Η Επιστήμη το 2021: Εξελίξεις που σημάδεψαν τη χρονιά που φεύγει

Μπορεί ο SARS-CoV-2 να έκλεψε τη μερίδα του λέοντος της επιστημονικής δημοσιότητας, ωστόσο η χρονιά που φεύγει ήταν πλούσια σε επιτεύγματα, ευρήματα και εξελίξεις που μας επιτρέπουν να καταλάβουμε το παρελθόν αλλά και να σχεδιάσουμε το μέλλον

Τη χρονιά που φεύγει, ο διαστημικός τουρισμός εκτοξεύτηκε σε τροχιά ανάπτυξης, η τεχνητή νοημοσύνη φόρεσε ποδιά εργαστηρίου και η ψυχιατρική προχώρησε τους πειραματισμούς με απαγορευμένες ουσίες. Κοιτάξαμε προς τα πίσω τους τελευταίους δώδεκα μήνες και επιλέξαμε επιτεύγματα και εξελίξεις που μπορεί να καθοδηγήσουν την επιστήμη και την τεχνολογία τα επόμενα χρόνια.

Δισεκατομμυριούχοι στο Διάστημα

Κάποτε ήταν το γιοτ, μετά το ιδιωτικό αεροπλάνο, εφέτος ήταν η χρονιά του ιδιωτικού διαστημοπλοίου. Την αρχή έκανε τον Ιούλιο ο βρετανός δισεκατομμυριούχος Ρίτσαρντ Μπράνσον, ιδρυτής της Virgin Galactic, ο οποίος πέταξε με το πυραυλοκίνητο SpaceShipTwο μέχρι το όριο του Διαστήματος, μαζί με την παρέα του, και απόλαυσε για λίγα λεπτά την εμπειρία της έλλειψης βαρύτητας.

Ο Μπράνσον είχε επισπεύσει την αναχώρηση ώστε να προλάβει τον αντίπαλο Τζεφ Μπέζος, ιδρυτή της Amazon και της διαστημικής εταιρείας Blue Origin, ο οποίος εκτοξεύτηκε λίγες εβδομάδες αργότερα με τον πύραυλό του New Shephard. Οι δύο διαστημικοί μπίζνεσμαν έδειξαν ότι το σπορ είναι ασφαλές και τώρα οι υποψήφιοι πελάτες κάνουν ουρά για εισιτήρια των εκατοντάδων χιλιάδων δολαρίων.

Πιο ανοιχτοχέρης, ο επιχειρηματίας της τεχνολογίας Τζάρεντ Αϊζακμαν πλήρωσε εκατομμύρια για να μισθώσει την πρώτη πλήρως ιδιωτική πτήση στο Διάστημα – μια τετραήμερη απόδραση σε τροχιά γύρω από τη Γη, όλα πληρωμένα. Εκτοξεύτηκε τον Σεπτέμβριο με το σκάφος «Crew Dragon» της SpaceX, αγαπημένης εταιρείας του εκκεντρικού δισεκατομμυριούχου Ιλον Μασκ, ο οποίος δεν έχει ταξιδέψει ακόμα με το σκάφος του (είναι «πολύ απασχολημένος»), αλλά ετοιμάζει ακόμα και κρουαζιέρες γύρω από το φεγγάρι.

Για φέτος, πάντως, ο τίτλος του πιο πετυχημένου διαστημικού τουρίστα πρέπει να απονεμηθεί στον ιάπωνα επιχειρηματία της μόδας Γιουσάκου Μεζάβα, ο οποίος πλήρωσε δεκάδες εκατομμύρια δολάρια για 12 ημέρες διαμονής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Λύση στη σπαζοκεφαλιά της βιολογίας

Παρά τις προσπάθειες δεκαετιών, οι επιστήμονες είχαν καταφέρει μέχρι εφέτος να περιγράψουν πλήρως μόνο το ένα τρίτο των πρωτεϊνών που συνθέτουν το ανθρώπινο σώμα. Μέχρι που μια τεχνητή νοημοσύνη συμπλήρωσε τα υπόλοιπα δύο τρίτα σε λίγους μήνες και έδειξε ότι η ίδια προσέγγιση θα μπορούσε να αξιοποιηθεί και σε άλλους κλάδους της επιστήμης.

