11 najbardziej zdumiewających odkryć naukowych 2023 roku

Naukowcy po raz pierwszy wykryli fale grawitacyjne o niskiej częstotliwości na początku tego roku, kosmiczny produkt uboczny zderzeń i łączenia czarnych dziur po kataklizmicznym spiralnym zbliżaniu się do siebie, jak pokazano na tej ilustracji. Zdjęcie: Mark Garlick, Science Photo Library

W kolejnym gwiezdnym roku dla nauki astronomowie ujawnili nowe odkrycia dotyczące kosmosu, biolodzy sporządzili wyraźniejszą mapę stworzeń zamieszkujących naszą planetę, a paleontolodzy namalowali bogatszy obraz dinozaurów, które przemierzały Ziemię miliony lat temu. Najnowsze kompendium badań naukowych ludzkości wciąż intryguje i odkrywa nowe tajemnice do rozwiązania. Oto niektóre z najciekawszych odkryć 2023 roku według magazynu National Geographic .

1. Astronomowie odkryli ogromne zmarszczki w strukturze czasoprzestrzeni

Po raz pierwszy naukowcy wykryli fale grawitacyjne o niskiej częstotliwości przemieszczające się przez galaktykę. Te kosmiczne zmarszczki są prawdopodobnie odległymi echami supermasywnych czarnych dziur wchodzących w interakcję i łączących się wiele miliardów lat świetlnych stąd. Konsorcjum międzynarodowych badaczy odkryło te fale kosmiczne, mierząc drobne zmiany w czasie sygnałów radiowych emitowanych przez gwiazdy pulsarowe. Odkrycia sugerują, że we wczesnym wszechświecie było znacznie więcej gigantycznych czarnych dziur, niż wcześniej sądzono, a dalsze badania tego nowego typu fali grawitacyjnej mogą pomóc w odkryciu szczegółów pochodzenia naszego wszechświata i lepszym wyjaśnieniu niewidzialnych substancji i sił zasilających wszechświat-kosmos.

2. Dekoder mózgu tłumaczy ludzkie myśli, dając nadzieję tym, którzy stracili mowę

Chociaż technicznie nie jest to urządzenie do „czytania w myślach”, badacze z Uniwersytetu Teksasu w Austin ogłosili rewolucyjne prace nad nowym systemem opartym na sztucznej inteligencji, który przekłada aktywność mózgu człowieka na ciągły strumień tekstu w laboratorium. Ten dekoder semantyczny nie wymaga implantu chirurgicznego, zamiast tego opiera się na funkcjonalnych skanach MRI, aby wychwycić aktywność mózgu w odpowiedzi na takie rzeczy, jak podcasty lub obrazy. Zamiast dostarczać transkrypcje słowo w słowo, system dekodowania mózgu zasadniczo tworzy słownik wzorców aktywności mózgu w oparciu o to, jak dana osoba reaguje na określone słowa lub obrazy, a następnie używa tego słownika do odniesienia aktywności mózgu do innych rzeczy, o których dana osoba myśli. Ta technologia, która opiera się na algorytmach generowania języka AI, jest obecnie w początkowej fazie rozwoju, choć już wzbudziła drażliwe pytania dotyczące prywatności psychicznej i etyki w sytuacjach dobrowolnych. Jednak dla rodzin osób z zaburzeniami komunikacji praca daje nową nadzieję. 

3. Starożytny wieloryb może być największym zwierzęciem wszechczasów

Czy to mogło być największe zwierzę w historii? Nowa analiza skamieniałości kolosa Perucetus z południowego Peru sugeruje, że to starożytne zwierzę miało około 60 stóp długości i ważyło ponad 300 ton. Zdjęcie: Giovanni Bianucci

Przejdź nad płetwalem błękitnym — starożytny waleń, odpowiednio nazwany kolosem Perucetus, mógł być największym zwierzęciem wszechczasów. Nowa analiza skamieniałych kości starożytnego wieloryba, który pływał po wodach u wybrzeży Peru ponad 37 milionów lat temu, sugeruje, że zwierzę mogło ważyć ponad 300 ton i mierzyć około 60 stóp. Gdyby rzeczywiście było tak ciężkie, jak podejrzewają naukowcy, byłoby największym znanym zwierzęciem, jakie kiedykolwiek żyło. Błękitne wieloryby, choć wciąż dłuższe i mają około 30 metrów, ważą tylko około 200 ton.

