Χιλιάδες νέες επιστημονικές μελέτες δημοσιεύονται κάθε χρόνο, ρίχνοντας φως στα πάντα, από την εξέλιξη των αστεριών, έως τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Άλλες πάλι είναι παντελώς ασήμαντες.
Με τόσες πολλές έρευνες που κυκλοφορούν κάθε χρόνο, μπορεί να είναι δύσκολο να γνωρίζουμε τι είναι σημαντικό, τι είναι ενδιαφέρον αλλά σε μεγάλο βαθμό τι είναι αδιάφορο.
Αλλά περνώντας μιας δεκαετίας, μπορούμε να κοιτάξουμε πίσω και να βρούμε μερικές από τις πιο σημαντικές ανακαλύψεις που προκαλούν δέος. Έναν πραγματικό πολλαπλασιασμό της γνώσης.
Εδώ είναι πέντε από τα μεγαλύτερα άλματα που έκανε η επιστήμη τα τελευταία δέκα χρόνια.
Επεξεργασία γονιδίων
Από τότε που αποκαλύφθηκε η διπλή έλικα του DNA στις αρχές της δεκαετίας του 1950, οι επιστήμονες υπέθεσαν ότι υπάρχει δυνατότητα να τροποποιηθεί τεχνητά το DNA και να αλλάξει τις λειτουργίες ενός οργανισμού.
Η πρώτη εγκεκριμένη δοκιμή γονιδιακής θεραπείας έλαβε χώρα το 1990, όταν ένα τετράχρονο κορίτσι έλαβε θεραπεία για ένα σπάνιο γενετικό ελάττωμα που ονομάζετε σύνδρομο ADA-SCID. Μια σοβαρή ανεπάρκεια του ανοσοποιητικού συστήματος. Μια γενετική κατάσταση που εμποδίζει την ικανότητα του ανοσοποιητικού συστήματος να καταπολεμά τις ασθένειες.
Το ελαττωματικό γονίδιο των κυττάρων αίματος του ασθενούς αντικαταστάθηκε από τη λειτουργική παραλλαγή του. Το ανοσοποιητικό σύστημα της ασθενούς αποκαταστάθηκε μερικώς από τη θεραπεία.
Η παραγωγή του ελλειπούς ενζύμου διεγέρθηκε προσωρινά, αλλά δεν δημιουργήθηκαν τα αναμενόμενα νέα κύτταρα με λειτουργικά τα γονίδια. Έζησε μια κανονική ζωή αλλά έπρεπε να κάνει τις τακτικές ενέσεις που πραγματοποιούνται κάθε δύο μήνες.
Τώρα η γενετική μηχανική είναι πιο ακριβής και διαθέσιμη από ποτέ. Χάρης σε ένα νέο επαναστατικό εργαλείο που ονομάζετε CRISPR-Cas9 χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά για την τροποποίηση ευκαρυωτικών κυττάρων (ονομάζονται τα κύτταρα τα οποία έχουν πλήρως σχηματισμένο πυρήνα)
CRISPR-Cas9 που αποτελείται από δύο «συστατικά»-κλειδιά τα οποία τροποποιούν το DNA. Πρόκειται για ένα ένζυμο, το Cas9, το οποίο έχει τον ρόλο «μοριακού ψαλιδιού» που μπορεί να κόψει τις δύο έλικες του DNA σε συγκεκριμένες θέσεις ώστε να αφαιρεθούν και να προστεθούν τμήματα DNA με νέο γενετικό υλικό.
Η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από την ιατρική τις καλλιέργειες τη φαρμακολογία τα βιοκαύσιμα, έως τη θεραπεία ασθενειών όπως ο καρκίνος. Αφαιρώντας τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος ενός ασθενούς, τροποποιώντας τα και επανεγχύοντας τα στο σώμα του ασθενούς.
