У голых крыс есть ключ спасению многих жизней

Голая моль-крыса или голый землекоп – хладнокровные млекопитающие, которые могут жить до 30 лет, редко болеют раком и не чувствуют боль. А при недостатке кислорода начинают жить как растения.  Credit: Thomas Park/UIC

Внешность обманчива: при первом знакомстве Дориан Грей покажется приятнее Квазимодо. Возможно, и эти грызуны не вызовут у вас вначале симпатии, а изучающий их всю жизнь Томас Парк покажется странным чудаком. Но эти животные  могут дать ключ к спасению людей при инсульте и инфаркте.

Как сообщают в журнале Science исследователи, при недостатке кислорода крысы выживают, используя в метаболизме фруктозу так, как это делают растения.

Понимание того, как животные делают это, может помочь людям при инсульте и сердечном приступе.

"Это замечательное открытие, касающееся голой крысы— хладнокровных млекопитающих, которые живут в десятки раз дольше, чем остальные грызуны, редко болеют раком и не чувствуют многие типы болей," – рассказал профессор биологии Иллинойского университета, в Чикаго, Томас Парк. Он руководит международной группой исследователей из Иллинойского университета, института Макса Дельбрюка, в Берлине и университета Претории, Южная Африка, исследующих этих животных.

У людей и других известных млекопитающих, когда клеткам мозга не хватает кислорода, они испытывают недостаток энергии и начинают умирать.

Но у голых крыс есть в запасе спасительное средство: клетки мозга этих грызунов начинают сжигать фруктозу, производя энергию анаэробным способом, этот метаболизм используют только растения.

В новом исследовании ученые создавали для грызунов условия с низким содержанием кислорода и обнаружили, что они выделяют в кровоток большое количество фруктозы. Как установили ученые, фруктоза доставляется в клетки мозга с помощью молекулярных насосов, подобные которым у других млекопитающих обнаружены только в кишечнике.

"Голая моль-крыса просто перестраивают некоторые основные блоки метаболизма, чтобы приспособиться к условиям с низким содержанием кислорода," – говорит Парк, уже 18 лет изучающий этих странных созданий.

В условиях кислородного голодания, которое убьет человека за несколько минут, эти животные выживают не меньше пяти часов. Они замедляют свои движения и резко уменьшают свой пульс и дыхание, чтобы сохранить энергию и начинают использовать фруктозу пока кислород вновь не станет доступен.

Эти крысы единственные известные млекопитающие, использующие состояние, похожее на анабиоз,  для выживания в условиях кислородного голодания.

Исследователи установили, что голые крысы защищены и от другого смертельного аспекта нехватки кислорода – скопления жидкости в легких, которое называется легочной эдемой, и крайне опасно для жизни человека.

Как полагают ученые, необычный метаболизм грызунов выработался в результате приспособления к жизни в слабо вентилируемых норах. В отличие от других подземных млекопитающих голые крысы живут в перенаселенных условиях, в окружении сотен сородичей. Когда так много животных живут вместе в непроветривающися туннелях, содержание кислорода быстро уменьшается.

Naked mole-rats bear lifesaving clues

"Fructose-driven glycolysis supports anoxia resistance in the naked mole-rat," Science(2017). science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aab3896 

Источник: https://phys.org/news/2017-04-naked-mole-rats-oxygen.html#jCp

Давид Гильберт: архитектор современной математики

В июле 1915 Альберт Эйнштейн посетил Гёттингенский университет по приглашению математика Давида Гильберта (1862-1943). Это оказалось очень полезным для обоих ученых, что выразилось в последующие месяцы в интенсивной научной переписке. Эйнштейн назвал это время самым продуктивным и творческим в своей жизни. Результатом стала серия исследований и статей, в которых ученые сформулировали уравнения гравитационного поля Общей Теории Относительности (ОТО).

. Credit: Universität Göttingen

В декабре 1915 оба гения почти одновременно опубликовали статьи, содержащие эти уравнения. В результате возник вопрос: является ли Гильберт предтечей Эйнштейна, тем, кто создал теорию. Однако, Гильберт сам разрешил проблему, отметив в статье, что фундаментальные идеи работы принадлежат его коллеге: “Конечные дифференциальные уравнения, как мне кажется, согласуются с замечательной общей теорией относительности, разработанной Эйнштейном в предыдущих статьях.”

