Личности в науката 2019: палеонтолог, физик, биолог, генетик и Грета Тунберг (част 2)

Известното и престижно научно списание Nature представи списък на 10-те човека, оказали най-голямо влияние в науката през 2019 г.

В предишна статия ви показахме първите пет - Рикардо Галвао, физик, защитил работата на колегите си срещу нападките на президента на Бразилия Болсонаро, Виктория Каспи, ловецът на мистериозните бързи радиоимпулси, Сандра Диас, екологът, който установи милион вида отиват към изчезване заради човешки дейности, Жан-Жак Муембе Тамфум, борецът срещу еболата.

Сред останалите изявени личности в науката, които ще ви представим, са физик, изграждащ квантови компютри, биолог, който редактира гени при възрастни хора, палеонтолог, който разклати родословното дърво на човечеството, изследовател, който разкри тъмната страна на трансплантациите в Китай, предизвиквайки най-големия скандал в биоетиката тази година. Сред тези хора е и активистката срещу климатичните промени Грета Тунберг.

Йоханес Хайле-Селасие: В търсене на произхода

Палеонтологът Йоханес Хайле-Селасие откри забележително запазен череп на възраст 3,8 милиона години, което разтърси човешкото родословно дърво.

Един блед овален предмет на земята, с размери на грейпфрут, приковава вниманието на Йоханс Хайле-Селасие, докато проучва обект в Северната Етиопска пустиня през февруари 2016 г. Обектът се подава от спечената почва само на 3 метра от челюстната кост, намерена от пастир няколко часа по-рано. 

Заедно вкаменелостите образуват забележително пълен ранен хомининов череп, който екипът на Хайле-Селасие определя на 3,8 милиона години. Принадлежи към вид, наречен Australopithecus anamensis - най-старият и неуловим известен роднина на човека. Онзи следобед екипът отпразнува рядката си находка със студени кексчета, бири и танци.

Черепът, известен като „MRD“ и показан на света през август (Y. Haile-Selassie et al. Nature 573 , 214–219; 2019), даде на изследователите първата представа за лицето на този загадъчен древен наш роднина, известен по-рано от само няколко костни фрагмента. Палеоантрополозите са впечатлени от екземпляра, а някои казват, че негов съперник е само Люси, скелет на 3,2-милиона години на близкия вид Australopithecus afarensis.

„Не е малко да чуеш това от своите колеги“, отбелязва Хайле-Селасие, палеоантрополог в Природния музей на Кливланд в Охайо.

Хайле-Селасие се счита за един от най-талантливите откриватели на изкопаеми в областта. Много съкровища са намерени от неговия проект в Woranso-Mille, регион, осеян с фосили на хоминини от плиоцена, ключов период в еволюцията на рода Homo и неговия близък роднина Australopithecus преди съответно 5,3 милиона и 2,6 милиона години.

Той е и един от етиопските палеоантрополози, които успешно ръководят големи научни проекти в родината си - голяма промяна отпреди едно поколение, когато само чужденци ръководят повечето изследвания в тази богата на изкопаеми държава.

MRD е важен отчасти, защото е от времеви период, в който буквално липсват фосилни записи, разказва Хайле-Селасие. И неговото откритие разтърси най-старите клонове на еволюционното дърво на хоминините.

Преди това изследователите са смятали, че видовете на хоминини са се развили от A. anamensis към A. afarensis като „класически“ случай на директна еволюция от един вид в друг, коментира Фред Споър, палеонтолог от Природонаучния музей в Лондон. Но Хайле-Селасие и неговите колеги твърдят, че характеристиките на черепа, заедно с анализа на някои съществуващи вкаменелости, които позволяват да се предположи, че ранната еволюция на хоминина е много по-объркана и че A. anamensis и A. afarensis се припокриват  поне 100 000 години.

Находката на черепа MRD е емблематична.

Прочетете повече: "Открит е нов прародител на човека в Етиопия", "Намерен е череп на един от най-древните ни предци"

Уенди Роджърс: Етика на трансплантациите

Уенди Роджърс разкри етичните проблеми в проучванията на Китай за трансплантация на органи.