Τίποτα δεν λειτουργεί σωστά στα κύτταρα χωρίς τις πρωτεΐνες, μακριές αλυσίδες από αμινοξέα που αναδιπλώνονται σε περίπλοκα, τρισδιάστατα σχήματα. Το σχήμα είναι αυτό που καθορίζει πώς δρουν αυτά τα μεγάλα μόρια, είτε πρόκειται για δομικές πρωτεΐνες είτε για ενζυματικές πρωτεΐνες που ρυθμίζουν τον μεταβολισμό. Μέχρι σήμερα ο προσδιορισμός της δομής απαιτούσε χρόνια προσπάθειας στο εργαστήριο, και πάλι δεν ήταν πάντα εφικτός. Η δυνατότητα πρόβλεψης της δομής μόνο από υπολογισμούς, χωρίς δοκιμαστικούς σωλήνες, αναμένεται να φέρει σημαντική αλλαγή στη βιοχημεία, στη βιολογία και τελικά στην ανάπτυξη φαρμάκων και θεραπειών.

Την αλλαγή έφερε η λονδρέζικη DeepMind, εταιρεία που ανήκει πλέον στην Google, η οποία αρχικά τροφοδότησε έναν αλγόριθμο μηχανικής μάθησης με παραδείγματα χιλιάδων πρωτεϊνών. Ο αλγόριθμος έμαθε έτσι να προβλέπει τη δομή νέων πρωτεϊνών μόνο από την αλληλουχία των αμινοξέων τους (η αλληλουχία είναι γνωστή επειδή καθορίζεται από το αντίστοιχο γονίδιο). Τον Ιούλιο η DeepMind δημοσίευσε τη μελέτη στο Nature και συνεργάζεται τώρα με το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας (EMBL), με έδρα τη Χαϊδελβέργη της Γερμανίας, μια συνεργασία που έχει ήδη δώσει καρπούς. Tα δύο μέρη παρουσίασαν – και διέθεσαν δωρεάν σε κάθε επιστήμονα – βάση δεδομένων που καλύπτει το 98,5% των ανθρώπινων πρωτεϊνών, όπως ανέφερε τον Σεπτέμβριο το ΒΗΜΑ-Science.

Η βάση περιέχει επίσης δεκάδες χιλιάδες πρωτεΐνες από 20 οργανισμούς μεγάλης βιολογικής σημασίας, όπως το παράσιτο της ελονοσίας και ο βάκιλος της φυματίωσης. Οι καταχωρίσεις σχεδιάζεται να αυξηθούν τελικά στα 130 εκατομμύρια μοντέλα. Και, στο μεταξύ, η DeepMind και άλλα εργαστήρια επεκτείνουν τις εφαρμογές της τεχνητής νοημοσύνης στην επιστήμη, όπως στην πρόβλεψη της συμπεριφοράς υλικών από τις κβαντομηχανικές ιδιότητές τους ή ακόμα και στην επίλυση μαθηματικών γρίφων.

Ρωγμή στο Καθιερωμένο Πρότυπο;

Τα μυόνια, θεμελιώδη σωματίδια παρόμοια με τα ηλεκτρόνια αλλά με πολύ μεγαλύτερη μάζα, δεν είναι ιδιαίτερα γνωστά. Ισως όμως είναι καιρός να έρθουν στο προσκήνιο, αφού θα μπορούσαν να φέρουν ανατροπή στη θεωρητική φυσική. Τον Απρίλιο, ερευνητές του πειράματος Muon g–2 στο Σικάγο ανέφεραν στο Physical Review Letters ότι τα μυόνια δείχνουν να είναι ελαφρώς πιο μαγνητικά από το αναμενόμενο.

Η απόκλιση είναι μικρή αλλά καθόλου αμελητέα, καθώς, εφόσον επιβεβαιωθεί, θα είναι η πρώτη διάψευση της κρατούσας θεωρίας εδώ και μισό αιώνα. Η θεωρία, το λεγόμενο Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής, περιγράφει όλα τα δομικά συστατικά της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις.

Αν το Πρότυπο ραγίσει, θα πρέπει να δοθούν εξηγήσεις. Ισως, για παράδειγμα, υπάρχουν άγνωστα ως τώρα σωματίδια που εξηγούν τον αυξημένο μαγνητισμό των μυονίων. Μια τέτοια αλλαγή πορείας θα ήταν σημαντική επειδή γνωρίζουμε ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν είναι η τελική λύση. Παρ’ όλο που παραμένει αδιάψευστο σε αυτά που καλύπτει, παραμένει ασύμβατο με τη Σχετικότητα του Αϊνστάιν, τη θεωρία που εξηγεί τη βαρύτητα. Τυχόν αποκλίσεις από τη θεωρία, όπως ο μαγνητισμός των μυονίων, θα μπορούσαν δυνητικά να ανοίξουν νέες πόρτες στην κοσμοθεωρία μας.

