4 خبر علمی برتر سال 2021 (در همه زمینه ها)

هر سال، در میان انبوه اخبار علمی، معدود رویدادهایی هستند که مسیر تحقیقات یا سیاست‌گذاری را واقعاً تغییر می‌دهند. برای فهم عمیق‌تر این رویدادها، بهتر است داستان را از زبان کسانی بشنویم که خودشان در دل ماجرا بوده‌اند. در ادامه، چهار پژوهشگر از حوزه‌های مختلف علم، مهم‌ترین اتفاق علمی سال از نگاه خودشان را روایت می‌کنند؛ از هشدار نگران‌کننده درباره چاقی کودکان گرفته تا کشف یک شهاب‌سنگ نادر، موفقیت واکسن‌های RNA و بالاخره به رسمیت شناخته شدن نقش طبیعت در مقابله با بحران اقلیمی.

1. رکورد تعداد کودکان مبتلا به چاقی

مهم‌ترین رویداد امسال از نظر من، یک موفقیت نبود بلکه یک شکست بود. در ماه نوامبر، برنامه ملی سنجش کودکان در انگلستان افزایش تکان‌دهنده‌ای را نشان داد: تنها در یک سال، نسبت دانش‌آموزان دبستانی مبتلا به چاقی از یک‌پنجم به یک‌چهارم کودکان 10 تا 11 ساله رسید. نگران‌کننده‌تر از این رقم، شکاف عمیقی است که میان مناطق مختلف وجود دارد؛ در محله‌های مرفه، 14 درصد از کودکان با چاقی زندگی می‌کنند، در حالی که این رقم در محروم‌ترین محله‌ها به 34 درصد می‌رسد.

همه‌گیری کرونا این روند را تشدید کرده، اما ریشه آن به مدت‌ها پیش برمی‌گردد. فقر، همراه با محیط‌هایی که تغذیه سالم و فعالیت بدنی را دشوار می‌کنند، زمینه‌ساز چاقی است. در محروم‌ترین محله‌های ما، مراکز فروش فست‌فود و تبلیغات غذاهای ناسالم بسیار بیشتر، و فضاهای سبز بسیار کمتر از مناطق مرفه است؛ همچنین حوادث عابر پیاده و آلودگی هوا در این مناطق شیوع بالاتری دارد. با این حال، شواهدی از شهرهایی که این شرایط را بهبود بخشیده‌اند، جای امیدواری باقی می‌گذارد.

ساختن شهرهایی سالم‌تر کار دشواری است و با مقاومت منافع تجاری قدرتمند روبه‌رو می‌شود، اما اثرات آن فراتر از چاقی دوران کودکی خواهد بود. چنین اقدامی می‌تواند سلامت روان کودکان را بهبود بخشد و با کاهش چاقی در بزرگسالی، از بروز زوال عقل، دیابت نوع دو و بسیاری از سرطان‌ها پیشگیری کند. سبزتر کردن دوباره فضاهای شهری و اولویت دادن به بازی کودکان و عبور پیاده به‌جای ترافیک خودرو، در راستای رسیدن به هدف صفر خالص کربن هم مفید خواهد بود.

اگر بتوانیم این شکست در سلامت کودکان را با سیاست‌های مبتنی بر علم جبران کنیم، می‌تواند به داستانی موفق تبدیل شود؛ داستانی که هم از ما و هم از سیاره‌مان محافظت می‌کند.

ترزا مارتو، دانشمند رفتارشناسی و مدیر واحد پژوهش رفتار و سلامت در دانشگاه کمبریج است.

