🦾Каждую неделю мы выбираем, на наш взгляд, самые интересные новости из мира науки. Как получают бактериальные белки, насколько активна Венера, зачем нужен онлайн-биопроцессор и где живут половые паразиты? Новые видео опубликованы на нашем YouTube-канале QWERTY.
(Ссылки на все доказательства и исследования находятся на YouTube в разделе «Видео». Краткая текстовая версия ниже)
Видео контент:
00:31 Первая коммерческая фабрика по производству белков из бактерий
03:03 Вулканическая активность на Венере
05:38 Биопроцессор с удаленным доступом
08:22 О пользе полового паразитизма
11:34 Лучшие новости из прошлого номера
Первая коммерческая фабрика по производству бактериальных белков
Белки мух и кузнечиков, мясо in vitro из клеток животных, а теперь и протеиновые порошки из бактерий. Почему? Потому что традиционное производство сельскохозяйственного белка слишком затратно с точки зрения ресурсов (территории, воды и выбросов парниковых газов, включая метан.
В Финляндии начинает работу первая в мире фабрика по производству белка с использованием бактерий. Солеин – это белок, вырабатываемый микроорганизмами с использованием углекислого газа и электричества. Процесс производства аналогичен виноделию, но вместо сахара в качестве источников углерода и энергии используются углекислый газ и водород. Конечно, бактерии тоже питаются. По мере роста их сушат до порошкообразного состояния. Да, солеин — это богатый питательными веществами желтый порошок, содержащий все незаменимые аминокислоты. 65-70% составляют белки, 5-8% - жиры, 10-15% - пищевые волокна и 3-5% - минералы.
Порошок можно использовать в качестве белка в таких продуктах, как молочные и мясные заменители, напитки и даже хлеб. Несмотря на свое довольно примитивное происхождение, Солейн имеет свои преимущества.
Во-первых, производство может осуществляться где угодно, независимо от климата и плодородия почвы. Будь то в пустыне или в космосе. Во-вторых, для выращивания 1 килограмма Солеина требуется примерно в 100 раз меньше воды и в 20 раз меньше земли, чем для производства растительного белка. Выбросы углекислого газа также сократились в 5 раз.
Производитель утверждает, что в этом порошке нет недостатка в витаминах группы В, он содержит много железа и не портит вкус блюд. Конечно, было бы интересно попробовать. Если вы находитесь в Сингапуре, вы можете это получить, они запускают питательные батончики и мороженое на основе солейна. К концу года Solein может быть разрешен к продаже в США и Евросоюзе.
Вулканическая активность на Венере
Венера – зловещая сестра Земли – хранит больше тайн, чем Марс. Один из них – насколько активен вулкан? Интерес не праздный; существование этого процесса может объяснить присутствие многих химических веществ, образующихся в результате вулканических или биологических процессов. Поэтому существование жизни исключается.
Во-первых, на Венере нет тектоники плит, ответственной за довольно интенсивную вулканическую активность на Земле. С другой стороны, в атмосфере Венеры присутствует необычное количество диоксида серы, периодически обнаруживаются участки поверхности Венеры, достаточно горячие даже при нормальных венерианских температурах, и наблюдаются изменения поверхности вблизи некоторых из тысяч древних планет в себе вулкан
Новая работа, направленная на изучение изменений на поверхности, опирается на данные двух радиолокационных исследований, проведенных космическим кораблем «Магеллан» в начале 1990-х годов с разницей примерно в год. Исследователей интересовали две области, которые вели себя аномально. В ходе исследования радиоволны на этих участках отметили изменения поверхности — изменения структуры и состава.
Исследователи, конечно, рассмотрели ряд возможностей при применении бритвы Оккама. Например, смещение радара, плотные венерианские облака мешают работе радара, ураганы вызывают оползни или сами перемещают камни. Но все они были взвешены и оценены и признаны непригодными.
Но гипотеза вулканической активности остается. Лучше всего она объясняет наличие вытянутых извилистых образований длиной в десятки километров — они должны быть не чем иным, как свежими потоками лавы, появившимися в промежутке времени между съемками. Весьма характерны и места извержений этих потоков — одно на склонах щитового вулкана горы Сес, а другое на Ниобийской равнине, где также имеется множество вулканов.
Судя по размерам лавового потока, количество лавы, выбрасываемой такими лавовыми потоками, составляет 4-6 кубических километров в год. Это означает, что предыдущая вулканическая активность на Венере явно была недооценена, и ее воздействие явно более серьезное, чем 40 извержений в год.
Биопроцессор с удаленным доступом
Слышали ли вы о биопроцессоре? Они созданы как эксперименты в мире вычислений. Некоторые из них на самом деле содержат фрагменты человеческого мозга. Нейронные органоиды.
Нейронные органоиды — это трехмерные скопления клеток, состоящие из ткани головного мозга, которые имитируют функции человеческого мозга. Они производятся из стволовых клеток и могут использоваться для моделирования различных функций мозга. Мы даже обсуждали, как такие нервные органы учатся играть в компьютерные игры.
Можно сказать, что это аналог процессора в компьютере. Логично, что следующим шагом будет попытка увеличить мощность. Возможно даже объединить несколько нервных органов вместе. Теперь мы рассмотрим, как работает архитектура нового биопроцессора FinalSpark, к которому можно подключиться удаленно.
