Dies sind unsere Picks für Top Science Stories des Jahres 2015

Von Rosettas laufende Liebesaffäre mit einem Kometen und die Entdeckung von einem Pentaquark zu umstrittenen Durchbrüche wie gen-Bearbeitung von menschlichen Embryonen und eine möglichen neue Arten des Homo Sapiens handelte es sich um die Wissenschaft-Geschichten, die jeder im Jahr 2015 redete.

Rosetta und seine Kartoffel-förmigen Comet

Rosetta-Mission der Europäischen Weltraumorganisation, Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko zu erkunden war das Wissenschafts y Geschenk, das im Jahr 2015, besonders seine ganze Reihe von ins Auge fallenden Bilder Raum Porno Liebhaber überall erfreuen an dem gehalten. Es begann im Januar mit sieben Artikel in Science beschreiben die ersten Ergebnisse aus der Analyse der Daten: vor allem Bilder von Wellen und Dünen auf der Kometenoberfläche. Das war überraschend, denn es keine Atmosphäre (und somit kein Wind) auf dem Kometen gibt, plus es sehr wenig Gewicht hat.

Im Jahresverlauf haben wir neue Fotos von einer niedriger Höhe Vorbeiflug, unser erster Blick auf den Kometen dunkle Seite und neue Daten aus der Lander Philae atemberaubende, nachdem es von einer monatelangen Winterschlaf aufgewacht. Es gab viele Überraschungen: zum Beispiel der Komet hat eine kleine Wettersystem, angetrieben durch einen intensiven Tag-Nacht-Rhythmus, komplexe organische Moleküle, und ur Sauerstoff austreten aus dem, was geht für den Meteorstein tenuous Atmosphäre. Und Astronomen sind immer noch verwirrt, durch die sich verändernden Land Merkmale einer bestimmten Website auf dem Kometen. Wir können nicht warten, um zu sehen, was Rosetta und seiner mutigen Kartoffel-förmigen Comet für uns auf Lager im Jahr 2016.

[Hinweis: Pluto wurde auch sehr große Neuigkeit im Jahr 2015 – so sehr, dass wir jedermanns Lieblings Zwergplanet eine Liste aller gibst seiner eigenen. Suchen sie in dieser Woche.]

Abbildung eines Teilchens Pentaquark. Kredit: CERN.

Der LHC entdeckt ein Pentaquark

Die neue verbesserte Large Hadron Collider verschwendete keine Zeit, immer zur Sache in diesem Jahr: der LHCb-Experiment entdeckt prompt eine neue Klasse von Elementarteilchen, genannt "Pentaquarks." Um Protonen und Neutronen zu machen, binden Sie drei Arten von Quarks zusammen, aber es ist theoretisch möglich, Partikel mit weniger als fünf Quarks zu machen. Das LHCb-Team fand die Signatur nur so ein Tier, bestehend aus zwei Up-Quarks, ein Down-Quark, einem Charm-Quark und einem anticharm Quark.

Der erste Beweis für eine mögliche Pentaquark erschien im Jahr 2002 auf das Frühjahr-8-Synchrotron in Harima, Japan, und erste Re-Analyse der Daten verstärkt des Falls. Aber bis zum Jahr 2005 Physiker hatte geschlossen, es war ein echtes Signal, und für das letzte Jahrzehnt der Pentaquark oft als ein Beispiel, wie einfach es ist, etwas in den Daten zu sehen, die nicht wirklich da zitiert wurde. Jetzt wissen wir, dass das Pentaquark tatsächlich existiert, obwohl der LHCb Pentaquark unterscheidet sich von einem angeblich gesehen in 2002 (es ist dreimal schwerer und enthält verschiedene Arten von Quarks). Dennoch setzt er die Szene für spannende neue Entwicklungen kommen. Als MIT Frank Wilczek, einer der Architekten der Theorie, die beschreibt, die Kräfte, die Quarks zusammenhalten, sagte Natur: "Es ist wie ein Phönix aus der Asche."

Skelett Fossilien von der Hand des Homo Naledi. Bildnachweis: John Hawks/Wikimedia Commons

Mögliche neue Arten des Homo Sapiens

Die Aufregung war spürbar, wenn Forscher von der University of the Witwatersrand in Johannesburg 15 Teilskelette aufgedeckt tief in einem südafrikanischen Höhlensystem von was sie glauben, eine völlig neue humanoide Spezies. Homo Naledigenannt, die Überreste darauf hingewiesen, dass diese Kreatur ein affenähnlicher Becken und Schultern, mit Füßen, die des Homo Sapiens vor 200.000 Jahren ähnelt und einen viel kleineren Schädel als moderne Menschen hatten. Das Team hat auch digitale Kopien einer Website namens Morphosource, so konnte jeder herunterladen und drucken Sie ihre eigenen Schädel-Fragmente mit einem 3D Drucker hochgeladen.

