Selecția a fost realizată de portalul Science, iar mai multe detalii despre descoperirile descrise pe scurt mai jos pot fi citite aici.
#1. Golden Eye – cea mai complexă misiune științifică trimisă vreodată în spațiu
Pe 11 iulie, într-o transmisie în direct de la Casa Albă, președintele american Joe Biden a prezentat prima imagine a noului „telescop spațial miraculos”. Puține telescoape sunt prezentate de către președinți, dar JWST, minunea astronomiei placată cu aur, construită de NASA cu ajutorul agențiilor spațiale europene și canadiene, a meritat această onoare.
Este cea mai complexă misiune științifică introdusă vreodată în spațiu și, cu 10 miliarde de dolari, cea mai scumpă. Construcția sa pe Pământ a durat 20 de ani și s-a confruntat cu mai multe eșecuri. Noi impedimente au apărut în timpul călătoriei de o lună, când telescopul s-a deplasat 1,5 milioane de kilometri în spațiu. Inginerii au determinat 344 de pași critici, iar eșuarea oricărora dintre aceștia ar fi putut ruina întreaga misiune.
Telescopul are cea mai mare oglindă care a zburat vreodată în spațiu și o suită de instrumente sensibile la lumina infraroșie, ceea ce îi va permite să privească mai mult în trecut decât oricărui alt predecesor. Acesta poate vedea detalii specifice și poate analiza atmosferele lumilor extraterestre. JWST a dezvăluit o galaxie de acum 50 de milioane de ani și o altă galaxie, posibil, de 100 de milioane de ani mai devreme.
Oamenii de știință sunt siguri că telescopul va revoluționa viziunea noastră asupra cosmosului. Asftel, Science a intitulat JWST Descoperirea Anului 2022 în Știință.
#2. Orezul peren, care dă roade fără să fie replantat timp de cinci ani
Cele mai importante culturi alimentare din lume – orezul, grâul, porumbul – trebuie să fie replantate în fiecare an pentru fiecare recoltă. Acest proces presupune multă muncă pentru fermieri și poate contribui la probleme de mediu, precum eroziunea solului. Boabele perene care dau roade an de an fără a fi replantate ar putea ușura povara muncitorilor și cheltuielile acestora, dar reproducerea plantelor care sunt longevive și suficient de productive a fost o provocare. Anul acesta, cercetătorii din China au arătat că orezul peren poate îndeplini aceste criterii și poate scuti fermierii de multe săptămâni de muncă grea.
Numit Perennial Rice 23 (PR23), soiul a fost creat cu ani în urmă prin încrucișarea unui soi comercial de orez asiatic cu unul de orez sălbatic peren care crește în Africa. Îmbunătățirea randamentului și calității sale a durat mai mult de două decenii. În cele din urmă, în 2018, cercetătorii de la Universitatea Yunnan și alte instituții au eliberat PR23 fermierilor din China, înscriindu-i într-un experiment la scară largă pentru a afla de câte ori poate fi recoltat orezul și pentru a măsura randamentul și alte beneficii.
PR23 a dat la fel de multe cereale ca orezul obișnuit, plantat sezonier. În primul an, plantarea și cultivarea sa costă aproximativ la fel ca în cazul orezul obișnuit. În al doilea an însă, fermierii ar putea elimina o sarcină majoră: transplantarea puieților tineri de orez într-o orăzală – muncă obositoare făcută adesea de femei și copii.
Omiterea acestui pas, datorită orezului peren, a redus cantitatea de muncă pe hectar cu până la 77 de zile per persoană în fiecare sezon și a ajutat la scăderea costurilor fermierilor la jumătate. Nutrienții din sol au crescut și în câmpurile care conțin orez peren. Până în al cincilea an însă, recoltele au scăzut atât de mult, încât orezul peren a trebuit să fie replantat.
#3. Inteligența artificială a început să se manifeste în artă și știință
Inteligența artificială (IA) face incursiuni în domenii considerate cândva exclusiv umane, precum domeniile artistice și descoperirile științifice.
Cele mai uimitoare realizări din punct de vedere vizual, prezente și pe rețelele sociale, au venit din așa-numitele modele text-to-image. Ele folosesc învățarea automată pentru a analiza împerecherile de text și imagini online, găsind modele care le permit să creeze noi imagini bazate pe text nou.
În această primăvară, OpenAI a lansat DALL-E 2 – o tehnică de învățare automată numită difuzie. Metoda poate genera eficient imagini realiste și atrăgătoare. Mai multe modele de difuzare au devenit disponibile pentru uz public în acest an.
Învățarea automată demonstrează, de asemenea, creativitate în știință, matematică și programare. Cercetătorii au folosit IA pentru a proiecta proteine complet noi care ar putea fi utilizate în vaccinuri, materiale de construcție sau nanomașini. O tehnică, numită „halucinație”, începe cu secvențe aleatorii și le transformă în secvențe în care alte instrumente IA le vor transforma în proteine stabile.
