Czasami trzeba szukać drzew w lesie. Dobra wiadomość z 2021 r. była jak mnóstwo sadzonek — małych drzewek zagubionych w lesie inflacji, pandemii i katastrofalnych wydarzeń pogodowych. Przyjrzyj się bliżej, a znajdziesz wiele powodów do radości, odkryć naukowych i postępów, które dają ludzkości nadzieję na uczciwość.
Przede wszystkim w 2021 roku w rekordowym czasie pojawiła się jedna z najskuteczniejszych szczepionek, jakie kiedykolwiek stworzono. Ale to dopiero początek. Byliśmy świadkami innych potwornych przełomów w biologii, astronomii, medycynie, inżynierii, informatyce, genomice i wielu innych dziedzinach nauki.
Przy tak wielu zdumiewających postępach w 2021 r. trudno było wybrać najbardziej znaczące – ale i tak próbowaliśmy. Oto nasze ulubione 15 momentów, o których warto opowiedzieć dzieciom. Przygotuj się na to, że twój umysł zostanie zdmuchnięty.
Najszybsze wprowadzenie szczepionek w historii
Opracowywanie, testowanie i wprowadzanie na rynek szczepionek przeciw COVID nazwano księżycowym strzałem naszego pokolenia. To może być niedomówienie. Dzięki oddanym naukowcom medycznym i dziesiątkom tysięcy zwykłych Amerykanów, którzy uczestniczyli w badaniach klinicznych, Agencja ds. Żywności i Leków (FDA) udzielił zezwolenia na awaryjne użycie szczepionek Pfizer i Moderna COVID dla dorosłych w grudniu zeszłego roku, a następnie jednorazową szczepionkę firmy Johnson & Johnson Luty. Od tego czasu szczepionka jest dostępna dla dzieci w wieku 5 lat. To wprowadzenie szczepionki dostępnej dla 94 procent populacji (do tej pory z wyjątkiem dzieci poniżej 5 roku życia) w ciągu nieco ponad roku. Wcześniej najszybszą szczepionką, która przeszła od opracowania do wdrożenia, była szczepionka przeciwko śwince w latach 60., która zajęła około
Zregenerowane kończyny? Spróbuj, całe ciało
Wiele zwierząt może odrosnąć oderwany ogon lub nogę straconą przez drapieżnika, ale ślimaki morskie mają najfajniejszą sztuczkę regeneracyjną przy długim strzale. Jak odkrył w tym roku japoński naukowiec, te oślizgłe stworzenia mogą celowo ściąć sobie głowy iwyhodować zupełnie nowe ciało w ciągu kilku tygodni. Odcięta głowa przetrwa sama, podczas gdy regeneruje ważne organy i kończyny, prawdopodobnie ze względu na roślinną zdolność ślimaków do fotosyntezy z powodu wszystkich glonów, które zjadają. Jeszcze bardziej imponujące jest to, że porzucone ciało żyje przez tygodnie, zanim w końcu wyginie. Naukowcy uważają, że ślimaki morskie wykorzystują ten fajny manewr, aby oszukać drapieżniki i uciec bez szwanku lub być może przetrwać inwazję pasożytów w ich dolnej części ciała.
Pełna technologia interfejsu mózg-komputer Awatara
Interfejsy mózg-komputer (BCI) są bardzo obiecujące dla osób z paraliżem, umożliwiając im: obsługiwać kończyny robota, wózki inwalidzkie, klawiatury i inne gadżety, myśląc o poruszaniu ich organy. Ale do tej pory BCI były w większości zdegradowane do ustawień badawczych, ponieważ wymagały nieporęcznych kabli do podłączenia głowy osoby do komputera i urządzenia zewnętrznego.
Nigdy więcej. PrestiżowyBrama mózgu Zespół badawczy opracował pierwszy na świecie całkowicie bezprzewodowy BCI o wysokiej przepustowości, który przesyła sygnały mózgowe tak szybko i wyraźnie, jak robią to systemy kablowe. W ostatnichbadanie kliniczne, nowe urządzenie umożliwiło dwóm osobom z tetraplegią wskazywanie, klikanie i pisanie na tablecie z precyzją i szybkością — bez użycia przewodów. Potrzebne są dalsze badania, ale jest to duży krok w kierunku przeniesienia BCI z laboratorium do świata rzeczywistego, aby pomóc osobom z paraliżem odzyskać niezależność.
Prawda tam jest (teraz dostępna w Bibliotece Kongresu)
Bezgraniczna fascynacja Amerykanów niezidentyfikowanymi obiektami latającymi została wreszcie oddana w 2021 roku. W styczniu, na mocy ustawy o wolności informacji, strona internetowa The Black Vault opublikowała niedawno odtajnione przez CIAbaza danych wszystkich obserwacji UFO zgłoszony przez pilota wojskowego, datowany na lata 80. XX wieku. Jednocześnie CIAprzesłał dziesiątki rekordów obserwacji UFO od lat czterdziestych do wczesnych lat dziewięćdziesiątych.
Następnie, w czerwcu, Pentagon wydał długo oczekiwanydziewięciostronicowy raport podsumowując wszystko, co twierdzi, że wie o niezidentyfikowanych zjawiskach lotniczych lub UAP, jego fantazyjnym określeniu UFO. Szoker: rząd niewiele wie. Raport stwierdza, że UAP nie są amerykańskimi pojazdami wojskowymi, ale poza tym gra w zasadzie kartą „niejednoznaczną”. Ale hej, chociaż dossier może nie wyjaśniać wielu zagadek, ogromny zrzut danych powinien zafascynować opętanych UFO detektywów na nadchodzące lata.
Rozwój mózgu dziecka nadchodzi moment wystrzelenia księżyca
Około 90 procent rozwoju ludzkiego mózgu następuje do piątego roku życia. I chociaż neurobiolodzy dowiedzieli się ostatnio wiele o tym, jak i kiedy zachodzą różne zmiany, szczególnie w okresie płodowym, wciąż jest mnóstwo, o których nie wiedzą, szczególnie o wpływie natury na wychowanie. Te odpowiedzi teraz nadchodzą, dzięki uprzejmości największego, najbardziej wszechstronnego badania dotyczącego wczesnego rozwoju mózgu, które rozpoczęło się tej jesieni.
PrzezBadanie zdrowego mózgu i rozwoju dziecka, naukowcy z całego kraju będą śledzić zróżnicowaną grupę 7500 kobiet w ciąży i ich dzieci w ciągu następnej dekady. Używając neuroobrazowania i ocen psychologicznych, mają na celu zmapowanie „normalnego” łuku rozwoju mózgu i odkrycie, w jaki sposób przed- i środowiska poporodowe i narażenia (stres, status społeczno-ekonomiczny, zażywanie narkotyków przez rodziców, COVID itp.) wpływają na to — a także jak mózgi dzieci przystosować się. To historyczne badanie ma potencjał, aby odkryć dominujące tajemnice dotyczące autyzmu, dysleksji i innych problemów neurorozwojowych w dzieciństwie, emocjonalnych i behawioralnych.
WHO zatwierdza pierwszą szczepionkę przeciwko malarii dla dzieci
Malaria na długo przed COVIDem była — i nadal jest — jedną z najbardziej śmiertelnych chorób zakaźnych na świecie. Ten przenoszony przez komary patogen zabija pół miliona ludzi rocznie, głównie w Afryce Subsaharyjskiej. Ponad połowa zabitych przez malarię dzieci w wieku poniżej 5 lat. Teraz, po stuleciu wysiłków, naukowcy w końcu opracowali bezpieczną, skuteczną szczepionkę na malarię (przy okazji, pierwszą szczepionkę na jakąkolwiek chorobę pasożytniczą), któryŚwiatowa Organizacja Zdrowia (WHO) zapaliła zielone światło dla wszystkich zagrożonych dzieci w październiku. Zakładając, że narody nadadzą priorytet dystrybucji szczepionek, eksperci szacują, że ten przełom może:zapobiec 5,3 mln przypadków malarii i 24 000 zgonów wśród dzieci poniżej 5 roku życia każdego roku.
Naukowcy leczą (jednej osoby) cukrzycę typu 1
Szacuje się, że 1,6 miliona Amerykanów żyje z cukrzycą typu 1 (tzw. cukrzycą młodzieńczą), w tym 200 000 dzieci i dorosłych w wieku poniżej 20 lat. Ta zagrażająca życiu choroba autoimmunologiczna, w której trzustka przestaje wytwarzać insulinę w celu kontrolowania poziomu cukru we krwi, bez znanego lekarstwa, prawie zawsze wymaga intensywnego leczenia 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu.
To może się wkrótce zmienić. Ku zaskoczeniu i uniesieniu ekspertów ds. cukrzycy, eksperymentalna terapia zastosowana w trwającym badaniu klinicznym okazała się:wyleczyć 64-letniego mężczyznę z cukrzycą typu 1, co byłoby pierwszym na świecie. Po otrzymaniu infuzji komórek produkujących insulinę wyhodowanych z komórek macierzystych, organizm mężczyzny wytwarza teraz insulinę samodzielnie, dając mu „całkowicie nowe życie”, jak powiedział New York Times.
Ponieważ odkrycie to jest częścią pięcioletniego badania z udziałem 16 innych uczestników, wciąż jest zbyt wcześnie, aby z całą pewnością stwierdzić, czy leczenie jest skuteczne i bezpieczne w perspektywie długoterminowej. Ale jest to najbardziej obiecujący rozwój, jaki świat widział w odniesieniu do leku na cukrzycę typu 1 – i prawdopodobnie na tyle wystarczający, aby rodzic lub dziecko żyjące z typem 1 robiło furorę.
Na Marsie NASA zbiera skały, a potem lata cholernym helikopterem
W lutym, prawie siedem miesięcy po wystrzeleniu z Ziemi, wysoce wyrafinowany łazik Perseverance NASAwylądował na Marsie. Pojazd spędzi prawie dwa lata na czerwonej planecie, badając krajobraz, szukając dowodów na przeszłe życie na Marsie i zbierając próbki geologiczne, aby sprowadzić je z powrotem na Ziemię. Następnie, w kwietniu, zasilany energią słoneczną śmigłowiec Ingenuity Mars Helicopter NASA stał się pierwszym w historii samolotem, który wykonałkontrolowany lot na innej planecie. Do 8 grudnia Ingenuity zarejestrowało 17 udanych lotów.
Naukowcy dostrzegli 301 nowych planet
Mars nie był jedynym ciałem niebieskim, które pojawiło się w wiadomościach w 2021 roku. W listopadzie naukowcy NASA potwierdzili istnienie301 nowych egzoplanet — planety krążące wokół gwiazd innych niż Słońce — podnosząc całkowitą liczbę egzoplanet do 4870. Szał walidacji pochodzi z nowej technologii głębokiego uczenia NASA ExoMiner, która ocenia dane zebrane przez statek kosmiczny Kepler w celu odróżnienia legalnych egzoplanet od przekonujących podróbek.
Jedną z największych różnic między pandemią COVID a hiszpańską grypą z 1918 roku (ostatnią globalną pandemią) jest sposób, w jaki ją śledzimy. To prawie niewyobrażalne, że kiedyś musieliśmy śledzić wskaźniki zgonów i infekcji według lokalnego licznika – i zasadniczo nie mieliśmy możliwości dowiedzenia się o nowych wariantach wirusa. Teraz, pod kierownictwem WHO, naukowcy prowadzą kolosalną globalną współpracę w celu monitorowania rozprzestrzeniania się i ewolucji SARS-CoV-2. Ogromne ilości danych zostały zebrane i udostępnione ponad granicami w czasie rzeczywistym, umożliwiając naukowcom uzyskanie szybko uzyskać wyobrażenie o tym, jak wariant taki jak Delta lub Omicron rozprzestrzenia się i wpływa na liczby przypadków oraz hospitalizacje. Na początku pandemii nie mieliśmy takiej technologii. Według stanu na kwiecień 2021 r. internetowa baza danych GISAID zawierała tylko milion sekwencji genomowych SARS-CoV-2. Osiem miesięcy później dodano kolejne pięć milionów sekwencji. Innymi słowy, sekwencjonowanie genomowe SARS-CoV-2 od wiosny stało się dziesięciokrotnie szybsze. To osiągnięcie podkreśla, że jednym z największych wyzwań nauki nie jest odkrycie, ale dzielą się odkryciami, a kraje na całym świecie robią to teraz w sposób, w jaki nigdy nie robiły zanim.
Panele słoneczne stają się tańsze, lepsze, szybsze, mocniejsze
Przy średnim koszcie panelu słonecznego, który spadł o 90 procent w latach 2010-2020, wytwarzanie energii bezpośrednio ze słońca staje się coraz tańsze. To świetna wiadomość, ponieważ pomaga odejść od paliw kopalnych, które są kluczowym czynnikiem przyczyniającym się do zmian klimatycznych. Jednak frustrujące jest to, że w ostatnich latach panele słoneczne nie stały się znacznie bardziej wydajne, co utrudniło powszechne przyjęcie tej formy czystej energii.
Aby rozwiązać ten problem, inżynierowie szukali alternatywnych materiałów, które mogą przewyższać standardowy krzem stosowany w panelach słonecznych, a mimo to być niedrogie. Wiążą duże nadzieje z perowskitami, atomowo cienkimi, siatkowymi materiałami, które bardzo wydajnie przekształcają światło słoneczne w energię. Jedyny problem? Promienie ultrafioletowe i wilgoć niszczą perowskity w mgnieniu oka, zmniejszając ich użyteczność.
Ale w tym roku inżynierowie Rice University opracowali i przetestowali na drodzeogniwa słoneczne wykonane z dwuwymiarowych perowskitów. Ich wynalazek działa znacznie lepiej niż wcześniejsze modele oraz wytrzymuje żywioły. Sztuczka z perowskitami 2D, jak odkryli naukowcy, polega na tym, że światło słoneczne kurczy przestrzenie między warstwami atomowymi, aby zwiększyć wydajność nawet o 18 procent – ogromny krok naprzód w tej dziedzinie. Ponieważ firmy fotowoltaiczne na całym świecie pracują nad komercjalizacją perowskitowych ogniw słonecznych, ten przełom powinien ostatecznie przyspieszyć konwersję społeczeństwa na energię słoneczną.
Chirurdzy usuwają pierwszy udany przeszczep ręki i barku
W styczniu Jean-Michel Dubernard, MD, ten sam chirurg, który wykonał pierwszą w historii rękę, oburącz i częściowe przeszczepy twarzy, dokonali kolejnego historycznego wyczynu: pierwszego na świecie podwójnego ramienia i barku przeszczep. Operacja przeprowadzona we Francji okazała się wielkim sukcesem. Beneficjent, 49-letni Felix Gretarsson z Islandii, który stracił obie ręce w wypadku elektrycznym w 1998 roku, przez cały rok stale zwiększał mobilność, odnotowując swoje postępy wInstagram. Może teraz napinać bicepsy, podnosić przedmioty i przytulać wnuczkę. Eksperci spodziewają się, że w nadchodzących latach dokona dalszych postępów. Niestety, Dubernard zmarł w lipcu, ale nie wcześniej, niż dał Gretarssinan zupełnie nowe życie.
Paleontolodzy liczą 2,5 Miliard T. rex wędrujący po planecie
W tym roku naukowcy dowiedzieli się wiele o masywnych stworzeniach, które zamieszkiwały Ziemię wiele milionów lat temu. Najpierw dinozaury. Przerażający drapieżnik Tyrannosaurus rex wędrował po Ameryce Północnej od prawie 70 milionów lat temu, a terazbiolodzy w końcu oszacowali, ile: 2,5 miliarda. Przerażające, prawda? Jeśli to jakiś komfort, to suma T. rex populacja rozprzestrzeniła się na ponad 2,4 miliona lat. Tak naprawdę było tylko około 20 000 dorosłych T. rex żyjących w jednym czasie.
Oczywiście, że ostatnie pokolenie T. rex, wraz z całym królestwem dinozaurów, zostało zmiecione z planety jakieś 66 milionów lat temu przez asteroidę. Albo poczekaj, czy to była kometa? To jestnowa teoria wysunięta przez astronomów z Harvardu aby wyjaśnić tak zwany Chicxulub Impactor, ciało astronomiczne, które stworzyło krater o szerokości 93 mil i głębokości 12 mil u wybrzeży Meksyku i teoretycznie zabiło dinozaury. Wbrew panującej teorii asteroid astronomowie z Harvardu uważają, że kometa z obrzeży naszego Układu Słonecznego została wytrącona z orbity przez pole grawitacyjne Jowisza i rozpadła się na kawałki. Wtedy szczególnie duży fragment — ewentualny Impaktor Chicxulub — uderzył w Ziemię, siejąc ogromne spustoszenie i unicestwiając dinozaury.
Sekwencjonowanie DNA mamuta sprzed miliona lat
Ponad 60 milionów lat po dinozaurach mamuty żyły w dużych rozmiarach, o czym badacze wiedzą dzięki obszernym zapisom kopalnym. W tym roku takie skamieniałości przyniosły bezprecedensowe odkrycie:najstarszy starożytny genom zwierzęcy kiedykolwiek odzyskane. Podczas sekwencjonowania DNA z trzech zębów mamutów wyekstrahowanych z syberyjskiej wiecznej zmarzliny naukowcy ustalili, że skamieliny miały ponad milion lat, zacierając poprzedni zapis przechowywany przez Kości nogi konia sprzed 560 000 do 780 000 lat. DNA sugeruje również odrębny rodowód, prawdopodobnie inny gatunek, mamutów, o którym naukowcy nie byli wcześniej świadomi.
NASA wprowadza na rynek najpotężniejszy teleskop kosmiczny w historii*
Międzynarodowe wydarzenie, które trwa od dziesięcioleci, w końcu (mam nadzieję!) odbędzie się 24 grudnia*. Po wielu opóźnieniachKosmiczny Teleskop Jamesa Webba — największy i najbardziej zaawansowany teleskop naukowy w historii eksploracji kosmosu — ma wystartować z Gujany Francuskiej na pokładzie rakiety Ariane 5. Podróż prawie 1 miliona mil do stabilnego miejsca w kosmosie zajmie 30 dni, a rozłożenie instrumentów, wyrównanie i kalibracja zajmie kolejne sześć miesięcy. Śledząc orbitę Ziemi wokół Słońca przez kilka następnych dziesięcioleci, zakres podczerwieni będzie bezpośrednio obserwował części wszechświat wcześniej niewidzialny, tym samym demistyfikując pochodzenie i ewolucję naszej planety, Układu Słonecznego i galaktyk poza nim.
Uczymy się śledzić globalne epidemie w czasie rzeczywistym
Jedną z największych różnic między pandemią COVID a hiszpańską grypą z 1918 roku jest sposób, w jaki ją śledzimy. To prawie niewyobrażalne, że kiedyś musieliśmy śledzić wskaźniki zgonów i infekcji według lokalnego licznika – i zasadniczo nie mieliśmy możliwości dowiedzenia się o nowych wariantach wirusa. Teraz, pod kierownictwem WHO, naukowcy prowadzą kolosalną globalną współpracę w celu monitorowania rozprzestrzeniania się i ewolucji SARS-CoV-2. Ogromne ilości danych zostały zebrane i udostępnione ponad granicami, umożliwiając naukowcom uzyskanie szybko uzyskać wyobrażenie o tym, jak wariant taki jak Omicron rozprzestrzenia się i wpływa na liczby przypadków oraz hospitalizacje. Na początku pandemii nie mieliśmy takiej technologii. Według stanu na kwiecień 2021 r. internetowa baza danych GISAID zawierała: tylko milion sekwencji genomowych SARS-CoV-2. To po około 16 miesiącach pandemii. Ale w ciągu ośmiu miesięcy dodano kolejne pięć milionów sekwencji. Innymi słowy, sekwencjonowanie genomowe SARS-CoV-2 od wiosny stało się dziesięciokrotnie szybsze. To osiągnięcie podkreśla, że jednym z największych wyzwań nauki nie jest odkrycie, ale dzielą się odkryciami, a kraje na całym świecie robią to teraz w sposób, w jaki nigdy nie robiły zanim.
Obliczenia kwantowe stają się komercyjne
To, co przetworzenie dzisiejszych najlepszych superkomputerów zajmuje kilka dni lub tygodni, komputery kwantowe mogą znokautować w ciągu kilku sekund. Dlatego obliczenia kwantowe, które wykorzystują prawa fizyki kwantowej w niespotykany dotąd sposób możliwości przetwarzania, jest już uważany za jeden z największych przełomów naukowych XXII stulecie. W końcu ma zrewolucjonizować produkcję, meteorologię, cyberbezpieczeństwo, obronę narodową i wiele innych.
Cóż, rok 2021 stał się „w końcu” bliżej niż kiedykolwiek. W listopadzie IBM zaprezentował swój127-kubitowy orzeł, najpotężniejszy dotychczas procesor kwantowy. Na początku tego miesiąca firma Quantinuum zadebiutowała jako pierwszy na świecie komercyjny produkt oparty na obliczeniach kwantowych: opartą na chmurze platformę cyberbezpieczeństwa o nazwiePochodzenie kwantowe. Ponieważ czołowe światowe firmy technologiczne i instytucje badawcze ścigają się, aby rozwijać tę technologię nowej generacji, spodziewaj się, że obliczenia kwantowe ponownie pojawią się na naszej liście w przyszłym roku, a w następnym i w następnym…
