Уходящий год можно вне всяких сомнений назвать богатым на научные открытия, о которых авторы проекта "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) не переставали рассказывать. Между тем за громкими заголовками всегда стоят пытливые учёные, годами работающие над какой-либо темой. Редакция престижного научного журнала Nature выделила десять человек, которые потрясли научный мир в уходящем году.
Список открывает молодой исследователь Юань Цао (Yuan Cao).
Подростковые годы Цао нельзя назвать типичными: к 18 годам он уже окончил среднюю школу, получил степень бакалавра в Научно-техническом университете Китая и продолжал обучение в США.
В 2018 году, в возрасте 21 года, Цао опубликовал сразу две работы о странном поведении слоёв углерода толщиной в один атом. Обе дали толчок для развития новой области физики.
Исследовательская группа Пабло Харильо-Эрреро (Pablo Jarillo-Herrero) из Массачусетского технологического института (MIT) уже соединяла слои из атомов углерода, вращая один относительно другого, когда Цао присоединился к ним в 2014 году. Задача Цао состояла в изучении того, что происходит в двухслойной "стопке", когда один лист графена лишь слегка повёрнут по отношению к другому, что, согласно одной теории, должно радикально изменить поведение материала.
Многие физики скептически относились к этой идее. Когда же Цао решил создать слегка скрученные "стопки", он заметил нечто странное. Подвергнутый воздействию небольшого электрического поля и охлаждённый до 1,7 градуса выше абсолютного нуля, графен, который обычно проводит электричество, стал изолятором. Что само по себе было удивительно.
"Мы уже понимали, что это окажет большое влияние на общество", – говорит учёный.
Но на этом открытия не закончились: после небольшой корректировки поля скрученные листы стали сверхпроводящими, то есть в них ток протекал без всякого сопротивления.
Вне работы Цао любит разбирать вещи и собирать их вновь. Как говорит его руководитель, в глубине души молодой исследователь "самоделкин". Он разрабатывает новые методики создания материалов, улучшает работу аппаратуры под нужды экспериментов.
В свободное от работы время он обожает фотографировать ночное небо при помощи самодельных фотоаппаратов и телескопов, "запчасти" которых обычно разбросаны по кабинету Цао.
"Всякий раз, когда я захожу к нему, застаю беспорядок, разобранные компьютеры и детали телескопов занимают весь стол", – рассказывает Харильо-Эрреро.
Второе место было отдано палеогенетику Вивьен Слон (Viviane Slon) из Института эволюционной антропологии Макса Планка.
В 2012 году на Алтае в знаменитой Денисовской пещере был найден фрагмент кости, принадлежавший девочке-подростку, жившей 50 тысяч лет назад. Анализ ДНК, изъятой из двухсантиметрового обломка кости, показал, что родители ребёнка относились к разным видам людей: мать была неандертальцем, а отец – денисовцем.
Когда анализ ДНК указал на скрещивание двух вымерших групп людей, Слон была уверена, что в данных присутствует какая-то ошибка. "Я считала, что этого не может быть", – рассказывает Слон.
Несколько дней она никому ничего не рассказывала о результатах и проверяла, не ошиблась ли она. Но после повторного анализа стало очевидно, что родители девочки действительно принадлежат к разным видам.
Когда же исследовательница не смогла найти ошибку, она поделилась результатами со своими коллегами. Дальнейшие работы определили, что эта особь, которую учёные ласково прозвали Денни, действительно являлась дочерью женщины-неандертальца и мужчины-денисовца.
Геном девочки, возраст которой на момент смерти составлял около 13 лет, в равной степени соответствовал ДНК неандертальцев и денисовцев. Но самое главное, что почти половина генов на её парах хромосом была представлена в двух разных вариантах. Это означает, что межвидовое скрещивание произошло не в предыдущих поколениях, а именно её родители являлись представителями разных групп.
На сегодняшний день Слон работает с материалом из Денисовской пещеры, которую она впервые посетила в начале этого года. Она также надеется изучить жизнь гомининов, которые обитали за пределами евразийских мест. "Существует целый мир, который ещё можно изучать", – заключает она.
Ещё один член почётного списка – китайский генетик Хэ Цзянькуй (He Jiankui) из Южного университета науки и техники в Шэньчжэне.
