Новости науки: новый антибиотик, дефицит фосфора и чем дышать на Луне

  • 12 октября 2019

В очередной подборке интересных научных новостей недели:

Новый антибиотик найден в почве мексиканских джунглей

Правообладатель иллюстрации Dmiti Travin

Свойства этого нового антибиотика, уже получившего название фазолицин (phazolicin), могут сделать его особенно ценным при применении в сельском хозяйстве.

"Сопротивляемость бактерий к антибиотикам является огромной проблемой как в медицине, так и в сельском хозяйстве, вот почему столь важны поиски новых веществ с антибактериальными свойствами", - говорит Константин Северинов, биохимик из Университета Рутгерса в Нью-Брунсвике.

Экзотический антибиотик был обнаружен в корневых клубеньках дикорастущего вида бобов Phaseolus vulgaris. Это продукт жизнедеятельности симбиотической бактерии, которая фиксирует азот и сдерживает рост вредных микробов.

Эти полезные бактерии принадлежат к роду Rhizobium, но в отличие от других бактерий этого рода, они производят антибиотик фазолицин.

Мы только начинаем понимать все полезные свойства этого вещества.

Антибиотик способен атаковать многообразную группу бактериальных клеток. Однако еще важнее то, что он способен проникать в бактерию и "прикрепляться" к ее рибосоме, препятствуя ее способности вырабатывать белки.

Открыватели нового антибиотика полагают, что он может использоваться для ускорения роста многих бобовых растений.

"Мы надеемся доказать, что эта бактерия может быть использована в в качестве пробиотической добавки, - говорит Северинов. - Фазолицин препятствует росту иных потенциально вредных бактерий в корневой системе многих растений".

Добавляя такие бактерии в удобрения, можно защитить от болезней горох, чечевицу, арахисовый орех и соевые бобы.

Статья об этом публикуется в журнале Nature Communications.

Астрофизик, получивший Нобелевскую премию, о колонизации экзопланет

Правообладатель иллюстрации NASA

Швейцарский астрофизик Мишель Майор в эти дни был очень занят. Во вторник он получил Нобелевскую премию за свою роль в открытии первых экзопланет, а уже в среду разбил надежду тех, кто надеется, что в один прекрасный день человек добраться до них.

"Если говорить об экзопланетах, - сказал Майор в интервью Франс-пресс, - то не стоит строит иллюзий - такая миграция невозможна".

Причина - колоссальные расстояния между звездными системами.

"Даже в случае обнаружения такой планеты с подходящими условиями обитания на расстоянии всего нескольких десятков световых лет от нас, на полет к ней потребуются десятки тысяч лет на современном уровне развития техники", - сказал ученый.

Майор призвал покончить с иллюзиями, авторы которых считают, что если на Земле жизнь станет невозможна из-за оскудения ресурсов и изменений климата, то человечество сможет перебраться на такую планету.

"Мы должны беспокоиться о нашей планете, - советует астрофизик. - Она прекрасна и до сих пор способна поддерживать жизнь".

Первые сообщения об этом высказывании появились на сайте журнала Futurism.

Как не остаться без фосфора

Правообладатель иллюстрации Wikimedia

Роль фосфора в биосфере Земли трудно переоценить. Этот элемент - основая молекула ДНК, он помогает клеткам в передаче энергии и играет важнейшую роль в сельском хозяйстве.

Но проблема в том, что запасы фосфора на нашей планете ограничены. Это не возобновляемый ресурс.

Никакой замены не существует, месторождений фосфатов на Земле крайне мало. Потребление фосфатов постоянно растет, и очень скоро мир столкнется с их дефицитом.

Группа из 40 международных экспертов предупреждает, что если не будет предпринять срочных мер по экономии этого важнейшего элемента, наша планета вскоре лишится фосфатов.

За последние 50 лет добыча фосфатов возросла в пять раз, а так как рост населения продолжается, то к 2050 году потребность в фосфатах удвоится. По мнению ученых, мир совершенно не готов к надвигающемуся фосфорному кризису.

"Нет никакой координации или сотрудничества в глобальном масштабе в области управления этим ресурсом - ни между странами ЕС, ни между штатами в США", - говорит эколог Каспер Рейтцель, который изучает роль фосфора в водных экосистемах.

