Новости науки

Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

29 МАР, 13:58
Раскрыт механизм образования сложной органики в космосе
До недавнего времени астрономы предполагали, что органические соединения крайне редко встречаются в Галактике и во Вселенной в целом
МОСКВА, 29 марта. /ТАСС/. Российские и американские физики раскрыли механизм, позволяющий сложным непредельным ароматическим углеводородам формироваться при почти полном отсутствии света и тепла в пустоте межзвездного пространства. Это свидетельствует в пользу гипотезы об образовании "кирпичиков жизни" в космосе, сообщила во вторник пресс-служба Физического института РАН (ФИАН).

"Сто лет назад мы считали космос безжизненным пространством и думали, что в нем есть только атомы и простые молекулы. Теперь мы знаем, что во Вселенной есть множество сложных органических соединений, первых "кирпичиков жизни", которые способны дать старт развитию жизни там, где есть подходящие для этого условия", - заявил заместитель руководителя Центра лабораторной астрофизики ФИАН Валерий Азязов, чьи слова приводит пресс-служба института.

До недавнего времени астрономы предполагали, что органические соединения крайне редко встречаются в Галактике и во Вселенной в целом. Когда ученые впервые детально изучили "зародыши" звезд и облака межзвездного газа, они обнаружили, что это не так. Оказалось, что они содержат в себе огромные количества простейших углеводородов, спиртов, сахаров и аминокислот. Их следы были позже найдены даже в очень далеких от нас галактиках.

Азязов и его коллеги заинтересовались тем, как возникают в пустоте космоса сложные органические соединения из класса полициклических ароматических углеводородов. Их молекулы были обнаружены в материи кометы Чурюмова-Герасименко, а также в множестве холодных облаков газа, что заставило ученых задуматься о том, как могли формироваться эти вещества, синтезируемые на Земле при высоких температурах.

Формирование "кирпичиков жизни"
Свои усилия физики сосредоточили на молекулах антрацена, состоящих из 14 атомов углерода и десяти атомов водорода, объединенных в три соединенных друг с другом кольца. Как предполагают ученые, антрацен возникает в космосе в больших количествах в результате слияния двух молекул бензил-радикалов, состоящих из семи атомов углерода и водорода, однако точные механизмы их превращения в антрацен до настоящего времени были не известны ученым.

Российские и зарубежные физики детально просчитали поведение данных веществ на квантовом уровне и провели серию экспериментов с этими веществами. Это позволило им выделить сложную цепочку реакций с участием двух молекул бензил-радикала, которая приводит к появлению антрацена даже при низких температурах окружающей среды и при минимальном облучении участвующих в реакции молекул.

Подобные реакции, как отмечают Азязов и его коллеги, раньше не предсказывались и не изучались их коллегами-химиками, так как ученые не считали, что бензил-радикал может вступать во взаимодействия, которые приводят к реорганизации фактически всей его молекулы. Опыты и расчеты российских и зарубежных исследователей показали, что подобные реакции происходят на практике, что объясняет существование больших количеств антрацена в космосе.

Эти же реакции, как предполагают ученые, можно использовать и на Земле, для упрощения и удешевления производства различных органических химикатов на базе ароматических углеводородов, широко используемых при производстве красителей, пластмасс и других важных расходных материалов.
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

В ядре Земли выявили ритмичные магнитные волны
30 марта 2022
Французские ученые обнаружили небольшие магнитные волны в ядре Земли. Активность колебаний соответствует семилетнему циклу, сообщает Proceedings of the National Academy of Sciences.

Известно, что магнитное поле планеты генерирует электрические токи, возникающие из-за движения расплавленного железа глубоко в ядре. Поле защищает поверхность от космической радиации. Без него Земля могла бы превратиться в лишенную атмосферы пустыню, похожую на Марс.

Предыдущие исследования показали, что магнитное поле динамично. Оно усиливается и ослабевает в течение длительных геологических периодов времени. Авторы новой научной работы выявили гораздо более кратковременные колебания.
Команда из Университета Гренобль-Альпы проанализировала изменения магнитного поля за последние 20 лет. Данные поступали со спутников, которые постоянно отслеживали геомагнитные возмущения.

Результаты показали, что в ядре Земли каждые семь лет происходят небольшие колебания. Волны распространяются на запад со скоростью 900 миль (1448 км) в час.

Открытие стало неожиданностью для ученых. Считалось, что магнитные волны наблюдаются в гораздо более длительных временных масштабах – от сотен до тысяч лет.

Ученые подчеркнули, что новые данные позволят лучше понять геомагнитные сигналы в ядре, а также его физические характеристики. Они также опровергают теорию о том, что в верхнем ядре есть дополнительный слой или внутренний океан.

«Наши выводы означают, что нет необходимости в стратифицированном слое в верхней части ядра, чтобы понять наблюдаемые изменения поля», – отметили авторы.

