Головна » 2010 » Декабрь » 31 » Чим відзначилась наука за 2010 рік
09:39
Чим відзначилась наука за 2010 рік
досягнення науки, 2010 рік, журнал, Science      Редакція журналу Science на цей раз підвела підсумки не тільки року, але й десятиліття. Найважливішим науковим проривом року названа перша квантова машина - механізм, що працює відповідно до принципів квантової, а не класичної механіки. Інші зроблені в 2010 році прориви включають створення клітини з штучно синтезованим геномом, розшифровку значної частини геному неандертальців, а також нове досягнення у боротьбі зі СНІДом - вагінальний гель, що знижує ризик зараження ВІЛ у жінок. Десятьма найважливішими науковими відкриттями десятиліття названі результати досліджень «темної матерії» генома (великих некодуючих послідовностей, що беруть участь у регуляції роботи генів), нові методи космології та палеонтології, виявлення води на Марсі, винахід методів перепрограмування клітин, результати досліджень живуть в людському тілі мікроорганізмів, виявлення сотень позасонячних планет, з'ясування ролі запальних процесів в хронічних захворюваннях, створення систем з негативним коефіцієнтом заломлення (метаматеріалів) і доказ антропогенного потепління клімату Землі.

Science, один з провідних природничо-наукових журналів, в кінці кожного року за традицією підводить його підсумки, називаючи найважливіший прорив (breakthrough), зроблений в науці протягом року, що минає, а також інші досягнення, які можуть претендувати на це почесне звання. На додаток до цієї традиції цього разу редакція журналу підвела підсумки не тільки року, але й десятиліття, перерахувавши десять найважливіших відкриттів (insights), зроблених за перші десять років третього тисячоліття.

Проривів 2010 року редакція журналу назвала створення першої квантової машини - крихітного механізму, що працює не у відповідності до законів класичної механіки (як всі пристрої, виготовлені раніше), а згідно з принципами квантової механіки, яким підкоряються молекули, атоми і субатомні частинки. На підставі цього пристрою можуть бути створені датчики сили, у багато разів переважають по чутливості ті, що використовуються сьогодні. Такі датчики дозволять реєструвати найтонші механічні коливання. Крім того, подібні пристрої знайдуть широке застосування в області експериментальної перевірки теоретичних побудов квантової фізики.

Крім найважливішого прориву року в передсвятковому номері журналу, як зазвичай, перераховані інші наукові досягнення, що претендували на це звання. Першим у цьому списку йде створення співробітниками Крейга Вентера (Craig Venter) першої живої клітини, геном якої було повністю штучно синтезований. Інші претенденти включають розшифровку значної частини геному наших найближчих родичів - неандертальців (серед яких були, як з'ясувалося, не тільки наші родичі, а й наші предки, тому що стародавні люди сучасного типу схрещувалися з неандертальцями, від яких ми успадкували деякі гени), а також розробку на основі препарату тенофовір (Tenofovir) вагінального гелю, значно знижує ризик зараження ВІЛ у жінок.

Перша квантова машина являє собою мікроскопічну (порівнянну за розміром з товщиною людської волосини) вібруючу платівку з нітриду алюмінію, покритого алюмінієм. Механічні коливання цієї платівки викликають коливання електричного поля, які можна реєструвати. Коливаннями платівки можна керувати за допомогою кубіта, посилаючи на платівку або знімаючи з неї окремі кванти енергії. Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science
Перша квантова машина являє собою мікроскопічну (порівнянну за розміром з товщиною людської волосини) вібруючу платівку з нітриду алюмінію, покритого алюмінієм. Механічні коливання цієї платівки викликають коливання електричного поля, які можна реєструвати. Коливаннями платівки можна керувати за допомогою кубіта, посилаючи на платівку або знімаючи з неї окремі кванти енергії. Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science

Створення першого живого організму з штучно синтезованим геномом було одним з найгучніших подій, що трапилися в науці в 2010 році. Про нього писали навіть видання, безпосередньо не пов'язані з біологією. Зокрема, ця новина потрапила на обкладинку британського журналу The Economist (номер за 22 травня)
Створення першого живого організму з штучно синтезованим геномом було одним з найгучніших подій, що трапилися в науці в 2010 році. Про нього писали навіть видання, безпосередньо не пов'язані з біологією. Зокрема, ця новина потрапила на обкладинку британського журналу The Economist (номер за 22 травня)

