Мамонтовая мышь, космический «картофель» и сердце на подшипнике: новости науки

А вместо сердца — пламенный мотор

Сорокалетний австралиец первым в мире прожил сто дней с искусственным сердцем, пока ждал донорское. На днях ему сделали операцию по пересадке человеческого сердца. По словам врачей, пациент восстанавливается хорошо. Он стал шестым человеком в мире, получившим турбо-сердце BiVACOR, и первым, кто прожил с ним больше месяца. Титановое сердце весит всего 650 граммов. И не бьется, потому что внутри на магнитном подшипнике крутится турбина со скоростью 2000 оборотов в минуту. Невероятно, но факт: сердце не бьется, пульса нет, а человек жив.

Есть и другие искусственные сердца, которые уже полвека используют как временную меру для пациентов, ожидающих пересадки, но есть надежда, что в итоге получится сделать и полноценное искусственное сердце, которое не надо менять. Замена сердца могла бы спасти от преждевременной смерти много миллионов людей, но в мире в год проводится лишь несколько тысяч операций по трансплантации сердца, в первую очередь из-за нехватки донорских сердец.

Мышь вместо мамонта

Биотех-компания Colossal объявила, что ее ученые создали шерстистых мышей, подобных шерстистым мамонтам. Мыши чувствуют себя хорошо, особенно на холоде. 

Colossal — интереснейший проект, о котором мир услышал в 2021 году, когда компания представила свой план по возрождению шерстистого мамонта, а затем тасманийского тигра и птицы додо. Цель Colossal — заниматься спасением планеты путем воссоздания богатых экосистем с участием «воскрешенных» видов. Например, приблизительное подобие мамонта можно сотворить из слона, если изучить геном мамонта и добавить слону хотя бы несколько десятков его генов, связанных с адаптациями к холодному климату. 

Но сначала решили создать устойчивых к холоду мышей, а уж потом браться за слонов. Они своего рода прообраз мамонтов, их эмбрионам Colossal отредактировал семь генов так, чтобы вывести мышек с длинным, густым и шерстистым мехом и ускоренным жировым обменом. Предварительно ученые Colossal идентифицировали гены, связанные с текстурой волос и жировым обменом. Каждая из этих генетических вариаций «уже присутствует у некоторых живых мышей», сказала главный научный сотрудник Colossal Бет Шапиро, но «мы собрали их все вместе в одной мыши».

Как появился Homo sapiens

Вышло еще одно интереснейшее исследование предыстории человечества, выполненное методами сравнительной геномики, которое дает свой ответ на тайну возникновения Homo sapiens. По данным археологии, самые первые сапиенсы, или протосапиенсы, появляются в Африке 300 000 лет назад. Но как они появились?

Недавние исследования приматов показали очень важную роль гибридизации в их видообразовании. Так, серая курносая обезьяна, живущая в горах на юге Китая, возникла, когда золотистая курносая обезьяна спарилась с предками двух других видов этого рода. Или одна из трех групп макак возникла в результате гибридизации двух других. 

А чем мы хуже других приматов? Предыдущие генетические исследования указывали на то, что сапиенсы возникли не в каком-то отдельном месте Африки, а в результате миграций и обмена генами разных африканских популяций.

Новое исследование кембриджских генетиков наполнило эту общую картину деталями. Они изучили массив данных из проекта «1000 геномов», собирающего геномы людей по всему миру, и стали моделировать их происхождение. Исследование геномов показало, что сапиенсы появились путем гибридизации или слияния двух популяций. Исходная популяция наших предков разделилась на две популяции полтора миллиона лет назад, а потом они снова встретились, как раз 300 000 лет назад. За это время обе сильно изменились.

Первая из них, сделавшая основной вклад в наш геном (80% нашей ДНК от них), за это время прошла через очень узкое бутылочное горлышко. Это бутылочное горлышко открыли в прошлом году:  по геномным данным, 930 000 лет назад репродуктивная популяция наших предков вдруг сократилась на 99%, всего лишь до тысячи человек. Такой крохотной она оставалась больше 100 000 лет — по данным геологов, из-за сильного похолодания на планете. От этой же популяции, как показало новое исследование, произошли неандертальцы и денисовцы.

