Лауреат Премии Правительства Москвы молодым ученым - старший научный сотрудник Института микробиологии им. С.Н. Виноградского РАН Максим Муравьев - разработал уникальную технологию по извлечению золота и цветных металлов из отходов горно-металлургического производства при помощи бактерий. Проект решает сразу три задачи: повышение уровня добычи полезных ископаемых, совершенствование процесса утилизации отходов, а также защиты окружающей среды.

Заказчиком соответствующего исследования выступила Уральская горно-металлургическая компания (УГМК), которая серьезно озаботилась вопросом переработки отходов металлургического производства и поставила задачу обеспечить безопасное для окружающей среды, низкозатратное, но при этом эффективное извлечение остатков цветных и благородных металлов. При этом уменьшить выделение токсичных тяжелых металлов в почву и грунтовые воды. Задача осложнялась тем, что силикаты, образующиеся после плавки руды, являются легкорастворимыми и при их обработке образуется гелеобразные соединения, что делает бессмысленными все попытки фильтрования и разделения фракций. Однако коллектив под управлением Муравьева смог найти способ, предотвращающий образование гелей: при использовании окислителя, полученного с помощью специальных микробов, можно воспрепятствовать образованию силикатного геля из шлаков.

Сам по себе процесс добычи меди достаточно прост. После измельчения медной руды начинается процесс ее обогащения. Если в руде содержится, например, 0,5% меди, то нужно довести ее содержание в концентрате примерно до 40%. После этой процедуры образуется огромное количество отходов, - которые больше не содержат легкоизвлекаемого ценного компонента и складируются в отвалы. Однако с точки зрения рационального природопользования эти отходы являются потенциальными источниками для извлечения остаточного сырья. Московский ученый Максим Муравьев описал возможность применения для этого специальных бактерий.

Сейчас, помимо УГМК, Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского тесно сотрудничает еще с несколькими крупными российскими предприятиями. В частности, проводятся исследования по извлечению золота с помощью микробов из богатой руды. Также налажено сотрудничество с Навоийским горно-металлургическим комбинатом в Узбекистане, извлекающим золото из руд месторождений Кокпатасс и Даугызтау.

Начальным поводом для работы с отходами послужило скопление большого количества отходов за десятки лет горно-металлургического производства. Они занимают гигантские территории и являются чрезвычайно токсичными для окружающей среды. Медь и цинк – это тяжелые металлы, которые нарушают

биохимические процессы в живых организмах, что ведет к гибели всего живого вокруг, поэтому на месте отвалов, намного километров по периметру, образуется зона отчуждения. А с получением новой технологии эти отходы автоматически превращаются в сырье, из которого проще и дешевле извлекать цветные и ценные металлы.

«Результаты исследований московских ученых находят применение во многих отраслях экономики и используются для решения самых разных задач. Поэтому неудивительно, что одна из разработок востребована на Урале и даже за пределами страны», - отметил руководитель Департамента науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы Олег Бочаров. 

С подробной информацией о Премии Правительства Москвы молодым ученым, а также работами победителей можно ознакомиться на сайтах dnpp.mos.ru и молодыеученые.рф

ГБУ г. Москвы «Центр инновационного развития» при Департаменте науки, промышленной политики и предпринимательства города Москвы

Палеонтологи откопали в Эфиопии челюсть древнейшего представителя рода Homo. Он был переходным звеном между австралопитеками и людьми.

Челюсть древнейшего человекаОписание находки, сделанной учеными из Университета штата Аризона, опубликовано в свежем выпуске журнала Science.

Древнейшими людьми, относящимися к роду Homo, до настоящего времени считались H. habilis, однако их происхождение оставалось неизвестным. Дело в том, что ископаемые гоминиды очень плохо представлены в отложениях возрастом 2-3 миллиона лет, когда, по оценкам ученых, и должны были произойти первые люди.

Находка, сделанная в январе 2013 года в долине Афар (Эфиопия), заполняет этот пробел. Она представляет собой левую половину нижней челюсти с несколькими зубами. Радиоуглеродный анализ показал, что экземпляр (он получил номер LD 350-1) происходит из слоев возрастом 2,80-2,75 миллиона лет, то есть эта челюсть почти на 400 тысяч лет старше самых древних из известных на сегодня останков рода Homo.