В ходе дальнейших исследований ученые планируют найти признаки других волн в долгосрочных записях и более внимательно изучить магнитное поле внутри ядра. Ранее ученые исследовали гигантские «пузыри» в недрах планеты. Они располагаются под Африкой и Тихим океаном.
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Турист
Сообщения: 752
Зарегистрирован: 08 май 2021, 18:04

Новости науки

Сообщение Турист »

Память размазана по всему мозгу.

Нейроны памяти нашли в таких областях мозга, которые до сих пор в зонах памяти не числились.

Где мозг хранит информацию? Обычно называют гиппокамп и некоторые зоны префронтальной коры. Однако и про гиппокамп, и про зоны коры обычно уточняют, что это одни из центров памяти, пусть даже и главные. Такое уточнение тем более необходимо в свете последней статьи в Nature Communications, в которой говорится, что воспоминания распределяются по всему мозгу, попадая даже в те области, которые до сих пор с памятью никто не связывал.
Авторы работы искали в мозге мышей так называемые энграммные нейроны. Под энграммой понимают след, оставленный раздражителем; если говорить о нейронах, то повторяющиеся сигналы — звук, запах, некая обстановка и т. д. — должны провоцировать в них некие физические и биохимические изменения. Если стимул потом повторится, то «след» активируется, и клетки, в которых он есть, вызовут из памяти всё воспоминание целиком. Иными словами, у нас энграммные («ключевые») нейроны отвечают за доступ к записанной информации, а чтобы сами они заработали, на них должен подействовать ключевой сигнал; очевидно, что сами такие клетки должны уметь как-то сохранять в себе информацию о тех или иных стимулах.

Об энграммных нейронах мы неоднократно писали в связи с исследованиями Судзуми Тонегавы (Susumu Tonegawa) и его коллег из Массачусетского технологического института — они есть и среди авторов новой статьи. Энграммные клетки участвуют как в кратковременной, так и в долговременной памяти, помогают воспоминаниям соединяться друг с другом и т. д.; однако большей частью такие нейроны искали опять же либо в гиппокампе, либо в коре.
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

PNAS: выявлен механизм того, как свет влияет на настроение человека
07.07.2022

От изменений дневного света в зависимости от времени года до выбора искусственного освещения на рабочих местах ясно, что количество и качество света, с которым сталкивается человек, могут значительно повлиять на настроение.

В новом исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Science , исследовательская группа использовала функциональную МРТ, чтобы выяснить, как сигналы интенсивности света достигают мозга и как структуры мозга, участвующие в формировании настроения, обрабатывают эти сигналы. Исследование показало, что некоторые области коры головного мозга, участвующие в когнитивной обработке и настроении, проявляют чувствительность к интенсивности света .

Открытие имеет значение для понимания проблем с настроением, таких как сезонное аффективное расстройство и серьезные депрессивные расстройства, а также способов их лечения, сказал ведущий автор исследования Джером Санс, профессор неврологии Университета Карни при университете.

«Идентификация этого пути и понимание его функции может напрямую способствовать развитию подходов к лечению депрессии либо с помощью фармакологических манипуляций, либо неинвазивной стимуляции мозга в выбранных узлах пути, либо с помощью целенаправленной терапии ярким светом », — сказал Санес.

Выводы основаны на предыдущем исследовании соавтора исследования Дэвида Берсона, профессора нейробиологии Брауна, который в 2002 году обнаружил в глазу особые светочувствительные клетки. В отличие от палочек и колбочек, эти «внутренне светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки» не участвуют в так называемом «объектном зрении» или «формальном зрении», сказал Санес, а в основном функционируют для восприятия интенсивности света.

Предыдущие исследования, некоторые из которых были проведены Берсоном, показали, что у некоторых животных есть нервный путь, регулирующий настроение, связывающий эти светочувствительные клетки сетчатки с областями префронтальной коры, участвующими в расстройствах настроения. Санс сказал, что новое исследование было разработано, чтобы определить, существует ли подобный путь у людей и могут ли они найти доказательства того, что этот путь имеет функциональное сходство со светочувствительными ганглиозными клетками сетчатки.

Чтобы определить, модулирует ли путь кодирования интенсивности света префронтальную кору человека, исследователи использовали функциональную МРТ для изучения паттернов активации всего мозга у 20 здоровых взрослых .

В относительно простом эксперименте, по словам Санеса, участники наблюдали четыре разных уровня интенсивности света через очки, которые рассеивали свет и устраняли визуальные формы, цвета и другие объекты в окружающей среде. Участники рассматривали интенсивность света в диапазоне от темного до яркого в течение 30 секунд каждый. Чтобы сохранять бдительность, они одновременно выполняли слуховое задание, требующее от них указать разницу между двумя тонами.

