Дари

Списание Science: 10-те най-важни научни пробива през 2020 година – Част 2

Продължаваме с подборката на редакцията на едно от най-популярните научни списания Science кои са според тях десетте най-ярки постижения в науката през 2020 година.

Към Част 1

Открито е най-старото изображение на ловна сцена

В самия край на 2019 година археолозите се отчетоха с удивително откритие. Те са открили най-древната в света ловна сцена. Експертите на Science решили да не бъдат толкова стриктни и са включили това впечатляващо постижение с списъка с научните пробиви от 2020 година.

Произведението на доисторическото изкуство било открито в пещера на индонезийския остров Сулавеси. То е изпълнено преди 44 хиляди години. За сравнение най-ранните живописни изображения в Европа са не по-стари от 21 хиляди години.

Фрагмент от най-старото изображение на ловна сцена от Индонезия Източник: RATNO SARDI

Картината изобразява 8 ловци, които представляват полухора-полуживотни. Тези монстри са въоръжени с копия и преследват две брадавичести свине и четири дребни бивола.

Изкуствен интелект разгадава тайните на протеините

Миналата година беше отбелязан голям пробив в биологията. Изкуствен интелект реши задачата, която учените не можеха да решат от половин век насам. Става въпрос за прогнозирането на тримерната структура на молекулите на протеините.

Но защо това е толкова важно за човечеството? Това е така, защото протеините са в основата на всичко живо в природата. Те не са само строителния материал на нашето тяло, но са и регулаторите, управляващи практически всичките процеси в живата клетка. Не е учудващо, че протеините са предмет на изключителното внимание на биолозите. При това молекулата на белтъка може да е много сложна, тъй като представлява дълга верига от отделни звена, представляващи аминокиселини. Всеки протеин си има индивидуална последователност на тези звена. В тях за закодирани всичките свойства на молекулата, в това число и нейната тримерна форма. Последната е много важна, тъй като от нея зависи каква работа ще може да изпълнява протеина в клетката.

През последните 50 години биолозите се опитваха да се научат да предсказват пространствената структура на отделните молекули по тяхната аминокиселинна последователност. Но през 2020 тази задача бе успешно решена с помощта на изкуствената невронна мрежа Alpha Fold, създадена от компанията DeepMind (подразделение на Alphabet, тоест на Google). Изкуственият интелект се научил да предсказва структурата с точност, сравнима с размера на атом.

В зелено е показана тримерна структура на протеин, определена от експеримент, със синьо – прогнозуираната от агоритъма AlphaFold. Те съвпадат почти идеално. Източник: DeepMind

Досега структурата на протеините се определяше по дълъг и скъп начин, като понякога това беше даже невъзможно. С помощта на изкуствения интелект сега вече се откриват изключително големи перспективи в тази област, които ще са изключително полезни в много области, като медицината, селското стопанство и други.

Къде се крие ХИВ инфекцията

През 2020 година биолозите успяха да разберат как на някои хора им се отдава да се противопоставят на ХИВ-инфекцията.

Трябва да припомним, че този патоген съхранява своята наследствена информация в РНК. Но той има способността на я преписва в ДНК и да вгражда тази последователност в човешките хромозоми. Такива чужди фрагменти на ДНК се наричат провируси. Когато човешката клетка чете командите, зашифровани в нейният собствен геном, тя може случайно да прочете и ДНК на провируса. Тази ДНК дава команда да се синтезира вируса.

ДНК на ХИВ (в синьо) се вгражда в ДНК на човек
Източник: Janet Iwas/CC BY NC SA.

Заради провирусите от ХИВ почти е невъзможно човек докрай да се излекува. Антивирусните препарати унищожават патогените в кръвта, но клетките, прочитайки командите на „чужденците“, синтезират нови копия на вируса. Като резултат пациента трябва да приема лекарства цял живот.

Но примерно 0,5% от 38-те милиона човека, живеещи с ХИВ са изключение от това правило. Те не приемат антивирусни препарати и при това години наред остават здрави.

Автори на ново изследване са установили, откъде е тази суперспособност. Оказало се, че при такива хора 45% от провирусите се намират в „отпадъчните“ участъци на ДНК, които са лишени от работещи гени и затова не се четат. При обикновените ХИВ инфектирани хора в това „тихо пристанище“ се намират само 17% от провирусите.

Учените се надяват да разберат механизмите, изтласкващи провирусите в „отпадъчните“ участъци на генома и да могат да ги използват при лечението на ХИВ инфекцията.

Постигната е свръхпроводимост при стайна температура

През 2020 година се сбъдна още една мечта, този път при физиците. Изследователи получиха свръхпроводящо състояние на вещество при стайна температура. Това означава, че няма загуба на електроенергия при нейния пренос. Такова свойство на проводник би осигурило забележителна икономия на енергия. Класическият способ за създаване на условия на свръхпроводимост е да се охлади проводника почти до абсолютната нула. Но идеята да се създадат проводници, потопени в течен хелий едва ли е разумно предложение за икономия на средства. По тази причина учените от преди почти век упорито търсят начини за минимизиране на охлаждането.

През 2020 година те все пак успяха да достигнат желаната цел. Те получиха свръхпроводящо състояние при стайна температура. Малката „подробност“ е, че за това е било необходимо налягане от 2,6 милиона атмосфери, така че революция в енергетиката едва ли си струва да очакваме скоро в тази насока. Но изследователите все пак се надяват, че са на правилния път и по-нататъшното подобряване на технологиите и новите открития ще отворят пътя към действително „стайни“ свръхпроводници.

Птиците са по-умни, отколкото ние си мислим

През 2020 година два независими научни екипа са установили, че птиците са по-умни, отколкото ни се струва. Основата на човешкия интелект се явява мозъчната кора, тоест неокортекса. Той се състои от няколко хоризонтални слоя , разположени един над друг. При това клетките, разположени в по-горните слоеве са свързани с по-долу лежащите неврони с израстъци и така образуват вертикални колонки.

Досега се смяташе, че при птиците не се наблюдава нищо подобно. Но през миналата година, изследване е установило подобна структура в предния мозък на гълъби и сови. По този начин се оказало, че птиците по строежа на своя мозък са много по-близко до човека, отколкото досега му се е струвало на надменния Homo Sapiens.

Другото изследване било посветено на функционирането на мозъка на черните врани, които са известни със своя забележителен интелект. Експериментаторите научили птиците да обръщат глава при определена последователност на мигащи светлинки на монитор. В същото време електроди, прикрепени в мозъка на враните, регистрирал активността на невроните.

Учените са фиксирали любопитни особености в работата на мозъка на враните. Това може да означава, че животното не просто отговаря с автоматична реакция на стимула, а осъзнава в някакъв смисъл какво вижда. Изводът е, че враните може би притежават наченки на съзнание.

Към Част 1

Източник

5 1 vote
Article Rating
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Дари
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x