7 научных открытий 2023 года, которые приведут к новым изобретениям

Мы не раз слышали, что научные работы заканчиваются словами вроде «в будущем это поможет ученым…» Сроки этого будущего обычно не обозначаются, а некоторые исследования длятся десятилетиями. Тем не менее это не умаляет важности состоявшихся в науке прорывов. И вот какие открытия этого года могут привести к новым разработкам.

Яд гусеницы мотылька из семейства Megalopyge пробивает дыры в клеточных стенках

Пушистые гусеницы Megalopyge opercularis, чья длина не превышает 3 см, способны так укусить человека, что того придется госпитализировать. Изучив действие мощного токсина гусеницы, ученые обнаружили, что он содержит необычный белок, меняющий форму. В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences исследователи так описали это преобразование: достигая внешней поверхности клетки, белок принимает форму пончика, а затем пробивает дыру в клеточной стенке.

Ученые считают, что, имитируя пробивную природу белков гусеницы, они могли бы разработать новые стратегии доставки лекарств — чтобы они воздействовали на раковые клетки, оставляя при этом в покое клетки здоровые. Исследователи предупреждают, что такая работа займет минимум 20 лет. 

У медведей в спячке не образуются тромбы

Несмотря на то, что медведи в спячке несколько месяцев лежат неподвижно, у них в это время не возникает тромбов. Как ученые рассказали в журнале Science, все дело в белке HSP47, который показывает значительные сезонные изменения: летом он присутствует в медвежьем организме в большом количестве, а зимой практически исчезает. Основываясь на предыдущих исследованиях, ученые поняли, что HSP47 помогает тромбоцитам связываться с лейкоцитами для борьбы с инфекциями. Таким образом, снижая уровень белка во время спячки, медведи создавали защиту от образования тромбов.

Когда исследователи повели эксперимент на людях и попросили их 27 дней соблюдать постельный режим, выяснилось, что HSP47 ведет себя точно так же. С помощью этого открытия ученые надеются понять, кто наиболее подвержен риску тромбоза, и открыть возможности для профилактического лечения людей, у которых велика вероятность тромбообразования.

Блестящие глаза помогают ракообразным прятаться от хищников

Тела некоторых подводных обитателей, например, стеклянных кальмаров, прозрачны, что помогает животным прятаться от хищников. Но есть один недостаток — их глаза отражают свет и блестят, а это может выдать местонахождение существ. Вместе с тем некоторые личинки креветок научились обходить это неудобство: их глаза скрыты светоуправляемой пластиной, которая эффективно меняет блеск глаз в зависимости от цвета окружающей воды. Таким образом крошечные ракообразные могут стать невидимыми.

Как рассказали ученые в журнале Science, креветочные «очки» состоят из микроскопических сфер, отражающих свет как миниатюрные диско-шарики, и образуют неорганизованный массив с промежутками между ними, поэтому ракообразные все еще могут видеть. Такой стеклянный щит может отражать разные цвета света — от темно-синего до желто-зеленого — в зависимости от потребностей животного в маскировке.

Это открытие поможет ученым найти способы улучшить технологии управления светом в солнечных батареях, дистанционном зондировании и средствах связи. Кроме того, поскольку крошечные стеклянные сферы создают однородный цвет, эти структуры могут вдохновить на создание экологически чистых красок или даже лака для ногтей.

Пятна на крыльях дают бабочкам монархам дополнительную подъемную силу

Монархи — единственные бабочки, которые зимой мигрируют в теплые края, а с потеплением возвращаются на север. Расстояние они преодолевают солидное, и, чтобы сэкономить энергию, бабочки часто летают в воздушных потоках. Кроме того, как сообщали исследователи в журнале PLOS One, дополнительный импульс им может дать рисунок крыльев с темными и светлыми цветами.

Поскольку темные области теплее, а белые прохладнее, вокруг пятен могут образовываться крошечные закрученные карманы воздуха, которые могут обеспечить дополнительную подъемную силу монархам и уменьшить сопротивление их крыльев.

Исследователи говорят, что имитация белых пятен монархов может помочь инженерам создать более эффективные дроны — чтобы те могли нести больший груз.

Растения пустыни вытягивают влагу из воздуха с помощью соли

Если большинство растений в условиях засухи начинают отращивать более длинные корни, то тамариск избрал другую стратегию: он вытягивает соленую воду из почвы и выделяет соль из своих листьев. Всё для того, чтобы ночью эти кристаллы собирали воду из воздуха.

В статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, ученые рассказали, что это открытие может помочь инженерам улучшить методы извлечения влаги из воздуха в регионах с нехваткой воды.

Насекомые разбрасывают мочу, чтобы сэкономить энергию

В этом исследовании ученые присмотрелись к насекомому из семейства цикадок (Cicadellidae), известному как cтекляннокрылый снайпер (Homalodisca vitripennis), точнее, к его особенностям мочеиспускания: он создает каплю мочи на гибком придатке, называемом анальным стилусом, который вращается на шарнире, после чего моча разбрасывается с огромной скоростью. При этом, как рассказали исследователи в журнале Nature Communications, капли перемещались по воздуху на 40 процентов быстрее, чем стилус. 

Трюк, при котором снаряд летит быстрее, чем его пусковое устройство, называется супердвижением, и ученые считают, что его можно использовать в создании более эффективных способов удаления воды из электронных устройств — например, умные часы могли бы стряхивать жидкость посредством вибрации динамика. Кроме того, супердвижение могло бы вдохновить на создание технологий, предотвращающих запотевание поверхностей очков за счет их вибрации. 

Гренландские киты могут восстанавливать ДНК, повышая тем самым устойчивость к раку

В 2023 году ученые обнаружили у гренландских китов два белка, которые могут быть связаны с восстановлением ДНК и повышением устойчивости животных к раку. Как рассказали исследователи в журнале препринтов bioRxiv, выяснилось, что у гренландских китов гораздо чаще встречаются белки под названиями CIRBP и RPA2, которые играют роль в восстановлении генов. 

По мнению ученых, регулирование таких белков в организме человека могло бы смягчить повреждение ДНК. Экологи-эволюционисты говорят, что решение для лечения рака, возможно, у нас перед глазами, надо только лучше присмотреться, чтобы найти его.