Оценивая функциональные МР-изображения, сделанные во время тренировки, исследователи определили 26 областей человеческого мозга, активность которых либо уменьшалась, либо увеличивалась в зависимости от интенсивности света. Эта «связанная с люксотонией активация» происходила во всей коре головного мозга , в различных подкорковых структурах и в мозжечке, охватывая области с функциями, связанными с формированием зрительных образов, моторным контролем , познанием и эмоциями.

Они обнаружили, что свет подавляет активность префронтальной коры пропорционально интенсивности света. Вызванные светом ответы в префронтальной коре и их изменение при предшествующем воздействии света напоминали ответы внутренне светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки.

По словам Санеса, хорошо известно, что изменения в окружающем освещении, которые не обязательно имеют какое-либо отношение к форме или видению объекта, влияют на различные основные функции, такие как циркадные ритмы, зрительные рефлексы, настроение и, вероятно , когнитивные процессы. Однако оставалось неясным, как эти сигналы интенсивности света достигали соответствующих областей человеческого мозга.

В этом исследовании исследователи показали, что префронтальные области человеческого мозга имеют светочувствительные сигналы и что эти сигналы подобны внутренне светочувствительным ганглиозным клеткам сетчатки, что вместе, по словам Санеса, может объяснить влияние интенсивности света на сложные эмоциональные состояния. и когнитивное поведение.

«Результаты нашего исследования показывают функциональную связь между воздействием света и опосредованными префронтальной корой когнитивными и аффективными реакциями», — сказал Санес.

Следующий логический вопрос, который следует задать, по словам Санеса, касается того, как свет влияет на те же пути и области мозга у людей с расстройствами настроения, такими как сезонное аффективное расстройство или большое депрессивное расстройство.

«Как это соотносится с контрольной группой здоровых людей, у которых не диагностированы эти расстройства?» он спросил. «Активирует ли свет одни и те же области, и если да, то являются ли эти области более или менее чувствительными к активации света? Какова величина разницы в эффекте? Это область продолжающихся исследований», — сказал он, добавив, что ответы могут сообщить о разработке терапевтических методов лечения расстройств настроения .

Майкл Уорден из Брауновского отделения неврологии и Института наук о мозге Карни также внес свой вклад в это исследование, как и исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме.





Источник
Ваш Люцифер
Истинофил
Сообщения: 464
Зарегистрирован: 31 дек 2021, 19:10
Откуда: ЕС(СР)

Новости науки

Сообщение Истинофил »

phpBB [media]
Есть Сансара - есть проблема; нет Сансара - нет проблема
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

Университет науки и технологий Китая: воздействие звука на мозг может облегчить боль
Станислав Тимонов
8 июля 2022

Группа исследователей из Университета науки и технологий Китая и Аньхойского медицинского университета выяснила, что звук может притуплять боль, и определила нейронные механизмы, которые отвечают за этот процесс. Это открытие может помочь в разработке более безопасных методов облегчения острой и хронической боли.

Чтобы понять, как звук воздействует на мозг, ослабляя боль, ученые провели эксперимент на мышах. Животных с больными лапами подвергали воздействию трех типов звуков: приятной классической музыки, искаженной версии того же классического произведения и белого шума.

Результаты исследования показали, что все три типа звука при воспроизведении с низкой интенсивностью по сравнению с фоновым шумом (примерно на уровне шепота) значительно снижали болевую чувствительность у мышей. Более высокая интенсивность тех же звуков не влияла на болевые реакции животных.

«Мы были очень удивлены тем, что именно интенсивность звука, а не категория или индивидуально воспринимаемая приятность звука имеет значение для облегчения боли», - сказал Юаньюань (Кевин) Лю, один из авторов исследования.
После эксперимента специалисты использовали неинфекционные вирусы в сочетании с флуоресцентными белками для отслеживания связей между областями мозга мышей. Они определили путь от слуховой коры, обрабатывающей информацию о звуке, к таламусу, действующему как ретрансляционная станция для обработки сенсорных сигналов от тела.

Затем ученые установили, что низкоинтенсивный шум снижал активность нейронов в этом пути, притупляя боль, а повышение их активности восстанавливало чувствительность животных к боли. Исследователи отмечают, что пока неясно, будет ли звук подобным образом действовать и на людей, но они собираются выяснить это в будущих экспериментах.

