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10 erstaunliche wissenschaftliche Entdeckungen von 2017
Der beste Aspekt der Wissenschaft ist, dass sie sich ständig verändert. Neue Ideen und neue Entdeckungen verändern die Art und Weise, wie wir die Welt wahrnehmen, und die Menschen, die hinter solchen Beobachtungen stehen, arbeiten ständig. Das Jahr 2017 war kein Hemmschuh für neue Entwicklungen und technologische Fortschritte, dank der Tatsache, dass Tausende von Männern und Frauen ständig herumwanderten und die Welt auf die Probe stellten, um Neues zu entdecken.
Ob in den Bereichen Medizin, Kommunikation oder menschliche Entwicklung, es gibt immer etwas Neues zu finden. 2017 haben bedeutende Fortschritte dazu beigetragen, uns technologisch der Zukunft einen Schritt näher zu bringen. Hier sind zehn Entdeckungen oder Fortschritte aus dem Jahr 2017, die Sie in Erstaunen versetzen und verwirren.
10 Erste erfolgreiche Bearbeitung eines menschlichen Embryos in den USA
Science-Fiction-Autoren warnen seit Jahren vor den potenziellen Gefahren der Gentechnik, aber das hat die Wissenschaftler nicht davon abgehalten, 2017 große Fortschritte zu machen. Der erste Versuch in den USA, genetische Embryonen genetisch zu verändern, wurde durchgeführt von Shoukhrat Mitalipov von der Oregon Health and Science University. Das Experiment veränderte erfolgreich die DNA innerhalb der Embryonen mit der Gen-Editiertechnik CRISPR. Dies war nicht das erste Mal, dass eine solche Leistung erzielt wurde - chinesische Wissenschaftler hatten zuvor drei Berichte über die Praxis veröffentlicht -, aber dies ist das erste Mal, dass die Amerikaner aus dem Spiel geraten und es möglich gemacht haben.
Die Bedeutung der amerikanischen Forschung für das Editieren eines menschlichen Embryos über CRISPR ist von entscheidender Bedeutung für die Weiterentwicklung der Wissenschaft. Innovationen des Mitalipov-Teams ermöglichen eine neue sichere und effiziente Möglichkeit, genetische Störungen möglicherweise zu korrigieren, lange bevor ein Embryo die Chance hat, sich zu entwickeln. Sie haben erfolgreich die Fallstricke des Mosaiks vermieden, einen Fehler im Bearbeitungsprozess der Chinesen, der einige Zellen unberührt ließ. Gegenwärtig erlaubt die Praxis keine tatsächliche Implantation in eine Gebärmutter, aber sobald die rechtlichen Hürden überwunden sind, wird diese Forschung wahrscheinlich den ersten genetisch veränderten Menschen ergeben, wen Star Trek bereits Khan Noonien Singh genannt.
9 Erzeugung von metallischem Wasserstoff
Wir alle wissen, dass Wasserstoff ein Gas ist, richtig? Es ist das erste Element des Periodensystems und auch das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Selbst Leute, die sich nicht mit Chemie beschäftigen, erinnern sich so sehr an Wasserstoff. Daher ist es vielleicht ein Schock, zu erfahren, dass Wissenschaftler 2017 eine bedeutende Entdeckung gemacht haben. Forscher der Harvard University haben schließlich eine Theorie über Wasserstoff, die mehr als ein Wasserstoffatom darstellt, bewiesen Jahrhundert zuvor: Es kann ein Metall werden. Sie erreichten dies, indem sie eine kleine Menge Wasserstoff bei einem Druck drückten, der höher als der im Erdmittelpunkt gefunden wurde: 71,7 Millionen Pfund pro Quadratzoll. Dies führte dazu, dass die Probe zerbrach und in atomaren Wasserstoff umgewandelt wurde, der ein Metall ist.
Ob Sie es glauben oder nicht, die Auswirkungen der Erzeugung von metallischem Wasserstoff sind enorm. Die Suche nach einem Weg zur Umwandlung von Wasserstoff in ein Metall wurde als "heiliger Gral der Hochdruckphysik" bezeichnet, und die Verwendung von metallischem Wasserstoff legt nahe, dass es als Supraleiter bei Raumtemperatur verwendet werden kann. Darüber hinaus kann die Innovation der Transportbranche zugute kommen, indem Elektroautos effizienter gemacht werden und viele andere praktische Anwendungen für andere Branchen.
