22 серпня 2016

Науковий звір: як тварини рухали вперед людську науку

20 серпня 56 років тому науковцям вперше вдалось запустити на орбіту і повернути на Землю живих істот. Platfor.ma згадує подвиг відомих на увесь світ Білки та Стрілки, а також розповідає про інших тварин, чий вклад у розвиток науки важко переоцінити.

 

 

Білка і Стрілка 

У 1960 році героїнями радянської космонавтики стали собаки Білка та Стрілка, які вирушили підкорювати орбіту на космічному кораблі «Супутник-5» і пробули за межами Землі близько доби.

 

Політ Білки і Стрілки був своєрідною репетицією перед першим польотом людини в космос. Висилаючи на орбіту тварин, науковці намагалися дізнатись, чи організм зможе нормально функціонувати після здійснення польоту, як перевантаження і тривала невагомість вплинуть на його життєдіяльність, а також дослідити дію космічної радіації на живих істот.

 

Експеримент дав позитивні результати, оскільки собаки повернулись живими і здоровими, а Стрілка невдовзі народила цуценят, одне з яких Микита Хрущов подарував сім'ї Кенеді. За іронією долі, собаки, що побували там, де ще не бували земні істоти – у космосі, провели решту свого життя у закритому вольєрі Інституту авіаційної та космічної медицини.

 

Для досліджень космосу науковці використовували саме собак, оскільки вони добре піддаються дресируванню. Звісно, не всі мали шанс потрапити до зіркової команди – для проведення експериментів вченим потрібні були лише самиці віком від 2 до 6 років, вагою до 6 кг і висотою до 35 см. Ще одна обов'язкова вимога – світле забарвлення шерсті, адже так їх було краще видно на екрані.

 

Перед польотом Білка і Стрілка проходили спеціальні випробування і тренування в макеті космічного корабля. Їх катапультували на землі, високо в повітрі і навіть у воді. При цьому до і під час здійснення експерименту вони переживали справжній стрес – в їхні тіла без наркозу вживляли спеціальні вимірювальні пристрої. Та все ж науковці постарались забезпечити собак всім необхідним для підтримання життя під час польоту – автоматизованою системою подачі їжі, собачим біотуалетом і кондиціонером.

 

До Білки і Стрілки в космос намагались потрапити й інші собаки. Всього за три тижні до їхнього подвигу вчені вислали на орбіту Чайку і Лисичку, але ті загинули під час невдалого старту корабля. Окрім собак, вчені не лише з СРСР, а й з усього світу відправляли у космос мавп, котів, гризунів, черепах і навіть комах. Останньою перед людиною у космосі побувала собака Зірочка. Менш ніж через місяць, 21 квітня 1961 року, на космічному кораблі «Восток» на орбіту вирушив Юрій Гагарін, а повернувшись на Землю пожартував: «Не розумію, хто я — перша людина у космосі чи останній собака».

 

 

Фотографія: wikipedia.org

Собака Павлова

Собак використовували для експериментів не лише в космонавтиці, а й в інших науках, зокрема в біології та медицині. Відомий російський вчений-фізіолог Іван Павлов зробив сенсаційні відкриття про вищу нервову діяльність і процеси регуляції травлення, проводячи досліди на сотнях тварин.  За знання про безумовні та умовні рефлекси ми повинні дякувати саме Павлову, а також його героїчним піддослідним собакам.

 

Завдяки ланцюговій реакції «сигнал – їжа – слиновиділення» Павлов дослідив виникнення умовного рефлексу як відповідь на різноманітні подразники. Також він довів, що умовний рефлекс має здатність зникати, якщо певний подразник перестає підкріплюватись однаковими діями.

 

Очевидно, що вислів «собака Павлова» є умовним, оскільки не існувало однієї конкретної тварини, а для дослідів використовували безліч псів. Водночас кажуть, що Павлов всіх своїх собак любив і навіть вважав їх ідеальними створіннями.

 

 

Фотографія: depositphotos.com

Кіт Шредінгера

Австрійський фізик-теоретик Ервін Шредінгер був, мабуть, найбільш лояльним до тварин науковцем. Свої досліди на котах він проводив лише віртуально, тобто у своїй голові. Більшість з нас чула про парадокс, пов'язаний із котом, якого Шредінгер умовно помістив в коробку і став роздумувати, живий він чи мертвий. Суть парадоксу у тому, що доки коробку не відкрили, кіт і живий, і мертвий водночас.  

