DR. JÉKI LÁSZLÓ cikkei

Melyik baktérium az ősibb: a Mycobacterium bovis vagy a Mycobacterium tuberculosis? Más szóval: a tuberkulózis a tehénről terjedt át az emberre, avagy fordítva? Több új kutatási eredmény szerint egyértelműen az ember a bűnös a tehenek megfertőzésében.

Az amerikai fizikai antropológusok kongresszusán Luz-Andrea Pfister (Arizonai Állami Egyetem, Tempe) 10 mikobaktérium-faj DNS-ének elemzése alapján azt állította, hogy a tuberkulózist okozó Mycobacterium tuberculosis már jóval a szarvasmarhák háziasítása előtt megfertőzte az embereket. A 10 faj mindegyikében ugyanazt a 60 gént vizsgálta, majd állandó mutációs rátát feltételezve evolúciós fába rendezte a baktériumokat. Számításai szerint az ős M. tuberculosis mintegy 36 millió éve különült el a leprát okozó mikobaktériumtól, s a szétválás talán az ember főemlős őseiben mehetett végbe. A teheneket megfertőző M. bovis az emberekben alakulhatott ki kb. 113 ezer évvel ezelőtt. Mivel a mikobaktériumok mutációs rátáját még senki nem határozta meg, Pfister a mutáció gyakoriságának számításához az Escherichia coli adatait használta fel. Ezért az új fajok megjelenésének időpontja még változhat, ha a tudós hölgy elkészül a pontosabb mikobaktériumóra kiszámításával. Pfister úgy véli, a betegség egyértelműen az emberekről terjedt át az állatokra, talán akkor, amikor a modern emberek Afrikából elindulva benépesítették a kontinenseket.
  Hosszú ideig úgy vélték, hogy az M. tuberculosis egy 20-35 ezer éve élt faj leszármazottja. Cristina Gutierrez (Pasteur Intézet, Párizs) váratlanul sok eltérő DNS-szakaszt talált az M. tuberculosis afrikai törzseiben. Ebből arra következtetett, hogy a baktérium lényegesen ősibb a feltételezettnél, hiszen néhány évtized alatt nem jelentkezhetett volna ennyi mutáció a DNS-ében. Gutierrez szerint Pfister eredményei megerősítik az ő felismerését, miszerint az M. tuberculosis variánsai már jóval az állatok háziasítása előtt megjelentek. (A szarvasmarha háziasítása mintegy tízezer éve történhetett.)
  Egy Törökországban talált félmillió éves emberi maradvány alapján a régészek is a genetikai eredményekkel egybecsengő következtetésre jutottak. Az egyértelmű összefüggést természetesen nem tudják bizonyítani, de úgy gondolják, a megvizsgált csontok elváltozásait tbc okozta. A csontokat és az ízületeket rendszerint az M. bovis támadja meg. Gutierrez most arra keresi a választ, hogyan kerülhetett át a baktérium a hominidáktól az állatokra sok százezer évvel a háziasítás előtt – a tbc átadásához ugyanis rendszerint tartós és közeli kapcsolatra van szükség. Bruce Rotschild (Kansas Egyetem) a Scienceben viszont arra hívta fel a figyelmet, hogy az állatkertben egy főemlős tbc-fertőzést kaphat, ha egy ember ráköp. A baktériumfajok őstörténete talán azért alakult így, mert egy távoli ősünk valamikor rátüsszentett egy tehénre?

Száznegyven éve felrobbant szupernóva maradványait fedezték fel a Tejútrendszer közepe táján. Más, a miénkhez hasonló galaxisokban százévenként három szupernóva-robbanást észlelnek a csillagászok, a Tejútrendszerben viszont 1680 óta nem figyeltek meg ilyen jelenséget. Optikai teleszkópjainkat ugyanis hiába irányítjuk galaxisunk középpontja felé, a sűrű gáz- és porfelhők elfedik szemünk elől a történéseket.

A szupernóva-robbanás a bizonyos méretnél nagyobb csillagok halála: a csillag hirtelen, robbanásszerűen kidobja anyagának nagy részét. Ilyenkor születnek meg a periódusos rendszer vasnál nehezebb elemei. E robbanás után a csillag napokra-hetekre rendkívül erősen felfénylik. A visszamaradt mag szupersűrű testté, neutroncsillaggá vagy fekete lyukká alakul, a kidobott anyag pedig nagy sebességgel távolodik, szupernóva-maradványként figyelhető meg, majd szétoszlik. A táguló anyagfelhő a csillagközi anyagba ütközve felforrósodik és röntgensugárzást bocsát ki. A felhő és a csillagközi anyag ütközésekor lökéshullámok keletkeznek, ezek felgyorsítják az elektronokat, mire azok a rádiótartományban sugároznak. A szupernóva- maradvány lökéshulláma – a csillagközi anyagot összenyomva – új csillagok keletkezését segíti elő. Vagyis az egyik csillag halála újabbak születését indítja meg.
  A mostani felfedezéshez a szupernóva- maradványok röntgen- és rádiósugárzás-értékének meghatározása vezetett el – a NASA műholdja, a Chandra röntgenobszervatórium a röntgensugárzást, az USA Új-Mexikó államában felépített nagy rádióteleszkóp-rendszer (Very Large Array) pedig a rádiósugárzást mérte. A rádiócsillagászok már 1985-ben felfedezték egy szupernóva- robbanás maradványait a galaxis középpontjának közelében. Viszonylag kis területről érkezett a rádiósugárzás, ezért nem túl régi, 400–1000 éve történt robbanással számoltak. A Chandra tavaly mérte be az onnan érkező röntgensugárzást, és a szakemberek meglepve tapasztalták, hogy 1985 óta a sugárzó terület szokatlanul nagy mértékben, 16 százalékkal megnövekedett. Ez arra utal, hogy a szupernóva- maradvány jóval fiatalabb a korábban gondoltnál. Az eredmények ismeretében újra vizsgálódni kezdtek a rádióteleszkóp-rendszerrel is, s idei méréseik megerősítették a szupernóva-maradványok fiatal korát. A kétféle megfigyelés alapján arra a következtetésre jutottak, hogy mintegy 140 éve – vagy még annál is valamivel később – következhetett be a Földön akkor nem észlelt csillagrobbanás.
  E mostani felfedezés előtt legutoljára 1670–1680 táján ment végbe szupernóva-robbanás a Tejútrendszerben – ennek maradványa az égbolt egyik legerősebb rádióforrása, a Cassiopeia A. Száz évvel korábban, 1572-ben Tycho Brahe dán csillagász ugyancsak e csillagképben észlelt egy – a Cassiopeia B rádióforrást létrehozó – szupernóva-robbanást. Ha valóban jó az a becslés, hogy százévenként körülbelül három robbanás várható egy galaxisban, akkor a Cassiopeia A robbanása óta tíz ilyen esemény lehetett a Tejútrendszerben. Ezek közül derült fény most egyre, a többiek maradványai után pedig megindult a keresés.

  A szereplők: C. H. Townes, a fizikai Nobel-díj 1964. évi kitüntetettje, N. Bloembergen, aki 1981-ben kapott Nobel-díjat és feleségeik. Időpont: valamikor 1964 és 1981 között. Egy alkalommal Mrs. Townest rubinkristállyal ajándékozták meg; a vérvörös színű mesterséges drágakővel férjének a rubinlézerekkel kapcsolatos eredményeire emlékeztették. A szintén jelen levő Bloembergenné asszony a férjéhez fordult: „Ez valóban szép. Én mit kaptam volna, ha neked sikerül?” Férje kapásból válaszolt: „Az én lézerem alapanyaga cián volt.”

  Orvosok, gyógyszerészek könnyen készíthetnek ékszert gyógyszerből. Az ötlet szülője Louis Hohenstein San Franciscó-i hangmérnök, aki a fiókban talált felesleges tablettákból néhány mozdulattal fülbevalókat készített. A gyógyszerekre vékony átlátszó bevonat került, ez védelmet és némi fényt is adott a tablettáknak. Hohenstein ezután fémszállal egyszerűen keretbe fogta a pirulát és rácsatolta a szokásos felfüggesztő részt. Eddig a hölgyek a bizsu kiválasztásánál ruhájuk színét, jellegét, a sminkjüket, az alkalmat vették figyelembe. A szempontok sora most újabbal bővülhet. A gyógyszer szépségén (színén, méretén, formáján) túl annak is üzenet értéke van, hogy mire szolgált eredetileg az éppen viselt tabletta: fogamzásgátlásra, az emésztés segítésére vagy hangulatjavításra...

  A nyakkendőkötésről
  Az ékszerek mellett az öltözet több része is figyelmet érdemel. A mutatós és biztonságos nyakkendő- és cipőfűzőkötéshez fizikusok, matematikusok adtak segítséget. A nyakkendőkötés szigorú matematikai alapokon nyugvó elmélete alapján új, esztétikus csomózási módokat fedeztek fel, a rangos Nature hasábjain közölték „Nyakkendőcsomók tervezése bolyongással” című tanulmányukat. A bolyongás, a véletlen mozgás leírása ismert matematikai probléma.
  Először a képletek nyelvére fordították a csomókötés egymást követő fázisait. Elemi alapvetésekből indultak ki: a nyakkendőnek két vége van, egy szélesebb (aktív) és egy keskenyebb (passzív). A nyakkendő keresztezett szárai négy részre osztják a teret, ebből a számításokhoz három térrész a fontos: a jobb, a bal és a középső. A szárak félfordulattal kerülnek át egyik térrészből a másikba. A matematikai probléma szépségét az adja, hogy a bolyongás mégsem lehet teljesen tetszőleges, ha a végén stabil nyakkendőcsomóhoz szeretnénk jutni. De már a kiindulás sem esetleges, és kötöttek a befejező lépések is. Ha csomóhoz akarunk jutni, akkor két egymást követő lépés nem vezethet ugyanabba az irányba, ugyanabba a térrészbe. A nyakkendő hossza véges, ezért a végrehajtható lépések száma sem lehet túl nagy. Három lépésnél kevesebből nem köthető csomó, a felső határt a kutatók 9 lépésnél húzták meg, efölött már aránytalanul nagy csomó keletkezne. Ezek után tényleg a matematikáé volt a szó. A megszorításokat figyelembe véve 85-féle bolyongás alakulhatott ki, 85-féle nyakkendő-csomózási lépéssorozat hajtható végre.
  A kutatók még mindig szigorúan matematikai alapon és nem tükör előtt válogattak tovább a lehetőségek között. Az emberek szeretik a szimmetriát, ezért előírták, hogy a csomók legyenek szimmetrikusak, ez úgy érhető el, ha a balra, illetve jobbra vezető lépések száma egyenlő. Megfogalmazható az egyensúly követelménye is, vagyis a magára hagyott bog essen szét. Tanulmányukban a tíz legesztétikusabb csomó képletét, kötési módszertanát tették közzé. Természetesen a tíz között van az eddig a gyakorlatban alkalmazott négyféle kötésmód is. Divatlapok figyelmét is felkeltette az eredmény.

  A cipőfűzésről
  Az „A cipőfűzés legjobb módjáról” című értekezés is a Nature-ben jelent meg. A cipőfűzésben két megoldás uralkodik. Az egyszerű cikcakk a legnépszerűbb. Kedveltségben nem sokkal marad le mögötte az a mód, amikor csak a cipőfűző egyik szára halad cikcakkos úton, a másik az egyik oldal tetejéről egyenesen a másik oldal aljára vezet. A brit kutató a mindkét oldalon 6 lyukkal bíró cipők fűzési lehetőségeit vizsgálva arra az eredményre jutott, hogy a feladat 43 200 (!) különböző módon oldható meg. Valójában a lehetséges megoldások száma ennél is nagyobb, ő már praktikus, szigorító szempontot is bevezetett. Megkövetelte, hogy minden lyuk játsszon szerepet a cipő két felének összehúzásában. Megkereste azokat a megoldásokat, amelyek a legerősebb összehúzást biztosítják, illetve a legrövidebb cipőfűzőt igénylik. Kiderült, hogy a két hétköznapi megoldás adja a legerősebb kötést, de köztük is van különbség, erősségük ugyanis függ a lyukak távolságától.

  Laborviselet
  Hiába a tudós elemzés a cipőfűzés és a nyakkendőkötés szépségeiről, a tudósok, a laborbeli fiúk öltözködésben nem tudják felvenni a versenyt más hivatások, szakmák művelőivel. Ennek felismeréséhez elég beleolvasni azokba a tanácsokba, amelyekkel a British Medical Journal próbált meg segíteni a doktor urak, a férfi orvosok hátrányos helyzetén. Hátrányos helyzetben voltak ugyanis a doktornőkkel szemben, mert a férfiak korábban nem kaptak öltözködési tanácsokat. A cikk segítséget ad az ing, a nyakkendő, a mandzsettagomb stb. megválasztásához. Különösen figyelemreméltóak az öltönyről írottak: „Természetesen az öltönynek drágának kell lennie, de egy kicsit gyűröttnek is. Ne legyen túl gyűrött – ugyebár nem akarunk úgy kinézni, mint a tudósok... Tudományos konferencián egy pulóverrel elérhető, hogy a laborbeli fiúk ne húzzák össze szemöldöküket.”
    A laborban sem lehet akárhogy öltözni. Konkoly-Thege Miklós az üstökösökről 1910-ben írt tanulmányában idézi munkatársai megfigyeléseit is. „Hogy az észlelőnek mennyire vigyáznia kell a ruhájának vasmentességére, azt minden mágneses megfigyelő tudja. Erre is hozhatok föl példát. Régebben itt, Ó-Gyallán egy pár főiskolai hallgató mágneses gyakorlatot szokott végezni a szünidőben. Egyszer szintén mérni akartunk, de teljesen ellentmondó adatokat nyertünk. Jó ideig nem tudtuk megfejteni a rejtélyt, hisz mindnyájan kiraktuk a vasakat a zsebünkből! Végre eszünkbe jutott, hogy közöttünk egy hölgy is van éspedig ... nem reformöltözetben. Amint ő eltávozott, rögtön minden rendben volt.” Ma, közel egy évszázaddal később már divattörténeti tanulmányokat kell folytatnunk a probléma megértéséhez. A hölgy nem „reformöltözetet” viselt kifejezés bizonyára arra utal, hogy fűzőt hord.

