Najciekawsze odkrycia roku 2019
Dzień dobry, z chwilą, kiedy mówię te słowa, a mówię zanim je słyszycie rok 2019 ma się już ku końcowi i z dużą dozą pewności można powiedzieć, że w wielu dziedzinach to, co się miało w 2019 wydarzyć już się wydarzyło i czas na podsumowanie jest jak najbardziej uzasadniony, dlatego przedstawię wam podsumowanie. Podsumowanie najciekawszych naukowych odkryć 2019 roku i tak, jak rok temu, dwa lata temu i trzy lata temu nie jestem dzisiaj sam.
To jest transkrypcja odcinka z kanału Naukowy Bełkot – wersja wideo dostępna poniżej:
Książka Dawida:
Razem z kilkoma bardzo zacnymi gośćmi postaramy się opowiedzieć o tym, co nas najbardziej zainteresowało, zszokowało, ucieszyło albo zasmuciło pod kątem naukowym na przestrzeni ostatnich 12 miesięcy, a to bardzo ważne, bo wszystko to, co stanie się w przyszłości jest zasadzone właśnie na tych odkryciach z ostatnich tygodni, dni, miesięcy, lat i dekad. Jeżeli interesuje was, co to było, co przykuło naszą uwagę i kto mi dzisiaj pomaga, to poświęćcie mi kilkanaście najbliższych minut, nam poświęćcie kilkanaście najbliższych lat, a się z pewnością dowiecie wielu ciekawych rzeczy i zobaczycie bardzo ciekawe osoby. Zapraszam na podsumowanie 2019 roku w nauce.
Miejsce siódme. Krok w kierunku zaprojektowanego życia, ale zanim dopuszczę do głosu gości, to jeszcze kilka słów ode mnie. Wszystko dlatego, że mam wam do powiedzenia kilka ciekawych słów a propos projektowania życia przez ludzi, przez naukowców, bo nie wiem czy wiecie, ale naukowcy w tym roku sprawili, że myszy zaczęły widzieć podczerwień tak, jak predator w hełmie tylko myszy bez hełmu. Jak to się stało? Naukowcy wstrzyknęli im w oczy nanocząstki, które przylgnęły do receptorów na siatkówce i w momencie, kiedy padało na nie promieniowanie podczerwone, normalnie przez myszy niewidziane, ich zachowanie fotochemiczne było takie, że aktywowały one receptory wzroku, a więc myszy zaczęły reagować na światło podczerwieni, na które wcześniej nie reagowały. Wszystko dzięki, to brzmi strasznie, ale prostemu zastrzykowi w oko w czasie życie zwierzęta, co oznacza, że możemy nadawać nowe zupełnie cechy, to znaczy tak już było wcześniej, ale ta cecha jest tak zupełnie, zupełnie nowa, organizmom w czasie ich życia. Ale to nie wszystko, bo w 2019 roku naukowcy zbliżyli się tak blisko granicy zaprojektowania nowego organizmu, jak tylko do tej pory to było możliwe to znaczy wzięli oni bakterię E. Coli, gdzie E stoi od Eserich, pozdro dla kumatych i wymienili jej cały genom. Zaprojektowali jej nową w ogóle sekwencję DNA, wstrzyknęli do bakterii i bakteria zaczęła nie dość, że żyć to znaczy dalej funkcjonowała, to jeszcze dzieląc się powielała też to sztuczne DNA. Co w tym niezwykłego? A no to, że w przyrodzie na przykład istnieją 64 kodony, bo każde białko jest sekwencją aminokwasów, każdy aminokwas jest w sekwencji kodowany przez trójkę liter w DNA. Takich liter jest 4, a więc mamy 4 do potęgi 3, 64 kombinacje, 64 kodony występują naturalnie w przyrodzie. naukowcy postanowili, że projektując tę bakterię E. Coli zrezygnują z pięciu i w jej genomie jest tylko 59 różnych kodonów. Powtarzających się oczywiście bardzo dużo razy, ale jednak. Co oznacza, że jesteśmy w stanie może nie poprawić naturę, ale na przykład zaoszczędzić kilka kombinacji. To bardzo dziwnie brzmi. Chodzi po prostu o to, że naukowcy zrobili DNA, wymienili istniejące w bakterii DNA na to zaprojektowanie przez siebie, bakteria żyła i to DNA było bardzo specjalne. Jeżeli to nie jest krok w kierunku projektowania życia, co niekoniecznie musi być dobre, to nie wiem jak to inaczej nazwać. To jest punkt otwierający listę. Teraz? Teraz wreszcie będą goście, na których na pewno czekacie.
