Le principali news scientifiche del 2019

Il cambiamento climatico, i terremoti su Marte e le IA tra le notizie più importanti dell'anno.

599

Un anno caratterizzato da proteste climatiche, incertezza politica e dibattito sull’etica dell’editing genetico negli embrioni umani che si è rivelato impegnativo per la scienza. Ma i ricercatori hanno anche celebrato alcuni risultati entusiasmanti: un computer quantistico in grado di superare le sue controparti classiche, una foto di un buco nero e campioni raccolti da un asteroide.

Esplorazione spaziale

Quest’anno, gli astronomi hanno visto per la prima volta l’oscurità di un buco nero. Ad aprile, la collaborazione internazionale Event Horizon Telescope ha svelato forse l’immagine più memorabile del 2019: la prima immagine diretta di un buco nero e il suo orizzonte degli eventi. Per produrlo, i ricercatori hanno utilizzato una rete di radiotelescopi per prendere letture simultanee da tutto il mondo.


Nell’anno che ha segnato il 50° anniversario dello sbarco sulla Luna dell’Apollo 11, l’esplorazione lunare è stata costantemente in evidenza sulle agende delle agenzie spaziali. A gennaio, la sonda cinese Chang’e-4 è diventata la prima nave spaziale ad atterrare sul lato lontano della Luna. Il suo rover, Yutu-2, continua ad esplorare i terreni polverosi del cratere Von Kármán.

Altri tentativi di esplorare la Luna non avuto molto successo. Ad aprile, il tentativo di una società no profit israeliana di scendere sulla Luna con il primo veicolo spaziale privato si è concluso con un crash.. La stessa cosa è successa al lander Vikram dell’India a settembre, anche se la parte orbitante di quella missione – nota come Chandrayaan-2 – sta ancora girando intorno alla Luna come previsto.

Le missioni in corso su Marte hanno prodotto numerosi risultati. Il sismometro francese montato sul lander InSight della NASA ha rilevato i primi “marsquake” in assoluto. A circa 600 chilometri di distanza, il rover Curiosity della NASA ha annusato livelli record di gas metano nell’atmosfera marziana a giugno – un mistero che gli scienziati devono ancora spiegare, soprattutto perché il metano è scomparso in pochi giorni. A febbraio, la NASA ha ufficialmente dichiarato morto il rover Opportunity, il più longevo di sempre.

A febbraio, la sonda giapponese Hayabusa2 ha raccolto un campione dalla superficie dell’asteroide Ryugu. Quindi, a luglio, ha lasciato cadere una piccola carica sull’asteroide e fatto esplodere la sua superficie, prima di scendere per raccogliere parte del materiale appena espostoHayabusa2 riporterà i suoi campioni sulla Terra l’anno prossimo.

Molto al di là di Plutone, la nave spaziale New Horizons della NASA ha superato un oggetto lungo 35 chilometri noto come Arrokoth. La sua forma bizzarra, simile a due frittelle incollate insieme, ha dato all’umanità la possibilità di osservare da vicino un mondo ghiacciato e primordiale.

Quest’anno ha persino portato un visitatore da oltre il Sistema SolareLa cometa interstellare 2I / Borisov ha sfrecciato oltre il Sole all’inizio di questo mese. È il secondo oggetto interstellare noto per aver visitato il nostro Sistema Solare, dopo Oumuamua del 2017.

Il rover Curiosity Mars della NASA ha scattato questo selfie il 12 maggio 2019
Il rover Curiosity della NASA ha continuato ad esplorare Marte. Credito: NASA / JPL-Caltech / MSSS

Dibattiti accesi

Sulla Terra, è stato un altro anno difficile per l’ambiente. Fino a un milione di specie animali e vegetali rischiano l’estinzione a causa della distruzione dell’habitat e dei cambiamenti climatici, ha avvertito un rapporto della Piattaforma intergovernativa di scienza e politica sulla biodiversità e i servizi ecosistemici, un pannello sostenuto dalle Nazioni Unite. E il Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC) ha chiesto sforzi drastici per frenare la domanda di terreni agricoli, in un rapporto speciale. Senza tale azione, ha affermato l’IPCC, i governi non raggiungeranno i loro obiettivi collettivi ai sensi dell’accordo sul clima di Parigi del 2015, in cui le nazioni hanno concordato di limitare il riscaldamento globale a non più di 2° C al di sopra dei livelli preindustriali.