4. T. rex miał usta, zmieniając nasz obraz tego dinozaura

Tyrannosaurus rex i inne mięsożerne dinozaury prawdopodobnie miały inne zmarszczki niż podejrzewano, a sportowe wargi zakrywały ich potężne zęby. Zespół paleontologów doszedł do tego zaskakującego wniosku po zbadaniu współczesnych analogów w prehistorycznych zwierząt, w tym ptaków i gadów, wraz ze znanymi szczegółami anatomii dinozaurów. Napisali, że T. rex i spokrewnieni z nim mięsożercy prawdopodobnie mieli tkankę miękką zakrywającą ich ostre zęby, aby chronić usta zwierząt i utrzymywać ich przeżuwacze w szczytowym stanie do ataku.

Wieloinstytucjonalny zespół paleontologów zaproponował, że Tyrannosaurus rex i inne mięsożerne dinozaury prawdopodobnie miały wargi zakrywające ostre zęby, jak widać na tej ilustracji. Ilustracja autorstwa Marka P. Wittona

5. Kamienne narzędzia sprzed 3 milionów lat ujawniają pomysłowość naszych nieludzkich krewnych

Projekt Paleoantropologiczny na Półwyspie Homa, Wydaje się, że starożytne homininy inne niż ludzie korzystały z takich narzędzi odkrytych na stanowisku Nyayanga w Kenii. Duża skała po lewej stronie służyła jako rdzeń, z którego można było wybijać ostre wióry. Zdjęcie: TW Plummer, JS Olivier Finestone

W południowo-zachodniej Kenii archeolodzy odkryli zaskakujące znalezisko: kamienne narzędzia zakopane obok skamieniałości hominina Paranthropusa, starożytnego, niebędącego człowiekiem, krewnego naszego gatunku. Odkrycie narzędzi, które mogą mieć nawet trzy miliony lat, dostarcza dowodów na to, że homininy inne niż ludzie opracowały technologie kamienne. Co więcej, sugeruje, że rozwój narzędzi nastąpił wcześniej, niż dotąd sądzono. Parantrop miał duże zęby i szczęki, więc pomysły na temat możliwego wykorzystania przez nich narzędzi kamiennych zostały w dużej mierze odrzucone, ponieważ przedmioty te nie byłyby niezbędne do przetwarzania żywności, powiedziała National Geographic paleoantropolożka z Muzeum Historii Naturalnej w Cleveland, Emma Finestone. Najnowsze ustalenia wydają się podważać to założenie.

6. „Zaginiony świat” może cofnąć początki złożonego życia

Chemiczne wskazówki wydobyte ze starożytnych skał w Australii i gdzie indziej sugerują, że wyrafinowane komórki były powszechne już od około 1,6 miliarda do 800 milionów lat temu, co potwierdza teorie o zaskakująco wczesnym harmonogramie początków złożonego życia. Ewolucja eukariontów – organizmów posiadających jasno określone jądro komórkowe – okazała się w dużej mierze nieuchwytna, dlatego międzynarodowy zespół badawczy zdecydował się na nowy takt: polowanie na produkty uboczne cząsteczek, na których eukarionty tworzą błony komórkowe. Argumentowali, że gdyby udało im się znaleźć takie dowody w próbkach starożytnych skał, mogłoby to służyć jako dowód na obecność eukariontów. Najstarsza próbka tych cząsteczek, pobrana z australijskiej formacji Barney Creek, datuje się na 1,6 miliarda lat temu, co przesuwa dowody chemiczne na istnienie eukariontów w przeszłość, aby lepiej dopasować je do dowodów genetycznych i mikroskamieniałości.

7. Liczba odkrytych planet przekracza 5500

W sierpniu, mniej więcej trzydzieści lat po tym, jak astronomowie odkryli pierwsze planety poza naszym Układem Słonecznym, naukowcy ujawnili, że odkryli sześć nowych egzoplanet, zwiększając naszą całkowitą liczbę znanych planet do ponad 5500. Poszukiwania egzoplanet, prowadzone przez teleskopy takie jak Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS), w dalszym ciągu odkrywają niezwykłą różnorodność nowych światów w całej galaktyce. Co więcej, Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba i inne potężne obserwatoria również dostarczają więcej szczegółów na temat tych światów, takich jak K2-18 b – planeta wielkości Ziemi i Neptuna, która może posiadać globalny ocean pod gęstą atmosferą.

8. Szympansy, podobnie jak ludzie, doświadczają menopauzy

Samice szympansów dołączyły do krótkiej listy gatunków, które żyją długo po osiągnięciu wieku rozrodczego. Zdjęcie: Kevin Langergraber, Uniwersytet Stanowy w Arizonie

