Обзор научных новостей с Short Wave

АРИ ШАПИРО, ВЕДУЩИЙ:

Настало время научных новостей от наших друзей из подкаста NPR Short Wave. Эмили Квонг и Регина Барбер — ведущие, и они здесь, чтобы рассказать о последних научных сводках. Привет, вы двое.

РЕГИНА БАРБЕР, ПОДПИСЬ: Привет, Ари.

ЭМИЛИ КВОНГ, BYLINE: Привет, Ари.

ШАПИРО: Что у вас есть для нас на этой неделе?

КВОНГ: Итак, у нас есть три истории для вас, и на этот раз все они связаны со структурой — с тем, как вещи строятся и становятся больше, чем сумма их частей.

ШАПИРО: Я люблю тему.

БАРБЕР: Да. Я имею в виду, что одна о строительстве буквальных зданий, другая о создании идеальных мармеладных конфет, а третья о том, как одноклеточные организмы могут вырасти в более сложные организмы.

ШАПИРО: Завораживающе. Регина, начнем. Что у вас есть в первую очередь?

БАРБЕР: Да, Ари. Я здесь, чтобы сообщить вам новость, которая избавит родителей во всем мире от чувства вины: использованные одноразовые подгузники можно перепрофилировать для производства бетона и строительства домов.

ШАПИРО: Дом для подгузников? Зачем строить дом из слоев?

БАРБЬЕ: Ну, потому что это дешевле и экологичнее. Исследователи считают, что в дополнение к строительству обычных домов это может быть полезно для оказания помощи при стихийных бедствиях, когда вам нужно быстро и дешево построить новый дом и обходиться тем, что валяется под рукой. И в то время, когда на самом деле не хватает песка, используемого в обычном бетоне, исследователи заинтересованы в поиске более прочных альтернатив, таких как грязные слои.

ШАПИРО: Прости. Дома пахнут грязными подгузниками?

БАРБЕР: Нет, они продезинфицированы.

ШАПИРО: (Смеется) Расскажите нам об одном из этих домов.

БАРБЕР: Хорошо, да. Они проверяют это в Индонезии, стране с острой нехваткой жилья. А группа исследователей во главе с Сисванти Зурайда фактически построила небольшой прототип дома площадью около 400 квадратных футов из бетона с покрытием. Они измельчили подгузники, добавили химикаты для дезинфекции и смешали их с бетоном, чтобы заменить часть песка. И они опубликовали статью об этом на этой неделе в журнале Scientific Reports. И они сказали, что вы можете использовать около 10% слоев для внешних несущих стен, но для ненесущих стен или полов это может быть до 40% слоев. И это также может быть использовано для дорог.

ШАПИРО: Вождение со слоями — так что, ладно, прямо сейчас это похоже на доказательство концепции. Можно ли его масштабировать, сделать простым и недорогим?

БАРБЬЕ: Я имею в виду, это надежда, не так ли? И эти ученые сказали мне, что им все еще нужно работать с местными муниципальными властями, чтобы работать над сбором подгузников, как они это делают с переработкой. И любому сообществу, которое захочет заняться этим, вероятно, придется купить какое-то оборудование. И необходимы дальнейшие исследования, чтобы убедиться, что этот процесс можно воспроизвести легко и доступно. Но да, в этом суть — процесс, в котором материалы берутся из местных источников, и выгода также локальна — например, все внутри сообщества.

ШАПИРО: Итак, домики для подгузников — это история №1 в структуре. Эмили, я понимаю, что история № 2 немного меньше.

КВОНГ: Гораздо меньше, да, по масштабу. Ари, мы возвращаемся на урок биологии к той главе об одноклеточных организмах, которую вы, возможно, помните из школы.

ШАПИРО: Я могу представить их под микроскопом.

КВОНГ: Да. Да. Итак, в разные периоды истории эволюции одноклеточные организмы эволюционировали в многоклеточные, дав начало сложным формам жизни, таким как моя кошка, ваши собаки и, конечно, вы знаете, мы трое. И в журнале Nature есть новая статья, описывающая, как мог произойти этот процесс, как отдельные клетки начали трансформироваться в многоклеточное тело, которое могло двигаться и метаболизировать как единое целое.

ШАПИРО: Как сегодняшние исследователи раскрыли секреты этой эволюции, которая произошла сотни миллионов лет назад?

КВОНГ: Это захватывающая история. Хорошо, это началось, когда этот парень Уилл Рэтклифф, биолог-эволюционист из Технологического института Джорджии, учился в колледже. Он хотел выяснить, как стимулировать слипание отдельных клеток, и поставил эксперимент с пивными дрожжами. И его вопрос был, вы знаете, как заставить многоклеточную эволюцию в лаборатории? Это Уилл.

УИЛЛ РЭТКЛИФ: Мы знали, что нам нужен способ дать преимущество элементам, образующим группы ячеек, потому что мы начинаем с одиночных ячеек.

КВОНГ: Итак, каждый день Уилл перемешивал дрожжевые клетки в своей пробирке и вытаскивал те, которые быстрее всего опускались на дно. Затем он использовал эту популяцию для выращивания популяции дрожжей на следующий день, повторял ее, повторял и отбрасывал все остальные клетки.