Позиция Гильберта, кстати, соответствовала  истинной цели, которая и привела его к решению ОТО. Хотя приоритет в разработке уравнений Гильберт отдал Эйнштейну, он, со своей стороны, стремился установить минимум фундаментальных принципов, что позволило бы ему установить математические уравнения, подтверждающие не только ОТО, но и любую другую физическую теорию. Он искал минимальное число аксиом, на  которых могла базироваться вся математическая физика.

Для него это была еще одна ветвь той колоссальной задачи, которую он перед собой поставил: посредством аксиоматического метода развить инструменты (методы и технику), необходимые для решения любой математической проблемы. Эта цель основывалась на его глубокой убежденности в том, что его наука может найти ответ на любой вопрос. Эта убежденность была основным двигателем всей его удивительной деятельности, которая началась в 1886 году, когда он получил должность приват-доцента (помощника лектора) в университете Кёнигсберга и которая привела к тому, что он стал архитектором современной математики.

Поиски аксиом принесли ему такие «промежуточные успехи»: создание оснований Теории инвариантов (1886-1893), теории чисел (1893-1898), геометрии (1898-1902),  интегрального анализа и интегральных уравнений (1902-1912) — что стало краеугольным камнем функционального анализа— и, наконец, математической физики (1910-1922).

Задачи для математиков XXI века

Кроме методов, разработанных Гильбертом и которыми пользуются математики, есть еще одна причина, по которой он столь популярен и сегодня: в 1900 году он составил список 23 математических проблем, которыми его коллеги должны заняться в двадцатом веке. Эти задачи стоят перед математиками до сих пор.

Несмотря на огромный объем научной и преподавательской работы, Гильберт активно защищал свои убеждения. Так, в 1914 году он отказался, как и Эйнштейн, поставить свою подпись под «Манифестом к Цивилизованному миру», который подписали 93 выдающихся германских деятеля, в котором они утверждали, что решение Германии объявить войну было справедливым и обоснованным. Это вызвало его изоляцию среди коллег и студентов. Вскоре после этого он потребовал, чтобы Гёттингенский университет, в котором он проработал большую часть своей жизни, принял на работу Эмми Нётер (Emmy Noether), утверждая, что “пол кандидата не может быть аргументом при приеме на работу.” Когда это ему не удалось, он сам стал читать некоторые её лекции, пропагандируя её курсы и лекции.  

В 1928 году, когда собирался Международный Математический Конгресс, Гильберт снова пошел против многих своих германских коллег, которые отказались принять в нем участие, и возглавил Германскую делегацию. Он так же выступил против нацистов, изгонявших преподавателей и учителей евреев.

Но его научная деятельность начала затихать. И не потому, что падали жизненные силы. Его идея, что «математика может решить любой поставленный перед ней вопрос», подверглась сомнению со стороны появившихся в 1931 году работ молодого австрийского математика Курта Гёделя. Гёдель постулировал существование недоказуемых утверждений, то есть, внутри каждой формальной системы существуют утверждения, которые невозможно доказать. ... математика не может ответить на все вопросы.

Незадолго до этого, в 1930 году, в одном из докладов Гильберт вновь подтвердил свою несокрушимую веру в математику, завершив доклад словами «Мы должны знать, мы будем знать». После его кончины в 1943 году эти слова были выбиты на его надгробном камне.

Парадокс Эллсберга

Даны две урны. Первая содержит 100 шаров, 50 из которых белые и 50 – черные. Во второй урне также 100 шаров черных и белых, но в неизвестном соотношении. Вы должны выбрать урну и вытащить один шар из неё, ставя на цвет шара.

Существуют четыре возможных варианте:

·      Ставка на Ч1: Вы вынимаете шар из первой урны, ставя на то, что он черный.

·      Ставка Б1: Вы вынимаете шар из первой урны, ставя на то, что он белый.

·      Ставка Ч2: Вынимаете шар из второй урны, ставя на то, что он черный.

·      Ставка Б2: Вынимаете шар из второй урны, ставя на то, что он белый.

