Влияние температуры на физические процессы

01.08.2022

Биологи под руководством Хосе Игнасио Арройо, постдокторанта Института Санта-Фе, представили схему, которая демонстрирует, как температура влияет на живые организмы.

"Теория фундаментальна, - говорит профессор SFI Пабло Марке, эколог Понтификального католического университета, Сантьяго. - Ее можно применить практически к любому процессу, на который влияет температура".

Предыдущим попыткам обобщить влияние температуры на биологию не хватало "масштабных" последствий, заложенных в новой модели, говорит Марке.

Биологи и экологи часто используют уравнение Аррениуса, например, для описания влияния температуру на скорость химических реакций. Такой подход объясняет ряд биологических процессов, но он не учитывает метаболизм и скорость роста.

Изначально Арройо хотел разработать общую математическую модель, позволяющую предсказать поведение исходной переменной в условной биологической системе. Однако он быстро понял, что температура является своего рода универсальным предиктором и может служить руководством для разработки новой модели.

Он начал с химической теории, описывающей кинетику ферментов, но с помощью нескольких дополнений и допущений расширил модель с квантово-молекулярного уровня до более крупных, макроскопических масштабов.

Важно, что модель сочетает в себе три элемента, отсутствовавшие в предыдущем теоретическом опыте.

Во-первых, как и ее аналог в химии, она основана на первых принципах. Во-вторых, в основе модели лежит одно простое уравнение с небольшим количеством параметров. (Большинство существующих моделей требуют множества допущений и параметров). В-третьих, "она универсальна в том смысле, что может объяснить модели и поведение любых микроорганизмов или любых таксонов в любой среде", - поясняет ученый.

Все температурные реакции для различных процессов, таксонов и масштабов сводятся к одному и тому же функционалу.

<< Назад: Электростанция Bluetti AC500 & B300S 02.08.2022

>> Вперед: Серотонин не влияет на развитие депрессии 01.08.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Кот помог обнаружить неизвестный науке вирус 11.11.2024 Интересный случай научного открытия произошел благодаря коту по кличке Пеппер. Этот необычный помощник помог обнаружить ранее неизвестный науке вирус. Кот, принадлежащий профессору Джону Ледницкому из Университета Флориды, случайно принес домой мертвую мышь, что привело к удивительному открытию вируса, ранее не встречавшегося в США. Ледницки, проводящий исследования на тему вирусов, передающихся от грызунов, изначально проверял мышь на наличие вируса муловой оспы - заболевания, вызывающего поражения кожи у оленей. Однако во время анализа ученые нашли не вирус муловой оспы, а вирус джейлонг, который ранее не регистрировался на территории Северной Америки. До этого такие вирусы фиксировались только в Южной Америке, Европе, Африке и Азии, где их носителями становились грызуны, а также в некоторых случаях - летучие мыши и кошки. Особенность нового открытия не ограничивается географическим местоположением. Детальное изучение образца показало, что этот вирус отличается от других представителей рода джейлонг, обнаруженных в мире. Новый вирус получил название "вирус джейлонг 1 грызунов Гейнсвилл" (GRJV1) - в честь города Гейнсвилл, где был найден. Команда ученых, включая ведущего автора работы, вирусолога Эмили ДеРюйтер, отмечает, что находка еще раз подтверждает наличие множества вирусов, которые до сих пор остаются неизученными и могут передаваться от животных, живущих рядом с человеком. "Мы видим, что чем больше исследуем, тем больше находим неизвестных вирусов среди животных, обитающих рядом с нами", - подчеркнула ДеРюйтер. Относящийся к семейству парамиксовирусов, вирус джейлонг GRJV1 вызывает особый интерес у исследователей. Парамиксовирусы известны своей способностью заражать различные виды животных и людей, что называется "событием переливания", когда вирус переходит к новому виду хозяина. Чтобы выяснить, может ли вирус GRJV1 совершить такое "переливание", ученые провели серию экспериментов, заражая клетки разных видов, включая клетки грызунов, людей и приматов. Результаты этих тестов показали, что вирус хорошо размножается в клетках как грызунов, так и людей и обезьян, что говорит о его потенциальной способности преодолевать межвидовые барьеры. "Это делает его возможным кандидатом на межвидовую передачу", - прокомментировал Джон Ледницки. Хотя пока нет доказательств, что вирус может реально перейти от грызунов к человеку, исследователи считают необходимым продолжить изучение. Важно выяснить, может ли вирус вызывать заболевания у грызунов и других мелких животных, а также исследовать потенциальные риски для человека. Ледницки отметил, что необходимы дополнительные исследования в Гейнсвилле и других районах Флориды для выяснения, контактировал ли вирус с людьми. Необычная находка, сделанная благодаря коту Пепперу, открыла новое поле для исследований в области вирусологии. Этот случай еще раз подчеркивает важность изучения вирусов, которые циркулируют среди животных, чтобы своевременно выявлять потенциальные угрозы для здоровья человека.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025