2015, un anno speciale per la scienza

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2015, un anno speciale per la scienza BEST5.IT 2016-12-03 21:58:31
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Gli ultimi 12 mesi del 2015 sono stati incredibili.

Abbiamo esplorato Plutone, rivoluzionato la medicina, trovato prove della presenza di acqua su Marte e salvato animali sull’orlo dell’estinzione.

Il 2015 passerà nei libri di storia come un punto di svolta? Ripercorriamo alcuni dei più entusiasmanti risultati scientifici dell’anno.

Curiosità: Il 2015 non è stato il solo anno importante per la scienza…Ricordiamo insieme alcuni anni molto importanti sempre sotto il profilo scientifico:

  • 1543: La pubblicazione di “De revolutionbus orbium caelestium” di Nicola Copernico e di De humani corporis fabrics di Andrea Vesalio rivoluziona il mondo dell’astronomia e della medicina.
  • 1846: Il dentista statunitense William Morton inaugura l’uso dell’anestesia per la chirurgia, mentre in Germania Johann Gottfried Galle e Heinrich Louis d’Arrest sono i primi a identificare il pianeta Nettuno.
  • 1907: Leo Baekeland inventa la bakelite, la prima plastica sintetica, mentre Ivan Pavlov conduce i suoi esperimenti sul condizionamento.
  • 1913: L’Umanità compie un balzo nella comprensione degli elementi chimici, grazie alla definizione di numero atomico data da Henry Moseley e al nuovo modello della struttura atomica di Niels Bohr.
  • 1917: Ernest Rutherford scinde l’atomo, inaugurando la fisica nucleare. In Francia il medico militare americano Oswald Hope Robertson ha l’idea delle “banche del sangue”.
  • 1927: Werner Heisenberg pone le basi della meccanica quantistica enunciando il principio di indeterminazione. Lo stesso anno parte il primo servizio telefonico transatlantico.
  • 1953: James Watsone Francis Crick descrivono il DNA. L’esperimento di Miller-Urey mostra come possano essersi formati i primi aminoacidi.
  • 1961: II russo Jurij Gagarin è il primo uomo nello Spazio. Frattanto, sulla Terra il biologo Julian Huxley e l’ornitologo Peter Scott fondano il World Wildlife Fund.
  • 1967: All’Università di Cambridge Jocelyn Bell Burnell scopre la prima pulsar. E, parlando di cose che pulsano, il chirurgo sudafricano Christiaan Barnard porta a termine il primo trapianto di cuore su esseri umani.
  • 1985: Farman, Gardiner e Shanklin identificano un buco nello strato di ozono sopra l’Antartide. Negli USA un gruppo diretto da Herman Kroto scopre la molecola del buckminsterfullerene.
LEGGI  5 muffe che hanno cambiato la storia

1. Scoperto un nuovo antibiotico

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Via via che i batteri evolvono e diventano resistenti all’attacco degli antibiotici, la medicina moderna rischia di essere sconfitta.

Un uso eccessivo di antibiotici può portare all’avvento di “superbatteri” come l’MRSA, in grado di sopravvivere al nostro arsenale.

Erano decenni che non appariva un nuovo antibiotico. Ma adesso sono sotto esame due sostanze che potrebbero permetterci di combattere i superbatteri.

Una, sviluppata dalla compagnia farmaceutica Novartis, è una variante dell’antibiotico isoniazide, già esistente e usato per colpire la tubercolosi resistente agli antibiotici. Funziona aggirando il meccanismo usato dai batteri per sviluppare la resistenza.

Ma è più efficace ancora il teixobactin: è stato ottenuto da batteri “selvatici” che vivono nel terreno e agisce in un modo diverso dagli antibiotici convenzionali, attaccando una parte della cellula batterica meno in grado di mutare e produrre resistenza.

“Circa il 99 per cento di tutte le specie di batteri in natura non è stato sottoposto a coltura: sono una fonte di nuovi antibiotici ancora non sfruttata”, spiegano i ricercatori.

