Las principales historias científicas en 2021: 15 formas en que la ciencia cambió el mundo

A veces tienes que buscar los árboles en el bosque. Las buenas noticias de 2021 fueron como una gran cantidad de árboles jóvenes: pequeños árboles perdidos en el bosque de la inflación, la pandemia y los eventos climáticos catastróficos. Mire más de cerca y encontrará numerosas razones para alegrar, descubrimientos científicos y avances que brindan una esperanza sincera para la humanidad.

En particular, en 2021 se produjo una de las vacunas más eficaces jamás creadas, en un tiempo récord. Pero eso es solo el comienzo. Fuimos testigos de otros avances monstruosos en biología, astronomía, medicina, ingeniería, informática, genómica y muchos más campos científicos.

Con tantos avances asombrosos en 2021, fue difícil elegir el más significativo, pero lo intentamos de todos modos. Aquí están nuestros 15 momentos favoritos que vale la pena contarles a los niños. Prepárese para volar su mente.

El lanzamiento de vacunas más rápido de la historia

El desarrollo, las pruebas y el lanzamiento de las vacunas COVID se ha denominado el salto a la luna de nuestra generación. Eso podría ser un eufemismo. Gracias a los investigadores médicos dedicados y a decenas de miles de estadounidenses que participaron en los ensayos clínicos, la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) otorgó la autorización de uso de emergencia de las vacunas Pfizer y Moderna COVID para adultos en diciembre pasado, seguida de la vacuna de una sola inyección de Johnson & Johnson este Febrero. Desde entonces, la vacuna está disponible para niños de hasta 5 años. Ese es un lanzamiento de vacunas disponible para el 94 por ciento de la población (hasta ahora se exceptúan los menores de 5 años) en poco más de un año. Anteriormente, la vacuna más rápida en pasar del desarrollo al despliegue fue la vacuna contra las paperas en la década de 1960, que tomó alrededor de

cuatro años. Aunque todavía estamos luchando con Variantes de COVID y casos de gran avance, esta hazaña de la inoculación ha salvado innumerables vidas y es una promesa para un futuro en el que podamos mantenernos al día con los brotes virales en tiempo real.

¿Extremidades regeneradas? Prueba, un cuerpo entero

Muchos animales pueden volver a crecer una cola arrancada o una pierna perdida por un depredador, pero las babosas marinas tienen el truco de regeneración más genial por mucho. Como descubrió un científico japonés este año, estas criaturas viscosas pueden decapitarse a propósito ycrecer un cuerpo completamente nuevo en unas semanas. La cabeza cortada sobrevive por sí sola mientras regenera órganos y extremidades vitales, probablemente debido a la capacidad vegetal de las babosas para realizar la fotosíntesis debido a todas las algas que comen. Aún más impresionante, el cuerpo descartado vive durante semanas antes de morir finalmente. Los investigadores creen que las babosas marinas usan esta genial maniobra para engañar a los depredadores y escapar ilesas, o posiblemente para sobrevivir a las infestaciones de parásitos en la parte inferior de su cuerpo.

La tecnología de interfaz cerebro-computadora se completa Avatar

Las interfaces cerebro-computadora (BCI) son muy prometedoras para las personas con parálisis, ya que les permiten operar extremidades robóticas, sillas de ruedas, teclados y otros dispositivos con solo pensar en mover sus cuerpos. Pero hasta ahora, las BCI se han relegado principalmente a entornos de investigación, ya que han requerido cables voluminosos para conectar la cabeza de una persona a una computadora a un dispositivo externo.

Ya no. El prestigiosoBrainGate El equipo de investigación ha diseñado la primera BCI totalmente inalámbrica de gran ancho de banda del mundo que transmite señales cerebrales tan rápida y claramente como lo hacen los sistemas cableados. En una recienteensayo clínico, el nuevo dispositivo permitió a dos personas con tetraplejía apuntar, hacer clic y escribir en una tableta con precisión y velocidad, sin necesidad de cables. Se necesita más investigación, pero este es un paso importante para sacar las BCI del laboratorio y llevarlas al mundo real para ayudar a las personas con parálisis a recuperar la independencia.

La verdad está ahí (ahora disponible en la Biblioteca del Congreso)

La fascinación ilimitada de los estadounidenses por los objetos voladores no identificados finalmente se permitió en 2021. En enero, por medio de la Ley de Libertad de Información, el sitio web de The Black Vault publicó el recientemente desclasificadobase de datos de cada avistamiento de ovnis informado por un piloto militar, que se remonta a la década de 1980. Al mismo tiempo, la CIAsubió docenas de registros de avistamientos de ovnis desde la década de 1940 hasta principios de la de 1990.

