۶ کشف علمی شگرف در سال ۲۰۲۴؛ از مغز مگس گرفته تا اقیانوس‌های کیهانی

اخترشناسان اقیانوس‌های پنهانی را در خارج از منظومه شمسی شناسایی کردند

مدت‌ها فرض بر این بود که اقیانوس‌های زمین به نوعی بی‌نظیر هستند. دانشمندان بر این عقیده بودند که مریخ یک بیابان پرتوزا، زهره جهنمی آتشین و قمرهای یخی دور مشتری، زحل، اورانوس و نپتون تنها تودوزیست‌های یخ‌زده‌ای هستند. با این وجود، در دهه ۱۹۸۰، سیگنال‌های الکتریکی عجیبی از قمر اروپا (Europa) مشتری به دست آمد که به شدت به وجود یک اقیانوس با آب مایع قدیمی، گرم و شور زیر لایه یخی آن اشاره داشت.

این کشف، شروع پرتاب مأموریت «اروپا کلیپر» ناسا را تسریع کرده است، فضاپیمایی که در اکتبر امسال زمین را ترک کرده تا به بررسی این اقیانوس از فاصله دور بپردازد و ببیند آیا شرایط برای زندگی فراهم است یا خیر. در حال حاضر، محققان به طور مداوم شواهدی از وجود اقیانوس‌ها در دیگر نقاط منظومه شمسی پیدا می‌کنند.

انسلادوس زحل احتمالاً دارای یک اقیانوس پرآب دیگر است، اما نامزدهای شگفت‌انگیز دیگری نیز در حال ظهور هستند و امسال خبرهای جدیدی از آن‌ها منتشر شد. در ماه فوریه، ستاره‌شناسان اعلام کردند که شواهدی از یک اقیانوس پنهان در قمر میماس زحل پیدا کرده‌اند. همچنین در اکتبر، داده‌ها به وجود یک اقیانوس دیگر دفن شده در میراندا، قمر اورانوس اشاره کردند. کشف شواهدی از اقیانوس‌ها در منظومه شمسی اهمیت بسیاری دارد!

زندگی به شکلی که ما آن را می‌شناسیم، به آب وابسته است و اگر ما از وجود حیات در این قمرها آگاه نباشیم، اکنون مکان‌های بیشتری برای یافتن آن در کیهان داریم که قبلاً هرگز به آن‌ها فکر نکرده بودیم.

۵۰ عدد از بزرگ‌ترین نورون‌های مغز مگس، شامل APL که بزرگ‌ترین سلول مغز است و بیش از ۱۲۰۰۰۰ سیناپس دارد.

نقشه‌برداری از مغز مگس میوه

<pبه احتمال زیاد، شما به طور فاحش به مگس میوه فکر نکرده‌اید. اما برای بسیاری از پژوهشگران، این موجود کوچک (Drosophila melanogaster) یکی از مهم‌ترین گونه‌ها در کره زمین است. با وجود مغز کوچک، این مگس بسیاری از فرآیندهای عصبی اساسی را مشابه با مغز انسان انجام می‌دهد، چه در جستجوی غذا و چه در تعامل با دیگر اعضای گونه‌اش. این بدان معناست که مطالعه مغز کوچک این مگس می‌تواند اطلاعات ارزشمندی درباره مغز انسان به ما دهد.

در ماه اکتبر، مغز یک مگس بالغ با ۵۰ میلیون اتصال بین حدود ۱۴۰۰۰۰ نورون ترسیم شد. ترسیم نقشه مغزی به همان میزان که امیدوارکننده است، چالش‌برانگیز است.

ارتباطات سالم یا ناسالم میان سلول‌های مغز چگونه به نظر می‌رسند؟ مغز چگونه برای ناوبری سه‌بعدی طراحی شده است؟ منشاء رفتارها کجاست؟ تفکر یا یادآوری واقعاً چیست؟

با این که مغز مگس میوه از نظر پیچیدگی کمتر از مغز انسان است، این نقشه سرنخ‌های مهمی را فراهم می‌کند که می‌تواند به دانشمندان علوم اعصاب کمک کند تا درک کنند چه چیزی ما را به آنچه هستیم تبدیل می‌کند.