  Fehérnemű emlékező fémből
  A mai, igazán high-tech fehérneműk emlékező fémekből is készülhetnek. A fém persze nem úgy emlékezik, ahogy az ember idézi fel a szemével, kezével megtapasztalt szépséget. A tetszőleges alakúra hajlított fémdarab kellően felmelegítve elveszíti alakját, ebben egyformák a közönséges és az emlékező fémek. A kihűlés után viszont csak az emlékező fém nyeri vissza felmelegítés előtti alakját. Egy japán cég már húsz éve készített melltartókat emlékező fémből. Az emlékező fémes melltartó inkább technikai mutatvány, mintsem praktikus termék. Vitathatatlanul praktikus viszont az emlékező fémszálakkal, egy titánötvözet szálaival átszőtt férfiing. Bárhogy össze is gyűrődött a bőröndben, elég egy hajszárítóval felmelegíteni, és a fémszálak visszaemlékeznek eredeti alakjukra, máris sima az ing.
   A Newsweek kis híre hívta fel a figyelmet arra, hogy már rakétakutatók is beszálltak melltartók tervezésébe. Az angliai Loughborough Egyetemen régóta foglalkoznak vibrációkutatással. Elsősorban rakéta-hajtómotorok és hidak rezgéseit vizsgálták, itt szerzett ismereteiket használták fel a melltartótervezésben. Lézerfénnyel követték nyomon a mell rezgéseit, mozgását. Ennek alapján olyan felfüggesztést (vállpántot) terveztek, amely állításuk szerint drámaian javít a nők alakján és egész életükre megőrzi mellük jó alakját. A tudományosan megtervezett felfüggesztés egyenletesen osztja el a terhet a felsőtesten, megszünteti a hátfájást és a rossz testtartást.
  
   Színváltó ruhák
   High-tech fehérnemű fölött nyilván a ruha sem hétköznapi. Fizikuskonferencián tárták a közönség elé a fantasztikus lehetőséget, a viselés közben színét váltó öltözéket. A manökenek mindannyian fekete ruhát vettek fel. Testük alig szokta még meg az új ruhák anyagának érintését, amikor meglepő változások sora kezdődött el. Anélkül, hogy valamit is tettek volna, a ruha színe néhány helyen feketéből vörösre változott. Míg csodálkozva nézegették egymást, a változások folytatódtak: ahol már vörös volt a ruha, ott kezdett kékre, majd sárgára váltani, aztán az addig fekete részek vörössé válása is megindult. Az átalakulás folyamatossá vált, a sárga után megjelent a zöld szín is, ugyanakkor visszaváltozások is történtek, az egyszer már sárga ruharész ismét vörös színt vett fel. Az ámuló manökenek megtapogatták egymás ruháját, s ha egy tenyér hosszabb ideig maradt egy helyen, ott kék színben megjelent a tenyér lenyomata, majd eltűnt, a kék szín pedig zöldre váltott. Jó megfigyelők felfigyeltek arra, hogy az első változás, a feketéből vörösre váltás azokon a részeken kezdődött, ahol a ruha a legszorosabban tapadt a testhez: a vállakon, a melleknél és a csípőn. Később ezek lettek a kék színű részek. Mire a manökenek bevonultak a nagyterembe, öltözetük már a szivárvány minden színében pompázott. Az egybegyűlt tudós közönségnek így konferálták be a divatbemutatót: hőre érzékeny folyadékkristályokat látnak.
   A folyadékkristály megnevezés arra utal, hogy ez valamilyen átmenet a kristályok szigorú rendje és a folyadékok rendezetlensége között. A folyadékkristályos anyagokban a molekulák a megszokott gömbalak helyett rúd alakúak. A molekulák meghatározott rend szerint helyezkednek el a kristályban, magasabb hőmérsékleten, az olvadás után pedig elmozdulnak helyükről, mégis megtartanak egyféle rendezettséget. A helyükről kimozdult rudacskák továbbra is egy irányba mutatnak, egymással többé-kevésbé párhuzamosan. Elektromos vagy mágneses térrel változtatni lehet a molekulák irányát, ezzel az anyag optikai tulajdonságait. Így működnek a széles körben elterjedt folyadékkristályos kijelzők a karórákban, kalkulátorokban, mobiltelefonokban, a számítógépek és televíziók lapos képernyőjén.
   Vannak olyan folyadékkristályok, amelyeknél a tulajdonságok hő hatására változnak meg, ezekből készültek a ruhaanyagok is. (Ilyenek az orvosi gyakorlatban hőmérséklet mérésére, hőmérséklet- különbségek kimutatására szolgáló tapaszok is.) A fekete anyag 28 Celsius-foknál változott vörösre, 33 foknál jelent meg a kék szín. A ruhaanyagoknál a festék tartalmazta a hőre érzékeny folyadékkristályt, melyet igen vékony, 35-40 mikrométeres rétegben filmnyomással vittek fel a fekete ruhaanyagra.
   Kötelességünk figyelmeztetni a folyadékkristály ruhába öltöző hölgyeket a veszélyekre is. Jelentősen megnő a titkos légyottokra járók kockázata, mivel egy ölelő kéz színes nyoma jó ideig letagadhatatlanul megmutatkozik.

Az űrügynökségek különösen nagy gondot fordítanak a távoli égitestekre indítandó űrszondák sterilizálására. Mindenképpen el akarják kerülni, hogy bolygónkról élőlények kerüljenek át más bolygókra, holdakra. Egy közelmúltban lezajlott vizsgálat viszont csaknem száz különböző, köztük számos eddig ismeretlen baktériumfajt talált a NASA amerikai űrügynökség speciális szerelőcsarnokaiban.

Az űrszondák összeszerelése nagyon tiszta laboratóriumokban zajlik. A személyzet belépés előtt tetőtől talpig átöltözik, arcmaszkot visel és kesztyűben dolgozik. A levegőt folyamatosan szűrik, a szűrőkön minden finom porrészecske, piszok fennakad.
  Biológus kutatók három NASA intézményben gyűjtöttek mintákat: a kaliforniai JET Propulsion Laboratoryban, a Kennedy űrközpontban Floridában és a Johnson űrközpontban Houstonban. Csaknem száz baktériumra bukkantak a korábban teljesen tisztának, por- és baktériummentesnek gondolt laboratóriumokban. Találtak közönséges, az emberi bőrön élő Staphylococcus fajokat, továbbá olyan ritka oligotróf fajokat, amelyek a levegőből vagy festett felületről szerzik táplálékukat.
  A baktériumok korábban is ott lehettek az eddig szupertisztának gondolt munkahelyeken. A vizsgálatokat ugyanis hagyományos módon végezték, a levegő- és felületi mintákat táptalajon próbálták szaporítani. Valószínűleg azért nem találtak rá a most felfedezett baktériumközösségekre, mert azok többsége csak saját természetes környezetében szaporodik. Most a riboszomális RNS génszekvenciáit elemezték, ezért leltek nagyobb számban és változatosságban baktériumokat. A felismert közel száz faj 45 százaléka korábban ismeretlen volt.
  A kórokozók egy részét, például a Staphylococcusokat mindhárom vizsgált térben kimutatták. A baktériumközösségek azonban nagyrészt egyediek voltak. A különbség okai az eltérő földrajzi környezet, az alkalmazott légszűrők és a tisztítószerek különbözősége lehetnek. A NASA egyik biológusa szerint a ritka, extrém körülmények között is megélő baktériumok azért szaporodhattak el a laborokban, mert a hétköznapi típusokat sikeresen elpusztítják, így versenytársak hiányában megnyílik a tér a szaporodásuk előtt.   Szakértők szerint a laboratóriumok tisztasága pénzkérdés, a félvezető- és a gyógyszeriparban vannak az űrlaboroknál tisztább szobák is. Az űrkutatók hőhatással is sterilizálnak, de a több órán át tartó melegítés károsíthatja az érzékeny alkatrészeket.
  Más sterilizálási megoldásokkal is kísérleteznek. Az óvatosság teljesen indokolt. Bolygónkon egyre több olyan élőlényre bukkannak, amelyek nemcsak elviselik, hanem kifejezetten kedvelik a rendkívüli körülményeket. Ilyen különleges hely egy elhagyott rézbánya vízzel telt gödre Butte (Montana, USA) közelében. A 2,4 kilométer átmérőjű, 542 méter mély gödröt 180 millió köbméter víz tölti ki, az elsavasodott folyadék különösen sok arzént, alumíniumot, kadmiumot és cinket tartalmaz. Itt alakította ki laboratóriumát a Stierle házaspár. Az 1990-es évek közepén ők fedezték fel azt a gombát, amely a csendes- óceáni partvidék hegyeiben tiszafák közelében él. A tiszafához hasonlóan ez a gomba is termeli azt a taxolt, amelyet az emlő- és a petefészekrákok ellen vetnek be.
  Eddig 142 élőlényt és 80 másutt nem létező vegyületet találtak a rézbánya tavában. Kutatásaik szerint a mikrobák a rendkívüli körülmények miatt korábban alvó géneket kapcsolnak be, és mutációk mennek végbe. A kutatók reményei szerint az általuk termelt vegyi anyagok egy része gyógyszerré válhat. Két vegyülettel már sikeresen pusztítottak el emlő- és petefészekráksejteket a National Institute of Health sejtvonalain.

  A megállított időkocka

  A szívdobbanások nagyjából másodpercenként követik egymást, a legyek ezredmásodpercenként csapnak a szárnyukkal, nagy sebességű fényképezőgéppel mikroszekundumonként (milliomod másodpercenként) készítenek felvételt, egy csip nanoszekundum (milliárdod másodperc) alatt hajt végre egy műveletet, a pikoszekundum– femtoszekundum tartományba esik a molekulák rezgése, attoszekundum felbontással pedig már az elektronok mozgása figyelhető meg az atom belsejében. A pikoszekundum a másodperc billiomod, a femtoszekundum a másodperc ezerbilliomod része, az attoszekundum pedig a femtoszekundum ezredrésze, vagyis a másodperc trilliomod része.
  1990-ben jutottak el a kísérleti fizikusok a femtoszekundomok tartományába. Ehhez különleges megoldásra volt szükség. A lézerfény körbeszalad egy tükörrendszeren és eközben a tükrökön a fény egy része kicsatolódik, így jön létre a femtoszekundumos impulzus. (A körbeszaladó fénysugár femtoszekundumnyi időt tölt egy-egy tükrön, ez határozza meg a tükör másik oldalán kilépő fényimpulzus hosszát.) Az ilyen rövid lézerimpulzus már nem csak tudományos érdekesség, mára már sokféle gyakorlati haszna van. Az egyik alkalmazásban azt aknázzák ki, hogy az impulzus annyira rövid, hogy a megcélzott, eltalált felület közvetlen környezetének nincs ideje felmelegedni, nincs hővezetés, ezért oldalirányban és mélységben egyaránt fantasztikus pontosság érhető el. Femtoszekundumos lézerimpulzusok szerepet kapnak szemészeti műtétekben, fogorvosi beavatkozásokban és dízelmotorok befecskendező nyílásainak megmunkálásában. Ilyen lézerek már a kereskedelemben is kaphatók.
  A Science számolt be a femtoszekundumos lézerek új alkalmazási lehetőségéről, biomolekulák, például melanin szöveten belüli eloszlását térképezik fel három dimenzióban, így biopszia nélkül mutatják ki a melanóma jelentkezését. Korábban már kidolgoztak egy módszert, amellyel femtoszekundumos impulzusokkal keltenek fluoreszcenciát biológiai anyagokban. Fluoreszcencia azonban csak akkor lép fel, ha két foton éri egyidejűleg a céltárgy molekulát, ezért intenzív fénynyalábot kell használni. A pontosan fókuszált lézernyaláb mozgatásával megoldható a keresett biomolekula eloszlása. Sok biomolekula, például a melanin azonban csak gyengén fluoreszkál, és a fluoreszcens fény szétszóródik a szöveten belül. Warren Warren (Duke Egyetem, Észak-Karolina) ennek kiküszöbölésére dolgozta ki az új módszert. Megoldásuk a kiválasztott célmolekula által elnyelt fénymennyiség mérésén alapul. Kétféle színű lézerrel dolgoznak. Arra alapoznak, hogy ha a melaninmolekula elnyelte az első szín egy fotonját, akkor sokkal szívesebben nyeli el a másik szín fotonját is. Az elnyelt fénymennyiség nagyon kicsi, ezért egy újabb trükköt vetettek be a kutatók. Periodikusan változtatják az első szín impulzusainak erősségét, és azt vizsgálják, hogy a második szín elnyelésében megjelenik-e ugyanez az oszcilláció. Az elnyelés megállapításához a második fény visszaverődött részének az intenzitását mérik, majd frekvenciáira bontják a jelsorozatot, ekkor a kis oszcilláció egy újabb frekvenciaként jelenik meg. A módszer fantasztikusan érzékeny, az eredeti impulzus tízmilliomod részének hiányát, elnyelését már ki tudják mutatni. Kis teljesítményen működtethető tehát a rendszer. Az Amerikai Fizikai Társaság közgyűlésén sikert aratott az új módszer bemutatása. Megkezdik a klinikai kísérleteket, olyan szemölcsöket mérnek ki, amelyeknek az eltávolításáról már döntöttek az orvosok.   Femtoszekundumos lézert gázban fókuszálva az adott hullámhossz felharmonikusai is megjelennek, ezek összekapcsolódásával hoznak létre még rövidebb impulzust. Az attoszekundumos impulzusok már a kvantumvilágba, a molekulák és az atomok világába visznek. A kutatók az elektronok atomon belüli mozgásának felderítésén, az atomfizikai folyamatok befolyásolásán dolgoznak. A Nature tudományos hetilap nemrég közölte Krausz Ferenc és munkatársai tanulmányát: elektron alagúteffektusát figyelték meg valós időben atomokban, attoszekundum időfelbontással. Ez volt az elméletileg régen feltételezett jelenség első kísérleti megfigyelése. (Krausz professzor 2003 óta a német Max Planck Kvantumoptikai Kutatóintézet igazgatója. A Magyar Tudományos Akadémia közgyűlése idén választotta az MTA külső tagjává.) Az egyelőre laboratóriumokban folyó alapkutatás egyik lehetséges későbbi alkalmazása máris látható: egyszer röntgenlézerek vehetik át az átvilágításra szolgáló hagyományos röntgengépek szerepét, kisebb sugárterhelés mellett rögtön holografikus kép hozható létre.
  S hogy mi jön az attoszekundumok után? A következő nagyságrendeknek még hivatalos neve sincs. Az elméleti fizikusok írásaiban mind gyakrabban tűnik fel az úgynevezett Planck-idő, a 10-43 másodperc környéke. Az attoszekundum 18 nagyságrenddel kisebb a másodpercnél, a Planck-idő pedig ennél további 25 nagyságrenddel rövidebb. Beláthatatlan távlatok. Merész elméleti jóslatok szerint az idő itt már nem is folytonos, hanem maga is kvantált, darabokból áll.

  A világegyetem történetének egy hosszú szakaszát ma már egységes elmélettel, a megfigyelhető jelenségekkel összhangban írja le a modern fizika. Nincs ismeretünk viszont a kezdetekről, ezért kérdések sokasága fogalmazódhat meg.

  Hogyan és miért született a világegyetem? Milyen feltételek uralkodtak akkor? Volt-e valami, illetve mi volt univerzumunk kezdete előtt? Mikor kezdődött az idő? Több világegyetem van? Véget érnek-e és ha igen, hogyan a világegyetemek? Ma is születnek új világok? A fizikusok keresik a válaszokat. Merész elméletek születnek, valóságalapjuk ellenőrzése azonban egyelőre meghaladja lehetőségeink határait. Lehet, hogy az új elméletek között már ott a helyes megoldás, de lehet, hogy valamennyi gondolatmenet téves.

