Ученые создали ГМО бактерии, которые могут поглощать прочный пластик
Ученые из университета в Сан-Диего в Калифорнии создали генномодифицированные бактерии, способные разлагать прочный пластик, исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Хотя и ранее были известны бактерии, способные питаться пластиком, как, например, Rhodococcus ruber, которые могут уничтожать небольшую часть полиэтилена, новое открытие связано с поиском решения для переработки прочного и термопластичного полиуретана. Этот материал широко используется в производстве обуви, автозапчастей и других товаров.
Ученые из США работали с бактерией Bacillus subtilis, которая известна своей способностью разлагать пластик. Они улучшили ферменты этой бактерии, делая процесс более эффективным. Исследователи предлагают внедрить Bacillus subtilis прямо в материал, чтобы он начал разлагать пластик только после контакта с почвой. Для активации ферментов необходимо закапывать пластик в компост.
Проблемой была высокая температура, используемая при производстве пластика, которая уничтожала большинство бактерий. Однако ученые создали генномодифицированные Bacillus subtilis, способные выживать при высоких температурах до 135 градусов Цельсия.
Тесты показали, что эти бактерии способны разлагать до 90% массы пластика за пять месяцев после закапывания в компост. Более того, пластик, обработанный Bacillus subtilis, становится на 37% прочнее за счет действия спор бактерий как армирующего наполнителя.
Миллионы тонн пластика попадают в океаны каждый год, что приводит к загрязнению воды, угрозе животным и растениям, а также к формированию огромных пластиковых пятен, таких как Тихоокеанский мусорный остров. Многие морские животные страдают от пластика, попадающего в их среду обитания. Часто животные путают куски пластика с пищей и глотают их, что может привести к гибели от отравления или удушья.
Пластик разлагается на микроскопические частицы, известные как микропластик, которые могут попадать в пищевые цепи через морепродукты и воду, что создает здоровые риски для людей.
Пушистая белочка принесла в Винчестер радость… И проказу
Группа учёных из Базельского университета (Швейцария) установила, что обыкновенные белки (Sciurus vulgaris) были переносчиками проказы, или лепры, в средневековой Англии, где было принято охотиться на этих зверьков ради шкур, а иногда держать в качестве домашних питомцев. Сейчас белка обыкновенная — редкость для Британских островов, этот вид почти полностью вытеснен серой белкой из Северной Америки. Но 700-800 лет назад Sciurus vulgaris были типичными обитателями местных лесов. Как оказалось, довольно опасными.
Адская белка Sciurus vulgaris
Как и чума, проказа (Mycobacterium leprae) часто фигурировала в источниках — во многом потому, что в Средневековье без лечения болезнь принимала тяжёлую форму, поражая кожу и периферическую нервную систему. Особенностью проказы было то, что социальная смерть наступала намного раньше физической — больных сначала изгоняли из городов, а затем начали запирать в больницах-лепрозориях, ошибочно считая болезнь крайне заразной.
В Винчестере таким заведением стал лепрозорий Святой Марины Магдалины, просуществовавший с конца XI до конца XV веков. Изучив кладбище и ямы скорняков неподалеку, в самом Винчестере, учёные принялись за секвенирование геномов, в том числе из ямы, в которой находились беличьи кости. Зверьки оказались в яме не случайно — Винчестер был крупным центром торговли мехом в Средние века, так что животные могли быть не только местными, но импортированными. Останки 25 человек и 12 белок извлекли и изучили под руководством профессора Верены Шунеманн на наличие следов возбудителей лепры. Исследователям удалось реконструировать геномы четырёх найденных штаммов бактерии M. leprae, в том числе одного беличьего штамма. Учёные выяснили, что все штаммы принадлежали к одной и той же ветви генеалогического древа M. leprae, при этом средневековая беличья линия больше походила на средневековую человеческую, чем на штаммы бактерий, обнаруженных у современных белок. А значит, люди и зверьки активно заражались друг от друга.
Средневековое изображение содержащейся в неволе белки, XIV век. Белка не выглядит счастливой...
