מים על מאדים
בשנת 2012, נאס"א שיגרה לכוכב הלכת מאדים את רכב החלל קיוריוסיטי. המטרה, בין השאר, היא לסייע למדענים לקבוע האם במאדים קיימים התנאים שיאפשרו קיום של חיים, גם בצורות הפרימיטיביות ביותר כמו אצות או חיידקים. הסקרנות של החוקרים התעוררה הרבה שנים קודם לכן בעקבות עדויות להמצאות מים על מאדים, רק מתצפיות וממצאים מרחוק, כמו אדי מים באטמוספירה של כוכב הלכת, כתמים שחורים על גבי הוואדיות בכוכב, התרחבות הוואדיות בעונות החמות ועוד.
מסכמים את 2015 ב-mako:
לפני שנתיים, קיוריוסיטי תרם את חלקו במחקר הודות המצאות מים במאדים עם ממצא ראשון מסוגו שתמך את השערת המחקר – חלוקי נחל. מדובר אמנם בכמה אבנים, אבל בכאלו עם צורה שיכולה להיווצר רק אחרי סחיפה במים למשך שנים רבות. החצץ עם הפינות המעוגלות נמצא בערוץ נחל בכוכב הלכת. בספטמבר השנה, זה קרה. לא מדובר שוב בכתמים שחורים, מדובר בדבר האמיתי – חללית מחקר אשר מקיפה את מאדים, זיהתה מהמסלול מלחים סופחי מים בכתמים הכהים במאדים. ההסבר הסביר ביותר לנוכחות המלחים הוא מים מלוחים שזורמים על כוכב הלכת.
לתגלית המדהימה הזו יש שתי משמעויות: הראשונה – גדל הסיכוי למצוא חיים על מאדים, התנאים קיימים. משמעות נוספת היא האפשרות של הקמת מושבה אנושית על מאדים, תכנית עתיקת יומין שכעת, כשיודעים שיש מים היא קצת פחות דמיונית. בכל אופן, קיימת בעיה טכנית כיום – האנושות יודעת איך להגיע למאדים, אבל לא יודעת איך להמריא משם חזרה, אז עוד חזון למועד.
פטריות מזרזות התפתחות של ענני גשם
הבשורה הזו הגיעה אלינו ממש מהימים האחרונים והיא ללא ספק מרגשת. כולנו יודעים שפטריות צצות ביערות מיד לאחר הגשם. יש חוקרים שהעובדה הזו לא הניחה את דעתם והם בחרו ממש לבדוק את הקשר הנסיבתי שבין ירידת גשמים לבין התפתחות פטריות. ומסתבר שיש.
כדי להבין איך זה עובד, נצלול רגע אל תוך מערכת הרבייה של הפטרייה. בפטריות הכובע, הכי פשוט לראות את זה. מתחת לכובע, ניתן לראות באופן מאוד ברור את המנבג: הוא יכול הופיע כדפים או כרקמה ספוגית. המנבג, משחרר מידי שניה לאוויר עשרות אלפי נבגים, גופיפים חד תאיים, שיתעופפו באוויר, ינחתו איפשהו, ינבטו ויהפכו לפטרייה בפני עצמם. למעשה, אנחנו מוקפים בכל רגע נתון במיליוני נבגים של פטריות באוויר, כאלו שרק מחפשים איפה לנחות ולנבוט.
מה קורה כשהם באוויר? את זה בדיוק חוקרים משתי אוניברסיטאות בארצות הברית בדקו. הם לקחו נבגים מכמה פטריות שונות ונתנו להם להתעופף במיכל סגור שהם היו מסוגלים לשלוט באחוזי הלחות באוויר והתבוננו עליהם תחת מיקרוסקופ אלקטרונים (מיקרוסקופ שיכול לחזות בתהליכים ממש, אבל ממש קטנים). וזה מה שהם ראו:
היצור השעיר הוא הנבג. השערות, או הקוצים שיוצאים ממנו אלו שרשראות סוכרים והגושים שנדבקים אליו אלו טיפות מים קטנטנות שנמשכות לסוכרים שבולטים ממנו. טיפות המים נדבקות לנבג ואז עוד כמה נדבקות אליהן עד שבשלב מסוים, מתאגדות מספיק מולקולות מים סביב הנבג כך שהן מספיק כבדות כדי להיות טיפת מים. כעת דמיינו שהתהליך הזה מתרחש בלב יער גשם, מלא בפטריות ובמאות מיליוני נבגים שמתעופפים באוויר עם אחוזי לחות שנושקים למאה. תחשבו שעל כל אחד מהם מתפתחת טיפת מים ושטיפת מים הזו היא חלק מגשם. מדהים לא?
