Cele mai importante descoperiri științifice din 2015

Nu știm pe plan personal cum v-a mers, și nu putem contesta faptul că anul acesta a fost unul plin de tensiuni și de evenimente nefericite. Totuși, pentru că e bine să ne îndreptăm atenția și către aspectele pozitive, un lucru e cert: anul 2015 a fost unul cât se poate de bun atât pentru cinematografie, cât și pentru știință și tehnologie. Despre filme deja am scris aici, iar acum vă prezentăm câteva dintre cele mai importante descoperiri științifice din 2015.

Apă pe Marte, noi teorii științifice, descoperirea de moduri prin care diverse boli pot fi tratate, editarea genelor umane, posibile dovezi ale existenței extratereștrilor, o nouă specie umană, organe create în laborator. Cam acesta ar fi un rezumat al anului 2015, cel puțin din punct de vedere științific.

Chinezii au descoperit cum pot edita embrioni umani

Oamenii de știință chinezi au reușit, pentru prima dată, să modifice gene din embrioni umani. Echipa de cercetători a făcut experimentul pe embrioni neviabili, pe care i-a injectat cu o enzimă CRISPR/Cas9, care lipeşte şi desparte ADN-ul în diverse porţiuni. Complexul de enzime poate fi programat pentru a ţinti către o anumită genă afectată, care este apoi înlocuită sau reparată cu ajutorul unei molecule introduse în acelaşi timp. Sistemul a fost folosit în celule adulte umane şi în embrioni de animale, dar nu a fost folosită niciodată în embrioni umani.

Cercetătorii au vrut să vadă dacă pot să modifice un embrion deja fertilizat, dar neviabil. Practic, toate celulele produse de acest embrion ar avea gena îmbunătăţită. Embrionii folosiţi de chinezi nu puteau fi folosiţi pentru fertilizări in vitro, deoarece aveau fertilizare din două surse de spermă, ceea ce nu poate duce la o naştere, chiar dacă embrionii se pot dezvolta în primă fază.

Echipa din China a înjectat 86 de embrioni şi a aşteptat 48 de ore. 54 de embrioni au fost testați, iar cercetătorii au descoperit că 28 au fost modificaţi, dar chiar și în cazul acelora, doar o porţiune din ADN conţinea materialul genetic modificat. Eșecul ar fi putut fi cauzat și de faptul că s-au folosit embrioni neviabili. Echipa sa a observat numeroase mutaţii pe care le-a generat enzima introdusă, în altă parte a genomului.

Acest efect e cel de care se tem bioeticienii, care spun că rasa umană ar putea fi modificată distructiv de o posibilă mutaţie genetică indusă de cercetători. Mutaţiile pe embrionul uman au fost mult mai dese şi frecvente decât cele întâlnite în celule adulte umane sau în embrioni de animale. Procedura ridică numeroase probleme de ordin etic, dar totuși, rămâne una dintre cele mai importante descoperiri științifice din 2015. Oricum, chinezii au planuri mari în această direcție și deschid chiar și o fabrică de clonare.

Oamenii de știință au descoperit cum pot crea creiere umane în laborator

Oamenii de ştiinţă de la Universitatea de Stat din Ohio au obţinut primul creier uman aproape complet format în laborator, în cadrul unui studiu care ar putea să ducă la o accelerare spectaculoasă a cercetărilor din domeniul maladiei Alzheimer.

Creierul uman, creat pe baza unor celule epiteliale adulte prelevate de la un om şi cultivate apoi în eprubetă timp de 15 săptămâni, are în prezent o mărime comparabilă cu aceea a unei gume de şters din extremitatea unui creion, au precizat reprezentanţii universităţii americane. El are aceeaşi maturitate ca aceea a creierului unui fetus de cinci săptămâni şi conţine 99% din genele existente în creierul unui fetus uman complet dezvoltat. „Dacă îl vom lăsa să crească până la 16 sau 20 de săptămâni, ar putea să devină complet, să genereze şi acel 1% din genele care îi lipsesc”, a spus profesorul Anand. „Nu ştim deocamdată ce va fi”, a adăugat el.

Profesorul Anand a dezvăluit, de asemenea, în declaraţia dată publicităţii de Universitatea de Stat din Ohio că „alte grupuri de cercetare încearcă să obţină astfel de rezultate”. În 2013, cercetătorii de la Institutul de Biotehnologie Moleculară din cadrul Academiei de Ştiinţe din Austria au obţinut în laborator un creier care avea acelaşi nivel de dezvoltare ca un creier al unui fetus de nouă săptămâni, dar care nu era capabil de gândire, potrivit BBC. Profesorul Anand a declarat că, spre deosebire de „organoidul” creat în Austria, care conţinea doar anumite aspecte specifice creierului uman, modelul său are toate caracteristicile cerebrale, cu excepţia unui sistem vascular.