Miejsce szóste. Klonowanie skrzyżowane z CRIPSR-em
Na naszej planecie jest ponad milion różnych gatunków zwierząt albo roślin, które w jaki sposób nazwaliśmy i opisaliśmy. Oczywiście w sumie szacuje się, że jest ich o wiele więcej łącznie z tymi, których nawet nie mieliśmy okazji zaobserwować, czy to w wodzie, czy na lądzie, ale ponad milion to wciąż całkiem sporo. To na przykład dużo nazw do wymyślenia i tak na przykład taki słodziak nazywa się makakiem krabożernym. Tak, nazwaliśmy go w ten sposób, ponieważ je kraby, ale to nie jest jedyna rzecz, którą robi. Po jedzeniu krabów na przykład taki makak nitkuje sobie zęb za pomocą ludzkich włosów. Wyobraźcie sobie teraz, że w styczniu mijającego nam już roku w chińskim laboratorium rodzi się piątka takich właśnie makaków. Z tym, że ta piątka jest genetycznie jednakowa. Wszystkie z nich zachowują się podobnie, śpią mniej w nocy niż typowy makak, są ogólnie niespokojne, dosyć zestresowane i jest powodów, dla którego każdy z nich się tak zachowuje. Wszystkie z tych pięciu zwierząt są klonami. Klonami jednego, konkretnego osobnika, który z kolei przed swoimi własnymi narodzinami został genetycznie zmodyfikowany. Naukowcy za pomocą narzędzie Crisper pozbawili go konkretnego genu o nazwie Bemal 1, tak więc to, co się tutaj wydarzyło to fakt, że nie tylko małpa została sklonowana, ale została sklonowana małpa, która wcześniej została genetycznie zmodyfikowana, dając 5 kolejnych pozbawionych dokładnie tego samego genu i ogólnie genetycznie jednakowych. Gen Bmal-1 to według badań jedyny gen powiązany tak mocno z ludzkim zegarem biologicznym, że wystarczy, żeby zabrakło tylko jednego genu, a ten zegar nie jest już w stanie normalnie funkcjonować. Stąd większa aktywność w nocy, stąd ten stres, który wynika ze stale podwyższonych poziomów kortyzolu i tak powiedziałem ludzkim zegarem biologicznym, ponieważ ten konkretny gen akurat z makakami mamy wspólny i z resztą nie tylko ten. Ale to badanie, chociaż zakończone sukcesem, budzi pewne wątpliwości, bo w końcu ten sukces oznacza powołanie do życia istot, które zgodnie zresztą z przewidywaniami są chore. Czy cierpią? No cóż, gdyby drugi człowiek nie był w stanie nam powiedzieć, że jest świadomy i gdybyśmy nie zakładali, że po prostu jest świadomy w taki sam sposób, jak my jesteśmy, to nie bylibyśmy w stanie nawet tego udowodnić. Co dopiero z innymi zwierzętami takimi, które nie mogą się do nas odezwać. Tak więc zdania na temat badań tego typu są podzielone. W niektórych krajach, między innymi u nas w Polsce świadomość zwierząt jest uznawana prawnie, z kolei w innych tak, jak na przykład w Chinach już niekoniecznie. Ta technologia czyli możliwość modyfikowania naszego własnego kodu genetycznego na pewno będzie miała na nas coraz większy wpływ. Pytanie tylko, jakie granice postanowimy sobie wyznaczyć w tych naszych naukowych przedsięwzięciach. Co będzie akceptowalne, a co nie powinno być? Jak daleko powinien sięgać nasz wpływ na żywe istoty w tym na nas samych, bo skoro już jesteśmy w stanie świadomie modyfikować życie, a następnie przywołać je na ten świat, to warto się nad tym zastanowić.