Если вы выигрываете, получаете $100.

Как и большинство людей, у вас нет предпочтения ни между Ч1 и Б1, ни между Ч2 и Б2. Но большинство людей предпочитают Б1, а не Б2 и Ч1 перед Ч2. Они предпочитают урну с известным риском урне с неизвестным.

Это удивительно. Тот факт, что большинство людей предпочитают вариант Ч1 варианту Ч2, означает, что они верят, что вторая урна содержит меньше черных шаров, чем первая. Но эти же люди часто предпочитают вариант Б1 варианту Б2, полагая, что та же вторая урна содержит МЕНЬШЕ белых шаров.

Эллсберг считает это доказательством “неприятием неопределенности” – люди в целом предпочитают известный риск неизвестному. Почему люди так себя ведут, не ясно. Возможно, они связывают неопределенности с незнанием, невежеством и некомпетентностью или считают, что первая урна даст им больше шансов на выигрыш при нескольких попытках.

Этот принцип был описан экономистом RAND Corporation Дэниелем Эллсбергом в Pentagon Papers.

Источник: из книги Леонарда Уапнера (Leonard Wapner) «Unexpected Expectations» (2012).

Эффект "Баскервиля"

В 2001 году социолог Дэвид Филлипс и его коллеги из университета Калифорнии в Сан Диего заметили, что смертельные случаи, вызванные сердечными болезнями у китайцев и японцев, случаются с необычной частотой 4-го числа каждого месяца. Исследование выявило, что смертельные случаи в результате острых приступов в этот день происходят на 7 процентов чаще, чем в остальные дни. То же относится к хроническим сердечным заболеваниям – число смертей возрастает на 13 процентов.

Одним из объяснений этого может бы то, что в мандаринском, кантонском и японском языках число «четыре» звучит как слово «смерть», что вызывает дискомфорт и мрачные предчувствия у некоторых людей. Эффект настолько силен, что во многих китайских и японских больницах нет четвертых этажей и палат под этим злосчастным номером. Медики полагают, что именно психологический стресс, вызванный этой датой и является причиной высокой смертности.

Они  назвали это "эффектом Баскервиля", по повести сэра Артура Конан Дойля, которую вы все знаете. В ней, как вы помните, пес из легенды напугал до смерти страдавшего от сердечного заболевания старого сэра Чарлза Баскервиля.

«Похоже, этот эффект Баскервиля существует в действительности, так же, как в повести,» - написали они в своей статье в British Medical Journal (PDF).

“Наши результаты согласуются с данными, представленными в научной литературе. Эффект Баскервиля существует как в повести, так и в действительности. Мы считаем, что Конан Дойль был не только великим писателем, но и врачом с удивительной интуицией.”

Дэвид Филлипс, "эффект Баскервиля", сердечные заболевания, Конан Дойль, British Medical Journal

Викинги. 3: Битва культур

Нападениям, которые совершали викинги, было почти невозможно противостоять, и задолго до времени Ассера нападающие обнаружили, насколько легко было грабить возможно самую богатую страну в Западной Европе. В 851 году флот из 350 судов проплыл вверх по Темзе атаковал Лондон и Кентербери, а затем, вместо того, чтобы отправиться домой, провел зиму в Танете. Это была прелюдия к тому, что англо-саксонские хроники назвали «Великой языческой армией», силой, которая после 15 лет войны против деморализованных королевств Нортумбрия Уэссекс, Марсия и Восточная Англия установила контроль от Йорка до Восточной Англии.

К 927 году потерянные территории были возвращены королем Уессекса Альфредом Великим, его сыном Эдуардом и внуком Этельстаном. Но к тому времени достижения Великой языческой армии стали частью культурной истории молодых викингов.

В 990-х годах под предводительство датчанина Свейна Вилкобородого и норвежца Олафа Триггвасона насилие викингов вернулось в прежнем огромном объёме. Политика «датских денег» - выкупа в обмен на покой – стала практиковаться с пугающей регулярностью. Собранные таким способом богатства позволили викингу Олафу Триггвасону финансировать свою компанию по получению короны Норвегии в 995 году.

