Чтобы увидеть объект в электронный микроскоп, нужно поместить его (объект, не микроскоп) в вакуум. Молекулы газов, составляющие воздух, поглощают поток электронов, направленный на объект, — примерно так же, как грязь на окуляре обычного, светового микроскопа поглощает свет и не даёт нам разглядеть, что же лежит на предметном стекле. Понятно, что вакуум — это сверхэкстремальное условие, и необходимо делать на него поправку во всём, что мы видим.
Формирование полимерной защиты от вакуума: вверху — на личинке мухи, внизу — на личинке комара. Посередине — то, что вакуум делает с личинкой комара без защитной плёнки. (Фото авторов работы.)Одно из следствий полного вакуума — обезвоживание. В некоторых случаях с этим можно примириться, но, например, если мы хотим увидеть нечто в живом виде, обезвоживание нам такой возможности не даст. Если говорить, скажем, о мельчайших насекомых, то они, понятно, погибают, а к тому же сильно деформируются. Только тихоходки, известные своей чудовищной выносливостью, способны пережить вакуум.
Но, как оказалось, от иссушающего действия вакуума можно защититься. Исследователи из Медицинской школы Университета Хамамацу (Япония) обнаружили, что личинка дрозофилы, будучи облучена электронами, жила в вакуумной камере микроскопа целый час. Без облучения личинка, как обычно, обезвоживалась и погибала. При ближайшем рассмотрении выяснилось, что электроны модифицируют покровы личинки: молекулы на поверхности тела полимеризуются, образуя что-то вроде дополнительного сплошного чехла (или, если угодно, скафандра). Этот полимерный скафандр был достаточно гибок, чтобы личинка могла двигаться, но при этом не выпускал из её тела ни газ, ни воду. И был довольно прочен, не разрушаясь от прикосновений.
Однако личинкам дрозофил, можно сказать, повезло: на их теле есть такие вещества, которые могут полимеризоваться и образовать «скафандр». А можно ли сделать нечто подобное из искусственных материалов? Учёные под руководством Такахико Хариями поставили следующий опыт: взяли личинку комара, у которой не может быть своего «скафандра», окунули в раствор полисорбата 20 (Tween 20) и облучили электронами. Полисорбат 20 — поверхностно активное вещество, используемое в косметической и пищевой промышленности как растворитель, эмульгатор и детергент. Оказалось, его можно использовать ещё и как защиту от вакуума: после всех обработок личинка комара в течение получаса выдерживала «космические» условия. Без полимерного костюма личинки погибали за несколько минут.
Как пишут исследователи в журнале PNAS, они экспериментировали с разными животными, от муравьёв до плоских червей, и во всех случаях искусственный полимерный костюм успешно защищал какое-то время от иссушающего действия вакуума. Теперь учёные думают над тем, как модифицировать этот «скафандр» так, чтобы он предохранял не только от вакуума, но и от радиации. Если это удастся, то мельчайшие органы и, возможно, клетки можно будет наблюдать в электронном микроскопе в живом виде, что до сих пор было немыслимо: вакуум и радиация делают всякую жизнь в камере микроскопа невозможной.
Если оторваться от микроскопа и, образно говоря, поднять глаза к небу, то можно представить, как мельчайшие насекомые плывут в космическом пространстве, будучи защищены такими вот полимерными скафандрами. Иными словами, насекомые могут, подобно своим фантастическим потомкам зергам, совершать космические путешествия. Хотя стоит, наверное, сразу предостеречь от излишне смелых фантазий: открытый космос — всё-таки не камера электронного микроскопа.
В 1970-е годы британский эпидемиолог Ричард Пето из Оксфорда обратил внимание, что вероятность раковых заболеваний у крупных животных ничуть не больше, чем у мелких. Между тем всё должно было быть...
Прямо сейчас, когда вы читаете эанную статью, в застенках Центра молекулярной терапии Северо-Западного университета (США) учёные щекочут крыс. Зачем? Чтобы создать таблетку счастья. В то же время, возможно, удастся доказать,...
Меч-рыба, или меченос (Xiphias gladius) — крупная и быстрая хищная морская рыба. В длину она может достигать 4,55 м при весе 650 кг. Скорость ее плавания точно не измерена; по приблизительным данным, она может составлять 99 км/ч. Ранее...
Специалисты NASA заявили, что в 2014 году площадь льдов вокруг Антарктики достигла максимального значения за последние 30 лет. Этот факт не противоречит теории глобального потепления, считают ученые.
В 2014 году вокруг...
Большинство бактерий имеют клеточную стенку — слоистую структуру, состоящую из сложномодифицированных углеводов и окружающую клетку поверх плазматической мембраны. Собственно говоря, в норме у всех бактерий такая стенка есть, и считается,...
На протяжении многих лет мощная атмосфера Титана, насыщенная метаном и азотом, не позволяла астрономам увидеть, что находится под ней. Самый большой спутник Сатурна выглядел в телескопе туманным оранжевым шаром.
В 2004…
Группа китайских инженеров под руководством С.Ц. Куна (X.Q. Kong) из Ляонингского технологического университета исследовала, что позволяет комарам ходить по воде аки посуху. Свои результаты они опубликовали в журнале AIP Advances.
ВодомеркаХорошо известно, что…
Культурные эволюции бывают не только у людей, но и у птиц. Зоологи из Гвельфского университета (Канада) обнаружили, что саванные овсянки Passerculus sandwichiensis на протяжении поколений меняют свои песни и передают…
Они живут на разных концах планеты, но любовь сильнее: анализ ДНК кита, пойманного норвежскими охотниками, показал, что это гибрид, произведённый на свет представителями антарктической и северной разновидностей малых полосатиков.
Малый полосатик…
Большая международная группа ученых представила результаты исследования, опровергающего устоявшиеся представления об истории заселения островов Полинезии. По новым данным, люди пришли туда из Восточной Азии. Статья ученых опубликована в журнале Nature.
Исследователи…
Почему Эверест такой высокий? Оказывается, объяснить это очень просто: возьмите тюбик зубной пасты, сдавите и согните его. Вот примерно то же самое происходило, когда Индия врезалась в Азию: в месте…
Биологи впервые открыли животных, которые могут произвольно менять цвет откладываемых яиц. Такими животными оказались самки клопов-щитников - они выбирают цвет будущей кладки в зависимости от свойств субстрата.
Клоп-щитникОб этом сообщается в…
Зигзагообразный узор на паутине многих пауков-кругопрядов хорошо отражает ультрафиолет. Как полагают зоологи, это помогает паукам ловить насекомых-опылителей, чьи глаза настроены на этот диапазон.
Паук-оса на паутине со стабилиментумом (фото Mr.Enjoy)Многие кругопряды,…
Многие органы в нашем теле настолько замысловаты, что кажется невероятным их возникновение в результате постепенного усложнения более простых структур. Причём дело не столько во множестве элементов, сколько в их спаянности…