Канал Discovery: Топ-10 научных открытий десятилетия

За две недели до конца 2009 года научно-популярный канал Discovery опубликовал на своем сайте десятку наиболее значимых научных открытий первого десятилетия XXI века. Рейтинг был составлен редакцией канала. Главный редактор новостных программ Discovery Лори Кутберт (Lori Cuthbert) объяснил, каким был основной критерий отбора: "Значение этих открытий будет проявляться еще долгие годы". Лента.Ру представляет рейтинг Discovery, слегка расширенный и дополненный комментариями.

Горячо!

Первое место составители рейтинга отдали глобальному потеплению. Точнее, доказательствам, подтверждающим реальность этого процесса. В последние годы тревожные новости приходили практически со всех концов света. Площадь арктических и антарктических ледников сокращается со скоростью, опережающей "мягкие" сценарии изменения климата. Пессимистично настроенные экологи предсказывают, что Северный полюс будет летом полностью очищаться от ледяного покрова уже к 2020 году. Особую тревогу у климатологов вызывает Гренландия. По некоторым данным, если она продолжит таять с той же скоростью, что и сейчас, то к концу века ее вклад в поднятие уровня мирового океана составит 40 сантиметров.

Из-за сокращения площади ледников и изменения их конфигурации Италия и Швейцария уже были вынуждены перерисовать свою границу, проложенную в Альпах. Одной из итальянских жемчужин - прекрасной Венеции - предсказали затопление к концу нынешнего столетия. Одновременно с Венецией под воду может уйти Австралия.

Катастрофическая картина будущего ужасает, однако в такой вариант развития событий верят далеко не все. Немалая часть экспертов считает, что доказательства как самого потепления, так и его антропогенной природы неубедительны. Позиции скептиков сильно укрепились после того, как разразился "климатгейт" - скандал, вызванный публикацией переписки ученых-климатологов. Некоторые из этих документов наводили на подозрение, что исследователи много лет намеренно фальсифицировали данные о температурных изменениях.

Вся подноготная

На второе место в списке главных научных достижений десятилетия попал международный проект "Геном человека". Работа над ним началась еще в 1986 году. По тем временам поставленная учеными задача - получить полную последовательность ДНК Homo sapiens - казалась абсолютно фантастической. Официальной датой старта проекта считается 1990 год. Первые значимые результаты появились только в 1999 году - биологи из Великобритании и Японии расшифровали, или секвенировали, последовательность маленькой 22-й хромосомы. Приблизительно в это же время установкой последовательности человеческого генома занялась компания Celera Genomics, основателем которой был эксцентричный биолог Крейг Вентер. Совместными усилиями ученые из разных стран и специалисты Celera Genomics получили черновой вариант последовательности ДНК человека в 2000 году. К 2003 году исследователи "добили" самые трудные места генома.

Вся информация о любом организме закодирована в его геноме. Используя эту информацию, ученые могут понять биохимические особенности живого существа, уточнить его эволюционную историю, найти гены, отвечающие за различные болезни. Другое дело, что на данный момент исследователи умеют извлекать из ДНК только часть спрятанных в ней данных. По мере совершенствования технологий секвенирования биологи расшифровывают последовательности все большего числа организмов. Кроме того, с 2000 года были получены последовательности индивидуальных геномов людей различных национальностей (самый первый геном был составлен из ДНК четырех человек). В четверг, 17 декабря, появилось сообщение, что российские специалисты расшифровали индивидуальный геном русского.

Молекула жизни
Третьего места в списке удостоилась марсианская вода. Подозрения, что когда-то на Марсе климат был намного более влажным, чем сейчас, у ученых появились давно. На фотографиях поверхности планеты было обнаружено множество структур, которые могли быть оставлены потоками воды. Первые по-настоящему серьезные свидетельства того, что вода на Марсе есть и сейчас, были получены в 2002 году. Орбитальный аппарат "Марс Одисси" (Mars Odyssey) нашел под поверхностью планеты залежи водяного льда. Через шесть лет зонд "Феникс", севший вблизи северного полюса Марса 26 мая 2008 года, смог получить воду из марсианского грунта, нагрев его в своей печи.

Вода относится к числу так называемых биомаркеров - веществ, которые являются потенциальными указателями на обитаемость планеты. Еще три биомаркера - это кислород, углекислый газ и метан. Последний присутствует на Марсе в большом количестве, однако он одновременно увеличивает и уменьшает шансы Красной планеты на наличие жизни.

Совсем недавно воду нашли еще на одном нашем соседе по Солнечной системе. Сразу несколько аппаратов подтвердили, что молекулы воды или их "остатки" - гидроксильные ионы - рассеяны по всей поверхности Луны.

Бесконечный источник

Право занять четвертое место в рейтинге было отдано новой методике получения эмбриональных стволовых клеток (ЭСК), которая не вызывает вопросов у многочисленных комитетов по этике (точнее будет сказать, вызывает меньше вопросов). ЭСК потенциально способны превращаться в любые клетки организма. Они обладают огромным потенциалом для лечения множества заболеваний, связанных с гибелью каких-либо клеток (например, болезнь Паркинсона). Кроме того, из ЭСК, теоретически, можно выращивать новые органы. Однако пока ученые не очень хорошо умеют "управлять" развитием ЭСК. Для того чтобы освоить эту практику, необходимы многочисленные исследования. Основным препятствием для их проведения до сих пор считалось отсутствие источника, способного давать необходимое количество ЭСК.