Στα τέλη του 2018 Κινέζοι ερευνητές με επικεφαλής τον He Jiankui ανακοίνωσαν ότι χρησιμοποίησαν το CRISPR-Cas9 για να τροποποιήσουν γενετικά ανθρώπινα έμβρυα. Τα οποία στη συνέχεια μεταφέρθηκαν στη μήτρα μιας γυναίκας και είχαν ως αποτέλεσμα τη γέννηση δυο δίδυμων κοριτσιών. Τα πρώτα μωρά που έχουν υποστεί επεξεργασία γονιδίων. Τα γονίδια των διδύμων τροποποιήθηκαν για να κάνουν τα κορίτσια πιο ανθεκτικά στον ιό HIV.
Η πράξει αυτοί καταδικάστηκε ευρέως από την επιστημονική κοινότητα ως ανήθικη και επικίνδυνη. Αποκαλύπτοντας την ανάγκη για αυστηρότερους κανονισμούς για τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούνται αυτά τα ισχυρά νέα εργαλεία.
Αποκαλύφθηκαν μυστήρια άλλων κόσμων
Τα διαστημικά σκάφη και τα τηλεσκόπια αποκάλυψαν πληθώρα πληροφοριών για κόσμους πέρα από τους δικούς μας την τελευταία δεκαετία.
Το 2015, το διαστημόπλοιο της NASA New Horizons πέρασε κοντά από τον Πλούτωνα, παίρνοντας τις πρώτες κοντινές εικόνες του πλανήτη νάνου και των φεγγαριών του. Το διαστημικό σκάφος αποκάλυψε έναν εκπληκτικά δραστήριο κόσμο, με παγωμένα βουνά να φτάνουν τα 6.000 μέτρα και μεταβαλλόμενες πεδιάδες που δεν ξεπερνούν τα 10 εκατομμύρια χρόνια. Πράγμα που σημαίνει ότι η γεωλογία αλλάζει συνεχώς.
Το γεγονός ότι ο Πλούτωνας που απέχει 5.906.000.000 χιλιόμετρα περίπου 40 φορές την απόσταση της Γης, είναι τόσο γεωλογικά ενεργός, υποδηλώνει ότι ακόμη και οι κρύοι απομακρυσμένοι κόσμοι θα μπορούσαν να πάρουν αρκετή ενέργεια για να θερμάνουν το εσωτερικό τους. Ενδεχομένως να φιλοξενούν νερό κάτω από την επιφάνεια του ή ακόμα και ζωή.
Λίγο πιο κοντά στο σπίτι μας, το διαστημικό σκάφος Cassini ήταν σε τροχιά γύρω από τον Κρόνο για 13 χρόνια. Η αποστολή του τερματίστηκε τον Σεπτέμβριο του 2017
Η NASA προτίμησε να ρίξει το σκάφος στην ατμόσφαιρα του Κρόνου, ώστε να καεί, παρά να συνεχίσει να περιστρέφεται γύρω από τον πλανήτη έως ότου εξαντλήσει τα καύσιμα του.
Κατά τη διάρκεια της αποστολής του, ο Cassini μας αποκάλυψε πότε δημιουργήθηκαν τα δαχτυλίδια του Κρόνου (τα τελευταία 100 εκατομμύρια χρόνια). Παρατήρησε μια καταιγίδα που περιβάλλει τον αέριο γίγαντα.
Χαρτογράφησε τον μεγάλο φεγγάρι του Κρόνου τον Τιτάνα και βρήκε ότι έχει ατμόσφαιρα. Έχει ανέμους, έχει βροχές, έχει βουνά. Είναι ένας πραγματικά ενδιαφέρων κόσμος και ένα από τα καλύτερα μέρη στο ηλιακό μας σύστημα για έρευνα για ζωή.