Судя по строению зубов, обладатель этой челюсти был человеком, но при этом обладал некоторыми признаками, сближавшими его с австралопитеками A. afarensis. Самые поздние представители этого вида возрастом 3 миллиона лет были найдены неподалеку, в эфиопском местечке Хадар.

Кости антилоп, слонов, крокодилов и других позвоночных, обнаруженные рядом с LD 350-1 и в более молодых слоях, позволили ученым реконструировать климатическую историю региона. Выяснилось, что в период 2,8-2,5 миллионов лет здесь установились значительно более засушливые условия, чем раньше. Возможно, этот сдвиг и «подхлестнул» эволюцию человека.

Источник: infox.ru

Ученые впервые создали трехмерную реконструкцию внутреннего устройства гигантского мимивируса. Аналогичная методика позволит работать также с вирусами, вызывающими герпес и СПИД.

Строение мимивирусаОб этом говорится в статье шведских специалистов из Университета Упсалы, опубликованной в журнале Physical Review Letters.

Мимивирусы - это открытые недавно гигансткие вирусы, которые по размерам превосходят некоторых бактерий и имеют длинный геном, насчитывающий около 1000 генов. Трехмерную реконструкцию внешней белковой оболочки мимивирусов ученые получили давно, однако их внутреннее устройство до сих пор оставалось неизвестным.

Авторы статьи решили это исправить, работая с мимивирусами амеб. Специалисты помещали вирусные частицы в специальный аэрозоль, просвечивая его рентгеновским излучением с помощью лазера. Компьютерная программа послойно «склеила» полученные изображения в единую трехмерную модель.

Выяснилось, что белковый материал внутри мимивируса распределен неравномерно - у одной стенки он сгруппирован плотнее, чем у другой. Размер мимивируса составляет около 450 нанометров, но ученые надеются, что аналогичная методика позволит изучить внутреннее строение вирусных частиц размерами от 30 до 300 нанометров. К этому размерному классу относятся, например, вирус герпеса и ВИЧ.

Напомним, недавно ученые обнаружили на Чукотке неизвестных науке гигантских вирусов. Даже после 30 000 лет пребывания в вечной мерзлоте вирусы не утратили своих патогенных свойств.

Источник: infox.ru

Биолог Лесли Восшол (Leslie Vosshall) и его коллеги из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке (США), обнаружили причины страстной любви комаров к роду человеческому. Выяснилось, что назойливыми поклонниками мы обязаны сюлкатону (sulcaton) — веществу, входящему в состав человеческого пота и характерно только для человека. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

КомарикиИсследователи выделили группу из 14 генов в геноме комара, которые определяют их пристрастие к людям. Они также определили один специфический рецептор, чувствительный к запаху человеческой кожи, названный Or4. Он был активен у тех насекомых, которых отличало пристрастие к человеческой крови. Исследователи нашли связь между этим рецептором и одним из множества веществ, выделяемых вместе с человеческим потом. Это стало ключом к пониманию того, что заставляет некоторые виды комаров реагировать на присутствие человека.

Ученые обнаружили, что некоторые современные москиты черного цвета, которые питаются в основном кровью лесных животных, не проявляют интереса к сюлкатону, в то время как коричневые комары, обитающие вблизи человеческих поселений в Африке, очень чувствительны к нему. По словам Лесли Восшола, эти москиты появляются на свет с врожденной «любовью» к человеческой крови. Он считает, что для комаров это был, действительно, верный эволюционный шаг. Ведь, в сущности, наша среда предполагает идеальные условия для жизни кровососущих насекомых — у нас всегда есть вода, и, что немаловажно, наши тела не покрыты шерстью.

В общем, много тысяч лет назад кровососущие насекомые научились реагировать на источник неповторимого запаха где-то рядом, ведь он обещает источник доступной и, по-видимому, очень вкусной еды. И этой едой оказался человек.