NASA a descoperit apă în formă lichidă pe Marte

Deși se știa de ceva vreme că există gheață pe Planeta Roșie, forma lichidă a acesteia reprezintă o mare descoperire, întrucât sugerează că Marte ar putea susține viață.  Nu este vorba de râuri sau oceane, totuși. Oamenii de știință au investigat zone cu sare care prezintă urmele unei ape curgătoare, asemănătoare unei lacrimi care se scurge pe obraz.

Descoperirea este mai veche, dar abia acum cercetătorii au primit confirmarea că acele „lacrimi” sunt în fapt urme ale existenței apei. Echipa de cercetători a studiat urmele lăsate de acele picături lăsate de-a lungul fiecărei veri marțiene și au observat că acestea deveneau din ce în ce mai mari, până când venea iarna, iar acestea dispăreau.

În plus, solul Planetei Marte este acoperit cu un strat de sare, care poate stabiliza apa și o poate proteja de îngheț sau fierbere. Oamenii de știință subliniază că nu au găsit chiar apă curgătoare pe Marte. În mod frustrant, informațiile obținute de aceștia au fost colectate cu ajutorul unui dispozitiv care înregistra suprafața planetei în fiecare zi, la 3pm. La acea oră Marte este cel mai cald și uscat, așadar orice formă de apă lichidă s-ar evapora până ce dispozitivul ar putea s-o recepteze.

Cu toate astea, apa a lăsat o urmă evidentă pe suprafața planetei. Orice ar curge pe Marte este clar că hidratează sarea, și acea hidratare este evidentă. După ce a analizat informațiile primite de la dispozitiv, echipa de cercetători a ajuns la concluzia că acele cristale de sare conțin molecule de apă, iar asta reprezintă o dovadă destul de clară că au fost depuse de o apă curgătoare. La câteva luni distanță, însă, cei de la Nasa au explicat de ce e improbabil să existe apă pe Marte. Puteți citi mai detaliat despre asta în acest articol.

Einstein nu a avut dreptate: acțiunile fantomatice sunt reale

Una dintre cele mai importante descoperiri științifice, în mod surprinzător, îl contrazice pe Einstein. Celebrul savant a spus că teoria cuantică avea nevoie să dovedească „o acţiune fantomatică la distanţă” şi a refuzat să accepte noţiunea că Universul ar putea să se comporte într-un fel atât de ciudat şi, aparent, întâmplător. În special, Einstein a ironizat ideea că două particule separate ar putea fi „încâlcite” atât de mult, complet, încât simpla măsurare a unei particule ar influenţa-o instantaneu pe cealaltă, indiferent de distanţa care le separă. Albert Einstein a fost profund nemulţumit de „incertitudinea” introdusă de teoria cuantică şi a spus că implicaţiile acesteia seamănă cu „a-i cere lui Dumnezeu să dea cu zarul”.

Noul experiment, realizat de un grup de savanţi care au fost coordonaţi de Ronald Hanson, profesor de fizică la Institutul de Nanoştiinţe Kavli, asociat Universităţii Delft, la care au participat şi savanţi din Spania şi Marea Britanie, reprezintă cea mai puternică dovadă găsită până în prezent care sprijină principiile fundamentale ale teoriei mecanicii cuantice despre existenţa unui univers bizar, creat dintr-o „ţesătură” de particule subatomice, în care materia nu se formează până când nu este observată şi timpul se scurge atât înapoi, cât şi înainte.

Cercetătorii au reuşit să pună în legătură doi electroni, separaţi de o distanţă de 1,3 kilometri, care au schimbat apoi informaţii între ei. Fizicienii folosesc termenul „entanglement” („reţea”, „încâlcire a firelor”, n.r.) pentru a se referi la o pereche de particule care au fost generate într-o asemenea manieră încât nu pot fi descrise independent. Savanţii au plasat două diamante în două locuri din colţuri opuse ale campusului Universităţii Delft, separate de o distanţă de 1,3 kilometri.

