Науки о Земле

Обратные стороны — луны, человека и технологии

Итоги года по эту сторону океана

Stringer/Reuters

Вчера мы рассказали о том, каким увидел уходящий год журнал Science. Сейчас же очередь за его европейским конкурентом, Nature. Что, по мнению издания, определило облик науки в 2019 году — в нашем материале.

В отличие от Science, который назвал десять главных прорывов и несколько неудач в науке, их британские коллеги сделали чуть больше списков. Мы уже знакомили вас с десятью людьми, оказавшими наибольшее влияние на науку. Кроме него, Nature составил тематический обзор научных прорывов, сформировавших 2019 год.

Космос

Конечно же, первое в этом списке — получение фотографии тени черной дыры коллаборацией Event Horizon Telescope. Вслед за ним идет череда космических миссий, изучавших Луну, — и не случайно, все-таки этот год был годом юбилея высадки человека на спутник Земли. Конечно, самой успешной программой 2019 года стала китайская. Аппарат КНР «Чанъэ-4» стал первым благополучно прилунившимся на обратной стороне спутника, а луноход «Юйту-2» продолжает изучение вокруг места посадки в кратере Фон Карман. Другие посадки были не столь успешны: первая попытка посадить на Луну частный космический аппарат завершилась провалом, как и индийская посадка аппарата «Викрам», хотя орбитальная часть миссии — «Чандраян-2» — до сих пор работает.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Christina Koch/NASA

Продолжается и изучение Марса. Сейсмометр миссии NASA InSight обнаружил первые марсотрясения, марсоход Curiosity обнаружил выброс метана — который быстро исчез, и это загадка. В феврале уходящего года NASA официально простилось со своим самым стойким марсоходом Opportunity, работавшим аж с 2004 года (напомним, что расчетный срок жизни миссии составлял всего 90 дней).

Японский зонд Hayabusa-2 в этом году собрал образцы грунта с поверхности астероида Рюгу (в том числе и из свежесозданного кратера). Доставка материала на Землю ожидается в следующем году (забор грунта с астероида Бенну, сделанный аппаратом OSIRIS/Rex, в обзор не попал). Не обошлись космические итоги и без встречи миссии New Horizons с Аррокотом (он же Ультима Туле, он же MU69). Это событие тоже попало в анналы Science.

Кроме этого, заметным событием стало и явление всего лишь второго межзвездного гостя за всю историю астрономических наблюдений: в начале декабря мимо Солнца пронеслась межзвездная комета 2I/Borisov.

Климат

Если уж включил Грету Тунберг в число самых влиятельных людей 2019 года в науке, изволь написать побольше и о глобальном потеплении в научных итогах года. И им в статье уделено не меньше внимания, чем прорывным космическим открытиям.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Florian Ledoux

«На Земле это был еще один тяжелый год для окружающей среды», — так начинается рассказ в Nature. До миллиона видов растений и животных в настоящее время находятся на грани исчезновения из-за разрушения среды обитания и изменения климата, говорится в докладе Межправительственной группы по научной политике в области биоразнообразия и экосистемных служб при ООН. А Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) в своем специальном докладе призвала к решительным усилиям по ограничению спроса на сельскохозяйственные земли, включая переход людей на растительный рацион питания. Без таких действий, по мнению МГЭИК, правительства не смогут достичь своих коллективных целей в рамках Парижского соглашения по климату 2015 года, в котором страны договорились ограничить глобальное потепление уровнем не более чем на 2 °C выше доиндустриального.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Navesh Chitrakar/Reuters

Nature сетует, что политические тенденции, казалось, двигались в противоположном направлении. В Бразилии президент Жаир Болсонару встал у руля страны в январе 2019 года с пламенной антиэкологической повесткой дня (это отметили и в Science). Он урезал федеральное финансирование науки, а в июле обвинил ученых своего правительства во лжи о резком увеличении вырубки лесов в Амазонии. В Соединенных Штатах президент Дональд Трамп продолжил свои усилия по демонтажу существующего экологического законодательства. В июне Агентство по охране окружающей среды США (EPA) завершило разработку плана по смягчению ограничений на выбросы парниковых газов от электростанций. В августе EPA выступило с предложением заморозить стандарты топливной эффективности для автомобилей, в сентябре президент объявил, что Агентство отзовет давнее исключение из федеральных правил, позволяющее Калифорнии устанавливать свои собственные ограничения на выбросы углекислого газа из легковых и грузовых автомобилей. А в ноябре администрация начала официальный процесс выхода Соединенных Штатов из Парижского соглашения.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Philip Pacheco/Getty Images