Luego, en junio, el Pentágono emitió una tan esperadainforme de nueve páginas resumiendo todo lo que dice saber sobre los fenómenos aéreos no identificados, o UAP, su término elegante para los ovnis. Shocker: el gobierno no sabe mucho. El informe afirma que los UAP no son naves militares de EE. UU., Pero por lo demás, prácticamente juega la carta "inconclusa". Pero bueno, aunque es posible que el expediente no aclare muchos misterios, el volcado masivo de datos debería mantener cautivados a los detectives de sillón obsesionados con los ovnis durante los próximos años.

El desarrollo del cerebro infantil obtiene su momento ideal

Alrededor del 90 por ciento del desarrollo del cerebro humano ocurre a los cinco años. Y aunque los neurocientíficos han aprendido mucho recientemente sobre cómo y cuándo ocurren varios desarrollos, especialmente en el útero, todavía hay un montón de cosas que no saben, en particular sobre los impactos de la naturaleza frente a nutrir. Estas respuestas ahora están llegando, cortesía del ensayo más grande y completo sobre el desarrollo temprano del cerebro, que comenzó este otoño.

A través deEstudio HEALthy Brain and Child Development, los investigadores de todo el país harán un seguimiento de un grupo diverso de 7500 embarazadas y sus hijos durante la próxima década. Utilizando neuroimágenes y evaluaciones psicológicas, su objetivo es trazar el arco "normal" del desarrollo cerebral y descubrir cómo pre y los entornos y las exposiciones posnatales (estrés, nivel socioeconómico, consumo de drogas de los padres, COVID, etc.) lo afectan, así como la forma en que los cerebros de los niños adaptar. Este estudio histórico tiene el potencial de desvelar los misterios prevalecientes sobre el autismo, la dislexia y otras inquietudes emocionales, conductuales y del neurodesarrollo infantil.

La OMS aprueba la primera vacuna contra la malaria para niños

Mucho antes de COVID, la malaria era, y en el momento de su publicación, todavía es, una de las enfermedades infecciosas más letales del planeta. Este patógeno transmitido por mosquitos mata a medio millón de personas al año, principalmente en el África subsahariana. Más de la mitad de las muertes por paludismo son niños menores de 5 años. Ahora, después de un siglo de esfuerzo, los científicos han finalmente desarrolló una vacuna contra la malaria segura y eficaz (por cierto, la primera vacuna para cualquier enfermedad parasitaria), que laLa Organización Mundial de la Salud (OMS) dio luz verde para todos los niños en riesgo en octubre. Suponiendo que las naciones den prioridad a la distribución de vacunas, los expertos estiman que este avance podríaprevenir 5,3 millones de casos de malaria y 24.000 muertes de niños menores de 5 años cada año.

Los investigadores curan la diabetes tipo 1 (de una persona)

Se estima que 1,6 millones de estadounidenses viven con diabetes tipo 1 (también conocida como diabetes juvenil), incluidos 200.000 niños y adultos menores de 20 años. Sin cura conocida, esta enfermedad autoinmune potencialmente mortal, en la que el páncreas deja de producir insulina para controlar el azúcar en la sangre, casi siempre requiere un manejo intenso las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Eso puede estar a punto de cambiar. Para sorpresa y euforia de los expertos en diabetes, un tratamiento experimental administrado en un ensayo clínico en curso pareciócurar a un hombre de 64 años de diabetes tipo 1, que sería una primicia mundial. Después de recibir infusiones de células productoras de insulina cultivadas a partir de células madre, el cuerpo del hombre ahora produce insulina por sí solo, dándole "una vida completamente nueva", como le dijo al New York Times.

Debido a que este descubrimiento es parte de un estudio de cinco años que involucró a otros 16 participantes, todavía es demasiado pronto para decir con certeza si el tratamiento es efectivo y seguro a largo plazo. Pero es el desarrollo más prometedor que el mundo ha visto con respecto a la cura de la diabetes tipo 1, y es lo suficientemente probable como para hacer que un padre o un niño que vive con la diabetes tipo 1 haga volteretas.

En Marte, la NASA recolecta rocas y luego vuela un maldito helicóptero

En febrero, casi siete meses después de su lanzamiento desde la Tierra, el altamente sofisticado rover Perseverance de la NASAaterrizó en Marte. El vehículo pasará casi dos años en el planeta rojo, inspeccionando el paisaje, buscando evidencia de vida marciana pasada y recolectando muestras geológicas para traer de regreso a la Tierra. Luego, en abril, el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA, impulsado por energía solar, se convirtió en el primer avión en fabricar unvuelo controlado en otro planeta. Para el 8 de diciembre, Ingenuity había registrado 17 vuelos exitosos.