החוקרים כמובן הדגישו שהנבגים רק מזרזים גשם, אבל הם ממש לא הגורמים הבלעדיים לירידת גשם. עדיין מדהים.
כדור ארץ נוסף
תגלית נוספת ששנת 2015 סיפקה לנו וגרמה להתרגשות רבה אצלנו בהיקס, היא שיש לנו פלנטה תאומה, מעין אחות גדולה לכדור הארץ.
הידיעה הראשונית על התגלית המדהימה הזו הגיעה ב-2012, אבל ביולי השנה, אחרי עיבוד נתונים שלקח קרוב לארבע שנים, בנאס"א כבר היו מסוגלים להגיד בפה מלא, מדובר בכדור הארץ 2.0, לא פחות. לתגלית הזו אחראי טלסקופ החלל קפלר ששוגר בכדי לגלות כוכבי לכת נוספים מחוץ למערכת השמש, טלסקופ שגילה עד כה אלפי כוכבי לכת חדשים ועוד כמה אלפים שממתינים לאישור. לדברי החוקרים בנאס"א, כוכב הלכת החדש שנמצא, קפלר 452b שמו, הוא כוכב הלכת הראשון שנמצא בחלל החיצון ויכול ככל הנראה לשמש כבית גידול לחיים בדומה למה שקורה בכדור הארץ. עוד מסרו בחוקרים כי נראה שגילו של קפלר הוא מבוגר יותר מזה של כדור הארץ, הוא גדול פי 1.6, וכי חל בו כוח כבידה החזק פי 2 מזה הקיים אצלנו.
קפלר 452b נמצא במרחק של כ-1,400 שנות אור מאתנו, והוא מקיף שמש דומה יחסית לשלנו, שמספקת לו אנרגיה סולרית. המרחק שלו מהשמש דומה למרחק של כדור הארץ מהשמש שלנו, כך שהטמפרטורה על פניו מאפשרת קיום של מים נוזלים ושתושבי הכוכב הזה, אם הם קיימים, נהנים משנה באורך דומה לשלנו. ההרכב המינרלי של קפלר והשאלה הגדולה – האם מתקיימים בו חיים ומה האופי שלהם – יישארו כסימני שאלה שהאנושות תחקור ככל הנראה בעשורים הבאים. אנחנו מצפים לחדשות נוספות. במערכת כבר יש מתנדבים לסיור עיתונאים במקום.
אנטיביוטיקה – גרסה חדשה ראשונה מזה 30 שנה
האנטיביוטיקה היא אחת ההמצאות ששינו את פני ההיסטוריה האנושית במאה השנים האחרונות. מחלות שבעבר היו קטלניות ברב המקרים, כמו דלקת ריאות, כיום הן לחלוטין ברות ריפוי בזכות האנטיביוטיקה שלמעשה התגלתה לחלוטין בטעות, אבל זה נושא לכתבה אחרת. מכל מקום, הסוג האחרון של האנטיביוטיקה התגלה או פותח לפני שלושים שנה. מאז, כל התחום לא זכה לבשורות חדשות במיוחד, כאשר הבעיה העיקרית של ההמצאה הגאונית הזו היא שהחיידקים, שבהם היא באה להילחם, מפתחים אליה כל הזמן עמידות.
שנת 2015 הביאה איתה אנטיביוטיקה חדשה ראשונה מסוגה, הטייקסובקטין. הבשורה באנטיביוטיקה הזו היא שחיידקים לא מסוגלים לפתח מולה עמידות בקלות. את האנטיביוטיקה הזו בודדו חוקרים משתי חברות תרופות בגרמניה ובארצות הברית, מחיידק מסוים שקיים בקרקע,. מה שהאנטיביוטיקה הזו יודעת לעשות זה לעצור שתי מולקולות שומניות (ליפידים) שהחיידקים צריכים כדי לבנות את דופן התא שלהם וכדי לתחזק אותה, כתוצאה מכך הדופן מתפרקת והחיידקים מתים. טייקסובקטין מיועדת נגד חיידקים גראם-חיוביים (הגדרה מדעית לחיידקים שניתן לצבוע את דופן התא שלהם). בניסויים שבוצעו בתנאי מעבדה עם האנטיביוטיקה הזו נמצא שהחיידקים שהיא תוקפת לא פיתחו עמידות בפניה ומכאן יצאו המדענים עם הבשורה הגדולה.