Вторая популяция, которую бутылочное горлышко миновало, внесла в наш геном лишь около 20% генетического материала. Но исследователи считают, что именно их гены, особенно связанные с работой мозга, сыграли важнейшую роль в том, как мы стали собой. 

Авторы работы проанализировали генетические данные и некоторых других видов — летучих мышей, дельфинов, шимпанзе и горилл, и тоже показали, что их эволюция не шла отдельными от прочих видов параллельными путями. Скрещивание и генетический обмен повсюду в животном мире играли ключевую роль в формировании новых видов.

Сатурн утер нос Юпитеру

Сатурн окончательно вырвался вперед в давнем состязании с Юпитером за то, у кого больше спутников.  

В 2023 году у Сатурна насчитали целых 145 лун, и тогда впервые Юпитер со своими 92 спутниками серьезно отстал. А теперь астрономы отчитываются, что обнаружили еще почти столько же. Теперь у Сатурна 274 спутника, что почти вдвое больше, чем у всех остальных планет, вместе взятых.

Но все найденные спутники диаметром 2–4 км, и они не шарообразные, а скорее похожие на картофель разной формы. Эти «картофелины» вращаются вокруг Сатурна по хаотичным далеким орбитам, часто двигаясь в обратном направлении относительно крупных лун планеты. Есть еще тысячи таких спутников диаметром меньше километра. Их пока не умеют искать, но если найдут, то будут ли регистрировать как луны? 

Сейчас все вновь обнаруженные луны официально зарегистрированы Международным астрономическим союзом (МАС), и первооткрыватели получили право дать им имена. МАС дает имена спутникам больше километра в диаметре, но и меньшие не отказывается считать спутниками. Видимо, кому-то в итоге придется произвольно провести границу, отделяющую луны от камней на орбите.

Сверхновые как причина великих вымираний

Два массовых вымирания в истории Земли, вероятно, были вызваны разрушительными последствиями взрывов сверхновых звезд, считают астрономы из Кильского университета в Германии.

Сверхновые вблизи Земли могли стать причиной вымирания в конце девона, 372 млн лет назад, и в ордовике, 445 млн лет назад. Ордовикское вымирание уничтожило 60% морских беспозвоночных (в то время почти вся жизнь была в море), а девонское стерло с лица Земли 70% всех видов. Предыдущие исследования не смогли точно определить причину этих событий, но предполагали, что дело во взрывах сверхновых звезд, которые лишили атмосферу нашей планеты озона, экранирующего разрушительное для живых клеток ультрафиолетовое излучение.

В новой работе астрономы рассчитали частоту вспышек сверхновых в опасном радиусе 65 световых лет от Солнца и обнаружили, что «частота вспышек сверхновых вблизи Земли соответствует частоте массовых вымираний на нашей планете» (не всех, а как раз тех, в которых винили сверхновые). 

Еще несколько миллиардов лет назад в молодой Вселенной вспыхивало столько сверхновых, что развитие жизни, даже если бы она возникла, было очень маловероятным. Возможно, из-за этого мы одни из первых обитателей галактики, которая постепенно будет все больше заселяться. Уже и сейчас в нашей галактике случается примерно один взрыв сверхновой в столетие, а дальше их будет все меньше.

Но дважды Земля едва увернулась. Взорвись сверхновая чуть ближе, вымирание было бы полным. Зато астрономы уверяют, что сейчас взрывы сверхновых нам не грозят, потому что поблизости есть только две звезды, которые могут стать сверхновыми в течение ближайшего миллиона лет: Антарес и Бетельгейзе. Но и они находятся на расстоянии более 500 световых лет: их взрывы, скорее всего, никак не повлияют на нашу планету.