Спрятанный под номером Е904, шеллак появляется в роли средства для блеска для различных сладостей, например, драже, пастилы и других. Производители используют много разных названий для этого вещества: lacca, lacresin, gumlac, candyglaze или confectioner’s glaze.
Шеллак также используется в косметике: в лаке для волос и лаке для ногтей, а также в туши для ресниц. Еще из шеллака делают капсулы для лекарств.
Он постепенно растворяется в кислоте, поэтому его используют для изготовления капсул, которые растворятся только в кислой среде желудка.
Когда мы понимаем, как много применений у этого вещества, становится не так удивительно, что кто-то отзывается о шеллаке как об одном из самых ценных подарков человечеству от природы.
Глава 8Знания, полученные от насекомых
Застежка-липучка – очень полезное изобретение. Мы используем ее на обуви, на куртках, детских варежках и лыжных ботинках. Все началось со швейцарского инженера, который ходил на охоту со своей собакой. Он раздражался, что каждый раз, когда они возвращались домой, собака вся была в колючках, и начал присматриваться к этим умным механизмам по распространению семян. Маленькие крючки, которые цепляются за шкуру проходящих мимо животных – хм, возможно, неплохая идея? Так появилась текстильная застежка.
Все в большей и большей степени инженеры и дизайнеры обращаются за вдохновением к решениям, созданным природой. У природы были миллионы лет для оттачивания своих решений, и эволюция создала огромное количество разумных структур и функций.
Насекомые занимают существенную позицию, когда дело касается хитрых решений, потому что их такое несметное количество и они отлично умеют приспосабливаться к условиям окружающей среды. Мы можем использовать их как модель для изучения организмов, подобно тому, как мы используем плодовых мушек. Мы можем заставить их делать такие вещи для нас, которые у нас самих не получаются, например, заползать в рухнувший дом или перерабатывать пластик. Возможно, они помогут нам решить проблему резистентности патогенов к антибиотикам, улучшить эмоциональное состояние у пожилых людей или даже примут участие в освоении космоса. С уверенностью можно сказать, что мы продолжим черпать вдохновение и повторять за ними еще очень долго.
Бионика, как гласит словарь, – это «копирование структур, принципов или процессов у живых организмов, примененное в инновациях, технических решениях или механическом производстве товаров».
Существует множество примеров бионики, основанных на насекомых. Стрекозы вдохновили нас на создание дронов. Жуки-златки со своими температурными рецепторами на брюшке – они откладывают яйца в обгоревшие после лесного пожара стволы деревьев – стали предметом изучения американских военных для разработки поисковых сенсоров.
Окраска многих насекомых образована не пигментами, а специальными структурами на поверхности, которые отражают световые волны определенной длины. В результате получается интенсивный металлический цвет, который меняется в зависимости от угла, под которым вы на него смотрите, как у синих бабочек Morpho из джунглей Южной и Центральной Америки. Знания о структуре цвета могут помочь нам в создании цветов, которые не исчезают, лучших солнечных панелей и мобильных экранов, новых видов текстиля, красок и косметики. Или денежных купюр, которые невозможно подделать.
Красивый жук-усач Tmesisternus isabellae, который обитает на очень ограниченной территории в Индонезии, меняет расцветку в зависимости от влажности. Если очень сухо, насекомое приобретает золотой цвет с темными и зелеными кругами. Если влажность растет, микроструктуры на покровах тела, которые обеспечивают окраску, расширяются, и золотой цвет меняется на красный.
Недавно китайские химики скопировали этот фокус и использовали его в типографии. Эти химики считают, что чернила, на производство которых их вдохновили жуки, могут использоваться для печати купюр, которые невозможно подделать.
Если вы сомневаетесь, что купюра настоящая, вы можете просто подышать на нее и посмотреть, поменяет ли она цвет. Таким образом уникальный и редкий жук может поспособствовать искоренению подделок и обмана.
Тогда остается только хранить купюры в безопасном и закрытом от насекомых месте, особенно на юге, где термиты могут съесть все, что содержит даже частичку целлюлозы. Например, деньги. Термиты не раз уничтожали индийские ценности: в 2008 году они съели все сбережения, которые индийский торговец хранил в деревенском банке, а в 2011 термиты прогрызли насквозь пачки рупий в банковском хранилище. Убытки составили сотни тысяч евро!
Возможно, мы переживем, если термиты съедят немного рупий, когда мы узнаем, сколько мы можем сэкономить, если скопируем их архитектурные решения. Оказывается, термиты навели нас на идею оптимального охлаждения воздуха.
