Facebook |  ВКонтакте | Город Алматы 
Выберите город
А
  • Актау
  • Актобе
  • Алматы
  • Аральск
  • Аркалык
  • Астана
  • Атбасар
  • Атырау
Б
  • Байконыр
Ж
  • Жезказган
  • Житикара
З
  • Зыряновск
К
  • Капчагай
  • Караганда
  • Кокшетау
  • Костанай
  • Кызылорда
Л
  • Лисаковск
П
  • Павлодар
  • Петропавловск
Р
  • Риддер
С
  • Семей
Т
  • Талдыкорган
  • Тараз
  • Темиртау
  • Туркестан
У
  • Урал
  • Уральск
  • Усть-Каменогорск
Ф
  • Форт Шевченко
Ч
  • Чимбулак
Ш
  • Шымкент
Щ
  • Щучинск
Э
  • Экибастуз

Чувствительность к запахам объяснили квантовой механикой

Дата: 15 февраля 2011 в 17:51

Мухи различают запахи, улавливая колебания отдельных молекул, имеющие квантово-механическую природу. Такой вывод сделала группа ученых по итогам экспериментов с дрозофилами, которые должны были выбирать между обычным и «тяжелым» веществом ацетофеном, в котором вместо изотопа водорода протия был дейтерий. Результаты этой спорной работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, а коротко о них пишет New Scientist.


Общепринятая на сегодня теория предполагает, что обонятельная система живых существ (по крайней мере, достаточно сложных) различает запахи по системе «ключ-замок». То есть, сигнал от обонятельных рецепторов поступает в мозг только в том случае, если молекула по форме точно подходит к соответствующему рецептору. Эта теория была подтверждена множеством экспериментов, однако пока она не может объяснить некоторые факты — например, ученые до конца не понимают, почему некоторые молекулы с очень похожей структурой воспринимаются животными как дающие совершенно различные запахи.


Авторы новой работы решили проверить иную гипотезу. Ученые, работавшие с дрозофилами, предположили, что обонятельные рецепторы мух могут реагировать не на форму молекул, а на их колебания. Каждое соединение колеблется со своей индивидуальной частотой в зависимости от того, какие атомы входят в его состав. Изотопы водорода протий и дейтерий отличаются по массе — протий состоит из одного протона, а в состав дейтерия входит еще и нейтрон. Эта разница мало сказывается на химических свойствах веществ, в состав которых входят разные изотопы, однако она приводит к различным частотам колебания их молекул.


Ученые проводили эксперименты с ацетофеном — веществом, привлекательным для мух. Исследователи помещали в разные рукава лабиринта обычный ацетофен и ацетофен, в котором часть протия была заменена на дейтерий. Оказалось, что дрозофилы чаще выбирают рукав, в конце которого находился ацетофен с дейтерием. Кроме того, ученым при помощи слабых электрических зарядов, пропускаемых по полу лабиринта, удалось натренировать мух избегать обычного или «тяжелого» ацетофена. Эти результаты означают, что мухи способны четко отличать это вещество с различными изотопами.


Работа исследователей вызвала неоднозначную реакцию в исследовательском сообществе. Часть критиков указывают, что дейтерий и протий сильно различаются по массе, что приводит к ощутимому различию их химических свойств (для изотопов более тяжелых элементов разница не столь существенна), и поэтому говорить о том, что мухи ощущают именно колебания, имеющие квантово-механическую природу, преждевременно. Кроме того, скептики отмечают, что ранее были проведены исследования, продемонстрировавшие, что люди не способны отличить запах обычного и «тяжелого» ацетофена. Обонятельная система у насекомых может быть устроена иначе, но, тем не менее, новые данные требуют дополнительного подтверждения.

По сообщению сайта Meta · новости дня