Ранее исследователи из Университета Райерсона (Канада) выяснили, что прослушивание музыки уменьшает тревогу более эффективно, чем некоторые успокоительные препараты.
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

Предки человека оказались на миллион лет старше, чем предполагалось ранее
Возраст окаменелостей одних из самых ранних предков человека в Южной Африке оказался на миллион лет старше, чем считалось. Ученые смогли подтвердить это с помощью нового способа датирования находок
Сколько вам лет, миссис?
На территории всемирного наследия «Колыбель человечества» в ЮАР (группа пещер, где с середины ХХ века археологи находят останки предков человека) было обнаружено больше ископаемых фрагментов австралопитеков, чем в любом другом месте в мире. Среди них была «Миссис Плес» — полноценный череп человеческого предка, найденный в 1947 году. На основании предыдущих измерений возраст черепа и других окаменелостей, найденных на аналогичной глубине пещеры, оценивался в 2–2,6 млн лет. Французский ученый Лоран Брюссель подчеркивает, что «хронологически это не укладывалось: было странно видеть, что некоторые австралопитеки просуществовали так долго». Это вызывало у исследователей вопросы к точности определения возраста.
Еще больше несостыковок
Около 2,2 млн лет назад человек умелый (самый ранний вид человеческого рода) уже бродил по этому региону. Однако на глубине пещеры, где была найдена миссис Плес, не было обнаружено никаких признаков его останков. Также сомнение в ее возрасте вызвало недавнее исследование, которое продемонстрировало, что возраст почти полного скелета австралопитека, известного как «Маленькая ступня», составил 3,67 млн лет. Такой большой разрыв казался маловероятным, учитывая, что его с миссис Плес разделяло не так много слоев осадочных пород.

Новый метод
Обычно окаменелости слишком старые и хрупкие, чтобы их тестировать, поэтому ученые анализируют отложения вблизи мест обнаружения. Новое исследование подчеркивает, что предыдущие датировки недооценивали возраст окаменелостей, потому что измеряли минеральные отложения кальцитового потока. Они были моложе, чем остальной участок пещеры.

Для научной работы ученые использовали метод космогенно-нуклидного датирования. В его рамках изучаются уровни редких изотопов (разновидностей атомов одного химического элемента), которые образуются, когда породы, содержащие кварц, поражаются высокоскоростными частицами из космоса. Один из авторов исследования Дэррил Грейнджер из Университета Пердью в США подчеркивает: «Их радиоактивный распад указывает на время, когда камни были погребены в пещере».
На миллион лет старше
С использованием нового метода датирования исследователи обнаружили, что возраст миссис Плес и других окаменелостей рядом с ней составляет от 3,4 до 3,7 млн лет. Это означает, что миссис Плес и другие австралопитеки были «современниками» людей из Восточной Африки, в том числе Люси, найденной в Эфиопии.

Южноафриканский австралопитек ранее считался «слишком молодым», чтобы быть предком человеческого рода, поэтому родина Люси (Восточная Африка) признавалась более вероятным местом для эволюции. Новое же исследование демонстрирует: у южноафриканского австралопитека был дополнительный миллион лет. Вполне возможно, что представители этих видов могли путешествовать по Африке и скрещиваться с предками людей из других частей континента.

Обновлено 22.07.2022
Текст
Семен Башкиров
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

Ученые считают, что риск развития болезни Альцгеймера можно снизить самоанализом
22.07.2022 17:50
Мария Рубан
Всего десять минут самоанализа в день могут снизить риск развития болезни Альцгеймера, улучшить когнитивные функции и здоровье мозга. К такому выводу пришли ученые из Университетского колледжа Лондона, проанализировав данные двух клинических испытаний, в которых приняли участие 259 человек в возрасте около 70 лет.

Выяснилось, что у пожилых людей, регулярно оценивающих свои мысли, чувства и поведение, меньше шансов заболеть болезнью Альцгеймера, лучше память и способность к решению проблем, пишет Daily Mail 22 июля со ссылкой на журнал Neurology. Сейчас лекарства от деменции нет, однако, по мнению ученых, результаты исследования могут помочь когда-нибудь научиться снижать риск развития этого состояния с помощью психологического лечения.

"Появляется все больше доказательств того, что положительные психологические факторы, такие как цель в жизни, могут снизить риск развития деменции. Каждый может заняться самоанализом и потенциально повысить уровень саморефлексии, поскольку это не зависит от физического здоровья или социально-экономических факторов", – сообщила исследовательница Гарриет Демниц-Кинг.

Доктор Ричард Окли, заместитель директора по исследованиям в Обществе Альцгеймера, сказал: "Если саморефлексия действительно оказывает положительное влияние на функцию мозга, есть шанс, что однажды мы сможем снизить риск деменции с помощью психологических методов лечения, которые помогают людям строить здоровые модели мышления".

Непонятно, почему саморефлексия может обеспечивать защитный эффект. Это может быть связано с чувством спокойствия и снижением уровня стресса в организме или с улучшением психического здоровья. Пока ученые предлагают ежедневно выделять некоторое время на размышления о работе, отношениях и социальных контактах – доброжелательно и без осуждения.