Активисты по всему миру ответили на непримиримость правительства протестами, включая сентябрьскую глобальную климатическую забастовку. «Вдохновленные молодежной активисткой по климату Гретой Тунберг, миллионы людей в 150 странах вышли на улицы, чтобы потребовать более решительных действий. В октябре молодежные лидеры подали два судебных иска против штата Аляска и федерального правительства Канады, утверждая, что те нарушают их права, поощряя использование ископаемого топлива», — по мнению Nature, это тоже очень научно.

Науки о жизни

«Раздвигая биологические границы», — так озаглавили этот раздел в Nature и отметили, что 2019 год стал годом испытаний биологических и этических ограничений в области биоинженерии. Американские исследователи оживили мозг свиньи через четыре часа после того, как ее голова была отрезана, закачав в нее питательную и насыщенную кислородом жидкость, чтобы имитировать кровь. Этот трюк вызвал восстановление потребления глюкозы мозгом и других метаболические функции, создавая впечатление, что мозг все еще работает. Однако исследователи не пытались восстановить сознание — они еще до эксперимента добавили химические вещества для того, чтобы остановить активность нейронов. Автор эксперимента попал в «персональный» топ-10 Nature.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Benoit Charlot/CNRS/IES Univ. Montpellier/Labex NUMEV

В другом эксперименте ученые выращивали эмбрионы обезьян в культуральном планшете в течение почти трех недель — дольше, чем эмбрионы приматов когда-либо выращивались в лаборатории. Это исследование ставит серьезный этический вопрос о том, следует ли разрешать выращенным в лабораторных условиях человеческим эмбрионам развиваться после 14 дней — это является ограничением, введенным в большинстве стран.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Stuart J. Williams

В сентябре американская исследовательская группа предложила возможный обход 14-дневного лимита путем выращивания человеческого эмбриона из стволовых клеток. «Искусственный эмбрион» вроде бы имитировал раннее развитие настоящего человеческого эмбриона. Поэтому вопрос о том, допустимо ли доращивать искусственные эмбрионы до более поздних стадий, остается предметом постоянных этических дебатов.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Sumatran Orangutan Conservation/ZUMA

Япония продолжала доминировать в клиническом применении индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC). Они получаются перепрограммированием взрослых дифференцированных клеток в состояние стволовых. За их создание японец Синъя Яманака получил Нобелевскую премию. В сентябре японская группа использовала эти стволовые клетки, чтобы сделать листы из клеток роговицы, которые оказалось возможным пересадить женщине с ослабевшим зрением. В прошлом году врачи использовали iPSC для лечения болезни Паркинсона, а в этом году японская же группа получила разрешение на использование стволовых клеток в качестве терапии травмы спинного мозга.

Сексуальные домогательства и гендерное неравенство в науке

В научно-исследовательских учреждениях по всему миру продолжаются расследования случаев домогательств и нарушений этики на рабочем месте. Сотрудники Общества Макса Планка по итогам массового опроса сотрудников, который собрал более девяти тысяч ответов, сообщили, что дискриминация по признаку пола и запугивание являются регулярными случаями.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Kevin Frayer/Getty Images

В Австралии 50% женщин-ученых, участвовавших в национальном опросе, заявили, что они сталкиваются с притеснениями на работе. А в августе Университет Аделаиды отстранил главу престижного Австралийского центра древней ДНК Алана Купера от должности после расследования на фоне обвинений некоторых сотрудников в том, что он издевался над ними . В университете не назвали причину отстранения и сообщили Nature, что он все еще отстранен и что «процесс в отношении него продолжается».