В продължение на две десетилетия се спори за произхода на използваните сърца, бъбреци и др. за трансплантация на органи в Китай. В началото правителството отрича органите да са взети от затворници, след това обаче си призна. Сега твърди, че практиката е забранена от 2015 г. и всички органи идват от доброволци. Но изследователите поставят под въпрос и това.

Уенди Роджърс от Университета Маквари в Сидни, Австралия, намери нов начин да разреши открития въпрос -  с изследване на научните публикации от китайски лекари по трансплантация. Разследването на нейния екип, публикувано през февруари (W. Rogers et al. BMJ Open 9 , e024473; 2019), предизвика повече от две дузини оттегляния на доклади за трансплантации, след като лекарите не можаха да докажат, че донорите са дали съгласие.

„Ако се замислите какво наистина се случва, това е непоносимо“, коментира Роджърс.

Оттеглянето поставя практиката сред най-големите световни биоетични скандали и показва колко сериозно учените и издателите трябва да приемат изследователската етика.

Екипът на Роджърс открива повече от 400 публикации, при които вероятно са използвани органи от затворници или без изяснен източник. Тези документи, публикувани между 2001 и 2017 г., отчитат повече от 85 000 трансплантации.  Роджърс дава показания пред международна комисия. Панелът също така разгледа документ, публикуван тази година, който поставя под въпрос данните от китайската програма за даряване на органи (MP Robertson et al. BMC Med. Ethics 20 , 79; 2019).

През юни групата заключи, че хора, затворени заради своите религиозни или политически възгледи, са били убивани за органите им в Китай и че вероятно практиката продължава. Този доклад и работата на Роджърс са посрещнати с мълчание от Китай. Роджърс не е оптимист, че Китай някога ще бъде напълно прозрачен относно трансплантациите, но контролът може да спре принудителното събиране на органи, отбелязва тя.

Прочетете повече: "15 научни статии са оттеглени заради опасения, че са използвани органи на китайски затворници"

Хункуей Дън: CRISPR срещу ХИВ

Китайският учен Хункуей Дън показа, че CRISPR генното редактиране може да се използва безопасно при възрастни с ХИВ.

Системата за редактиране на гени CRISPR – Cas9 е разработена преди по-малко от десетилетие и вече се практикува в клиника. Тази година бележи това, което мнозина смятат за първи публикуван доклад за използването й върху човек. Проучването идва от лабораторията на Хункуей Дън от Пекинския университет и показва как генното редактиране CRISPR може да създаде потенциално безгранично снабдяване с имунни клетки, устойчиви на заразяване с ХИВ.

За по-голяма безопасност и тъй като използваният тип клетки е трудно да се редактира, Дън използва смес от клетки за трансплантацията като само около 18% са били модифицирани. ХИВ инфекцията на пациента остава (L. Xu et al. N. Engl. J. Med. 381 , 1240–1247; 2019). Дън отбелязва, че работата показва как CRISPR-Cas9 редактираните клетки могат да бъдат част от трансплантацията на костен мозък и да не причиняват нежелани ефекти. Някои редактирани клетки остават в кръвта на пациента и до днес, почти две години по-късно. 

Дън се надява в краткосрочен план да трансплантира по-висок дял генно редактирани клетки. Той също така иска да разработи методи за препрограмиране на клетки в плурипотентни стволови клетки, които са по-лесни за редактиране и след това да ги превърне в кръвообразуващи стволови клетки за трансплантация. "Това би било перфектно", коментира Дън.

Прочетете повече: "Сензацията CRISPR-Cas9 - нов подход за геномното инженерство"

Джон Мартинис: Квантов строител

Физикът Джон Мартинис ръководи първата демонстрация на квантов компютър на Google, който ще превъзхожда конвенционалните машини.

Като аспирант в средата на 80-те Джон Мартинис отива на една лекция, която определя хода на научния му живот. На нея известният физик Ричард Файнман обсъжда идеята да се използват квантовите характеристики на частиците, за да се направят компютри, които могат да правят неща, които са невъзможни на конвенционалните машини.

