Najważniejsze wydarzenia w nauce i przyrodzie w 2010 roku według Nature

Sztuczny genom, nowy oręż do walki z HIV, trzęsienie ziemi na Haiti, wyciek ropy do Zatoki Meksykańskiej, echa kryzysu ekonomicznego w nauce europejskiej i amerykańskiej - to niektóre z najważniejszych wydarzeń naukowych i przyrodniczych 2010 r. według pisma Nature.

Trzęsienie ziemi na Haiti

W styczniu Haiti nawiedziło trzęsienie ziemi o magnitudzie 7 w skali Richtera - największa taka katastrofa, która w ostatnim stuleciu dotknęła jeden z najuboższych narodów świata. Według szacunków, zginęło 230.000 ludzi a kolejny milion został bez dachu nad głową. Inne trzęsienia ziemi, w tym jedno o magnitudzie 8,8 w lutym w Chile i o magnitudzie 7,1 we wrześniu w Nowej Zelandii również spowodowały rozległe zniszczenia, ale mniej ofiar śmiertelnych.

Wybuch wulkanu na Islandii, zmiany klimatyczne

W kwietniu, popioły emitowane po wybuchu islandzkiego wulkanu Eyjafjallajokull na tydzień sparaliżowały transport lotniczy w Europie, krzyżując plany tysięcy podróżnych. A wyjątkowo intensywne deszcze związane ze zjawiskiem atmosferyczno-oceanicznym La Nina, schładzającym wody Pacyfiku, spowodowały powodzie, które objęły jedną piątą Pakistanu i dotknęły około 20 mln osób. Zmiany klimatyczne przyczyniły się też do suszy w Rosji, która doświadczyła najgorętszego lata w swojej - zapisanej na kratach - historii oraz setek groźnych pożarów lasów.

Wybuch wulkanu Eyjafjallajokull. Zdjęcie: Árni Friðriksson/ Wikipedia

Znaleziono kochanków homo sapiens

Dwie prace dostarczyły dowodów na to, że człowiek współczesny (Homo sapiens) krzyżował się z przedstawicielami dwóch wymarłych już gałęzi ludzkiej rodziny hominidów - Neandertalczykami i Denisowianami. Pytanie czy Neandertalczycy, którzy wyginęli ok. 30.000 lat temu, kiedykolwiek krzyżowali się z ludźmi było przedmiotem gorących dyskusji, ale dowody na ten temat były nieliczne. Nawet poznanie wstępnej sekwencji genomu Neandertalczyka, którą opublikowano w 2009 r. nie dostarczyło definitywnej odpowiedzi. 7 maja 2010 r. naukowcy przedstawili wyniki porównania sekwencji genomu Neandertalczyków z genomem ok. 2.000 ludzi zamieszkujących różne części świata. Okazało się, że Neandertalczycy krzyżowali się z Homo sapiens w okresie, w którym ludzie współcześni po raz pierwszy wyemigrowali z Afryki ok. 50.000-60.000 lat temu. Dowody na jeszcze późniejsze krzyżowanie się ludzi ze swoimi pradawnymi krewniakami zostały opublikowane w najnowszym wydaniu tygodnika Nature. Badania genomu wyizolowanego z liczącej 30.000-50.000 lat kości palca znalezionej w syberyjskiej jaskini nie tylko potwierdzają istnienie Denisowian - kolejnej grupy hominidów (obok Neandertalczyków i człowieka współczesnego) - ale też sugerują, że krzyżowali się oni z przodkami dzisiejszych Melanezyjczyków.

