2014Главные научные открытия года

В уходящем году научный мир повидал немало нового. Многое из этого было забытым или потерянным старым: комета Чурюмова — Герасименко; кусочек земной коры ненамного моложе самой планеты; загадочные дендрограммы, не похожие ни на кого, кроме ископаемых возрастом полмиллиарда лет. Да и у самого человека обнаружились скрытые способности: оказывается, мы можем видеть инфракрасное излучение — надо только знать, как и на что смотреть.

«Розетта», «Фила»
и комета 67P/Чурюмова — Герасименко

Десять лет и почти 10 месяцев зонд «Розетта» догонял небесный объект, который не должен был становиться его целью. Первоначально космический аппарат готовили для встречи с другой кометой — 46Р/Виртарена. Из-за неполадок запуск пришлось отложить, а программу полёта изменить. «Розетту» перенаправили к комете, которую в 1969 году Светлана Герасименко, будучи аспиранткой Клима Чурюмова, приняла за нужный ей тогда объект 32P/Комас Сола.

Эта череда случайных ошибок привела к первой в истории мягкой посадке космического корабля на комету. Спускаемый модуль «Фила» приземлился на Чурюмова — Герасименко 12 ноября 2014 года и три дня отправлял данные своих многочисленных приборов, а также фотографии поверхности кометы, на Землю. 15 ноября модулю «Фила» стало не хватать энергии от солнечных батарей, и аппарат пришлось деактивировать. В теории — не навсегда: есть шанс, что механический исследователь небесных тел вновь запустится, когда вместе с кометой подлетит ближе к Солнцу.

Дендрограммы — заново открытые древние существа

Около ста лет назад считалось, что все виды животных уже открыты. Опровержение не заставило себя ждать: в 1890 году в лесах бассейна реки Конго обнаружили новый загадочный вид лошади, который в итоге оказался ближайшим родственником жирафов. В наше время учёные продолжают открывать новые виды: неизвестных жуков, бабочек, ящериц и прочей живности. Только надо успеть обнаружить её до того, как человек волей или неволей уничтожит места её обитания.

В 2014 году выяснилось, что открыть можно и принципиально новые виды животных. Поднимая архивы экспедиций, учёные из Копенгагенского университета нашли в материалах, выловленных в 1986 году недалеко от берегов Тасмании, образцы полупрозрачных асимметричных существ, по форме похожих на грибы. Создания причислили к двум разным видам рода Dendrogramma, а дальше дело застопорилось: чтобы дать организму полную классификацию, нужно определить не только его вид и род, а ещё семейство, отряд, класс и тип, не говоря уже о царстве.

К счастью, с царством, к которому относятся дендрограммы, проблем не возникло. Жить под водой на глубине 400—1000 метров и состоять из множества клеток могут только животные (пускай и довольно странные). Тип, к которому относятся дендрограммы, пока не удалось определить. Больше всего они похожи на животных, которые процветали в докембрийскую эдиакарскую эпоху, то есть больше полумиллиарда лет назад, а затем вымерли. Меж тем заново найти тип животных сейчас практически невозможно, и если он вдруг появляется, то открытие, несомненно, относится к выдающимся.

Самый древний образец земной коры

Земля, согласно последним гипотезам, образовалась из горячего облака. Какое-то время ей пришлось остывать, и сначала у нашей планеты не было ни коры, ни материков, ни океанов на поверхности. Соответственно, жизнь в то время была крайне маловероятна. Сколько точно длился этот период, — неизвестно. Однако он мог быть весьма коротким: в Западной Австралии обнаружили образцы коры из циркона, которым, видимо, около 4,4 миллиарда лет. Это на 100—200 миллионов лет меньше, чем возраст самой Земли — разница в таких временных масштабах незначительная. Почтенный возраст кристаллов циркона подтвердили, используя несколько независимых методов датирования.

В теле мыши вырастили первый рабочий орган

Когда учёные год назад вырастили мозг в пробирке, его возможности оставляли желать лучшего. Максимальное количество связей между нейронами, которое было тогда у суррогатного органа, не превышало числа синапсов у 9-недельного эмбриона человека.

