Геном «морских цыган» рассказал об эволюции человека

Чтобы завоевать планету, людям пришлось приспосабливаться к самым разным условиям, от тропических лесов до высокогорья. В основном адаптации касались культуры, однако биологическая эволюция тоже не стояла на месте.

Например, у бахау — знаменитых «морских цыган» из Юго-Восточной Азии — развились невероятный способности к фридайвингу. Представители этого народа научились погружаться на 70 метров и задерживать дыхание на 13 минут.

Ультразвуковое обследование выявило, что у бахау увеличена селезенка — рефлекторное сокращение этого органа при погружении закачивает в кровь насыщенные кислородом эритроциты. Исследование генома «морских цыган», проведенное в 2018 году, подтвердило, что изменения в их физиологии созданы естественным отбором.

Ученые полагают, что исследование генов, позволяющих бахау добывать пищу в море, не только поможет больше узнать о человеческих адаптациях, но и подтолкнет развитие медицины.

Первые меры по борьбе с пластиковым апокалипсисом

В 2018 году пластиковое загрязнение стало такой же известной экологической проблемой, как и глобальное потепление. Обеспокоенность общества вынудила компании и целые государства принимать меры по борьбе с «пластиковым апокалипсисом». Например, в Великобритании в апреле был принят Пакт о пластмассах, участники которого обязались  к 2025 году сделать всю пластиковую упаковку пригодной для утилизации или повторного использования.

Соглашение объединило 80% производителей пластика в Соединенном Королевстве, но оно окажет влияние на экономику всего мира. Многие из участников Пакта — транснациональные корпорации, такие как Coca-Cola, Unilever и Procter & Gamble.

Хотя борьба с пластиковым загрязнением только начинается, есть все шансы, что 2018 год окажется в ней поворотной точкой.

Открытое море под защитой

Открытое море покрывает 43% поверхности Земли. Эти отдаленные участки почти не регулируются отдельными государствами или международными сообществами, что позволяет бесконтрольно вылавливать здесь рыбу и другие биологические ресурсы. Однако в уходящем году этой свободе пришел конец.

Организация Global Fishing Watch создала инструмент, который отслеживает спутниковые передачи с судов и с помощью машинного обучения определяет, чем они занимаются. Это позволило узнать, что в открытом море добывается лишь 4,2% дикой рыбы, причем 64% промысла ведут флотилии пяти богатых стран. Полученные данные позволили ООН начать переговоры о новом договоре по защите дикой природы открытого моря.

Человечество приближается к климатической катастрофе

Новый доклад Международной группы экспертов по изменению климата вышел в октябре. Выводы экспертов из 40 стран оказались шокирующими: чтобы избежать худших последствий и остановить рост глобальных температур на уровне 1,5°С, мировому сообществу необходимо принять быстрые, далеко идущие и масштабные меры.

Повышение температур примерно на 1°С уже вызвало погодные катаклизмы и экстремальные изменения в площади морского льда. Дальнейший рост только усугубит ситуацию.

К сожалению, бороться с ним будет невероятно трудно: выбросы CO2 растут, как и популярность мировых лидеров, отрицающих изменения климата.

История человечества в очередной раз переписана

В 2018 году археологи нашли несколько новых образцов древнейшего человеческого искусства. В отдаленной пещере на острове Борнео был обнаружен рисунок дикого быка, созданный 40 000 лет назад. Позднее в пещере Бломбос в Южной Африке ученые нашли каменную пластинку с охряными узорами возрастом 73 000 лет.

Хотя эти отметки нельзя однозначно квалифицировать как искусство, ученые подозревают, что сложная культура появилась у наших предков намного раньше, чем считалось до сих пор.

Новые данные появились не только о наших предках, но и о двоюродных родственниках — неандертальцах. В феврале ученые установили, что пещерная роспись в испанской Кантабрии была создана 65 000 лет назад. Ее авторами могли быть только неандертальцы, поскольку других людей здесь в ту эпоху не обитало. Таким образом, этот вид людей не слишком уступал нам в психическом развитии.

Биомасса диких животных оказалась рекордно низкой

В начале 2018 года исследователи провели масштабный анализ биомассы живых существ, населяющих планету. Их выводы оказались шокирующими: вес человека и домашнего скота составляет 96% всех млекопитающих планеты. Вес кур и других домашних птиц в три раза превысил вес всех диких птиц.