Lekarze zyskali nową broń do walki z HIV

W lipcu naukowcy poinformowali, że przeciwwirusowy żel (zawierający lek tenofowir) zmniejsza częstość zakażeń wirusem HIV nawet o 54 proc. u kobiet, które stosują go regularnie. Wyniki badania prowadzonego w grupie ok. 900 kobiet z RPA o podwyższonym ryzyku infekcji dały nadzieje tym, którzy szukają sposobu na obniżenie odsetka zakażeń HIV w Afryce Subsaharyjskiej, gdzie ma miejsce większość nowych przypadków infekcji. Inny przełom nadszedł w listopadzie, gdy badania w grupie niemal 2.500 mężczyzn zaliczanych do grupy wysokiego ryzyka (geje, transseksualiści i mężczyźni biseksualni) wykazały, iż przeciwwirusowy lek Truvada (połączenie tenofowiru i emtrycytabiny) może skutecznie zapobiegać zakażeniu wirusem. U panów, którzy zażywali lek systematycznie przez dwa lata obniżał on ryzyko infekcji o 73 proc.

Naukowcy stworzyli "sztuczny genom"

20 maja naukowcy z Instytutu J. Craiga Ventera w Rockville (stan Maryland) wprowadzili stworzony przez siebie genom do komórki bakterii, która z powodzeniem podjęła funkcje życiowe i zaczęła się dzielić. Używając genomu bakterii Mycoplasma mycoides jako oryginału zespół Daniela Gibsona stworzył sztuczny genom w komórce drożdży i wszczepił go następnie do blisko spokrewnionej bakterii z gatunku Mycoplasma capricolum. Choć licząca 1,1 mln par zasad (tj. jednostek strukturalnych DNA) sekwencja była niemal duplikatem genomu M. mycoides, zawierała cztery dodatkowe sekwencje DNA (tzw. znacznikowe) pozwalające odróżnić ją od oryginału oraz zakodowane informacje o adresie strony internetowej i kilka znanych cytatów. Niektórzy naukowcy uznali ten krok za znaczny postęp w porównaniu z konwencjonalną inżynierią genetyczną, natomiast inni wskazywali, że badaczy czeka jeszcze długa droga zanim będą w stanie zaprojektować i skonstruować nowy gatunek bakterii zupełnie od podstaw. Wielu naukowców uważa, że jeśli ta technologia zostanie dostatecznie dopracowana może będzie ją wykorzystać w bardzo różnorodnych celach, jak sekwestracja dwutlenku węgla, produkcja biopaliw lub eliminacja chemikaliów.

Opóźnione porozumienia w sprawie zmian klimatu

Próby przeciwdziałania zmianom klimatu napotkały wiele trudności na początku roku, ale na koniec przyniosły pewne owoce. W styczniu Międzyrządowy Zespół ds. Zmian Klimatu, któremu przewodniczył Rajendra Pachauri, z zakłopotaniem przyznał, że wydany przez niego raport z 2007 r., głoszący, iż wszystkie lodowce w centralnych i wschodnich Himalajach mogą się stopić do 2035 r., był błędny. Źródłem tego twierdzenia nie były recenzowane prace naukowe, ale komentarz indyjskiego glacjologa Syeda Hasnaina do artykułu w tygodniku popularnonaukowym "New Scientist" z 1999 r. Błąd ten stał się pożywką dla sceptyków ocieplenia klimatu. Latem, trzem amerykańskim senatorom - Johnowi Kerry (demokrata ze stanu Massachusetts), Josephowi Liebermanowi (niezależny senator USA ze stanu Connecticut) oraz Lindsey'owi Grahamowi (republikanin z Południowej Karolina) nie udało się przeforsować projektu ustawy, który wprowadziłby system ograniczenia emisji gazów cieplarnianych (cap and trade) dla krajowego przemysłu w USA. Jednak odbywające się pod koniec roku, Światowa Konferencja Klimatyczna ONZ w Cancun w Meksyku przyniosła pewne owoce - jej uczestnicy uznali za wspólny cel ograniczenie ocieplenia do 2 st. C powyżej temperatury sprzed ery przemysłowej. Biorące w niej udział państwa stworzyły też międzynarodowy system monitoringu pozwalający śledzić postępy w zakresie ograniczenia emisji.