През септември Мартинис направи голяма крачка към мечтата на Фейнман. Той ръководи работата на група изследователи от Google, които обявиха, че са демонстрирали първи квантов компютър, който може да извърши изчисление, практически невъзможно дори за най-добрия конвенционален суперкомпютър. „Работата по този експеримент бе кулминацията на моята кариера“, разказва Мартинис.

Техният квантов процесор, наречен Sycamore, съдържа 54 свръхпроводими квантови бита или кубита - малки свръхпроводящи контури, квантови системи, които съществуват в множество състояния, докато не са наблюдавани. Физиците смятат, че използването на взаимодействия между кубитите може да даде възможност на компютрите да постигнат отлични резултати при определени изчисления, като например търсене в огромни бази данни и "кракване" на конвенционално криптиране.

Така процесорът на екипа на Мартинис извърши изчисление за 3 минути и 20 секунди, което ще отнеме на най-модерния класически компютър днес, известен като Summit, приблизително 10 000 години.

Според изследователите постигнато е „квантово надмощие“, тоест квантовите компютри извършват изчисления, които преди това са били невъзможни.

Това е може би зората на нова ера в изчисленията. 

Мартинис има още много идеи. Бъдещите му приоритети включват създаване на по-добри квантови чипове - включително методи за овладяване на грешките, причинени от шум - и да се предостави Sycamore за използване от външни изследователи в облачна система. „Физици като мен не се пенсионират“, коментира той с усмивка. "Имаме много неща за вършене."

Прочетете повече: "Google твърди, че квантовият му компютър е решил невъзможен за обикновените машини проблем"

Грета Тунберг: Катализатор на климатичния дебат

Шведската тийнейджърка изведе науката за климата на преден план, канализирайки яростта на своето поколение.

По време на изслушване в Конгреса на САЩ относно изменението на климата през септември Грета Тунберг подхвърли малък пакет документи на масата пред депутатите. Това бе специалният доклад на Междуправителствения комитет по изменението на климата, който предвижда тежки последици от глобалното затопляне.

„Не искам да слушате мен, искам да изслушате учените“, казва тя пред законодателите. "Искам да се обедините зад науката и искам да предприемете реални действия."

Десетилетия наред учените предупреждават за изменението на климата, но не успяват да привлекат вниманието на целия свят така, както Тунберг го направи тази година. 16-годишната шведка ги засенчи - и мнозина я аплодират.

„Някои може да си зададат въпроса защо една тийнейджърка трябва да получи повече уважение и внимание, отколкото толкова много изследователи на климата получават за години упорит труд и усилия“, отбелязва Соня Сеневиратне (Sonia Seneviratne), климатолог от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих. Но Тунберг е откровена и нейното възмущение е неподправено и това е силно, казва Сеневиратне. „Като учени обикновено не смеем да изразим истината с такава искренна простота.“

Много изследователи приветстват Тунберг по-специално за фокусирането на вниманието върху изменението на климата и неговите катастрофални въздействия. Това, което тя е постигнала, трябва да мотивира изследователите на климата да продължат да работят в своята наука, въпреки бавните политически действия, коментира Сеневиратне.

„Грета вдъхновява учени, активисти и политици“, отбелязва Анджела Ледфорд Андерсън (Angela Ledford Anderson), директор на програмата „Климат и енергия“ към Union of Concerned Scientists във Вашингтон.

През юли германският канцлер Ангела Меркел обяви обширни мерки за намаляване на въглеродните емисии и призна, че протестите, които Тунберг запали, „ни накараха да действаме“.

Но може би най-голямото влияние на Тунберг ще бъде върху следващото поколение учени, коментира Андерсън.

„Мобилизацията, която тя постигна сред младите хора, показва, че подрастващото поколение ще очаква науката да информира политиката“, подчертава Андерсън, „и може да вдъхнови мнозина сами да станат учени“.

Още по темата

19/12/2019

Човекът

Най-влиятелните хора в науката за 2019 г. според Nature (част 1)