В США Национальный институт здравоохранения впервые объявил о том, сколько его получателей грантов были привлечены к дисциплинарной ответственности в результате расследования случаев сексуального домогательства в прошлом году. В феврале агентство заявило, что оно заменило 14 руководителей научных групп в 2018 году и запретило 14 людям участвовать в его экспертных группах. Тем временем Национальная академия наук США одобрила политику по исключению собственных членов, признанных виновными в сексуальных домогательствах. А Массачусетский технологический институт расследует свои связи с опальным умершим финансистом Джеффри Эпштейном. Тот пожертвовал университету около 800 тысяч долларов США, сообщают в MIT.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Dr. Igor Siwanowicz

Квантовые результаты

Как и Science, Nature отмечает долгожданную веху в развитии квантовых вычислений. В октябре научная команда из Google сообщила в Nature, что она использовала квантовый компьютер для выполнения вычислений, которые были бы практически невозможны для классической машины, даже для современного суперкомпьютера.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Teresa Zgoda/Teresa Kugler

Другое подразделение Google, лондонская компания искусственного интеллекта DeepMind, попало в заголовки, когда показало, что его программы освоили многопользовательскую онлайн-видеоигру StarCraft II. Впервые бот победил чемпионов-людей в многопользовательском покере (последний результат тоже отмечен Science).

Отдельно выделена работа, в которой химики создали первую в истории кольцевую молекулу из чистого углерода, используя атомно-силовой микроскоп для манипулирования отдельными молекулами.

Редактирование человека

В начале 2019 года мир все еще был потрясен объявлением о том, что китайский ученый Хэ Цзянькуй «создал» первых в мире генно-отредактированных детей. Он использовал систему CRISPR/Cas9 для изменения гена CCR5, который кодирует белок, используемый ВИЧ для проникновения в клетки, в попытке дать девочкам-близнецам устойчивость к вирусу. В январе Южный университет науки и техники в Шэньчжэне уволил его после того, как исследование Министерства здравоохранения Китая показало, что он нарушил национальные правила, запрещающие использование генного редактирования в репродуктивных целях.

В марте Министерство здравоохранения опубликовало еще один проект нормативных актов, предусматривающих суровые наказания для тех, кто нарушает правила, касающиеся редактирования генома людей. В том же месяце консультативный комитет Всемирной организации здравоохранения призвал к созданию глобального реестра исследований по редактированию генов человека и выступил против клинического использования наследуемого редактирования генов у людей.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Carly Ziegler/Alex Shalek/Shaina Carroll/Leslie Kean/Victor Tkachev/Lucrezia Colonna/Dana-Farber Cancer Institute

В июне о своих амбициях создать генетически отредактированных младенцев заявил другой ученый. Российский молекулярный биолог Денис Ребриков рассказал Nature, что он рассматривает возможность подсадки генно-модифицированных эмбрионов женщинам для вынашивания. Совсем недавно он проявил интерес к исправлению мутации, связанной с глухотой, и сказал, что начал эксперименты по ее изучению. Но Ребриков подчеркнул, что будет ждать, пока российские регулирующие органы дадут разрешение, прежде чем создавать генно-модифицированные эмбрионы.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

ТАСS

Пока все спорят об этике, исследователи продолжают совершенствовать технологию. В октябре группа, возглавляемая Дэвидом Лью из Массачусетского технологического института, представила метод под названием prime editing. Ранние результаты показывают, что этот альтернативный инструмент может быть более точным, чем стандартное редактирование CRISPR/Cas9, а это может снять некоторые опасения по поводу безопасности использования редактирования генов у людей.

Политика, политика, политика

Вообще, в научных итогах года от Nature неприлично много политики. Например, огромным итогом признано то, что в Соединенном Королевстве университеты накопили запасы продовольствия, поскольку страна в этом году достигла грани брекзита «без сделки». Ни премьер-министру Терезе Мэй, ни ее преемнику Борису Джонсону не удалось заручиться поддержкой парламента для заключения сделки по брекзиту, и продолжающаяся неопределенность продолжает беспокоить ученых (и, разумеется, британский журнал Nature).

Чтобы укрепить научную основу страны, правительство Джонсона, которое было переизбрано 12 декабря и теперь планирует выйти из ЕС, пообещало удвоить государственное финансирование исследований и разработок до 18 миллиардов фунтов стерлингов (это 24 миллиарда долларов) в год к 2025 году и ввести более благоприятную для исследователей визовую систему.