עושים שרירים – במעבדה
חוקרים באוניברסיטת דיוק שבקרוליינה הצפונית הצליחו להגיע השנה להישג חסר תקדים – הם הצליחו לעשות סינתזה מלאה של רקמת שריר שלד של אדם. הרקמה שהם הצליחו לסנתז מגיבה לגירויים חיצוניים כמו פולסים חשמליים, אותות ביוכימיים ותרופות שונות.
נכון לעכשיו, הפיתוח הזה עדיין לא מוכוון לרמה של השתלת שריר סינתטי בגוף של אדם וגם לא לתעשיית בשר סינתטית (היכולת לייצר בשר מלאכותי כבר קיימת), אלא יותר ככלי מחקרי. הכלי החדש הזה יאפשר לחקור תרופות חדשות וטיפולים חדשים ולבדוק את ההשפעה שלהם על רקמת שריר באופן שיצמצם את שיעור הניסויים שנעשים בבני אדם ובבעלי חיים.
החוקרים שחררו סרטון שמדגים איך השריר הזה מגיב לגירויים. אתם מוזמנים לצפות ולהנהן בהתלבות כאילו שהבנתם מה קורה בו.
קשר כימי חדש ורוטט
אחד החוקים הבסיסיים ביותר בכימיה ופיזיקה הוא שתגובה כימית מתרחשת מהר יותר ככל שהטמפרטורה בסביבת התגובה גבוהה יותר. כל זה, היה ברור עד לשנת 1989, אז נעשה בוונקובר ניסוי שהתבונן על תגובה בין יוני ברום לבין מיואוניום (סוג של מימן). בניסוי הזה, התגובה התרחשה בניגוד למה שידעו עד אז - ככל שטמפרטורת הניסוי עלתה, קצב התרחשות התגובה הואט. המדענים היו מבולבלים מאוד וניסו למצוא לתוצאות הניסוי הסבר מספק.
דונאלד פלמינג, אחד מהכימאים שהיה מעורב בניסוי, הציע מודל של קשר כימי רוטט – קשר של שני יוני ברום שאטום המיואוניום עובר ביניהם במהירות, כמו כדור פינג-פונג. ההסבר הזה היה ההסבר הכי מתקבל על הדעת מבין כל ההסברים שניתנו, אבל בכלים של אותם הימים, לא ניתן להוכיח את זה והקשר הרוטט נותר כמודל היפותטי ולא יותר מזה. ב-25 השנים שעברו מאז, חוקרים מהעולם כולו מנסים לחקור את אותו הקשר הרוטט והמסתורי כשכל הזמן נכנסת עוד ועוד טכנולוגיה וכשהם מפתחים עוד ועוד משוואות ומודלים מתמטיים שונים.
בחג המולד האחרון זה קרה. פלמינג וחוקרים מארצות הברית, גרמניה, יפן ואנגליה שביצעו אינספור ניסויים במאיצי חלקיקים, הצליחו במאמץ משותף להוכיח שאכן קיים בטבע קשר רוטט, בנוסף ליתר הקשרים הכימיים שהיו ידועים עד היום. עד ינואר, הם הספיקו לאגד את כל המידע ולפרסם את הממצא המדהים בפתחה של השנה החדשה. הנובל בדרך?
מיפוי האפיגנום האנושי
פרויקט מיפוי הגנום האנושי הוא אחד מהפרויקטים הגדולים והחשובים שהמדע ידע. הודות לפרויקט הזה, חוקרים היום בכל העולם יכולים לקרוא קטעי DNA ולהבין מה הם אומרים. פרויקט ההמשך, פרויקט האפיגנום, הסתיים השנה.
לפני כן – מה זה אפיגנום?
אפיגנום הוא כלל השינויים לגנום שאינם משפיעים על רצף ה-DNA. שינויים אלה (שינויים אפיגנטיים) קובעים, למשל, מי מבין שני תאים שיש להם DNA זהה יהיה תא לבלב ומי יהיה תא שריר. שינויים אפיגנטיים נוצרים גם בתגובה לתנאים סביבתיים כמו תנאי לחץ, דיאטה וכו'. למעשה, ה-DNA עצמו לא משתנה, אבל האופן שבו התאים שלנו משתמשים בו משתנה באמצעות חלבונים שונים שמקיפים אותו ומביאים גנים לידי ביטוי מוגבר או יותר, או שלחילופין, משתיקים גנים מסוימים. אפשר לחשוב על הגנום, ה-DNA, כספר תווים, ועל האפיגנום כמנצח. מדובר כמובן בפקטור מאוד דינמי ומשתנה שמאוד קשה "לתפוס" אותו, אבל הודות להרבה מאמצים ומוחות מבריקים, המדע הצליח לעשות את זה בשנה.