Wyciek ropy w Zatoce Meksykańskiej

20 kwietnia eksplozja platformy wiertniczej Deepwater Horizon należącej do firmy BP zabiła 11 pracowników i doprowadziła do największego w historii wycieku ropy. Do sierpnia z uszkodzonego szybu wyciekło niemal 5 mln baryłek ropy do wód Zatoki Meksykańskiej (a dziennie uwalniało się z niego nawet 62 tys. baryłek). Inżynierowie zatkali szyb 15 lipca, choć do 19 września nie został on całkowicie zacementowany. W trakcie przeciągającej się katastrofy ekologicznej rozgorzała debata dotycząca losów ropy pochodzącej z wycieku. Szacunki Amerykańskiej Narodowej Służby Oceanicznej i Meteorologicznej (NOAA), zgodnie z którymi około połowa ropy wyparowała, została zebrana lub spalona były otwarcie krytykowane jako zbyt optymistyczne. Później, naukowcy odkryli warstwę osadu ropy na dnie morskim.

Wyciek ropy w Zatoce Meksykańskiej. Zdjęcie: New York Times

Niepewna przyszłość badań nad komórkami macierzystymi

Naukowcy amerykańscy byli wstrząśnięci, gdy 24 sierpnia sędzia amerykańskiego sądu federalnego Royce Lamberth zdecydował, iż badania nad ludzkimi zarodkowymi komórkami macierzystymi nie mogą być finansowane z funduszy publicznych. Decyzja ta unieważniła rozporządzenie prezydenta Baracka Obamy z marca 2009 r. upoważniające Narodowe Instytuty Zdrowia do opracowania strategii rejestrowania nowych linii komórek macierzystych, których tworzenie zostało zakazane pod rządami George'a W. Busha. Nakaz miał pozostać w mocy do czasu podjęcia przez sędziego Lambertha decyzji, czy ten rodzaj badań jest sprzeczny z prawem wprowadzonym przez Kongres USA, znanym jako poprawka Dickeya-Wickera, które zakazuje niszczenia zarodków ludzkich do celów badawczych. Jednak 9 września Sąd Apelacyjny USA dla Dystryktu Columbia zniósł tymczasowo zakaz, pozwalając na kontynuację publicznego finansowania badań nad zarodkami ludzkimi dopóki sąd w Waszyngtonie nie zdecyduje o utrzymaniu zakazu sędziego Lambertha. Niektóre z badań nad komórkami macierzystymi wznowiono, ale naukowcy spodziewają się kolejnych trudności.

Sukces i klapa japońskiej agencji kosmicznej

16 listopada naukowcy potwierdzili, że drobinki o średnicy liczonej w mikrometrach znalezione w kapsule sondy Hayabusa (Japońskiej Agencji Eksploracji Przestrzeni Kosmicznej - JAXA) są autentycznym pyłem asteroidy. Misja, podczas której sonda dwukrotnie musnęła powierzchnię asteroidy Itokawa w listopadzie 2005 r., była pierwszą, która zaowocowała pobraniem z niej materiału i dostarczeniem go na Ziemię. Miesiąc później agencja doświadczyła niepowodzenia, gdy sondzie Akatsuki nie udało się wejść na orbitę Wenus, a zamiast tego minęła planetę i popłynęła w przestrzeń międzyplanetarną. Akatsuki, która miała badać atmosferę i powierzchnię Wenus przy pomocy kamer pracujących w podczerwieni, będzie musiała okrążyć Słońce i poczekać sześć lat na kolejną próbę.

Astronomowie po ciemnej stronie mocy

W sierpniu astronomowie amerykańscy opublikowali - wydawany raz na 10 lat - bardzo ważny dokument o nazwie Astro2010 Decadal Survey, zawierający rekomendacje dla NASA, Narodowej Fundacji ds. Badań oraz Departamentu ds. Energii USA na temat tego, które badania w dziedzinie astronomii i astrofizyki powinny być refundowane. Uwzględniając perspektywę redukcji nakładów z budżetu na naukę w okresie kryzysu ekonomicznego, naukowcy zarekomendowali kilka dużych, kosztownych projektów - jak wart 1,6 mld dolarów kosmiczny teleskop WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) należący do NASA, który może badać czarną energię, tajemnicze zjawisko przyspieszające rozszerzanie się Wszechświata. Jednak listopad przyniósł niepożądaną wiadomość: raport wykonany na zlecenie senator Barbary Mikulski (demokratki ze stanu Maryland) wykazał, że uruchomienie 6,5-metrowego Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba, następcy teleskopu Hubble'a, przekroczy planowany budżet minimum o 1,5 mld dolarów i będzie opóźnione o ponad rok. To stawia pod znakiem zapytania finansowanie prac nad teleskopem WFIRST.