Totodată, DeepMind a anunțat un instrument numit AlphaTensor, un sistem care proiectează algoritmi mai eficienți pentru multiplicarea blocurilor de numere numite matrici. Astfel, Inteligența Artificială a găsit scurtături pe care matematicienii le-au trecut cu vederea timp de decenii. Compania a prezentat și AlphaCode, un sistem care scrie programe pentru a rezolva probleme numerice.
#4. A fost descoperită o bacteria gigantică, de 5 000 de ori mai mare decât cele obișnuite
Descoperirea unei bacterii gigantice cu interior complex a zguduit biologia anul acesta. Se presupune că microbii sunt microscopici, dar acesta, numit provizoriu Thiomargarita magnifica, poate fi de 5 000 de ori mai mare decât multe celule bacteriene, adică aproximativ de mărimea unui ac. Celulele unice, filiforme, au fost observate pentru prima dată pe suprafețele frunzelor muribunde într-o mlaștină de mangrove din Antilele Franceze.
Structurile sale zdruncină divizarea tradițională a vieții în eucariote și procariote. Eucariotele includ plantele, animalele și alte organisme cu celule complexe care își segregă componentele în compartimente căptușite cu membrană numite organele. Procariotele includ bacterii și alte organisme unicelulare cărora le lipsesc organele și au fost uneori caracterizate drept „pungi de proteine”. Thiomargarita magnifica pare să reprezinte ceva între ele, poate oglindind forme de tranziție care au evoluat cu miliarde de ani în urmă.
#5. S-au creat două vaccinuri împotriva virusului respirator sincițial
Studiile clinice a două vaccinuri împotriva virusului respirator sincițial (VRS) au dovedit că pot proteja în siguranță cele două grupuri cel mai greu afectate de această infecție comună: sugarii și bătrânii. Ambele vaccinuri au prevenit boli severe la oameni peste 60 de ani, fără a provoca efecte secundare grave. De asemenea, unul dintre vaccinuri i-a protejat pe bebeluși timp de șase luni. Acestea au fost administrate mamelor lor la sfârșitul sarcinii, astfel încât să poată transmite anticorpii fetușilor.
RSV provoacă de obicei doar simptome ușoare, asemănătoare răcelii, dar la bebeluși virusul poate inflama căile respiratorii mici din plămâni, iar la vârstnici poate agrava afecțiunile pulmonare și cardiace existente.
Noile vaccinuri evită această problemă bazându-se pe progresul făcut de Barney Graham și colegii de la Institutul Național de Alergie și Boli Infecțioase în 2013. Echipa a descoperit cum să blocheze proteina în starea de prefuzie și, drept urmare, vaccinarea declanșează niveluri mult mai mari de anticorpi puternici.
#6. Un virus a fost identificat drept cauza sclerozei multiple
Bazându-se pe o mulțime de dosare medicale, cercetătorii au arătat anul acesta că un virus herpes comun este un factor esențial în apariția sclerozei multiple (SM), o boală în care sistemul imunitar atacă neuronii.
Descoperirile pot duce la noi moduri de a trata sau de a preveni tulburarea misterioasă, care provoacă simptome ușoare – inclusiv vedere încețoșată, oboseală și amorțeală – la unii dintre cei 2,8 milioane de persoane din întreaga lume, însă, la alții dintre ei, avansează până la etapa în care aceștia nu mai pot vorbi sau merge.
#7. A fost descoperită gena care a ajutat oamenii să supraviețuiască Moartea Neagră
De când Moartea Neagră a ucis între o treime și jumătate dintre oamenii care trăiau în Europa în urmă cu 700 de ani, cercetătorii s-au întrebat cum ciuma mortală și-a pus amprenta asupra supraviețuitorilor. O astfel de pandemie devastatoare trebuie să fi acționat ca o forță selectivă puternică favorizând oamenii cu apărare imunitară deosebit de eficientă. Dar detectarea sa a fost imposibilă la oamenii vii, deoarece genele noastre imunitare se schimbă frecvent ca răspuns la noii agenți patogeni.
Anul acesta, cercetătorii au folosit instrumente pentru studierea ADN-ului antic pentru a analiza diferențele dintre genele imune la oamenii care au trăit și au murit în timpul ciumei. Echipa a analizat ADN-ul antic din oasele a peste 500 de persoane îngropate înainte, în timpul și după Moartea Neagră din Londra și Danemarca. În octombrie, ei au raportat în Nature că supraviețuitorii erau mult mai predispuși să aibă variante de gene care le-au stimulat răspunsul imunitar la Yersinia pestis, bacteria transmisă de purici care provoacă ciuma.
S-a remarcat în special o genă: ERAP2. Codifică o proteină care s-a dovedit că ajută celulele imune să recunoască și să lupte împotriva virusurilor amenințătoare.