   Ősrobbanás, kozmikus infláció
   Az ősrobbanás (big bang) elmélete úgy született meg 1927-ben, hogy a megfigyelt jelenségeket, az ismert fizikai törvények segítségével a jelenből a múltba extrapolálták; az elméletet elsőként a belga Georges Lemaitre fogalmazta meg. Az 1920-as években fedezték fel, hogy a galaxisok állandóan távolodnak tőlünk, távolodnak egymástól. Ha a tágulást megfordítjuk, abból az adódik, hogy 13,7 milliárd évvel ezelőtt a világegyetem nagyon kicsi, nagyon sűrű és nagyon forró volt. A mikrohullámú kozmikus háttérsugárzás felfedezése 1964-ben fényesen igazolta az elméletet, a háttérsugárzás az ősrobbanás utáni pillanatok máig fennmaradt maradványának tekinthető. 1981-ben új elemmel bővült az univerzum történetének leírása. Alan Guth amerikai fizikus a megfigyelhető világegyetem meglepő egyformaságát azzal magyarázta, hogy a tágulás kezdetén volt egy szakasz, amikor a tágulás viharos gyorsaságú volt, ez a kozmikus infláció kora. Ez az infláció az első másodperc elején történt, a másodperc százezerbillió-trilliomod része és a másodperc százbilliótrilliomod része között. Ha leírjuk ezeket a számokat, akkor másodpercben mérve az időt, 35, illetve 32 nulla után következik az első értékes számjegy.
   A hajdani infláció lehetőségét elfogadva is nyitva marad a kérdés, mi volt előtte? A válasz keresésénél azonban falba ütközünk. A modern fizika két alappillére, a kvantumtérelmélet és az általános relativitáselmélet itt már nem működik, a formulák matematikailag kezelhetetlenné válnak. A fizika egyelőre nem képes leírni az anyag, az energia, a tér-idő viselkedését teljesen szélsőséges körülmények között. Nagy erőkkel keresik a gravitáció kvantumelméletét, sokan fáradoznak a kölcsönhatások egységes teóriájának kidolgozásán. Ezzel párhuzamosan teljesen más alapokról induló, merészebbnél merészebb feltevéseket megfogalmazó hipotézisek születnek.
 
   Fekete lyukak tengere
   Az egyik elképzelés szerint a százezerbillió- trilliomod másodpercet megelőző időszakban a világegyetem mikroszkopikus fekete lyukak tengere volt. A fekete lyukak sűrűsége a kvantummechanika határozatlansági relációja miatt fluktuált. Ha a tér egy tartományában éppen lecsökkent a sűrűségük, akkor nem voltak képesek egyenletesen kitölteni a teret eseményhorizontjukkal, vagyis nem tudtak mindent magukba zárni. Ezeken a köztes területeken fekete lyukaktól mentes, sugárzással teli tér alakult ki. Az elképzelés itt kapcsolódik az ősrobbanás elméletéhez, annak kezelhető része is sugárzási térrel indul. Fekete lyukak tengerében törvényszerűen fellépő ingadozásokkal indulhatott, majd az ősrobbanás ismert történetével folytatódott világegyetemünk néhány első pillanata? A 100 grammnál is kisebb tömegű mikroszkopikus fekete lyukakról egyesek feltételezik, mások viszont vitatják, hogy napjainkig is fennmaradhattak. Lehet, hogy mágneses monopólust zártak magukba, ez lehet máig tartó hosszú életük titka. Lehet, hogy egy monopólusokon meghízott fekete lyuk üldögél a Tejútrendszer közepén? A modern elméletek számolnak mágneses egypólus létezésével, de a kitartó keresés ellenére még sohasem sikerült észlelni őket. Ez a modell felveti az egyik alapkérdést: vajon az idő az ősrobbanással kezdődött? Miért jöttek létre bizonyos dolgok és mások miért nem?

   A húrelmélet és a bránok
   Egy másik forgatókönyv szerint az ősrobbanás nem az idő kezdete, csak egy kozmológiai ciklusé. Ez a modell a részecskéket rezgő húrokként kezelő húrelmélet eredményeit használja fel. A húr- és a szuperhúrelméletet a relativitáselmélet és a kvantummechnika egyesítésére dolgozták ki; az elméletben az ismert 3 térdimenzió mellett egy sor extra térdimenzió is létezik. Látható világegyetemünk egy háromdimenziós lap, amely egy négydimenziós térben lebeg. (A háromdimenziós lapot membránnak vagy bránnak nevezik, angolul membrane és brane.) A négydimenziós térben nemcsak a mi világunk lebeg, hanem más bránok is, amelyekben a fizika törvényei teljesen eltérhetnek a mi világunk törvényeitől. Ezek időnként összeütköznek, a hőmérséklet fantasztikusan magasra, százezertrillió fokra emelkedik, az energia egy része anyaggá kondenzálódik. Saját bránunkról nézve az ütközés és annak folytatása úgy néz ki, mint egy ősrobbanás. Ez azonban nem a világegyetem kezdete, hiszen a bránok az összeütközés előtt is léteztek. Az ütközés után a bránok kiterjednek, gyorsuló ütemben tágítják a teret. A sötét energia idővel lefékezi ezt a tágulást, a bránok lelassulnak, majd ismét egymás felé mozognak. Előbb-utóbb ismét összeütköznek, a mi bránunk új anyagot és sugárzást kap – ismét végbemegy egy ősrobbanás. A bránok összeütközésekor fekete lyukak is keletkezhetnek – ez kapcsolódási pontot jelent a fekete lyukakból induló világmodellhez.

  Anyauniverzum, bébik, sötét energia
  Ha merész a képzeletünk, elképzelhetünk egy anyauniverzumot, amelynek gyermekei születnek, a mi világunk lenne az egyik gyermek. Az alapfeltevés szerint az univerzum tágulásával egy adott térfogatban növekszik a sötét energia mennyisége. (Attól a részletkérdéstől eltekinthetünk, hogy fogalmunk sincs, valójában mi a sötét energia, csak annyit tudni róla, hogy a gravitáció ellen hat.) A koncentrálódó sötét energia szétszakítja a galaxisokat, a csillagokat, még az atomokat is darabokra töri. Ez a nagy szétszakadás (big rip), mely megfordíthatatlan katasztrófát okoz. Az utolsó pillanatban azonban minden jóra fordul. Mindössze a másodperc milliárd-trilliomod részével (27 darab nulla) a nagy szétszakadás előtt a sötét energia vonzó része legyőzi a taszító részt. Ekkor sok-sok kis világegyetem születik, ezek egyike lehet a miénk. A történet innen a hagyományos ősrobbanás-történet inflációs szakaszával folytatódik. Az anyag összecsomósodik, megszületnek a csillagok és a galaxisok. Idővel a folyamat megismétlődik, a bébivilágegyetemek felnőnek, maguk is anyauniverzumok lesznek és mérhetetlenül sok bébiuniverzum születik majd belőlük.
   Mások arra gondolnak, hogy az univerzum a fekete lyukakon keresztül reprodukálja önmagát. A minden anyagot elnyelő fekete lyukban univerzumbébik születnek és ezekben már kissé mások lesznek a fizika törvényei. Ez az elmélet világegyetem-méretekben számol a természetes kiválasztódással. A több fekete lyukkal bíró világegyetemeknek több bébijük születik, a fizika törvényei ezért úgy alakulnak majd, hogy kedvezzenek a fekete lyukak kialakulásának.
   Az is lehet, hogy a világegyetem olyan, mint egy tükrökkel teli terem, amely valójában kicsi, de a tükrök közt ide-oda verődő fény nagynak és változatosnak láttatja. Tükrünk egyelőre nagyon homályos.

   Kozmikus kirakós
   A Hubble-űrteleszkóppal sikerült minden korábbinál távolabb lévő törpegalaxisokat és bennük talán a Világegyetem legelső generációjához tartozó csillagokat megfigyelni. A Fornax csillagképben megörökített kilenc objektum a távoli és fiatal Világegyetemben eddig azonosított legkisebb galaxisokhoz tartozik. Méretük tízszerszázszor kisebb a Tejútrendszerénél, azaz néhány tízezer, illetve néhány ezer fényévnél nem nagyobb az átmérőjük. A most vizsgált törpegalaxisok közel egymilliárd évvel a Nagy Bumm kezdőpillanata után léteztek. A kilenc csillagváros közül három alakja elnyúlt, illetve szakadozott – ez a közelükben lévő egyéb objektumokkal fennálló heves kölcsönhatásokra utal.
 
  origo

Folytatás az 1. oldalról

  Máig több mint tízezer egérgént ütöttek ki – ez mintegy fele az egér összes génjének. Az egér és az ember genetikai információi mintegy 95 százalékban megegyeznek. Már több mint ötszáz olyan egértörzset hoztak létre, amelyek mindegyikén egy-egy emberi betegség, például kardiovaszkuláris és neurodegeneratív betegségek, a diabétesz és a rák tanulmányozható.
  A tudomány ma már csaknem bármilyen DNS-módosítást végre tud hajtani az egér genomjában, ami lehetővé teszi az egyedi gének egészséges állapotban és betegségekben játszott szerepének megismerését. A genetikai módosításokat a kísérleti állatok embrionális őssejtjein hajtják végre, így a módosítások az állat minden sejtjében egyformán jelen vannak.
   Capecchi és Smithies fedezte fel egymástól függetlenül, hogyan használható a homológ rekombináció az emlősökben gének módosítására. (Homológ rekombináció: a számfelező sejtosztódás során a kromoszómapárok között kicserélődnek a gének.) Kidolgozták a genetikailag módosított egerek létrehozásának módszereit. Evans azonosította és izolálta a korai egérembrió azon sejtjeit, amelyek tenyésztésével embrionális őssejteket hozott létre. 1986-ban állították elő az első genetikailag módosított embrionális őssejteket.

  Óriás mágneses ellenállás
  A fizikai Nobel-díjat a francia Albert Fert és a német Peter Grünberg kapta megosztva egy új fizikai jelenség, az óriás mágneses ellenállás felfedezéséért. Az 1938- ban született Fert a Paris-Sud Egyetem professzora, kutatóintézeti igazgató Orsay-ban. Grünberg 1939-ben született, a Jülichi Kutatóközpont szilárdtest-kutató intézetének professzora.
  A jelenséget a két kutatócsoport egymástól függetlenül, egy időben és véletlenül fedezte fel 1988-ban. Azóta kutatók ezrei dolgoznak finomabb részleteinek feltárásán, a gyakorlati alkalmazások fejlesztésén. A most elismert felfedezés alapján sűrűbben tárolható az információ a merevlemezeken, egy sor eszközt jelentősen miniatürizálni lehetett.
  A merevlemezen mágnesesen tárolják az információt. A lemezre írt adatot a lemez felett mozgó fej olvassa. Minél kisebb területre koncentrálják egyetlen bit tárolását, annál gyengébb lesz ott a mágneses jel, annál nehezebb kiolvasni. Ebben hozott nagy változást az új felfedezés, az óriás magnetorezisztencia.
  William Thomson 1856-ban fedezte fel, hogy egy vezető elektromos ellenállása megváltozik, ha mágneses térbe helyezik. A ferromágneses anyagoknál (vas, kobalt, nikkel) még a mágneses tér iránya is számít. Ez a magnetorezisztencia, a mágneses térrel szembeni ellenállás.
  A két kutatócsoport olyan megoldást fedezett fel, amelynél óriási a magnetorezisztencia, vagyis a mágneses tér kis változása hatalmas elektromos ellenállás-változást idéz elő. A nagy elektromos ellenállásból nagy elektromos jelet lehet nyerni, tehát gyenge mágneses tér mellett ki lehet olvasni a sűrűn írt információt.
  A különleges tünemény természetesen csak különleges körülmények között jelentkezik. Vékony, mindössze néhány atom vastag fémrétegeket építenek egymásra, felváltva a ferromágneses és a nem mágneses réteget.
  Grünberg csoportja vas/króm/vas réteggel dolgozott, Fert csoportja sok, esetenként 60 vas/króm rétegpárt helyezett egymásra. A jelenségben az elektron két alapvető jellemzője, a töltés és a spin játssza a főszerepet – a pontos leíráshoz itt nem részletezhető kvantumfizikai ismeretekre lenne szükség. Grünberg azonnal felismerte a felfedezés gyakorlati jelentőségét és szabadalmaztatta a megoldást. A vékony, úgynevezett filmrétegek mágneses tulajdonságainak kutatásából megszületett a magnetoelektronika. Mindezt a nanotechnológia korábbi eredményei, a vékony rétegek létrehozására, manipulálására szolgáló technikák kidolgozása tette lehetővé.

  A felületkémia módszertana
  A kémiai Nobel-díjat Gerhard Ertl 71 éves német kutató, a berlini Fritz Haber Intézet korábbi igazgatója kapta a felületi rétegek kémiájában elért eredményeiért. Ertl dolgozta ki a felületkémia módszertanát, a felületi reakciók feltérképezésének lehetőségeit. Vizsgálta, hogyan kötődnek meg gázok szilárd felületen, hogyan lehet reakcióra késztetni ezeket a gázokat. Feltárta az ammónia előállítására alkalmazott Haber–Bosch-eljárás pontos részleteit, ennek alapján sikerült tökéletesíteni ezt a fontos vegyipari eljárást. Ugyancsak részletesen tanulmányozta a szén-monoxid platinán végbemenő oxidációját, ezzel a reakcióval tisztítják meg a gépjárművek kipufogógázait. Foglalkozott a korrózióval is, korróziónak ellenálló vasötvözetet, hatékony felületkezelési eljárásokat dolgozott ki. Alapkutatási eredményeit gyorsan alkalmazták az iparban.

   IgNobel: tehéntrágyából vaníliakivonat
   A Nobel-díjak odaítélése előtti héten az IgNobel-díjakat már át is adták a Harvard Egyetemen. A meghökkentő, nevettető, majd elgondolkodtató díjak sorában az orvosi díj nyertese sok adat elemzése után felismerte, hogy minél több kardot nyel le egyszerre a művész, annál nagyobb a sérülés veszélye. Biológiai díjat kapott az a holland kutató, aki megszámlálta az ágymatracon előforduló apró élőlényeket. A nyelvészeti díj nyertese azt mutatta ki, hogy a patkányok nem tudnak különbséget tenni a japánul, illetve hollandul visszafelé beszélő emberek között. A kémiai díjazott tehéntrágyából is képes vaníliakivonatot előállítani. Az élelmezéstudományi díjjal is új felismerést ismertek el: nem a gyomor, hanem a szem határozza meg, mekkora adag csillapítja az étvágyat. Az angol „the” névelő zavart okoz a szavak ábécésorba rendezésénél, állítja az irodalmi díjas. Repüléstudományi díjat érdemeltek azok a kutatók, akik bebizonyították, hogy a potencianövelő szerekkel kezelt hörcsögök könnyen megbirkóznak a jet-lag szindrómával. Az IgNobel-díjak valódi sokszínűségének illusztrálására három díjat részletesebben mutatunk be.