Вилочковая железа, она же тимус, гораздо проще головного мозга. В том числе поэтому исследователи из Шотландии смогли вырастить полностью рабочий тимус в организме грызуна-реципиента, перепрограммировав клетки зародыша мыши и превратив их в несколько разных типов клеток иммунной системы. И это замечательно, учитывая, что вилочковая железа производит Т-клетки, необходимые для адекватной реакции на инфекции. Специально выращенные тимусы смогут послужить источником Т-клеток для тех, чей иммунитет по каким-либо причинам постоянно или временно ослаблен.

ВИЧ вырезали
из заражённых
клеток

Почему ВИЧ так сложно победить? Он встраивается в ДНК тех клеток, которые заражает. В результате вирус и больная клетка становятся неразделимы, и убить вирус можно, только уничтожив клетку. Чтобы преодолеть это, учёные из Темпльского университета совместно с коллегами использовали комплекс из фермента Cas9 и специфической РНК. РНК-«ищейка», попадая в заражённую клетку, находит гены вируса и связывается с ними. Фермент Cas9, встречая такую пару, вырезает её из ДНК. Метод сработал в наиболее важных клетках организма — иммунных и нервных (если быть точными, в нейроглии). А самое главное — такой способ борьбы с ВИЧ даёт гарантию, что вирус не напомнит бывшему больному о себе.

Первая «передача мыслей» между людьми

Учёные из Франции, Испании и США осуществили передачу «мыслей» между четырьмя людьми через интернет. Испытуемый посылал мысленный сигнал, думая об одном из двух слов (hola или ciao). Это отражалось на его мозговой активности, которую записывали в форме электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Остальные, находясь за тысячи километров от первого участника, принимали эту информацию, преобразованную в сигналы транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС). ТМС воздействовал на мозг реципиентов слабыми магнитными полями, и получатель информации видел перед глазами определённую последовательность вспышек в соответствии с полученным сигналом.

Почему это можно назвать передачей мыслей, пусть и в кавычках? Данные передавались из мозга в мозг, без участия нервов и органов чувств. А благодаря тому, что для проведения процедуры не нужно ни наркоза, ни операций, обмениваться сигналами ЭЭГ и ТМС в будущем можно будет где угодно и кому угодно, а не только участникам исследований в лабораториях и больницах.

Люди видят инфракрасный
свет

Проводя эксперименты с лазером, работающим в инфракрасном диапазоне, сотрудники одной из лабораторий Вашингтонского университета видели слабые зелёные вспышки. Решив проверить, откуда берётся такой эффект, они неожиданно для себя обнаружили, что эти вспышки — не что иное, как инфракрасное излучение. Удивительно, но часть учёных была в состоянии его увидеть. Эксперименты на пигментных клетках сетчатки мышей и людей показали, что это не ошибка. Несколько коротких и идущих очень быстро друг за другом инфракрасных импульсов лазера возбуждают зрительные пигменты сетчатки (и воспринимаются ею как один фотон), в результате чего мы видим инфракрасный свет как зелёные вспышки. Когда такой инфракрасный фотон попадает на молекулу пигмента в одиночку, его энергии не хватает, чтобы запустить её работу.

Вечные солнечные батареи

В Массачусетском технологическом институте придумали, как пользоваться энергией Солнца в любой день независимо от погоды. С помощью технологии фотопереключателей (photo switch) можно и днём, и ночью обогревать дома, готовить пищу и смотреть сериалы. Фотопереключатели — это вещества, молекулы которых могут находиться в 1 из 2 состояний в зависимости от того, светило на них солнце или нет. «Поймав» фотон, молекула переходит в такую конфигурацию, которая может сохранять его энергию; при этом энергия не рассеивается в виде тепла неограниченно долго. Таким образом, если солнечная батарея с фотопереключателем временно не используется, её заряд не тратится.

Телескоп
в Антарктиде подтвердил предположение Эйнштейна

Великий физик, создавая общую теорию относительности, оставил в ней место для гравитационных волн — искажений «обычной» силы притяжения (и времени), возникающих, когда два объекта движутся с переменным ускорением и взаимодействуют друг с другом. Долгое время гравитационные волны не могли зарегистрировать: уж очень они слабые. Исходя из теории, мощнее всего они были в момент Большого взрыва. Однако там, где сталкиваются галактики и сливаются нейтронные звёзды, гравитационные волны и сейчас должны быть весьма сильны. Другое дело, что от нас такие объекты далеко.

Тем не менее телескоп BICEP2, расположенный в Антарктиде, смог обнаружить след гравитационной волны. А это подтверждает предположения, что Вселенная началась с Большого взрыва.