Источник: Научная Россия

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 комары, москиты и другие полуводные насекомые могут легко останавливаться и передвигаться на поверхности воды. Однако до сих пор не был в точности понятен механизм этой способности. Исследование Куна и его коллег показало, что это происходит благодаря особенностям строения ног этих насекомых, которые состоят из 3 частей: бедра, голени и лапки, в некотором роде, ступни.

Чтобы определить, какой максимальный вес может оставаться на поверхности воды благодаря лапкам, была проведена серия опытов с отрезанными частями лапок подопытных насекомых. Оказалось, что половина лапки может выдержать вес в 10 раз превосходящий вес комара, а полная — вес в 23 комара. Все зависело от того, под каким углом находится лапка к поверхности воды. За регулировку угла, как показало исследование, отвечает комариное бедро.

Все это позволяет комару не только стоять на поверхности воды, но и перемещаться по ней, изменяя угол между лапкой и поверхностью воды. Их исследование, как считают ученые, в дальнейшем может позволить разработать систему скольжения по воде, устроенную по принципу ноги комара.

Источник: Научная Россия

Загадочное семейство морских животных Chancelloriidae, живших в кембрийском периоде, долгое время считали близкими родственниками губок. Однако новое исследование показывает, что по своему строению ханцеллорииды чем-то ближе к кораллам, а чем-то – к кактусам.

Слева направо: Chancelloria eros, Allonnia tintinopsis и Archiasterella coriacea. Реконструкция: Pollyanna von Knorring  Профессор палеозоологии шведского музея естественной истории Стефан Бенгтсон и руководитель отдела палеобиологии Королевского музея Онтарио Десмонд Коллинз устроили тихую революцию в одной из самых динамично развивающихся областей палеонтологии – изучении кембрийских животных. Они методично пересмотрели как известные прежде материалы из знаменитых канадских сланцев Burgess Shale, так и несколько сотен новых образцов Chancelloriidae, собранных экспедициями с 1975 по 2000 год. Результаты их совместной работы заметно меняют наши представления об этой группе ископаемых.

 Обычно от ханцеллориид остаются отпечатки дирежаблеобразного мягкого тела и твердые шипы – склериты. Описавший эту группу животных знаменитый первооткрыватель местонахождения Burgess Shale Чарльз Уолкотт решил, что склериты были аналогичны спикулам губок и являлись элементами каркаса, поддерживавшего тело странных созданий в вертикальном положении. И хотя формально к типу Spongia никто Chancelloriidae не относил, почти целый век палеонтологи воспринимали их просто как экзотическую разновидность древних губок.

 Бенгтсон и Коллинз с помощью новых материалов показали, что во многом ханцеллорииды ближе к кишечнополостным. Мягкое тело загадочных кембрийских жителей своим базальным концом крепилось к субстрату – донным камням, раковинам бентосного животного или просто каким-нибудь обломкам. На противоположном, верхнем конце тела располагалось одно округлой формы отверстие, ведущее во внутреннюю полость. Вокруг него своеобразным шипастым венчиком росли склериты, также разбросанные и по всей внешней поверхности животного, что придавало животному визуальное сходство с кактусом.

 Мнение Уолкотта о том, что эти колючки находились внутри тела, не подтвердилось – на многих хорошо сохранившихся образцах видно, что почти полностью они располагаются именно снаружи. Скорее всего, как и у настоящих кактусов, эти шипы служили животному защитой от хищников, разнообразие которых стремительно нарастало в кембрийском периоде.

 О том, как питались Chancelloriidae, пока ничего определенного сказать невозможно. Обычно для прикрепленных существ с мешкообразной формой тела рассматривается две модели – захватывание пищи вместе с водой через ротовое отверстие и последующая эвакуация отходов тем же путем, но в обратном направлении, как коралловые полипы и актинии, или альтернативная схема – фильтрация воды с пищевыми частицами через поры, пронизывающие тело, с удалением "отработанной" воды через верхнее отверстие. Вторая модель типична для губок, в отличие от которых у ханцеллориид не было пор на теле.

