Итоги-2018: Научные открытия года

Исследования микроорганизмов в недрах Земли и новый динозавр

Самое интересное, кажется, произошло в последние месяцы 2018-го. Все заговорили об исследованиях микроорганизмов в недрах Земли, которые по оценкам составляют 70% биомассы. А это, например, тысячи неизвестных науке видов бактерий.

Вторая тема, которая радовала, — динозавры. В Южной Африке обнаружили и описали новый вид — огромного 12-тоннового Ledumahadi. Он жил около 200 миллионов лет назад, возможно, был хищником, и назвали его красиво: «Гигантский удар грома на рассвете». В Китае обнаружили динозавра юрского периода с радужным оперением на теле. И разноцветную окраску яиц, как выяснилось, птицы тоже унаследовали от динозавров. Ничего «шокирующего» не опубликовали, но мы стали лучше понимать систематику и эволюцию динозавров (и удаленность сценаристов «Юрских периодов» от научных консультантов).

А «моё» событие №1 произошло в Белом доме. В конце ноября пресс-секретарь Сара Сандерс назвала правительственный доклад о последствиях изменения климата «не основанным на фактах». Во-первых, это просто красивое манипулирование понятием «факт». Во-вторых, напомню, что ранее США вышли из Парижских соглашений по климату. Если мы должны обсуждать открытия, то это открытие всей глубины человеческой глупости. Изменение климата — не только одна из главных научных тем, но и, по понятным причинам, большая общественная проблема. Как и в случае вакцинации, это всегда выбор, на чем вы хотите делать бизнес: на своём скептицизме сегодня или на «на маленьких детских гробиках» завтра.

Анна Козыревская

Этические правила для беспилотников и новые результаты «зефирного» теста

Начать, наверное, стоит с дисклеймера — я не учёный, а журналист, и мой выбор очень субъективен. Сейчас мне хочется выделить пару новостей этого года в поведенческой экономике, которые поднимают важные этические и философские вопросы.

Одной из самых провоцирующих на размышления новостей года для меня стало опубликованное летом опровержение результатов знаменитого «зефирного теста», который показывал прямую корреляцию между способностью ребенка выбрать отложенное вознаграждение вместо мгновенного и его дальнейшими успехами в жизни. Эксперимент неоднократно упоминался во всевозможных мануалах по развитию силы воли и полезных привычек. В большинстве интерпретаций, насколько я знаю, расклад выглядел так: некоторые из нас выиграли в нейробиологическую лотерею и у них выше стартовые шансы преуспеть, а другим остается нарочно прокачивать силу воли и надеяться, что сработает.

Но повторный эксперимент на гораздо большей и более качественной выборке (900 детей из разных социальных групп против 90 детей из детсадика при Стэндфордском университете, где работал Мишел) показал, что сильнее всего способность устоять перед сиюминутным искушением коррелирует с доходами семьи: чем он выше, тем большую выдержку демонстрируют дети. Возможно, потому что зефирка не является для них такой уж ценностью (есть и исследования на взрослых, подтверждающие, что низкий достаток подавляет стратегическое мышление и повышает чувствительность к сиюминутным искушениям). Это не означает, что сама по себе способность прикладывать усилия ради отложенного вознаграждения не даёт преимуществ. Но на эту способность социально-экономические условия, судя по всему, влияют больше, чем психологи предполагали ранее. А это ставит новые вопросы о социальной справедливости и побуждает с куда большим сочувствием относиться к людям, которые не сумели вырваться из неблагополучной среды.

Дарья Варламова

Возможно, развивающийся искусственный интеллект в будущем станет принимать более объективные и справедливые решения, чем мы, простые смертные. Но пока он может учиться этике только у нас. И тут возникла загвоздка — учёные из Массачусетского технологического университета запустили проект Moral Machine, позволяющий интернет-пользователям выбирать этические правила для беспилотного автомобиля. Проект предлагает прекрасный набор вариаций на тему дилеммы вагонетки (да, я тоже участвовала в исследовании): на чашу весов можно класть пол, возраст, социальный статус, физическую форму и даже видовую принадлежность потенциально пострадавших (вы можете предпочесть котиков людям, например).

В итоге учёные собрали мнения 2,3 миллиона людей из более чем 200 стран и выяснили, что универсальная мораль — видимо, недостижимая утопия: мнения на тему справедливости очень сильно разошлись. Создатели проекта пытались искать связь между этическим выбором респондента и его полом, возрастом, политическими взглядами, уровнем образования, религиозностью и доходом — и не нашли.

Но зато оказалось, что тут играет роль национальный менталитет. Например, в странах с коллективистскими установками люди чаще склонны спасать людей старшего возраста, а в странах развитого индивидуализма — детей. В более богатых и спокойных государствах жители чаще предпочитают спасать законопослушных граждан, чем в бедных и криминализированных и так далее. Возможно, на практике придется вводить разные правила для разных регионов — а пока это актуальный повод поразмышлять о природе человеческого выбора и том, до какой степени могут найти общий язык представители разных культур.