В США несколько научных агентств начали год в состоянии «анабиоза» в результате частичной остановки работы правительства, которая длилась рекордные 35 дней. NASA и Национальный научный фонд (NSF) были в числе агентств, вынужденных прекратить большую часть своей деятельности. Чиновники вынужденно «простаивали» до конца января.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Ralf Schneider

На фоне этого бардака (Nature корректно пишет «хаоса») Сенат США утвердил метеоролога Келвина Дрогемайера в качестве научного советника президента Дональда Трампа. Он же возглавил Управление по научно-технической политике Белого дома. Трамп уже почти два года обходился без научного консультанта. Дрогемайер быстро стал ключевым игроком в стремлении искоренить чрезмерное иностранное влияние в американской науке. С 2018 года Национальный институт здравоохранения провел расследование в отношении по меньшей мере 180 ученых за то, что они не заявили о своих связях с иностранными правительствами; многие из исследователей являются американскими китайцами, а это вызывает опасения, что они были несправедливо выбраны из-за своей этнической принадлежности. Тем временем Министерство энергетики и ФНБ приняли решение запретить своим сотрудникам участвовать в программах привлечения иностранных специалистов.

Австралия также приняла меры по борьбе с иностранным вмешательством. В августе правительство объявило о планах создания экспертного комитета для реагирования на кибератаки, кражи интеллектуальной собственности и другие нападения на университеты со стороны иностранных правительств или группировок.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

NASA

В других местах ученые оказались втянутыми в гражданские беспорядки. В Гонконге ожесточенные столкновения между полицией и протестующими нарушили преподавание и научные исследования в трех университетских кампусах. А Чили пришлось отказаться от проведения климатического саммита КС-25 ООН из-за опасений по поводу безопасности, вызванных массовыми протестами против экономического неравенства в Сантьяго. В итоге декабрьские переговоры состоялись в Мадриде.

И о здоровье

Достижениям в области медицины журнал уделил куда меньше места, чем политике и изменениям климата.

Продолжающаяся вспышка лихорадки Эбола в восточной части Демократической Республики Конго (ДРК) унесла жизни более 2200 человек с тех пор, как она началась в августе 2018 года. Это вторая по величине эпидемия лихорадки Эбола в мире по числу смертей и самая сложная в плане борьбы с ней из-за продолжающегося конфликта в регионе. Заболевшие Эболой подвергаются нападениям со стороны местных вооруженных группировок, а широко распространенное недоверие к государственным служащим и работникам по оказанию помощи заставляет многих жителей избегать лечебных центров. В июле Всемирная организация здравоохранения объявила эту вспышку «чрезвычайной ситуацией в области общественного здравоохранения, вызывающей международную озабоченность», — наивысший возможный уровень тревоги.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Brent Stirton/Getty Images

Однако исследователям все же удалось провести первое крупное контролируемое испытание четырех экспериментальных препаратов от лихорадки Эбола. Они обнаружили, что два метода лечения на основе антител вылечили 90% людей, обратившихся за лечением на ранних стадиях заболевания. А медицинские работники дали более чем 256 тысячам инфицированным в восточной части ДРК новую вакцину против Эболы, изготовленную фармацевтической компанией Merck. В ноябре вакцина стала первой в мире, получившей одобрение FDA.

В Соединенных Штатах в результате вспышки заболеваний легких у потребителей электронных сигарет и вейперов погибло более 50 человек и было госпитализировано более 2000. Это привело к тому, что исследователи и чиновники здравоохранения бросились на поиски причины этого заболевания.

В марте человек с ВИЧ (личность которого пока не разглашается) был объявлен свободным от вируса после того, как трансплантат стволовых клеток заменил его лейкоциты на другие, устойчивые к ВИЧ. Он стал лишь вторым пациентом, который успешно лечился с помощью этого метода, после того как в 2009 году «берлинский пациент» Тимоти Рэй Браун был признан свободным как от ВИЧ, так и от лейкемии.

Одна из фотографий, признаных Nature лучшими по итогам 2019 года

Morgan Bennett-Smith

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.