Szó se róla, 2020 a tudományos áttörések, felfedezések terén is a koronavírus-járványról szólt. Már maga az, hogy alig háromnegyed év alatt sikerült hatásos védőoltást készíteni a kórokozó ellen, egyike az idei év tudományos csúcsteljesítményeinek. Emellett azért akad még néhány jelentős siker más területeken is, amiket megpróbálunk most összefoglalni.

A most zárult évre joggal mondhatják majd a kései utódaink, hogy a világ közvéleménye a korábbinál összehasonlíthatatlanul nagyobb figyelemmel fordult a tudomány felé, attól várva a COVID elleni segítséget. A járvány és a lezárások más területeken kétségtelenül lassíthatták a tudományos kutatómunkát, ennek ellenére jó néhány jelentős eredmény látott napvilágot.

Az űrkutatás idei főbb eredményeiről írtunk már, ezért most a többi tudományterületet próbáljuk áttekinteni 15 nagy horderejű tudományos siker felsorolásával. Ennek ellenére maradjunk még egy kicsit az univerzum jelenségeinél.

1. Gravitációs hullámok

Elsőként a világűr messzeségeit pásztázó gravitációs hullám-detektorok idei sikerével kezdjük. Az amerikai LIGO és az olasz VIRGO kísérletben a detektorok félévre tervezett működése alatt mindeddig rekordszámú gravitációs hullámok kibocsátásával járó eseményt figyeltek meg. A 39 ilyen gravitációs hullám-észlelést ugyanennyi hatalmas égi karambol okozta, melyek megrezgették a téridő szövetét. Szeptemberben a két detektor ráadásul minden korábbinál erősebb és távolabbról érkező gravitációs hullámot észlelt, mely az eddigi legnehezebbnek talált fekete lyukak összeolvadásából származhat, s ezek közül legalább az egyik egy eddig sosem észlelt és a fizikusok által korábban elképzelhetetlennek tartott kategóriájú fekete lyuk lehet.

fekete lyukak összeütközése nyomán keletkező gravitációs hullámok (szimulációs kép)

2. Az anyag ötödik állapota

Az anyag ötödik állapotát idén a Föld körül keringő Nemzetközi Űrállomáson sikerült vizsgálni, méghozzá jóval hosszabb ideig, mint a földfelszínen. Az úgynevezett Einstein-Bose kondenzátum egy különleges halmazállapot, melyben az atomok és molekulák nem különálló részecskékként, hanem egyfajta, azonos kvantumállapotban lévő egységként viselkednek. A múlt század húszas éveiben Einstein és Bose indiai tudós által elméletben leírt állapotot a szilárd, folyékony, gáz és plazma mellett az anyag ötödik halmazállapotának nevezik, ám ezt a Földön csak a másodperc tört részéig lehet fenntartani. Az űrállomáson azonban egy 0 Kelvinre lehűtött vakum kamrában több a súlytalanságnak köszönhetően ez több másodpercig sikerült, aminek révén olyan fizikai folyamatokat lehet majd tanulmányozni, amiket eddig nem.

3. A tetrakvarka

A világ legnagyobb tudományos laboratóriumában, a Genf melletti CERN-ben a kutatók eddig nem észlelt elemi részecskére, egy tetrakvarkra akadtak, amely egy teljesen új részecske-csoport első tagjának felfedezését jelentheti. Az LHCb együttműködés keretében megfigyelt egzotikus részecske egy húszéves részecskefizikai kutatás jelentős sikere. A felfedezés segíthet a fizikusoknak abban, hogy jobban megértsék azokat a komplex folyamatokat, amelyekben a kvarkok olyan összetett részecskékké kapcsolódnak össze, mint például az atommagokban található mindenütt jelenlévő protonok és neutronok.

4. Rádiókitörés  Idén sikerült megoldani egy rejtélyt, ami 2007 óta tartotta izgalomban a földönkívüli civilizációk után kutató tudósokat. Akkor észleltek egy kozmikus forrásból származó kivételesen erős, de csak ezredmásodpercekig tartó, ám gyakran gyors ismétlődét mutató rádiókitörést, amit sokan a földönkívüliek jelének tartottak. Azóta öt ilyet sikerült megfigyelni, köztük egyet idén szeptemberben, amely jóval közelebbről érkezett és amerikai, kanadai és kínai kutatók megállapításai szerint a forrása ezúttal – a többivel ellentétben – most saját galaxisunkon, a Tejútrendszeren belülről jött. Be is azonosították: egy különösen erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillag robbanását, mely még röntgen és gammasugárzás kitörést is produkált. Az ilyen jelenségek végleges magyarázatához több ilyen, közelebbi kitörést kellene megvizsgálni, de valószínűleg mindet ilyen okok magyarázzák.