Десятьма найважливішими відкриттями десятиліття були названі такі досягнення:

1) «Темна матерія» геному: розшифровка геномів людини, миші та багатьох інших організмів показала, що некодуючі послідовності займають в геномах набагато більше місця, ніж можна було очікувати. Основна функція цієї «темної матерії» складається, судячи з усього, у регуляції роботи генів. Ця регуляція здійснюється за допомогою білків і РНК, роль якої в роботі клітин виявилася далеко не обмежена забезпеченням механізмів синтезу білка. При цьому на РНК, як з'ясувалося, зчитується інформація не тільки з генів, але і з більшості некодуючих послідовностей нуклеотидів в ДНК. Функції значної частини такий РНК вченим ще належить з'ясувати.

2) Нові методи космології, що дозволили як ніколи точно розрахувати співвідношення звичайної матерії, темної енергії і темної матерії у Всесвіті. Це вдалося зробити багато в чому завдяки реєстрації мікрохвильового фонового випромінювання, що залишилося від Великого вибуху і як і раніше долітають до Землі з віддалених країв нашої стрімко розширюється Всесвіту. Завдяки новим методам і новим теоретичним побудовам, заснованим на отриманих з їх допомогою результати, космологія перетворилася з області гіпотез і припущень в досить точну науку.

3) Нові методи палеонтології, такі як рентгеноскопія порід, що містять викопні рештки, в поєднанні з комп'ютерним моделюванням тривимірної структури цих залишків, а також, і особливо, аналіз збережених молекул ДНК та білків викопних організмів. Одним з найгучніших досягнень, зроблених за допомогою аналізу ДНК викопних решток, стало відкриття нового виду (або раси) древніх людей, останки представників якого збереглися в Денисовій печері на Алтаї.

4) Вода на Марсі: дослідження останніх років показали, що на Марсі є вода у вигляді льоду, яка порівняно недавно (за геологічними мірками) могла знаходитися в рідкому стані. Там, де є рідка вода, можлива і життя, тому, хоча науці, як і раніше невідомо, чи є (і чи була) життя на Марсі, тепер принципову можливість її існування можна вважати доведеною. Не виключено, що живі організми могли колись потрапити з Марса на Землю з метеоритами, що утворилися в результаті зіткнень з Марсом ряду астероїдів.

5) Перепрограмування клітин: методи молекулярної генетики дозволили перетворювати диференційовані клітини, витягнуті з багатоклітинного організму, на плюрипотентні (з яких можуть розвинутися клітини різних типів). Ці штучні аналоги ембріональних стовбурових клітин вже широко використовуються в біологічних і медичних дослідженнях. На їх основі можуть бути розроблені нові способи лікування безлічі хвороб, у тому числі таких, у боротьбі з якими медицина поки безсила.

6) мікробом людини: сукупність мікроорганізмів (переважно бактерій), що населяють людське тіло: травний тракт, шкіру, статеву систему. Про існування цих організмів було відомо давно, але лише в останні роки їх сукупність стала предметом пильного вивчення. Дослідження показують, що вплив мікробіома на життя і здоров'я організму набагато більше, ніж вважалося раніше. Те ж відноситься до вірому - сукупності присутніх в організмі вірусів.

Співвідношення різних груп мікроорганізмів (перерахованих внизу) у спільнотах, що населяють людське тіло: товсту кишку (colon), ротову порожнину (mouth), стравохід (esophagus), шкіру (skin), шлунок (somach) і піхву (vagina). Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science
Співвідношення різних груп мікроорганізмів (перерахованих внизу) у спільнотах, що населяють людське тіло: товсту кишку (colon), ротову порожнину (mouth), стравохід (esophagus), шкіру (skin), шлунок (somach) і піхву (vagina). Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science

7) екзопланети (позасонячну планету, тобто планети, що обертаються не навколо Сонця, а навколо інших зірок) були вперше відкриті в кінці XX століття, хоча їх існування припускав ще Джордано Бруно. Нові методи, розроблені на початку XXI століття, дозволили поставити пошук таких планет на потік. Тепер їх відомо вже більше п'ятисот, і їх вивчення дає багатий матеріал для висновків про устрій планетних систем, а також про їх походження та розвитку.