  A rablók és a háborúk ellen
  A közgazdasági díj nyertesének amerikai szabadalommal védett találmánya rablók gyors elfogására szolgál. Első lépésként a szerkezet infravörös sugarakat bocsát ki, ezzel deríti fel, hogy a rabló éppen a szerkezet alatt tartózkodik-e. Ha igen, akkor beindul a gépezet. Egy leereszkedő háló fogságba ejti a rablót, körbekötözi, majd 1 méter magasra emeli. A fogoly ott lebeg, míg a megérkező rendőrök ki nem szabadítják. Ha a rabló megússza a behálózást, akkor az egyidejűleg lezuhanó rudak ütik le és teszik mozgásképtelenné.
   A békedíjat nem tudományos publikáció alapján ítélték oda. Kémiai kutatások 1994-ben készített terveit, költségbecslését tartalmazza a 3 oldalas gépelt dokumentum, amelyből nem derül ki, hogy azóta mi valósult meg a tervekből, valóban kifejlesztettek-e egy olyan vegyi fegyvert, amely ellenállhatatlan, erős vágyat ébreszt az azonos neműek iránt az ellenség soraiban. Olyan vegyületeket is keresnek, amelyek kellemetlen állatokat vonzanak az ellenség területére, és ott támadásra késztetik őket. Szúró, csípő bogarak, rágcsálók és nagyobb állatok jöhetnek szóba. Keresni kell olyan vegyületeket is, amelyek befolyásolják az emberek viselkedését, rontják a fegyelmet és a morált. Ebben a sorban említik a homoszexuális viselkedést kiváltó szert, amelyet a tervezet is undorítónak minősít. Nem véletlen, hogy senki sem jelentkezett a díjat átvenni.

  Hogyan keletkezik a ránc?
  Egyes IgNobel díjak viszont valódi tudományos teljesítményt ismernek el. A fizikai díj alapjául szolgáló tanulmányt a szakma egyik legrangosabb folyóirata, az amerikai Physical Review Letters közölte. A hírek szerint az ágylepedő gyűrődésének okát, mikéntjét boncolgatták. Némi fantáziával azt hihetnénk, hogy az alvás vagy a szexuális együttlét utóhatásait mérték fel. Csalódást kell okoznunk, nem ezzel foglalkoztak. Általánosságban elemezték vékony rugalmas lapok gyűrődését széles mérettartományban, kezdve a kis redőktől egészen a ruhák durva gyűrődéséig. Arra a következtetésre jutottak, hogy a méretektől függetlenül azonos törvények írják le a gyűrődéseket, ráncokat. Formuláik alapján nagy pontossággal számszerűen lehet előre jelezni vékony szilárd membránok mechanikai tulajdonságait. Ez nem olyan izgalmas, mint a lepedő gyűrődése, viszont jelentős gyakorlati haszonnal jár.

Brit kutatók azonosították vörösborokban azt a vegyületcsoportot, amely gátolja az atherosclerosis kialakulását az erekben. Összefüggést találtak a borok procianidintartalma és az életkor között. 

   A mérsékelt vörösborfogyasztást régóta kapcsolatba hozzák a szívkoszorúér- betegségek kockázatának csökkenésével, de nem volt egyértelmű, hogy mely vegyületeknek köszönhető az ereket védő hatás. A vörösbor polifenoljai a vérerek endotéliumfüggő kitágulását idézik elő, elnyomják az érösszehúzó hatású endothelin-1 (ET-1) peptid szintézisét.
   A különböző borok változatos összetételben tartalmaznak erekre ható vegyületeket. A vörösbor polifenoljai flavonvázas vegyületek (például antocianidinek) és nem flavonvázas vegyületek, például resveratrol és galluszsav bonyolult keverékei. R. Corder és munkatársai, a William Harvey Research Institute (Barts) és a Queen Marys School of Medicine and Dentistry (London) kutatói endotélsejt-kultúrán vizsgálták a vörösbor erekre leginkább ható polifenoljait nagy teljesítményű folyadékkromatográffal és tömegspektroszkóppal. A legerősebb hatást az oligomer procianidinek (OPC) mutatták. Valamennyi bor esetében kimutatták a bor összpolifenol-, illetve OPC-tartalma és az ET-1-szintézis elnyomása közti összefüggést. A legtöbb polifenol (például antocianidinek, katechin, resveratrol) esetében azonban kiderült, borban előforduló mennyiségük elégtelen ahhoz, hogy hatást fejtsen ki az erekre.
   Az OPC hatásosságának feltárása után vizsgálni kezdték a borok OPC-tartalma és a magas életkor közti összefüggést. A magas életkort az általános jó egészségi állapot jellemzőjének tekintették. Szardínia szigetén Nuoro tartomány lakossága kiemelkedően hosszú életű, különösen a férfiak. Francia statisztikusok korábban feltárták a szívkoszorúér-betegségek gyakoriságában jelentkező jelentős regionális eltéréseket. Az 1999-es népszámlálás adataiból kiolvasták, hogy az arányaiban legtöbb 75 évnél idősebb férfi a Pireneusokban, Gers megyében él. Nuoro és Gers borai négyszer nagyobb biológiai aktivitást, OPCtartalmat mutattak, mint az összehasonlításul választott ausztrál, francia, görög, olasz, spanyol, amerikai borok.

   Az OPC vegyületek elsősorban a szőlő magjában fordulnak elő. A kész bor OPC-tartalmát nagyban befolyásolják a szőlőművelési, borkészítési technológiák. A délnyugat-franciaországi bor magas OPC-tartalma a hagyományos borkészítésnek köszönhető. Szerepe van a szőlő fajtájának is, az itt elterjedten, másutt viszont ritkán termesztett Tannat fajta különösen gazdag flavonvázas vegyületekben.

Puha testű robotok építésén dolgoznak az amerikai Tufts Egyetem kutatói. Robothernyójuk már mozog, az optimista fejlesztők szerint aknamezők felderítésétől betegségek diagnosztizálásáig és kezeléséig terjedhet a jövőbeni alkalmazások skálája.

  A robotok építésében egyre gyakrabban választanak mintát az élővilágból. A biológia és a robotika eredményeinek összekapcsolásával születtek meg a robot szalamanderek, kígyók, rákok, csótányok, halak és gekkók. Robotkarok fejlesztésénél elefántagyar és polipkarok szolgáltak mintául. A természet utánzása csak az első lépés a robotok építésénél, de ez sem könnyű feladat. A szakemberek a természet megoldásait kissé zűrösnek tartják, mert az evolúció során az új megoldások mindig egy korábbira alapultak. A robotok építésénél nem kell az előzményeket figyelembe venni, ezért a kutatók a természetben kialakultnál egyszerűbb, elegánsabb megoldásokat is találhatnak.
   A hagyományos robotok merev szerkezetek, „ízületeik” is merevek, így mozgásuk nehézkes, a bonyolult műveletek tervezése pedig nagyon összetett feladat. A Tufts Egyetem kutatói az izmokkal kezdtek foglalkozni. Egy hernyó egyetlen szelvényében körülbelül 70 izom van, az egyes izmokat többnyire egyetlen idegszál irányítja. A kutatók ezért arra számítottak, hogy a hernyó csodálatosan rugalmas mozgása viszonylag egyszerű szabályokra vezethető vissza.
   Hernyórobotjuk építésénél üres csövekből indulnak ki, ebbe kerülnek az „izmok”, azaz a drótból készült rugók, amelyek anyaga emlékező fém. Ha a rugót elektromos árammal felmelegítik, akkor az korábbi alakjára visszaemlékezve összehúzódik. Az áram kikapcsolása után a rugalmas „bőr” kinyújtja a rugót – ez a nyugalmi állapot.
   A robothernyó bőre szilikongumi, összetételétől függően puhább vagy keményebb. Később kipróbálják majd azt a pókselyemből készült anyagot is, amelyet az egyetem egy másik tanszékén fejlesztettek ki.
   A robothernyó már képes hullámszerű mozgásra, az élő hernyókhoz hasonló módon lábait felemeli, mozgatja! Az igazi hernyók mindenféle mozgásának utánzásához azonban még meg kell alkotni a számítógépes vezérlést, ami nem egyszerű feladat.
  A kutatók reményei szerint sorozatban gyártható hernyórobotjaik olcsók lesznek, darabonként egy dollárba sem kerülnek majd. Első bevetésüket talán aknamezők felderítésére használják. Minden robotnak egyszerű saját áramforrása és egy aknákra reagáló érzékelője lesz. A nagy tömegben kiszórt robotok véletlenszerűen indulnak majd útnak, aknára bukkanva pedig megállnak. Mivel nincs szükség gyors mozgásra, lassan, kitartóan kereshetik az aknákat. De más veszélyes vagy nehezen megközelíthető helyeken is szerepet kaphatnak a hernyórobotok, így például atomreaktorokban vagy űrjárművekben. Többféle érzékelő építhető testükbe, és ettől függően sokféle feladatot képesek elvégezni. Egyszer talán az emberi testben is útra indítják őket az orvosok.

A biológiai folyamatok sejtszintű, molekulaszintű nyomonkövetésére a magmágneses rezonanciás képalkotás (MRI) nem alkalmas. Versenyképessé tehető azonban, ha hiperpolarizált xenon-129 izotóppal kombinálják; erre adott megoldást a Science hasábjain L. Schröder kutatócsoportja.

 A kutatók a testben 10–6–10–12 mól/liter koncentrációban előforduló anyagokat szeretnének kimutatni, az MRI-vel elérhető kimutatási határ azonban csak 10–3–10–5 mól/liter. A PET és a SPECT lényegesen jobb kis mennyiségek kimutatására, a 10–9–10–12 mól/liter tartományban is használható. Ezek a módszerek azonban ionizáló sugárzással dolgoznak, térbeli és időbeli felbontásuk pedig rosszabb az MRI-nél. Kívánatos lenne tehát az MRI továbbfejlesztése.
 Az MRI vizsgálatok döntő többségénél a hidrogén atommagok játsszák a főszerepet, de egy sor más atommaggal is lehet képet alkotni. Azok az atommagok alkalmasak erre, amelyek nettó magspinnel bírnak, ilyen a hélium-3, a szén-13, az oxigén-17, a nátrium- 23, a foszfor-31 és a xenon-129. Az MRI érzékenységének növelésére a szerzők hiperpolarizált xenon- 129 gázt használtak. Hiperpolarizált, mert az atomok polarizációja öt nagyságrenddel nagyobb az MRI-vel elérhető polarizációnál.
  A xenon gázt belélegeztetik vagy egy hordozó folyadékkal a véráramba fecskendezik, így bármilyen testrész szövetei vizsgálhatók. A detektálandó jel erőssége lényegesen megnő a hiperpolarizáltságnak köszönhetően, de az érzékenység fokozásához további újításra, bioszenzorok bevetésére is szükség volt. A xenon bioszenzor egy kalitkából, egy összekötő részből és egy olyan tagból áll, amellyel majd a célba vett molekulához kapcsolódik. Ezt a szerepet rendszerint antitest vagy ligand (enzimhez vagy makromolekulához kapcsolódó, annak működését befolyásoló molekula) tölti be. A kiválasztott specifikus molekuláris kötőelemnek megfelelően a bioszenzor például tumorhoz vagy plakkhoz kötődik. Jelenlétét meglepő módon nem a hiperpolarizált xenon jelével, hanem éppen annak a hiányával mutatják ki. A xenonatomok ki-be mozognak, a kalitkában csak igen rövid, milliszekundumban kifejezhető időt töltenek. Benntartózkodásuk alatt megváltozik a rezonanciafrekvenciájuk, ily módon azonosíthatók. Ha folyamatosan a kalitkában tartózkodó atomra jellemző frekvenciát sugározzák a vizsgálandó területre, akkor már néhány másodperc alatt xenonatomok ezreinek a jelét lehet eltörölni. A kalitkában tartózkodó xenonatomok tehát ott vannak, ahol a felvétel sötét marad, ott kapcsolódott a kalitkához kötött antitest vagy ligand a keresett molekulához.
 Atherosclerosis gyanúja esetén a vizsgálat előtt néhány órával kis mennyiségű bioszenzort juttatnak a páciens szervezetébe, amely a kórképre jellemző markerhez kapcsolódik. Az MRI gépben elhelyezkedett páciens belélegez egy adag hiperpolarizált xenon-129 gázt, amely eloszlik a szervezetében. Eközben besugározzák a kalitkába zárt xenon rezonanciafrekvenciáján, és az MRI-felvételen a plakkok sötét foltként jelentkeznek. Ugyanennek a vizsgálatnak a során hagyományos MRIvel jó minőségű felvételt készítenek a véráramlásról, a szív anatómiai jellemzőiről.
  A módszer ígéretes lehetőséget kínál nanomól érzékenységű képalkotásra: a patkányokkal végzett kísérletek sikeresek voltak. Nagy érzékenységet egyelőre csak a tüdő vizsgálatánál értek el, a vérben és a szövetekben legalább 10-es faktorral csökken a xenonkoncentráció. A humán vizsgálatokhoz meg kell oldani a polarizált xenon nagybani előállítását is. Már létezik olyan készülék, amely tíz perc alatt 10 litert állít elő. Sokféle bioszenzor alkalmazása jöhet számításba, ezek fejlesztése, ellenőrzése azonban még a jövő feladata.

Antirészecskék is szerepet kaphatnak majd a daganatok sugárterápiájában. Az első sikeres biológiai laborkísérleteket a genfi nemzetközi részecskefizikai kutatóközpont, a CERN antiprotonlassítójánál végezték.

Száznyolcvanhat orvosi Nobel-díjas közül mindössze hét nő. A 2000-ben orvosi Nobel-díjjal kitüntetett Paul Greengard a világ által nem ismert kiváló kutatónőkre szeretné felhívni a figyelmet a saját Nobel-díjából alapított díjjal.

Az ötvenezer dollárral járó „Pearl Meister Greengard-díjat” évente egy orvosbiológus kutatónő nyerheti el. Greengard a díjalapítást egyik nyilatkozatában azzal indokolta, hogy tapasztalatai szerint még ma is hátrányos megkülönböztetés éri a kutatónőket. A díjjal emléket kívánt állítani édesanyjának, Pearl Meisternek is, aki 1925-ben belehalt fia világrahozatalába. Greengard csak 20 éves korában tudta meg, ki volt az édesanyja. Születése után 13 hónappal apja ugyanis újra megnősült, és szülei eltitkolták előtte a múltat.