В 1012 году архиепископ кентерберийский был захвачен и, когда требования не были вовремя выполнены, был убит в виде развлечения пьяными викингами под предводительством эрла Торкела Высокого. Развлекаясь, они бросали в священника кости, камни, куски дерева и черепа скота, прежде, чем добили его топором.

Потеря духовного главы поставила шатающуюся англо-саксонскую монархию на колени, и через два года датский король Свейн Вилкобородый оказался на троне Англии. К 1028 году сын Свейна Кнут стал правителем империи Северного моря, куда входили Дания, часть Швеции, Норвегия и вся Англия.

Ставшие, по крайнем мере по названию христианами, язычники продолжали гордиться своей славой завоевателей. В поэме, прославляющей Кнута, созданной исландским придворным поэтом Сигватом, упоминается король Нортумбрии Элла Йоркский, разгромленный в битве Иваром Бескостным во время первого нашествия Великой Языческой армии: «И Ивар, придя в Йорк, изобразил орла на спине Эллы». Примечательно, что триумф Кнута в произведениях Сигвата изображен, как успешное завершение длившегося 150 лет конфликта, начавшегося как  самозащита своей культуры и вскоре превратившегося в мечты о завоеваниях.

Алкуин пророчески предвидел главные последствия первого нападения викингов в 793 году. «Кто не испугается этого?» - спрашивал он короля Нортумбрии Этельреда. – «Кто не оплачет свою захваченную страну?» В своем отчаянии он забыл только тот факт, что викинги делали то же самое, что его собственные саксонские предки сделали с королевствами бриттов и кельтов три с половиной столетия ранее, завоевывая «эту прекрасную землю» с такой же жестокостью, как теперь это делали викинги.

Кнуту не повезло с сыном и датское правление в Англии длилось менее 30 лет. Прошло пятнадцать лет и память о короле Кнуте и его империи Северного моря была смыта нормандским завоеванием под предводительством Вильяма в 1066 году.

Викинги. Что явилось причиной кровавых набегов.

Лучшая защита

Почему эти нападения были так ужасны, и почему они начались в 793 году, а не в 743 или 843? Чтобы найти событие, послужившее спусковым крючком, следует рассмотреть политическую ситуацию в северной Европе в то время.

В начале эры викингов главными политическими силами в мире были Византия на востоке, мусульманство, чья экспансия распространила их влияние от Туркестана до Малой Азии, создав исламский барьер между северным и южным полушарием, и франки, ставшие доминирующей силой среди государств, возникших на развалинах Римской империи, на западе.

Шарлемань стал единоличным правителем франков в 771 году. Он серьезно воспринял свои миссионерские обязанности, возложенные на него, как на самого могущественного правителя западного христианства и со всей энергией начал завоевывать саксонских язычников на северо-востоке своих границ. В 772 году его войска вторглись на саксонскую территорию и уничтожили Ирминсул, священное дерево, бывшее самым главным тотемом саксонцев. В 779 году вождь саксонцев Видукинд был разбит в битве у Бохолта, Саксония была захвачена и разделена на миссионерские округа. Шарлемань лично руководил многими массовыми крещениями.

В 782 году его войска силой крестили, а затем казнили 4 500 саксонских пленных в Вердене, на берегу реки Аллер. Кампании по насильственному крещению продолжались, но и сопротивление не прекращалось, пока не было подавлено последнее восстание 804 года. К этому времени Шарлемань в 800-м году за свою миссионерскую деятельность был коронован Папой Львом императором. Императором не географической территории, даже не императором народов, а императором абстрактного Христианства, как единого сообщества.

Вслед за физическим порабощением Саксонии последовало её культурное порабощение. Наказание за употребление мяса во время великого поста – смерть, за кремацию умерших по языческим обычаям – смерть, за отказ креститься – смерть.

Несколько раз во время кампании сопротивления Видукинд находил убежище за границей, у своего сводного брата Зигфрида, короля Дании. Новости о грабительских нашествиях Шарлеманя и в особенности о Верденской резне как волна прокатились по Дании и далее на север. 

Как должны были скандинавские язычники реагировать на опасность? Ведь, знали они о том или нет, они были в составленном Алкуином списке народов, предназначенных к обращению. В 789 году он писал другу, работавшему среди саксонцев: «Скажи мне, есть ли надежда на то, что мы обратим датчан?»

