Tuvojoties gada nogalei, gan žurnāls Science, gan raidkorporācija BBC, gan televīzijas kanāls CBS, gan dažādas interneta ziņu vietnes apkopojuši gada svarīgākos atklājumus zinātnē. Tiesa, Science galvenā redaktore Mārša Maknata uzsvērusi, ka uz karstām pēdām novērtēt kāda atklājuma nozīmīgumu ir gana sarežģīti, un nebūs pārsteigums, ja pēc gadiem divdesmit aizejošais 2014. gads cilvēkiem asociēsies ar kādu pavisam citu atklājumu, kas būs būtiski mainījis viņu dzīvi.
Šā iemesla dēļ Science eksperti un viņu kolēģi citos izdevumos izvēlējušies saprotamus kritērijus gada svarīgāko notikumu atlasē – īpaši tiek atzīmēti tie darbi, kas vai nu reizi par visām reizēm pieliek punktu problēmai, kas zinātniekus nodarbinājusi ilgāku laiku, vai arī gluži otrādi – paver visplašākās iespējas jauniem pētījumiem.
Rosetta sasniedz komētu
Gan Science, gan BBC par gada izcilāko sasniegumu nodēvējusi Eiropas Kosmosa aģentūras (ESA) misiju Rosetta, kuras mērķis bija 67P jeb Čurjumova – Gerasimenko komētas izpēte, savukārt žurnāls Nature par gada zinātnieku atzinis Rosetta misijas vadītāju Andrea Akomaco. Pirmo reizi vēsturē cilvēku darināts komiskais aparāts ir nosēdies (tiesa, ne īpaši veiksmīgi) uz komētas virsmas. Jāatgādina, ka līdzīgas misijas līdz šim bija veiktas tikai uz Mēnesi, Veneru, Marsu, Saturna pavadoni Titānu un diviem asteroīdiem.
Novērtējot Rosetta sasniegto, īpaši jāuzsver tas, ka šī bija desmit gadu ilga misija, kuras laikā zonde, pateicoties rūpīgi aprēķinātiem gravitācijas manevriem, veica vairāk nekā 6,5 miljardus kilometru garu ceļu, lai sasniegtu Visuma mērogos pavisam niecīgu mērķi – komētu, kura platākajā vietā ir ne vairāk kā četrus kilometrus plata. Tiesa, zondes Philae nosēšanās uz komētas virsmas nebija tik gluda, kā cerēts, – sākumā zonde gluži kā tenisa bumbiņa atlēca no komētas, bet vēlāk nosēdās kādas klints paēnā, kas nozīmē, ka no Philae saules bateriju paneļiem pašlaik lielas jēgas nav. Taču ESA misiju vadības centra speciālisti lieliski noorientējās sarežģītajā situācijā, mainīja sākotnējos plānus, un 57 stundas, kamēr Philae akumulatori neizlādējās, intensīvi strādāja visi desmit zinātniskie instrumenti, ar kuriem aprīkota zonde.
Pirmie būtiskākie rezultāti jau ir zināmi. Philae savāktie dati liecina, ka vismaz šāda tipa komētas pavisam noteikti savulaik nav uz Zemes atnesušas ūdeni, jo būtiski atšķiras uz komētas atrastajos ledus paraugos un mūsu planētas okeānos esošā ūdens ūdeņraža un deiterija attiecība. Vēl viens būtisks atklājums ir samērā sarežģītu oglekļa savienojumu (tātad organisku) atrašana komētas gruntī. Šo paraugu analīze līdz gada nogalei gan vēl nebija pabeigta.
Rosetta turpina riņķot ap komētu, kas pamazām tuvojas Saulei – tiek vākta informācija par visdažādākajiem procesiem, kas šajā laikā notiek uz Visuma klaidones. Zinātnieki ir samērā optimistiski uz Philae darba turpināšanu. Iespējams, ka nākamā gada pavasarī, kad komēta jau atradīsies relatīvi netālu no Saules, šā aparāta saules bateriju paneļi beidzot saņems pietiekami daudz gaismas, lai varētu uzlādēt akumulatorus un zondes zinātniskie instrumenti atsāktu komētas izpēti.
Alu zīmējumi Indonēzijā
Ja jautājumu par gada ievērojamāko atklājumu uzdotu arheoloģijas vai paleontoloģijas entuziastiem, viņi, visticamāk, norādītu uz Sulavēzi salu Indonēzijā un alu zīmējumiem, kas uzieti kādā alā netālu no Marosas. Ja pavisam precīzi, tad par zīmējumu eksistenci bija zināms jau sen, taču līdz šim uzskatīts, ka tie ir, maksimums, 10 000 gadu veci. Taču Austrālijas Grifita universitātes zinātniekiem Maksima Obēra vadībā izdevies noskaidrot, ka zīmējumu vecums ir no 35 000 līdz 40 000 gadu. Viņu pētījuma rezultāti, kas publicēti žurnālā Nature, izraisīja lielu speciālistu interesi, jo beidzot gūts zinātnisks apstiprinājums tam, ko pētnieki jau nojauta – neraugoties uz to, uz kuru pasaules malu bija aizklīduši dzīvot agrīnie homo sapiens, pirmos abstraktās domāšanas paraugus viņi demonstrēja aptuveni vienā un tajā pašā laikā.