2. شهاب‌سنگ وینچکومب: هدیه‌ای از فضا

در 28 فوریه 2021، بیش از هزار نفر در سراسر بریتانیا گزارش دادند که رگه‌ای نورانی و غیرعادی را در آسمان دیده‌اند. اما دانشمندان پیش از آن هم از این پدیده باخبر بودند؛ دوربین‌های شبکه فایربال بریتانیا (UK Fireball Alliance) سیگنال آن را ثبت کرده و مشغول تخمین محل فرودش بودند. این گلوله آتشین، یک شهاب‌سنگ بود؛ بازمانده‌ای از منظومه شمسی اولیه که با سرعتی فوق‌العاده وارد جو زمین شد، در مسیر خود تکه‌تکه شد و بخش‌هایی از آن در روستایی در گلاسترشایر پراکنده شدند.

یک شهاب‌سنگ، چیزی فراتر از یک منظره دیدنی است. با دنبال کردن مسیر آن در آسمان تاریک می‌توان فهمید از کجا آمده و پیش‌بینی کرد قطعاتش کجا فرود می‌آیند. تیم‌های بازیابی به منطقه اعزام شدند و چندین قطعه از این شهاب‌سنگ، از جمله در محوطه یک خانه و یک مزرعه گوسفندداری در همان نزدیکی پیدا شد. این شهاب‌سنگ، که اولین نمونه از نوع خود بود که پس از 30 سال در بریتانیا کشف می‌شد، نوعی «کندریت کربن‌دار» (Carbonaceous Chondrite) بود؛ نمونه‌ای کمیاب که مواد تشکیل‌دهنده‌اش، تقریباً بدون تغییر، از زمان شکل‌گیری منظومه شمسی حدود 4.5 میلیارد سال پیش باقی مانده است.

پیدا کردن یک شهاب‌سنگ بدوی و بدون آلودگی، اتفاقی نادر است و به دانشمندان فرصتی می‌دهد تا درباره اجزای اصلی تشکیل‌دهنده سیارات و اینکه چگونه زمین منابع لازم برای حیات را به دست آورده، بیشتر بیاموزند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند شهاب‌سنگ وینچکومب از جسمی نزدیک به مدار مشتری آمده که حاوی آب و یخ است و ترکیب شیمیایی آن شباهت زیادی به خورشید ما دارد.

ما دانشمندان زمان زیادی را صرف نگاه کردن به اعماق فضا می‌کنیم. ماموریت‌هایی مانند هایابوسا۲ (Hayabusa2) متعلق به آژانس فضایی ژاپن و اوسایریس-رکس (OSIRIS-REx) ناسا با هدف مشخص بازگرداندن نمونه از سیارک‌ها به زمین طراحی شده‌اند، و ماموریت دارت (DART) ناسا که اخیراً پرتاب شد نیز قرار است فناوری لازم برای منحرف کردن اجرام فضایی بزرگ و خطرناک را آزمایش کند. اما شهاب‌سنگ وینچکومب مانند هدیه‌ای از دل کیهان بود که مستقیماً بر آستانه خانه ما فرود آمد و نمونه‌ای از منظومه شمسی اولیه را برای تحلیل و الهام‌بخشی در اختیارمان گذاشت.

پروفسور اما بانس، رئیس دانشکده فیزیک و نجوم دانشگاه لستر و رئیس انجمن سلطنتی نجوم است.

3. ذرات چربی حامل RNA، ناجی جان‌ها؛ دست‌کم برای برخی

نخستین واکسن ساخته‌شده بر پایه ژن در دسامبر سال گذشته تایید شد، اما تنها در سال 2021 بود که میزان اثربخشی واقعی واکسن فایزر در دنیای واقعی مشخص شد. ایده اصلی این واکسن این است که ماده ژنتیکی موسوم به اسید ریبونوکلئیک، یا به اختصار RNA، به سلول‌ها منتقل می‌شود و در آنجا آنتی‌ژنی ساخته می‌شود که ایمنی بدن را در برابر بیماری و مرگ افزایش می‌دهد. از نظر تئوری، این واکسن‌های RNA را می‌توان به‌سرعت با انواع جدید ویروس تطبیق داد.