Огромные термитники в Африке могут возвышаться на несколько метров над землей и вмещать миллионы белых или светло-коричневых общественных насекомых. Несмотря на сильную жару снаружи, внутри всегда комфортная температура. А внизу, в глубине, возможно, в метре от поверхности, лежит ее величество королева и с рекордной скоростью откладывает яйца в своей богатой кислородом комнате с приятной температурой. Вокруг нее тысячи работников ухаживают за грибными садами, которые являются большой кухней термитника (см. стр. 123). Здесь производится еда для миллионов особей. Но грибы привередливы и требуют поддержания температуры около 30 градусов Цельсия, чтобы расти. Каким же образом термиты ухитряются держать температуру на одном уровне?
Конструкция термитника позволяет поддерживать внутри постоянную температуру. Люди скопировали ее принципы для вентиляции торговых центров.
Оказалось, что гениальная система воздушных каналов использует дневные изменения температуры снаружи муравейника, чтобы создать поток воздуха сквозь конструкцию. Эти «искусственные легкие» отвечают за то, чтобы прохладный, богатый кислородом воздух опускался вниз, в то время как теплый, насыщенный углекислым газом – выводился наружу.
Архитекторы скопировали умный дизайн термитников, когда строили Истгейт-центр – большой торгово-офисный комплекс в Хараре. Центр является одним из крупнейших в Зимбабве, но в нем нет обычной системы охлаждения или отопления. Вместо этого используется пассивное охлаждение, основанное на принципах термитов. В результате здание использует в 10 раз меньше энергии, чем подобные здания с обычной вентиляцией.
Вам наверняка знакома плодовая мушка – эти маленькие существа, которые образуют целое облако, когда взлетают с вашего фрукта. Да, они могут раздражать, но эти маленькие красноглазики получили целых шесть Нобелевских премий!
Мы называем их плодовыми мушками, или дрозофилами. На латинском род называется Drosophila, «те, кто любят утреннюю росу» – это звучит намного более поэтично и указывает на то, что изначально эти мушки обитали в более теплых и влажных тропических местах. Сегодня многие виды плодовых мушек проживают по всему миру (за исключением Антарктики). Общее для всех семи видов, которые могут появиться без приглашения на вашей кухне, заключается в том, что они любят селиться в гнилой забродившей органике: компосте, перезрелых фруктах или остатках пива в пивной банке. Они откладывают там яйца и размножаются с рекордной скоростью.
Конечно, они очень надоедливые. Мы предпочитаем есть нашу еду в спокойствии и считаем, что маленькие существа не должны нам мешать. Но эти малютки на самом деле важнее, чем кажется.
Плодовая мушка дрозофила – некоронованная королева лабораторий. Она принимала участие в исследованиях и лабораторных экспериментах на протяжении более ста лет.
Плодовая мушка обладает рядом полезных качеств, которые позволяют ей быть подходящим объектом для исследований: ее легко и дешево содержать в лаборатории, у нее короткий жизненный цикл и огромное потомство. Кроме того, мы уже неплохо разобрались в ее ДНК. К 2000 году весь геном дрозофилы был полностью изучен. И, не пытаясь никого обидеть, я могу сообщить, что ваши гены похожи на гены плодовой мушки намного больше, чем вы, возможно, хотели бы. Например, одно исследование, которое изучало выборку связанных с заболеваниями генных последовательностей у людей, нашло 77 % из них у плодовых мушек. Именно благодаря этому сходству исследования на плодовых мушках очень полезны для понимания различных феноменов, в том числе и имеющих отношение к людям.
Мушки многому научили нас в области генетики: они помогли узнать, что такое хромосомы и каким образом свойства передаются следующим поколениям. Это принесло Нобелевскую премию Томасу Ханту Моргану в 1933 году. Каких-то 10 лет спустя, после сильнейшего воздействия излучением, мушка и Герман Мюллер получили еще одну Нобелевскую премию (в 1946 году), показав, что излучение приводит к мутациям и наносит вред генетическому материалу. В 1995 году Нобелевская премия по медицине и физиологии была опять присуждена нашей маленькой крылатой подруге и команде из трех человек за серьезную работу, показавшую, каким образом гены управляют развитием в ранней внутриутробной стадии. В 2004 году премия была присуждена за работу в сфере обонятельных систем мушек, в 2011 году – иммунной защиты. В 2017 мушки получили пока свою последнюю Нобелевскую премию за изучение внутренних часов, управляющих суточным ритмом у живых организмов. Последние премии являются примером исследований мушек с высокой степенью актуальности для людей.
И то, что нас раздражает в мушках больше всего, – их любовь к бродящим, желательно содержащих алкоголь вещам – оказалось полезным. Исследования «алкоголизма» у плодовых мушек очень серьезны и важны и содержат большое количество параллелей с людьми, рассказами о которых можно оживить любую вечеринку. Например, самец мушки, получив внушительную дозу алкоголя, становится надоедливым и жаждет секса, при этом шансы на успешный половой акт значительно снижаются. А самки, у которых свидание прошло неудачно, «утешаются», выпивая больше, чем самцы после успешного спаривания.