作者:任海军 来源:科学时报 发布时间:2009-12-22 9:24:46
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《科学》杂志年度十大科学突破解读

        

    

            

   

 
又到年关,科学领域的各类评选也相继出炉。不同的评选机构,自有不同的视角和标准。作为世界权威的科学期刊,美国《科学》杂志每年都要评选“年度十大科学进展”,而今年,考古研究、生命科学、空间科学等领域的研究各领风骚。
 
考古研究:共同祖先新认识
 
基因分析表明,人类与黑猩猩可能在600万年至700万年前分道扬镳,走上不同的进化道路。科学界此前一直假定,人与黑猩猩的最后一个共同祖先具有众多与黑猩猩相似的特征,因此黑猩猩和大猩猩一直被作为研究人猿最后共同祖先以及理解人类进化的理想模型。不过,科学家对迄今最古老原始人阿尔迪的化石分析颠覆了这一假定。
 
来自9个国家的47名科学家历经15年“艰苦卓绝、高度协作的研究”确认,生活在距今440万年前的阿尔迪虽然不是人与黑猩猩最后的共同祖先,却是迄今最接近这一共同祖先的原始人。在将阿尔迪与其祖辈(如中新世的类人猿)以及后来的原始人类和黑猩猩进行比较研究后,科学家得出结论认为,在经历最后的共同祖先阶段之后,人与黑猩猩在各自进化道路上都出现了与共同祖先差异很大的特征。
 
研究人员表示,在研究人类进化时,不宜再将黑猩猩当做共同祖先的“替身”,正如达尔文曾表示的,真正了解人类共同祖先的唯一方法就是找到它。
 
《科学》杂志总编辑布鲁斯·艾伯茨评价说,有关阿尔迪的研究改变了人们对早期人类进化的认识。也正因此,有关阿尔迪的研究成果位列今年《科学》十大科学进展榜首,这也是考古类研究成果首次排在第一的位置。
 
生命科学:让生命更健康
 
在十大进展中,生命科学占有两席:雷帕霉素可延长实验鼠寿命、基因疗法治疗致命脑病。前者给人类延年益寿带来希望,后者则再次凸显了基因疗法的广阔应用前景。
 
雷帕霉素的研究成果来自美国研究人员。他们发现,广泛用于治疗自身免疫和移植排斥疾病的免疫抑制药物雷帕霉素,可以使得“老年”实验鼠寿命延长9%至14%。
 
这一研究为寻找人类抗衰老药物带来了巨大希望,也首次提供“令人信服的证据”证明,可以延缓衰老过程,使用药物疗法可以延长寿命。
 
不过,雷帕霉素的缺陷也非常明显——它会削弱免疫系统。因此英国牛津大学衰老问题专家林恩·考克斯提醒说,人们应该知道“也许延长健康寿命比泛泛延长寿命更应该成为努力的方向”。
 
基因疗法是利用健康基因来填补或替代某些缺失或病变的基因,这一疗法兴起于上个世纪90年代。
 
基因是生命的设计图,因此当基因由于突变、缺失、转移等原因而“出错”时,细胞制造出来的蛋白质数量或形态就会出现问题,人就会生病。治疗这类疾病的最根本方法,就是找出基因发生“错误”的地方和原因,把它矫正过来,病体自然治愈。
 
法国、德国和美国研究人员在基因疗法领域取得了最新进展。他们在《科学》杂志上报告说,肾上腺脑白质营养不良是一种致命脑病,他们向两名患者的造血细胞中引入了一种“治疗”基因,成功使患者病情停止发展。
 
目前,基因疗法临床应用仍然较少,大多数还处于研究阶段,不过其潜力巨大,应用前景非常广阔。假以时日,基因疗法也许会治疗越来越多的人类顽疾。
 
空间科学:月球找水终告捷
 
今年空间探测领域有不少新发现、新成果,比如美国、法国等合建的费米伽马射线望远镜探测到未知脉冲星,不过最“夺目”的一项成果,就是美国发现月球上果真有水!
 
美国半人马座火箭、月球坑观测和传感卫星10月9日相继撞击了月球南极附近的凯布斯坑。这之后不久,科学家们就从撞月激起的尘埃中发现了水蒸气和冰。
 
月球是地球的近邻,也最适宜作为人类探索遥远未知星球的前哨。在月球上建立人类的太空基地,水是必不可缺的要素之一。因此,探月寻水一直是人类发展月球探测项目以来最重要的目的之一。
 
美国航天局宣布“月球有水”的重大消息后,一些科学家疾呼,月球对各国探索者来说已更具吸引力。月球水不仅可为登月宇航员建立长期营地提供基本生存可能,而且还可为火箭等航天器提供燃料燃烧所需氧气,甚至可直接转化为氢类燃料。证实月球有水,不啻为探索月球的重大转折点。
 
不过,尽管科学家可以尽可能乐观地去想象月球究竟有多少水,但这次实验仅仅局限在凯布斯月球坑,凯布斯是否能代表整个月球表面的水含量仍是个未知数,对于月球全球的状况仍需进一步取证分析。
 
基础科学也精彩
 
2009年,基础科学研究领域也有不少重要的新进展,它们的应用将不断改变人类的生活。比如,科研人员对石墨烯的性质进行了更深入研究,并开始用这种材料制作实验性电子装置。石墨烯是一种已知强度最高、拥有高度导电性的碳原子层材料。
 
美国科学家用直线加速器相干光源在世界上首次制成超快X射线激光。这是一种强有力的研究工具,能对进行中的化学反应拍摄快照,改变材料的电子结构。
 
此外,法国研究人员还找到了可以证明磁单极子存在的证据。磁单极子是指理论上只有北极或南极一个磁极的基本粒子,此前专家只是从理论上预言了该粒子的存在。
 
 
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