До недавнего времени роль животных в распространении проказы не изучалась, а исследование таких путей передачи поможет бороться и с современными вспышками болезни. Подобное исследование сделано и для Северной и Южной Америки. Да, проказой можно заболеть до сих пор. Всемирная организация здравоохранения регистрирует более 200 000 новых случаев каждый год, но есть и хорошие новости — инкубационный период у проказы довольно длинный, а курс антибиотиков помогает вылечить её. Но лучше, конечно, не трогать белок… Мы точно не будем этого делать.
P.S. Интересна наука? Поддержите наш сбор на гонорары авторам:)
Подарок
Эмбрион человека, BL5AA
Черника под микроскопом
Ягоды черники (Vaccinium sp.). Фотографии получены с помощью сканирующего электронного микроскопа. Хорошо видно расположенные плотным слоем ткани кожицы, сочную мякоть и семена внутри.
В повседневной жизни ягодой могут называть любой мелкий мякотный плод, не учитывая его ботаническую классификацию, например вишню, черешню, малину (костянка).
При этом крупные плоды обычно не связывают с ягодами, хоть они и являются таковыми с точки зрения ботаники, например помидор, баклажан, банан и киви.
Бонус: Разбираем строение клетки растений
Спасибо, друзья, больше материалов про биологию и микромир Вы можете найти в моём профиле. Подписывайтесь на канал и до скорых встреч.
Открытие Мира Живой Природы: Путешествие от Атомов к Древу
Привет, друзья! 🌟
Сегодня я хочу поделиться с вами чем-то особенным. Недавно я прочитал книгу, которая заставила меня посмотреть на мир под совершенно другим углом. "От атомов к древу" Сергея Ястребова — это не просто книга, это целое открытие. 📚
Я всегда был уверен, что биология — это скучное заучивание терминов и формул, но эта книга показала мне, что наука может быть увлекательной историей, полной загадок и открытий. От первых страниц автор забирает вас в путешествие по миру живой природы, от самых маленьких атомов до сложных живых систем. 🌱➡️🌳
Читая "От атомов к древу", я узнал о том, как устроены атомы и молекулы, из которых состоят все живые существа, как работает ДНК и какие механизмы лежат в основе наследственности и изменчивости. Автор с легкостью объясняет сложные процессы, происходящие в живых организмах, и делает это так, что читать о них — одно удовольствие. 🔬
Книга также затрагивает тему эволюции, рассказывая о том, как из простейших форм жизни возникло огромное многообразие видов, которое мы наблюдаем сегодня. Ястребов ведет нас через историю кембрийского взрыва, когда за относительно короткий период времени появилось множество новых видов, и показывает, как ученые восстанавливают "древо жизни", пытаясь понять родственные связи между различными группами организмов. 🌐
Читая эту книгу, я понял, что наука — это не только путь к знаниям о жизни, но и возможность увидеть красоту и гармонию природы. "От атомов к древу" не просто информирует, она вдохновляет на новые открытия и заставляет задуматься о многих вещах, которые мы принимаем как должное. 🤔
Так что если вы ищете книгу, которая не только расширит ваши знания, но и заставит вас по-новому взглянуть на окружающий мир, то "От атомов к древу" — это то, что вам нужно. Читайте, вдохновляйтесь и, конечно же, делитесь своими впечатлениями. Мне будет очень интересно узнать, как эта книга повлияла на вас! 💭🌿
Выращиваем щитней в аквариуме
Привет!
Некоторое время назад мне в ленте попался пост про щитней и я оставил в комментариях фото своего экземпляра, выращенного в аквариуме.
Вот такой хедкраб
Следующие несколько ночей я провёл отвечая на вопросы пикабушников об этих динозаврах - был крайне удивлён такой заинтересованностью. Было принято решение попробовать вывести ещё одну партию хедкрабов, ведя своего рода прямую трансляцию процесса (не круглосуточный стрим, а просто посты с фотографиями и видео по ходу выведения/роста). Завел канал в телеге, оставил там же в комментариях ссылку и за первую ночь на него подписалось около пятидесяти пикабушников. Я был просто в шоке.