Se verrà sviluppato un farmaco dal teixobactin, potrebbe essere efficace contro batteri come l’MRSA per decenni a venire.

PERCHÉ È INTERESSANTE?
Un aumento della resistenza agli antibiotici nei batteri mette a rischio la nostra vita.

CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
I ricercatori daranno la caccia ad altri antibiotici come il teixobactin nel suolo.

2. Scoperta una specie simile all'uomo

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Il ritrovamento di una nuova specie umana desta sempre sensazione, ma ci vuole qualche tempo per passare dalla scoperta dei fossili a un chiaro risultato scientifico.

Fu nel 2013 che un gruppo diretto da Lee Berger dell’Università del Witwatersrand, in Sudafrica, raccolse la segnalazione di un gruppo di Speleologi su una camera nascosta del sistema di caverne Rising Star.

Le caverne si trovano a circa 29 chilometri da Johannesburg, in una zona soprannominata "culla dell’umanità” per via del gran numero di fossili umani che vi sono Stati ritrovati.

Nella caverna sono stati prelevati in tutto ben 1500 frammenti fossili, e nel 2015 il mondo ha appreso che cosa è stato scoperto. Le ossa formavano i resti parziali di 15 individui di una primitiva specie umana.

Pare che Homo naledi, come sono stati chiamati questi ominidi, camminasse eretto e arrivasse a circa un metro e mezzo di statura, ma dalla struttura delle mani e delle spalle si ritiene che passasse molto tempo sugli alberi.

Gli scheletri presentano caratteristiche miste, con il cranio che fa ipotizzare un cervello grande circa come un terzo del nostro, ma con piedi dall’aspetto sorprendentemente moderno.

Il passo successivo consisterà nel capire l’età di queste ossa. Homo naledi potrebbe essere tra i primissimi esseri umani, risalente a due o tre milioni di anni fa, oppure essere arrivato a coesistere con Homo sapiens.

PERCHÉ È INTERESSANTE?
Perché l’Umanità ha percorso una strada lunghissima... non siete curiosi di sapere come siamo arrivati fin qui?

CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
L’età esatta di Homo naledi dev’essere ancora verificata: è questa l’attuale priorità.

3. Acqua liquida trovata su Marte

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Si sa da qualche tempo che su Marte c’era acqua, in particolare nelle calotte polari.

Questo pianeta mette insieme però una pressione atmosferica bassissima - che farebbe evaporare rapidamente l'acqua liquida, se ce ne fosse - e una temperatura media sulla superficie attorno ai -63°C, il che rende in assoluto improbabile la formazione di acqua liquida.

L'annuncio della NASA secondo cui sulla superficie del pianeta è presente acqua liquida libera di scorrere è stato quindi davvero sorprendente.

Anche se non è stata osservata acqua in movimento, gli scienziati hanno scoperto striature scure e strette della lunghezza di qualche centinaio di metri lungo alcune gole, che parevano “crescere e diminuire con il passare del tempo".

È probabile che siano prodotte da acqua che scorre, a maggior ragione perché sugli stessi pendii sono stati scoperti sali idrati. Sono composti chimici contenenti acqua che si sono formati presumibilmente quando era presente acqua liquida.

I depositi sono stati scoperti dal Mars Reconnaissance Orbiter. La sonda usa uno spettrometro, che può rilevare la presenza di diverse strutture chimiche in base alla luce che riflettono.

Questi composti, sciolti in acqua, ne abbasserebbero la temperatura di congelamento, come fa il sale quando viene sparso sul ghiaccio, permettendo all'acqua di rimanere liquida anche a temperature molto al di sotto di 0°C.

Per dirla con John Grunsfeld della NASA: "La nostra esplorazione di Marte consiste nel "seguire l’acqua’ per cercare la vita nell'Universo”. Questa scoperta fornirà un importante punto di partenza per i futuri tentativi di trovare la vita su tale pianeta.