Эмбриональные стволовые клетки присутствуют только у эмбрионов на ранних стадиях развития. Позже ЭСК теряют способность становиться всем чем угодно. Эксперименты с использованием эмбрионов запрещены в большинстве стран. В 2006 году японским ученым под руководством Синя Яманаки (Shinya Yamanaka) удалось превратить в ЭСК клетки соединительной ткани. В качестве волшебного эликсира исследователи использовали четыре гена, которые вводились в геном фибробластов. В 2009 году биологи провели эксперимент, доказывающий, что по своим свойствам такие "новообращенные" стволовые клетки аналогичны настоящим.

Торжество разума

На пятое место редакторы Discovery поместили новые технологии, позволяющие людям управлять протезами в буквальном смысле силой мысли. Работы над созданием таких методик ведутся давно, но значимые результаты стали появляться лишь в последние годы. Например, в 2008 году при помощи электродов, вживленных в мозг, обезьяна смогла управлять механической рукой-манипулятором. Четырьмя годами ранее американские специалисты научили добровольцев руководить действиями персонажей компьютерной игры без джойстиков и клавиатуры. В отличие от опытов с обезьянами, здесь ученые считывали сигналы мозга, не вскрывая черепную коробку.

В 2009 году в СМИ появились сообщения о человеке, который освоил управление протезом, соединенным с нервами плеча (предплечье и кисть он потерял в автокатастрофе).

Своими глазами

Шестое место в списке главных достижений десятилетия заняли экзопланеты - планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы. Астрономы предсказывали их существование очень давно, однако первые надежные доказательства были получены лишь в 1992 году. С тех пор ученые нашли более трех сотен экзопланет, но ни одну из них им не удавалось наблюдать непосредственно. Выводы о том, что вокруг той или иной звезды обращается планета, исследователи делали на основании косвенных признаков. В 2008 году сразу две группы астрономов опубликовали статьи, в которых были приведены фотографии экзопланет. Все они относятся к классу "горячих Юпитеров", однако сам факт того, что планету можно увидеть, позволяет надеяться, что когда-нибудь ученые смогут наблюдать планеты, размер которых сравним с Землей.

Впрочем, на данный момент метод непосредственной детекции экзопланет не является основным. Новый телескоп "Кеплер", специально предназначенный для поиска планет у далеких звезд, использует одну из непрямых методик.

Правим родословную
Седьмым по значимости научным событием десятилетия в рейтинге Discovery стало обнаружение нескольких останков вероятных предков человека. В 2001 году в пустыне Чад был найден череп существа, которое ученые отнесли к виду Sahelanthropus tchadensis. Многие специалисты согласились, что S. tchadensis, или, как его окрестили на местном наречии, Тумаи, принадлежит к той ветви эволюционного древа, которая ведет к человеку. Однако место Тумаи на этой ветви до сих пор не определено, так как ученые не могут сойтись в оценке возраста останков. Некоторые работы доказывают, что он составляет около 7 миллионов лет. То есть продвинутые Тумаи существовал на пару миллионов лет раньше, чем появился общий предок человека и шимпанзе. Подробнее суть противоречия изложена здесь.

Относительно второго претендента, точнее претендентки, на звание родственника человека, обнаруженной в 1994 году и окончательно описанной в 2009 году, у ученых также есть разногласия. Обезьяна по кличке Арди бродила по Земле 4,4 миллиона лет назад. В скелете Арди намешано огромное количество как примитивных, так и продвинутых признаков, и она практически идеально вписывается в промежуток между общим предком человека и шимпанзе и австралопитеком. Однако существуют довольно серьезные доводы, мешающие окончательно принять эту гипотезу.

Втемную

Восьмое место в списке заняла темная материя. Считается, что эта загадочная субстанция, участвующая в гравитационном, но не участвующая в электромагнитном взаимодействии, составляет до 20 процентов всей массы Вселенной. В 2006 году при изучении галактического скопления Пули были получены убедительные доказательства существования темной материи. Считать, что эти результаты, позже подтвержденные при наблюдении сверхскопления MACSJ0025, окончательно ставят точку в дискуссии о темной материи, пока рано. Однако, по мнению старшего научного сотрудника ГАИШ МГУ Сергея Попова, "это открытие дает серьезнейшие аргументы в пользу ее существования и ставит перед альтернативными моделями проблемы, которые им будет трудно решить".

Белки и динозавры
Предпоследнюю строчку в рейтинге занял белок возрастом 68 миллионов лет. Речь идет об основном белке соединительной ткани коллагене, который удалось выделить из кости знаменитого хищника прошлого Tyrannosaurus rex. Работа, в которой была описана техника выделения, появилась в 2005 году. Еще через два года тот же коллектив ученых опубликовал результаты анализа белка. Это, казалось бы, революционное исследование вызвало резкую критику со стороны коллег. Ученым не нравились использованные в работе методы. Авторы выложили в общий доступ исходные данные, и в 2009 году независимый коллектив подтвердил часть полученных ими результатов.

В том же году появилась другая статья, авторы которой заявили, что им удалось выделить коллаген из кости гадрозавра.

Плюс один и минус два

Замыкает список открытие в Солнечной системе нового объекта, размер которого на треть превышает размеры Плутона. Объекту дали имя Эрида и сначала хотели записать в качестве десятой планеты Солнечной системы. Однако в 2006 году Международный астрономический союз признал Эриду всего лишь карликовой планетой. В 2008 году была введена новая категория небесных тел - плутоиды, в которую была зачислена Эрида, а заодно и Плутон. Теперь астрономы признают в Солнечной системе всего восемь планет.

Хороший выбор

Как и подобает всякому рейтингу, рейтинг, составленный редакцией канала Discovery, субъективен. Наверняка найдутся люди, которые сочтут, что в десятку "самых-самых" следовало включить совсем другие открытия. Но вряд ли кто-то будет спорить, что представленные события являются значимыми для науки. Так как они были выбраны из различных областей, предложенный список так или иначе дает представлении о развитии науки за последние 10 лет. И это уже немало.