احتمالاً مرز ۱.۵ درجه سانتی‌گراد گرمایش جهانی شکسته خواهد شد

از لحاظی، این خبر چندان تعجب‌آور نیست: کشورهایی که بالاترین میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را دارند، نتوانسته‌اند به طور مؤثر تولید آن‌ها را کاهش دهند و زمین به سرعت به سمت گرمایش خود ادامه می‌دهد که با خود انواع اختلالات اقلیمی به همراه دارد. اما امسال به طور خاص، برای نخستین بار به نظر می‌رسد که میانگین دمای جهانی بیش از ۱.۵ درجه سانتی‌گراد نسبت به سطوح پیش از صنعتی شدن خواهد رسید.

مرز ۱.۵ درجه سانتی‌گراد که بارها ذکر شده، به نوعی قراردادی است و قرار نیست عبور از آن باعث وقوع تحولی ناگهانی (غیر از وضعیت‌های شدید جوی که هم‌اکنون نیز تجربه می‌کنیم) شود، اما این مرز همچنان از اهمیت زیادی برخوردار است!

طبق توافق پاریس، نزدیک به ۲۰۰ کشور متعهد شده‌اند از افزایش دمای زمین به بیش از ۲ درجه سانتی‌گراد نسبت به سطوح پیش از صنعتی شدن جلوگیری کنند و آن‌ها امیدوار بودند که این احتمال را زیر ۱.۵ درجه سانتی‌گراد نگه دارند. هر چه دما بالاتر رود، اثرات منفی ناشی از تغییرات آب و هوایی که با آن مواجه خواهیم شد، بیشتر خواهد شد. هر ۰.۱ درجه چندر مزای منافع شدیدتر، دماهای گرمای شدید‌تر، سیلاب‌های فاجعه بار و غیره را بیشتر خواهد کرد.

مرز ۱.۵ درجه سانتی‌گراد یک هدف دور از دسترس بوده و عبور از آن این خبر را به یک اکتشاف تلخ اما ضروری تبدیل می‌کند. زنگ خطرها برای آینده ما بلندتر از همیشه به صدا درآمده‌اند: اگر این افزایش دما معکوس نشود یا حداقل متوقف نگردد، تمام آینده ما به شدت تحت تأثیر وعده‌های نامطلوب تغییرات آب و هوایی قرار خواهد گرفت.

انسان‌ها به طرز انفجاری پیری می‌گیرند

غیرعادی نیست اگر روزی از خواب بیدار شوید، سعی کنید بند کفش‌تان را ببندید و ناگهان احساس کنید سریع‌تر از دیروز پیری را حس می‌کنید. به شکلی عجیب، اگرچه ما هر روز پیر می‌شویم، اما دانشمندان در ماه آگوست متوجه شدند که بدن انسان دو مرحله ناگهانی از پیری را تجربه می‌کند: یکی در حدود ۴۴ سالگی و دیگری در ۶۰ سالگی.

محققان با استفاده از ۱۰۸ داوطلب که نمونه‌های بیولوژیکی مختلفی را به پژوهشگران اهدا کردند، تغییرات شیمیایی و میکروبی را در سنین مختلف تحت نظر قرار دادند. به دلایلی که هنوز برای پژوهشگران روشن نیست، به نظر می‌رسد که مردان و زنان در میانسالی، دچار تغییرات اساسی می‌شوند: به طوری که شیوه‌ی بدن ما در مواجهه با بیماری‌های قلبی و عروقی و همچنین تجزیه موادی مانند الکل، چربی‌ها و کافئین دچار تغییر می‌شود. سپس، به محض ورود به دهه ۶۰، بدن ما در زمینه تنظیم ایمنی و متابولیسم کربوهیدرات‌ها دچار تغییراتی می‌شود.