Некоторые модели свидетельствуют, что мир столкнется с оскудением запасов фосфора через 80 лет. Более консервативные оценки отодвигают этот момент на 400 лет.

30 лет назад США были ведущим производителем и экспортером фосфатов. Однако их доля в производстве этого минерала постоянно сокращается.

45% всего мирового потребления фосфатов сосредоточено в Китае и Индии.

За все эти десятилетия способы добычи и употребления фосфатов мало изменились. Они вносятся в почву в составе минеральных удобрений и быстро вымываются дождями и паводками, в конечном итоге попадая в океан. Зоны фосфорного загрязнения в морях и океанах постоянно растут, вызывая гибель рыбы и других морских организмов.

Единственным способом экономии этого жизненно важного ресурса - развитие систем водооборота закрытого типа, которые позволят использовать уловленный вторичный фосфор в сельском хозяйстве, химии и пищевой промышленности до 46 раз.

Авторы исследования призывают удвоить усилия по подготовке нового поколения профессионалов в области сохранения плодородия почв. "Эти люди должны быть не просто специалистами в области фосфатной промышленности, а должны мыслить системно, принимая решения, которые учитывают все аспекты управления этим ресурсом", - говорит Рейтцель.

Результаты этой работы опубликованы в журнале Environmental Science & Technology.

Как можно извлечь кислород из лунного грунта

Правообладатель иллюстрации NASA

Луна, как всем теперь известно, не обладает заметной атмосферой. Однако геохимики знают, что верхний слой лунной поверхности - так называемый реголит - очень богат кислородом на атомарном уровне. Недавно ученые предложили экономичный способ извлечения этого газа.

Этот процесс не оставляет после себя никаких отходов. Его продуктам - чистый кислород и ряд легких металлов, которые могут затем использоваться при строительстве лунных объектов.

Благодаря анализу доставленных с Луны проб грунта мы знаем, что 40-45% веса реголита составляет кислород - этого элемента в лунном грунте больше всего.

"Кислород - чрезвычайно ценный ресурс, но дело в том, что он присутствует в грунте в составе различных оксидов или стекла, поэтому его надо извлекать", - говорит химик Бет Ломакс из Университета Глазго в Шотландии.

Образцы лунного реголита, доставленные на Землю американскими астронавтами еще в 1970-е, считаются большой редкостью, но ученым удалось создать их синтетические аналоги, которые были использованы в данном исследовании.

Правообладатель иллюстрации Beth Lomax/University of Glasgow
Image caption Аналог лунного грунта до (слева) и после (справа) электролизной обработки

Ранее делались попытки извлечения кислорода из таких пород, за счет обработки окислов железа водородом с целью получения воды, которая затем подвергалась бы электролизу для получения кислорода. Однако эти методы были либо низкопродуктивными, либо, слишком сложными, либо требовали таких высоких температур, при которых реголит плавится.

Ломакс предлагает миновать стадию восстановления воды из окислов и переходить непосредственно к электролизу измельченного в порошок реголита.

"Мы применили метод электролиза солевых расплавов. Это первый пример такого прямого воздействия на реголит, который извлекает из него практически весь кислород", - говорит Ломакс.

Сначала аналог реголита помещается в сетчатую корзину, куда добавляется жидкий электролит - хлористый кальций. Затем эта смесь разогревается до 950 градусов - температуры, при которой реголит не плавится. Затем через смесь пропускается электрический ток. В результате электролизной реакции выделяется кислород, а соли металлов притягиваются анодом, где их легко удалять.

За 50 часов удалось выделить 96% кислорода, содержавшегося в образце грунта, однако 75% кислорода было собрано за первые 15 часов. Помимо этого процесс давал также порошок с высоким содержанием разных легких металлов в виде сплавов различных металлов - железа-алюминия, железа-кремния и кальция-кремния-алюминия.

Открытие означает, что этот метод окажется весьма полезным даже в том случае, если удастся добывать воду и кислород из ископаемого льда, который, вероятно, присутствует в кратерах на полюсах Луны.

"Этот процесс предоставит будущим лунным колонистам источник кислорода, а также широкий круг металлических сплавов для применения в строительстве и промышленном производстве", - говорит сотрудник Европейского космического агентства Джеймс Карпентер, который занимается долгосрочным планированием лунных исследований.

Статья об этом опубликована в журнале Planetary and Space Science.

Новости по теме