Сейчас наблюдателей почти сотня и я в ещё большем шоке 😅
Я не планировал регулярно писать посты здесь, но скорее всего буду постить общие отчёты за длительные промежутки времени, а всех желающих следить приглашаю в этот одноразовый канал, созданный специально для этой и только для этой цели - никакой рекламы или иной монетизации не подразумевается. Просто мне так удобнее рассказывать о происходящем.
Какое-то время я был в отъезде и до начала эксперимента постил туда старые фотки и видео, которые находил в своих чатах и в облаке, а сейчас эксперимент начался и я решил уведомить об этом людей, подписавшихся на меня тут.
Что на данный момент?
Дальше будет частичная копипаста постов из канала с небольшой редактурой.
Закинул штук 8 цист (яиц) - будем смотреть, что из этого выйдет.
Фотка аквариума больше для галочки
Есть, что рассказать про подготовку:
✔️ Вода дистиллированная, но безжизненной она быть не должна. Чтобы в ней завелись необходимые щитням микроорганизмы требуется немного воссоздать в аквариуме родную для них лужу. Берут всякие листья, веточки - в общем, верхний слой почвы и помещают на несколько дней в воду. Мешочек за фильтром видите? вот это оно.
✔️ Фильтр на несколько дней я отключил, потому что даже на минимальных оборотах детей он будет сносить как шквалистый ветер. Можно заметить модный наконечник из канцелярских резинок и фрагмента советского чулка - это мера безопасности, продиктованная горьким опытом. Однажды в сопло отключенного фильтра залез мелкий динозавр, а нашёл я его со склеенными ластами только при чистке самого фильтра. Не смог выбраться наружу, в общем. Поэтому теперь с защитой.
✔️ Температура воды ровно 25 градусов. На пару градусов бы ниже и было б идеально, но и так хорошо.
✔️ Первые дня два-три свет должен быть включён и, если кто-то выведется, кормить не нужно. Тут всё как и с артемией (маленькие рачки, живущие в солёной воде - тоже могу показать).
Что меня больше всего смущает, так это соседство с улитками - такое у меня в первый раз. Если никто не выведется (спойлер: что-то вывелось) или не выживет, то винить буду их и в следующий раз попробую вывести отдельно и подсадить уже окрепших динозавров к ним 😂
Итоги первого дня
Завершился первый день пребывания цист в аквариуме вылуплением как минимум одного щитня. К сожалению, нет никакой гарантии, что он выживет, окрепнет и вырастет - именно период первой недели у них характеризуется высокой смертностью без выявленных причин. Но будем наблюдать.
Извиняюсь за расфокус: очень сложно сфокусироваться на такой маленькой штуке в воде за стеклом.
К ночи нулевого дня я заметил плавающую не слишком естественно пылинку, но не стал ничего писать, потому что это слишком быстро. Так не бывает, чтоб буквально за пару часов что-то вывелось. Долго высматривал, аж глаза заболели. И вот, когда писал сегодняшний пост в канал, пересмотрел видео с этой ночной пылинкой и на заднем плане заметил размытое движение 🤯
Я был сконцентрирован на ложном объекте и не заметил его 😂 Из видео и без того снятого на пределе зума вырезал угол, в котором видно движение преимущественно в расфокусе - присмотритесь.
В общем, результаты у нас появились уже в нулевой день, оказывается. Это рекорд и раньше у меня такого не происходило 😅
Ждём, вылупится ли кто-нибудь ещё.
Хочу подчеркнуть: я не профессиональный аквариумист, потому прошу более опытных людей не кидаться в меня какахами. Аквариум покупался исключительно для эксперимента с щитнями и остался только потому что развелись улитки и мне жалко было их истреблять 😅
До новых встреч!