Дарья Варламова

Новый подход к лечению рака, подтверждение существования Облаков Кордылевского

Я не буду очень подробно расписывать важность перечисленных открытий. Для большинства читателей, думаю, она будет и так очевидна.

Каждый год я настаиваю на том, что самые серьёзные и классные открытия делаются в медицине. И я рад, что уже несколько лет подряд на этом поле человечество совершает прорывы. Джеймс Эллисон и Тасуко Хондзе получили Нобелевскую премию за новый подход к лечению злокачественных опухолей: тех, с которыми мы ранее не умели бороться. Рак остаётся вторым врагом нашего вида после нас самих, а это исследование ещё на один шаг приближает нас к победе. К слову, Нобелевская премия по химии тоже относится к биологии и медицине: мы научились методом подбора создавать белковые ферменты, которые (за счёт регулирования химических процессов в организме) тоже способны упростить борьбу с раком. И пускай сами открытия были сделаны более десяти лет назад, применять их начинают лишь сейчас. Ну и премии выдавать.

Хотелось бы написать что-то о космосе. Но здесь в этом году каких-то радикальных прорывов не было: при помощи наблюдений подтвердили общую теорию относительности, хорошо показала себя адаптивная оптика на очень большом телескопе Европейской южной обсерватории, успешно прошла посадка платформы Nasa InSight на Марс. Станция OSIRIS-REx прибыла к астероиду Бенну. Было подтверждено существование облаков Кордылевского в точках Лагранжа L4 и L5 системы Земля-Луна: можно сказать, что это пылевые спутники нашей планеты. Да, это всё важные события, но что-то действительно крутое, судя по всему, Вселенная припасла на предстоящие годы.

Павел Поцелуев

Отрыгивающие личинки и пакет на дне Марианской впадины

Золотое правило составления любых топов — от самых дорогих часов до самых плохо одетых знаменитостей — это чёткая формулировка принципа отбора. Есть этот критерий — всё понятно. Нет — непонятно ничего, все недовольны. С научными новостями ситуация ещё хуже: топы составляют журналисты, новости приходится сравнивать из разных областей (вот попробуйте разобраться, что важнее — дрозофилы или гипотеза Римана), в общем, всё очень сложно. Поэтому я поступил просто: вот вам пять самых важных и интересных новостей по моему мнению.

Женская грудь и первая помощь

Клиническая смерть — это остановка сердца и дыхания. Сердечно-легочная реанимация — это комплекс мер, призванных обратить клиническую смерть (которая считается переходным этапом между, собственно, жизнью и смертью). Реанимация включает в себя как искусственное дыхание, так и непрямой (это важно, есть ещё прямой, это когда хирург массирует сердце прямо внутри раскрытой грудной клетки) массаж сердца. Если вы, вдруг, не проходили курсы первой помощи, то очень советуем их пройти, потому что оказание первой помощи в первые же моменты после остановки сердца является важнейшим для дальнейшего выживания человека.

Так вот, в 2018 году учёные из American Heart Association проанализировали данные о 19331 случае остановки сердца дома или в публичных местах и выяснили. В стенах дома первая помощь была оказана 35% женщин и 36% мужчин — тут никакой разницы. А вот в публичных местах первую помощь получали 45% мужчин и 39% женщин. Разница уже ощутимая. А в пересчете на вероятность выжить она и того больше — если вы мужчина, вероятность выжить в случае сердечного приступа на улице у вас будет на 23% больше, чем у женщины.

Спустя несколько месяцев после публикации этой работы на конференции той же американской ассоциации были представлены первые результаты социологического исследования, призванного разобраться в причинах этой разницы. Так как выборка в предварительном докладе была небольшой – в 2019 обещают статью уже с бóльшим количеством опрошенных — её выводы можно отнести к спекуляции. Однако, они на редкость ожидаемы — прохожих смущает грудь. При этом мужчин она смущает в контексте сексуальных домогательств, в то время как женщин — в контексте потенциального вреда. В принципе, выводы довольно ожидаемы. Если кто из читателей будет проходить тренировку по оказанию первой помощи, он может обратить внимание на то, что манекены, на которых тренируются, это мужчины. При этом, разумеется, оказание первой помощи даже женщине с очень большой грудью устроено абсолютно так же, как оказание помощи мужчине — точка, на которую нужно давить при непрямом массаже сердца, находится на оси симметрии, то есть между грудями.

Андрей Коняев

Личинки-уклонисты и борьба с внешним врагом

Есть такое насекомое — сосновый пилильщик. Начинает он свою жизнь как личинка — такая похожая на гусеницу штука. Личинки живут коллективно на сосне и отличаются от остальных насекомых тем, что умеют (опять же, коллективно) отбиваться от своих главных врагов — птиц. Делают они это с помощью отрыжки липкой жидкостью, содержащей вещества терпены из поедаемой ими сосны. Когда отрыгивает много личинок сразу, между ними и нападающим внешним врагом образуется липкий токсичный барьер, который мешает поймать отдельное насекомое.