Πρώτο εμβόλιο για την ελονοσία

Είναι μια εξέλιξη που θα μπορούσε να «αλλάξει τον ρου της ιστορίας στη δημόσια υγεία» δήλωσε τον Οκτώβριο ο επικεφαλής του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας Τέντρος Αντανόμ Γκεμπρεγιέσους, ανακοινώνοντας την έγκριση του πρώτου εμβολίου κατά της ελονοσίας.

Το παιδικό εμβόλιο Mosquirix που ανέπτυξε η βρετανική GlaxoSmithKline δεν είναι τέλειο, αφού απαιτεί τέσσερις δόσεις και προσφέρει μέτρια αποτελεσματικότητα, μειώνοντας τα κρούσματα ελονοσίας κατά περίπου 20% και τα σοβαρά κρούσματα κατά περίπου 30%. Στοχεύει το παράσιτο Plasmodium falciparum, το οποίο προκαλεί τα περισσότερα κρούσματα στην Αφρική, αλλά διαφέρει από τα δεκάδες άλλα είδη Plasmodium που κυκλοφορούν αλλού. Στην Αφρική πάντως καταγράφεται το 94% των κρουσμάτων και θανάτων παγκοσμίως. Το 2019 η ελονοσία σκότωσε 386.000 άτομα στην Αφρική, κυρίως βρέφη και παιδιά, αριθμός πολύ μεγαλύτερος από τους 225.000 θανάτους λόγω COVID-19 που έχουν καταγραφεί στην ήπειρο σε όλη τη διάρκεια της πανδημίας μέχρι τώρα.

Η ψυχιατρική αφήνεται στην ψυχεδέλεια

Η μεγαλύτερη μελέτη του είδους της μέχρι σήμερα έδειξε εφέτος ότι η μεθαμφεταμίνη MDMA, περισσότερο γνωστή ως ecstasy, ίσως μπορεί να ανακουφίσει από τη μετατραυματική διαταραχή, την οποία συχνά αδυνατούν να αντιμετωπίσουν τα διαθέσιμα φάρμακα. Η τυχαιοποιημένη, ελεγχόμενη μελέτη περιλάμβανε τρεις συνεδρίες των οκτώ ωρών η καθεμία, στις οποίες οι εθελοντές ξάπλωναν αναπαυτικά και βυθίζονταν στην εμπειρία παρουσία εξειδικευμένου προσωπικού. Σχεδόν επτά στους δέκα συμμετέχοντες που έλαβαν το φάρμακο ανέφεραν σημαντική βελτίωση. Τα αποτελέσματα που δημοσιεύτηκαν τον Οκτώβριο στο Nature Medicine έρχονται να προστεθούν σε προηγούμενες, μικρότερες μελέτες για το MDMA και ψυχεδελικές ουσίες όπως τα παραισθησιογόνα LSD και ψιλοκυβίνη, οι οποίες δείχνουν υποσχόμενες για την αντιμετώπιση της μείζονος κατάθλιψης. Ηδη μελέτες για την κεταμίνη, γνωστή στην αγορά ναρκωτικών ως Special Κ, έχουν οδηγήσει στην έγκριση μιας συγγενικής ουσίας στις ΗΠΑ για την ανθεκτική κατάθλιψη.

Πρώτα βήματα στον Νέο Κόσμο

Περπατώντας ανάμεσα σε μαμούθ, γιγάντιους βραδύποδες και προϊστορικές καμήλες, οι μυστηριώδεις πρωτοπόροι κατέβαιναν συχνά στη ρηχή λίμνη, σημείο ενδιαφέροντος σε ένα κατά τα άλλα ξηρό τοπίο. Τα παιδιά τους έπαιζαν στη λασπώδη ακτή. Οι πατημασιές τους, ηλικίας 21-23 χιλιάδων ετών, είναι πιθανώς οι αρχαιότερες άμεσες ενδείξεις ανθρώπινης παρουσίας στην Αμερική. Εφόσον επιβεβαιωθεί η ανακάλυψη που δημοσιεύτηκε τον Σεπτέμβριο στο Science, θα αναζωπυρώσει μια διαμάχη δεκαετιών για το πώς κατακτήθηκε η ήπειρος.