В ноябре научное сообщество потрясло громкое заявление учёного. По его словам, он отредактировал гены человеческих эмбрионов, и осенью как итог этих манипуляций на свет появились первые в мире генетически модифицированные дети – близнецы.
Цзянькуй и его команда работали с парами, страдающими от бесплодия. Генетик признался, что изменил ДНК эмбрионов, подготовленных для процедуры искусственного оплодотворения для семи пар. При помощи известной методики CRISPR он удалил ген, который делает клетки организма уязвимыми к вирусу иммунодефицита человека (ВИЧ).
Специалист прекрасно понимал, что пересекает новую биоэтическую границу. Весь мир сегодня говорит о создании первых ГМ-детей. Почти все эксперты сходятся во мнении, что экспериментировать с эбрионами человека нельзя, если нет прямой угрозы здоровью будущих людей.
"Я понимаю, что о моей работе будут спорить, но я считаю, что семьям нужна такая технология, и я готов принять критику за них", – сказал он в видео, в котором объявил о рождении девочек-близнецов.
По признанию Хэ, реакция на новость оказалась более яростной, чем он ожидал. Общественность критиковала учёного за игнорирование важных этических норм и за то, что он подверг девочек неизвестным рискам с неопределённой выгодой. Удаление соответствующих генов должно было защитить их от заражения ВИЧ, носителями которого являются отцы. Однако эти же гены защищают человека от других болезней.
Руководство Южного университета науки и техники в Шэньчжэне дистанцировалось от ситуации. Министерство науки Китая запретило учёному продолжать исследования, а Министерство здравоохранение Поднебесной и вовсе начало расследование.
Сейчас учёный не общается с прессой. По сути, он исчез с мировой научной сцены так же быстро, как и появился.
Теперь специалисты опасаются, что в области редактирования генов им станет трудно получать финансирование, одобрение регулирующих органов или поддержку со стороны общественности. Что ж, влияние на науку может быть и негативным.
Далее в списке значится физик Джесс Уэйд (Jess Wade), которая написала сотни страниц "Википедии" о различных учёных.
Когда Уэйд начала ежедневно работать с интернет-энциклопедией, она не ожидала, что её усилия привлекут такое внимание. По словам учёного, она лишь пыталась исправить недостаточную осведомлённость о женщинах в научной онлайн-энциклопедии.
В июле уходящего года Уэйд написала в твиттере об одном негативном комментарии о её работе. В результате общественность поддержала работу Уэйд, что дало большой толчок для продолжения деятельности.
Уэйд – физик, и работает она с полимерами в Имперском колледже Лондона. Она занималась многими научно-просветительскими проектами, направленными на поощрение разнообразия в научной среде.
С "Википедией" она начала работать, узнав, что 90 процентов её редакторов являются мужчинами, и только 18 процентов людей, представленных на сайте, – женщины. На сегодня она создала уже примерно 400 новых страниц об исследовательницах женского пола.
Пятое место досталось Валери Мейсон-Дельмотт (Valérie Masson-Delmotte), исследовательнице-климатологу, стоящей за важным докладом Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) о глобальном потеплении.
В октябре Мейсон-Дельмотт и её коллеги представили миру тревожные прогнозы на будущее. В течение всего лишь дюжины лет средняя температура Земли может вырасти на 1,5 градуса Цельсия в сравнении с серединой 19 века. Это приведёт к многочисленным изменениям, которые трансформируют экосистемы и убьют большинство коралловых рифов мира (если, конечно, последние не успеют приспособиться).
Мейсон-Дельмотт сыграла главную роль в создании доклада. Будучи климатологом Лаборатории наук о климате и окружающей среде в Жиф-сюр-Иветт, Франция, и сопредседателем рабочей группы МГЭИК по оценке физических наук об изменении климата, она помогла собрать авторов доклада и впоследствии координировала их работу.
Обычно у специалистов МГЭИК уходит несколько лет для подготовки столь масштабных оценок. Последний же доклад был создан намного быстрее и включал исследования, опубликованные всего за несколько недель до того, как окончательный проект был предоставлен на рассмотрение правительств.
В докладе ясно говорится, что ограничение потепления до 1,5 °C будет иметь огромные преимущества по сравнению с возможным повышением средней общемировой температуры на 2 °C.
