ΚΟΣΜΟΣ

2020: Έτος μεγάλων αλμάτων της επιστήμης

Οι υποθήκες για ένα πιο φωτεινό μέλλον

2020: Έτος μεγάλων αλμάτων της επιστήμης

Για δισεκατομμύρια ανθρώπους το 2020 υπήρξε η χρονιά που «πάγωσε η ζωή». Για την επιστήμη, όμως, υπήρξε ένα έτος δημιουργικό, γεμάτο επιτεύγματα, ανακαλύψεις και εξέλιξη. Δικαίως, το έγκριτο περιοδικό Science ανακήρυξε σε «επιστημονικό επίτευγμα της χρονιάς» την τάχιστη ανάπτυξη εμβολίων κατά της COVID-19. Κάποια, μάλιστα, όπως των Pfizer/BionTech και Moderna, εφάρμοσαν για πρώτη φορά την καινοτόμο τεχνολογία του mRNA. Η ανάπτυξή τους είναι η επιτομή μιας άνευ προηγουμένου επιστημονικής πανστρατιάς. Ποτέ μέχρι σήμερα τόσοι επιστήμονες δεν συνεργάστηκαν τόσο στενά και με τόση διαφάνεια. Η έναρξη των εμβολιασμών αποτελεί ένα υπέροχο τέλος για το «δύσκολο» 2020. Εκτός όμως της έρευνας που αφιερώθηκε στον νέο κορωνοϊό κατά τη διάρκεια του πανδημικού έτους, οι επιστήμονες εξακολούθησαν να πραγματοποιούν συγκλονιστικές ανακαλύψεις σε όλους τους τομείς. 

• Φωνή από τον τάφο: Τον Ιανουάριο, οι επιστήμονες του βρετανικού πανεπιστημίου του Γιορκ κατάφεραν να αναπαραγάγουν το ηχητικό άκουσμα της φωνής μιας μούμιας τριών χιλιάδων ετών. Με τη χρήση ιατρικών σαρωτών, τρισδιάστατων εκτυπώσεων και ενός ηλεκτρονικού λάρυγγα, ο Αιγύπτιος ιερέας και γραφέας Νεσιαμούν, ο οποίος έζησε την εποχή του Φαραώ Ραμσή Ζ΄ (1099-1069 π.Χ.) στον ναό του Καρνάκ, στις αρχαίες Θήβες, άρθρωσε ξανά λόγο. Βέβαια, οι Βρετανοί ερευνητές κατάφεραν να αναπλάσουν τον ήχο της φωνής του για ένα μόνο φωνήεν που ακούγεται ως α ή ε. Η επιτυχία τους, όμως, ανοίγει τον δρόμο για την αναπαραγωγή και άλλων αρχαίων ακουσμάτων.

• Πρωτεϊνικό Οριγκάμι: Ενα πρόβλημα που προκαλούσε πονοκέφαλο στους επιστήμονες τα τελευταία 50 χρόνια λύθηκε με τη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης. Το πρόγραμμα AlphaFold της DeepMind κατάφερε να προβλέψει το τρισδιάστατο σχήμα που λαμβάνουν οι πρωτεΐνες μετά την αναδίπλωσή τους, διαδικασία που θυμίζει την ιαπωνική τέχνη του Οριγκάμι, μαντεύοντας ταυτόχρονα τη λειτουργία τους. Η αναγνώριση του τρισδιάστατου σχήματος κάθε πρωτεΐνης θα συμβάλει στην παρασκευή καινοτόμων φαρμάκων, στην καλύτερη κατανόηση της πρωτεϊνικής λειτουργίας και στην αποκρυπτογράφηση των μηχανισμών των ασθενειών.

• Και εγένετο φως: Τον Μάρτιο, Αμερικανοί ιατροί του πανεπιστημίου Υγείας και Επιστημών του Ορεγκον, για πρώτη φορά εφάρμοσαν σε πραγματικό χρόνο τη μέθοδο Crispr, δηλαδή την τεχνολογία τροποποίησης γενετικού υλικού, προκειμένου να αποκαταστήσουν μία γενετική μετάλλαξη που προκαλεί τύφλωση. Οι συμμετέχοντες στην κλινική δοκιμή έπασχαν από συγγενή αμαύρωση του Λέμπερ, μία εξαιρετικά σπάνια κληρονομική νόσο, που προκαλείται από μία μετάλλαξη που δεν επιτρέπει την παραγωγή πρωτεΐνης αναγκαίας για τη μετατροπή του φωτός σε νευρωνικά σήματα. Καθώς η θεραπεία γονιδιακής αντικατάστασης είναι αδύνατη σε αυτήν την περίπτωση, οι επιστήμονες «αφαίρεσαν» την υπεύθυνη μετάλλαξη αποκόπτοντας τις δύο άκρες της και επανασυνδέοντας το DNA, ώστε το γονίδιο να λειτουργήσει όπως πρέπει. 