 Atomfegyverek helyett biofizika
   Greengard szerette a matematikát és a fizikát. Mégsem a fizikát választotta, mert közvetlenül a második világháború után csak az Atomenergia Bizottság ajánlott fel ösztöndíjat, Greengard pedig nem akart részt venni az atomfegyverek továbbfejlesztésében. Kollégiumi szobatársának orvos szülei hívták fel a figyelmét az akkoriban születőben lévő biofizikára, amelyben biológiai problémák megoldására használhatja matematikai és fizikai tudását.
   Az idegsejtek elektromos jeladásával kezdett foglalkozni. Hosszú ideig egyedül állt azzal a feltevésével, hogy kémiai reakciók sorozata játszik szerepet az idegrendszeri információtovábbításban. „Nyugodtan nyitottam ki a Nature-t, nem kellett aggódnom amiatt, hogy egy másik kutató előttem ír a munkámról.”
   Greengard az idegrendszeri jeltovábbítással kapcsolatos felfedezéséért kapta meg az orvosi Nobel- díjat. Kimutatta, hogy a jeltovábbítás magában foglal egy olyan kémiai reakciót, amelyben foszfátcsoport kerül a fehérjére, és emiatt megváltozik a fehérje alakja és a működése. Ez az idegsejtben levő többi fehérje funkciójára is hat. A foszfátcsoport le is válhat a fehérjéről – ezekkel a mechanizmusokkal történik a jeltovábbítás az egyik idegsejtről a másikra.

A p11 felfedezése
   A Rockefeller Egyetemen dolgozó 80 éves tudós amerikai, svéd és francia intézetek kutatóival együtt tavaly is nagy figyelmet keltő információkat közölt (Science 2006; 331:77–80). Az agysejtekben olyan fehérjét (p11) fedeztek fel, amely döntő szerepet játszik az antidepresszánsok hatásmechanizmusában. A felfedezés új gyógyszergeneráció kifejlesztéséhez is elvezethet.
    Ha az egerek agyában kevés p11 fehérje van, akkor depressziószerű viselkedést mutatnak. Elegendő p11 esetén úgy viselkednek, mintha antidepresszánsokkal kezelték volna őket. A p11 a szerotoninszint szabályozásában játszhat szerepet. A szerotonin újrafelvételt gátló gyógyszerek (SSRI: serotonin selective reuptake inhibitors) gyorsan megnövelik a szerotonin mennyiségét az agyban, de csak több hét után csökkentik a depressziót. A hatásmechanizmus bonyolult és eddig nem volt magyarázat a szerek lassú hatására.
     Greengard és munkatársai azt vizsgálták, hogy az 5-HT1B szerotoninreceptor milyen fehérjékkel van kölcsönhatásban az agysejtekben. Ekkor ismerték fel a p11 fehérjét. A p11 abban játszik szerepet, hogy a receptorok a sejt felszínére kerüljenek, oda, ahol hatékonyabban működnek. Ha több a receptor, akkor több szerotoninmolekula kapcsolódhat a sejthez. Ebből következtettek arra, hogy a p11 szintjének közvetlen szerepe lehet a depresszió és hasonló pszichiátriai betegségek kialakulásában. Az ellenőrző kísérletek igazolták a feltevést. Depresszióban szenvedett emberek post mortem vizsgált agyszöveteiben és „tehetetlen” egerekben lényegesen alacsonyabb volt a p11-szintje, mint az egészséges kontrollcsoportban.

 Új antidepresszánsok várhatók
  A következő lépésben azt vizsgálták, hogy a szerotoninszint növelésére szolgáló kezelések hogyan befolyásolják a p11 fehérje menynyiségét. Egereknek kétféle antidepresszánst és elektrosokkot adtak. Mindhárom kezelés megnövelte agyukban a p11 mennyiségét. Bár hatásmechanizmusuk teljesen eltérő, mégis azonos biokémiai változást idéztek elő. A kutatók tehát meggyőzően bizonyították, hogy a p11 összefüggésben van az antidepresszáns szerek gyógyhatásával.
    Az antidepresszánsok hatására a p11-szint lassan nőtt meg, ez magyarázza az SSRI szerek lassú hatását. Azt további vizsgálatok tisztázhatják, pontosan hogyan befolyásolják a p11-szintet.
   A p11 fehérjéért felelős gént kiütve ezekben az egerekben, kevesebb receptor volt a sejtek felszínén, csökkent a szerotonin jeltovábbítás és az egerek depresszió jellegű viselkedést mutattak. A kontrollcsoportnál kevésbé reagáltak szerotonin vagy antidepresszáns szerek adására. A kísérlet fordítottját is elvégezték. A p11 gén nagy expresszivitása esetén az egerekben több szerotoninreceptor volt a sejtfelszínen, ezért nagyobb szerotonintranszmisszióra voltak képesek. Greengard szerint felfedezésük olyan új antidepresszánsok kifejlesztéséhez vezethet, amelyek a szerotoninszint változtatása helyett vagy a p11 szintjét vagy annak hatását befolyásolják.
 Jelenleg nincs olyan gyógyszer, amely közvetlenül a p11 fehérjére hatna. Elképzelhető, hogy a p11-szint közvetlen szabályozása a fájdalomcsillapítókhoz hasonlóan gyors hatást tesz majd lehetővé.

A New Scientist szerkesztői Nobel-díjasok, neves egyetemek professzorai segítségével arra keresték a választ, mire lesznek képesek utódaink fél évszázad múlva, a tudomány mely területein várhatók döntő áttörések. Az előretekintés előtt vessünk egy pillantást a múltra – figyelmeztette egyikük az olvasókat. Mert ekkor kiderül: a csillagászat és a fizika legnagyobb felfedezései közül egyetlen egyre sem számítottak ötven évvel ezelőtt!

Nemcsak azt fogjuk érteni ötven év múlva, hogy miben különbözünk a csimpánzoktól, hanem azt is, hogyan váltak szét útjaink, hogyan alakultak ki a döntő különbségek. A New Scientist szakértői azt remélik, hogy Afrikában felleljük 8–12 millió évvel ezelőtt élt őseink maradványait. Az elágazásokhoz időpontokat rendelve megérthetjük az evolúció ütemét, a tömeges kipusztulásokat, a diverzifikációt. A földi fajok többsége (elsősorban a mikrobiológiája szintjén) még ismeretlen, jelentős meglepetések várhatók a biológiában. Andrew Knoll szerint először fel kell tárni a gének szerepét a fejlődésben, az evolúció irányításában, ezt követően fejthetjük meg az emberig elvezető evolúcióban milliárd éveken át szerepet játszott biológiai és fizikai folyamatokat. Ide kívánkozik Sydney Brenner megdöbbentő jóslata. Szerinte az emberi agy működésének részletesebb feltárása segít majd a természettel, a technológiákkal és az embertársainkkal való kölcsönös kapcsolataink kezelésében. Brenner ugyanakkor olyan méretű katasztrófára számít, amelyet csak néhányan élnek túl. A természet veszi át az uralmat és újraindul az evolúció, mert a kulturális evolúció csődöt mondott. Biztos abban, hogy kistermetű embereket választ ki a szelekció, hogy a test képes legyen az agyteljesítményhez való alkalmazkodásra.

Figyelem, érzékelés, tudatosság

Igor Aleksander szerint is megértjük majd a tudatot, az ugyanis – legyen bármilyen bonyolult – nem más, mint egy információs gépezet. Ötven év múlva már tudunk a Turing-tesztet teljesítő gépet építeni (ezzel megállapítható, hogy a számítógép képes-e emberhez hasonló módon „gondolkodni”). A koponyára helyezett kis képalkotó és más eszközök felderítik, mi történik az agyban, miközben ítéletet alkotunk, tárgyalunk, reményeket és szándékokat fogalmazunk meg. A pszichológusok feltárják az agyi folyamatok és a viselkedés kapcsolatát, reméli Philip Zimbardo. A hordható eszközökkel legalapvetőbb szinten válnak tanulmányozhatóvá olyan alapvető jelenségek, mint a figyelem, az érzékelés, a tudatosság. A jelenségek megértése új megközelítésekhez vezethet a szkizofrénia, az autizmus, a depresszió és az Alzheimer-kór gyógyításában.
Ma már valós időben tudjuk nyomon követni az agyműködést. Susan Greenfield abban bízik, hogy a térbeli felbontást is lényegesen javítani lehet és a szinapszisok szintjén láthatjuk a tanulással járó változásokat. Ötven év múlva világosabban látjuk, hogyan kapcsolódik össze agy és tudat. Antonio Damasio arra vár magyarázatot, miképp hozhat létre viszonylag kevés gén olyan bonyolult rendszert, mint az agy. Megtaláljuk a gének és a viselkedést, tanulást támogató idegi struktúrák és műveletek közti kapcsolatot. Az egészség megértéséhez, javításához az agyat kell megérteni, érvel Michael Marmot. Jobban meg kell ismernünk, miként befolyásolja a korai gyermekkorban a környezet az ember és a világ közti kölcsönhatást.

Egyéni genom?

Francis Collins feladatot tűzött ki: az egyéni genom meghatározásához ezer dolláros vagy még olcsóbb szekvenálót kell létrehozni. Így feltárhatók az egyes emberek betegségekre hajlamosító genetikai hibái. A „mindenkit egyformán” megközelítés helyébe az egyéni előrejelzés-kezelésmegelőzés léphet. Fel kell tárni a genetikai és a környezeti kockázatok közti bonyolult összefüggéseket, majd csökkenteni kell a kockázatokat. Genetikai kutatás adhat választ arra, hogyan lehetne a daganatos betegségeket elkerülni a sejtnövekedés és a sejthalál közti egyensúly átprogramozásával. Ma azt kérdezzük, meddig élhet az ember. Ötven év múlva Collins szerint azzal a kérdéssel szembesül a társadalom, hogy mennyi ideig akarunk élni.
Richard Miller az öregedés lassítására számít, ehhez fel kell tárni a DNS-sérüléseket helyesbítő mechanizmusokat. Hosszú életű állatokban tanulmányozzák azokat a molekuláris utakat, amelyek a sérülésekkel szemben ellenállóvá teszik a sejteket. Ezeket felismerve ki lehet dolgozni az öregedést valóban lassító gyógyszereket. Ötven év múlva a százévesek olyan erősek és produktívak lehetnek, mint a mai hatvanasok.
Áttörés várható a pszichiátriai kórképek genetikai alapjainak feltárásában, új tudományág születhet, a preventív pszichiátria, írta Charles Nemeroff. A mai, zömmel próbálkozásokra alapozott kezelések helyét a genomikára és az agyról készített felvételekre alapozott, egyénre szabott gyógyítás váltja fel. Simon Baron-Cohen előrejelzése szerint egy sor folyamat genetikai hátterét fogják feltárni. Elsősorban az autizmusra és pszichés vágyakra (éhség, szex) gondol. Ha a személyiségek eltéréseiben csak 50 százaléknyi a gének befolyása, akkor is izgalmas lehetőség a szerepük kiderítése az agyszerkezet és az agyműködés változatosságának meghatározásában. Feltárul az egyes sejtek, hálózatok és gének funkciója a memória működésében, véli Daniel Schacter.

A memória szabadsága?

Kiderül, hogyan hat molekuláris szinten a társadalom és a kultúra a memóriára. Azt is megtudhatjuk, hogyan alakult ki memóriánk az evolúció során. Elizabeth Loftus attól tart, hogy képesek leszünk megváltoztatni az emberek emlékezetét. 2048-ban George Orwell egyik leszármazottja majd könyvet ír 2084 címmel egy ellenőrzésre szoruló totalitárius társadalomról. Nem szabad elfelejtenünk, hogy a memória a szabadsághoz hasonlóan törékeny dolog. Ötven év múlva az lehet a kérdés, milyen korlátokat kell szabni a politikusok, ügyvédek és hirdetők számára. Gregory Chaitin matematikus abban bízik, hogy manipulálni fogják az emberi genomot, a mai száraz és formális megközelítést kalandosabb, kreatívabb megközelítés váltja fel. John Halpern kábítószerek adásával kombinálná a pszichoterápiát. Ez segítene abban, hogy félelem nélkül fogadjuk el a halált, és a ma annyira hiányzó érzések, a részvét és remény forrása lehetne.

Reparáció és öregedésgátlás

Anthony Atala jövőképében a páciens kis szövetdarabjából testén kívül növesztenek új szervet, majd ezt beültetik. A testbe injektált, univerzális, a sérülés helyére vándorló donorsejtek javítják majd ki a szöveti sérüléseket. Sejtek időnkénti bejuttatásával lassítható lesz az öregedés folyamata. Ellen Herber-Katz szerint közeli az idő, amikor gyógyszerekkel elérhető lesz a súlyosan sérült gerincvelő gyógyulása, a szív regenerálása vagy az elvesztett végtag újranövesztése. Ötven éven belül rutintevékenységgé válik az egész test kicserélése. A szülők testi sejtjeiből mesterséges petesejtet és ondót hoznak létre, jósolja Roger Gosden, nem lesz szükség donorokra. Őssejtekből indulnak, azonosítják és kijavítják a genetikai hibákat. Minden baba egészségesen születik, legalábbis ott, ahol lesz erre akarat, képzés és erőforrások. Carl Djerassi arra az áttörésre vár, hogy későbbi felhasználás céljára tárolni tudják fiatal nők petefészekszöveteit, petesejtjeit. A nők egyre későbbi életkorban szülnek, a fiatalkori szövetek felhasználása a szülés idejének további biztonságos kitolását tenné lehetővé. Lewis Wolpert a biológia és a számítógép-tudomány várható fejlődésére alapozva reálisnak tartja, hogy megjósolhassuk az embrió teljes jövőbeni fejlődését. Megértjük a rendellenességek kialakulását és képesek leszünk azokat korrigálni, kivéve az idegsejtek közti kapcsolatot az agyban.

Fejlődő számítógép-tudomány

Az agyműködés megértésével párhuzamosan a számítógép-tudomány is hatalmas fejlődésen megy keresztül. Megszületik az általános célú kvantumszámítógép. A mai internetes keresőrendszerek utódai nem weboldalak listáját adják meg, hanem a lényeges pontokat összefoglaló dolgozatot k é s z í t e - n e k , vagy párbeszédet folytatnak a témáról az érdeklődővel. Nem szavakat írunk a keresőbe, hanem digitális közvetítővel beszéljük meg igényünket. Megoldják az alakfelismerés problémáját – ebben a számítógépek és robotok ma még egy kétéves gyerekkel sem veszik fel a versenyt. Ötven év múlva léteznek már „intelligens” elhatározásokra képes automata rendszerek, amelyek egymással együttműködve segítik az embereket munkájukban, a tanulásban, a gondolkodásban és emlékezésben, tervezésben és döntésben. Ray Kurzweil becslése szerint 2020-ban a számítógépek már szimulálni tudják az emberi agyat, a mesterséges intelligenciában hasznosítani tudjuk az emberi intelligencia folyamatait. Kezdetben kutatási célokra közvetítő egységet építenek be az agyba, mely kapcsolatot teremt a szerv és egy gép között, de 2056-ra megkezdődhet az agy és a gépek valamiféle összeolvadása, ezzel a teljesítmény fokozása. Daniel Pauly olyan eszközök megjelenésére számít, amelyek észlelik, felerősítik és agyunkba továbbítják az állatok „érzéseit, gondolatait”, ezek hasonló érzelmeket és gondolatokat keltenek bennünk. Ennek megvalósulása véget vet a húsevésnek; valamennyien vegetáriánusok leszünk.
Nem kell tartanunk az intelligens gépektől: összeolvadunk az általunk létrehozott eszközökkel. Eredményeink jó felhasználása rajtunk múlik. Mit érnek az orvosi felfedezések, ha a legtöbb ember számára elérhetetlenek? Mit ér a hatalom, ha csak fegyvergyártásra használjuk? Alaposabban meg kell értenünk az emberi természetet, várja el Frans de Waa. Ehhez a társadalomtudományoknak a töredékes, ideológiával telített megközelítések helyett objektíven kell vizsgálniuk a viselkedés egészét.