Ma le tendenze politiche sembravano muoversi nella direzione opposta. In Brasile, il presidente populista Jair Bolsonaro ha preso il timone a gennaio con un ardente programma anti-ambientale. Ha tagliato i finanziamenti federali per la scienza e a luglio ha accusato gli scienziati del proprio governo di aver mentito su un picco di deforestazione in Amazzonia.

Negli Stati Uniti, il presidente Donald Trump ha continuato i suoi sforzi per smantellare le normative ambientali. A giugno, la US Environmental Protection Agency (EPA) ha messo a punto un piano per allentare i limiti sulle emissioni di gas serra delle centrali elettriche. Ad agosto, l’EPA ha dato seguito a una proposta di congelamento degli standard di efficienza del carburante per le automobili e il presidente ha annunciato a settembre che l’agenzia avrebbe permesso alla California di stabilire i propri limiti sulle emissioni di carbonio di auto e camion. E a novembre, l’amministrazione ha iniziato il processo ufficiale di uscita degli Stati Uniti dall’accordo di Parigi .

Gli attivisti di tutto il mondo hanno risposto all’intransigenza del governo con proteste, incluso lo sciopero globale del clima di settembre. Galvanizzati dalla giovane attivista per il clima Greta Thunberg, milioni di persone in 150 paesi sono scese in piazza per chiedere un’azione più forte.

A ottobre, i giovani leader hanno intentato un paio di cause contro lo stato dell’Alaska e il governo federale canadese, sostenendo che stanno violando i loro diritti incoraggiando l’uso di combustibili fossili. Le cause fanno parte di una tendenza più ampia nel contenzioso climatico, incluso un caso pendente nei Paesi Bassi. A maggio, la corte suprema olandese ha ascoltato l’appello del governo contro una causa intentata dalla Urgenda Foundation, un’organizzazione per il clima che ha sostenuto con successo nei tribunali inferiori che il governo olandese deve fare di più per combattere i cambiamenti climatici. Se la corte suprema deciderà a favore di Urgenda, il governo non potrà fare ulteriore appello.

Scolari in una manifestazione fuori dal parlamento sudafricano che chiede un'azione sui cambiamenti climatici
Una manifestazione per il clima a Città del Capo, in Sudafrica. Credito: Rodger Bosch / AFP / Getty

Oltre i limiti della biologia

Il 2019 è stato un anno di test sui limiti biologici ed etici. Ricercatori statunitensi hanno rianimato cervello di maiali quattro ore dopo che le loro teste erano state tagliate, pompando un liquido ricco di nutrienti e ossigeno per imitare il sangue. La cosa ha innescato il consumo di zucchero e altre funzioni metaboliche, suggerendo che il cervello funzionava ancora. I ricercatori non hanno poi tentato di ripristinare la coscienza.

In un altro esperimento extra-corporeo, gli scienziati hanno coltivato embrioni di scimmia in un piatto per quasi tre settimane, più a lungo di quanto non sia mai stato fatto ​​in laboratorio in precedenza. L’impresa solleva la questione se gli embrioni umani coltivati ​​in laboratorio debbano essere autorizzati a svilupparsi oltre 14 giorni, una restrizione imposta nella maggior parte dei paesi.