В последние годы увеличивается число заболеваний нервной системы, в том числе и патологий головного мозга, что в свою очередь чревато тяжелыми последствиями для всего организма. Онколог рассказала, как современному человеку можно поддержать свой мозг.
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Владимир
Администратор
Сообщения: 910
Зарегистрирован: 15 апр 2015, 09:35
Откуда: Смоленск Не член ТО

Новости науки

Сообщение Владимир »

Nature Neuroscience: мы просыпаемся десятки раз за ночь из-за изменения уровня норадреналина
И это не желание открыть холодильник в поисках еды

20 июля 2022

«Почему сегодня Петя просыпался десять раз?» — ответ на этот вопрос из стихотворения Агнии Барто знают все, мальчику не терпится впервые в жизни сесть за школьную парту. Но ученые из Копенгагенского университета (Дания) объяснили бы беспокойный сон первоклассника тем, что в его крови гуляет норадреналин, один из гормонов стресса.

Именно он заставляет вас, словно по будильнику, просыпаться среди ночи. И это отнюдь не отклонение от нормы.

Норадреналин выделяется в ответ на напряжение, обычно он «ходит парой» с адреналином. Его уровень может повышаться во время стресса, но он также способствует усилению концентрации

«Многие считают, что сон — это непрерывное состояние, в котором вы пребываете всю ночь, а потом резко просыпаетесь. Но выяснилось, что норадреналин может будить человека более 100 раз за ночь, и это совершенно нормально».

Селия Кьерби
доцент из Центра трансляционной нейромедицины
Ученые измерили уровень норадреналина у спящих мышей и сравнили эти показатели с электрической активностью их мозга.

Более ранние исследования говорили о том, что норадреналин неактивен во время сна. Поэтому в этот раз исследователи были удивлены, заметив обратную картину.

Согласно выводам нового исследования, когда мы спим, уровень норадреналина в организме скачет волнообразно. Высокий уровень гормона означает, что мозг бодрствует, а низкий говорит, что вы крепко спите.

«От одной „вершины“ волны к другой проходит примерно 30 секунд, а это значит, что уровень норадреналина постоянно меняется. При этом чем глубже низшая точка волны, тем крепче сон и тем выше следующая вершина и, соответственно, лучше степень пробуждения», — объясняют ученые.

Кроме того, учёные заметили, что глубокие «низины» волн норадреналина хорошо влияют на процессы запоминания.

«Это говорит о том, что динамика норадреналина усиливает процессы сна, влияющие на нашу память», — говорит Кьерби.

Исследование дает пищу для размышлений о влиянии антидепрессантов на память.

«Некоторые антидепрессанты повышают уровень норадреналина в организме, что увеличивает риск того, что вы будете реже видеть „низины“ глубокого сна. Наше исследование показывает, что это, вероятно, может влиять на память», — замечает Кьерби.

По ее мнению, исследователи должны принять этот факт во внимание и разработать новые препараты, которые не будут влиять на норадреналиновые волны во время сна.

Исследование опубликовано в журнале Nature Neuroscience.

Александра Гомбожапова
Ваш Люцифер
Аватара пользователя
Турист
Сообщения: 752
Зарегистрирован: 08 май 2021, 18:04

Новости науки

Сообщение Турист »

— В 2000-м году профессор Тошиюки Накагаки, биолог и физик из японского университета Хоккайдо, взял образец желтого плесневого гриба и положил его у входа в лабиринт, который используется для проверки интеллекта и памяти мышей. В другой конец лабиринта он поместил кубик сахара.
Physarum polycephalum словно почувствовал запах сахара и начал посылать свои ростки на его поиски. Паутинки гриба раздваивались на каждом перекрёстке лабиринта, и те из них, которые попадали в тупик, разворачивались и начинали искать в других направлениях. В течение нескольких часов грибные паутинки заполнили проходы лабиринта, и к концу дня одна из них нашла дорогу к сахару.
После этого Тошиюки и группа его исследователей взяли кусочек паутинки гриба, участвовавшей в первом опыте, и положили его у входа копии того же лабиринта, также с кубиком сахара на другом его конце. Произошедшее поразило всех. В первое же мгновение паутинка разветвилась на две: один отросток проложил свой путь к сахару, без единого лишнего поворота, другой – вскарабкался по стене лабиринта и пересёк его напрямую, по потолку, прямо к цели. Грибная паутинка не только запомнила дорогу, но и изменила правила игры.
Я осмелился сопротивляться склонности относиться к этим созданиям, как к растениям. Когда ты занимаешься исследованиями грибов в течение нескольких лет, то начинаешь обращать внимание на две вещи. Во-первых, грибы ближе к животному миру, чем это кажется. Во-вторых, их действия иногда выглядят, как результат сознательного решения. Я подумал, что грибам стоит дать возможность попробовать решить загадки... — Тошиюки Накагаки
Дальнейшие исследования Тошиюки установили, что грибы могут планировать транспортные маршруты не хуже и намного быстрее инженеров-профессионалов. Тошиюки взял карту Японии и поместил кусочки пищи в местах, соответствующих крупным городам страны. Грибы он положил «на Токио». Спустя 23 часа они построили линейную сеть паутинок ко всем кусочкам пищи. В результате получилась почти точная копия железнодорожной сети вокруг Токио.
Не так уж сложно соединить несколько десятков точек; а вот соединить их эффективно и наиболее экономно – это уже совсем не просто. Я верю, что наши исследования не только помогут понять, как улучшать инфраструктуру, но и как строить более эффективные информационные сети. – Тошиюки Накагаки

ЗАГАДКА ДРУГОГО СУЩЕСТВА.