Как лингвисты научили обезьян говорить
Началось все в 1916 году, когда Уильям Фернисс научил орангутанга правильно произносить и употреблять слова «папа» (dad) и «чашка» (cup). Фернисс отметил, что обезьяны, издавая привычные для них звуки, не пользуются языком и губами, это и объясняет выбор слов для изучения. Пусть это и было лишь маленьких успехом, но дало толчок к большим исследованиям в будущем.
В 50-х лингвисты Кит и Кэтрин Хейз задумались о том, что будет, если поместить шимпанзе не в лабораторную клетку, а в самую настоящую человеческую семью. Вот так и началась история Вики, которая воспитывалась как человеческий ребенок чуть ли не с момента своего рождения. Она была очень смышленой шимпанзе, которая тянулась к людям, требовала внимания и активно играла наравне с другими детьми. Но целью эксперимента все же было научить ее говорить, и несмотря на все ее успехи, она не смогла выучить более четырех слов (mama, papa, up, cup). Препятствием ей послужили физиологические ограничения.
Малышка Вики
Опыт погружения в язык не удался, однако спустя три года Кэти Хейз сказала:
Единственным очевидным и важным недостатком врожденного интеллекта обезьяны по сравнению с человеческим является отсутствие способности использовать и понимать язык
Ноам Хомский прокомментировал это как очередное доказательство того, что у человека имеется врожденное устройство для овладения языком.
Несмотря на неудачу, внимательное наблюдение за Вики и ее попытками сопровождать действия и человеческую речь жестами натолкнуло ученых на мысли, что говорить-таки научить можно.
Так, американские психологи Аллен и Беатриса Гарднеры в 1966 году, используя знания о том, что жесты являются неотъемлемым средством коммуникации шимпанзе, приобрели молодую самку шимпанзе по кличке Уошо с целью научить её говорить на американском жестовом языке — амслене. Амслен был выбран потому, что является хорошо изученным языком, кроме того, возникала возможность сравнивать развитие шимпанзе и глухих детей.
Уошо показывала невероятные успехи. В рамках исследования ей показывали изображения и сами предметы, а также действия, складывая ее пальцы в определенные жест, вызывая ассоциативную связь. Так шимпанзе смогла выучить 160 слов за пять лет. Она умело создавала комбинации жестов и слов, активно использовала знаки для общения с людьми и достижении своих целей, выстраивая целые предложения.
Беатрис Гарднер и Уошо
Шимпанзе умело различала личные и притяжательные местоимения для взаимодействия с людьми (я, ты, мне, мое, твое). Понимала, что значит «щекотать», видела различие между взрослым человеком и ребенком, пыталась шутить и даже браниться. Так, однажды она «произнесла» свою самую известную фразу адресованную сотруднику, который долго не давал ей попить, - «Грязный Джек».
Успешность эксперимента спровоцировало дальнейшее изучение обезьян, говорящих на языке жестов. Исследуемыми выступали не только шимпанзе, но и орангутанги, бонобо и гориллы. К 1972 году в Оклахомском институте изучения приматов уже с десяток шимпанзе были обучены амслену.
В 1973 году в Колумбийском университете был проведен эксперимент с шимпанзе, имя которого стало каламбуром имени Ноама Хомский – Ним Чимпски. Этому малышу повезло куда меньше, чем Уошо и Вики, он провел в лабораторной клетке большую часть своей жизни.
Руководителем проекта «Ним» стал профессор Герберт Террес, который снимал процесс обучения шимпанзе на камеру на протяжении четырех лет. Учителями Чимпски выступало более 60 специалистов жестового языка, но малыш в итоге с большим трудом смог выучить лишь 125 слов.
Боб Ингерсолл и Ним
Помимо умения общаться на языке жестов Ним еще и неплохо рисовал. Его работы были похожи на детские каракули, но в них всегда прослеживался сюжет. Знаменитый шимпанзе иногда бывал агрессивным и однажды напал на одного из своих учителей.
По окончании исследования Чимпски был отправлен в приют для животных «Black Beauty Ranch», где о нем практически забыли. В некоторых источниках говорится, что за всю жизнь к нему пришли только пару раз. Одним из посетителей был профессор Герберт Террес, который однажды принес подопечному еды и ушел.