Вопрос перед викингами был поставлен так – следует ли просто ждать, когда прибудут армии Шарлеманя и стать их добычей? Или следует сражаться, защищая свою культуру?

Военная кампания против могущественного франкского христианства была невозможна. Однако, христианские монастыри, такие как Линдисфарн, разбросанные по периметру северной Европы, были символически важными целями и, говоря языком современных террористов, являлись «мягкими целями». С таким же пренебрежением к человечности своих жертв, с каким Шарлемань отнесся к саксонцам, с безграничной яростью, в наказание за преследование родственных народов, викинги провели серию нападений на «других», на христиан. 

Авторы христианских хроник, описывавшие зверства викингов, настойчиво утверждали, что конфликт является битвой религиозных культур. Столетие после нападения на Линисфарн, Ассер в своей биографии Альфреда Великого продолжает называть возросшие банды викингов, обосновавшиеся на восточном побережье Англии «язычниками», а их жертв «христианами».

Набеги викингов. Начало.

В ясный день длинный корабль викингов можно было увидеть с берега на расстоянии 18 миль. При попутном ветре он покрывал это расстояние за час – возможно, все время, какое было отпущено монахам в Линдисфарне, чтобы приготовиться к нападению в тот роковой день 793 года. Этот рейд был знаком того, что началась эпоха насилия, связанная с началом эры викингов.

“Мы и наши предки 350 лет жили на этой прекрасной земле, и никогда не было такого зверства в Британии, как то, от которого мы страдаем сейчас по вине язычников. Такое было невозможно помыслить. Церковь Святого Кутберта, самое святое место в Британии, залито кровью священников Господних, все украшения осквернены и разграблены, подвергшись грабежу язычников.”

 Это выдержка из письма, написанного Алкуином королю Нортумбрии Этельреду в начале нашествия. Алкуин был монахом в Йорке до того, как получив в 781 году приглашение Карла Великого, стал главным духовным советником короля франков при его дворе Аахене.

Историки склонны воспринимать предупреждение Алкуина перед лицом опасности, как признак того, что викинги были до того неизвестны. Однако в том же письме Алкуин упрекает Этельреда и его придворных в подражании моде язычников: «Учитывая роскошные одежды, прическу и поведение вождей и народа», он предупреждает короля. «Посмотри, как ты хотел быть похожим на варвара в том, как стрижешь волосы и бороду. Разве это не те же люди, которые терроризируют нас, однако, ты подражаешь их прическам?»

Очевидно, что ко времени набегов Нортумбрия уже была знакома с норвежскими гостями.

Новым было насилие.

Линдисфарн, как оказалось, стал началом волны подобных нападений на монастыри северной Британии. Алкуин предупреждал религиозные сообщества возле Вермута и Джарроу быть начеку: “Вы живете у моря, откуда эта чума впервые появилась.”

В 794 году викинги “разорили Нортумбрию и опустошили Екгфритский монастырь в Донемутане”.  Историк 12-го века Симеон Дюремский полагает, что это и был монастырь в Джарроу, и сообщает, что покровитель монастыря Святой Кутберт не позволил язычникам уйти безнаказанно: “поскольку их предводитель был убит англичанами… И это произошло правильно, потому что они тяжко поражают тех, кто не поражает их.”

Шетланд и Оркни были, вероятно, разрушены во время первой волны насилия и туземное население Пиктов было смыто так быстро, что местные названия мест, рек и гор исчезли и остались скандинавские названия.

Ирландия и западные острова Шотландии так же пострадали. Анналы Ольстера говорят, что в 795 году был сожжен монастырь в Речру и остров Скай «был разорен и лежит в руинах». Иона был атакован в первый раз в 795 году, затем в 802. Во время третьего набега монастырь был сожжен, а 68 монахов бежали. Спасшиеся монахи в следующем году основали монастырь в Келлзе в Ирландии.

В 799 году монастырь на острове Нуармутье, около северо-западного побережья Франции, подвергся нападению первый раз. К 836 году нападения происходили так часто, что монахи покинули обжитое место и стали искать убежище в более безопасном месте.

Вскоре стало ясно, что безопасного места нет.