8 Erstes Gene Editing zur Veränderung der DNA bei einem lebenden Patienten
Die Gene eines Embryos zu bearbeiten ist eine Sache, aber die Bearbeitung in einem erwachsenen Erwachsenen ist eine andere. Der Unterschied hängt mit der Anzahl der betroffenen Zellen und einer Vielzahl anderer Probleme zusammen, aber der Umfang wird astronomisch erhöht. Im November 2017 initiierten die Wissenschaftler ein Experiment, um die Reparatur eines Patienten mit einer seltenen Stoffwechselstörung zu versuchen. Der 44-jährige Patient hat das Hunter-Syndrom, eine Erkrankung, die zu Entwicklungsverzögerungen, Hirnschäden und einer verkürzten Lebensdauer führen kann. Das Experiment entwickelte eine Methode, die Zinkfingernukleasen (ZFN) genannt wurde, um das Blut des Patienten mit Werkzeugen zu infundieren, die zur Bearbeitung von DNA entwickelt wurden.
In diesem speziellen Experiment war es nicht das Ziel, die DNA bestehender Zellen völlig zu verändern, sondern Teile der DNA-Helices von Leberzellen zu entfernen. Nachdem dieses Bit ausgeschnitten wurde, wird eine Ersatzkopie ohne den Code für die Störung wieder in die Helix eingegeben. Die Idee ist, dass sich diese Zellen dann vermehren und hoffentlich so viele der ursprünglichen Zellen, die die „schlechten Gene“ tragen, ersetzen, damit die Störung abgebaut werden kann, was zu einer neuen Behandlungsform führt. Dieser Vorgang wird als „sicherer Hafen“ bezeichnet und vermeidet potenzielle Komplikationen, indem er gezielt bestimmte Teile der DNA-Helix angreift, anstatt sie zufällig zu verändern, was möglicherweise dazu führt, dass schädliche Gene aktiviert werden.
7 ältestes menschliches Skelett in Amerika wurde vor 13.000 Jahren entdeckt
Eine Entdeckung in einer überfluteten Höhle in Mexiko verschiebt den Zeitplan, als Menschen aus Asien in die USA reisten, ein paar tausend Jahre zurück… vielleicht mehr. Die Entdeckung eines jungen männlichen Skeletts, genannt der junge Mann von Chan Hol (der Name der Höhle), legt seinen Tod vor 13.000 Jahren nahe. Wir haben gewusst, dass sich vor Nordamerika vor 12.500 Jahren eine eisfreie Landbrücke zwischen Nordamerika und Asien geöffnet hat. Dieser junge Mann kam viel früher nach Mexiko.
Das Skelett ist nicht nur 500 Jahre älter als das Vorhandensein der Landbrücke, es wurde im Süden mehr als 6.400 Kilometer entfernt gefunden. Dies deutet darauf hin, dass der junge Mann von Chan Hol viel früher migrierte als zuvor angenommen.Diese Entdeckung ist das älteste menschliche Skelett, das auf dem Kontinent bisher gefunden wurde, aber andere Entdeckungen in Chile haben menschliche Artefakte hervorgebracht, die vor mindestens 18.500 Jahren zurückreichen. Diese Entdeckung und andere haben das Eintreffen von Menschen auf dem amerikanischen Kontinent bereits vor 22.000 Jahren vorangetrieben.
6 Menschliche Zellen, die in Schweinen wachsen
Wenn es unheimlich, aber nützlich ist, müssen Sie nicht viel weiter suchen als die Innovationen, die Juan Carlos Izpisua Belmonte von Salk Institute mit Menschen und Schweinen gemacht hat. Belmonte hat an der Entwicklung menschlicher Organe in Schweinen gearbeitet, und 2017 gelang ihm der erste Schritt in diesem Prozess: das Züchten menschlicher Zellen in einem sich entwickelnden Schweineembryo. Das Ergebnis der Bildung eines Organismus mit fremden Zellen wird als Chimäre bezeichnet und wurde mit Mäusen und Ratten durchgeführt. Menschliche Stücke in ein Schwein zu stecken, ist eine neue Entwicklung und eine, die die medizinische Wissenschaft, so wie wir sie kennen, verändern kann.