Важно, что различные исследователи работали вместе над каждой главой. В результате, по словам Мейсон-Дельмотт, был проведён анализ, который был сосредоточен не столько на сценариях выбросов, сколько на социальной, технологической и правительственной политике, которая могла бы способствовать изменениям.
Далее в списке значится имя астронома Энтони Брауна (Anthony Brown).
У многих астрономов Рождество в этом году наступило 25 апреля. Именно в этот день учёные миссии Гайя (Gaia) Европейского космического агентства опубликовали свой крупный набор данных: каталог с подробным описанием положения и движения более 1,3 миллиарда звёзд.
Исследователи по всему миру были готовы погрузиться в данные, словно в коробки с подарками, но у Энтони Брауна, астронома Лейденской обсерватории в Нидерландах, было другое чувство, когда каталог наконец-то был опубликован. "Усталость", – говорит он.
И у него были на то веские причины. Он возглавлял консорциум обработки и анализа данных проекта Gaia, группы из более чем 400 исследователей, которые перебирали цифры в течение многих лет.
Об уникальном космическом аппарате Gaia, запущенном в 2013 году и начавшем работу в 2014-м, "Вести.Наука" уже писали. Его главная задача – определять расстояние до звёзд методом параллакса, о котором мы тоже подробно рассказывали. Впрочем, "Гайа" (или "Гея", если вспомнить, что назвали телескоп в честь греческой богини) занимается не только измерением дистанций.
Первая порция данных была опубликована в 2016 году. Она содержала трёхмерные координаты и скорости для двух миллионов светил. Новый релиз основан на наблюдениях, проведённых с 25 июля 2014 года по 23 мая 2016 года, и включает информацию о почти 1,7 миллиарда звёзд. Таким образом, это самый большой звёздный каталог в истории.
Забота и опыт Брауна имели решающее значение для успеха этого проекта, который уже процитировали в более чем 700 исследовательских работах.
К слову, у Брауна и его коллег было не так много времени, чтобы перевести дух. Они уже готовят следующий выпуск данных, который, вероятно, будет готов в первой половине 2021 года. После этого планируется ещё один, и за ним могут последовать другие: в ноябре миссия была продлена, по крайней мере, до конца 2020 года.
Седьмое место редакторы Nature отдали Би Йинь Йео (Bee Yin Yeo), новому министру науки и окружающей среды Малайзии, которая выступает против загрязнения мира пластиком.
Би Йинь Йео начала сомневаться в светлом будущем мира, а заодно и в правильности выбора карьеры, оценивая нефтяные скважины в пустынях Туркменистана. Недавняя выпускница университета решила, что человечество в конечном итоге откажется от использования ископаемого топлива, поэтому она решила найти другую профессию, которая будет служить благополучию мира.
В 2010 году она вернулась в Малайзию, получив степень магистра в области передовой химической инженерии в Кембриджском университете. Она стала заниматься политикой и получила место в Законодательном собрании страны в 2013 году. Затем на Малайзию обрушилось политическое цунами: 9 мая 2018 года в стране сменилась власть.
Новое правительство включило Йео в состав кабинета министров. Она была назначена министром энергетики, науки, технологии, окружающей среды и изменения климата.
По признанию Йео, она была шокирована, когда впервые услышала о своём назначении. Предыдущие пять лет она яростно нападала на национальную политику, и теперь она получила шанс изменить её.
С момента вступления в должность Йео сделала несколько смелых шагов в реформировании того, как Малайзия управляет своей окружающей средой и исследованиями, касающимися этой темы. Она объявила о постановке новых целей: увеличении производства возобновляемой энергии с 2% до 20% от общего объёма производства энергии к 2030 году, а также о реформировании рынка электроэнергии и повышения энергоэффективности различных процессов.
Она также начала борьбу с загрязнением страны пластмассами, которые заполонили Юго-Восточную Азию (и не только). Она раскритиковала приток пластиковых отходов в Малайзию и помогла установить общенациональный запрет на его импорт.
Усилия Йео, к слову, согласуются с растущей глобальной озабоченностью по поводу использования одноразовых пластмасс. В октябре 2018 года Европарламент проголосовал за запрет таких изделий, как соломинки и столовые приборы.
Восьмую строчку заняла Барбара Ри-Вентер (Barbara Rae-Venter), которую окрестили "ДНК-детективом". Генеалог помогла идентифицировать серийного убийцу.
