Итоги 2019 года: самые странные и удивительные исследования

Наука полна сюрпризов. Одних учёных интересует дерево-вампир, другие предлагают ремонтировать дороги неньютоновской жидкостью, а третьи мастерят ножи из фекалий.

Портал Live Science, редакторы которого очень любят собирать такие истории, подготовил обзор самых странных и удивительных исследований уходящего года.

А был ли монстр?

Международная группа учёных пришла к выводу, что чудовища, якобы обитающего в шотландском озере Лох-Несс, не существует.

Специалисты собрали 250 проб воды из разных участков озера на разной глубине. В них искали генетический материал под названием "ДНК, извлечённая из окружающей среды" (environmental DNA).

Её изучение позволяет понять, какие существа обитают в какой-то конкретной среде. В данном случае анализируется весь спектр доступного генетического материала, после чего определяются фрагменты кода, которые говорят о присутствии того или иного вида. Поясним, что в тех же пробах воды могут оказаться отходы жизнедеятельности, сброшенная кожа, фрагменты чешуи и другие материалы, которые несут ДНК соответствующих существ.

Исследование в итоге выявило генетические следы более чем 3000 видов, живущих в самом озере и поблизости, включая рыб, оленей, свиней, бактерий и даже людей. Но команда не нашла никаких свидетельств существования гигантских рептилий, водных динозавров или массивных осетровых либо сомов, которых можно было бы принять за таинственного монстра.

Кстати, учёные обнаружили следы множества угрей. Вполне возможно (хотя и маловероятно), что всё это время любители криптозоологии принимали за Несси угрей-переростков.

К слову, мы ранее рассказывали, как подводный робот обнаружил на дне шотландского озера муляж легендарного существа.

Нож из фекалий

В 1998 году антрополог Уэйд Дэвис (Wade Davis) опубликовал книгу с этнографическими записями, которая в числе прочего включала рассказ о пожилом инуите, застигнутом врасплох снежной бурей. Мужчина якобы пережил её, соорудив нож из замороженных фекалий, заточенных брызгами слюны. Этим ножом он убил и разделал собаку.

Антропологи решили проверить, возможно ли подобное. Интерес был отнюдь не праздный. Если бы легенда оказалась правдой, это свидетельствовало бы о существовании ещё одного подхода к созданию людьми орудий и инструментов (и кто знает, насколько древнего).

С другой стороны, развенчание популярных мифов и городских легенд помогает бороться с засильем фейковых новостей.

Ради науки ведущий автор исследования Метин Эрен (Metin Eren) из Кентского университета в США в течение восьми дней соблюдал арктическую диету с высоким содержанием белка и жирных кислот, чтобы "сырьё" для изготовления ножа соответствовало аутентичному.

Затем команда заморозила фекалии учёного, заострила "лезвия" металлическими напильниками и вновь охладила в сухом льду.

Исследователи попытались разделать получившимся ножом охлаждённую свиную шкуру. Но испытания провалились: лезвия испачкали образцы, только и всего.

Добавим, что "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) ранее рассказывали о другом странном эксперименте учёных: они попытались сделать из ног оленей доисторические "консервы".

Растения поедают саламандр

Плотоядное растение саррацения пурпурная имеет листья-ловушки в форме кувшина, которые выделяют сладкий сок, привлекающий насекомых. Последние забираются внутрь "кувшина", где всё покрыто направленными вниз волосками. Жертва проваливается "на дно" и попадает в жидкость, где сформирована особая экосистема, состоящая в основном из бактерий и личинок комаров.

Бактерии расщепляют тело пойманного насекомого, переваривая некоторые из частей. Оставшееся достаётся личинкам. В процессе пищеварения они расщепляют сложные соединения до простых, а затем растение их усваивает.

В этом году канадские учёные выяснили, что коварное растение таким образом отлично справляется не только с насекомыми, но и саламандрами.

Ботаники изучили несколько сотен саррацений в одном из парков провинции Онтарио, и оказалось, что каждое пятое полакомилось по крайней мере одним хвостатым земноводным. А многие поймали сразу несколько саламандр.

Выяснилось, что жертвы либо утонули в жидкости на дне ловушки, либо умерли от голода, либо скончались в кислой среде в процессе "приготовления". После смерти они разлагались примерно за десять дней.

По оценкам биологов, ежегодно хищные растения могут поглощать таким образом до 5% молодых саламандр, обитающих в той же болотистой местности.

Язык человека может распознавать запахи

Американские исследователи обнаружили в человеческих клетках языка, помогающих распознавать вкус, функциональные обонятельные рецепторы. Точно такие же находятся в носу, они помогают обнаруживать запах.

Команда использовала генетические и биохимические методы для изучения культур вкусовых клеток человека. Оказалось, последние содержат множество ключевых молекул, которые присутствуют в обонятельных рецепторах.

Затем учёные применили метод под названием кальциевая визуализация, чтобы показать, что культивируемые вкусовые клетки реагируют на молекулы запаха так же, как и клетки обонятельных рецепторов.

Учёные пока не знают, как обонятельные рецепторы, расположенные на языке, взаимодействуют с мозгом.

Ранее специалисты считали, что сенсорные системы, позволяющие нам и другим млекопитающим ощущать запах и вкус, не взаимодействуют друг с другом, пока их сигналы не достигают мозга. Теперь же это мнение может измениться.