 Добавляет сложностей интерпретации и мускулатура, следы которой обнаружили исследователи. Похоже, кембрийские недогубки-протокактусы могли сжимать свое тело в определенных участках. Если представить себе, как волна сокращений прокатывается от базального к верхнему концу животного, то можно посчитать это актом удаления отходов из внутренней полости. К сожалению, никаких деталей строения этой самой полости или, например, кишечника, пока обнаружить не удалось.

 Как бы то ни было, но к единственному виду семейства Chancelloriidae – Chancelloria eros – теперь добавились два других: Allonnia tintinopsis и Archiasterella coriacea. А наши представления об одной из самых древних экосистем планеты стали еще немного полнее.

Источник: PaleoNews

Семена норвежской ели (Pinus sylvestris) и шотландской сосны (Picea abies) доставили во Всемирное семенохранилище (Svalbard Global Seed Vault) на Шпицбергене, созданное для консервации генетического растительного наследия планеты. Это первые семена лесных деревьев, которые поступили в депозитарий. С их помощью ученые собираются следить за долгосрочными генетическими изменениями в лесах планеты, сообщает BBC News.

Хранилище семян в ШпицбергенеПо словам Мари Русанен (Mari Rusanen) из Института природных ресурсов Финляндии, которые приводятся в сообщении агентства, хранилище семян в вечной мерзлоте наряду с лесными заповедниками служит сохранению генофонда растений для будущих поколений и для исследований.

План хранилища семян в ШпицбергенеСемена деревьев, доставленные на Шпицберген, собраны в лесах Норвегии и Финляндии. Эти виды имеют большое экономическое, экологическое и социальное значение для северных народов, почему их выбрали первыми для размещения в депозитарии.

Вместе с семенами деревьев в хранилище поступили соевые бобы, ячмень, чечевица, сорго и пшеница из сельскохозяйственного департамента США и еще около 2500 образцов риса из Африки.

Всемирное семехранилище на одном из островов архипелага Шпицберген создано в 2008 году. Оно представляет собой тоннель в горах. Хранилище принадлежит Норвегии, а управляет им Трастовый фонд глобального разнообразия урожая (Global Crop Diversity Trust), штаб-квартира которого расположена в Бонне, в Германии. Во Всемирном семехранилище собраны образцы из национальных коллекций культурных растений со всего мира. Предполагается, что вечная мерзлота и горы защитят генетический фонд растений планеты от катастроф.

Семена лесных деревьев из северных стран поступили сюда первыми, но ожидаются поступления образцов семян деревьев и из других частей мира. Кроме того, на этой неделе в хранилище доставят семена 14 видов диких томатов, включая пять видов с Галапагосских островов.

Источинк: Научная Россия

Зонд Dawn передал на Землю новую серию фотографий карликовой планеты Цереры, которые станут последними снимками, которые космический аппарат сделал на пути к своей цели, сообщает пресс-служба Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене.

Карликовая планета Церера"И Веста, наша предыдущая цель, и Церера были готовы стать планетами, но их развитие резко остановилось благодаря действию притяжения Юпитера. Эти два небесных тела можно назвать своеобразными "окаменелостями" из первых эпох жизни Солнечной системы, и они помогут нам пролить свет на историю ее рождения", — заявила журналистам Кэрол Раймонд (Carol Raymond) из Лаборатории реактивного движения на пресс-конференции, посвященной прибытию зонда к Церере.

Зонд DawnПо словам Раймонд, на новых фотографиях, полученных Dawn с расстояния в 40 тысяч километров от поверхности Цереры, можно увидеть не только загадочные светлые пятна и их темных "двойников", но и пока непонятный для астрономов "блин" – гигантскую кругообразную структуру, расположенную у экватора карликовой планеты.

Как утверждают астрономы, большие размеры и небольшая глубина этой выемки не позволяют со 100% гарантией говорить о том, что она является кратером — вполне возможно, что "блин" возник в результате каких то внутренних процессов в недрах Цереры.

Американский зонд Dawn, запущенный НАСА в конце сентября 2007 года, стал первым космическим аппаратом, который, изучив одно небесное тело — Весту, один из крупнейших астероидов, сошел с ее орбиты спустя год и направился к другому — Церере, самой близкой к Земле карликовой планете.