 

Чому так? Кота помістили в коробку з механізмом із радіоактивним ядром та посудиною з отруйним газом. Імовірність розпаду ядра за годину становить 50%, тобто воно або розпадеться, або ні. Це можна пояснити з точку зору квантового феномену суперпозиції, відповідно до якого об'єкт перебуває у всіх можливих станах одночасно, поки за ним ніхто не спостерігає.

 

Якщо ядро розпадеться, то автоматично відкриється флакон з отрутою і тварина помре. Якщо ж не розпадеться, то і кіт залишиться живим. Доки науковець не відкриє коробку і не переконається, чи ядро розпалось чи ні, кіт одночасно і живий, і мертвий.

 

Шредінгер видумав цей хитрий експеримент, оскільки хотів показати недосконалість квантової механіки, з точки зору якої кіт одночасно і живий, і мертвий, що є неможливим. Очевидно, що тварина обов'язково мусить або вижити, або померти, оскільки не існує так званого проміжного стану. Ядро анаголічно мусить бути або таким, що розпалось, або таким, що не розпалось, а це суперечить фундаментальному у квантовій механіці принципу суперпозиції.  До Шредінгера цей принцип поширювався лише на мікроскопічні частинки, але австрійський теоретик вирішив піти далі і випробувати його на макроскопічних частинках, тобто на предметах і об'єктах з нашого повсякдення, що і привело його до відомо нам парадоксу.

 

 

Фотографія: wikipedia.org

Вівця Доллі

20 років тому науковці Рослінського інституту, що поблизу Единбургу, вперше шляхом пересадки ядра дорослої соматичної клітини в цитоплазму яйцеклітини створили клон ссавця. Точну генетичну копію вівці-донора назвали на честь американської кантрі-співачки Доллі Партон. Світ дізнався про Доллі аж через сім місяців після її народження і відтоді вівцю стали вважати справжнім науковим проривом.

 

На момент клонування вівці-донора вже не існувало. Частину її клітин, взятих із тканини вим'я, науковці попередньо заморозили і зберігали в рідкому азоті. В процесі створення клону було використано 277 яйцеклітин і створено 29 ембріонів, проте вижити вдалось лише одній вівці.

 

Доллі не є першим в історії науки клоном – до неї існували вівці Меган та Мораг, створені з ембріональних клітин. Але саме завдяки Доллі науковцям вдалось довести можливість клонування теплокровних тварин, навіть тих, що вже померли, але від них залишився необхідний генетичний матеріал.

 

Перші роки Доллі жила і розвивалась нормально та навіть встигла народити шістьох ягнят. Але згодом у неї почав стрімко розвиватись артрит і захворювання легень. Через це у 2003 році науковці вирішили її приспати. 

 

Вчені досі сперечаються через те, що стало причиною поганого самопочуття вівці: її походження чи той факт, що більшість свого життя заради безпеки Доллі провела у закритому приміщенні.

 

Незважаючи на невдалі спроби клонування, науковці продовжують вивчати цей процес і робити все нові відкриття. До речі, у 2010 році стало відомо про створення ще чотирьох овець із тих же клітин, з яких була клонована Доллі, що теоретично означає, що вівця досі жива і перебуває у чотирьох тілах одночасно.

 

 

Фотографія: sciencenews.org

Горила Коко

Коко – західна рівнинна горила, що знає близько 1000 знаків із американської мови жестів, а також розуміє майже 2000 англійських слів. Своїм незвичним вмінням горила завдячує американському зоопсихологу Франсін Паттерсон, яка працює з Коко вже більше сорока років. Коко і Франсін – перші з предстаників тварин і людей, що розмовляють спільною мовою.

 

Коко почала вивчати мову жестів ще з раннього віку. Вона чи не єдиний представник тварин-приматів, що досягнув таких блискучих результатів, хоча горила не вміє застосовувати ані граматику, ані синтаксис. Водночас вона вміє розповісти про свій настрій і самопочуття, а також оцінити наскільки сильний відчуває біль. Також фахівці, що працюють з горилою, запевняють у її вміннях розуміти абстрактні поняття, зокрема минуле, теперішнє і майбутнє.

 

Паттерсон описує Коко, як грайливу горилу із сильним его та хорошим почуттям гумору. Науковець також наголошує на особливих розумових здібностях тварини – коефіцієнт інтелекту у неї коливається від 75 до 95.


comments powered by Disqus