Грунтові бактерії використовують білки для живлення нанодротів, утворюючи підземну електричну мережу, яка підтримує життя та впливає на викиди метану.

Щоб «дихати» в середовищі без кисню, бактерії в землі під нашими ногами залежать від однієї сім’ї білків, які передають надлишок електронів, утворених під час «спалювання» поживних речовин, до електричних волосків, які називаються нанодротами, що стирчать з їхньої поверхні. дослідники Єльського університету та Школи науки і технологій NOVA Лісабонського університету NOVA (NOVA-FCT).

Це сімейство білків, по суті, діє як пробки, які живлять ці нанодроти, щоб створити природну електричну мережу глибоко всередині Землі, яка дозволяє багатьом типам мікробів виживати та підтримувати життя, сказав один зі старших авторів нового дослідження Ніхіл Малванкар, доцент. кафедри молекулярної біофізики та біохімії Йельського університету та Інституту мікробних наук, і Карлос Салгейро, повний професор NOVA-FCT.

Наука про виживання: мікробні нанодроти

Лабораторії Малванкара та лабораторії Салгейро ретельно вивчили компоненти цієї мікробної електричної мережі. Однак було незрозуміло, як бактерії можуть передавати надлишок електронів, утворених метаболічною активністю, на нанодроти, що виступають з їх поверхні та з’єднуються з мінералами чи сусідами. Вони виявили, що багато видів ґрунтових бактерій залежать від однієї, широко поширеної родини цитохромів усередині їхніх тіл, щоб заряджати нанодроти.

Вплив на навколишнє середовище та майбутній потенціал

Розуміння деталей цієї зарядки нанодроту є важливим для потенційного розвитку нових джерел енергії та нових біоматеріалів та його впливу на навколишнє середовище. Мальванкар і Салгейро відзначають, що мікроби поглинають 80% метану в океані, який є основним фактором глобального потепління, який виділяється з дна океану. Проте на мікроби на поверхні Землі припадає 50% викидів метану в атмосферу. За їх словами, розуміння різних метаболічних процесів може допомогти зменшити викиди метану.

Про дослідження повідомляється в журналі Nature Communications . Цією роботою керували співавтори Пілар Портела та Кетрін Шиппс, а також Конг Шен і Вішок Срікант.

Китайські вчені презентували революційний пристрій, який генерує лазерні промені звукових хвиль, надзвичайно потужніші та вужчі за будь-які інші створені до цього «фононні лазери». Цей лазер, сконструйований на основі мікроскопічної кульки, оточеної відбивною порожниною та стимульованої електродом, здатен випромінювати звукові частинки — фонони — з небаченою досі інтенсивністю.

Концепція фононного лазера базується на принципах квантової механіки і використанні кетозу для генерації звукових хвиль, аналогічних до світлових фотонів у традиційних лазерах. Цей прорив був здійснений Хуей Цзіном з Хунаньського педагогічного університету та його командою, які вдосконалили технологію, дозволивши їй виробляти щільніші та довготриваліші звукові промені.

Центральним елементом системи є кварцова кулька, не більша за звичайну бактерію, яка, будучи розташована у спеціально розробленій відбивній порожнині та впливаючи на неї електромагнітними хвилями через електрод, ініціює створення фононів. Ці звукові частинки потім захоплюються порожниною та підсилюються до моменту формування потужного лазерного променя.

Унікальність цього пристрою полягає у його здатності генерувати фонони з значно вищою «яскравістю» та щільністю променя, ніж це було можливо раніше, що робить його потенційно корисним для застосувань у біомедицині та глибоководному моніторингу завдяки здатності фононів ефективніше передаватися через рідини.

Однак, як зазначає Річард Норте з Делфтського технологічного університету, перед комерційним використанням фононних лазерів стоїть ряд викликів, пов’язаних з їх складністю та необхідністю подальших досліджень та розробок. Лише час покаже, чи зможуть фононні лазери мати такий самий революційний вплив на сучасне життя, як і їх оптичні аналоги. Зокрема, існує необхідність у створенні більш простих і доступних експериментальних установок, що дозволять інтегрувати фононні лазери в різноманітні практичні застосування.

Незважаючи на ці виклики, потенціал фононних лазерів залишається величезним. Їхні унікальні властивості можуть відкрити нові горизонти в медичних дослідженнях, зокрема у візуалізації тканин організму та вивченні молекулярних процесів. Крім того, фононні лазери можуть знайти застосування в розвитку нових комунікаційних технологій та у системах точного вимірювання.

У підсумку, хоча фононні лазери ще знаходяться на ранніх етапах розвитку, їхня здатність виробляти високоякісні звукові промені вже зараз демонструє значний науковий і технологічний інтерес. Продовження досліджень у цій галузі обіцяє відкриття нових можливостей для використання звуку на квантовому рівні.

У 16-му столітті в Італії жінка, яку охрестили як “вампірку”, отримала нове “життя” через сучасні методи візуалізації обличчя. Її останки, знайдені з камінною цеглиною у роті у масовій могилі чумних жертв, натякали на те, що давні спільноти могли вважати її джерелом недуги через передбачувану здатність до кровопитства. Вважається, що ця практика була спробою усунути її здатність шкодити іншим посмертно.

Її рештки вперше відкопали у 2006 році на острові Лаццаретто Нуово, який колись слугував притулком для чумних і став кладовищем під час епідемії 1576 року. Ця епоха, навіть за століття до публікації “Дракули” Брема Стокера, була охоплена вампірською істерією, з огляду на пошук винних у поширенні смертоносних захворювань.

Гнилисні останки, які часто мали вигляд, ніби вони “випивали” кров, та змінені тканини, що могли викликати уявлення про вампірство, підживлювали цю істерію. Дослідження у 2010 році припустило, що цеглину у роті жінки могли розмістити свідомо, щоб запобігти її “поширенню” чуми.

Особистість жінки була відновлена з допомогою 3D-моделювання. Сісеро Мораєс, фахівець з кримінальної реконструкції обличчя, використав вимірювання черепа для створення точної моделі, доповненої цифровими методами для досягнення реалістичності.

Дослідження кісток жінки вказувало на її вік понад 60 років та простий раціон, багатий овочами та зерновими, що могло свідчити про її невисокий соціальний статус. Ця деталь вносить додатковий вимір у спроби зрозуміти, чому саме її могли вважати вампіром. Це також підкреслює, як соціальні умови та переконання могли впливати на погляди людей щодо хвороб та їхніх причин.

Втім подальші дослідження показують, що присутність цеглини в роті могла бути випадковою або виникнути внаслідок низки обставин, що не мають прямого зв’язку з віруваннями про вампірство. Це ставить під сумнів пряме приписування таких практик до звичаїв чи вірувань певної епохи, вказуючи на складність історичного контексту та межі нашого розуміння минулого.

Реконструкція обличчя, здійснена Сісеро Мораєсом, не лише відкриває обличчя жінки світу після століть в забутті, але й демонструє потужність сучасних технологій у дослідженні історії. З використанням 3D-моделювання та комп’ютерної томографії, Мораєс зміг відтворити не лише фізіономію жінки, але й взяти участь у вирішенні питань щодо обставин її поховання.

Хоча реконструкція обличчя і дослідження контексту поховання не дають вичерпних відповідей на всі питання, вони проливають світло на складні вірування та обряди минулих спільнот. Вони також засвідчують, як наші інтерпретації історичних подій та практик можуть змінюватися з появою нових даних та технологій. Джерело