Amikor rendszerezték a légkör metántartalmának területi és időbeli eloszlásáról gyűjtött adatokat, és azokat egybevetették a modellszámításokkal, kiderült, hogy a szén-dioxidnál hússzor intenzívebb üvegházhatást okozó gáz kibocsátásának csökkenése csak átmeneti volt, a jövőben légköri koncentrációjának újabb növekedésére számíthatunk.

Évi 550 millió tonnára becsülik a metánkibocsátást. Az ismert termelők közé tartoznak a nedves, mocsaras területek, a rizsföldek, a kérődző állatok gyomra, a biomassza- égetés és az energiatermelés. A légkörben lévő metán kétharmada emberi tevékenységgel hozható kapcsolatba.
Az üvegházhatású gázok többsége lassan, évtizedek-évszázadok alatt okoz változásokat az éghajlatban. A metán hatása viszont már néhány év után kimutatható, ami megkönnyíti, ám egyúttal elodázhatatlanná teszi a kutatásokat. A mocsarak metánkibocsátása a meteorológiai változásokat követve évről évre jelentősen átalakulhat; szárazabb években kevesebb gáz kerül a levegőbe. 1999- től kezdve hosszú száraz időszakok voltak a trópusokon, jelentősen csökkent a metánkibocsátás. Ez elfedte azt a sajnálatos tényt, hogy az emberi tevékenységből eredő metánkibocsátás viszont intenzívebb lett – elsősorban az ázsiai országok fokozott fosszilis tüzelőanyag felhasználása miatt.
A metánháztartást újra kellett számolni, mert nemrég felismerték, hogy a növények is termelnek metánt; akár 30 százalékát a légköri mennyiségnek. Az összmennyiségre vonatkozó adatok megbízhatóak, ezért csak a kibocsátó források arányait kellett módosítani. Frank Keppler német geokémikus és munkatársai izolált körülmények között termesztettek különböző növényeket, miközben mérték a metán koncentrációját. Az értékek önmagukban kicsik voltak, de a Föld egész növényzetére extrapolálva már óriási, korábban számba nem vett metánmenynyiség adódott. A növények metántermelésének mechanizmusa egyelőre ismeretlen. Két lehetőséget kizártak: a metán nem a leveleken élő baktériumoktól és nem a sejtekben működő enzimektől ered. Keppler szerint a növényekben folyamatosan zajló pektinszintetizálás és -lebontás során keletkezik a metán, a részletekről azonban vita folyik.
A geokémikus a növények globális kibocsátását évi 62–236 millió tonnára becsülte. Mások csak a növények levéltömegével számolva 10–60 millióra teszik a globális kibocsátást, a metán áramlását leíró modellszámításokból pedig arra következtettek, hogy a növények által termelt gáz mennyisége 125 millió tonna lehet. Ha a növények szerepe valóban ilyen jelentős, akkor érthetővé válik, hogy több évtizedes növekedés után miért stagnált a légköri metánkoncentráció az 1980-as években: a trópusi erdők gyors kiirtása miatt. A növények metántermelése nem elhanyagolható a jégkorszakokból a meleg időszakra való átmenetekben: enyhébb időjárás esetén több a növény, ezek egyre több üvegházhatású metánt bocsátanak ki, amelyek erősítik a felmelegedést.
A fagyott tundrákban megkötött szerves vegyületekből óriási metánmennyiség szabadulhat fel, ha a talaj a globális hatások következtében felmelegszik. A tengeri üledék hasonló veszélyforrás; egyelőre nem világos, hogyan hat majd a felmelegedő tengervíz az üledék szerves vegyületeire. A téma fontossága és a bizonytalan adatok miatt több méréssorozatot indítottak. A múltból a jégrétegek metántartalmának vizsgálatával szereznek információkat, a szén-dioxid mérésére telepített mérőállomásokon ezután metántartalmat is mérnek lézerrel. Helyszíni vizsgálatokra készülnek Brazíliában és Venezuelában – az adatgyűjtésre műholdakat is bevetnek.

Űrutazó baktériumok kimutatása

Baktériumok játszottak főszerepet decemberben az űrben. A Discovery űrrepülőgép személyzete a kimutatásukra szolgáló új, gyors eszközt vitt fel a nemzetközi űrállomásra. Amikor eljön az ideje az évekig tartó Marsu t a z á s n a k , életbevágóan fontos lesz, hogy gyorsan tisztázni lehessen a hajón élők panaszainak okát, és rövid időn belül dönthessenek a gyógyszerelésről. A NASA Marshall űrközpontjában parányi csipre szerelt biológiai laboratóriumot fejlesztettek ki, amely 5–15 perc elteltével választ ad arra, hogy baktériumfertőzés érte-e az utazót.
Az új eszköz alapja a kardfarkú tarisznyarák (Limutus polyphemus) véréből kivont négy enzim. Ez a rákfaj a Föld egyik legősibb, legalább 300 millió éves élőlénye. Nagyon primitív immunrendszere roppant érzékeny. Elég egyetlen baktérium, és enzimei megalvasztják a vért, és ezzel lezárják a sérülést. Az enzimek rendkívüli érzékenysége, gyors válasza jól ismert, széles körben felhasználják a gyógyszerkísérletekben. Szintetikus helyettesítő anyagot eddig nem sikerült előállítani, ezért továbbra is a rákoktól kell vért venni, hogy hozzájussunk az enzimekhez. Az állatokat a kis mennyiségű vér lecsapolása után visszajuttatják a tengerbe.
Az új diagnosztikai eszköz kis, csőre emlékeztető csatornákban beszárítva tartalmazza az enzimeket. A vizsgálandó testfolyadékot a csatornába juttatva az enzim vizet vesz fel. Ha a mintában volt baktérium, akkor az enzimműködés – a baktériumok számával arányosan – megváltoztatja a folyadék színét.
Az űrállomáson a rákenzimes kimutatással párhuzamosan a hagyományos megoldást is elvégzik, Petri-csészében is kitenyésztik a baktériumokat. Vizsgálandó mintát nem vittek a földről, hiszen baktérium akad bőven az űrállomáson is. Hat héten keresztül hetente egyszer vesznek mintát és elindítják a kétféle kimutatási eljárást. Csak a súlytalanságban végzett kísérletekkel lehet tisztázni az új módszer megbízhatóságát, pontosságát. Gyorsaságban nyilván verhetetlennek bizonyul, de kérdéses, alkalmas lesz-e a baktériumok típusának kiderítésére. A súlytalanságban, a tervezett alkalmazással megegyező feltételek mellett lehet csak ellenőrizni, hogy a színváltozás milyen pontosan tükrözi a baktériumok mennyiségét. Az eszköz könnyen kezelhető, és ez ugyancsak fontos szempont.
A készülék első változata csak Gram-negatív baktériumok kimutatására alkalmas. Ha a kísérletek biztató eredménnyel zárulnak, akkor hasonló megoldást akarnak kidolgozni Gram-pozitív baktériumok, élesztő, penész és bizonyos vegyszerek kimutatására. A jővőben biológiai csipek sokaságát küldik robotokkal a Mars felszínére, amelyek szerves molekulák, életnyomok jelenlétét keresik majd.

Hány kémiai elem található a periódusos rendszerben? A pontos válasz attól függ, mikor tették fel a kérdést. Mengyelejev 1871-ben 63 elemet ismert. Orosz és amerikai kutatók nemrég bejelentették a 118. rendszámú elem előállítását, de egyelőre mégsincs ennyi, mivel néhány páratlan rendszámú (113, 115, 117) elem előállítása még várat magára.

A periódusos rendszer 1940-ig 92 elemből állt, a sort a legnehezebb urán zárta. 1940-ben kezdődött meg az uránon túli, más néven transzurán elemek mesterséges előállítása fizikai laboratóriumokban. Megszületett a 93-as neptúnium, a 94-es plutónium, és aztán sorra a többiek. A kémiai Nobeldíjjal is elismert amerikai G. T. Seaborg egymaga 9 új elem előállításában játszott vezető szerepet, 1995-ben már a 102. elemet állították elő. Joggal kapta a seaborgium nevet a később mások által felfedezett 106. elem.
Az újabb és újabb elemek előállítása mind nehezebb technikai feladattá vált, mert a rendszám növekedésével párhuzamosan egyre rövidebb életűek az uránon túli atommagok. Az urán felezési ideje milliárd években mérhető, a seaborgium különböző izotópjainak felezési ideje viszont a tizedmásodperc– századmásodperc tartományba esik. Az 1970-es években két laboratórium versengett az új elemek előállításában: a dubnai Egyesített Atomkutató Intézet és az amerikai Lawrence Berkeley Sugárzási Laboratórium. A tudományos versengést átszőtte a szovjet– amerikai politikai szembenállás is, a kutatók kölcsönösen kétségbe vonták egymás mérési eredményeit, elsőségét.
Állandó viták kísérték az új elemek elnevezését is. Az 1980-as években újabb kutatóhely kapcsolódott be a versengésbe, a német DSI laboratórium (Darmstadt), az övék pl. a 109. (1982), a 110. (1984) és a 111. elem (1994) felfedezésének, első előállításának dicsősége. A 112. elem felfedezését 1996-ban jelentették be a németek, a 114. előállításáról Dubna számolt be elsőként 1999-ben.
A legújabb, közös orosz–amerikai kísérletben kaliforniumot (rendszáma 98) bombáztak felgyorsított kalcium (rendszáma 20) atommagokkal a dubnai Egyesített Atomkutató Intézetben, Moszkva közelében. Az atommagok összeolvadása után 98+20=118 rendszámú új elem jött létre. Ez az „összeadás” persze csak papíron ilyen egyszerű, a valóságban hatalmas, nagy energiájú részecskegyorsítók, bonyolult észlelőrendszerek kellenek a kísérletekhez. Nem lényegtelen a hosszú mérési idő, hiszen csak minden tízezertrilliomodik (10 a 19. hatványon) ütközésben megy végbe a keresett átalakulás. Hat hónap alatt a valaha létrehozott legnehezebb elem mindössze 3 (három!) atomját sikerült megfigyelni.
Szinte hihetetlen, de néhány atom létrehozása is elegendő fontos tulajdonságok feltárásához. Dubnában tisztázták a 112-es elem kémiai tulajdonságait is. Elméleti számítások arra utaltak, hogy azok a higany és a radon jellemzői közé esnek. A kísérlet döntött: a 112-es elem a higanyhoz hasonló. Ehhez a vizsgálathoz 2 (!) atom állt a kutatók rendelkezésére.
Az új 118-as elem a másodperc ezredrésze alatt elbomlott, alfa-részecske kibocsátással 116-os elemmé alakult át. Az ezredmásodpercet megközelítő felezési idő hétköznapi világunkban nagyon rövid, de valóban nagyságrendekkel hosszabb a kisebb rendszámú transzuránok felezési idejénél. Az új elem is a keresett „stabilitási szigethez” tartozik. Azért sziget ez a tartomány, mert a viszonylagos stabilitás csak átmeneti, a várakozások szerint a rendszámok további növekedésével ismét bomlékonyabbak lesznek az atommagok.
A 118-as elem felfedezését egyszer már büszkén bejelentették a Lawrence Berkeley laboratórium kutatói 1997-ben. Akkor az ólom (rendszáma 82) volt a céltárgy, erre lőtték a felgyorsított kripton (rendszáma 36) magokat (82+36=118). A Németországban, Japánban és az eredeti felfedezés helyszínén, a Lawrence Berkeley laboratóriumban végzett hasonló kísérletek eredményei nem igazolták az első bejelentést, nem sikerült reprodukálni a 116. és a 118. elem előállítását. A Lawrence Berkeley laboratórium két évvel később kénytelen volt a bejelentést visszavonni, miután egy belső vizsgálat kiderítette, hogy csalás történt. Victor Ninov, a kutatócsoport egyik tagja manipulálta a kísérleti adatokat; Ninovot elbocsátották. A mostani kísérletben nem a Lawrence Berkeley, hanem a szintén kaliforniai Lawrence Livermore laboratórium volt az oroszok partnere.