A settembre, un gruppo di ricerca statunitense ha fornito una possibile elusione del limite di 14 giorni coltivando un embrione umano da cellule staminali. L'”embrione artificiale” sembrava imitare lo sviluppo iniziale di un vero embrione umano. L’opportunità di far crescere embrioni artificiali nelle fasi successive è un dibattito etico in corso.

Il Giappone ha continuato a sperimentare l’uso clinico di cellule staminali pluripotenti indotte, cellule adulte riprogrammate in uno stato embrionale. A settembre, un gruppo giapponese ha usato queste cellule staminali per creare fogli di cellule corneali che potevano essere trapiantate in una donna che stava perdendo la vista. Nell’ultimo decennio, i medici giapponesi hanno usato le cellule iPS per curare il morbo di Parkinson e un’altra patologia oculare, e quest’anno un gruppo ha ottenuto l’approvazione per l’uso delle cellule staminali come terapia per le lesioni del midollo spinale. Tuttavia, non è ancora chiaro se questi trattamenti siano efficaci.

d41586 019 03838 0 17511284

Fonte: OMS

Shock culturale

Sono proseguite le indagini sulle molestie e la cultura e l’etica sul posto di lavoro presso gli istituti di ricerca di tutto il mondo. Il personale della Max Planck Society tedesca ha riferito che la discriminazione basata sul genere e il bullismo sono eventi regolari, in una ampia indagine sui dipendenti che ha attirato più di 9000 risposte.

In Australia, il 50% delle scienziate che hanno risposto a un sondaggio nazionale ha dichiarato di aver subito molestie sul lavoro. E ad agosto, l’Università di Adelaide ha sospeso Alan Cooper, capo del prestigioso Centro australiano per il DNA antico, dopo un’indagine sulla “cultura” al centro, per le accuse di alcuni colleghi di essere stati vittime di bullismo. L’università non ha dato una ragione per la sospensione e ha detto a Nature che è ancora sospeso e che “il processo in relazione a lui rimane in corso“.

Negli Stati Uniti, il National Institutes of Health ha annunciato per la prima volta quanti dei suoi beneficiari delle sovvenzioni erano stati sottoposti a provvedimenti disciplinari a seguito di indagini sulle molestie sessuali dell’anno precedente. L’agenzia ha dichiarato a febbraio di aver sostituito 14 ricercatori nel 2018 e ha vietato a 14 persone di partecipare ai suoi panel di peer review.

Nel frattempo, la National Academy of Sciences degli Stati Uniti ha approvato una politica per espellere i membri colpevoli di molestie sessuali. E il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge sta studiando i suoi legami con il finanziere caduto in disgrazia e deceduto Jeffrey Epstein.

I lavoratori gestiscono un componente del Quantum Computer di Google nel laboratorio di Santa Barbara, California, Stati Uniti
Processore quantistico Sycamore di Google. Credito: Google / Reuters

Meraviglie quantistiche

I fisici hanno raggiunto una pietra miliare tanto attesa nell’informatica, ottenendo la supremazia quantistica. Ad ottobre, un team di Google ha riferito su Nature di aver utilizzato un computer quantistico per eseguire un calcolo che sarebbe praticamente impossibile per una macchina classica, persino un supercomputer all’avanguardia. Il calcolo stesso, che controlla gli output di un generatore di numeri casuali quantistici, ha un uso pratico limitato, ma l’impresa è un passo verso le future applicazioni dei computer quantistici, che vanno dalla progettazione di nuovi materiali alla violazione del codice.

Un’altra unità di Google, la centrale di intelligenza artificiale (AI) di Londra DeepMind, ha fatto notizia quando ha dimostrato che i suoi programmi avevano dominato il videogioco multiplayer online StarCraft II. E per la prima volta, un bot AI ha battuto campioni umani nel poker multiplayer. Sebbene le IA possono battere i migliori giocatori umani a scacchi o Go – come ha fatto AlphaGo di DeepMind nel 2016 – molti sul campo considerano i giochi multiplayer analoghi migliori delle sfide della vita reale per l’apprendimento automatico, come il rilevamento di frodi o la guida automatica.