دو ویژگی دیگر هم واکسن‌های RNA را قابل توجه می‌کند. نخست، تنها 10 ماه طول کشید تا از شناسایی توالی ژنتیکی ویروس به تایید واکسن برسیم؛ سرعتی چشمگیر، در حالی که این فرآیند معمولاً یک دهه زمان می‌برد. دوم، این واکسن‌ها برای نخستین‌بار ذرات ریز چربی را وارد سیستم درمانی اصلی کردند. واکسن‌های RNA درون این ذرات ریز چربی بسته‌بندی می‌شوند و این ذرات مانند وسیله حمل‌ونقلی عمل می‌کنند که RNA را به داخل سلول‌ها می‌رسانند.

این دستاورد علمی بزرگ، دو نکته مهم دیگر را هم روشن کرده است. نخست اینکه واکسن‌ها از بیماری شدید پیشگیری می‌کنند، اما همیشه مانع انتقال ویروس نمی‌شوند؛ و برای همه‌گیری‌های آینده باید بتوانیم سرعت انتقال را هم به‌سرعت کنترل کنیم، چراکه اقتصاد ما به این موضوع وابسته است. نکته دوم، نابرابری در دسترسی به واکسن است که تلاش‌های جهانی برای واکسیناسیون را زیر سوال می‌برد؛ موضوعی که ظهور گونه اومیکرون آن را به‌خوبی نشان داد. در حالی که نرخ واکسیناسیون در بریتانیا به 70 درصد رسیده، این رقم در کل قاره آفریقا کمی بیشتر از 4 درصد است.

ایجیوما اف اوچگبو، استاد علوم نانوداروسازی در کالج دانشگاهی لندن (UCL) است.

4. نقش طبیعت در مقابله با گرمایش جهانی، سرانجام به رسمیت شناخته شد

امسال، حاصل دهه‌ها تلاش علمی گسترده، سرانجام در عرصه سیاست‌گذاری هم به ثمر نشست. کنفرانس تغییرات اقلیمی سازمان ملل که در گلاسکو برگزار شد (موسوم به COP26)، به دلیل اهمیت ویژه‌ای که به حفظ و احیای اکوسیستم‌های طبیعی، به‌ویژه جنگل‌ها، به‌عنوان راهی برای مقابله با گرمایش جهانی داد، لقب «کاپ طبیعت» گرفت. تنها در روز دوم این کنفرانس، بیش از 140 رهبر جهان که مجموعاً بیش از 90 درصد جنگل‌های جهان را نمایندگی می‌کنند، متعهد شدند تا سال 2030 به جنگل‌زدایی پایان دهند.

داده‌هایی که اهمیت جنگل‌ها را در حفظ تعادل کربن سیاره نشان می‌دهند، حاصل تلاشی بسیار دشوار بوده‌اند. هزاران دانشمند، طی سال‌های متمادی، به معنای واقعی کلمه رشد درختان، مرگ‌ومیر آن‌ها و میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای را در هزاران قطعه جنگلی اندازه‌گیری کرده‌اند. شبکه‌های همکاری علمی مانند ForestPlots.net، RainFor و شبکه جهانی پایش اکوسیستم‌ها، نقش مهمی در طراحی و استانداردسازی این اندازه‌گیری‌های میدانی داشته‌اند. برای نمونه، داده‌های به‌دست‌آمده نشان داده‌اند که نقش حیاتی جنگل‌های استوایی دست‌نخورده در جذب کربن انسانی در حال تغییر است؛ یافته‌ای که امکان محاسبه سهم بالقوه راهکارهای طبیعی در مقابله با بحران اقلیمی را فراهم کرده است.

تردیدهای زیادی درباره میزان تحقق تعهد رهبران گلاسکو در زمینه جنگل‌زدایی وجود دارد، چراکه تعهدهای مشابه در گذشته با شکست چشمگیری روبه‌رو شده‌اند. با این حال، همین پذیرش صریح که رسیدن به صفر خالص کربن بدون حفظ طبیعت ممکن نیست، گامی بسیار مثبت به شمار می‌رود.