В феврале 2017 года Барбаре Ри-Вентер позвонил следователь, которому понадобилась помощь учёного в работе по уголовному делу. Она тут же согласилась, хотя и не знала, на что подписывается: следователь пытался поймать одного из самых известных серийных убийц и насильников в истории США.
В этом году деятельность Ри-Вентер не только помогла арестовать убийцу, но и продемонстрировала мощный метод идентификации преступников при помощи генетической генеалогии.
Полицейские шли по следу человека, терроризировавшего Калифорнию в 70- и 80-годах прошлого столетия. Неуловимый преступник совершил 12 убийств, 45 изнасилований и 120 краж со взломом.
Специалисты рассуждали так: если Ри-Вентер сможет собрать воедино семейную историю убийцы, это поможет определить его настоящее имя. Но как этого удалось достичь?
Ри-Вентер загрузила профиль, собранный из ДНК преступника, (образцы были собраны на местах преступлений) в GEDmatch – публичную базу данных, используемую генеалогами.
Она тут же нашла человека, который показался ей дальним родственником убийцы. Позднее при помощи ФБР и местных юристов она работала над триангуляцией общего предка преступника, а затем построила его генеалогическое древо.
В конце концов она нацелилась на Джозефа ДеАнжело (Joseph DeAngelo), бывшего полицейского, живущего в Сакраменто. Последовавшее исследование его ДНК, показало прямое совпадение с образцами, собранными на месте преступлений, то есть именно он и был тем самым загадочным убийцей.
Многие представители генеалогического сообщества знали, что такой подход возможен. В настоящее время ведутся споры о том, является ли такой подход вторжением в частную жизнь.
Девятое место ушло лидеру открытого доступа Роберту-Джен Смитсу (Robert-Jan Smits).
В марте 2018 года власти ЕС поручили ему особую миссию: он должен был помочь как можно большему количеству научных групп опубликовать свои результаты за пределами журналов с платным доступом, и сделать это быстро.
Смитс решил обратиться к источнику "проблемы": он спросил крупных издателей, как это можно сделать. Их ответ был очень прост: если организации, которые платят за исследования, будут настаивать на том, чтобы результаты были опубликованы в открытом доступе, журналам придётся адаптироваться.
Специалист стал главным "архитектором" европейского плана по продвижению открытого доступа к научной информации. Он запустил так называемый план S, согласно которому, основные грантодатели будут требовать публикации научных результатов в открытом доступе.
Пока слишком рано говорить об итоговых результатах такого плана, многое будет зависеть от того, как другие спонсоры примут эту идею. Впрочем, подобная деятельность в любом случае улучшит доступ к результатам исследований, считают учёные.
Как правило, такие работы проводятся на государственные средства, а значит, и их результаты (в том числе негативные) должны принадлежать общественности. Таким образом, открытый доступ позволит проводить новые научные работы с большей эффективностью, а научным группам не дублировать результаты другу друга.
Завершает список охотник за астероидами Макото Йосикава (Makoto Yoshikawa) из Японского агентства аэрокосмических исследований JAXA. Исследователь возглавляет миссию по сбору образцов грунта астероида Рюгу.
В июне 2018 года Йосикава оставался на ногах круглые сутки, поскольку космическая миссия, которую он возглавлял, была нацелена на астероид Рюгу.
После более чем трёхлетнего путешествия космический аппарат "Хаябуса-2" достиг своей цели. В начале октября аппарат успешно сбросил на Рюгу три ровера, которые передали первое в истории видео с поверхности астероида.
Планируется, что на орбите астероида аппарат проработает как минимум полтора года. После сбора образцов грунта посадочный модуль в декабре 2019 года должен будет стартовать с Рюгу и в 2020 году вернуться на Землю.
По признанию Йосикавы, он заинтересовался астероидами после прочтения в детстве "Маленького принца". Астероиды – это потенциальная угроза жизни на Земле, и за ними необходимо следить, но они также хранят многие секреты прошлого Солнечной системы, считает учёный.
"Астероиды – очень маленькие объекты во Вселенной, но очень важные [объекты] для будущей жизни людей", – заключает он.
Добавим, что мы ранее также сообщали о десятке лучших по версии Nature 2017 года и 2016 года.
