Да, 2022 год был насыщенным для науки. За последние двенадцать месяцев мы стали свидетелями огромного прогресса в исследованиях в области иммунологии, огромных прорывов в космических путешествиях, а всего за несколько последних недель появились дразнящие доказательства того, что ядерный синтез возможен и на Земле. Но этот год был также годом сюрреалистических и неожиданных явлений, таких как черепахи размером с носорога и приматы, ковыряющие в носу.
Вот десять самых странных и захватывающих открытий, которые попали в заголовки газет в этом году.
10 Ученые научили клетки мозга играть в понг
Выращенный в лаборатории мозг учится играть в понг — является ли эта биологическая нейронная сеть «разумной»?
Клетки мозга — удивительная вещь. В 2022 году исследователи из мельбурнской лаборатории Cortical Labs начали экспериментировать с ними в рамках проекта DishBrain. Они вырастили синтетические нейроны в чашке Петри, а затем позволили им развиваться на чипе с микроэлектродной решеткой.
Когда клетки мозга растут, они разветвляются, соединяются друг с другом и образуют нейронные сети, подобные тем, что существуют в мозге. Как только это произошло на чипе, исследователи подключили DishBrain к компьютеру и запустили игру Pong. Каждый раз, когда DishBrain показывал хорошие результаты, например, когда весло соприкасалось с мячом, нейроны получали положительный стимул через чип. Но плохая игра приводила к отрицательному, энтропийно неблагоприятному стимулу.
В течение пяти минут после этого нейроны стали заметно лучше играть, по сути, «научились» играть лучше. Команда назвала DishBrain прорывом в области «синтетического биологического интеллекта».
9 Крошечные лапки T. Rex могли быть полезны для секса
Тираннозавр рекс был одним из самых страшных хищников, живших на Земле. Но почему у него были такие корявые лапки? Недавнее исследование ученых из Аргентины может дать ответ на этот вопрос. Они утверждают, что крошечные конечности помогали гигантскому ящеру спариваться, что было очень удобно во время страсти.
Команда пришла к такому выводу после обнаружения нового вида динозавров. Ученые считают, что недавно обнаруженные Meraxes gigas использовали маленькие лапки для других, возможно, более интимных действий, например, для удержания сексуального партнера. И если это верно для мераксов, то из этого следует, что то же самое верно и для тираннозавра. «Я убежден, что эти пропорционально маленькие лапки имели какую-то функцию», — объяснил ведущий автор исследования Хуан Канале. «На скелете видны крупные мышечные вставки и полностью развитые грудные обхваты, так что лапы имели сильные мышцы».
8 Эмбрионам не нравится капуста
Заставить детей есть зелень бывает непросто и в лучшие времена, но, похоже, отвращение к определенным овощам может зародиться еще в утробе матери. В сентябре 2022 года передовые методы визуализации показали, что дети в утробе матери гримасничают, когда мать ест капусту. Однако морковь, как утверждается, вызывает гораздо более приятную реакцию.
Ученые из Даремского университета в Великобритании использовали 4D ультразвук для наблюдения за 100 плодами. Затем матерям дали капсулу с порошком моркови или капусты внутри. На снимках те, кого кормили морковью, казалось, почти смеялись от радости. Но дети, питавшиеся капустой, скривили лица от отвращения.
Ученые давно подозревали, что еще не родившиеся дети ощущают вкус, когда поглощают питательные вещества, но до недавнего времени исследования касались только поведения после рождения. По словам автора исследования Бейзы Устун, это исследование «является первым, в котором эти реакции наблюдаются до рождения».
7 Оказывается, улыбка делает вас счастливым
Уже много лет говорят, что улыбка делает вас немного жизнерадостнее, и в 2022 году психологи установили, что это правда.
В рамках проекта «Много улыбок», возглавляемого Николасом Коулзом из Стэнфордского университета, было отобрано почти 4 000 добровольцев из 19 стран, которых попросили улыбнуться, используя различные методы. Некоторые улыбались естественно, используя мышцы вокруг рта. Другие повторяли за актером. А третья группа держала ручку между зубами, чтобы стимулировать те же мышцы, которые мы используем при улыбке. Затем их попросили оценить уровень своего счастья, когда они улыбались и когда выглядели нейтрально. Для оценки уровня счастья им также показывали изображения приятных вещей, таких как щенки, котята и цветы.
Коулз обнаружил незначительную эмоциональную разницу у принудительно улыбающихся людей с ручкой в зубах. Однако те, кто улыбался естественным образом, сообщили, что чувствуют себя немного веселее. Эти счастливые улыбки связаны с так называемой «гипотезой обратной связи по лицу». По сути, если ваше лицо выглядит счастливым, вы, скорее всего, будете чувствовать себя хорошо, в то время как хмурые люди обычно становятся немного грустнее[4].
6 Ай-ай используют свои длинные средние пальцы для ковыряния в носу
В царстве животных встречаются самые разные странные и неожиданные явления. Одним из таких странных явлений является ай-ай, маленький лемуровидный примат с грязной привычкой — ковырянием в носу. В некоторых культурах Мадагаскарская руконожка (именно так его надо называть официально) известна как предзнаменование смерти. Если ай-ай укажет на вас кривым, веретенообразным пальцем, то считается, что вы близки к концу своей земной жизни.