• Ενα ολοκαίνουργιο σωματίδιο: Οι ερευνητές του προγράμματος «Beauty» του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN εντόπισαν έναν ολοκαίνουργιο τύπο στοιχειώδους σωματιδίου, ένα τέτρα-κουάρκ. Πρόκειται για το πρώτο μέλος μιας εντελώς νέας κατηγορίας σωματιδίων, εκτιμούν οι ειδικοί. Το εύρημα θα βοηθήσει τους φυσικούς να κατανοήσουν καλύτερα τους πολύπλοκους τρόπους με τους οποίους τα κουάρκ συνδέονται σε σύνθετα σωματίδια, αδρόνια, όπως είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια, που βρίσκονται στον ατομικό πυρήνα. 

• Ανθρωπος – μηχανή: Στοχεύοντας την απρόσκοπτη σύνδεση ανθρώπου – μηχανής, η εταιρεία βιοτεχνολογίας ΝeuraLink του Ελον Μασκ ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα σύστημα που δυνητικά θα μπορεί να διαβάζει τη σκέψη και να τη μεταφράζει σε πράξη. Το σύστημα αποτελείται από ηλεκτρικές ίνες, με διάμετρο υποπολλαπλάσια της τρίχας, εμφυτεύεται στον εγκέφαλο και καταγράφει τα νευρωνικά του σήματα. H εμφύτευση του συστήματος σε πίθηκο του επέτρεψε να ελέγξει ηλεκτρονικό υπολογιστή μόνο με τη δύναμη της σκέψης. Στόχος της εταιρείας είναι να εφαρμόσει το σύστημά της σε άτομα που πάσχουν από νόσους όπως η παράλυση, η αμνησία, η κατάθλιψη ή οι διάφορες μορφές γεροντικής άνοιας. 

• Εγκαιρη διάγνωση του Αλτσχάιμερ: Μία απλή αιματολογική εξέταση η οποία επιτρέπει την έγκαιρη διάγνωση του Αλτσχάιμερ, την πρόβλεψη του κινδύνου εμφάνισής του και τη διαφοροποίησή του από άλλες μορφές άνοιας είναι, κατά τους ειδικούς, μία εξέλιξη που θα αλλάξει τους «κανόνες του παιχνιδιού». Η αιματολογική διάγνωση μπορεί να υποδείξει αν άτομα με ήπια γνωσιακή έκπτωση, την επόμενη τετραετία, θα εμφανίσουν την εκφυλιστική νόσο του εγκεφάλου. Η μελέτη, που εκπόνησε επιστημονική ομάδα του Πανεπιστημίου Λουντ της Σουηδίας, διαπίστωσε ότι οι συγκεντρώσεις στο αίμα της πρωτεΐνης Τau (P-tau 181) και της πρωτεΐνης NfL (ελαφρό πολυπεπτίδιο νευροϊνών) αποτελούν άριστους βιοδείκτες για την εξέλιξη της κατάστασης των ασθενών. 

• Θεραπεία για τη δρεπανοκυτταρική αναιμία: Η εξέλιξη της μεθόδου Crispr, της τροποποίησης του γονιδιώματός μας, γεννά ελπίδες για την ίαση κληρονομικών αιματολογικών νοσημάτων, όπως είναι η δρεπανοκυτταρική και η μεσογειακή αναιμία. Ερευνητές της εταιρείας Crispr Therapeutics κατασκεύασαν ένα «περιοριστικό ένζυμο» που εξανάγκασε τα αιμοσφαίρια ασθενών με δρεπανοκυτταρική αναιμία να παράγουν περισσότερη αιμοσφαιρίνη και να ζουν μία καλή, ανώδυνη ζωή, χωρίς τη διαρκή ανάγκη μεταγγίσεων. Οι ερευνητές του Παιδιατρικού Νοσοκομείου της Βοστώνης εφάρμοσαν τη γονιδιακή θεραπεία αφαιρώντας από το γονιδίωμα των ασθενών τη μετάλλαξη που αποτρέπει την παραγωγή εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης. Η πειραματική εφαρμογή της Crispr είχε καλά αποτελέσματα, με σημαντική αύξηση της εμβρυϊκής αιμοσφαιρίνης, γεγονός που απελευθέρωσε τους ασθενείς από την ανάγκη μεταγγίσεων, επιτρέποντάς τους να απολαύσουν μία απολύτως φυσιολογική ζωή. Παρόμοιες προσεγγίσεις αναμένεται να εφαρμοστούν για την ίαση άλλων κληρονομικών ασθενειών, όπως η αιμορροφιλία, κάποιες μορφές καρκίνου ή οι συγγενείς ανοσοανεπάρκειες. 