Раньше уже было доказано, что коллективная оборона позволяет насекомым вместе выживать. То есть личинки вместе – сильнее, чем по отдельности. Проблема только в том, что подобная отрыжка — вещь для личинок довольно непростая, отбирающая, условно, много сил. Поэтому не все личинки участвуют в обороне от внешнего врага — некоторые предпочитают уклоняться. В новой работе ученым удалось обнаружить, что участие в коллективной обороне действительно плохо сказывается на иммунной системе личинок. Поэтому, в итоге, выживаемость уклонистов оказывается выше. То есть тот, кто не хочет вместе со всеми воевать, может дожить до старости.

Андрей Коняев

Пакет в Марианской впадине

В год человечество производит по разным подсчётам 300-400 миллионов тонн пластика. Существенная часть этой массы — это одноразовая упаковка, трубочки, стаканчики и всем нам привычные пластиковые пакеты. Утилизация пластика практически не проводится – его либо сжигают (что, понятное дело, не очень хорошо для атмосферы), либо выбрасывают. Так как с экологией в развивающихся странах не очень, то пластиковый мусор там оказывается в реках и, в конечном итоге, попадает в Мировой океан. Под воздействием воды, температуры и многих других факторов пластик распадается на микрочастицы. Сейчас есть много исследований, которые показывают, как далеко пластиковые частицы проникли в биосферу. Если коротко, то пластик вокруг нас — его находят в рыбе, мясе, в человеческом кале. Мы пропускаем через себя такие частицы. Что это означает, насколько это опасно, пока не очень понятно — этот вопрос продолжает изучаться. Но, например, лично мне эта ситуация не очень приятна.

Впрочем, загрязнение происходит и на микроуровне. В этом году пластик нашли во время обследования Марианской впадины — самого глубокого места на планете. Разумеется, на глубине почти 11 километров нашли куски типичного пакета из супермаркета. В общем, ходить в магазин лучше со своим пакетом.

Андрей Коняев

Осьминоги под MDMA

Действие всех наркотиков на человека связано с биохимией мозга, то есть с теми химическими процессами, которые там происходят. Мы знаем, что некоторые наркотики действуют и на другие виды животных - скажем, кокаин действует на мышей примерно так же, как и на человека. И примерно так же вызывает зависимость. Что, разумеется, для нас (не для мышей) хорошая новость — у людей есть модельный организм для изучения воздействия наркотиков на людей.

Некоторое время назад, при расшифровке генома калифорнийского двупятнистого осьминога ученые обнаружили ген, который является ортологом (эволюционно близким геном) человеческого SLC6A4. Этот ген кодирует производство одноименного белка, который в мозгу выполняет роль транспорта для серотонина. Кроме этого именно к SLC6A4 лепится молекула метилендиоксиметамфетамина, она же молекула MDMA. Поэтому ученые решили выяснить — действует ли MDMA на осьминогов и если действует, то как?

Самца осьминога поместили в трехкамерный аквариум: сама особь находилась в центральной комнате, а в комнатах по бокам от нее был либо новый предмет, либо новая незнакомая особь. Незнакомая особь могла быть как самкой, так и самцом. Оказалось, что самка привлекает осьминогов больше, чем предмет: в её компании подопытный проводил около 20 минут из 30 экспериментальных, уделяя внимание новому предмету в течение не больше пяти минут. Незнакомый самец интересовал осьминога гораздо меньше, чем неодушевленный предмет: в его компании он провел чуть меньше десяти минут, предпочитая в остальное время исследовать предмет или находиться в одиночестве. Ситуация поменялась после того, как в воде растворили MDMA. Оказалось, что в этом случае осьминога больше интересует самец, чем предмет. То есть под MDMA осьминоги оказались более социальные, то есть наркотик на них действовал.

Андрей Коняев

Ложный вакуум и конец всего

В представлении квантовой механики вакуум — это не пустота. Вакуум пронизан полем Хиггса, которое мешает некоторым частицам ускоряться и придаёт им массу. То есть энергия такого вакуума не минимальна. Поэтому говорят, что наша Вселенная живет в так называемом ложном вакууме. При этом при достаточно высоких энергиях рядом с ложным вакуумом — рядом, в смысле физического состояния — образуется еще один, истинный вакуум. Так как законы квантовой механики разрешают туннелирование — то есть переход из одного состояния в другое «сквозь» барьер, то в той точке Вселенной, где присутствует эта самая высокая энергия, возможно такое туннелирование. Говорят, что в этой точке происходит распад ложного вакуума. Визуально это должно выглядеть как рождение пузыря, который может начать расширяться, излучая энергию (состояние истинного вакуума содержит сильно меньше энергии, чем состояние ложного вакуума). Ну или сжиматься и исчезать. В общем-то, суть новости, о которой идет речь, заключается в новом подсчете скорости распада ложного вакуума. То есть скорости роста или схлопывания пузырька. Ну а на самом деле, конечно, это просто повод рассказать о том, как может закончиться Вселенная — в виде гигантского растущего шара истинного вакуума.

Андрей Коняев