5. Dinoembrió

A kutatók jelentős felfedezéseket tettek a földi élet múltjának pontosabb feltárásában is. Kiderült például, hogy a korai dinoszauruszok ugyanolyan puha, bőrszerű tojásokat raktak, mint a kígyók, vagy a teknősök. A korábban megtalált, de későbbi dínótojások mind keményhéjúak voltak, ám a Gobi sivatagban talált leletekből arra lehet következtetni, hogy a sokkal több előnyt jelentő kemény héjú tojások az evolúció során a régebben gondoltnál később, kevesebb, mint 200 millió évvel korábban alakultak ki. Idén jelentették be azt is, hogy Albertában első ízben még (ugyan kemény héjú) tojásban lévő tyrannosaurus embriómaradványokat találtak, melyek arra utalnak, hogy a hatalmas ősragadozó alig egy méteres hosszú farkú apróságként kelt ki a tojásból, ami egytizede volt a kifejlett állat nagyságának.

6. Vándorlás

Korábban azt gondolták, hogy az első emberek Ázsiából még az utolsó jégkorszak idején északon meglévő földhídon mintegy 15 ezer évvel ezelőtt jutottak át Amerikába. Az idén megjelent egyik tanulmány azonban egy mexikói barlangban talált kőeszközök korából arra következtet, hogy az első emberek ennél korábban, mintegy 32 ezer éve érkezhettek, akkor pedig erre csak a tengeren át, csónakokkal lehetett mód. A nagy port felvert eredményeket sokan kritizálják, mondván, sem emberi maradványokat, sem állatcsontokat nem találtak a lelőhelyen, így nem biztos, hogy a köveket valóban emberi kéz alkotta, bár az elmúlt években Amerikában több más helyen is felfedeztek emberhez köthető, a régi elméletnek megfelelőnél korábbi leleteket.

7. Szakkarai temetkezési komplexum

A régészet idei nagy dobása a Szakkara melletti temetkezési komplexum felfedezése. Több mint 160 teljesen érintetlen szarkofágot találtak i.e. 600-ból, ami páratlan leletegyüttes. A sivatag homokja alatt majd 11 méter mélyen fekvő kamrákból egyebek mellett az Egyiptomban eddig előkerült harmadik aranyozott ezüst múmiamaszkot, egy eddig ismeretlen kígyóistennő kultuszára utaló feliratokat, és egy olyan átlagosnak tűnő, ám a fáraók kiváltságát jelző testtartásban fekvő múmiát is találtak, amely a kutatók szerint egy magas rangú pap maradványa lehet.

8. Műanyagfaló szuperenzim 

Miközben ausztrál kutatók első ízben találtak mikroműanyag részecske lerakódást az antarktiszi jégben, s számításaik szerint mára 14 millió tonna műanyagrészecske heverhet a világtengerek fenekén, egy brit-amerikai módszer áttörésszerű technológiát kínál a műanyaghulladékok kémiai lebontására. A technológia során használt, két enzim kombinálásával létrejött szuperenzim az eddigieknél hatszor gyorsabban, mindössze néhány nap alatt bontja le a PET-palackok anyagát. Az évente keletkező 300 millió tonna ilyen műanyag alkotóelemeire bontása lehetővé teszi, hogy ezeket a gyártók új termékek előállítására újra felhasználhassák, ami csökkenthetné az új műanyagok készítéséhez szükséges kőolajtermékek iránti igényt is.

9. Korallzátony

Ha már a tengernél tartunk, a Nagy Korallzátony pusztulása tovább tart, a korallok pusztulását jelző fehéredés idén öt év óta a legerősebb és az ötödik legrosszabb a jelenség 1998-as felfedezése óta, ráadásul most első ízben a hatalmas zátony mindhárom nagy régióját érintette. Az októberben elkészült tanulmány szerint 30 év alatt a zátony koralltelepeinek felét elvesztette. Egy biobank ezért elkezdett szövet- és DNS-mintákat gyűjteni a későbbi helyreállítás és rehabilitáció megkönnyítéséhez. Jó hír viszont, hogy találtak egy eddig ismeretlen 500 méter magas, önmagában álló korallzátonyt, amely magasabb a New York-i Empire State Buildingnél, ami 120 év óta az első ilyen jelentős felfedezés a zátonyon.