Только по скромным оценкам, на Земле существует около 160 тыс. штаммов грибов, большинство из которых обладают впечатляющими способностями.
К примеру, в Чернобыле был обнаружен гриб, питающийся радиоактивными продуктами и, заодно, очищающий воздух вокруг себя. Этот гриб был найден на стене разрушенной АЭС, которая в течение многих лет после катастрофы продолжала производить излучение, уничтожающее всё живое в радиусе нескольких километров.
Исследуя леса Амазонки, двое студентов-биологов из Йельского университета нашли грибок Pestalotiopsis microspora, способный разлагать пластик. Эта способность обнаружилось, когда грибок съел чашку Петри, в которой его выращивали.
До сих пор ни наша наука, ни наша технология не способны на это. Загрязнение пластиком является одной из самых больших технологических проблем. Сегодня мы возлагаем огромные надежды на этот грибок. — Профессор Скот А. Стробл
Генетикам из Американского Института Биоэнергии удалось добиться того, чтобы штамм грибов быстрее переваривал природный сахар — ксилозу. Потенциальное значение этого открытия заключается в создании нового, дешевого и быстрого способа производства чистого биологического топлива.
Казалось бы, каким образом «примитивный» организм, не имеющий мозга и ограниченный в передвижении, творит чудеса, неподвластные науке?
Чтобы попытаться понять мир гриба, надо сначала кое-что пояснить. Шиитаке, портобелло и шампиньон – это не только названия съедобных грибов. Каждый из них — это живой организм, представляющий сеть из миллионов тончайших паутинок под землёй. Выглядывающие из земли грибы – это только «кончики пальцев» этих паутинок, «инструменты», с помощью которых организм распространяет свои семена. В каждом таком «пальце» содержатся тысячи спор. Их разносят ветер и животные. Когда споры попадают в землю, то создают новые сети, и прорастают новыми грибами.
Это существо дышит кислородом. Оно так необычно с биологической точки зрения, что его относят к собственному царству, отделив и от животных и от растений.
Но что мы действительно знаем об этой форме жизни?
Мы не знаем, что побуждает подземную систему паутинок в определённый момент выпустить грибы на поверхность земли; почему один гриб растёт в сторону одного дерева, а другой – в сторону другого; и почему одни из них вырабатывают смертельные яды, а другие – вкусны, полезны и ароматны. В некоторых случаях мы даже не можем предсказать временной график их развития. Грибы могут появиться через три года, а могут и через 30 лет после того, как их спора нашла подходящее дерево. Иными словами, мы не знаем о грибах даже самых основных вещей. — Майкл Поллан, исследователь

КОРОЛЕВА МЁРТВЫХ.

Нам трудно понять грибы из-за их анатомического строения. Когда вы берёте в руку помидор, вы держите в руке весь помидор, как он есть. Но вы не можете сорвать гриб и исследовать его структуру. Гриб – всего лишь плод большого и сложного организма. Сеть паутинок слишком тонка, чтобы её можно было очистить от земли, не повредив. — Сгула Моцпи, микробиолог
Ещё одна проблема заключается в том, что большинство лесных грибов невозможно одомашнить и очень трудно выращивать, как для исследования, так и в промышленных целях.
Они выбирают лишь определённую подстилку, сами решают когда прорастать. Часто их выбор падает на старые деревья, которые невозможно перенести на другое место. И даже если мы посадим в лесу сотни подходящих деревьев и распылим по земле миллиарды спор, то не будет никакой гарантии получения грибов в приемлемое время. — Майкл Поллан, исследователь
Системы питания, роста, размножения и производства энергии у грибов совершенно другие, чем у животных. У них нет хлорофилла, и поэтому, в отличие от растений, они не используют напрямую энергию солнца. Шампиньоны, шиитаке и портобелло, например, растут на подстилке из завядших растений.
Подобно животным, грибы переваривают пищу, но, в отличие от них, переваривают пищу вне своих тел: грибы выделяют ферменты, которые разлагают органическое вещество на его составляющие, а потом впитывают эти молекулы.
Если почва – это желудок земного шара, то грибы – его пищеварительные соки. Без их способности разлагать и перерабатывать органические вещества, земля давно бы задохнулась. Мертвая материя бесконечно бы накапливалась, углеродный цикл прервался, и всё живое осталось бы без пищи.
В своих исследованиях мы фокусируемся на жизни и росте, но в природе не менее важны смерть и распад. Грибы являются бесспорными правителями царства смерти. Поэтому, кстати, их так много на кладбищах. Но самая большая тайна – это огромная энергия грибов. Есть грибы, способные взломать асфальт, светиться в темноте, переработать за ночь целую кучу нефтехимических отходов и превратить её в съедобный и питательный продукт. Гриб Coprinopsis atramentaria способен за несколько часов вырастить плодовое тело и после этого, за один день, превратиться в лужу чёрных чернил. Галлюциногенные грибы меняют сознание людей. Есть ядовитые грибы, способные убить слона. И парадокс в том, что все они содержат крошечное количество калорий, с помощью которых исследователи обычно измеряют энергию. Наш способ измерения энергии, по-видимому, здесь не подходит. Калории характеризуют солнечную энергию, хранящуюся в растениях. Но грибы слабо связаны с солнцем. Они прорастают ночью и вянут днём. Их энергия — это что-то совсем другое.
— Майкл Поллан, исследователь.