8) Роль запалень в хронічних хворобах: до недавнього часу в запаленнях бачили, перш за все, захисну реакцію організму на зараження або пошкодження. За останнє десятиліття відкрилася інша, темна сторона запалень: їх участь у розвитку раку, цукрового діабету, хвороби Альцгеймера і ряду інших хронічних захворювань.

9) Метаматеріали - розроблені протягом останнього десятиліття оптичні системи, що володіють негативним коефіцієнтом заломлення і дозволили подолати межі дозволу оптичних лінз, а також дослідити ряд раніше недоступних оптичних ефектів.

Метаматеріали, можливість створення яких передбачив російський фізик Віктор Георгійович Веселаго в 1968 році, направляють світло (або мікрохвильове випромінювання) таким чином, що він може огинати невеликі об'єкти, як би роблячи їх невидимими. Ця технологія дозволяє робити особливі плоскі лінзи, що перевершують по спроможності звичайні лінзи з вигнутою поверхнею. Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science
Метаматеріали, можливість створення яких передбачив російський фізик Віктор Георгійович Веселаго в 1968 році, направляють світло (або мікрохвильове випромінювання) таким чином, що він може огинати невеликі об'єкти, як би роблячи їх невидимими. Ця технологія дозволяє робити особливі плоскі лінзи, що перевершують по спроможності звичайні лінзи з вигнутою поверхнею. Ілюстрація з обговорюваного номера журналу Science

10) Антропогенний потепління клімату: за останнє десятиліття кліматологи отримали переконливі свідоцтва того, що на нашій планеті відбувається глобальне потепління клімату, а також того, що на цей раз воно викликане господарською діяльністю людства. Наслідки цього процесу можуть бути катастрофічними, тому боротьба з ним - одна з найважливіших практичних завдань, що стоять як перед політиками, так і перед вченими. На жаль, прогрес у цьому напрямку поки невеликий.

Цей список з десяти відкриттів, зрозуміло, відображає далеко не всі видатні досягнення науки останніх років. Але серед перерахованих досягнень є такі, яким місце в десятці головних наукових успіхів десятиліття в забезпечено безсумнівно.

Обговорюючи ці досягнення, головний редактор Science Брюс Альбертс (Bruce Alberts) задається питанням про те, чи завжди науці будуть відкриватися нові горизонти або рано чи пізно всі найважливіші відкриття будуть вже зроблені і нічого принципово нового вже не можна буде відкрити. Як би там не було, в даний час вчені дуже далекі від того, щоб вважати свою справу зробленою. Крім того, можна сподіватися на те, що такий момент ніколи не настане і, розгадуючи одні таємниці, наука завжди буде знаходити інші, більш глибокі. Такий варіант виглядає привабливіше для вченого, ніж можливість прийти до остаточного фінішу і спочити на лаврах.

Джерела:
1) Bruce Alberts. Is the frontier really endless? / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1587.
2) Adrian Cho. Breakthrough of the year: The first quantum machine / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1604.
3) Stepping away from the trees for a look at the forest / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1612-1613.
4) Elisabeth Pennisi. Shining a light on the genome's "dark matter '/ / Science. 1917 December 2010. V. 330. P. 1614.
5 Adrian Cho. A recipe for the cosmos / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1615.
6) Ann Gibbons. Tiny time machine revisits ancient life / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1616.
7) Richard A. Kerr. A roller-coaster plunge into Martian water-and life? / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1617.
8) Gretchen Vogel. Cells rewrite their own destiny / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1618.
9) Elisabeth Pennisi. Body's hardworking microbes get some overdue respect / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1619.
10) Yudhijit Bhattacharjee. Alien planets hit the commodities market / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1620.
11) Jennifer Couzin-Frankel. Inflammation bares a dark side / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1621.
12) Robert F. Service, Adrian Cho. Strange new tricks with light / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1622.
13) Richard A. Kerr, Eli Kintisch. Climatologists feel the heat as science meets politics / / Science. 17 December 2010. V. 330. P. 1623.
Фото: http://elementy.ru
Джерело: http://elementy.ru
Категорія: Інші новини | Переглядів: 1392 | Додав: wiktor | Теги: досягнення науки, Science, журнал, 2010 рік | Рейтинг: 0.0/0
Матеріали по темі:


Всього коментарів: 0
avatar