Mi volnánk az evolúció kakukktojása? Idén új válaszok születtek a régi kérdésekre, miközben folytatódtak a viták a Neander- völgyi és a modern ember kapcsolatáról. Magyarországon 10 millió éves emberszabású majom, a csimpánz és az ember közös ősének koponyájára bukkantak. A genetikusok szerint az ember és a csimpánz szétválása két lépésben történt.
Rudabányán a nyári ásatások során újabb, minden eddiginél teljesebb Rudapithecus-koponyára bukkantak. Előkerült az állcsonttal együtt az állat csaknem teljes felső fogsora, ehhez csatlakozik az orr- és szemüreget szegélyező járomcsont és az agykoponya nagy része. A Rudapithecus 10 millió évvel ezelőtt élt ősmajom. Sokáig úgy vélték, hogy az ember közvetlen őse; ma az anatómiai hasonlóságok alapján a csimpánz és az ember legközelebbi közös ősének tekintik. A közös elődök az európai csoporttól elvált és Afrikában letelepedett ősmajmok lehettek.
Gabi és Toumai
A Rudapithecus fákon élt, trópusiszubtrópusi őserdőben, erdőben, tavak és mocsarak környezetében. Négy lábán ügyesen mozgott, puha növényi táplálékot fogyasztott. Feltehetően 120–130 cm magasra nőtt, elnyújtott, lapos agykoponyájának térfogata 280– 330 köbcentiméter volt. Kordos László paleontológus professzor, a Rudapithecus-kutatás vezetője abban látja a lelet jelentőségét, hogy a korábbiakból éppen a most meglelt koponyarész hiányzott, így nem lehetett pontosan megrajzolni a Rudapithecus arcát. A Gabinak elnevezett ősmajom fiatal felnőtt nőstény volt, arca az agykoponyájával arányosan kicsi. Kétszer vált szét a hominidák és a majmok fejlődése; az ember mintegy 6,3–5,4 millió éve indult el önálló útján – állítják amerikai kutatók. Korábban sokféle időpont mellett érveltek a szakemberek, végül a 7 millió évvel ezelőtti szétválásban értettek egyet. Az ember és a csimpánz genomjának összehasonlításából most arra következtettek, hogy egyszer szétvált a két fejlődési vonal, majd újra egyesült, és egy közös szakasz után következett be az újabb, immár végleges szétválás.
Az amerikai Harvard Egyetem és a Broad Intézet (Cambridge, Massachusetts) munkatársai, D. Reich, N. Patterson és kollégái a Nature hasábjain közölték meglepő következtetésüket. Az összehasonlító elemzésbe az ember és a csimpánz mellett gorilla, orangután és makákó DNS-t is bevontak. Tavaly már hírt adtunk arról, hogy feltárták legközelebbi rokonunk, a csimpánz genetikai kódját és megkezdték összevetését az emberi genommal, hogy megértsük, miben, miért és mennyiben különbözünk tőlük („Hihetetlenül hasonló”, Medical Tribune, 2005. október 13.).
A kutatók nagyon eltérő korú génterületeket találtak. A korkülönbség elérheti a 4 millió évet, feltártak azonban egészen fiatal, 6,3–5,4 millió éves területeket is. Utoljára – 1,2 millió évvel később a többinél – az X-kromoszóma különült el. A rekonstrukció szerint a szétválás hosszú és bonyolult folyamata mintegy 10 millió éve kezdődhetett. Ezután 4 millió évig egymástól függetlenül fejlődtek az ember- és a csimpánzfélék. Hatmillió évvel ezelőtt a két faj valamilyen okból keveredni kezdett, hibrid utódok születtek. Az elvegyülés időszaka nem volt hosszú. Ezt követően végleg szétváltak a két faj útjai, s kialakult a mai ember és a mai csimpánz.
A Csádban talált, Toumainak nevezett legrégebbi emberféle, a két lábon járó Sahelanthropus tschadiensis korát 6,5–7,4 millió évesre becsülték. Lehet, hogy Toumai az első szétválás után élt és leszármazottai elegyedtek a csimpánzokkal. A merész új elmélet kritikusai leggyakrabban egyetlen megválaszolandó kérdést tesznek fel: a két lábon járó emberős miért párosodott volna a főként fákon élő, négy végtagon járó csimpánzfélékkel?
Továbbra sem zárult le a vita őseink és a Neander-völgyiek együtt éléséről. Évezredekig lakhattak együtt, egymás szomszédságában. Háborúztak vagy békében éltek? Keveredett-e a két csoport, születtek-e közös utódok, van-e bennünk Neander-völgyi eredetű génállomány? Ha voltak utódok, akkor azok képesek voltak-e tovább szaporodni vagy terméketlenné váltak, mint az öszvérek?
A gibraltáriak tovább éltek
Ötvenezer éve az európai kontinenst a Neander-völgyiek népesítették be, húszezer évvel később viszont már a Homo sapiens egyedei voltak többségben. Egyetlen dologban értenek egyet a szakemberek: a Neander-völgyiek kihaltak. Az persze már vita tárgya, hogy miért. Klímaváltozás végzett velük vagy a Homo sapiens?
A Neander-völgyiek kihalásának időpontját az idén Gibraltáron feltárt leletek alaposan módosították; úgy tűnik, a korábban véltnél jóval tovább éltek. Az ásatáson talált faszéndarabok a szén-14 izotópos kormeghatározás szerint 23–33 ezer évesek, a többség 28 ezer éves. Az eddig ismert legkésőbbi, Spanyolországban és Portugáliában talált maradványokat 32 ezer évesnek becsülték. Gibraltáron akkoriban enyhe időjárás uralkodott. Nagy számban lehettek ott bokrok, madarak, hüllők és puhatestű állatok. A klíma és a környezet kedvező volt számukra, és akkor még kevés Homo sapiens élt arrafelé. A kutatók szerint a Neandervölgyi és a modern emberek évezredeken át egymás szomszédai lehettek a kis népsűrűségű, mozaikszerűen elkülönült területeken.
A késői Neander-völgyiek Európa más területein lemásoltak és alkalmaztak néhány modern technológiát, a gibraltáriak viszont ragaszkodtak hagyományaikhoz. Lehet, hogy ennek a stratégiának köszönhetik hosszabb életüket? A Neander-völgyiek és a modern ember kapcsolatban álltak egymással, keveredtek, és közös utódokat hoztak létre – állítja régebben talált romániai leletek új vizsgálata után Erik Trinkaus, a Washington Egyetem (St. Louis) professzora. A koponyákon a keskeny orr és a kisebb szemöldökcsont a modern emberre hasonlít, a koponya hátsó részén megfigyelhető kidudorodás és az alsó állkapocs viszont a Neander-völgyi koponyákra emlékeztet. Trinkaus szerint portugáliai és csehországi leletek is igazolják a két faj keveredését. A döntő bizonyíték a genetikai elemzés lenne, de kevés DNSminta származik a Neandervölgyiektől. Az eddigi elemzések szerint nem volt génkeveredés.
Ki a kakukktojás?
Trinkaus egy másik meglepő elmélettel is nagy figyelmet keltett. Szerinte az emberiség családfáján a modern ember az oda nem illő kakukktojás, a logikus evolúciós fejlődést szerinte ugyanis a Neander-völgyiek képviselték. Fennmaradásunkat jobb alkalmazkodóképességünknek köszönhetjük. Trinkaus professzor elemzése szerint a Homo sapiensnek kétszer annyi egyedi, furcsa, a korábbi ősökétől genetikailag eltérő vonása, antropológiai jellegzetessége van, mint a Neandervölgyieknek. A modern ember az egyetlen olyan faj, amelynek nincs kiugró szemöldökcsontja és arckoponyája is jóval rövidebb, mint más emberféléké. Orrüregeink a többi fajénál kisebbek, szűkebbek.
Tanulmányában a genetikai változásokra figyelt a kutató, az életmód- és a környezetváltozás okozta hatásokat igyekezett kiszűrni. Az emberré válás megértéséhez szerinte azt kell tisztázni, miért térünk el ennyire a Homo nemzetség fajaitól. Trinkaus úgy tartja, „fatális véletlenek folytán eshetett meg, hogy mi lettünk a túlélők és nem az arra antropológiailag sokkal inkább determinált Neander-völgyiek”.

Olmék kőtáblák
Közép-Amerikában az olmékok i. e. 900 körül írásrendszert dolgoztak ki, ez az eddig megismert legősibb amerikai írás. A jelek még megfejtésre várnak, ám a felfedezés körül élénk viták zajlanak: egyesek kétségbe vonják a lelet korát.
A kőtábla Mexikó Veracruz tartományában Cascajal közelében került elő, a hajdani olmék civilizáció középponti területéről, 1999-ben, amikor a San Lorenzo közelében fekvő régi halomból útépítéshez hordták el a törmelékeket. A kőtábla mellett edénytöredékeket és szobrocskákat is találtak.
Az olmékok a tengerparti síkságon éltek, valamikor őket tekintették valamennyi későbbi középamerikai civilizáció „anyacivilizációjának”. De ma már ez sem egyértelmű. A birodalom virágkora az i. e. 1200–500 közti időszakra tehető. Az olmékok legismertebb alkotásai azok a hatalmas monolit kőfejek, amelyek valószínűleg uralkodóikat ábrázolják.
A Cascajal lelet vésetei egyértelműen írásjelek. A kerámiamaradványokat a régészek a civilizáció kései, San Lorenzó-i időszakához, az i. e. 900–800-as évekhez kapcsolják, ezen alapul az írásos tábla kormeghatározása. Mások szerint a kő inkább a La Ventának nevezett időszakhoz tartozik, mely korszakból több véset maradt fenn, így valószínűbbnek tűnik, hogy akkor alakult ki az írás. A legszigorúbb kritikusok szerint semmiféle következtetést nem szabad levonni a kerámiatöredékekből, mert egyetlen darabot sem a rendeltetés szerinti helyén találtak meg.
A követ idén tavasszal elemezték alaposan. Az eredményekről a Science szeptember 15-i számában számoltak be mexikói kutatók. Eszerint a kő 36 cm hosszú, 21 cm széles és 13 cm vastag, súlya kb. 12 kg. Kémiai elemzés szerint régi patina fedi. Kétféle vésés nyomai láthatók rajta: durvább eszközzel kaparták ki a jelek körvonalait, majd egy élesebb eszközzel alakították ki a körvonalon belüli részleteket. A kő összesen 62 jelet tartalmaz, 28 jól megkülönböztethető mintázatot. Egyes jelek, sőt jelsorozatok ismétlődnek. Három jel négyszer szerepel, 6 jel háromszor, 12 jel kétszer fordul elő. Az írásjelek vízszintes sorokba rendeződnek, az olvasás iránya viszont bizonytalan, ám a kutatók valószínűsítik, hogy balról jobbra halad. Megfejtésére újabb szövegek felbukkanásáig kevés a remény, mivel rövid textusról van szó és semmi nem utal jellegére. A lelet vitathatatlanul írás, az olmék civilizáció, egy korai birodalom fejlett voltának újabb bizonyítéka. Egyelőre semmit sem tudni arról, vajon hatott-e ez az írás a későbbi írásrendszerekre. Közép-Amerikában i. e. 500 körül alakult ki egy másik írásrendszer, de az teljesen eltérő imertetőjegyeket mutat. Lehet, hogy a régi írásrendszer eltűnt az újabb civilizációk felemelkedése előtt. A kutatók ellenőrző ásatásokra készülnek a helyszínen, azt remélve, hogy további maradványok esetleges felbukkanása közelebb vihet a rejtély megfejtéséhez.

Bolygók, szondák, emberek

A rovatunkban bemutatott friss eredményekhez rendre újabb információk társulnak; viták kísérik a megállapításokat és a megfigyelő eszközök ugyancsak ontják az új adatokat. Összeállításunkban az elmúlt hónapokban tárgyalt témákhoz kapcsolódó új fejleményeket foglaljuk össze. Felidézzük a korábbi írást, ezt követi az újdonságok ismertetése.

Nagytestvér 15 fényévre
Felfedezték a Föld nagytestvérét – jelentették be tavaly június közepén amerikai csillagászok. A testvér a világegyetem méreteit tekintve itt van a szomszédban, mindöszsze 15 fényévre tőlünk. Nagyjából 150 idegen, nem a mi Naprendszerünkben keringő bolygót ismerünk már, közülük ez az első, Földhöz hasonló kőzetbolygó. A korábban megismertek mind hatalmas gázbolygók voltak, olyanok, mint a Jupiter. (Egyedül vagyunk a Naprendszerben? 2005. július 7.) Idén tavaszra már 180-ra nőtt az ismert exobolygók száma. A Nature márciusban adott hírt arról, hogy a Neptunuszhoz hasonló tömegű bolygókból álló hármas rendszert fedeztek fel egy a Naphoz hasonló csillag körül. Az eddig megismert exobolygók a Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és a Neptunusz mérettartományába esnek, és a 17 exobolygó- rendszer mindegyikében akadt egy vagy több, a Jupiteréhez hasonló tömegű óriási gázbolygó. A most felfedezett rendszer az első, amelyben „csak” Neptunusz méretű bolygókat találtak. Naprendszerünkhöz hasonló rendszerek megismerését mai mérési technikáink nem teszik lehetővé.

Tévesek az eddigi becslések, több a szén-dioxid a levegőben

Újra kell gondolni bolygónk szén-dioxid-háztartását, mivel az óceánok élőlényei jóval kevesebb szén-dioxidot vonnak ki a légkörből, mint eddig feltételezték. Az üvegházhatás és a globális klímaváltozás szempontjából fontos kérdés elemzését egy furcsa felismerés ösztönözte.
 Bolygónkon a fotoszintézis mintegy fele az óceánokban, másik része a szárazföldön megy végbe. A követelmények mindkét helyen azonosak: víz, fény és tápanyagok. Az óceáni fotoszintézist a fitoplanktonok végzik. Ezek a szabadon lebegő apró növényi szervezetek, legnagyobbrészt algák, az óceáni tápláléklánc első elemei, közvetve vagy közvetlenül valamennyi tengeri élőlény elsődleges táplálékai. Szén-dioxidot felvéve, a napfény energiáját felhasználva az állatok számára hasznos vegyületekké alakítják át a szervetlen anyagokat. Partközelben, a tápanyagokban gazdag víz egyetlen cseppjében százezer fitoplankton is élhet, ezért lesz a víz zavaros, barna vagy zöld. A távoli mélykék víz egy cseppjében már csak egy-egy fitoplankton fordul elő.

Klímaváltozás

Mind többen elmélkednek azon, hogyan lehetne viszonylag gyorsan megállítani a globális felmelegedés folyamatát. Az ötletek nagy része a tudományos-fantasztikum világát idézi: napernyőkkel árnyékoljuk le a Földet, alakítsuk át a felhőket, hogy több napsugárzást verjenek vissza, késztessük az óceánokat több üvegházhatású gáz elnyelésére.

A globális klímaátalakítási terv angol neve geoengineering, amit Föld-mérnökségnek fordíthatunk. Olyan műszaki tevékenységről van szó, amely az egész bolygóra kihat.
Az első futurisztikus ötletek már az 1960-as években megszülettek, párhuzamosan azzal a felismeréssel, hogy az üvegházhatást erősítő emberi tevékenység komoly fenyegetést jelenthet. Jelenleg két területen keresik a tudósok a beavatkozás lehetőségét: hogyan vonhatnák ki a légkörből a szén-dioxidot és/vagy hogyan lehetne csökkenti a bolygónkat érő napsugárzás mennyiségét.
Néhány éve még publikálási lehetőségekhez is nehezen jutottak a globális klímaátalakítási tervek felvetői, akik állami pénzből nem kaptak támogatást elképzeléseik kísérleti ellenőrzésére. Ám a helyzet mára megváltozott. R. J. Cicerone légkörkutatással foglalkozó kémikus szerint ezeket az ötleteket a többi kutatási tervhez hasonlóan kell kezelni. A tudós vitaüléseket szervezett az Amerikai Nemzeti Tudományos Akadémián, és személyes fellépésének köszönhető, hogy a Nobel-díjas Paul J. Crutzen merész javaslatai napvilágot láthattak egy szakfolyóiratban – igaz, csak ellenvéleményeket megfogalmazó kommentárokkal együtt.

A múlt század egyik legnagyobb régészeti felfedezését, a Holttengeri tekercseket illetően új, meglepő feltételezéssel álltak elő izraeli régészek: a tekercseket szerintük nem a Kumránban élt esszénus közösség tagjai írták. Kumránban fazekasüzem működött, a kumrániak szerintük csak az edényeket készítették a Jeruzsálemből elmentett írások elrejtéséhez.

Az első iratokat egy beduin pásztorfiú találta meg 1947-ben, a Jerikótól 15 kilométerre délre fekvő Kumrán település romjai közelében. 1956-ig 12 teljes és több ezer töredékes irat került elő a barlangokból. Többségük héber nyelvű, de találtak arámi és görög szövegeket is. Az alapos kutatások szerint az iratok többsége az i. e. 22.–i. sz. 70. években keletkezett. A kéziratok között egy kivételével a héber Biblia valamennyi könyvét megtalálták, ezen túl nagyszámú, a kánonokba fel nem vett írás is előkerült.
A kutatók a szektariánus írásokat egy viszonylag zárt zsidó vallási közösség, az esszénusok művének tartották. Az esszénusok szerzetesi közösséghez hasonló csoportokban éltek, mindenük közös tulajdonban volt. Szigorúan megtartották a mózesi törvényeket, a rituális előírásokat, a szombatot. Nem vettek részt a közéletben, a jeruzsálemi kultuszeseményekben.