All’inizio dell’anno, i transistor su scala molecolare sono venuti alla luce quando i chimici hanno realizzato la prima molecola a forma di anello di carbonio puro utilizzando un microscopio a forza atomica per manipolare singole molecole.

Modifiche embrionali

All’inizio del 2019, il mondo si stava ancora riprendendo dall’annuncio che lo scienziato cinese He Jiankui aveva prodotto i primi bambini al mondo geneticamente modificati. Ha usato il sistema CRISPR-Cas9 per alterare il gene CCR5, che codifica una proteina che l’HIV utilizza per entrare nelle cellule, nel tentativo di dare resistenza alle bambine contro il virus.

A gennaio, l’Università Meridionale della Scienza e della Tecnologia di Shenzhen lo ha licenziato, dopo che un’indagine del ministero della salute cinese ha scoperto che aveva violato le normative nazionali che vietano l’uso dell’editing genetico a fini riproduttivi. A marzo, il ministero della sanità ha pubblicato ulteriori progetti di regolamento che includono gravi sanzioni per coloro che infrangono le regole relative alla modifica genetica nell’uomo.

Un comitato consultivo dell’Organizzazione mondiale della sanità ha chiesto la creazione di un registro globale di studi sulla modifica genetica umana e si è opposto all’uso clinico della modifica genetica ereditaria nelle persone.

A giugno, un altro scienziato con l’ambizione di produrre bambini modificati dal gene ha parlato. Il biologo molecolare russo Denis Rebrikov ha detto a Nature che stava prendendo in considerazione l’idea di impiantare embrioni geneticamente modificati nelle donne. Più di recente, ha espresso interesse nel riparare una mutazione legata alla sordità e ha affermato di aver iniziato esperimenti per indagare. Ma ha anche detto che aspetterà fino a quando le autorità di regolamentazione russe non avranno concesso l’autorizzazione prima di impiantare embrioni modificati geneticamente.

Mentre il dibattito infuria sull’editing del genoma negli studi clinici, i ricercatori hanno continuato a migliorare la tecnologia. A ottobre, un team guidato dal biologo chimico David Liu del Broad Institute of MIT e Harvard a Cambridge, nel Massachusetts, ha presentato un metodo chiamato prime editing.

I primi risultati suggeriscono che questo strumento alternativo potrebbe essere più preciso e accurato rispetto all’editing CRISPR – Cas9 standard, il che potrebbe alleviare alcune delle preoccupazioni sulla sicurezza dell’uso dell’editing genico nell’uomo.

Boris Johnson aiuta il personale addetto al controllo di qualità durante una visita elettorale generale alla fabbrica croccante di Tayto Castle
Il primo ministro britannico Boris Johnson si è impegnato ad aumentare le spese in ricerca e sviluppo. Credito: Daniel Leal-Olivas / WPA / Getty

Leadership

Nel Regno Unito, le università hanno accumulato scorte di approvvigionamenti mentre il paese ha raggiunto il limite di una Brexit senza accordi quest’anno, solo per il suo governo che ha prorogato tre volte la scadenza per lasciare l’Unione europea.

Né il primo ministro Theresa May né il suo successore Boris Johnson sono riusciti a garantire l’appoggio del Parlamento per un accordo sulla Brexit e l’incertezza in corso continua a preoccupare gli scienziati. Per rafforzare la base scientifica del paese, il governo Johnson – che è stato rieletto il 12 dicembre e ora prevede di uscire dall’UE ha promesso di raddoppiare i finanziamenti del governo per la ricerca e lo sviluppo a £ 18 miliardi (US $ 24 miliardi) a entro il 2025 e introdurre un regime di visti più favorevole per i ricercatori.