Das Ziel des Projekts ist nicht die Schaffung von Mensch-Schwein-Hybriden, die auf Weltherrschaft ausgerichtet sind, sondern menschliche Organe innerhalb der sich entwickelnden Tiere zu züchten. Dies könnte die Verfügbarkeit lebensfähiger Organe, die für die Implantation beim Menschen verwendet werden, drastisch erhöhen, und es kann auch dazu beitragen, die Art und Weise zu untersuchen, wie sich genetische Erkrankungen in Organen entwickeln, was Wissenschaftlern dabei hilft, neue Medikamente zu entwickeln. Die Zellen, die in den Embryo injiziert wurden, waren Vorläufer von Muskeln, Pankreas, Rückenmark, Herz und Lebergewebe. Dies ist zwar nur ein „erster Schritt“ in diesem Prozess, doch die Forschung, die Belmonte durchführt, könnte einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung der Medizin leisten.
5 Erfolgreiche Datenübertragung mit Quantenverschränkung
Die Datenübertragung war schon immer ein Problem. Unabhängig davon, ob die Übertragungsrate zu niedrig ist oder Fehler und Beeinträchtigungen aufnimmt, waren die Datenbewegungen ein begrenzender Faktor für das Wachstum des Informationszeitalters. Erst in den letzten zehn Jahren können wir einen Film auf unseren Computern oder Smartphones streamen. Wo kommen wir also hin? Chinesische Wissenschaftler haben diese Frage möglicherweise beantwortet, indem sie Daten erfolgreich über Quantenteleportation übertragen. Ja, Teleportation.
Dies bedeutet nicht, dass sie einen Notizblock auf ein Transportgerät wie in gelegt haben Star Trek und strahlte es irgendwo. Was dabei erreicht wurde, war die Übertragung von Quanteninformationen durch Manipulation des Quantenzustands in einem Teilchen, wobei die Ergebnisse sofort mehr als 1.400 Kilometer entfernt waren. Den Forschern in Ngari, Tibet, gelang es, die Daten an den derzeit im Orbit befindlichen Micius-Satelliten zu übermitteln. Es war nicht das erste Mal, dass es ihnen gelang, die Materie an zwei verschiedenen Orten gleichzeitig zu manipulieren, aber dieses Experiment hat ihren bisherigen Erfolg einer 100 Kilometer langen Übertragung aus dem Wasser geblasen. Die möglichen praktischen Anwendungen für diese Errungenschaft können Fortschritte im Bereich des Quanten-Computing ermöglichen, wodurch die Entwicklung von Skynet im Zeitplan liegen sollte.
4 Erster erfolgreicher Relaunch / Wiederverwendung einer Rakete
Es dauerte einige Jahre und mehrere Versuche, aber mit SpaceX gelang Elon Musk eine Leistung, die bis vor kurzem in die Science Fiction verbannt wurde. Sie starteten und landeten dann eine Rakete senkrecht. Tatsächlich haben sie das vor ein paar Jahren erreicht, aber die große Errungenschaft im März 2017 kam, als SpaceX eine Rakete startete, die sie zuvor gelandet hatten. Dies war ein wichtiger Meilenstein sowohl für das Unternehmen als auch für die Entwicklung der Weltraumtechnologie, angesichts der astronomischen Kosten, die mit dem einfachen Umlauf in die Erdumlaufbahn verbunden sind.
Vor dem Start im März war noch nie eine in den Orbit abgefeuerte Nicht-Raketenrakete geborgen und wieder in den Weltraum geschossen worden. Bisher wurden alle Raketen, die eine Nutzlast oder sogar Menschen ins All beförderten, in den Ozean geworfen oder beim Wiedereintritt verbrannt, um nie wieder verwendet zu werden. Dies bedeutete, dass für einen späteren Start eine völlig neue Rakete gebaut werden musste. Da Raketen im Weltraum hunderte Millionen Dollar kosten, war es für Musk ein Muss, einen Weg zu besserem Raketenrecycling zu finden. Seit dem erfolgreichen Start Anfang 2017 gelang es dem Unternehmen, alle Raketen zurückzugewinnen und die Praxis mit der historischen Einführung des Falcon Heavy Anfang Februar 2018 fortzusetzen.
3 Die Menschheit ist viel älter als wir dachten
Es scheint, dass alle paar Jahre eine Entdeckung gemacht wird, die eine Aktualisierung unserer Geschichtsbücher erfordert, wenn es darum geht, zu bestimmen, wie alt Menschen tatsächlich sind. Da wir unser Verständnis der menschlichen Evolution vertieft haben, haben wir das Datum in der Zeit weiter verschoben. Für viele Jahre wurde das geglaubt Homo sapiens begann vor etwa 100.000 Jahren auf der Erde. Schließlich verdoppelte sich diese Zahl, und dank einer in Marokko gemachten Neuentdeckung sieht es so aus, als ob wir seit mindestens 300.000 bis 350.000 Jahren auf diesem Planeten herumlaufen.