ИНТЕРНЕТ ПОД ЗЕМЛЁЙ.

Грибница – это сложная инфраструктура, на которой располагаются все растения в мире. В десяти кубических сантиметрах почвы можно найти восемь километров её паутинок. Ступня человека покрывает около полумиллиона километров тесно расположенных паутинок. — Пол Стемец, миколог
Что происходит в этих паутинках?
В начале 1990-х годов впервые возникла идея о том, что сеть этих паутинок не только передаёт питание и химические вещества, но и является умной и самообучающейся сетью связи. Рассматривая даже небольшие участки этой сети, легко узнать знакомую структуру. Графическое изображение интернета выглядят точно так же. Сеть ветвится, и если одна из ветвей выходит из строя, то она быстро заменяется обходными путями. Её узлы, находящиеся в стратегических районах, лучше снабжаются питанием за счёт менее активных мест, и укрупняются. У этих паутинок есть чувствительность. И каждая паутинка может передать информацию всей сети.
И нет никакого «центрального сервера». Каждая паутинка самостоятельна, и собираемая ею информация может передаваться в сеть по всем направлениям. Таким образом, базовая модель интернета существовала во все времена, только пряталась она в земле. — Пол Стемец, миколог.
Сама сеть, похоже, может расти до бесконечности. К примеру, в штате Мичиган была найдена грибница, которая разрослась под землёй на площадь в девять квадратных километров. По оценкам, её возраст составляет около 2000 лет.
Когда сеть решает вырастить грибы?
Иногда причиной является опасность для будущего сети. Если лес, питающий сеть, сгорает, грибница прекращает получать сахары от древесных корней. Тогда она проращивает грибы на самых отдалённых своих концах, чтобы они распространяли грибные споры, «освободили» её гены и дали им возможность найти новое место. Так появилось выражение «грибы после дождя». Дождь вымывает из земли органическую гниль и, в сущности, лишает сеть источника её питания — тогда сеть и посылает «спасательные отряды» со спорами на поиски нового пристанища.

КОШМАР ДЛЯ НАСЕКОМЫХ.

«Поиск нового дома» – это ещё одно, что отличает грибы от царства животных и растений. Есть грибы, которые распространяют свои споры подобно тому, как фрукты распространяют свои семена. Другие вырабатывают феромоны, побуждающие живых существ навязчиво их жаждать. Собиратели белых трюфелей используют для поисков свиней, так как запах этих грибов похож на запах альфа-кабана.
Однако существуют и более сложные и жестокие способы распространения грибов. Наблюдение за западноафриканскими муравьями вида Megaloponera foetens зафиксировало, что они ежегодно взбираются на высокие деревья, и с такой силой вонзают свои челюсти в ствол, что после этого не могут освободиться и погибают. Ранее случаи массового самоубийства муравьёв не наблюдались.
Оказалось, что насекомые действуют против своей воли, и кто-то другой посылает их на смерть. Причина – мельчайшие споры гриба הטומנטלה, которым иногда удаётся попасть во рты муравьёв. Находясь в голове насекомого, спора посылает в его мозг химические вещества. После этого муравей начинает карабкаться на ближайшее дерево и вонзает челюсти в его кору. Здесь, словно очнувшись от кошмара, он начинает пытаться освободиться и, в конце концов, обессиленный, – умирает. Примерно через две недели из его головы прорастают грибы הטומנטלה.
На деревьях в Камеруне можно увидеть сотни грибов, растущих из тел муравьёв. Для грибов эта власть над мозгом является средством размножения: они используют лапки муравья, чтобы взобраться на дерево, а высота помогает распространению их спор ветром; так они находят себе новые дома и…. новых муравьёв.
Тайский «гриб зомби» Ophiocordyceps unilateralis побуждает питающихся им муравьев вскарабкиваться на листья некоторых растений. Расстояние, которое преодолевают для этого зараженные муравьи, значительно превышает расстояния в их обычной жизни, и потому, добравшись до листьев, насекомые умирают от усталости и голода, а спустя две недели из их тел прорастают грибы.
Это существа, возможно, самые поразительные из всех виденных мною. Мы считаем, что они вырабатывают химические вещества подобные ЛСД, но мы ещё не встречали наркотики, которые вызывают поведение, соответствующее чьим-то интересам. — Профессор Дэвид Хьюз.
Хьюз обнаружил грибы, управляющие мозгом пауков, вшей и мух.
Это не совпадение, естественный отбор или побочные явления другого процесса. Эти насекомые посылаются против своей воли туда, где им не стоит быть, но нравится грибам. Когда мы перенесли зараженных муравьёв на другие листья, то грибы просто не проросли. — Профессор Дэвид Хьюз.