ШАПИРО: Что особенного было в том, что дрожжевые клетки опустились на дно?

КВОНГ: Ну, это потому, что они остались вместе. По сути, он взламывает биологию, создавая избирательное давление, при котором дрожжи, которые слипаются, выживают. И в течение двух месяцев дрожжевые клетки создали эту разветвленную структуру из десятков клеток, похожую на снежинку. Примечательно, что Уилл совершил этот прорыв, когда с неба упал снег.

РЭТКЛИФ: Это была своего рода дань уважения тому факту, что все началось в Миннесоте посреди зимы. Падали большие снежинки.

КВОНГ: И он продолжал эту работу с дрожжевыми снежинками, как он их называет, в течение многих лет. Коллега из Технологического института Джорджии Озан Боздаг определил, что если лишать целые поколения дрожжей кислорода, они становятся еще больше и сильнее, каждая клетка становится все более запутанной, а связи твердыми, как дерево. И именно такое развитие приводит к истинной многоклеточности.

ШАПИРО: Что это говорит нам о том, как одноклеточные организмы стали вашими кошками или моими собаками?

КВОНГ: (смеется) Это очень хороший вопрос. Такого рода эволюция происходила десятки раз. Наши предки отличаются от дрожжей, но эти эксперименты показывают, что многоклеточность возможна не только потому, что клетки слипаются. Это потому, что связи между ними прочны и долговечны.

ШАПИРО: Это метафора коллективной силы. Хорошо, мы оставили десерт напоследок. Вы исследовали жевательные резинки. Что это?

БАРБЕР: Да, я имею в виду, что мы оставили самую привлекательную структуру напоследок.

КВОНГ: Да. Исследователи из Университета Озиегина и Ближневосточного технического университета в Турции в основном хотели узнать, как оптимально хранить жевательные резинки.

ШАПИРО: Вот почему мы называем это шоу «ВСЕ ДЕЛА РАССМОТРЕНЫ».

(СМЕХ)

ШАПИРО: Как вы оптимально определяете мармелад?

КВОНГ: Хорошо, оптимально липкий — что мы подразумеваем под этим? Да, вы знаете, мы имеем в виду стабильный при хранении и жевательный. Никто не любит леденцы, не так ли? ТАК…

ШАПИРО: Это правда.

КВОНГ: …Эти турецкие исследователи опубликовали свою статью в журнале Physics of Fluids на этой неделе с подробным описанием ряда экспериментов с жевательными резинками. Они хотели знать, как изменение, например, соотношения глюкоза-сироп-сахара или условий хранения или температуры повлияет на конечный результат. От этого зависит качество сладостей. Вы хотите получить наилучший продукт.

БАРБЕР: Да. Я имею в виду, Ари, как физик и любитель сладкого, мне нравится это исследование. У них было так много липких творческих комбинаций, что им пришлось использовать статистическое моделирование, чтобы описать все это. Они даже измерили среднюю длину связи между молекулами в леденце, чтобы определить, какой метод изготовления леденца дает наилучшую структуру. Это материаловедение в лучшем виде.

ШАПИРО: Хорошо. Вы закапываете лидерство. Какой здесь вывод? Чему они научились?

КВОНГ: Итак, согласно этому исследованию, наилучшее сочетание жевательных резинок для стабильных леденцов с длительным сроком хранения — это уменьшить количество кукурузного крахмала и увеличить количество желатина в смеси, а также сохранить их мягкими, храня их, например, в теплом месте. температура окружающей среды. Потому что, если слишком холодно или слишком жарко, они становятся жесткими.

ШАПИРО: Я достану своих мармеладных мишек из холодильника, как только приду домой.

БАРБЕР: Но есть забавный факт, Ари. С точки зрения материаловедения это действительно имеет смысл, потому что жевательные резинки представляют собой длинные цепочки молекул. И они проходят то, что называется стеклованием, что означает, что при охлаждении они становятся более твердыми и ломкими, как стекло, и начинают терять часть той эластичности и жевательности, которые мы любим в наших сладостях.

ШАПИРО: Я думаю, что все мы становимся немного менее гибкими на холоде, не так ли? Эмили, Регина, большое вам спасибо за это передовое исследование.

КВОНГ: Это было действительно весело. Спасибо, что приняли нас.

БАРБЕР: Спасибо.

ШАПИРО: Эмили Квонг и Регина Барбер ведут научный подкаст NPR «Короткая волна», где вы можете узнать о новых открытиях, повседневных тайнах и науке, стоящей за заголовками.

(ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЗВУКА ИЗ ПЕСНИ BABY BASH, “SUGA SUGA”)

Copyright © 2023 НРП. Все права защищены. Посетите страницы «Условия использования» и «Разрешения» на нашем веб-сайте по адресу www.npr.org для получения дополнительной информации.

Стенограммы NPR создаются в пиковое время подрядчиком NPR. Этот текст может быть не в своей окончательной форме и может быть обновлен или пересмотрен в будущем. Точность и доступность могут отличаться. Официальной записью программ NPR является аудиозапись.