Echipa a găsit două variante de ERAP2 care diferă doar printr-o singură literă în codul genetic. Una produce o proteină de dimensiune completă, celălalt – o versiune trunchiată. Oamenii care au moștenit două copii ale variantei care codifică proteina de dimensiune completă au avut de două ori mai multe șanse să fi supraviețuit ciumei decât cei care au moștenit două copii ale celeilalte variante.
Răspândirea rapidă a acestei variante de genă protectoare în Europa în timpul secolului de după Moartea Neagră este cel mai puternic exemplu de selecție naturală a genomului uman. Varianta protectoare a lui ERAP2 se găsește și astăzi la 45 % dintre britanici. Persistența sa sugerează că a continuat să fie favorizat de selecția naturală până de curând – probabil pentru că ciuma a fost endemică în Europa și Asia până la începutul secolului al XIX-lea. Dar această protecție poate avea un preț: aceeași variantă conferă și un risc mai mare de a dezvolta boli autoimune, cum ar fi boala Crohn și artrita reumatoidă.
#8. A doua țară din lume cu cele mai multe emisii cu efect de seră a adoptat o lege emblematică privind clima
Timp de zeci de ani, oamenii de știință americani au documentat riscurile schimbărilor climatice, iar diplomații americani au prezentat încălzirea globală drept o amenințare îngrozitoare în forumurile internaționale. Totuși, acele avertismente sunau goale, deoarece a doua cea mai mare producătoare țară de gaze cu efect de seră nu a adoptat niciodată o lege care să reducă substanțial aceste emisii. În această vară, încercările de a adopta un astfel de proiect de lege păreau sortite eșecului din nou.
Prevederile privind clima din așa-numitul Act de reducere a inflației (IRA) reprezintă cel mai mare pas pe care Statele Unite l-au făcut vreodată pentru a încetini încălzirea globală. Legislația oferă 369 de miliarde de dolari pe o perioadă de 10 ani pentru a sprijini energia electrică din surse regenerabile și energia nucleară, stimulând totodată o trecere angro către vehiculele electrice și cercetarea modalităților de reducere a emisiilor industriale.
Mai multe grupuri de cercetare independente au estimat că, până la sfârșitul deceniului, legea ar trebui să reducă emisiile de gaze cu efect de seră produse de Statele Unite cu 40 % față de nivelurile din 2005.
Pentru ca acest lucru să se întâmple, spun analiștii, statele individuale vor trebui să-și sporească producția de energie curată. Agenția pentru Protecția Mediului din SUA va trebui, de asemenea, să emită și să aplice reglementările mult așteptate privind gazele cu efect de seră pentru utilitățile electrice, iar viitorii președinți și instanțele vor trebui să le susțină.
#9. NASA a implementat o strategie care ar putea într-o zi să salveze omenirea
Timp de mii, dacă nu milioane de ani, o mică Lună numită Dimorphos a făcut înconjurul unui asteroid mai mare, la milioane de kilometri de Pământ. Pe 26 septembrie, NASA a lovit-o cu o navă spațială, modificându-i pentru totdeauna orbita și demonstrând o strategie care ar putea într-o zi să salveze omenirea.
Timp de ani înainte de marele eveniment, oamenii de știință au efectuat simulări pe computer și au încercat să prognozeze cât de mult va fi modificată orbita. La două săptămâni după impact, oamenii de știință au observat și confirmat că orbita de aproape 12 ore a Lunii s-a scurtat cu 32 de minute – o schimbare de peste 26 de ori mai mare decât și-a propus NASA. Ciocnirea a fost o singură dată, dar le oferă oamenilor de știință un punct de date crucial pentru modelele de impuls pe care le-ar folosi pentru a proiecta orice viitoare misiuni de deviere a asteroizilor.
#10. Un ecosistem antic a fost reconstruit din ADN-ul de două milioane de ani vechime
Până de curând, perioada de valabilitate a ADN-ului era estimată la aproximativ un milion de ani. Se presupune că materialul genetic mai vechi decât acesta ar fi prea degradat pentru a fi decodificat. Anul acesta, oamenii de știință au extras mici fragmente de ADN de cel puțin două milioane de ani vechime din solul înghețat dintr-un deșert arctic.
Studiul demonstrează puterea ADN-ului de mediu de a reconstrui lumi pierdute: în acest caz, o pădure de coastă, care nu există astăzi, care a înflorit în timpul unui episod de climă caldă la vârful nordului Groenlandei. Fragmentele de ADN din 41 de probe bogate în organice au scos la iveală o pădure de plopi, tuia și alte conifere, precum și gâște negre și crabi și mamifere precum renii, lemmingii și mastodonții.
Ceea ce a păstrat ADN-ul de-a lungul veacurilor nu a fost doar gheața naturală a permafrostului, ci și boabele de cuarț și argilă, în special smectită, ale căror suprafețe încărcate au legat și protejat ADN-ul.
Preluat de la: diez.md