Il Senato degli Stati Uniti ha confermato il meteorologo Kelvin Droegemeier come consigliere scientifico del presidente Donald Trump e alla guida dell’Ufficio della scienza e della politica della Casa Bianca. Trump aveva trascorso quasi due anni senza un consulente scientifico. Droegemeier è divenuto rapidamente un attore chiave nella spinta a sradicare un’indebita influenza straniera nella scienza americana.

Dal 2018, il National Institutes of Health ha indagato su almeno 180 scienziati per non aver dichiarato legami con governi stranieri; molti dei ricercatori sono di origine cinese americana, il che fa temere di essere stati ingiustamente presi di mira a causa della loro etnia. Nel frattempo, il Dipartimento dell’Energia e la NSF si sono mossi per impedire ai loro dipendenti di partecipare a programmi di reclutamento di talenti stranieri.

Anche l’Australia ha represso le interferenze straniere. Ad agosto, il governo ha annunciato piani per costituire un comitato di esperti per rispondere agli attacchi informatici, al furto di proprietà intellettuale e ad altri attacchi contro le università da parte di governi o gruppi stranieri.

Altrove, gli scienziati si sono trovati coinvolti in disordini civili. A Hong Kong, violenti scontri tra polizia e manifestanti hanno interrotto l’insegnamento e la ricerca in tre campus universitari. E il Cile ha dovuto ritirarsi dall’ospitare il vertice sul clima COP25 delle Nazioni Unite a causa delle preoccupazioni per la sicurezza causate dalle massicce proteste contro la disuguaglianza economica a Santiago. I colloqui di dicembre si sono infine svolti a Madrid.

Operatori sanitari presso un centro di cura per l'Ebola nel Nord Kivu, Repubblica Democratica del Congo
Operatori sanitari alle prese con un focolaio di Ebola nella Repubblica Democratica del Congo. Credito: Hugh Kinsella Cunningham / Redux / eyevine

Salute

Un focolaio di Ebola in corso nella Repubblica Democratica del Congo orientale (RDC) è divampato durante tutto l’anno e ha ucciso oltre 2.200 persone da quando è iniziato nell’agosto 2018. Questa è la seconda peggiore epidemia di Ebola in termini di decessi, ed è il più complicato da affrontare, a causa del conflitto in corso nella regione. Spesso i sanitari sono stati attaccati da gruppi armati e la diffusa diffidenza nei confronti dei funzionari governativi e degli operatori umanitari induce molti residenti a evitare i centri di trattamento. A luglio, l’Organizzazione mondiale della sanità ha dichiarato l’epidemia una “emergenza sanitaria pubblica di rilevanza internazionale” – il suo livello di allerta più alto.

Nonostante il caos, i ricercatori sono riusciti a condurre il primo grande e controllato studio su quattro farmaci sperimentali Ebola. Hanno scoperto che due terapie a base di anticorpi hanno curato il 90% delle persone che necessitavano di trattamento nelle prime fasi della malattia. E gli operatori sanitari hanno dato a oltre 256.000 persone nella parte orientale della RDC un nuovo vaccino contro l’Ebola prodotto dalla società farmaceutica Merck. A novembre, il vaccino è diventato il primo al mondo ad ottenere l’approvazione da un’agenzia di medicinali.

Negli Stati Uniti, un focolaio di lesioni polmonari negli utenti di sigarette elettroniche ha ucciso più di 50 persone e costretto al ricovero in ospedale più di altre 2.000.

E a marzo, una persona con HIV (la cui identità non è stata rivelata) è stata dichiarata libera dal virus dopo che un trapianto di cellule staminali ha scambiato i suoi globuli bianchi con versioni resistenti all’HIV. È stato il secondo paziente ad essere stato trattato con successo con questo metodo. Il primo fu il “paziente di Berlino“, Timothy Ray Brown, dichiarato libero da HIV e leucemia nel 2009.

Fonte: Nature 576 , 350-353 (2019); doi: 10.1038 / d41586-019-03838-0