КАК ИЗОБРЕЛИ АНТИБИОТИКИ.

В том, что грибы могут вырабатывать сильные яды, есть и положительная сторона. Некоторые из этих ядов являются эффективным оружием против наших общих врагов. Например, микробов.
Источник лучших антибиотиков – в грибах. — Пол Стемец, миколог
Из 160 тыс. видов грибов, тела которых содержат сложные химические соединения, наука смогла расшифровать и воспроизвести только 20, и среди них найдены несколько важнейших лекарств.
Существует причина, по которой грибы производят лекарства. Они всегда растут в самых плохих местах, в сырости, в жаре, в местах, которые представляют собой «фабрики микробов и вирусов». У большинства растений нет защиты от этих факторов, а вот грибы – сопротивляются. Известное лекарство Липитор, являющееся одним из немногих известных нам решений для проблем с холестерином и диабетом, было обнаружено в красном китайском грибе. А грибы еноки и шиитаке входят в корзину лекарств, получаемых онкологическими больными в Японии. — Элинор Шавит, микролог.
К сожалению, разнообразие грибных лекарств постоянно уменьшается. Причина – в уничтожении древесных лесов, особенно – в бассейне Амазонки.
Заодно с другими формами жизни, мы уничтожаем и грибы. Число их разновидностей постоянно уменьшается и это беспокоит меня из чисто корыстных соображений. Мир преподнёс ошеломляющий подарок – огромную природную лабораторию по изготовлению лекарств. От пенициллина и до средств от рака, СПИДа, гриппа и старческих болезней. Древние египтяне неспроста называли грибы «богом смерти». Сегодня мы последовательно уничтожаем эту лабораторию… — Пол Стемец, миколог
Стемец рассказывает о грибе фомитопсис. Этот гриб, найденный в 1965 году, проявил себя эффективным средством от туберкулёза, а сегодня он растёт только в пяти местах на территории США. В Европе этот гриб уже полностью исчез.
С группой специалистов мы десятки раз отправлялись в леса, пытаясь найти ещё несколько подобных грибов. После долгих усилий мы всё-таки нашли один образец, который удалось вырастить в лаборатории. Кто знает, скольких людей спасёт этот гриб в будущем. — Пол Стемец, миколог.
В прошлом году Стемец присоединился к программе биологической защиты минобороны США и помогал в поиске и сохранении 300 редких видов грибов.
Мы провели эксперимент: собрали четыре кучи отбросов. Одна использовалась нами как контрольная; в две другие мы добавили химические и биологические вещества, разлагающие мусор; над последней – распылили грибные споры. Вернувшись через два месяца, мы обнаружили три тёмных зловонных кучи и одну яркую, заросшую сотнями килограммов грибов… Часть ядовитых веществ превратились в органические. Грибы привлекли насекомых, те отложили яйца, из которых вылупились гусеницы, и тогда появились птицы – и вся эта куча превратилась в зелёный, полный жизни холм. Когда мы попробовали сделать то же самое в загрязнённых реках, то отметили процесс очищения от ядов. Вот что надо исследовать! Возможно, все наши проблемы с загрязнением можно решить с помощью подходящих грибов. — Пол Стемец, миколог.

А ГДЕ ЖЕ МОЗГ?

«По одной из оценок, у грибов это работает подобным же образом, – говорит Тошиюки, — С чисто биологической точки зрения, каждая паутинка в отдельности получает химические сигналы о том, куда ей стоит двигаться и чего избегать. Сумма этих сигналов создаёт своеобразную систему принятия решений. Другими словами, интеллект гриба – в его сети. Добавьте к этому миллионы лет эволюции в самых трудных условиях, умноженные на сотни тысяч разных видов, и вы получите что-то, что, в любом случае, должно быть достаточно умным».
— И это Ваше объяснение происходящего!?
— Это начало...

Вернуться в «Наука»