Другие источник пишут, что один из сотрудников все же время от времени заглядывал к шимпанзе. Чимпски радовался и пытался общаться с ним на языке жестов, требуя внимания, которого ему так не хватало. Ним скончался в 2000 году в возрасте всего 26 лет, это очень мало для средней продолжительности жизни шимпанзе. Вскрытие показало, что у него произошел сердечный приступ.
Проект Терреса встретил жесткую критику в научном сообществе. Считалось, что успешность исследований во многом зависела от восторженных интерпретаций результатов. Сами по себе животные с большим трудом запоминали слова и строили из них предложения. Иногда исследователей уличали в том, что они подсказывали обезьянам жестами, что нужно показывать.
Амслен оказался для шимпанзе сложным языком, поэтому подобный эксперимент решили провести с гориллой Коко. В 1971 году Пенни Паттерсон начала работать в зоопарке Сан-Франциско с маленькой самкой гориллы. Изначально Коко не давала к себе прикасаться и обучать ее пришлось с помощью имитации - Пенни указывала на предмет и сама показывала его жестами до тех пор, пока горилла не выстроит связь между знаком и предметом. Со временем Коко подружилась с психологом и позволила ей прикасаться к себе и складывать пальцы в нужные жесты.
Через два года Коко перевезли из зоопарка в лабораторию, где она могла свободна передвигаться между комнатами и взаимодействовать с людьми. К трем годам горилла достигла невероятных результатов и уже могла изъясняться с помощью 170 "слов". Впоследствии она могла изъясняться с помощью 350 знаков и могла понимать около 600 слов.
Коко могла выстраивать простые предложения говоря о своем настроении и самочувствии, о том, что ей холодно или жарко, или о том, что она хочет надеть, какого цвета и тд. Если она не знала какого-то слово, то она пыталась описать его с помощью уже ей знакомых знаков: "кольцо" = "палец" + "ожерелье".
Горилла не всегда любила только лишь учиться, пусть и проводила за этим по несколько часов ежедневно, она также любила кататься на трехколесном велосипеде и на машине вместе с Пенни, играть с игрушками и другими лабораторными животными. Помимо этого она еще любила "читать" - разглядывать книжки с картинками. В свободное время она также использовала АСЛ для попыток общения с другими животными, но прекращала, не дожидаясь ответа, сама с собой она могла выстраивать долгие монологи, усердно жестикулируя в книгу или игрушку.
Коко
Мне показалась крайне трогательной история ее опыта ухаживания за питомцем. В 1984 году на свой день рождения она попросила смотрителя подарить ей котенка. Ее желание постарались исполнить и принесли горилле на выбор несколько пушистых комочков. Коко понравился серый малыш без хвостика. Она назвала его Олл Болл.
Коко очень любила его и заботилась о нем как о своем ребенке, уделяя ему почти все свое внимание. Но счастливая история быстро закончилась ужасным событием. Олл Болл сбежал из клетки и уже на улице попал под машину. Горилла очень сильно переживала и говорила, что ей грустно, она плачет и хмурится.
Коко прожила долгую и увлекательную жизнь, в которой она смогла освоить азы несвойственного ей языка. Ее случай также не обошелся без критики, считалось, что горилла выполняла чисто механические действия и связывала хорошо заученные жесты с предметами ее окружения, выстраивается максимально простые предложения. Умерла Коко не так давно - в 2018 году.
Со временем подход к обучению обезьян решили изменить. От сложного подопечным языка жестов перешли к другой системе.
В 1971 году американский учёный Дэвид Премак (Premack) обучал обезьяну по имени Сара общению с помощью 130 магнитных карточек, среди которых были обозначения цвета (красный, синий), фруктов (банан, персик), действий (мыть, резать, брать) и некоторых функций (например, вопрос).
Премак терпеливо учил ее сначала символам, затем стал обучать ее постановке предложений в игровой форме. Дошло до того, что во время одного из занятий Сара сама начала показывать что-то символами и объяснять, что именно она хочет и какие предложения ей нравятся больше.