Miejsce piąte. Bardzo dużo rzeczy o klimacie
Hello my name is dr Richard Pelikan. I live in Poland and today I will dalej mówić po polsku, bo to kanał polski, a ja też jestem z Polski. Proszę państwa zmiany klimatyczne taki temat. Wydaje mi się, że jest to bardzo ważny temat, ponieważ rok 2019 był takim najbardziej dla nas, dla ludzkości i ogólnie pojętej naukowej społeczności i w ogóle był takim rokiem świadomym, ponieważ dużo nowych rzeczy się dowiedzieliśmy. Nie są to niestety rzeczy dobre, to znaczy są to rzeczy bardziej takie, jak w szkole wybucha pożar i wszyscy krzyczą: “Aa pożar, pożar ratunku”! i to właśnie jest taki alarm i my również mamy taki alarm i na przykład cztery takie punkty państwu teraz przytoczę. Na przykład punkt pierwszy. Wykazano, że topniejące lodowce na Grenlandii im bardziej topnieją, tym bardziej uwalniają uwięziony w nich pod spodem metan, a metan co ciekawe to jest taki gaz, tak, jak w zapalniczce jest gaz, to to też jest gaz tylko nie taki ten i ten metan jest znacznie bardziej gazem cieplarnianym niż inne gazy, i on bardzo ogrzewa atmosferę. Teraz im jest cieplej, tym szybciej lodowce topnieją i szybciej uwalniają metan, który uwolniony ogrzewa atmosferę, co sprawia, że jeszcze szybciej topnieją lodowce, jeszcze więcej metanu się wydobywa i to jest taka sinusoida Flamberga właśnie i ona właśnie robi to. To jest punkt pierwszy to wiemy już na przykład o klimacie, że Grenlandia. Punkt drugi badania z tego roku wykazały, że połowa punktów krytycznych na naszej drodze ocieplania klimatu, żeby nasz gatunek jako gatunek przetrwał zostało już osiągnięte, zostały osiągnięte już te punkty, więc hip hip popotam i generalnie to nie jest też dobrze, ale na przykład dobrym przykładem tego, ja się posłużę teraz notatką, może być obserwatorium na Hawajach, gdzie zarejestrowano 415 PPM 0,415% C02 czyli dwutlenku węgla w powietrzu atmosferycznym i jest to wynik najwyższy od 2,5 miliona lat. 2,5 miliona lat temu też były pomiary i one były troszkę niższe, ale też były bardzo wysokie. Noo tak było. A na podstawie układu Ziemi i Słońca, bo też znamy takie układy, my powinniśmy teraz przeżywać ochłodzenie, a jest cieplej. Jest cieplej, teraz jest 2 stopnie jakoś, albo -2, ale jest ogólnie cieplej niż kiedyś. Teraz punkt trzeci, to pomimo tego, że dalej na świecie krążą denialiści klimatyczni czyli ludzie, którzy mówią: “Nie, nie ma takiego tutaj…Nie ma poprawek. Nie ma ocieplenia”, to jednak wszyscy naukowcy są zgodni, że jest. Już teraz naukowcy nawet mówią, że to jest, jest bardzo istotne i to tutaj faktycznie się pojawia, więc no… Powiem więcej. Żadna z jedenasto i pół tysiąca prac wydanych w tym roku nie przeczy temu, że klimat się zmienia ani temu, że człowiek ma na to istotny wpływ. Tak jakby patrzeć żyjemy w ciekawych czasach, obyśmy długo żyli i punkt czwarty jak już wszystko powiedziałem, to nie jest dobrze, ale też jest dobrze o tyle, że powstają nowe rozwiązania na przykład zrobiliśmy zeroemisyjny cemen i on jest już zrobiony. To było wszystko z mojej strony. Mam nadzieję, że wiedza do was trafiła. Ja nazywam się dr Richard Pelikan i jestem do waszej dyspozycji. Pozdrawiam
Miejsce czwarte. Komputery kwantowe