Científicos detectan 301 nuevos planetas 

Marte no fue el único cuerpo celeste que fue noticia en 2021. En noviembre, los científicos de la NASA validaron la existencia de301 nuevos exoplanetas - planetas que orbitan estrellas distintas al Sol, lo que eleva el recuento total de exoplanetas a 4.870. El frenesí de la validación es cortesía de la nueva tecnología de aprendizaje profundo ExoMiner de la NASA, que evalúa los datos recopilados por la nave espacial Kepler para distinguir exoplanetas legítimos de falsificaciones convincentes.

Una de las mayores diferencias entre la pandemia de COVID y la de la gripe española de 1918 (la última pandemia mundial) es la forma en que la rastreamos. Es casi inimaginable que alguna vez tuviéramos que seguir las tasas de muerte e infección mediante el recuento local, y esencialmente no teníamos forma de conocer las nuevas variantes virales. Ahora, liderados por la OMS, los científicos tienen una colosal colaboración global para monitorear la propagación y evolución del SARS-CoV-2. Se han recopilado y compartido enormes cantidades de datos a través de las fronteras en tiempo real, lo que permite a los investigadores obtener Obtenga rápidamente una idea de cómo una variante como Delta u Omicron se propaga y afecta los números de casos y hospitalizaciones. No teníamos este tipo de tecnología disponible al comienzo de la pandemia. En abril de 2021, la base de datos en línea de GISAID contenía solo un millón de secuencias genómicas de SARS-CoV-2. Ocho meses después, se han agregado otros cinco millones de secuencias. En otras palabras, la secuenciación genómica del SARS-CoV-2 se ha vuelto diez veces más rápida desde la primavera. Este logro destaca que uno de los mayores desafíos de la ciencia no es el descubrimiento, sino compartir descubrimientos, y países de todo el mundo ahora lo están haciendo de una manera que nunca antes habían hecho antes de.

Los paneles solares se vuelven más baratos, mejores, más rápidos y más fuertes

Con el costo promedio de un panel solar cayendo en picado un 90 por ciento entre 2010 y 2020, cada vez es más barato generar energía directamente del sol. Es una gran noticia, ya que ayuda a cambiar nuestra dependencia de los combustibles fósiles, un contribuyente clave al cambio climático. Sin embargo, es frustrante que los paneles solares no se hayan vuelto mucho más eficientes en los últimos años, lo que ha obstaculizado la adopción generalizada de esta forma de energía limpia.

Para resolver este problema, los ingenieros han estado buscando materiales alternativos que puedan superar al silicio estándar utilizado en los paneles solares y que sigan siendo económicos. Tenían grandes esperanzas en las perovskitas, materiales enrejados atómicamente delgados que convierten la luz solar en energía de manera muy eficiente. ¿El único problema? Los rayos ultravioleta y la humedad destruyen las perovskitas en poco tiempo, reduciendo su utilidad.

Pero este año, los ingenieros de la Universidad de Rice desarrollaron y probaron en la carreteracélulas solares hechas de perovskitas bidimensionales. Su invento funciona mucho mejor que los modelos anteriores. y soporta los elementos. El truco con las perovskitas 2D, descubrieron los investigadores, es que la luz solar contrae los espacios entre las capas atómicas para aumentar la eficiencia hasta en un 18 por ciento, un gran avance en este campo. Con empresas solares en todo el mundo trabajando para comercializar células solares de perovskita, este avance debería acelerar en última instancia la conversión de la sociedad a la energía solar.

Los cirujanos realizan el primer trasplante exitoso de brazo y hombro

En enero, Jean-Michel Dubernard, MD, el mismo cirujano que realizó la primera mano, doble mano y trasplantes parciales de cara, lograron otra hazaña histórica: el primer brazo y hombro dobles del mundo trasplante. La operación, realizada en Francia, fue un éxito rotundo. El receptor, el islandés Felix Gretarsson, de 49 años, que perdió ambos brazos en un accidente eléctrico en 1998, ha ido ganando movilidad a lo largo del año, registrando su progreso enInstagram. Ahora puede flexionar sus bíceps, levantar objetos y abrazar a su nieta. Los expertos esperan que haga más avances en los próximos años. Lamentablemente, Dubernard murió en julio, pero no antes de darle a Gretarssinan una vida completamente nueva.

Los paleontólogos cuentan 2,5 Mil millones T. rexes vagando por el planeta

Este año, los científicos aprendieron mucho sobre las criaturas masivas que habitaron la Tierra hace muchos millones de años. Primero, dinosaurios. El temible depredador tirano-saurio Rex vagó por América del Norte desde hace casi 70 millones de años, y ahorabiólogos finalmente han estimado cuántos: 2.5 billones. Aterrador, ¿verdad? Si te sirve de consuelo, eso es todo T. rex la población se extendió a lo largo de 2,4 millones de años. Entonces, en realidad, solo había alrededor de 20,000 adultos T. rexes viviendo al mismo tiempo.