Το 2016, ένα χρόνο πριν από το τέλος της αποστολής Cassini. Το διαστημικό σκάφος Juno έφτασε στον Δία, όπου μετρά το μαγνητικό πεδίο και την ατμοσφαιρική πίεση του μεγαλύτερου πλανήτη στο ηλιακό μας σύστημα. Για να βοηθήσει τους επιστήμονες να καταλάβουν πώς ο Δίας και οτιδήποτε άλλο γύρω από τον ήλιο αρχικά σχηματίστηκε.
Το 2012, το Curiosity προσγειώθηκε στον Άρη, όπου έχει πραγματοποιήσει αρκετές σημαντικές ανακαλύψεις.
Συμπεριλαμβανομένων νέων στοιχείων για το παρελθόν του κόκκινου πλανήτη, την παρουσία οργανικών μορίων που θα μπορούσαν να σχετίζονται με τη ζωή, μεθάνιο και οξυγόνο που αφήνει υπαινιγμούς για ζωή κάτω από την επιφάνεια του.
Το 2018, η Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος ανακοίνωσε ότι τα δεδομένα που έλαβε από το ραντάρ που διείσδυσε στο έδαφος από το διαστημικό σκάφος Mars Express παρείχαν ισχυρές ενδείξεις ότι υπάρχει νερό υπόγεια, κοντά στο νότιο πόλο του Άρη.
Εν τω μεταξύ, δύο διαστημικά τηλεσκόπια, ο Κέπλερ και ο TESS, έχουν ανακαλύψει χιλιάδες πλανήτες σε τροχιά γύρω από άλλα αστέρια.
Ο Κέπλερ ξεκίνησε το 2009 και ολοκλήρωσε την αποστολή του το 2018, αποκαλύπτοντας μυστηριώδεις και απομακρυσμένους πλανήτες μετρώντας τη μείωση του φωτός όταν περνούν μπροστά από τα αστέρια τους.
Πολλοί από αυτούς τους πλανήτες είναι μεγάλη σαν το Δία και ζεστή οι οποίοι περιστρέφονται κοντά στα αστέρια τους σε λίγες μόνο ημέρες. Πλανήτες στο μέγεθος της Γης, μπορεί να είναι αέριοί, υγροί, ή με κάποιους συνδυασμούς. Σούπερ Γη, πλανήτες που είναι μεγάλοι βραχώδεις και οι αστρονόμοι ελπίζουν να τους μελετήσουν για σημάδια ζωής.
Το TESS, που ξεκίνησε το 2018, συνεχίζει την αναζήτηση ως διάδοχος του Kepler. Το διαστημικό τηλεσκόπιο έχει ήδη ανακαλύψει εκατοντάδες κόσμους και θα μπορούσε να βρει 10.000 ή και 20.000 πριν από το τέλος της αποστολής του.
Το CERN εντοπίζει το μποζόνιο Higgs
Τις τελευταίες δεκαετίες, οι φυσικοί εργάστηκαν ακατάπαυστα για να μοντελοποιήσουν τη λειτουργία του σύμπαντος, αναπτύσσοντας αυτό που είναι γνωστό ως Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model) Ονομασία που χρησιμοποιούν οιβφυσικοί για τη θεωρία των θεμελιωδών σωματιδίων και των αλληλεπιδράσεών τους.
Αυτό το μοντέλο περιγράφει τις τέσσερις βασικές αλληλεπιδράσεις της ύλης, γνωστές ως θεμελιώδεις δυνάμεις (Fundamental Forces). Με τις δύο είμαστε εξοικειωμένοι στην καθημερινότητα μας. Τι βαρυτική δύναμη και την ηλεκτρομαγνητική δύναμη. Οι άλλες δύο, ασκούν μόνο την επιρροή τους μέσα στους πυρήνες των ατόμων. Η ισχυρή πυρηνική δύναμη και την ασθενής πυρηνική δύναμη.
Μέρος του Καθιερωμένου Πρότυπου λέει ότι υπάρχει ένα παγκόσμιο κβαντικό πεδίο που αλληλεπιδρά με τα σωματίδια, δίνοντας τις μάζες τους.