Komputery kwantowe są teraz takim można powiedzieć świętym Graalem całego przemysłu komputerowego, bo większość firm, które znamy i kojarzymy z branżą komputerową takich, jak na przykład IBM tworzy w tym momencie własne koncepcje i własne sprzęty, właśnie komputery kwantowe. W ubiegłym roku,w mijającym roku takim największym newsem z tej dziedziny było osiągnięcie supremacji kwantowej przez komputer kwantowy Google’a. A czym właściwie jest ta supremacja kwantowa? To jest taki stan, w którym komputer kwantowy przerasta swoimi możliwościami w obliczeniach konkretnych obliczeniach superkomputer o rzędy wielkości. W tym momencie to miało wyglądać w ten sposób, że komputer kwantowy Google’a policzył dany problem w trzy minuty, gdzie super komputerowi IBM, bo na nim opierano te całe właśnie porównanie, superkomputer IBM’u nazywał się Samid, zajęłoby to bagatela 10 tysięcy lat, więc widzimy, że nie ma sensu z punktu widzenia ludzkiego życia robić obliczeń przez 10 tysięcy lat, bo już dawno zapomnimy po co te obliczenia mieliśmy właściwie robić, dlatego też komputer kwantowy w takim miejscu i w takiej sytuacji sprawiłby się i sprawdziłby się o wiele lepiej. Komputer kwantowy nie jest to szybsza wersja komputera zwykłego, tradycyjnego, to znaczy więc, że nie puścimy na nim lepiej Wiedźmina, czy jakichś super gier. Widziałem takie komentarze, ludzie bardzo zapalali się, że tak w końcu superkomputery pojawiają się, wchodzą do naszego życia, więc te gry, ten VR to wszystko no nie. Super komputer, czy też komputer i komputer kwantowy to dwa różne narzędzia de facto i służą poniekąd do innych celów, bo tak samo jak nie puszcza się Wiedźmina na superkomputerach, tak samo nie puści się go na komputerze kwantowym, bo on służy do obliczeń. Działa na innej zasadzie niż komputer zwykły. Nie używa bitów jako jednostek danych, tylko qbitów czyli takich bitów można powiedzieć w super pozycji. Tu musielibyśmy sięgnąć do mechaniki kwantowej, więc nie wiem, czy jest czas, żeby rozbijać to aż tak głęboko, ale wyobraźmy sobie, że mając bit, który mówi nam 1 albo 0 coś jest, albo czegoś nie ma, tu mamy qbit, który jest w stanie super pozycji, może być jedynką, może być 0, całą masą możliwości na raz. Komputer kwantowy dzięki temu jest w stanie szybciej przerabiać pewne informacje, przeliczać pewne informacje, jest w stanie tak, jak widzieliśmy w 3 minuty zrobić to, co zwykłemu komputerowi zajęłoby 10 tysięcy lat. Jeżeli miałby liczyć oczywiście taki problem tradycyjną metodą natomiast oczywiście łyżka dziegciu do tej beczki miodu musi się tutaj też niestety znaleźć, ponieważ IBM stwierdziło, że Google wcale nie osiągnęło supremacji kwantowej, że odpowiednio skonfigurowany samiec czyli ten ich superkomputer byłby w stanie policzyć to samo w mniej więcej 2,5, 3 dni, więc i tak widać tutaj olbrzymią przewagę, bo mamy 3 minuty nawet w stosunku do tych 3 dni, ale jednak nie byłaby to supremacja kwantowa, byłaby to zwykła przewaga kwantowa, a taką przewagę kwantową już komputery kwantowe jak najbardziej osiągały. To jest jeszcze początek drogi. Komputery kwantowe mają jeszcze przed sobą sporo, sporo do nadrobienia do momentu, kiedy będziemy mogli używać ich faktycznie do jakichś komercyjnych zastosowań, do liczenia jakichś konkretnych ważnych i potrzebnych rzeczy, ale myślę, że nadchodzące lata przybliżą nas do tego momentu i w końcu supremacja kwantowa również się pojawi.
Miejsce trzecie: drukowanie człowieka. Co prawda po kawałku, ale jednak.