• Ο θησαυρός της Σακάρα: Περισσότερες από 100 περίτεχνες, ασύλητες ξύλινες σαρκοφάγοι βρέθηκαν στη αρχαία νεκρόπολη της Σακάρα από Αιγύπτιους αρχαιολόγους. Τα πολύτιμα ευρήματα χρονολογούνται από την ύστερη περίοδο και την πτολεμαϊκή περίοδο της αρχαίας Αιγύπτου (664 – 30 π.Χ.) και βρέθηκαν μαζί με νεκρικά προσωπεία, κανωπικά αγγεία (όπου αποθηκεύονταν τα εσωτερικά όργανα μετά την ταρίχευση του νεκρού) και αγάλματα. Ο ανυπολόγιστης αξίας αρχαιολογικός θησαυρός βρέθηκε σε τρία ταφικά φρεάτια, βάθους περίπου 12 μέτρων, που παρέμειναν κρυμμένα κάτω από χαλάσματα. 

• Τέλος στη ρύπανση από πλαστικά: Βρετανοί και Αμερικανοί επιστήμονες συνέθεσαν «υπερένζυμα» που μπορούν τάχιστα να διασπάσουν, στα χημικά συνθετικά στοιχεία του, το τερεφθαλικό πολυαιθυλένιο (ΡΕΤ), ένα συνηθισμένο τύπο πλαστικού που χρησιμοποιείται για την κατασκευή μπουκαλιών μιας χρήσης, ενδυμάτων και χαλιών. Αν τα «υπερένζυμα» χρησιμοποιηθούν ευρέως, μπορούν να μειώσουν ουσιωδώς τα 300 εκατομμύρια τόνους πλαστικού που χρησιμοποιείται ετησίως, επιτρέποντας στους κατασκευαστές να χρησιμοποιούν το ίδιο πλαστικό ξανά και ξανά. Κάτι τέτοιο θα περικόψει, ταυτόχρονα, τις ανάγκες μας σε ορυκτά καύσιμα, που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πλαστικών υλών. 

Τα νέα δεδομένα στην εξερεύνηση του Διαστήματος

• Η εξερεύνηση του Αρη: Το 2020 υπήρξε μία χρονιά-ορόσημο για την εξερεύνηση του πλανήτη Αρη. Τρεις διαστημικές αποστολές ξεκίνησαν προς τον Κόκκινο Πλανήτη, τον Ιούλιο, όταν ευθυγραμμίστηκε με τη Γη κατά τρόπο ευνοϊκό για το μακρύ ταξίδι. Τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα εκτόξευσαν την πρώτη διαπλανητική αποστολή τους. Η διαστημική βολίδα «Αλ Αμάλ» (Ελπίδα) αναμένεται να τεθεί στις 9 Φεβρουαρίου σε τροχιά γύρω από τον Αρη, απ’ όπου θα καταγράψει τα μετεωρολογικά φαινόμενα. Η Κίνα εκτόξευσε την αποστολή Tianwen-1 («Ερωτήματα στα Ουράνια») που θα προσεδαφίσει στον Κόκκινο Πλανήτη ένα ρομποτικό όχημα. Στόχος του η αναζήτηση ιχνών ζωής, σήμερα ή στο παρελθόν, και η αξιολόγηση του αρειανού περιβάλλοντος. Οι ΗΠΑ απέστειλαν την αποστολή Perseverance (Eπιμονή). Στόχος, η μελέτη της επιφάνειας του ανεξερεύνητου μέχρι σήμερα κρατήρα Γιεζέρο, βορείως του αρειανού Ισημερινού, που θα είναι το σημείο προσεδάφισης στις 18 Φεβρουαρίου, και η συλλογή δειγμάτων. Το μικρό ρομποτικό ελικόπτερο Ingenuity (Eπινοητικότητα) θα εκτελέσει την πρώτη πτήση εκτός Γης. 

