«Business Excellence», ноябрь 2024
Рубрика: Обзор
Идеи, которые ученые «подсмотрели» в живой природе, могут быть использованы в различных областях — от медицины до электроники.
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. Рассказываем, какие современные открытия могут привести к новым инновационным разработкам.
Открытие 1. Блестящие глаза помогают ракообразным прятаться от хищников
Тела некоторых подводных обитателей, например стеклянных кальмаров, прозрачны, что помогает животным прятаться от хищников. Однако есть недостаток — их глаза отражают свет и блестят, что может выдать местонахождение существ. Вместе с тем личинки некоторых видов креветок научились обходить такое неудобство: их глаза скрыты светоуправляемой пластиной, которая эффективно меняет блеск в зависимости от цвета окружающей воды. Таким образом крошечные ракообразные могут стать невидимыми.
Как рассказали ученые в статье, опубликованной журналом Science, креветочные «очки» состоят из микроскопических сфер, отражающих свет как миниатюрные дискошарики, и образуют неорганизованный массив с промежутками между ними, поэтому ракообразные по-прежнему могут видеть. Такой стеклянный щит может отражать разные цвета спектра, от темно-синего до желто-зеленого, в зависимости от потребностей животного в маскировке.
Это открытие поможет найти способы улучшить технологии управления светом в солнечных батареях, дистанционном зондировании и средствах связи. Кроме того, поскольку крошечные стеклянные сферы создают однородный цвет, такие структурные составы могут вдохновить на создание экологически чистых красок или даже лака для ногтей.
Открытие 2. 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 весьма солидное и, чтобы сэкономить энергию, часто летят в воздушных потоках. Кроме того, как сообщают исследователи в журнале PLOS One, дополнительный импульс дает также рисунок крыльев с темными и светлыми цветами: поскольку темные области теплее, а белые прохладнее, вокруг пятен образовываются крошечные закрученные «карманы» воздуха, которые обеспечивают дополнительную подъемную силу и уменьшают сопротивление крыльев бабочек.
Исследователи считают, что имитация белых пятен монархов может помочь инженерам создать более эффективные дроны, которые смогут нести больший по подъемной массе груз.
Открытие 3. Яд гусеницы пробивает дыры в клеточных стенках
Пушистые гусеницы Megalopyge opercularis, чья длина не превышает 3 см, способны так укусить человека, что его 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 здоровые. Однако исследователи предупреждают, что такая работа займет минимум 20 лет.
Открытие 4. 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. Научная статья в журнале Science объясняет, что всё дело в белке HSP47, который реагирует на значительные сезонные изменения: летом он присутствует в медвежьем организме в большом количестве, а зимой практически исчезает. Ученые установили, что HSP47 помогает тромбоцитам связываться с лейкоцитами для борьбы с инфекциями. Таким образом, снижая уровень белка во время спячки, организм медведей создает защиту от образования тромбов.
Исследователи провели эксперимент на людях и попросили их в течение 27 дней соблюдать постельный режим. Результаты показали, что и в человеческом организме 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.
Открытие 5. Растения пустыни вытягивают влагу из воздуха с помощью соли
Если большинство растений в условиях засухи начинают отращивать более длинные корни, то кустарник тамариск избрал другую стратегию: он вытягивает соленую воду из почвы и выделяет соль из собственных листьев. Всё для того, чтобы ночью выделенные соляные кристаллы собирали влагу из воздуха.
В статье журнала Proceedings of the National Academy of Sciences биологи-исследователи сообщают, что это открытие может помочь инженерам улучшить методы извлечения влаги из воздуха в регионах с нехваткой воды.
При этом, как рассказали исследователи в журнале Nature Communications, капли перемещаются по воздуху на 40% быстрее, чем стилус.
Трюк, при котором снаряд летит быстрее, чем его пусковое устройство, называется супердвижением, и его можно использовать в создании более эффективных способов удаления воды из электронных устройств — например, умные часы могли бы стряхивать жидкость посредством вибрации динамика.
Открытие 6. Насекомые разбрасывают жидкость, чтобы сэкономить энергию
Естествоиспытатели 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 — анальном стилусе, который вращается на шарнире, после чего жидкость разбрасывается с огромной скоростью.
Кроме того, супердвижение могло бы вдохновить на создание технологий, предотвращающих запотевание поверхностей очков за счет их вибрации.
Открытие 7. Киты могут восстанавливать ДНК, повышая устойчивость к раку
Биологи обнаружили у гренландских китов два белка, которые могут быть связаны с восстановлением ДНК и повышением устойчивости животных к раку. Как сообщает публикация журнала репринтов ВioRxiv, выяснилось, что у гренландских китов гораздо чаще встречаются белки под названиями CIRBP и RPA2, которые играют роль в восстановлении генов.
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 его найти.
***
РИА «Стандарты и качество»
По вопросам подписки обращайтесь
по тел. +7 (495) 771-66-52, пишите на e-mail: podpiska@mirQ.ru
или оставляйте заявку на нашем сайте https://ria-stk.ru
Присоединяйтесь к сообществам издательства «Стандарты и качество»:
Telegram: https://t.me/riastk
ВКонтакте: https://vk.com/ria_stk
#СТандартыиКачество