В лучших традициях научной фантастики он сочетает в себе электронику и органику. Процессор основан на четырех мультиэлектродных матрицах (МЭМ), каждая из которых содержит по четыре органеллы.
Обратите внимание: В кишечнике человека обнаружены сотни электрогенных бактерий, которые генерируют электричество.
Матрица нужна для стимуляции органоидов через электроды и считывания их импульсов. Это разъемы на материнской плате. Обработка данных осуществлялась через цифро-аналоговый преобразователь (контроллер Intan RHS 32) с частотой дискретизации 30 кГц и разрешением 16 бит. Конечно, нервным органоидам необходимы системы питания и транспорта, которые обеспечиваются посредством этой микрофлюидной системы. Кстати, это все запрограммировано на Python.Есть ли практическое применение этой системы? Все еще сомнительно. Как нетрудно догадаться, нервные органоиды, как и любой организм, не вечны. Срок службы такого биопроцессора всего 100 дней. Так зачем же это нужно? Есть два ответа. Во-первых, по данным компании, такие процессоры потребляют в миллион раз меньше энергии, чем кремниевые процессоры.
Например, обучение большой языковой модели, такой как GPT-3, потребляет около 10 ГВтч энергии, что примерно в 6000 раз больше, чем средний человек потребляет за год. Биопроцессоры могут значительно снизить эти затраты. Но чтобы их использовать, нужно понимать их рабочие особенности. Следовательно, это второй ответ и требует научных исследований его функциональности.
В лучших традициях современности был организован удаленный доступ к этому процессору. Уже используется девятью исследовательскими институтами. Еще 30 университетов хотят присоединиться. Это несложно, а использование онлайн-сервиса биопроцессоров «Нейроплатформа» стоит всего 500 долларов в месяц, так что можно ожидать ускорения открытия и разработки биопроцессоров.
Преимущества полового паразитизма
Некоторые удильщики (подотряд Ceratioidei) стали одними из самых разнообразных и, пожалуй, самых необычных видов рыб в своем ареале, которым являются достаточно глубокие слои океана. В этом им помогает собственный иммунитет и жертвенность самца. Давайте разберемся, как именно.
Морских чертов редко можно увидеть живыми, поскольку они обычно обитают на глубине от 1 до 4 километров, их нельзя содержать даже в аквариуме с нормальным давлением. Но всем знакома их необычная внешность. Удочки со светящимися наживками, странной формы, наростами и жуткими ртами.
Однако внешний вид не самый необычный. Еще более интересна их репродуктивная стратегия, которую можно охарактеризовать как «сексуальный паразитизм». Среди многих видов удильщиков все встреченные нами рыбы были самками. Но их самцы – карлики, неспособные жить в одиночку, и живут частично внутри тела самки..
Они не только прикрепляются к самке, как удочка, но и остаются постоянно прикрепленными к самке, включая кровеносную систему. Все начинается с укуса.. когда самец замечает самку, он кусает ее, но так и не отпускает челюсти, они фактически растворяются в ее теле.. и тогда он теряет большую часть своего ненужного тела. Тогда самцы, а точнее то, что от них осталось, получают питание и защиту, а в ответ производят половые клетки и выделяют сперму. Чтобы понять, как возможен такой серьезный половой диморфизм, ученые исследовали геномы многих глубоководных удильщиков, а также родственных им удильщиков и иглобрюхов. Так появилось это дерево с многочисленными семейными связями.
Геномный анализ этих рыб позволяет предположить, что 52 миллиона лет назад их общий предок передвигался по морскому дну, буквально гуляя по нему плавниками. Эти рыбы переместились выше в толщу воды около 40 миллионов лет назад из-за глобального потепления, произошедшего в то время. В дальнейшем разные виды удильщиков приобрели половой паразитизм независимо друг от друга.
Общий предок уже имел к этому первоначальные предпосылки. Фактически, у многих других рыб этого отряда есть карликовые самцы, например, у рыбы-клоуна. Но карлики-самцы паразитируют только на удильщиках. Для достижения этой цели удильщик отказывается от развития приобретенного иммунитета. В противном случае женский организм не сможет принять новый чужеродный орган в мужском виде и просто отвергнет его.
Генетические данные об утрате приобретенного иммунитета в различных популяциях удильщиков указывают на то, что паразитический диморфизм возникает независимо несколько раз. Почему? Потому что половой паразитизм, по сути, явление с положительным эффектом – он помогает быстро найти себе пару, когда это необходимо, что затруднительно в таких темных глубинах, а значит, позволяет быстрее размножаться. Это значит быстрее адаптироваться к сложным условиям и стать более разнообразным.
В нашем Telegram-канале вы можете проголосовать за самые интересные новости по данному вопросу, о которых подробнее мы поговорим в следующем видео.
[Моя] Эволюционная биология Исследования мозга Длинные новости науки и техники Белок Венера Паразит Ангора Рыба Видео YouTube Длинная статья 1Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Новости науки за неделю: Сексуальный паразитизм. Белок из бактерий. Биопроцессор онлайн. Вулканы Венеры. QWERTY №302.