Jāatgādina, ka līdz šim aptuveni 40 000 gadu seni alu zīmējumi bija atklāti Šovē alās Francijā un dažās citās Eiropas vietās, piemēram, Gibraltārā. Pētniekus mulsināja tas, ka nedz Āfrikā, nedz Āzijā, kur tolaik arī mitinājās cilvēki, šādi zīmējumi nebija atrasti. «Zīmējumi uz alu sienām ir viens no pirmajiem mūsdienu cilvēku abstraktās domāšanas izpausmes veidiem,» Nature slejās skaidrojis pētījuma līdzautors Entonijs Doseto, piebilstot, ka līdz šim nācies uzskatīt, ka pirmie šādā veidā izpaust sevi iemācījušies Eiropā dzīvojošie homo sapiens.
Marosas alas zīmējumi ir zināmi vismaz 50 gadu, taču līdz šim tie tika datēti ļoti neprofesionāli – alu pētnieki vienkārši pieņēma, ka tropos valdošais klimats neļautu šiem mākslas darbiem saglabāties ilgāk par 10 000 gadiem. Austrāliešu speciālisti, kuri pētīja alas, izmantoja to, ka vietām zīmējumi gadsimtiem ilgi bijuši pakļauti ar minerāliem bagāta ūdens iedarbībai. Šā ūdens sastāvā ir arī urāns un torijs, kas ļāvuši samērā precīzi noteikt alās atrodamo darbu tapšanas laiku. Grifita universitātes speciālisti konstatējuši, ka paši primitīvākie zīmējumi, kuros attēlotas cilvēku plaukstas (tie tapa, pieliekot roku pie alas sienas), ir vismaz 39 900 gadu veci, bet zīmējumi, kuros attēloti vietējai faunai raksturīgi dzīvnieki, tapuši pirms 35 400 līdz 35 700 gadiem.
Putnu evolūcijas izpēte
Šogad tika pabeigts ļoti vērienīgs projekts, kurā bija iesaistīti vairāk nekā 200 zinātnieku no 20 valstu 80 augstskolām un zinātniski pētnieciskajiem institūtiem. Šīs pētnieku grupas uzdevums bija beidzot pielikt punktu diskusijām par putnu izcelsmi, un paveikto darbu vislabāk raksturo tas, ka gada otrajā pusē prestižos zinātniskajos žurnālos (Science, Genome Biology, Nature, GIGA un citos) tika publicēti 29 zinātniskie darbi par putnu evolūcijas tēmu. Piecu gadu laikā zinātnieki kārtīgi izpētījuši 48 putnu sugu genomus. Viņiem cita starpā izdevies rekonstruēt putnu, dinozauru un krokodilu kopīgā priekšteča genomu, kā arī uzzīmēt putnu izcelsmes ciltskoku.
Viens no projekta vadītājiem, Floridas Dienvidaustrumu universitātes bioloģijas profesors Stīvens O’Braiens, kurš kā līdzautors sagatavojis piecas publikācijas žurnālā Science, norādījis, ka pilnībā apstiprinājusies hipotēze – putni ir cēlušies no atsevišķām dinozauru sugām. Zinātniekiem izdevies noskaidrot, kādā veidā šo sugu pārstāvju izmēri pakāpeniski samazinājušies, kā to kauli kļuvuši aizvien trauslāki un trauslāki, kā mūsdienu putnu priekštečiem izzuduši zobi, kā tie zaudējuši citas dinozauriem piemītošās īpašības, kas savdabīgā dzīvesveida dēļ vairs nav bijušas nepieciešamas. «Dažas dinozauru sugas par putniem sāka evolucionēt Juras laikmetā. Pirms 66 miljoniem gadu notikusī katastrofa, kad Jukatanas pussalā ietriecās milzu meteorīts, kura diametrs sasniedza desmit kilometru, nāca par labu putniem. Uz planētas iestājās tumsa, strauji kļuva aukstāks. Pienāca 100 miljonus gadu ilgušās dinozauru valdīšanas beigas, bet radušās brīvās ekoloģiskās nišas aizņēma putni un zīdītāji,» sarunā ar Gazeta.ru stāstījis S. O’Braiens.