Στη δεκαετία του 1960, οι θεωρητικοί φυσικοί, συμπεριλαμβανομένων των Φρανσουά Ανγκλέρ (François Englert) και Πίτερ Χιγκς (Peter Higgs), περιέγραψαν αυτό το πεδίο και τον ρόλο του στο Καθιερωμένο μοντέλο.
Έγινε γνωστό ως πεδίο Χιγκς, και σύμφωνα με τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, όλα αυτά τα θεμελιώδη πεδία πρέπει να έχουν ένα σχετικό σωματίδιο, το οποίο έγινε γνωστό ως μποζόνιο Χιγκς.
Το 2012, δύο ομάδες φυσικόν στο CERN στα πειράματα που έκαναν ανέφεραν ότι ανίχνευσαν ένα σωματίδιο με την προβλεπόμενη μάζα του μποζονίου Higgs, παρέχοντας ουσιαστικά στοιχεία για την ύπαρξη του πεδίου Χιγκς και του μποζονίου Χιγκς.
Το 2013, το βραβείο Νόμπελ Φυσικής απονεμήθηκε στον Ένγλερτ και Χιγκς «για τη θεωρητική ανακάλυψη ενός μηχανισμού που συμβάλλει στην κατανόηση της προέλευσης της μάζας των υποατομικών σωματιδίων, και ο οποίος πρόσφατα επιβεβαιώθηκε μέσω της ανακάλυψης του προβλεπόμενου θεμελιώδους σωματιδίου. ”
Καθώς οι φυσικοί συνεχίζουν να βελτιώνουν το Καθιερωμένο Πρότυπο, η λειτουργία και η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς θα παραμείνει ένα θεμελιώδες μέρος του τρόπου με τον οποίο η ύλη παίρνει τη μάζα της, και επομένως πώς υπάρχει οποιαδήποτε ύλη.
Ένα εμβόλιο και νέες θεραπείες για την καταπολέμηση του Έμπολα
Αυτή η δεκαετία περιλάμβανε το χειρότερο ξέσπασμα ασθενείας του ιού Έμπολα στην ιστορία. Η επιδημία πιστεύεται ότι ξεκίνησε με ένα μόνο κρούσμα, ενός αγοριού 18 μηνών στη Γουινέα που μολύνθηκε από νυχτερίδες τον Δεκέμβριο του 2013.
Η ασθένεια εξαπλώθηκε γρήγορα στις γειτονικές χώρες, φτάνοντας στις πρωτεύουσες της Λιβερίας και της Σιέρα Λεόνε μέχρι τον Ιούλιο του 2014. Μια άνευ προηγουμένου μετάδοση της θανατηφόρου νόσου σε μεγάλο αριθμό ανθρώπων.
Ο ιός του Έμπολα θέτει σε κίνδυνο το ανοσοποιητικό σύστημα και μπορεί να προκαλέσει μαζική αιμορραγία και ανεπάρκεια πολλαπλών οργάνων.
Δυόμισι χρόνια μετά το αρχικό κρούσμα, περισσότεροι από 28.600 άνθρωποι είχαν μολυνθεί, με αποτέλεσμα τουλάχιστον οι 11.325 να πεθάνουν.
Η επιδημία ώθησε τους επιστήμονες να διπλασιάσουν τις προσπάθειές τους για να βρουν ένα αποτελεσματικό εμβόλιο για την καταπολέμηση του Έμπολα.
Το εμβόλιο κατασκευάστηκε από τη φαρμακευτική εταιρεία Merck, γνωστό ως Ervebo. Δοκιμάστηκε σε μια κλινική στη Γουινέα προς το τέλος της επιδημίας το 2016 Το εμβόλιο απέδειξε ότι ήταν αποτελεσματικό.