• Κατοικήσιμες Γαίες: Ούτε μία ούτε δύο, αλλά τριακόσια εκατομμύρια κατοικήσιμες Γαίες πιθανώς να υπάρχουν στον Γαλαξία μας, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις που έκαναν οι αστρονόμοι της NASA, αναλύοντας τα στοιχεία που είχε στείλει το παροπλισμένο πλέον διαστημικό τηλεσκόπιο Κέπλερ. Κάποιοι από τους «υποψηφίους» για ζωή πλανήτες θα μπορούσαν να θεωρηθούν και «διαστρικοί μας γείτονες», καθώς ο πιο κοντινός απέχει 20 έτη φωτός. Οι πλανήτες που εντοπίστηκαν βρίσκονται στη λεγόμενη «Ζώνη της Χρυσομαλλούσας», θα μπορούσαν να διαθέτουν ρευστό νερό και είναι βραχώδεις. Κανείς, ωστόσο, δεν γνωρίζει περισσότερα στοιχεία για τις συνθήκες που επικρατούν σε αυτούς, ούτε φυσικά αν εκεί υπάρχουν ίχνη ζωής. 

• Μία βόλτα στο Φεγγάρι: Η κινεζική αποστολή Chang’e-5 προσεληνώθηκε στον φυσικό μας δορυφόρο και συνέλεξε 1.731 γραμμάρια δείγματα ορυκτών από τον Ωκεανό των Καταιγίδων, τα οποία επέστρεψε στην Γη. Την ίδια στιγμή, το Στρατοσφαιρικό Παρατηρητήριο Υπέρυθρης Αστρονομίας (Sofia) της ΝΑSA επιβεβαίωσε την ύπαρξη ύδατος στη φωτεινή πλευρά της Σελήνης. Το νερό εντοπίστηκε στον κρατήρα Κλάβιο, στο νότιο ημισφαίριο του φεγγαριού. Δεν πρόκειται, βέβαια, για ποσότητα ρευστού ύδατος, αλλά για μόριά του, που είναι τόσο απλωμένα στο περιβάλλον, ώστε δεν μπορούν να σχηματίσουν πάγο ή νερό σε υγρή μορφή.

• Ο Hλιος, όπως δεν τον είδαμε ποτέ: Το νέο επίγειο τηλεσκόπιο Ντάνιελ Ινούγιε φωτογράφισε την ηλιακή επιφάνεια κοντύτερα από ποτέ. Σε μία από τις φωτογραφίες φαίνεται το πλάσμα που καλύπτει όλη την ηλιακή επιφάνεια να κοχλάζει. Οι δομές, που θυμίζουν κύτταρα, αποτελούν την υπογραφή των βίαιων κινήσεων που μεταφέρουν τη θερμότητα από το εσωτερικό του Ηλίου στην επιφάνειά του. Σύμφωνα με το Εθνικό Ιδρυμα Επιστημών των ΗΠΑ, το ηλιακό τηλεσκόπιο που βρίσκεται στην κορυφή του όρους Χαλεακάλα στο Μάουι της Χαβάης «ανοίγει μία νέα εποχή στην έρευνα του Ηλίου, που θα συμβάλει στην κατανόηση του άστρου και του τρόπου με τον οποίο επηρεάζει τον πλανήτη μας». Το ίδιο τηλεσκόπιο μας χάρισε και την πιο λεπτομερή φωτογραφία μιας ηλιακής κηλίδας. Η διάμετρός της είναι 16 χιλιάδες χιλιόμετρα και άνετα θα χωρούσε στο εσωτερικό της η Γη. Mία διαφορετική αποστολή, το Solar Οrbiter, προϊόν της συνεργασίας της NASA και της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ΕSA), προσέγγισε τον Ηλιο και μας έστειλε τις κοντινές λήψεις του αστεριού, απαθανατίζοντας τις ηλιακές εκλάμψεις στην επιφάνειά του. Η αποστολή, που θα ολοκληρωθεί σε επτά χρόνια, θα συμβάλει στη μελέτη των ηλιακών ανέμων και των πιο επικίνδυνων εκλάμψεων. 

2020-etos-megalon-almaton-tis-epistimis0