Por supuesto, esa última generación de T. rex, junto con todo el reino de los dinosaurios, fueron borrados del planeta hace unos 66 millones de años por un asteroide. O espera, ¿fue un cometa? Eso esnueva teoría presentada por los astrónomos de Harvard para explicar el llamado Impactador de Chicxulub, el cuerpo astronómico que creó un cráter de 93 millas de ancho y 12 millas de profundidad frente a la costa de México y, teóricamente, mató a los dinosaurios. Contrarrestando la teoría prevaleciente de los asteroides, los astrónomos de Harvard creen que un cometa de las periferias de nuestro sistema solar se salió de la órbita del campo gravitacional de Júpiter y se rompió en pedazos. Luego, un trozo especialmente grande, el eventual Impactador de Chicxulub, se estrelló contra la Tierra, causando grandes estragos y acabando con los dinosaurios.

Un mamut de un millón de años obtiene su ADN secuenciado

Más de 60 millones de años después de los dinosaurios, los mamuts vivían a lo grande, lo que los investigadores saben debido al extenso registro fósil. Este año, estos fósiles produjeron un descubrimiento sin precedentes: elgenoma animal antiguo más antiguo alguna vez recuperado. Al secuenciar el ADN de tres dientes de mamut extraídos del permafrost siberiano, los científicos determinaron que los fósiles tenían más de un millón de años, borrando el récord anterior de un Hueso de pata de caballo de 560.000 a 780.000 años. El ADN también sugiere un linaje separado, posiblemente una especie diferente, de mamut que los científicos no conocían antes.

La NASA lanza el telescopio espacial más poderoso de la historia *

Un evento internacional que se ha estado gestando durante décadas finalmente (¡con suerte!) Se llevará a cabo el 24 de diciembre *. Después de múltiples retrasos, elTelescopio espacial James Webb El telescopio científico más grande y avanzado en la historia de la exploración espacial está programado para despegar desde la Guayana Francesa a bordo del cohete Ariane 5. Se necesitarán 30 días para viajar casi 1 millón de millas hasta un lugar estable en el espacio y otros seis meses para desplegar, alinear y calibrar sus instrumentos. A medida que rastrea la órbita de la Tierra alrededor del sol durante las próximas décadas, el alcance infrarrojo observará directamente partes del Universo previamente invisible, desmitificando así el origen y la evolución de nuestro planeta, sistema solar y galaxias más allá.

Aprendemos a rastrear brotes globales en tiempo real

Una de las mayores diferencias entre la pandemia de COVID y la de la gripe española de 1918 es la forma en que la rastreamos. Es casi inimaginable que alguna vez tuviéramos que seguir las tasas de muerte e infección mediante el recuento local, y esencialmente no teníamos forma de conocer las nuevas variantes virales. Ahora, liderados por la OMS, los científicos tienen una colosal colaboración global para monitorear la propagación y evolución del SARS-CoV-2. Se han recopilado y compartido enormes cantidades de datos a través de las fronteras, lo que permite a los investigadores obtener obtener rápidamente una idea de cómo una variante como Omicron se propaga y afecta los números de casos y hospitalizaciones. No teníamos este tipo de tecnología disponible al comienzo de la pandemia. En abril de 2021, la base de datos en línea de GISAID contenía solo un millón de secuencias genómicas del SARS-CoV-2. Eso es después de unos 16 meses de pandemia. Pero en los ocho meses transcurridos desde entonces, se han agregado otros cinco millones de secuencias. En otras palabras, la secuenciación genómica del SARS-CoV-2 se ha vuelto diez veces más rápida desde la primavera. Este logro destaca que uno de los mayores desafíos de la ciencia no es el descubrimiento, sino compartir descubrimientos, y países de todo el mundo ahora lo están haciendo de una manera que nunca antes habían hecho antes de.

La computación cuántica se vuelve comercial

Lo que a las mejores supercomputadoras actuales les lleva varios días o semanas procesar, las computadoras cuánticas pueden dejar de funcionar en segundos. Es por eso que la computación cuántica, que aprovecha las leyes de la física cuántica para capacidades de procesamiento, ya se considera uno de los mayores avances científicos del siglo XXI. siglo. Con el tiempo, se supone que revolucionará la fabricación, la meteorología, la ciberseguridad, la defensa nacional y mucho más.

Bueno, 2021 estuvo “eventualmente” más cerca que nunca. En noviembre, IBM dio a conocer suÁguila de 127 qubit, el procesador cuántico más potente hasta ahora. Luego, a principios de este mes, la compañía Quantinuum presentó el primer producto comercial del mundo construido a partir de la computación cuántica: una plataforma de ciberseguridad basada en la nube llamadaOrigen cuántico. Con las principales empresas de tecnología e instituciones de investigación del mundo compitiendo para hacer avanzar esta tecnología de próxima generación, esperamos que la computación cuántica vuelva a aparecer en nuestra lista el próximo año, y el próximo y el próximo...

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