Dies ist eine bedeutende Änderung unseres bisherigen Verständnisses, vor allem angesichts der Tatsache, dass menschliche Überreste an demselben Standort immer nur Knochen aus 40.000 Jahren hervorgebracht haben. Vor dieser Entdeckung wurden die ältesten menschlichen Überreste in Äthiopien gefunden, mit einem Datum von 195.000 Jahren. Diese neue Erkenntnis zeigt nicht nur, dass es Menschen fast doppelt so lange gibt, wie bisher angenommen, sondern wir haben Afrika vor langer Zeit als möglich für möglich gehalten.
2 Der erste interstellare Besucher wurde in unserem Sonnensystem verfolgt
Blicken Sie in den Nachthimmel, und alle Sterne, die Sie sehen, sind weit jenseits der Grenzen unseres Sonnensystems.Das Licht von diesen Objekten hat unseren Planeten erreicht, seit es vor mehr als 4,5 Milliarden Jahren entstanden ist, aber physische Objekte aus der Ferne waren bis vor kurzem noch nie in unserem Raum beobachtet worden. Im Oktober 2017 identifizierten Astronomen, die an der University of Hawaii arbeiteten, ein Objekt, das nicht aus unserem Sonnensystem stammt. Dies macht es zum ersten bekannten außerirdischen Objekt, das uns jemals besucht hat. Das Objekt war nicht viel mehr als ein großes Stück Stein, wie viele in unserer Nachbarschaft, aber seine Flugbahn hat seinen Ursprung eindeutig weit weg von unserem Nacken des Waldes platziert.
Das Objekt mit dem Namen 'Oumuamua', was auf Hawaiisch "Pfadfinder" oder "Bote" bedeutet, dreht sich schnell, hat einen Radius von etwa 100 Metern und ist etwa 800 Meter lang. Basierend auf 'Oumuamuas Flugbahn beim Eintritt in unser Sonnensystem, kam sie von irgendwo in der Nähe des Sternbildes Lyra. Es kam auf einem senkrechten Pfad an, bevor die Schwerkraft unserer Sonne ihren Weg änderte und auf das Sternbild Pegasus zu schoß. Es passierte die Erde in einer Entfernung von ungefähr 15 Millionen Meilen mit einer Geschwindigkeit von fast 45 Kilometern pro Sekunde.
1 Erfolgreiche Erstellung einer künstlichen Gebärmutter
In so ziemlich jedem Film mit Klonen müssen Wissenschaftler eine Art künstlicher Mutterleib schaffen, um einen Embryo zu reifen. Ohne ein solches Gerät wäre ein Ersatz-Mutterleib erforderlich, um einen Klon zu erstellen, weshalb das Klonen bisher außerhalb der Science Fiction funktioniert hat. Das erste geklonte Schaf, Dolly, wurde in einem Leihmutterschaf angebaut, aber diese Methode war nie effizient und führt häufig zu gescheiterten Schwangerschaften. Im Idealfall bietet ein künstlicher Mutterleib die Möglichkeit, einen Klon in einem Labor zu bewegen, wo er überwacht und aufrechterhalten werden kann. Die Anwendung dieser Methode würde jedoch auch dazu beitragen, dass vorzeitig geborene Säuglinge in einer Umgebung getragen werden, die viel sicherer ist als die derzeitige Technologie erlaubt.
Eine neue Studie, die Anfang 2017 veröffentlicht wurde, ergab, dass ein künstlicher Mutterleib, der von Forschern des Children's Hospital von Philadelphia erstellt wurde, ein normales Wachstum von Föten fördern konnte, die „extrem vorzeitig geboren“ waren und sich in allen Bereichen erfolgreich entwickelten. Diese neue künstliche Gebärmutter wurde bei Lammföten eingesetzt und die Ergebnisse waren außergewöhnlich. Alan Flake, der leitende Forscher der Studie, geht davon aus, dass sie den Mutterleib innerhalb von drei bis fünf Jahren an Frühgeborenen testen können. Bei Erfolg könnten sich Frühgeborene theoretisch vollständig außerhalb des Mutterleibs und innerhalb dieses künstlichen entwickeln, bis sie zur Geburt bereit sind.
Jonathan ist Illustrator und Spieledesigner durch seine Spielefirma TalkingBull Games. Er ist Active Duty Soldier und schreibt gerne über Geschichte, Wissenschaft, Theologie und viele andere Themen.