Fiecare diamant a conţinut o trapă minusculă pentru electroni unici, care deţin o proprietate magnetică, denumită „spin”. Pulsuri de microunde şi energie laser sunt apoi utilizate pentru a conecta şi pentru a măsura „spinul” electronilor. Distanţa măsurată de detectoare amplasate în colţuri opuse ale campusului a asigurat faptul că nu s-a realizat niciun schimb de informaţii (între cei doi electroni) prin mijloace confidenţiale în perioada de timp în care erau efectuate măsurători.

Potrivit mecanicii cuantice, particulele nu capătă proprietăţi formale până când nu sunt măsurate sau observate într-un anumit fel. Până atunci, ele pot să existe, simultan, într-unul sau mai multe locuri deodată. Odată măsurate, ele pătrund totuşi într-o realitate clasică, existând într-un singur loc.

Un nou antibiotic din bacterii

De asemenea, oamenii de știință au descoperit un nou antibiotic, după 30 de ani în care nu a mai apărut nimic nou din acest punct de vedere. Teixobactina țintește lipidele pe care bacteriile le folosesc pentru a construi noi pereți de celule și s-a descoperit că are efecte împotriva mai multor agenți patogeni. E încă în teste, deci nu va fi regăsit pe rețetele medicale prea curând. Totuși, e o șansă ca tehnologia prin care a fost generat să provoace mai mult entuziasm: iChip permite neurobiologilor să crească bacterii în noroi și are potențial de a testa milioane de astfel de microorganisme, pentru a descoperi dacă au sau nu proprietăți antibiotice.

Cercetătorii cred că au descoperit încă o specie umană

În peștera sud-africană Rising Cave au fost descoperite rămășițe al căror aspect indică faptul că ar fi aparținut unei ființe extrem de asemănătoare omului. Descoperirile au fost publicate în revista eLife și aparțin unei echipe formate din 60 de cercetători, conduși de Lee R. Berger. Au fost găsite peste 1.500 de elemente osoase, cel mai mare număr de elemente atât de vechi găsite într-un sigur loc in Africa. Au fost exhumate oase de la 15 hominizi, iar faptul că le-a fost foarte dificil să ajungă la ele i-a determinat pe oamenii de știință să creadă că acela ar fi fost un loc pentru depozitarea cadavrelor, probabil aparținând unui ritual primitiv.

Liderii proiectului fondat de National Geografic au numit creatura Homo naledi, „naledi” în sesotho (limba sud-africană) însemnând „stea”. Totuși, alți experți consideră că dovezile actuale sunt insuficiente pentru a stabili dacă e vorba, cu adevărat, de o rudă a omului. De asemenea, oasele seamănă izbitor cu ale lui Homo erectus, scriu cei de la The Guardian.

Posibile tratamente pentru boli grave

Se pare că veninul de la Polybia paulista conține un ingredient care ar putea fi o armă puternică în lupta împotriva cancerului. Investigațiile ulterioare asupra toxinei Polybia-MP1 arată faptul că a aceasta poate ținti doar celulele canceroase, fără a le afecta pe cele sănătoase, potrivit celor de la Geek.

Paul Beales de la Univesitatea Leeds din Marea Britanie, principalul autor al studiului, a specificat că această toxină nu este un leac în sine. Ar putea fi folositor în diverse terapii, care ar combina simultan mai multe medicamente, astfel încât mai multe părți ale celulei canceroase să fie atacate în același timp.

Țintirea selectivă este posibilă datorită compoziției mebranei celulelor canceroase. Fosfolipidele celulelor bolnave sunt dispuse în exteriorul membranei, confruntându-se cu mediul extern, în timp ce, în cazul celulelor normale, acestea sunt dispuse în interior. MP1 poate rupe membrana, interacționând cu fosfolipidele.

João Ruggiero Neto de la Universitatea São Paulo din Brazilia, co-autor al studiului, a descris efectele ca fiind imediate. Se pare că imediat ce MP1 ajunge la celulă, se formează pori suficient de mari încât să permită moleculelor de ARN și proteinelor să iasă din celulă.

Tot în această zonă a descoperirilor medicale, găsim și o utilitate inedită a albastrului de metilen. Un studiu recent al Universităţii din Maryland (UMD) din SUA a arătat că unprodus chimic comun poate inversa simptomele progeriei, cunoscută drept boala îmbătrânirii premature, precum și îmbătrânirea normală. Potrivit studiului, doze mici de albastru de metilen pot anula daunele pe care progeria le generează. Efectele benefice ale albastrului de metilen se instalează atât de rapid, încât oamenii de știință o consideră „magică”.