Самым сложным было обучить ее понятиям, которые вкладываются в предметы, например, связывать цвета с фруктами. Однако со временем Сара научилась также выстраивать ассоциативные связи с предметами, которые исследователь ей раньше не показывал.
Премак очень любил Сару. Он не упускал возможности говорить о ее невероятных способностях, всячески ее нахваливал и гордится тем, чего она смогла добиться.
В 1973 году группа американских ученых во главе с профессором психологии Эрнестом фон Глазерсфельдом решила развить идею «автоматизированной установки» Карпентера и при Йоркском институте создала языковую систему, состоящую из небольших геометрических фигур – лексиграмм, каждая из которых соотносится с определенным словом.
Американская семья приматологов Рамбо (Rambauhs) вовлекла шимпанзе Лану в данный эксперимент. Ее поместили во внутреннее прозрачное помещение, где она должна была непосредственно взаимодействовать с устройством, дергая за штангу и вводя на клавиатуре грамматически верные фразы на йоркском языке (Yerkish). Ответ мог быть либо правильным, либо неправильным, приближенные ответы не допускались.
Лана
Когда Лана нажимала на клавишу, лексиграмма, изображенная на ней, проецировалась на экран, расположенный непосредственно над клавиатурой. Нажатие другой клавиши — рядом появляется новое изображение. И так далее, до тех пор, пока не получалась линейная запись фразы. Затем компьютер выносил решение. Если фраза правильна — звенит колокольчик, если нет — лексиграммы исчезают с экрана, а Лане нужно начинать сначала. Шимпанзе сразу поняла, как работает механизм стирания, поэтому, делая опечатки, она просто нажимала на точку и начинала заново выстраивать предложение .
Спустя год Лана уже могла «сказать» машине, чтобы она включила ей фильм, открыла окно, дала попить или поесть, помимо этого Лане удалось запомнить 60 лексем, обучиться базовым правилам грамматики и даже синтаксиса. Она показывала результативность в 89%. В Атланте, спустя несколько лет, словарный запас известной шимпанзе составлял уже 120 слов, используя которые она могла попросить чашечку кофе 23 разными способами.
Однако интеллектуальная любительница кофе могла строить сотни однотипных предложений, что подтверждало ограниченные способности шимпанзе к обучению языку.
Если Лану учили йоркишу, то всеми известный самец бонобо Канзи научился ему самостоятельно, наблюдая за тем, как это делает Матата – его приемная мать. Растили Канзи среди людей и таких же бонобо, как и он сам. Считается, что он от рождения обладал "рудиментарными синтаксическими навыками", отчего так умело смог выучить около 3 тыс. знаков, что было невероятным успехом.
Канзи и костер
Канзи расценивал обучение впоследствии как игру, ему было интересно учить язык и взаимодействовать с людьми. Он умел также пускать мыльные пузыри и однажды, увидя по телевизору костер, попросил ученых научить его делать также.
Стивен Пинкер успехи Канзи встретил критикой, говоря о том, что феноменальное количество слов получается лишь из-за того, что одинаковые жесты и символы воспринимались как разные слова с разным значением. Да и нельзя было сказать, что бонобо освоил язык, он изучил элементы человеческой коммуникации, освоив клавиатуру с лексиграммами, но языковой эту способность назвать нельзя.
Доктор Сью и Канзи
История показывает, что чаще всего обезьяны достигали в развитии речи уровень двух-трехлетнего ребенка. Вырастая, они во многом остаются подобны детям, по-детски реагируют на жизненные ситуации и предпочитают игры всем другим способам времяпрепровождения.
После 1979 года финансирование изучения феномена говорящих обезьян было сокращено. Однако исследования продолжаются, в частности в рамках программ Центра по изучению приматов в Айове, давая, в том числе, оптимистичные результаты.
Спасибо за прочтение, буду очень рада, если подпишитесь - это мотивирует продолжать писать дальше