A New York-i felhőkarcolónál is magasabb korallszirt forrás: Schmidt Ocean Institute

10. Az első emberben alkalmazott génszerkesztésIdén alkalmazták először a Nobel-Díjat is ért génszerkesztés, a CRISPR-Cas módszerét egy élő embernél, méghozzá egy öröklődő betegség miatti vakság kezelésére. Az oregoni Portland Orvostudományi Egyetemének kórházában egy gén hiánya miatti gyermekkori vakságban szenvedő beteg szemének retinájába injektálták be a genetikailag módosított vírussal bejuttatott megváltoztatott gént, mely voltaképpen kivágja a vakságot okozó génhibát. Az azóta nyilvánosságra került eredmények jelentősen javult, bár messze nem tökéletes látásról szólnak, s így további betegek kapták meg az egyelőre csillagászati összegű kezelést.

11. Mesterséges Intelligencia

Idén tették közzé azokat az eredményeket is, amelyek szerint a Google DeepMind mesterséges intelligencia rendszere hat emberi radiológust felülmúlva közel 29 ezer nő röntgenképén volt képes észlelni a mellrákos elváltozásokat. Egy másik amerikai MI rendszer igen nagy, több mint 97 százalékos érzékenységgel ismeri fel patológiai szövetmintákból a prosztatarákot, sőt nemcsak a daganat felismerését végzi el, hanem nagy hatékonysággal a növekedését, osztályozását és a környező idegekbe való beszűrődését is jelzi.

12. Ebola

Nagy siker, hogy a hatékony vakcina és a szinte emberfeletti logisztikai erőfeszítések segítségével sikerült végleg lezárni a demokratikus Kongóban dúló, második eddigi legnagyobb, két évig pusztító ebola járványt. A kór 3480 embert fertőzött meg, s közülük majd 2300-an haltak bele. Az ebola védőoltást ugyanúgy mínusz 70 fokon kellett szállítani, mint a mostani Pfizer-Biontech COCID vakcinát, de ehhez a WHO szakemberei és a helyi közösségek segítségével speciális, hálózati áram nélkül működő fagyasztó termoszokban sikerült az oltást eljuttatni a legeldugottabb vidékekre is.

13. Covid örökítő anyag

És végül, de nem utolsósorban az új típusú koronavírussal kapcsolatos három legfontosabb eredmény. Elsőként a kínai kutatók villámgyors tette, mellyel három nappal a betegséggel való megismerkedés után már az év második napján leírták a COVID teljes örökítő anyagát, genomját, bár további tíz nap kellett hozzá, hogy ezt közzé is tegyék. Azt is megállapították, hogy ez a genom 80 százalékban azonos a korábbi koronavírussal, a SARS örökítő anyagával, ami azt is valószínűvé tette, hogy ez a vírus is állatokról került át az emberre. Májusban aztán kiderült, hogy a SARS-COV-2 genetikai anyaga 97-ban egyezik bizonyos denevérekben lévő koronavírusokkal. A konklúzió, a kórokozó denevérekről került át egy még nem ismert közvetítő faj segítségével az emberekre.

14. Covid védőoltás

A vakcinakutatások „fénysebességgel” indultak meg, s kevesebb, mint egy év után sikerült engedélyezni az első védőoltásokat. Korábban négy év alatt sikerült leghamarabb vakcinát kifejleszteni egy betegség ellen. Ezt sikert az tette lehetővé, hogy egyrészt a SARS ellen meginduló, de a járvány elapadása miatt befagyott kutatások eredményeit is fel lehetett használni, másrészt olyan új módszereket (mRNS vakcinákat) alkalmaztak, melyek a vírus genetikai anyagának csak egy szakaszát használták fel és az oltóanyagot számítógépen két nap alatt is meg lehetett tervezni.

A COVID-19 elleni Pfizer-Biontech védőoltás

15. Covid elleni gyógyszerek, kezelések

A COVID elleni gyógyszerkutatások is rohamtempót vettek. Sok szert kaptak fel, majd ejtettek rövid időn belül. A remdesivirt ugyan az amerikai FDA engedélyezte, mint olyan hatóanyagot, amely lerövidítheti a kórházi tartózkodást, de úgy tűnik, a halálozást nem csökkenti. Sürgősségi engedélyt kapott azonban több más kezelés, mint például a gyógyult betegek vérplazmájával végzett infúzió, illetve a szteroidok alkalmazása, mely utóbbi valóban csökkenti a halálozási arányt. Kevésbé súlyos esetekben a monoklonális antitestekre támaszkodó kezelések tűnnek ígéretesnek, amelyek szintetikus úton előállított antitesteket alkalmaznak. Az FDA engedélyét legújabban elnyert bamlanivinab is ilyen kezelésről szól, és a koronavírus tüskefehérjét célozza meg, hogy megakadályozza a sejtekbe való bejutását.