D I S C O V E R Y
 

От иссушающего действия вакуума можно защититься

 

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.

Одно из следствий полного вакуума — обезвоживание. В некоторых случаях с этим можно смириться, 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, и не только погибают, но и сильно деформируются. Только тихоходки, известные своей чудовищной выносливостью, способны пережить вакуум.

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.)

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 тела личинки 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, наверно, сразу предостеречь от излишне смелых фантазий: открытый космос — всё-таки не камера электронного микроскопа.


Источник: sciencemag.org

28-04-2013 | Просмотров: 2508
 
Комментарии Комментировать
 
Комментировать
Ещё по теме