Aber ähnelt die Suche erwies sich kontrovers von Anfang an, mit anderen Paläoanthropologen behaupten, dass es nicht wirklich eine neue Spezies, obwohl sie auf die vorhandenen Arten es am ehesten nicht einverstanden- und Team-Mitglied John Hawks erzielte eine temperamentvolle Widerlegung der Kritik in seinem Blog, einschließlich Zugriff auf seine Daten. Auch gab es Vorwürfe, dass Teamleiter Lee Berger durch die Ausgrabung stürzte und Publikation (anscheinend war das Papier mit Fehlern gespickt) zu einer besseren Platz für ein Filmteam für National Geographic. Unabhängig davon, ob diese Kritik halten, ist es nicht zu leugnen, dass dies große Neuigkeit im Jahr 2015 wurde. Und wie es Gizmodo Kiona Smith-Strickland ausführte, "das ist das a und o wie wissenschaftliche Argumente sollen arbeiten."

Bildnachweis: Wellcome Images.

Gen-Bearbeitung von menschlichen Embryonen

Nach Wochen der Spekulation brach die Nachrichten früher in diesem Jahr, dass chinesischer Genetiker die revolutionäre neue CRISPR gen Bearbeitung Methode benutzt hatte, um die DNA der menschlichen Embryonen genetisch zu verändern. Kontroverse ausgebrochen sofort, vor allem wegen der ethischen Fragen im Zusammenhang mit ihrer Verwendungdes der Germline Veränderung – im Gegensatz zu somatischen Gentherapien können Keimbahn Modifikationen an nachfolgende Generationen weitergegeben werden. Das Experiment war nicht genau ein voller Erfolg: sie wendeten CRISPR auf 86 Embryonen; 71 überlebt den Prozess, und davon wurden 54 genetisch getestet. Von denen nur 28 gespleißt erfolgreich, und nur ein Bruchteil derjenigen enthalten den Austausch genetischen Materials. Außerdem gab es so viele unbeabsichtigte Mutationen, dass die Forscher sich dafür entschieden, um das Experiment zu stoppen.

Ehrlich gesagt, das Papier selbst als problematisch erwiesen: es war von Natur und Wissenschaft, aus ethischen Gründen abgelehnt und schließlich durch Protein und Zelleveröffentlicht. Aber seine breitere Wirkung war nicht zu leugnen, einige der weltweit führenden Genetiker und Bioethiker, einen internationalen Gipfel einzuberufen, auf Gene Editing vor einigen Wochen zu motivieren. Der nachfolgende Bericht einige erstaunlich fortschrittlich denkende Richtlinien angelegt: Es gab US-Wissenschaftler ein grünes Licht auf solche Experimente auf menschliche Gene, sofern solche Experimente nicht in der Schwangerschaft führen. Aber der Ausschuss warnte auch vor der Aussicht auf "Designer-Babys", da die Technologie noch grob zu früh ist.

Einen Schritt näher an eine universelle Grippeimpfung

Grippeschutzimpfung verändern mit den Jahreszeiten, denn es so viele verschiedene Stämme gibt; die Aufnahmen müssen angepasst werden, unabhängig davon, welche Sorten in jedem Jahr dominieren, basierend auf der Gestaltwandlung Lockvogel Proteine, die das Virus Oberfläche säumen. Setzen Sie diesen Köder-Proteine in unserer Impfstoffe, erstklassige wir unser Immunsystem gegen die Grippe. Aber jetzt sind wir einen Schritt näher an eine universelle Grippeschutzimpfung – einen einzigen Jab, die uns lebenslang immun konnte – nach zwei Forschungsgruppen neue Prototyp-Impfstoffe, die ein anderes Ziel kündigte, stabileren "stalken Protein" in das Virus. Der Trick ist, unser Immunsystem zu "erkennen", jene Proteine Stengel von Jahr zu Jahr zu bekommen. Die neuen Impfstoffe gegen H1N1-Grippevirus bei Mäusen, Affen und Frettchen (das nächste Modell, menschliche Reaktion auf die Grippe-Virus) getestet SPf66: gab es eine Immune Antwort, aber nicht immer stark genug, um Infektionen zu vermeiden. Aber es ist ein vielversprechender Schritt nach vorn, dennoch.

Die iChip verwendet, um das erste neue Antibiotikum in 30 Jahren zu entdecken. Bildnachweis: Slava Epstein.