PERCHÉ È INTERESSANTE?
La presenza di acqua rende ben più probabile la presenza di vita, in qualche forma e in qualche momento.

CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
Stiamo arrivando al punto in cui sonde e lander ci hanno detto su Marte tutto quello che potevano: adesso dobbiamo andarci persona.

4. Il DNA umano manipolato con successo

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Il rivoluzionario strumento genetico CRISPR (che sta per Clustered, Regularly Interspaced, Short Palindromic Repeat) è stato sviluppato nel 2012.

Ha trasformato la manipolazione del DNA, che era un procedimento lento e costoso, in una tecnica rapida ed economica.

Questo approccio, che fa uso di un meccanismo scoperto nel sistema immunitario per raggiungere specifici geni, è stato utilizzato quest'anno per la prima volta per apportare modifiche a embrioni umani dagli scienziati del Laboratorio di medicina riproduttiva della provincia di Guangdong, in Cina, e dell'Università Sun Yat-sen, a Guanghou.

Il gruppo cercava di modificare il gene HBB, che mutando provoca la malattia del sangue nota come beta-talassemia.

Hanno lavorato con embrioni con un insieme di cromosomi di troppo, che quindi non avrebbero potuto comunque svilupparsi e nascere, ma ci sono state polemiche sugli aspetti etici del procedimento in caso venga usato su embrioni sani, dato che qualunque variazione potrebbe essere trasmessa alla prole, con risultati non prevedibili.

Inoltre l’esperimento non ha portato a modifiche nella maggioranza degli 86 embrioni testati. Il direttore del progetto, Junjiu Huang, ha dichiarato: “Per poterlo fare su embrioni normali, il successo dev’essere vicino al 100 per cento. Per questo ci siamo interrotti”.

Persino laddove l’intervento funzionava, c'erano mutazioni aggiuntive e il meccanismo CRISPR modificava altri geni: molte più mutazioni indesiderate di quelle ottenute in altri esperimenti sui topi e su cellule umane adulte, il che sottolinea gli ostacoli significativi sulla strada verso l’uso dell’editing del DNA per eliminare disordini genetici.

Questa tecnica riserva però speranze per il futuro.

PERCHÉ È INTERESSANTE?
Questa ricerca cinese apre la possibilità di avere “bambini su misura", nel bene e nel male.

CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
Ulteriori ricerche e, si spera, qualche accordo internazionale sugli aspetti etici dell'editing genetico.

5. Il risveglio di Philae

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L’atterraggio della sonda Philae sulla sulla cometa 67P/Churyumov-Gerasimenko è stato una delle notizie più importanti del 2014, e si è trasformato in un dramma quando l’arpione di attracco non si è fissato, il che ha fatto sì che la sonda capitombolasse lentamente sulla superficie e i suoi pannelli solari rimanessero in ombra.

Philae è rimasta attiva per 60 ore in cui i suoi 10 strumenti hanno raccolto dati e perforato la superficie della cometa, dopodiché la sonda è rimasta senza energia.

Mentre 67P procedeva nella propria orbita, alcune parti della superficie della cometa venivano fuse dal Sole, e così il lander è stato nuovamente illuminato.

E il 14 giugno 2015 sull’account Twitter di Philae è apparso il messaggio “Ciao Terra! Mi senti?”. Rosetta aveva rilevato un debole segnale dal suo lander.

Il collegamento iniziale è durato solo due minuti, ma sono stati sufficienti per appurare che i sistemi erano sopravvissuti. In quel momento la cometa era a circa 215 milioni di chilometri dal Sole e a 305 milioni dalla Terra, e viaggiava a qualcosa come 31 chilometri al secondo.

Da allora ci sono stati altri cinque contatti con Philae, il più lungo dei quali è durato circa 18 minuti. Da Philae sono giunti dati molto scarsi, che hanno però permesso di studiare le variazioni della temperatura in superficie.