Но у этих пугающих пальцев есть и другое применение, помимо обозначения скорого ухода из жизни. Руконожка используют свой палец, чтобы выкапывать личинки для вкусной закуски. Теперь выяснилось, что они делают то же самое и с козявками. Ученые, изучающие поведение руконожки, создали компьютерную томографию, показывающую, как далеко назад отходят их пальцы, когда они ковыряют в носу. Судя по снимку, млекопитающие практически скребут заднюю часть собственного мозга.
Исследователям теперь интересно узнать, почему так много животных ковыряют в носу, когда, казалось бы, нет никаких преимуществ. На сегодняшний день более 12 видов приматов были пойманы за этим занятием, включая орангутангов, шимпанзе и, конечно же, нас, людей.
5 Ученые открыли новый тип молекулярной связи
В июле 2022 года физики из Германии с радостью объявили о невиданном ранее прорыве в науке о частицах. Группа из Штутгартского университета обнаружила новый тип молекулярной связи между положительным ионом и мамонтовой частицей, известной как атом Ридберга. Атомы Ридберга возникают, когда внешний электрон становится чрезвычайно возбужденным и отлетает от ядра намного дальше, чем обычно. В некоторых случаях ридберговские атомы могут быть в 1 000 раз больше своих обычных собратьев.
Ученые добились этого впечатляющего результата, используя облако рубидия при температуре чуть выше абсолютного нуля — температуре, при которой все перестает двигаться. С помощью лазеров они сначала лишили некоторые атомы рубидия электронов, превратив их в положительно заряженные ионы, а затем возбудили другие атомы в состояние Ридберга.
В отличие от большинства известных молекулярных связей, размер которых составляет доли нанометра, эта недавно обнаруженная связь длиннее, чем некоторые виды бактерий. Определенно, это рекордное открытие.
4 Черепахи размером с носорога жили в доисторической Европе
Когда недавно открытый вид назван в честь библейского морского чудовища, знайте, что оно должно было быть гигантским. Считается, что длина Leviathanochelys aenigmatica составляла около 4 м, когда он плавал по океанам вокруг нынешней Европы. Этот морской гигант жил примерно 83,6-72,1 миллиона лет назад.
Ученые назвали зверя размером с носорога в честь Левиафана, первобытного морского змея с несколькими головами. Он был обнаружен после того, как в районе Каль-Торрадес на северо-востоке Испании были найдены таз и части панциря. До этого времени ученые встречали свидетельства существования гигантских морских черепах только в Северной и Южной Америке.
Архелон, появившийся примерно через шесть миллионов лет после L. aenigmatica, до сих пор является самой большой из всех известных морских черепах. Но этот недавно найденный колосс составляет ему серьезную конкуренцию.
3 Каннибалы доисторической Британии
Обнаружены каннибалы британского палеолита, изготовлявшие черепные чашки.
В 2022 году мы узнали, что в какой-то момент времени Великобританию вполне могли населять каннибалы. Ученые обнаружили человеческие останки в пещере Гофа в Сомерсете и пещере Кендрика в Лландудно. Обе пещеры датируются примерно концом последнего ледникового периода. Останки обитателей дали самую древнюю ДНК, когда-либо найденную в Великобритании, и благодаря анализу молекулярные биологи смогли многое узнать о доисторических предках страны.
Команда была удивлена, узнав, что, судя по ДНК, в Британии в то время жили две группы людей. Судя по данным, найденным в пещере Кендрика, первая питалась в основном рыбой и другими морскими обитателями. Но та, что была обнаружена в пещере Гофа, проявляла признаки каннибализма. Было установлено, что этот потенциальный пожиратель людей принадлежит к той же линии, что и Гойет Q2 — тело возрастом 15 000 лет, обнаруженное в Бельгии.
2 Первый в мире синтетический эмбрион
Использование стволовых клеток в научных исследованиях все еще остается спорной темой. Но в августе группа из Института Вейцмана в Израиле использовала их для создания первого в истории синтетического эмбриона. В процессе создания не участвовали ни сперматозоиды, ни яйцеклетки, и не было никакого оплодотворения. Вместо этого исследователи взяли стволовые клетки у мышей и направили их в эмбрионоподобную структуру, оснащенную зарождающимся мозгом, кишечным трактом и бьющимся сердцем.
В своей статье команда объяснила, как этот первый в своем роде прорыв открывает возможности для дальнейшего изучения эмбрионального развития. Но они также считают, что в перспективе это может снизить количество экспериментов, проводимых на животных. Они надеются, что подобная технология в один прекрасный день может быть использована для выращивания клеток и тканей для пересадки человеку. Широта потенциального применения, безусловно, впечатляет.
1 Самцы масонской осы борются с хищниками с помощью шипов на пенисе
Представьте себе эту сцену. Вы — голодная древесная лягушка в поисках перекуса. Вы обнаруживаете аппетитно выглядящую каменную осу, готовитесь откусить кусочек, а она пронзает вас своим колючим пенисом.
До недавнего времени ученые считали, что только самки каменной осы могут защищаться от хищников. Самки могут жалить и использовать свои токсины, в то время как у самцов не было средств, чтобы дать отпор. Но теперь они знают, что это не так. Вдоль пениса у самцов есть два выдвижных генитальных шипа, которые они используют против опасных врагов.
Первой это открытие сделала Мисаки Цудзии, аспирантка из Японии. Она работала с некоторыми из них в рамках другого исследования их жизненных циклов, когда неожиданно один из них уколол ей палец. Чтобы выяснить подробности, ученые наблюдали за тем, что происходит, когда они кормят масоновыми осами голодных японских древесных лягушек. Насекомые отбивались, используя свои шипастые пенисы.