Pētniekiem izdevies konstatēt, ka putnu genomi ir daudz kompaktāki nekā zīdītājiem, daudzi gēni no tiem ir izslēgti kā nevajadzīgi. Interesanti, ka aptuveni 50 putnu gēni aktivizējas brīdī, kad tie mācās dziedāt – atbilstoši gēni ir arī cilvēkiem, un tie aktivizējas tad, kad bērns apgūst runāšanas iemaņas. Izpētot Ķīnā atrastas fosilijas, izdevies arī noskaidrot, ka sākotnēji spalvas, ar kurām bijuši apveltīti atsevišķu dinozauru sugu pārstāvji, nemaz nav palīdzējušas lidošanai. Tomēr ar laiku notikusi to evolūcija, un mūsdienu putniem spalvas palīdz ne tikai noturēt līdzsvaru lidojumā, bet arī kalpo kā ķermeņa siltuma izolācija.
Jaunās un vecās asinis
Melš, ka jau sensenos laikos valdnieki, lai paildzinātu savu mūžu, esot pārlējuši sev jauniešu vai bērnu asinis. Science atgādina, ka pirms vairāk nekā 150 gadiem ticis veikts eksperiments, kura laikā apvienotas jaunākas un vecākas peles asinsrites sistēmas, un noskaidrojies, ka vecākās peles veselība patiešām uzlabojas. Līdzīgs eksperiments, kura laikā izmantotas ne tikai jaunas peles asinis, bet arī cilmes šūnas, veikts 2002. gadā, un tas novedis pie tā, ka vecajām pelēm uzlabojusies muskuļu reģenerācija.
Šogad vairākām zinātnieku grupām izdevies identificēt jaunu grauzēju asinīs esošo faktoru GDF11, kura ietekmē vecākiem dzīvniekiem uzlabojas sirds darbība un palielinās muskuļu spēks, turklāt šis faktors veicina jaunu neironu veidošanos smadzenēs, kas uzlabo atmiņu. Citiem vārdiem sakot, ir atrasts eliksīrs, kas vismaz pelēm aizkavē novecošanu. «Ja šis mehānisms tāpat darbosies arī cilvēkiem, tad būs atrasts līdzeklis, kuru izmantojot, ļaudis līdz pat vecumdienām varēs justies gana mundri,» norāda LiveScience.com, piebilstot, ka šī metode varētu kalpot arī kā līdzeklis pret, piemēram, Alcheimera slimību. Science raksta, ka jau uzsākti klīniskie izmēģinājumi, kuros piedalās 18 pusmūža cilvēku un ļaudis gados, kuriem diagnosticēta Alcheimera slimība – viņiem tiek injicēta asins plazma, kuras donori bijuši gados jauni cilvēki. Gaidāms, ka pirmie šā izmēģinājuma rezultāti kļūs zināmi 2015. gada nogalē.
Roboti, mākslīgās smadzenes un veselība
Nozīmīgāko atklājumu sarakstā iekļauts arī Hārvarda universitātes zinātnieku veikums. Projekta TERMES ietvaros viņiem izdevies panākt, ka liels skaits sīciņu robotu strādā grupā, turklāt tai nav vadītāja un viena vai vairāku strādnieku izkrišana no ķēdes neietekmē darba rezultātu. Projekta vadītāja Radhika Nagpala sarunā ar Nature stāstījusi, ka šādu darba organizācijas principu zinātnieki aizņēmušies no termītiem, par ko liecina arī projekta nosaukums. Roboti iemācīti būvēt pagaidām samērā primitīvas celtnes, taču nākotnē šo darbības principu varētu izmantot, piemēram, Marsa kolonizēšanas laikā.
Jau pirms vairāk nekā desmit gadiem Zemes orbītā nonāca pirmie eksperimentālie Cubesat pavadoņi, kuru skaldnes ir ne vairāk kā desmit centimetru garas. Katrs no tiem spēj pildīt vien kādu nelielu uzdevumu, taču šogad kļuva skaidrs – ja sīko pavadonīšu ir simtiem, tie ar Zemes novērošanu tiek galā ne sliktāk par lielajiem pavadoņiem, turklāt izmaksā krietni lētāk.
Liela daļa nozīmīgāko pētījumu attiecas uz veselības jomu, jo tā ļaudis interesē visvairāk. Šogad beidzot izstrādāta tehnoloģija, kas nākotnē varētu palīdzēt diabētiķiem – ar tās palīdzību cilmes šūnas pārtop par šūnām, kas var pildīt cilvēka imūnsistēmas beta šūnu funkcijas. Cita eksperimenta laikā pelēm veiksmīgi izdzēstas negatīvās atmiņas – ja šo mehānismu būs iespējams pielietot arī cilvēkiem, daudz vienkāršāka dzīve nākotnē varētu kļūt, piemēram, izvarošanas upuriem vai karavīriem, kurus nomoka pēctraumatiskais stress. Tiesa, šajā gadījumā noteikti gaidāmi lieli strīdi par atmiņu dzēšanas ētisko pusi.