Il risultato più sorprendente è stato che sulla cometa sono presenti piccole quantità di ossigeno. Dopo luglio Rosetta si è allontanata troppo dalla cometa per mantenere i contatti con Philae, anche se l’orbiter ha continuato a fornire informazioni su 67P: potrebbe aver ricevuto ulteriori dati dalla superficie alla fine dell’anno.

Quanto al lander, per citare uno dei membri del team, “Se anche voi vi state chiedendo ‘ci arriveranno altre notizie da Philae?’, temo che non potremo far altro che aspettare”.

PERCHÉ È INTERESSANTE?
Perché, persino se non vi appassiona l’astronomia, atterrare su un oggetto che sfreccia nello spazio alla velocità di 135mila chilometri orari è stupefacente.

CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
Gli scienziati della NASA continueranno per anni ad analizzare i dati provenienti da Philae: possiamo aspettarci vere rivelazioni.



Note

Ecco, infine, altri 2 entusiasmanti risultati scientifici ottenuti nel 2015:

  1. Il furetto dai piedi neri salvato dall'estinzione grazie allo sperma congelato.
    Si parla molto dell'idea di far rinascere animali estinti come i mammut usandone il DNA congelato. Ci vorrà ancora tempo prima che ciò sia possibile, ma intanto nel 2015 è stata spinta verso la salvezza una specie in pericolo, usando sperma congelato da decenni.
    Il furetto dai piedi neri, un mammifero del Nordamerica, era già a rischio di estinzione quando, negli anni Ottanta, 18 esemplari furono inseriti in un programma per farli riprodurre in cattività.
    Venne congelato lo sperma di sei furetti, tra cui uno chiamato “Scarface”. Poi quest’anno, ad agosto, Scarface è divenuto padre come donatore, nonostante sia morto da circa 20 anni.
    Lo sperma congelato è stato usato con successo da alcuni zoo statunitensi e dallo Smithsonian Institute per
    inseminare artificialmente femmine vive, aumentando così le probabilità di sopravvivenza della specie con l’aumento della diversità genetica della loro minuscola popolazione. Aggiungendo geni nuovi, è stato ridotto il rischio di accoppiamento tra consanguinei. Grazie al progetto in corso, ci sono ora circa 300 esemplari di questi furetti.
    PERCHÉ È INTERESSANTE?
    La tecnica inaugurata per i furetti dai piedi neri si potrà usare per contribuire a salvare altre specie in pericolo.
    CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
    Uno sforzo globale più coordinato per costruire biobanche di sperma e cellule uovo animali si dimostra sempre più importante.
  2. La luce fotografata come particella e come onda.
    Un aspetto bizzarro della meccanica quantistica è che un oggetto quantistico - come un fotone - può comportarsi sia come una particella sia come un'onda.
    Si ritiene da sempre che, se effettuiamo una misurazione completa di un oggetto quantistico in cui è definito come onda, non può apparire simultaneamente come particella. Questo assunto è detto “principio di complementarità". Un gruppo di ricerca dell'École Polytechnique Fédérale di Losanna ha però pubblicato un'immagine che descrive come: “Una fotografia della luce come particella e onda al contempo”.
    L'esperimento ha prodotto delle onde stazionarie in un cavo, che contemporaneamente interagivano come particelle con una corrente di elettroni. È notevole, anche se non infrange il principio di complementarità, dato che le onde nel cavo non erano di luce, ma vibrazioni speciali dette plasmoni.
    In futuro si potrà usare questa tecnica per trasferire informazione dentro e fuori dai computer quantistici.
    PERCHÉ È INTERESSANTE?
    Capire meglio come funzionano i fotoni potrà portare allo sviluppo dei potentissimi computer quantistici.
    CHE COSA CI RISERVA IL FUTURO?
    Serve ancora molto lavoro prima di poter sviluppare applicazioni pratiche.
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