рыб после смерти функционируют около тысячи генов, причем у рыб некоторые из них продолжали работать еще целых четыре дня. Примерно то же самое происходит и у людей: авторы прошлогодней статьи в Nature Communications
утверждают, что число посмертно работающих генов у человека может достигать пятисот-шестисот (в зависимости от того, какую ткань мы берём – в коре мозга, например, после смерти уже ничего не работает).
Рембрандт. Урок анатомии доктора Тульпа. 1632. (Фото: Wikipedia)
Никакой мистики тут нет: даже если в целом орган мёртв, в его клетках все равно остаются до поры до времени и вполне работающие ферменты, и энергетические ресурсы, обеспечивающие активность генов. Для специалистов по криминалистике это не новость – про посмертную генетическую активность они знают давно, просто сейчас её подробнее изучили.
Матка влияет на мозг
Модель матки, маточных труб и яичников. (Иллюстрация: sciencepics / Depositphotos)
Если у крыс удалить матку, они станут хуже ориентироваться в пространстве – об этом говорится в декабрьской статье в журнале Endocrinology. Очевидно, всё дело в половых гормонах: их уровень менялся после удаления матки, а мозг, как известно, прислушивается к гормональному фону; известно, что половые гормоны влияют на поведение отцов, а регулярные колебания эстрогена у женщин сопровождаются изменениями в гиппокампе, одном из главных центров памяти.
Впрочем, с выводами насчёт людей тут спешить не стоит, сначала нужно выполнить больше экспериментов с животными и провести больше статистических медицинских исследований.
Этанол помогает сердцу
(Фото: minervastock / Depositphotos)
При ишемическом приступе в сердце появляется токсичный альдегид, повреждающий внутриклеточные структуры и подталкивающий клетки к гибели. Исследователи из Университета Сан-Паулу показали, что этанол помогает сердцу избавиться от токсичной молекулы.
Этанол превращается у нас в ацетальдегид, который, в свою очередь, стимулирует активность фермента, перерабатывающего и ацетальдегид, и тот токсичный альдегид, что появляется при ишемии. Сам по себе ацетальдегид тоже небезопасен, так что получается, что одна мусорная молекула помогает избавиться как от самой себя, так и от другой мусорной молекулы.
Этанол очищает мозг
Алкоголь помогает не только сердцу, но и мозгу. Сотрудники Копенгагенского университета опубликовали в Scientific Reports статью о том, что умеренные дозы этанола помогают работать особой мусороуборочной системе, которая выводит из мозга разнообразный биохимический мусор: продукты метаболизма, испорченные молекулы, отслужившие своё, и среди прочего белки, связанные с нейродегенеративными болезнями, вроде болезни Альцгеймера.
(Фото: KostyaKlimenko /Depositphotos)
Умеренные дозы этанола, которые давали подопытным мышам, равнялись 0,5 грамм на килограмм массы, что для человека примерно равно двум стаканам вина.
При этом авторы работы отмечают, что высокие дозы алкоголя (1,5 грамма на килограмм массы) влияют на мозг плохо: в нем появляются признаки воспаления, которые затрагивают астроциты – вспомогательные клетки мозга, которые как раз формируют мусороуборочную систему.
Кроме того, у сильно пьющих мышей нарушались когнитивные способности и им становилось сложнее контролировать свои движения – чего, наверно, следовало ожидать.
Дно Мирового океана проседает под весом воды
Земная кора достаточно гибкая и эластичная – в масштабе планеты, разумеется. Та кора, что находится под Мировым океаном, может двигаться вверх и вниз под давлением воды: так, известно, что дно океана чуть-чуть опускается и поднимается в связи с регулярными приливами и отливами и в связи с мощными ураганами.
(Фото: Emily Syrus / Flickr.com.)
Тающие льды добавляют в океан воды и, следовательно, увеличивают нагрузку на кору. По оценкам исследователей из Делфтского университета и Университета Тасмании, из-за тающих ледников кора под океаном опускается в среднем на 0,1 мм в год, то есть за последние два десятилетия дно стало ниже на 2 мм.
Татуировки остаются на коже благодаря иммунитету
Набивая тату, мало кто задумывается о том, почему татуировки остаются на коже так долго. Наша кожа регулярно обновляется, и это касается не только эпидермиса, в котором замена старых клеток на новые занимает всего месяц, но и более глубокого слоя – дермы. Татуировки должны были бы довольно быстро сходить. Этого не происходит благодаря иммунным клеткам макрофагам: они без конца подхватывают друг за другом частицы тату-пигмента, тем самым помогая сохранить тату на долгие годы.
(Фото: Demian /Depositphotos)
Многие люди хотели бы свести свои тату, однако сейчас на то, чтобы стереть татуировку, уходит довольно много времени. Возможно, процесс удастся ускорить, если целенаправленно на некоторое время истреблять макрофаги на татуированном участке кожи – разумеется, делая это так, чтобы не повредить иммунитету в целом.
6 января 2019
Статьи по теме:
