Magazin
ZNANJE JE NAJVEĆA MOĆ

Šest znanstvenih otkrića koja su oblikovala desetljeće na izmaku
Objavljeno 11. siječnja, 2020.

Premda smo već desetak dana u novoj 2020. godini, s inventurama prošle 2019. godine, ali i desetljeća i stoljeća (21., naravno) još nije gotovo. Puno je, naime, toga što još treba spomenuti, na što se valja podsjetiti i na što obratiti pozornost kako u ovoj godini tako i u desetljećima koja su pred nama. Zato ne čudi što se različitim inventurnim pregledima svjetske medijske agencije i dalje sustavno bave, pa ovom prigodom donosimo zanimljiv pregled (popis) vezan uz aktualnu, suvremenu znanost. Drugim riječima, od otkrića elemenata koji čine osnovu života na Marsu do velikih uspjeha u uređivanju gena i uspona umjetne inteligencije, prenosimo šest velikih znanstvenih otkrića koja su oblikovala desetljeće na izmaku.

SVEMIR: JESMO LI SAMI?
Još ne znamo je li na Marsu ikada bilo života, ali zahvaljujući malenom robotu na šest kotača znamo da je Crveni planet bio nastanjiv. Nedugo nakon slijetanja 6. kolovoza 2012., NASA-in rover Curiosity otkrio je zaobljene kamenčiće, novi dokaz da su na tom planetu prije više milijardi godina tekle rijeke. Od tada je prikupljeno još dokaza da je na Marsu zaista bilo puno vode i da je njegova površina bila prekrivena vrućim izvorima, jezerima i možda čak oceanima. Curiosity je 2014. također otkrio elemente koji čine osnovu života, odnosno složenih organskih molekula. Tako se nastavlja potraga za dokazima da život kakav poznajemo na Zemlji nije jedini u svemiru ili da bar nije bio uvijek. Dva nova rovera bit će lansirana ove godine, američki Mars 2020 i europski Rosalind Franklin, koji će tragati za drevnim mikrobima. "Ulazeći u novo desetljeće, istraživanje Marsa promijenit će fokus s pitanja je li Mars bio nastanjiv na pitanje je li Mars podržavao ili podržava li život", rekla je Emily Lakdawalla, geologinja iz američke neprofitne zaklade Planetarno društvo.

EINSTEIN ZAUVIJEK
Dugo smo mislili da je maleni kutak svemira koji nazivamo domom jedinstven, ali promatranja koja je omogućio svemirski teleskop Kepler pokazala su da smo bili u krivu. Lansiran 2009., Kelper je pomogao da se identificira više od 2600 planeta izvan Sunčeva sustava, poznatih kao egzoplaneti, a astronomi vjeruju da svaka zvijezda ima planet, što znači da ih postoje milijarde. Keplerova nasljednika, teleskop TESS, NASA je lansirala 2018. nastavljajući potragu za izvanzemaljskim životom.

U idućem desetljeću možemo očekivati detaljnije analize kemijskog sastava atmosfera tih planeta, rekao je Tim Swindle, astrofizičar sa Sveučilišta u Arizoni. Ove godine također smo prvi put ugledali crnu rupu zahvaljujući prijelomnom radu mreže teleskopa Event Horizon Telescope.

"Očekujem da ćemo do kraja idućeg desetljeća raditi visoko kvalitetne snimke crnih rupa u realnom vremenu koje će otkriti ne samo kako one izgledaju nego i kako se ponašaju na kozmičkoj pozornici", rekao je direktor projekta Shep Doeleman.

Ali jedan događaj iz proteklog desetljeća bez ikakve sumnje odskače od svih drugih: 14. rujna 2015. prvi su put detektirani gravitacijski valovi, mreškanje prostor-vremena. Sudar dviju crnih rupa prije 1,3 milijarde godina bio je toliko snažan da su se valovi proširili svemirom putujući brzinom svjetlosti. To jutro stigli su napokon do Zemlje. Fenomen je predvidio Albert Einstein u svojoj općoj teoriji relativnosti i ovo je bio dokaz da je bio u pravu.

Trojica Amerikanaca dobila su 2017. Nobelovu nagradu za fiziku za svoj rad na tom projektu i od tada je detektirano još puno gravitacijskih valova. Kozmolozi u međuvremenu nastavljaju debatu o podrijetlu i sastavu svemira. Nevidljiva tamna tvar koja čini većinu svemira i dalje je jedna od najvećih zagonetki. "Umiremo od želje da otkrijemo što bi to moglo biti", rekao je kozmolog James Peebles, koji je ove godine dobio Nobelovu nagradu za fiziku.

UREĐIVANJE GENA
Biomedicinu se sada može podijeliti na dvije ere, od kojih je jedna počela u proteklom desetljeću: prije i poslije metode uređivanja gena CRISPR-Cas9 (ili skraćeno CRISPR). "Uređivanje gena metodom CRISPR odskače od svih drugih metoda", rekao je William Kaelin, dobitnik Nobelove nagrade za medicinu 2019.

Godine 2012. Emmanuelle Charpentier i Jennifer Doudna objavile su da su razvile novi alat koji iskorištava princip imunološke obrane bakterija za uređivanje gena drugih organizama. Puno je jednostavniji od prethodnih tehnologija i lak za korištenje u manjim laboratorijima. Charpentier i Doudna zasute su nagradama. Ali i njihova tehnika daleko je od savršene i može stvoriti neželjene mutacije. Stručnjaci vjeruju da se to možda dogodilo kineskim blizancima rođenima 2018. zbog uređivanja gena koje je proveo znanstvenik kritiziran da zanemaruje znanstvene i etičke norme. CRISPR je ipak jedna od najvećih znanstvenih priča posljednjih godina, a Kaelin očekuje "eksploziju" njegova korištenja u borbi protiv bolesti.

IMUNOTERAPIJA
Liječnici su desetljećima imali tri glavna oružja za borbu protiv raka: operacije, kemoterapiju i zračenje. Proteklo desetljeće doživjelo je uspon četvrte metode, u koju se dugo sumnjalo: imunoterapiju ili korištenje imunološkog sustava pacijenta za borbu protiv stanica raka. Jedna od najnaprednijih tehnika zove se terapija CAR T-stanicama u sklopu koje se pacijentove T-stanice (vrsta bijelih krvnih stanica) prikupljaju iz krvi, modificiraju i vraća u tijelo. Čitav niz lijekova pojavio se na tržištu od sredine 2010-ih za sve više vrsta raka uključujući melanome, limfome, leukemije i rak pluća, nagovješćujući, prema mišljenju nekih onkologa, dolazak zlatnoga doba. William Cance, znanstveni direktor Američkog udruženja za rak, kaže kako bi iduće desetljeće moglo donijeti nove imunoterapije koje su "bolje i jeftinije" od onih koje imamo sada.

UPOZNAJMO ROĐAKE
Desetljeće je počelo važnom novom pridošlicom u obiteljsko stablo čovječanstva: denisovcima, nazvanima tako po Denisovoj špilji u Altajskom gorju u Sibiru. Znanstvenici su 2010. sekvencionirali DNA iz kosti prsta mlade žene, otkrivši da se genski razlikuje i od modernih ljudi i od neandertalaca.

Tajanstveni hominid kretao se, kako se vjeruje, od Sibira do Indonezije, ali su njegovi jedini ostatci pronađeni na području Altajskog gorja i Tibeta. Doznali smo i da se, za razliku od prethodnih pretpostavki, Homo sapiens često pario s neandertalcima te da ti naši rođaci nisu bili glupi divljaci kako se vjerovalo, nego da su stvarali i umjetnička djela poput otisaka dlanova u španjolskoj pećini. Nosili su i nakit te pokapali mrtve s cvijećem, kao i mi. Potom je slijedio Homo naledi, čiji su ostatci pronađeni u Južnoafričkoj Republici 2015., a ove su godine paleontolozi klasificirali još jednu vrstu pronađenu na Filipinima: malog hominida Homo luzonensisa.

Napredak u DNA testiranju doveo je do revolucije u našoj sposobnosti da sekvencioniramo genetički materijal star desetke tisuća godina, omogućivši bolje razumijevanje drevnih migracija, poput onih pastira brončanog doba koji su napustili stepe prije 5000 godina, šireći indoeuropske jezike u Europu i Aziju. "To otkriće dovelo je do revolucije u našoj sposobnosti proučavanja ljudske evolucije na način koji do sada nije bio moguć", rekao je Vagheesh Narasimhan, genetičar s Medicinskog fakulteta na Harvardu.

Jedno uzbudljivo novo područje u idućem desetljeću je paleoproteomika, koja omogućuje znanstvenicima analizu kostiju starih milijune godina. "Koristeći tu tehniku, bit će moguće razvrstati mnoge fosile čija je evolucijska pozicija nejasna", rekla je Aida Gomez-Robles, antropologinja s University Collegea u Londonu.

UMJETNA INTELIGENCIJA
Strojno učenje, na što najčešće mislimo kada govorimo o umjetnoj inteligenciji, stasalo je 2010-ih. Koristeći statistiku za identifikaciju obrazaca u golemim bazama podataka, strojno učenje danas pokreće sve od glasovnih asistenata do preporuka na Netflixu i Facebooku.

Tzv. deep learning taj je proces još unaprijedio i počinje djelomično imitirati kompleksnost ljudskog mozga. To je tehnologija koja se nalazi iza najvećih uspjeha desetljeća: od Googleova AlphaGoa, koji je pobijedio svjetskog prvaka u užasno teškoj igri Go 2017., do glasovnih prijevoda u realnom vremenu i naprednog prepoznavanja lica na Facebooku.

Godine 2016., primjerice, Google Translate, pokrenut deset godina prije, preobrazio se od usluge koja je u najboljem slučaju davala izvještačene prijevode, a u najgorem besmislene, do usluge koja pruža daleko prirodnije i točnije prijevode. Rezultati su ponekad čak prilično dotjerani.

"Zasigurno najveći proboj 2010-ih bilo je ‘deep learning‘, otkriće da se umjetne neuronske mreže mogu toliko razviti da mogu izvršavati mnoge zadaće iz stvarnog svijeta", rekao je Henry Kautz, profesor računarstva sa Sveučilišta Rochester. "U primijenjenom istraživanju, mislim da umjetna inteligencija ima potencijal da pokreće nove metode znanstvenih otkrića", od jačanja snage materijala do otkrića novih lijekova i čak proboja u fizici, rekao je.