Карта ЦерерыПо текущим расчетам, Dawn достигнет цели ориентировочно 6 марта текущего года, и приступит в это время к изучению поверхности и недр Цереры, что продолжится около 16 месяцев. Он первым "увидит" карликовую планету так близко. Изучение обеих крупнейших протопланет, считают ученые, поможет им определить, каким образом формировались планеты в "молодой" Солнечной системе.

Источник: РИА Новости

Международная группа микробиологов нашла в образцах обычной грунтовой воды сразу несколько штаммов бактерий, чьи размеры оказались в несколько раз меньше, чем общепринятый минимальный предел для жизни, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Communications.

Фотография самой маленькой на сегодня бактерии, полученная при помощи электронного микроскопа"Эти сверхмалые бактерии могут быть первым примером того подраздела микробной жизни на планете, о которой мы практически ничего не знаем. Они очень загадочные. Мы нашли следы их присутствия во многих средах, и эти бактерии, скорее всего, играют важную роль в сообществах микробов и в работе экосистем. Мы пока не совсем понимаем, чем же они занимаются", — заявила Джилл Банфилд (Jill Banfield) из университета Калифорнии в Беркли (США).

Банфилд и ее коллеги нашли ответ на один из самых обсуждаемых среди биологов и эволюционистов вопросов – каковы минимальные пределы и размеры жизни, изучая образцы грунтовых вод при помощи мощного электронного микроскопа.

Как объясняют авторы статьи, сегодня большинство ученых считает, что существует некий предел размеров для жизни, ниже которого живые организмы просто не будут существовать. Под ним обычно понимается некий минимальный объем клетки, которая может в себя вместить генетический материал и несколько рибосом — белковых "сборочных машин". На этом консенсус среди ученых заканчивается, и начинаются дискуссии о том, насколько плотно можно "упаковать" эти элементы.

Группа Банфилд попыталась найти ответ на этот вопрос не в теории, а в живой природе, обратив внимание на то, что за последние годы их коллегам удалось найти несколько сотен микробов с очень короткой и компактной ДНК. Авторы статьи предположили, что носители таких геномов могут обладать крайне малыми размерами.

Для проверки этой гипотезы ученые создали специальную систему фильтров, нижние "ячейки" в которых не пропускали кусочки материи размером меньше, чем 0,2 микрона, которые сегодня используются в медицинской промышленности для стерилизации воды. Пропустив образцы грунтовой воды через эти фильтры, авторы статьи изучили ее содержимое и с удивлением обнаружили сразу несколько видов микробов, чьи размеры были в разы меньше ожидаемого.

По расчетам Банфилд и ее коллег, объем каждой такой бактерии составляет всего 0,009 кубических микрометра — иными словами, они настолько малы, что колония из 150 таких микроорганизмов может поместиться внутри одной кишечной палочки, а 150 тысяч – на кончике человеческого волоса.

Обнаружив существование микробов за предполагаемыми пределами жизни, авторы статьи попытались определить их родовую принадлежность, изучив структуру их генома. Оказалось, что они принадлежат к трем относительно малоизученным группам бактерий – OD1, WWE3 и OP11. По словам ученых, примерно половина их генов обладает необычной структурой, и их предназначение пока остается тайной для генетиков.

Относительно малая длина их генома — всего миллион генетических "букв"-нуклеотидов — говорит о том, что они не могут жить отдельно от более крупных бактерий, которые поставляют им недостающие белки и питательные вещества. В пользу этого говорит то, что поверхность "мини-бактерий" покрыта многочисленными усиками-пилиями, которые могут помогать им обмениваться веществами с более крупными собратьями.

Как отмечают исследователи, несколькими годами ранее их коллеги обнаружили почти столь же малых архей — похожих на бактерий представителей микромира, более древних по своему происхождению и обладающих уникальными чертами, сближающими их с эукариотами. Оба этих факта значительно расширяют возможные пределы жизни и потенциал для поиска ее древнейших следов на Земле и других планетах.

Источник: РИА Новости

Северная олуша (лат. Morus bassanus)

Северная олуша (лат. Morus bassanus), фото википедия

Голос  Северной олуши