Οι περισσότεροι συμφωνούν ότι οι πρώτοι κάτοικοι έφτασαν μέσω μιας γέφυρας ξηράς, στην περιοχή του σημερινού Βερίγγειου Πορθμού, η οποία ένωνε κάποτε τη Σιβηρία με την Αλάσκα. Ομως το πότε και το πώς συνέβη αυτό δεν είναι σαφές, καθώς η χερσαία δίοδος ήταν κλεισμένη από αδιάβατους παγετώνες μέχρι πριν από 13.000 χρόνια.

Μέχρι πρόσφατα η κρατούσα θεωρία ήθελε τους πρώτους μετανάστες να περνούν μόνο όταν έλιωσαν οι πάγοι. Ομως πιο πρόσφατες αλλά αμφιλεγόμενες ενδείξεις πηγαίνουν πίσω χιλιάδες χρόνια νωρίτερα. Η τελευταία ανακάλυψη ενισχύει την άποψη ότι οι άνθρωποι παρέκαμψαν το εμπόδιο των πάγων ακολουθώντας τη δυτική ακτή της Βόρειας Αμερικής ή πρόλαβαν να περάσουν από την Ασία πριν ο δρόμος κλείσει από τους πάγους.

Ασπιρίνη για την κλιματική κρίση

Εξι χρόνια μετά την υπογραφή της Συμφωνίας του Παρισιού για την αντιμετώπιση της παγκόσμιας θέρμανσης, οι κυβερνήσεις κλήθηκαν να παρουσιάσουν εφέτος νέες δεσμεύσεις για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα. Ομως τα σχέδια που υπέβαλαν τον Νοέμβριο στη Διάσκεψη της Γλασκώβης δεν επαρκούν για να επιτευχθεί ο συμφωνημένος στόχος, σύμφωνα με τον οποίο η άνοδος της θερμοκρασίας έως τα τέλη του αιώνα δεν πρέπει να υπερβεί τους 1,5-2 βαθμούς Κελσίου σε σχέση με τα προβιομηχανικά επίπεδα.

Η Γη έχει ζεσταθεί ήδη κατά 1,1 βαθμούς και, σύμφωνα με την τελευταία έκθεση του ΟΗΕ, μια αύξηση της θερμοκρασίας κατά ακόμα έναν βαθμό θα σήμαινε ότι οι ακραίοι καύσωνες που εμφανίζονταν κάποτε κάθε 50 χρόνια θα εκδηλώνονται ανά 3 με 4 χρόνια. Οι επιστήμονες ζητούν επειγόντως μείωση των εκπομπών στο μισό έως το 2050, όμως οι νέες δεσμεύσεις οδηγούν σε αύξηση. Κι αυτό θα έχει συνέπειες ως προς τις ξηρασίες, τις πυρκαγιές, τις πλημμύρες, την άνοδο της στάθμης των ωκεανών και τη μαζική μετανάστευση.

Οι εκκλήσεις δεν εισακούστηκαν, όμως υπήρξαν και θετικά βήματα. Δεκάδες χώρες εντάχθηκαν σε πρωτοβουλία της ΕΕ και των ΗΠΑ για μείωση των εκπομπών μεθανίου, του δεύτερου σημαντικότερου αερίου του θερμοκηπίου μετά το διοξείδιο του άνθρακα. Αρκετές ακόμα χώρες ανακοίνωσαν ότι θα μηδενίσουν τις καθαρές εκπομπές άνθρακα το 2050-70 και περισσότερα από 100 κράτη υποσχέθηκαν να τερματίσουν την αποψίλωση δασών το 2030. Εξι αυτοκινητοβιομηχανίες δεσμεύτηκαν να έχουν καταργήσει τους κινητήρες εσωτερικής καύσης έως το 2040, ενώ τράπεζες, ασφαλιστικές εταιρείες και επενδυτικά ταμεία που διαχειρίζονται από κοινού κεφάλαια 130 τρισ. δολαρίων συμφώνησαν να υποστηρίξουν την πράσινη μετάβαση. Τουλάχιστον στα χαρτιά.

Έντυπη έκδοση Το Βήμα