Każdego roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych przeprowadza się 20 tysięcy transplantacji. Na liście oczekujących na nowe organy jest stale ponad 100 tysięcy osób. Dlatego idea drukowania organów do przeszczepu jest bardzo pożądana. Nie jest to koncepcja zupełnie nowa, ale w tym roku poczyniono wiele ciekawych postępów na tym polu. Do tej pory body printing wymagał stosowań specjalnych rusztowań, które nadawały kształt produkowanej strukturze. Na takiej konstrukcji umieszczano komórki macierzyste i pozwalano im się rozwijać do konkretnej tkanki. Dokładność kształtów była jednak ograniczona właśnie przez konieczność użycia rusztowania. Dodatkową trudnością było to, że rusztowanie musiało zniknąć z finalnej tkanki i to w określonym momencie, w tym, w którym komórki je budujące dojrzeją. W tym roku naukowcy opisali technikę, która rusztowania nie wymaga. Rozwiązanie jest stosunkowo proste. Za pomocą specjalnej igły wprowadza się do hydrożelu komórki macierzyste. Zelowa matryca nie pomaga na zbyt dużą swobodę ruchów, trzyma ona komórki w ryzach, dzięki czemu zostają one w ściśle określonych miejscach. Jednocześnie sam hydrożel pozwala na bezproblemowy przepływ substancji odżywczych oraz komunikację komórek między sobą. Gdy tkanka dojrzeje, hydrożelu można się pozbyć poprzez chemiczne przyspieszenie jego degradacji lub poprzez jego wytrząśnięcie. Ten hydrożel ma bowiem takie właściwości, że gdy się nim porządnie potrząśnie, to zaczyna płynąć. Jest na tyle stabilny, że może służyć do wzrostu tkanki i na tyle niestabilny, że można się go łatwo pozbyć w każdej chwili. Do tej pory udało się wyprodukować tą technikę kości gryzoni czy chrząstki w kształcie małżowiny usznej. Generalnie problemem jest jeszcze kwestia odżywiania narządu. Trzeba bowiem do każdej komórki dostarczyć substancje odżywcze. W ciele zajmują się tym naczynia krwionośne, a skoro o nich mowa, to w 2019 roku opisano także metodę druku samych naczyń. Nazywa się ona swift. Pozwala na stworzenie kanalików, w których średnica wynosi od 0,4 do 1 milimetra. Połączenie tych odkryć może sprawić, że w przyszłości może już za niedługo zamiast czekać na odpowiedniego dawcę narządu, będziemy mogli wydrukować sobie całe organy do przeszczepu.
Miejsce drugie: postępy w leczeniu raka.
W tym roku zaprezentowano trzy bardzo obiecujące techniki leczenia raka. Nie są one może totalnie nowe, ale właśnie w 2019 roku po raz pierwszy zastosowano je w ten sposób albo z taką wydajnością. To teraz szczegóły. Po pierwsze zastosowanie fototerapii dynamicznej z irytem. Iryt to taki pierwiastek, którego jest dużo na przykład w kometach. W skorupie ziemskiej jest stosunkowo rzadki. Naukowcy połączyli iryt z pewnym białkiem, po to żeby mogli go łatwo wprowadzić do komórki nowotworowej. Bez tego nie jest chętnie wchłaniany. Białko teoretycznie można dobrać tak, żeby zdrowe komórki były nienaruszone. Kiedy taką komórkę z kompleksem białko-iryt oświetli się intensywnym światłem, dochodzi do jej zniszczenia, a jak wiadomo kiedy komórki rakowe umierają, jest dobrze. To teraz druga technika. Badacze z Tel Avivu zauważyli, że substancja o nazwie PJ34 wykorzystywana do leczenia udarów zabija komórki raka trzustki, jednego z najbardziej złośliwych i trudnych do wyleczenia nowotworów. W ciągu trwającej 14 dni terapii zmniejszyli oni liczbę nowotworowych komórek u myszy, to znaczy komórki były ludzkie tylko przeszczepione gryzoniom o 90%, a to bardzo dużo bez zaobserwowania skutków ubocznych. Lek wybiórczo uniemożliwia podział komórkom nowotworowym, nie działając w ten sposób na zdrowe tkanki. Pierwszy raz udało się zastosować terapię w oparciu o edycję genów z wykorzystaniem Crisper u ludzi. Zdecydowano się na to u 18 pacjentów w przypadku których konwencjonalne leczenie nie przynosiło żadnych skutków. Naukowcy dołączyli do komórek układu odpornościowego gen, który zmusza je do atakowania komórek nowotworowych. Na tym etapie trudno stwierdzić na ile nowe podejście okazało się pomocne, ale z całą pewnością sam fakt wejścia w erę onkologii edytującej geny, jest niesamowicie istotny.
Miejsce pierwsze: zdjęcie czarnej dziury.
