本世紀前十年十大科學成就
本世紀首個十年即將結束之際,《科學》雜志的新聞記者和編輯潛心審視了進入新千年以來的那些改變科學面貌的進步,評選出了十項科學成就作為“本十年卓見”(Insights of the Decade)。
“黑暗”基因組:基因常常會得到所有的榮耀。但現(xiàn)在研究人員認識到,這些編碼蛋白質的基因區(qū)域僅占整個基因組中的1.5%。而其余的基因組部分,其中包括小的編碼和非編碼核糖核酸(RNA)——過去曾被當作“垃圾”而勾銷——現(xiàn)在被證明它們與其他的基因同樣重要。
精密宇宙學:在過去十年中,研究人員非常精確地推測出宇宙物質的成分是普通物質、暗物質和暗能量。同時,他們闡述了將這些成分組成宇宙的方法。這些進展將宇宙學轉變成為一種有著標準理論的精確科學,而留給其他理論的活動空間已十分狹小。
古老的
生物分子:遠古的核糖核酸(
DNA)和膠原質等“生物分子”經(jīng)受好幾萬年時間存活下來,并為人們提供有關死去已久的
植物、
動物和人類的重要信息,了解這些古老的“生物分子”讓
古生物學受益匪淺。現(xiàn)在,分析這些極其細小的時光機器,便可揭示骨骼上的證據(jù)所無法提供的解剖變化信息,如恐龍羽毛的顏色或長毛猛犸象如何承受寒冷氣溫等。
火星上的水:過去十年對
火星所做的6次探索提供的清晰證據(jù)顯示,該紅色
行星上曾經(jīng)有足夠改變火星上巖石形成及可能維持
生命的水,這些水或是在火星表面或存在于火星之內。火星水可能存在于地球開始出現(xiàn)
生命的時候;但即使是現(xiàn)在,火星上仍然含有足夠的濕度,這激勵著科學家尋找火星上能呼吸、活著的微生物。
細胞重編程:過去十年中,關于發(fā)育是一種單向道路的概念已被完全改變。如今,研究人員已經(jīng)知道如何將充分發(fā)育的細胞進行“重編程”,使其成為所謂的多能細胞,并使其重新具有成為其身體中任何類型細胞的能力。此技術已被用于制造來自罹患罕見疾病病人的細胞系,但科學家最終所希望的是能夠培養(yǎng)出在基因上相配的替代細胞、組織和器官。
微生組:人們對存活在人體中的微生物及病毒觀念的重大轉變導致研究人員產生了微生組的概念,微生組指的是宿主以及寄生在宿主身上或內部的其他生物的基因組集。由于我們身體的90%細胞實際上是微生物,科學家們開始了解微生物基因將會怎樣顯著地影響我們能從
食物中吸收多少的能量,以及我們的免疫系統(tǒng)會如何對感染做出反應。
系外行星:在2000年的時候,科學家們只知道26顆位于我們太陽系外的行星。到了2010年,該數(shù)字已經(jīng)跳升至502顆,并且還在增加。隨著新興技術的出現(xiàn),
天文學家預計會在宇宙中發(fā)現(xiàn)大量的類似地球的行星。如今,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的較大行星的尺度和軌道對科學們理解行
星系統(tǒng)如何形成和演化產生了革命性影響。
炎癥:不久前,炎癥被認為是我們愈合體系中簡單的輔助:它會短暫地出現(xiàn),幫助免疫細胞對由創(chuàng)傷或感染所引起的組織損害進行重建。現(xiàn)在,研究人員相信,炎癥也是一種造成慢性疾病的驅動力,這些包括
癌癥、阿茲海默病、動脈粥樣硬化、
糖尿病及肥胖癥在內的慢性疾病最終會造成我們絕大多數(shù)人的死亡。
超材料:通過合成具有非常規(guī)和光學性質可調的材料,物理學家和工程師開拓了引導和操縱光線、制造可挑戰(zhàn)分辨率極限透鏡的新方法。他們甚至已經(jīng)開始研制令物體無法被看見的“隱形斗篷”。
氣候變化:過去十年中,研究人員已經(jīng)確定了圍繞全球氣候變化的某些基本事實:世界正在變暖,人類是造成暖化的原因,而地球的
自然過程不太可能會減緩變暖的進程。但是未來的十年將決定科學家和政策制訂者會如何根據(jù)這一至關重要的信息來采取行動。