Ένα άλλο ξέσπασμα του Έμπολα εκδηλώθηκε στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό τον Αύγουστο του 2018
Η επιδημία εξαπλώθηκε και έγινε το πιο θανατηφόρο ξέσπασμα της Δυτικής Αφρικής, με 3.366 κρούσματα και 2.227 θανάτους τον Δεκέμβριο του 2019. Το Ervebo χρησιμοποιήθηκε στη ΛΔΚ για την καταπολέμηση της επιδημίας.
Το Ervebo εγκρίθηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Φαρμάκων (ΕΜΑ) και ένα μήνα αργότερα εγκρίθηκε στις ΗΠΑ από τον FDA.
Εκτός από το προληπτικό εμβόλιο, οι ερευνητές αναζητούν θεραπεία για τον Έμπολα σε ασθενείς που έχουν ήδη μολυνθεί. Δύο θεραπείες, οι οποίες περιλαμβάνουν μια θεραπεία αντισωμάτων για την αποτροπή τις μόλυνσης από τον Έμπολα στα κύτταρα ενός ασθενούς, έχουν δείξει πρόσφατα θετικά αποτελέσματα σε μια κλινική δοκιμή στη ΛΔΚ.
Και με ένα συνδυασμό εμβολίων, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι μια μέρα θα εξαλείψουν την ιογενή λοίμωξη για πάντα.
Νέοι συγγενείς του ανθρώπου
Το ανθρώπινο οικογενειακό δέντρο επεκτάθηκε σημαντικά την τελευταία δεκαετία, με νέα ανθρωποειδή απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν στην Αφρική και τις Φιλιππίνες. Η δεκαετία ξεκίνησε με την ανακάλυψη και τον προσδιορισμό του Αυστραλοπίθηκου σεντίμπα (Australopithecus sediba)
Ενός είδους ανθρωποειδή που ζούσε πριν από σχεδόν δύο εκατομμύρια χρόνια στη σημερινή Νότια Αφρική.
Ο Μάθιου Μπέργκερ, γιος του Παλαιοντολόγου Λι Μπέργκερ, σκόνταψε στο πρώτο απολίθωμα του είδους. Μια δεξιά κλείδα, το 2008 όταν ήταν μόλις 9 ετών. Μια ομάδα στη συνέχεια έφεραν στο φως περισσότερα απολιθώματα, συμπεριλαμβανομένου ενός καλά διατηρημένου κρανίου.
Το νέο είδος που ονομάζεται Αυστραλοπίθηκος sediba θα εκτόπιζε ως άμεσο πρόγονο του ανθρώπου τον Homo habilis.
Ο Χόμο ναλέντι έζησε πολύ πιο πρόσφατα. Η χρονολόγηση των απολιθωμάτων δείχνει ότι ζούσε πριν από 236.000 έως 335.000 χρόνια. Πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να έζησε παράλληλα με το δικό μας είδος «έμφρονα» άνθρωπο Homo sapiens.
Το είδος, που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στο Rising Star Cave το 2013, είχε επίσης ένα μείγμα πρωτόγονων και σύγχρονων χαρακτηριστικών, όπως μια μικρή θήκη εγκεφάλου (περίπου το ένα τρίτο του μεγέθους του Homo sapiens ) και ένα μεγάλο σώμα για την εποχή, με βάρος περίπου 45 κιλά και ύψος έως και 1.5 μέτρο.
Με ύψος 1.20 μέτρα Homo luzonensis ζούσε στις Φιλιππίνες πριν από περίπου 50.000 έως 67.000 χρόνια. Ο Homo luzonensis αρχικά αναγνωρίστηκαν ως Homo sapiens, αλλά μια ανάλυση του 2019 έδειξε ότι τα οστά ανήκαν σε ένα εντελώς άγνωστο είδος.
Αυτά τα τρία μεγάλα ευρήματα τα τελευταία δέκα χρόνια υποδηλώνουν ότι τα οστά περισσότερων αρχαίων ειδών είναι πιθανώς κρυμμένα στις σπηλιές και τα ιζήματα του κόσμου, περιμένοντας να τα ανακαλύψουν.