10 kwietnia 2019 roku naukowcy z projektu EHT opublikowali pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury, która znajduje się w centrum galaktyki M87. Niemożliwe, żebyście przegapili te informacje i moim zdaniem ona totalnie zdominowała wszelkie naukowe odkrycia tego roku i to z wielu względów. Po pierwsze, dlatego że czarne dziury po prostu jako czarne dziury rozbudzają wyobraźnię ludzi, czy to dzięki kulturze popularnej, czy to dzięki temu, jakie mają niezwykłe właściwości, bo w zasadzie te właściwości zostały opisane na długo zanim po pierwsze zrobiliśmy zdjęcie, zaobserwowaliśmy efekty istnienia czarnych dziur, czy w ogóle dopuściliśmy do naszej świadomości, że takie obiekty mogą istnieć, bo już pod koniec XVIII wieku naukowcy, wtedy matematycy pokazali, że mogą istnieć tak masywne, tak gęste obiekty, z których nie jest w stanie uciec nawet światło. Później za sprawą naukowca nazwiskiem Schwarz, którego możecie kojarzyć właśnie z promieniem Schwarzshilda związanym z czarnymi dziurami na początku XX stulecia pokazano, że czarne dziury niejako wynikają z teorii względności. Byliśmy potem przekonani, że one gdzieś muszą we wszechświecie być, że znajdują się prawdopodobnie w postaci supermasywnych czarnych dziur, w centrach galaktyk. Jeżeli pamiętacie fale grawitacyjne z detektora Ligo, które z resztą wygrały kiedyś ten ranking parę lat temu, to one zostały zaobserwowane właśnie jako konsekwencja zderzenia dwóch czarnych dziur miliardy lat temu, to znaczy ponad miliard lat temu. Chyba najciekawsze jest to, że patrząc na to zdjęcie możemy o czarnych dziurach powiedzieć tak dużo, że nawet nie będę się tutaj starał tego streścić. Najciekawsze rzeczy, na tym zdjęciu jest czarna dziura od tyłu w pewien sposób. To, że nie ucieka z niej światło, nie jest w stanie uciec z niej nawet światło, nie znaczy, że nie towarzyszą jej istnieniu we wszechświecie takie oznaki, które jednoznacznie wskazują, że ona tam jest i naprawdę fakt, że dysponujemy obecnie sprzętem, który jest w stanie to namierzyć, dysponujemy obecnie wiedzą, która jest w stanie to wszystko wyjaśnić i dysponujemy obecnie Internetem, który sprawia, że to odkrycie, naprawdę fantastyczne odkrycie poruszające wyobraźnię i takie inspirujące bo zobaczyliśmy coś, czego teoretycznie gdyby tak o tym pomyśleć w oderwaniu od praw naukowych, nie powinniśmy zobaczyć. Fakt, że żyjemy w czasach, w których to wszystko jest na wyciągnięcie ręki naprawdę sprawia, że to są czasy, w których aż chce się żyć. Takie odkrycia mogą lądować tylko na pierwszym miejscu tego typu zestawień.
To już wszystko moi drodzy. Rok ma się ku końcowi, ja w tym roku już filmu więcej nie będę publikował tak więc to jest ostatnia okazja, żeby podziękować wszystkim, którzy byli ze mną przez ostatnie 12 miesięcy. Myślę, że mam prawo powiedzieć w imieniu wszystkich swoich gości, podziękować wszystkim, którzy byli z nami przez ostatnie 12 miesięcy, dopingowali nas i tak dalej, i tak dalej, bo samo mówienie do kamery bez was, odbiorców tego wszystkiego mija się trochę chyba z celem i bardzo mnie cieszy, że to był po raz kolejny rok, kiedy zrealizowałem czy zrealizowaliśmy wiele ciekawych rzeczy, które wam przypadły do gustu. Dziękuję za to. Życzę również w imieniu wszystkich wszystkiego dobrego w nadchodzących dwunastu miesiącach i nie tylko, ale potem będą kolejne takie życzenia mam nadzieję i co. Dziękuję gościom, którzy postanowili zaszczycić ten odcinek swoją obecnością. Naprawdę jestem zobowiązany, że poświęciliście swój czas i dziękuję za uwagę. Do zobaczenia, do usłyszenia.
Autor odcinka – Dawid Myśliwiec