Kryzys uderzył w europejską naukę

Oszczędności przedsięwzięte w wielu krajach Europy w związku z kryzysem dotknęły również naukowców. Pięć krajów członkowskich CERNu - Europejskiego Laboratorium Fizyki Cząstek Elementarnych w pobliżu Genewy w Szwajcarii - zaaprobowało we wrześniu plan redukcji składek o ok. 140 mln dolarów w ciągu kolejnych pięciu lat oraz spowolnienia tempa mniejszych projektów badawczych, by chronić prace swojego okrętu flagowego - Wielkiego Zderzacza Hadronów, największego na świecie akceleratora cząstek. A Włochy i Wielka Brytania oświadczyły, że czasowo zredukują swoje udziały w Europejskim Ośrodku Synchrotronu Atomowego w Grenoble we Francji. Inne państwa, poszukując cięć budżetowych, ogłosiły zamrożenie lub redukcję inwestycji w naukę; na przykład, nakłady hiszpańskiego rządu na badania i rozwój spadną w przyszłym roku o 8,37 proc. W październiku naukowcy brytyjscy protestowali w Londynie przeciwko obcięciu funduszy. Ostatecznie, rząd brytyjski zdecydował, że nie zredukuje wydatków na naukę i zgodził się zagwarantować podstawowy budżet naukowy w wysokości 4,6 mld funtów przez kolejne 4 lata.

Wielki Zderzacz Hadronów

Odkryto formy życia wykorzystujące toksyczny arsen. Ale czy na pewno?

Podczas konferencji prasowej 2. grudnia naukowcy z NASA poinformowali o odkryciu bakterii z Jeziora Mono w Kalifornii, które - jako jedyne ze znanych form życia - wykorzystują arsen jako budulec DNA i białek, w zastępstwie fosforu, na którym polegają wszystkie znane dotąd organizmy. Ale wkrótce po ogłoszeniu tego bezprecedensowego odkrycia stało się ono przedmiotem krytyki społeczności naukowej. Biochemicy zaczęli atakować na blogach metodologię i założenia oryginalnych badań, prowokując zarazem liczne artykuły w mediach. Dlatego niezbędne będą dalsze badania, aby ustalić czy odkryte bakterie faktycznie wykorzystują toksyczny arsen zamiast fosforu.

Światowej sławy ekspert w dziedzinie biologii ewolucyjnej oskarżony o oszustwa

W sierpniu naukowcy z Uniwersytetu Harvarda odkryli, że pracownik uczelni Marc Hauser, światowy lider badań nad zdolnościami poznawczymi małp i ludzi, dopuścił się kilku przypadków naukowej manipulacji. Hauser bada ewolucyjne podstawy takich cech, jak moralność, zdolności językowe i matematyczne, a jego prace były opisywane w różnych popularnych dziennikach, takich jak The New York Times czy Wall Street Journal. Wielu naukowców z tej samej dziedziny zwróciło się do przedstawicieli Uniwersytetu Harvarda, by ujawnili szczegóły dochodzenia, argumentując, że mogą one dotyczyć wszelkich badań bazujących na pracach Hausera. Jednak, jak dotąd przedstawiciele uczelni nie przychylili się do tych próśb. Hauser wycofał lub wniósł poprawki co najmniej do trzech publikacji, które pojawiły się w czasopismach "Cognition", Proceedings of the Royal Society oraz Science.

Źródło: PAP - Nauka w Polsce. Zdjęcie główne: trzęsienie ziemi w Haiti. Autor: Thony Belizaire/AFP