Эти данные наглядно демонстрируют, насколько сильно человечество изменило облик природных экосистем.

Хотя в документальных фильмах мы еще можем увидеть стада диких животных, среда их обитания стремительно сокращается.

Только экстренные меры позволят сохранить дикую природу для будущих поколений.

CRISPR спасет бананы от вымирания

Генное редактирование — одна из самых перспективных технологий в современном сельском хозяйстве. И, пожалуй, нельзя придумать более яркий пример его пользы, чем обычный банан.

Этот привычный фрукт находится под угрозой из-за распространения грибка Fusarium. Поскольку все бананы самого массового сорта «Кавендиш» — клоны, привычная селекция или скрещивание с другими сортами не могут устранить проблему.

Единственное решение — генное редактирование, и в 2018 году группы ученых из Индии и Австралии успешно отредактировали геном банана.

К сожалению, 2018 год также был отмечен постановлением Европейского суда о том, что генетически отредактированные культуры должны подчиняться столь же громоздкому регулированию, как и ГМО. Это может серьезно замедлить развитие технологии.

Создание искусственной плаценты

Изучение причин выкидыша и других проблем, связанных с беременностью, — непростая задача. Облегчить ее позволит разработка ученых из Кембриджа, которые создали трехмерный органоид плаценты.

Анализ показал, что искусственная плацента растет и производит белки так же, как настоящая. Более того, она даже обманывает тест на беременность. Размеры искусственной плаценты составляют всего около миллиметра в поперечнике, но ее значение для науки и медицины огромно.

Рекордное сближение с астероидом

В июне японский зонд «Хаябуса-2» сблизился с околоземным астероидом Рюгу и отправил его снимки на Землю. В начале осени аппарат сбросил на Рюгу несколько роверов, которые сделали подробные снимки его поверхности. Однако миссия «Хаябуса-2» на этом не закончена: ему предстоит собрать образцы горных пород, которые прольют свет на происхождение воды и органических соединений.

Обратный путь аппарата будет долгим и рискованным — на Землю он вернется не раньше декабря 2020 года.

Отказ от прививок пробуждает старые болезни

В 2018 году деятельность активистов-антипрививочников привела к вспышкам кори и других полузабытых болезней, которые были почти побеждены благодаря вакцинации. У людей, которые отказываются от прививок, есть несколько мотивов — от негативного опыта лечения до страха перед государством и верой в «естественные» способы борьбы с болезнью.

Однако всех их объединяет тот факт, что они не застали катастрофических вспышек болезней, которые происходили до начала массовой вакцинации.

Исправить ситуацию может только диалог и распространение научных знаний.

Искусственный интеллект стал еще умнее

В 2018 году ИИ продолжил быстро развиваться. Хотя сюжеты фантастических фильмов пока не стали реальностью, глубокие нейронные сети добились больших успехов. Особенно выделяются разработки компании DeepMind.

Алгоритм AlphaZero — отдаленный потомок AlphaGo, победителя чемпионов по го. Новая нейросеть учится в процессе игры сама и стала гроссмейстером сразу трех игр — го, шахмат и японских шашек сеги.

AlphaFold использует похожий подход, но не для игр, а для биохимических исследований. Алгоритм решает сложнейшую задачу — предсказание трехмерной структуры белка на основе генетической последовательности. Испытания показали, что AlphaFold справляется с этой задачей лучше, чем целые команды специалистов.

Прорывы в изучении антиматерии

Во Вселенной ничтожно мало антиматерии. Однако, согласно теории Большого взрыва, при рождении мира материи и антиматерии было создано поровну. Понять, куда исчезла почти вся антиматерия — одна из важнейших задач физики.

В 2018 году в ходе эксперимента ALPHA в ЦЕРНе ученые синтезировали антиэлектроны и антипротоны, а затем собирали из них антиводород.

Затем команда проанализировала спектр излучения этого соединения и обнаружила ключевой идентификатор межагалактического водорода — так называемую серию Лаймана. Дальнейшие исследования позволят определить спектральные различия между веществом и антивеществом и изучить судьбу последнего во Вселенной.

Издание Science Alert представило свой список интересных фактов, которые стали известны человечеству в 2018 году. Среди них — данные об объеме подземных экосистем, а также новые сведения о наследственности человека и определении пола.