עכשיו מה עושים עם זה? ההבנה של האפיגנום תסייע לחוקרים בעולם כולו להבין מנגנונים של השתקה של גנים מסוימים או הבאה שלהם לידי ביטוי בשלבים שונים בחיים. באופן הזה יהיה אפשר להילחם במחלות גנטיות כמו סוגים שונים של סרטן, על ידי השתקה של גנים שקשורים אליהם.
פריצת דרך במלחמה באיידס?
האיידס הוא עדיין בעיה שמטרידה את העולם כולו ואחד העיסוקים המרכזיים של לא מעט מדענים הוא הניסיון למצוא פתרון. במהלך השנה האחרונה, ניסוי שנעשה בארבעה קופים מסתמן כפריצת דרך במלחמה בנגיף. צוות חוקרים מפלורידה החליטו לבדוק אסטרטגיה חדשה במלחמה במחלה והינדסו גנטית ארבעה קופים כך שהגוף שלהם ייצר נוגדן הקיים בגוף האדם. בשלב מסוים בחיים שלהם החלו להזריק לגוף שלהם מנות נכבדות של HIV. בסופו של הניסוי, הם ערכו לקופים בדיקת איידס והם כולם נמצאו כשליליים לנגיף, כלומר, הם לא נדבקו.
נסייג ונדגיש שזו רק פריצת דרך, ושהדרך שצפויה היא ארוכה מאוד וספק גדול מאוד אם תביא להצלחות. כמובן שקיימת המגבלה בבדיקה של השיטה על בני אדם, כי כל אדם שיהיה מוכן להשתתף בניסוי יצטרך לקחת את הסיכון שהטיפול המונע עם הנוגדן, לא יצליח ושהוא יסיים את הניסוי כשהוא נשא HIV. לכן, כנראה שיהיו עוד כמה וכמה קופים שתנוסה עליהם השיטה בווריאציות שונות, עד שיהיה אפשר לפתוח את השמפניה.
משפחה חדשה – שלושה הורים
במפגש בין תא הביצית לתא הזרע, תא הזרע מעביר לביצית את הכרומוזומים שבו ובזה הסתיים התפקיד שלו. תא הביצית מביא לצאצא שעתיד להיוולד חומר גנטי משני סוגים - DNA שיושב בגרעין התא ו-DNA שיושב במיטוכונדריה - אברונים שיושבים בתא, אחראים על אספקת האנרגיה ומחזיקים ב-DNA משל עצמו. אתם עדיין איתנו? תמשיכו לקרוא.
המיטוכונדריה הם אברונים מאוד חשובים בתא, כל הפרעה הכי קטנה בהם, יכולה לגרום לקושי באספקת אנרגיה ובחלק מהמקרים למוות. על פי מחקרים שונים, מידי שנה נולדים בארצות הברית בין 1,000 ל-4,000 תינוקות עם הפרעות במיטוכונדריה, הרבה מהם לא שורדים בחיים יותר מידי שנים.
טכנולוגיה שקיימת כבר כמה שנים מאפשרת לעשות הפרייה חוץ גופית משלושה הורים – אבא ואמא שיתרמו כל אחד את החומר הגנטי שלו ועוד אישה שתתרום מיטוכונדריה מתא הביצית שלה וככה תמנע העברה של מחלות גנטיות הקשורות במיטוכונדריה מהאם לילד. באופן הזה, טכנית, לילד שעתיד יהיה לבוא אל העולם, יהיו שלושה הורים ביולוגיים.
כמובן שיש עם זה הרבה סוגיות אתיות, אבל היכולת קיימת. פריצת הדרך בנושא, הושגה בפברואר השנה כאשר הפרלמנט הבריטי אישר לקיים את ההליך בתחומי הממלכה. בארצות הברית עדיין מסתייגים מהעניין, אבל זהו ללא ספק עידן חדש של משפחות מסוג חדש עם שלושה הורים לכל ילד. את המשמעויות בנוגע למתנות יום הולדת, אנחנו לא צריכים לפרט.