Biolodzy od dawna zastanawiają się nad korzyściami ewolucyjnymi zwierząt żyjących długo po osiągnięciu wieku rozrodczego. Wiadomo, że menopauzę doświadczają tylko orki, wieloryby krótkopłetwe, narwale, bieługi i ludzie. Jednak nowe prace, które opierały się na solidnej, długoterminowej analizie hormonów w moczu szympansów, potwierdzają, że szympansy w co najmniej jednym miejscu, w Parku Narodowym Kibale w Ugandzie, przechodzą menopauzę i nadal żyją. Badania moczu, w których uczestniczyły kobiety w wieku od 14 do 67 lat, wskazują, że szympansy doświadczyły menopauzy w wieku około 50 lat, co stanowi intrygującą analogię w przypadku ludzi, którzy często doświadczają menopauzy w tym samym wieku. Dowody sugerują, że w przypadku niektórych gatunków wielorybów i delfinów starsze samice przyczyniają się do wychowywania kolejnych pokoleń, ale nie wydaje się, aby tak było w przypadku szympansów, ponieważ zwierzęta te nie wychowują spokrewnionego potomstwa. Jedna teoria głosi jednak, że menopauza pomaga zmniejszyć konkurencję hodowlaną między naczelnymi, nad czym naukowcy będą nadal pracować w nadchodzących latach.

9. Pierwsze znane narodziny z dziewicy wśród krokodyli amerykańskich

Zanurzony krokodyl amerykański Crocodiles acutus pływa w gęstych namorzynach w kubańskich ogrodach Narodowego Parku Morskiego Queen. Według nowego odkrycia tegorocznego przeprowadzonego w Kostaryce gatunek ten jest zdolny do rozmnażania się bez partnera. Zdjęcie: David Doubilet, Kolekcja Obrazów Nat Geo

W najnowszym przykładzie techniki rozmnażania bezpłciowego zwanej partenogenezą samotna samica krokodyla amerykańskiego w parku w Kostaryce urodziła potomstwo bez samca. Zjawisko to, zwykle obserwowane, gdy zwierzęta stają w obliczu ekstremalnej presji populacyjnej, było wcześniej zgłaszane u innych zwierząt, w tym krytycznie zagrożonych kondorów kalifornijskich, wielu gatunków rekinów, smoków z Komodo i niektórych węży, ale nie było wcześniej zgłaszane u żadnego gatunku krokodyli. Matka krokodyla nie miała kontaktu z innymi zwierzętami tego rodzaju od około 16 lat, a analiza genetyczna potwierdziła, że płód rzeczywiście był częściowym klonem swojej matki. Chociaż zwierzę to żyło w niewoli, odkrycie to ma konsekwencje dla jego dzikich krewnych, ponieważ Międzynarodowa Unia Ochrony Przyrody sklasyfikowała krokodyla amerykańskiego jako zagrożonego wyginięciem.

10. Naukowcy opracowują nowy, bardziej reprezentatywny genom

Narodowy Instytut Zdrowia Stanów Zjednoczonych zaprezentował w tym roku nowy pangenom — bardzo potrzebną aktualizację 20-letniego referencyjnego genomu ludzkiego. Nowy model obejmuje bardziej reprezentatywny wycinek ludzkości o znacznie większej różnorodności etnicznej i rasowej, co jest niezbędnym krokiem w kierunku udoskonalenia medycyny spersonalizowanej. Nowy pangenom obejmuje obecnie sekwencje genomu 47 osób, chociaż model ma ostatecznie obejmować około 700 osób. Poprzednia próbka referencyjna w dużej mierze opierała się na genomie tylko jednej osoby, a inne dane pochodziły od osób pochodzenia głównie europejskiego. Choć genomy dwóch ludzi są zazwyczaj identyczne w ponad 99 procentach, rozróżnienie różnic indywidualnych może ujawnić kluczowe informacje na temat podatności na choroby i pomóc w podejmowaniu kluczowych decyzji dotyczących leczenia – twierdzi NIH.

11. Fosfor odkryty na Enceladusie Saturna – kluczowy znak, że życie jest możliwe

Szósty co do wielkości księżyc Saturna, Enceladus, jest mniej więcej tak szeroki jak stan Arizona. Na tej ilustracji wypluwa pióropusze pary, ale niedawna analiza ziaren lodu na odległej skale wskazuje, że zawiera on fosfor, pierwiastek niezbędny do życia. Zdjęcie: Tobias Roetsch, Future Publishing/ Getty Images

Nowe dowody chemiczne sugerują, że księżyc Saturna może być zdolny do podtrzymywania życia. W tym roku naukowcy ogłosili, że znaleźli fosfor w oceanie na szóstym co do wielkości księżycu Saturna, Enceladusie. Obok węgla, wodoru, azotu, tlenu i siarki ten szósty pierwiastek jest niezbędny do podtrzymania życia. Astronomowie znaleźli już oznaki pozostałych pięciu pierwiastków na Enceladusie, zatem najnowsze odkrycie – wykryte w ziarnach lodu zebranych przez analizator pyłu kosmicznego znajdującego się na sondzie Cassini – czyni tę lodową skałę obiecującym kandydatem na życie pozaziemskie.