با اینکه هنوز مشخص نیست چه مقدار از این تغییرات نتیجه سبک زندگی و چه مقدار به عوامل بیولوژیکی مربوط می‌شود، مشاهده این جهش‌های پیری واقعاً غیرقابل انتظار است.

در سال 2020، ماموریت OSIRIS-REx ناسا موفق به بازیابی ۱۲.۶ گرم غبار سیارکی شد. امسال سرانجام اطلاعات حاصل از آن نمونه افشا گردید

در این نمونه، محققان با پری‌بیوتیک‌ها و مولکول‌هایی مواجه شدند که نشان می‌دهد این سیارک از یک جهان فعال از لحاظ زمین‌شناسی نشأت گرفته است.

دانشمندان در حال گشودن یک صندوقچه گنج کیهانی هستند

کارل ادوارد سایگن (اخترشناس، مشاور ناسا و ترویج‌دهنده علم‌های اخترشناسی، اخترفیزیک) زمانی گفت: «ما از موادی که در ستاره‌ها وجود دارد ساخته شده‌ایم.» این جمله به صورت واقعی صحیح است، زیرا همه عناصر سازنده ما و سیارات و دیگر اشیاء میان این دو، از مرگ ستارگان باستانی بی‌شمار نشأت می‌گیرد. حالا، به برکت مأموریت OSIRIS-REx ناسا، ما به زودی خواهیم دانست که همه این ستاره‌ها از کجا به وجود آمده‌اند.

در سال ۲۰۲۰، OSIRIS-REx موفق شد برای مدت معین بر روی سیارک بنو فرود آید و مقداری از مواد بکر آن را به زمین بازگرداند. این نخستین باری نیست که یک فضاپیما مواد را از یک سیارک جمع‌آوری کرده است (ژاپن</a) دو بار این اقدام را انجام داده است)، اما ۱۲۱.۶ گرم از ذرات سیارکی OSIRIS-REx به عنوان بزرگ‌ترین نمونه‌ای از ماده بکر که تاکنون به زمین آورده شده، شناخته می‌شود.

 هوش مصنوعی رازهای پروتئین‌ها را فاش می‌کند

امسال به وضوح مشخص شد که هوش مصنوعی در راه آشکارسازی نحوه عملکرد زندگی ما نقش دارد. در ماه اکتبر، جایزه نوبل شیمی به تعدادی از پژوهشگران درگیر در نظریه پروتئین‌ها اعطا گردید؛ این مواد که به نوعی اساس بسیاری از فرایندهای بیوشیمیایی هستند.

درک چگونگی عملکرد پروتئین‌ها به معنای آگاهی از روش‌های گسترش بیماری‌ها، از مالاریا تا پارکینسون، و سپس شناسایی راه‌هایی برای جلوگیری از آن‌هاست.

دو نفر از سه دریافت‌کننده این جایزه، دمیس حسابیس و جان جامپر، به خاطر اکتشافات خود در Google DeepMind، مدیون مدل هوش مصنوعی خود به نام AlphaFold2 هستند.

این سیستم هوش مصنوعی با کارایی شگفت‌آور، قادر به پیش‌بینی ساختار تقریباً تمام ۲۰۰ میلیون پروتئینی است که دانشمندان موفق به شناسایی آن‌ها شده‌اند. به این ترتیب، پژوهشگران اکنون ابزاری دارند که به کمک آن می‌توانند به سرعت و دقت تشخیص دهند که چه نوع پروتئین‌هایی از واکنش‌های شیمیایی یا مجموعه‌ای از شرایط ابتدایی ناشی می‌شوند یا در آن نقش دارند.

توانایی دانشمندان برای رمزگشایی جنبه‌های پیچیده بیوشیمی، از مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک تا بیماری‌های عصبی، هرگز به این دقت نبوده است.