Prema mišljenju Maxa Jaderberga, znanstvenika DeepMinda, u vlasništvu matične tvrtke Googlea Alphabeta, idući veliki skok omogućit će "algoritmi koji mogu naučiti kako pronaći informacije i brzo se prilagoditi i usvojiti ih te djelovati na osnovi tog novog znanja", umjesto da ovisimo o ljudima da im daju točne podatke. To će naposljetku otvoriti put prema "općoj umjetnoj inteligenciji" ili strojevima koji će moći izvršavati bilo koje zadatke kakve izvršavaju ljudi, umjesto da budu izvrsni samo u jednoj funkciji.(H/D.J.)
Tajanstveni hominid kretao se, kako se vjeruje, od Sibira do Indonezije, ali su njegovi jedini ostatci pronađeni na području Altajskog gorja i Tibeta.
Dva nova rovera bit će lansirana ove godine, američki Mars 2020 i europski Rosalind Franklin, koji će tragati za drevnim mikrobima...
Nevidljiva tamna tvar koja čini većinu svemira i dalje je jedna od najvećih zagonetki. "Umiremo od želje da otkrijemo što bi to moglo biti", rekao je kozmolog James Peebles.
Christina najduže u svemiru
Američka astronautkinja Christina Koch u subotu je nadmašila rekord i postala astronautkinja koja je najdulje, 289 dana, u kontinuitetu boravila u svemiru, priopćila je NASA. Stigavši na Međunarodnu svemirsku postaju (ISS) 15. ožujka, Koch je premašila rekord od 288 dana koji je postavila Peggy Whitson. NASA je u tvitu čestitala Koch koja je “dosegnula nove vrhunce.” “To je divna stvar za znanost”, rekla je Koch te dodala: “Vidimo drugi aspekt kako ljudsko tijelo pogađa mikrogravitacija na dulje razdoblje i to je uistinu važno za naš budući plan svemirskog leta prema Mjesecu i Marsu.” Do trenutka kada će se vratiti na Zemlju u veljači, u svemiru će provesti 328 dana, samo 12 dana manje od rekorda umirovljenog astronauta Scotta Kellyja iz 2016. Većina misija na ISS-u trajala je oko šest mjeseci. U listopadu Koch je oborila još jedan rekord izvođenjem prve isključivo ženske svemirske šetnje izvan ISS-a zajedno s astronautkinjom Jessicom Meir. (H/DJ)
Razumijevanje naših predaka
Posljednji Homo erectusi, ta povijesna ljudska vrsta, izumrli su prije nekih 110.000 godina na otoku Javi u Indoneziji, pokazuje studija objavljena nedavno u časopisu Nature. “Prvi put smo sigurno utvrdili kada je točno izumro Homo erectus, jedan od naših najvažnijih predaka”, rekla je Kira Westaway sa sveučilišta Macquarie u Australiji, suautorica aktualne studije. Fosilni ostatci Homo erectusa, 12 vršaka lubanje i dvije kosti noge, pronađeni su 1930-ih u Ngandongu, na obali rijeke Solo na Javi u Indoneziji, ali im se starost nije mogla točno utvrditi. Postojanje Homo erectusa procjenjuje se na oko milijun i pol godina. Bio je prvi daleki predak današnjeg čovjeka koji je prije 1,8 milijuna godina otišao iz Afrike. “Homo erectus iz Ngandonga ima najveći mozak i najviše čelo među svim poznatim Homo erectusima, što je znak velike evolucijske promjene. Utvrditi kada se dogodila ta znakovita promjena presudno je za naše razumijevanje dalekih predaka”, posebno naglašava Westaway. (H/DJ)
Sve je više toplih mora
Satelitske snimke južnog dijela Tihog oceana pokazuju da se istočno od Novog Zelanda nalazi veliko područje neuobičajeno toplog oceana. Temperatura vode je oko pet Celzijevih stupnjeva viša od prosjeka za ovo doba godine na tom području, kaže James Renwick, profesor i dekan Fakulteta za geografiju sveučilišta Victoria u Wellingtonu. “Vruća” točka na površini Tihog oceana može se uočiti iz svemira i najveće je natprosječno toplo vodeno područje na Zemlji u ovom trenutku. Radi se o površini od oko milijun četvornih kilometara. Inače, prije nekoliko mjeseci znanstvenici su uočili sličnu toplu vodenu masu uz Aljasku. Takva područja zatopljavanja površinskih voda oceana u prošlosti su izazivala pomor morskih životinja, propadanje koralja i algi na dnu mora. Prema nedavnom istraživanju, od 1925. do 2016. zabilježen je porast od 54 posto broja vodenih toplinskih valova koji se bilježe svake godine. Od 1982. do 2016. znanstvenici su zabilježili alarmantni porast od 82 posto broja dana s “vrućom” površinom oceana. (H/DJ)