Erste neue Antibiotikum in 30 Jahren

Antibiotikaresistenz ist auf dem Vormarsch unter Bakterien wie MRSA. So war die Ankündigung, dass Wissenschaftler in 30 Jahren die erste neue Klasse von Antibiotika gefunden hatte eine besonders erfreuliche Entwicklung. Teixobactin zielt auf die Lipidmoleküle, dass Bakterien verwenden, um neue Zellwände zu bauen, und hat sich bewährt gegen mehrere Krankheitserreger, einschließlich sehr resistente Stämme von Staph. Es ist noch in der präklinischen Entwicklung, erwarten Sie also Ihren Arzt Rezepte jederzeit schnell schreiben nicht. Aber es war die Technologie verwendet, um Teixobactin zu finden, die am meisten Aufregung erzeugt: ein praktisches Gadget namens iChip, mit dem Mikrobiologen, wachsen Bakterien in Schmutz – ein großer Vorteil, weil die meisten Bodenmikroben sonst im Labor gezüchtet werden können nicht. Die iChip hat das Potential, Tausende, vielleicht sogar Millionen von Bakterien, die auf der Suche nach Kandidaten mit guten antibiotischen Eigenschaften zu testen. Teixobactin könnte nur der Anfang sein.

Krister Shalm passt die Photon-Quelle in seiner Bell Test Versuchsaufbau. Bildnachweis: Burrus/NIST

Gespenstische Fernwirkung ist Real

Genannt "gespenstische Fernwirkung" von Albert Einstein, ist Verschränkung ein Quantenphänomen, wobei zwei subatomaren Teilchen so eng miteinander verbunden sein können, dass man scheinen kann, andererseits auch über große Entfernungen hinweg zu beeinflussen. Drei unabhängige Experimente haben in diesem Jahr endgültig gezeigt, dass das Phänomen real ist.

Physiker haben Varianten des so genannten Bell-Test seit Jahrzehnten mit immer mehr Präzision führt, aber konnte nie ganz behaupten, der endgültige Beweis der gespenstische Aktion geführt haben, denn es immer noch kritische Lücken in den Versuchsplan gab. Bis vor kurzem habe sie einfach nicht hinreichend fortschrittlichen Technologie, um diese Lücken zu schließen.

Anfang des Jahres schickte Physiker an der Universität Delft in den Niederlanden zwei verschränkte Elektronen Ecken des Campus zu trennen und fand, dass gespenstische Aktion echt war. Krister Shalm und seine Kollegen am National Institute of Standards and Technology in Colorado geschlossen diese Lücken mit präziser als je zuvor, den letzten Nagel im Sarg der lokalen Realismus hämmern. Ein zweites Team von Physikern an der Universität Wien durchgeführt, noch eine andere Version von der Bell-Test unter Verwendung eines der NIST Einzelphotonen-Detektoren. Sie berichteten ähnliche Ergebnisse, Einreichung ihrer eigenen Arbeit in der Fachzeitschrift Physical Review Letters zur gleichen Zeit wie Schalmei und seine Co-Autoren. Genommen zusammen mit den Ergebnissen von Delft, sollte diese Lücke frei Bell Tests die Frage ein für allemal zu begleichen.

Geist-Meldungen mit Ratten und Affen

Star Trek -Fans sind bestens vertraut mit Spocks Kenntnisse im Umgang mit der Vulcan Geist-Meld. Aber Neurowissenschaftler sagen, dass etwas ähnliches wirklich geschieht, wenn Gehirne elektrisch miteinander verbunden sind, um Impulse über ein Netzwerk zu teilen. Zwei Studien veröffentlicht dieses Jahr in der Zeitschrift Scientific Reports beschriebenen Arbeiten mit Verbindungstür Ratte und Affe Gehirne, bzw. über Elektroden, die es ihnen ermöglichen, ihre Gedanken zur Durchführung von einfacher Aufgaben wie Mustererkennung zu koordinieren und eine Roboter-Gliedmaßen bewegen. Immerhin liegt es nahe, dass wenn mehr Neuronen aus einem einzigen Gehirn einen Job besser machen können, Verknüpfen von zwei oder mehr Gehirne noch effizienter als eine wäre.

Duke University Forscher unter der Leitung von Miguel Nicolelis Neurowissenschaftler implantiert zwei Sätze von Elektroden im Gehirn von vier Ratten und gab ihnen einen Muster-Anerkennung-Test zu "lösen". Durch Versuch und Irrtum fanden sie, dass die Ratten herausgefunden, synchronisieren Sie ihr Gehirn signalisiert. Sie handelten im Konzert als ein einfacher Computer. Die Duke-Team hatte ähnliche Ergebnisse, wenn sie Affen mit Gehirn-Computer-Schnittstellen (BCIs) manipuliert. Die drei Gehirn verknüpft Affen waren in der Lage, ihre Bemühungen um einen Roboterarm zu manipulieren zu koordinieren. Es ist noch nicht Spock-würdig Geist verschmelzen, aber es ist dennoch spannende Vorschuss auf der Vorderseite der Neurowissenschaften.

Bild oben: neues Modell in Form des Kometen 67P/Churyumov-Gerasimenko. Kredit: ESA.