Дальнейшие исследования могут привести к разработке модификаторов вкуса на основе запаха, которые пригодятся в борьбе с ожирением и диабетом.

Дерево-вампир

Путешествуя по лесам Новой Зеландии, ботаники наткнулись на пень, располагавшийся в окружении высокорослых хвойных деревьев каури.

Хотя у пня не было листвы, он был жив, и это немало удивило исследователей. Они решили оценить приток влаги в пне и в окружающих деревьях того же вида. Оказалось, пень, прозванный впоследствии вампиром, "подсоединился" к корневой системе соседей.

В течение дня последние транспортируют воду и питательные вещества от своих корней в крону. А по ночам предприимчивый "пенсионер" перекачивает остатки трапезы из корней собратьев в свои собственные.

По словам учёных, так называемая корневая прививка происходит, когда дерево "понимает", что близлежащая корневая ткань, хотя и отличается генетически, но достаточно похожа, чтобы обеспечить обмен ресурсами.

Возможно, на самом деле мы имеем дело не с деревьями как с индивидуумами, а с лесом как с суперорганизмом, предположили авторы исследования.

Например, во время засухи "малопьющие" деревья могут связаться с соседями, поглощающими больше влаги. Это увеличивает шансы леса на выживание.

Большой "бум"

Физики из США сгенерировали звук, громче которого никогда и ничто не звучало ни в воде, ни в воздухе.

Мы разговариваем с громкостью примерно 55 децибел, цепная электропила мучает наш слух сотней децибел, взлетающая в ста метрах космическая ракета даёт 130, а динамики на рок-концерте – 150 децибел.

Учёные также установили, что в воздухе невозможно достичь громкости выше 194, а в воде – примерно 270 децибел. За этим порогом вода начинает испаряться от переданной ей энергии.

Физики, создавшие в воде звук громкостью выше 270 децибел, не только побили исторический рекорд, но и вплотную подошли к теоретическому пределу этой величины. Громче в буквальном смысле уже некуда.

Для этого исследователи облучали струи воды диаметром от 14 до 30 микрометров короткими импульсами мощного рентгеновского лазера. Попавшая под излучение влага испарялась. Расширяющийся шарик пара создавал в струе звуковую ударную волну с интенсивностью около миллиарда ватт на квадратный метр (!). При этом возникали давления до тысячи атмосфер.

"Испарение" чёрных дыр

В 1974 году Стивен Хокинг впервые предположил, что чёрные дыры не только поглощают космические объекты, но и испускают особое излучение. Речь идёт о разнообразных элементарных частицах, которые медленно лишают космических монстров их массы и энергии, в результате чего чёрная дыра "испаряется".

В начале 2019 года физикам удалось с помощью фотонов в оптическом волокне воспроизвести так называемое излучение Хокинга, за счёт которого "испаряются" чёрные дыры.

Спустя несколько месяцев международная научная группа воспроизвела излучение Хокинга в другом лабораторном эксперименте с использованием "акустической" чёрной дыры.

Таким образом, эксперименты позволяют предположить, что теория легендарного космолога была верной.

Антикомариная музыка

Международная команда учёных установила, что в борьбе с комарами хорошо помогает музыка, а точнее – дабстеп.

Исследователи включали подопытным жёлтолихорадочным комарам композицию Scary Monster And Nice Sprites исполнителя Skrillex.

Во время звучания трэка самкам комаров требовалось больше времени на подготовку к укусу (в качестве жертвы кровопийцам предоставили хомяка). При этом сам укус длился меньше времени, чем обычно.

Кроме того, под такую музыку комары реже спаривались.

Учёные объясняют такой эффект тем, что комары используют жужжание как сигнал к тому, что они готовы спариваться. Музыка с похожими частотами отвлекала насекомых как от секса, так и от еды.

Долгожданная частица

Коллаборация TOTEM, в которую входят более ста физиков, работающих с Большим адронным коллайдером, подтвердила существование оддерона. Эта квазичастица была предсказана в 1970-х годах.

БАК, разгоняющий частицы до энергий в 13 тераэлектронвольт, позволил учёным наблюдать оддероны экспериментально.

Неньютоновская жидкость – материал будущего?

Неньютоновская жидкость – это жидкость, вязкость которой зависит от скорости воздействия (сильный удар рукой приходится в неё как в стену, а медленное погружение руки в неё похоже на погружение в болото). Обычно такие жидкости неоднородны и состоят из крупных молекул, образующих сложные пространственные структуры.

Самый распространённый пример такой жидкости – ооблек (oobleck). Это смесь кукурузного крахмала с небольшим количеством воды. Чем быстрее происходит внешнее воздействие на взвешенные в жидкости макромолекулы связующего вещества, тем выше вязкость жидкости.

Учёные из Кембриджа создали компьютерную модель, которая может предсказать, как ооблек будет реагировать на различные воздействия.

Это модель помогает понять, что произойдёт со странным веществом, если его, к примеру, зажать между двумя пластинами, бросить в него камень или проехать по поверхности колесом.

Авторы уверены: их модель пригодится материаловедам. Например, при разработке материала для заполнения трещин и выбоин на дорогах.

Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о самых необычных случаях, с которыми столкнулись в уходящем году практикующие врачи, а также о странных исследованиях, которые удостоились Шнобелевской премии 2019 года.