Feltűnően dühös arcok

Vágjon dühös arcot, ha tömegben fel akarja hívni magára a figyelmet. Ez a fő megállapítása a Current Biology c. folyóiratban júniusban közölt tanulmánynak. Mark A. Williams (Massachusetts Institute of Technology) és Jason B. Mattingley pszichológiaprofesszor (Melbourni Egyetem) 78 férfinak és ugyanennyi nőnek fényképeket mutatott, melyek dühös, ijedt, boldog, szomorú, meglepett, utálkozó és semleges arckifejezésű emberekről készültek. Először négy fotót mutattak be, három arc semleges volt, a negyedik pedig nagyon dühös. A dühös arc minél gyorsabb kiválasztása volt a feladat. A következő lépésben nyolc képet tártak az alanyok elé, ezek közül is egy volt eltéveszthetetlenül dühös, a többi semleges. A dühös arcot cserélgették, egyszer férfi, másszor női arcképet tettek a többiek mellé. A harmadik és negyedik sorozatban a dühös arcot rettegőre cserélték, először 4, majd 8 képet mutattak, ezek között egy volt a rettegő.

A fehérjéket jelölő genetikai kód mellett egy második kód is létezik a DNS-ben, állítják az izraeli Weizmann Intézet és az amerikai Northwestern University kutatói. Az elsőre épülő második a nukleoszómák elhelyezkedését határozza meg. A felfedezés hozzásegíthet a gének aktiválásának megértéséhez.

A DNS-hez bázisos fehérjék (hisztonok) kötődnek, az így kialakuló struktúra a kromatin. Alapegységei a nukleoszómák, amelyeket a négyféle hisztonból álló, gyöngyszemhez hasonló mag és a köré rendeződő, kettős helikális szerkezetű DNS-molekula alkot. A nukleoszómák 11 nanométer átmérőjű, kerekded alakzatok. Egy „gyöngyre” 1,65 menetnyi DNS csavarodik, majd a DNS a következő „gyöngyön” folytatódik. Egy menetben 147 DNS-egység, bázispár fér el, egyetlen kromoszómában 225 millió bázispár hosszúságú is lehet egyetlen DNS molekula. Minden emberi sejtben körülbelül 30 millió nukleoszóma található.

Nem fütyülnek egymásra

Amikor az emberek bemutatkoznak, a nevüket mondják. A palackorrú delfineknek szintén van nevük, ők is így mutatkoznak be. Ám ez természetesen nem egy szó, hanem olyan jellegzetes fütty, amely az azonosításra alkalmas információt tartalmazza.
A kutatók már az 1960-as években felismerték, hogy a delfinek különböző füttyöket hallatnak. A mostani kutatást vezető Vincent M. Janik (St. Andrews Egyetem, Skócia) emlékezete szerint régóta gondoltak arra, hogy a jelenség fontos szerepet játszhat a kapcsolattartásban. Tisztázásra várt, hogy a füttyökben valóban szerepel- e egyedi azonosításra alkalmas információ, vagy a többi delfin csak a hangszínre, netán a hang más jellegzetességére reagál. A kísérlethez évtizedek óta egy floridai öbölben gyűjtötték a hanganyagot.

Egymástól 24 fényévre keringő feketelyuk-párost fedeztek fel, tömegük egyenként 150 millió napénak felel meg. A duó valószínűleg két galaxis találkozása nyomán keletkezett. A két fekete lyuk várhatóan tovább közeledik egymáshoz, és végül összeolvad. Ekkor olyan erős gravitációs hullámok indulnak el, amelyek a kutatók várakozása szerint a Földön is észlelhetők majd.

A világegyetemben nem ritka a galaxisok ütközése. A Tejút és szomszédunk, az Androméda is az egybecsapódás felé tart, a távolság ma még 2,2 millió fényév, ami nagyjából hússzorosa a Tejút átmérőjének. A közvetlen ütközés ötmilliárd év múlva kezdődő és évmilliárdokig tartó összeolvadási folyamatot vált ki. A találkozás azonban nem biztos, a két csillagrendszer el is kerülheti vagy éppen csak súrolhatja egymást.
A fekete lyukak a nagy tömegű, a Napnál legalább két és félszer nehezebb csillagok fejlődésének végállapotai, az anyag a gravitációs vonzás következtében rendkívül kis térfogatba húzódik össze. A roppant erejű gravitáció megakadályozza, hogy a fekete lyukat elhagyhassa az elektromágneses sugárzás (fény, röntgensugárzás vagy rádióhullám). Így a fekete lyukak létezéséről csak közvetett úton szerezhetünk bizonyítékokat; jelenlétükre utalhat pédául a csillagok mozgása környezetükben, a fekete lyuk tömege ugyanis befolyásolja pályájukat. A fekete lyuk környezetében korongszerűen összeáll az anyag, és spirális pályán mozogva halad a lyuk felé. Eközben az egyre gyorsabban mozgó anyag röntgensugárzást bocsát ki, ezt is észlelni tudjuk.
Léteznek óriás fekete lyukak is, ezek millió-milliárd naptömegnyi anyagot tartalmaznak, ilyenek találhatók a csillagrendszerek, a galaxisok közepén. Nemrég bizonyosodott be egyértelműen, hogy saját galaxisunk, a Tejútrendszer közepén is tátong egy fekete lyuk: a Földtől 26100 fényévnyire, a Tejút közepén 2,6 millió naptömegnyi anyag zsúfolódott össze.

Élvezve a nap sugarait, nem gondolunk arra, milyen gyors és mélyreható változások zajlanak az égitestben. Pedig viharos változások mennek végbe – szinte folyamatosan.

A Nap időnként hatalmas mennyiségű anyagot lövell ki, a részecskék áramlása, az elektromágneses tér változásai a Földet is elérik. Az űrviharok jelentős károkat okozhatnak a műholdakban, megzavarják a földi villamosenergia-szállító és a távközlési hálózatokat. A naptevékenység miatti veszteségeket már az 1990-es évek végén is 100 millió dollárra becsülték évente, a jövőben pedig a károk még nagyobbak lesznek. Ahogy az igények biztonságos kielégítése érdekében egyre nagyobb területeken kapcsolják össze az energiahálózatokat, úgy nő az űrviharok általi sebezhetőségük. A távközlési és más szolgáltató műholdak száma már megközelíti a 300-at, értékük pedig a 100 milliárd dollárt. Drága berendezések, fontos szolgáltatások védelme ezért szükségessé teszi egy űridőjárás-előrejelző szolgálat kiépítését.
A nap aktivitása 11 éves periodicitást mutat; hullámszerűen változó tevékenysége enynyi év alatt éri el a maximumot, két egymást követő csúcs között pedig a minimumot. Idén éppen ez utóbbi fázisban vagyunk. A napfoltok a Nap fotoszférájának a környezettől eltérő hőmérsékletű tartományai, méretük változatos, olykor meghaladja a Földét is. A fotoszférában kívülről befelé haladva a hőmérséklet 4300 fokról 9000 fokra emelkedik, a foltok ennél 1–2 ezer fokkal „hűvösebbek”. A Napban lévő elektromos töltésű gáz, a plazma áramlása következtében a mágneses tér időnként radikálisan átrendeződik, hatalmas energia szabadul fel úgynevezett flerek vagy koronakilövellések formájában. A Nap koronájában, legkülső rétegében lyukak keletkeznek, amelyekből nagy sebességgel áramlanak ki a részecskék. Ez a napszél eljut a Földig is, ahol geomágneses zavarokat, viharokat kelt.

A nanotechnológia alkalmazása ígéretes közelségbe hozhatja a rákbetegek célzott, személyre szabott kezelését. Molekuláris szinten teremt lehetőséget új, a rák legkorábbi stádiumában is működő diagnosztikai eljárások kidolgozására, célzott, és a mainál jóval kevesebb mellékhatással járó gyógymódokra.

„Az onkológia jövője, a rák okozta szenvedés és halálozás megszüntetése azon múlik, képesek vagyunk-e a rákkal molekuláris szinten szembeszállni” – idézi a Science című lap Andrew von Eschenbach, az amerikai National Cancer Institute (NCI, Bethesda, Maryland) korábbi igazgatója szavait. A National Cancer Institute 2004-ben 144 millió dolláros rák nanotechnológiai programot indított, Európa és Japán szintén komolyan finanszírozza a betegség elleni küzdelem nanotechnológiai megközelítését. A kutatások interdiszciplinárisak, vegyészek, az anyagtudomány szakemberei, biológusok, fizikusok, orvosok dolgoznak együtt. Több eljárás már sikeresen túljutott az állatkísérleteken, jelenleg klinikai kipróbálás alatt vagy az azt megelőző szakaszban van, egy nanotechnológiára alapozott diagnosztikai eljárás pedig már piacra is került.

Amerikai kormányszakértők, a tudományos élet és az ipar képviselői, valamint a környezetvédők ritkán látott egységben lépnek fel a nanotechnológia esetleges káros hatásait tisztázó kutatások mellett. Hasonlóan foglalt állást nemrég a brit Royal Society és a Japán Tudományos Tanács. Attól tartanak, hogy ellenkező esetben a nanotechnológia is olyan fogyasztói ellenállásba ütközhet, mint a genetikailag módosított élelmiszerek bevezetése.

A nanotechnológia térhódítása évekig töretlen volt, nemrég azonban megjelentek az első aggódó vélemények: óvatosan kell bánni vele, mert betegségeket, környezetkárosodást okozhat. A genetikailag módosított növények elleni harcban edzett környezetvédők új céltáblája a nanotechnológia, egyesek már a kutatások betiltását követelik. Attól tartanak, hogy a biotechnológia és a nanotechnológia „házasításával” új életformák jöhetnek létre, ezek viselkedése pedig megjósolhatatlan és ellenőrizhetetlen.
Egyes kutatók azzal igyekeznek megnyugtatni az aggódókat, hogy a nanotechnológiákban nincs semmi új, ezek egyszerűen a hagyományos kémiai, anyagtudományi, fizikai, mérnöki tudományok kiterjesztései. Ez az érv azonban nem túl hatásos, mivel az elmúlt néhány évben a nagyközönség ennek éppen az ellenkezőjét hallotta rendszeresen. Szinte napi gyakorisággal jelentek meg a nanotechnológiák sikertörténetei a médiában. Ha ez a technológia csodákra képes, akkor nyilván ártani is tud.

Bár reményeink szerint vége a télnek, legalább egy cikk erejéig érdemes elidőznünk a hidegnél, hogy szemügyre vegyük az egyik legkülönfélébb formában létező anyagot, a jeget.

Tíz éve egy szakkönyv a jég kilenc módosulatát tartotta számon, ma már tizenkettőt ismerünk. A jég módosulatait római számokkal jelölik, ismerkedjünk hát meg sorra a Jég-I, Jég-II és társai tulajdonságaival.  Az egymást követő sorszámokban ne keressenek logikát, egyszerűen a felfedezések időrendjét követik.
A hétköznapjainkból ismert jégkristályban minden molekula négy szomszédos molekulával létesít kötést egy tetraéder sarkainál. A tetraéderes elrendezés miatt alakulnak ki a hexagonális molekulagyűrűk. A vízmolekulákat hidrogénkötések kapcsolják össze, minden kötésben 1 proton található. A Földön  valamennyi természetes jég hexagonális,  ezért Jég-Ih a jele, ahol I a sorszámra, a h pedig a hexagonálisra utal. Alacsony hőmérsékleten és 2 megapascalnál nagyobb nyomáson (kb. kétezer atmoszféránál) újabb és újabb változatos felépítésű jégformák jönnek létre. A szokásos hexagonális struktúra felbomlik, a kötések átrendeződnek, más szerkezetek jönnek létre.  A különböző kristályos változatok mellett amorf jegeket is felfedeztek, ezekben a vízmolekulák véletlenszerűen rendeződnek el, a rendetlenség az üveg szerkezetéhez hasonló. A Jég-X-t kivéve, valamennyi jégnek a változatlan vízmolekula az alapegysége. Nagy nyomáson a tetraéderes elrendezés torzul, az atomok közti szög megváltozik, a hidrogénkötések megnyúlnak. Minél nagyobb a nyomás, annál kisebb lesz a távolság a nem kötött közeli szomszédtól. Valamennyi jégváltozat hidrogénkötésű gyűrűkből áll, a Jég-I-ben és a Jég-II-ben a legkisebb gyűrű 6 molekulából áll, a nagyobb nyomáson előállított változatokban 4–8 molekulás gyűrűk is előfordulnak. 
A Jég-I-nek a hexagonális mellett van egy köbös változata is, ez az Ic. Akkor jön létre, ha –80 és –130 oC közé eső hőmérsékleten a vízpára hideg felületen csapódik le. –130 oC alatt nem kristályos, amorf változat alakul ki (aI), ennek kicsi a sűrűsége. Van egy nagy sűrűségű amorf változat is (Jég-aII), akkor jön létre, ha Jég-Ih-t –196 oC-on 10 gigapascallal (kb. tízezer atmoszférával) összenyomnak. Jég-II létrehozásához is igen nagy nyomás szükségeltetik, ezért a Jég-II nem fordul elő a természetben a Földön. Remények szerint azonban a Naprendszer külső tartományainak nagyrészt jégből álló testjeiben, pl. a Jupiter 40 százalékban jégből álló Ganymede és Callisto holdjában előfordulhat a Jég-II és a Jég-VI.

4,6 milliárd kilométert tett meg csaknem 7 év alatt a Stardust (csillagpor) űrszonda, hogy végül egy milligramm port juttasson a Földre. Sok hűhó semmiért? Éppen ellenkezőleg, a küldetés az űrkutatás egyik nagy sikere, először kerül a kezünkbe, a laboratóriumok asztalára csillagközi por és egy üstökös pora.

A Stardust űrszondát 1999. február 7-én indította útjára a NASA amerikai űrügynökség. 2002. augusztustól decemberig gyűjtötte a csillagközi port, megközelítette a Wild-2 üstököst, anyagmintákat vett, és felvételeket készített. A pormintákat tartalmazó kapszula január 15-én ért Földet.  A szonda a Sagittarius csillagkép irányából érkező, az egész Naprendszeren átáramló, kb. 30 km/s sebességgel mozgó porból gyűjtött anyagot. Ebből a csillagközi porból kb. 100 darab, egyenként 0,1–1 mikrométer átmérőjű részecskére számítanak a kutatók. Eddig csak spektroszkópiai mérésekből következtethettünk a csillagközi anyagban előforduló szerves molekulákra, most megnyílik a közvetlen vizsgálatok lehetősége.  Hasonlóan izgalmasnak ígérkezik az üstökös porának alapos analízise. Az üstökösök a Naprendszer legkezdetlegesebb, legöregebb testjei, anyagukban őrzik azt az ősi szoláris ködöt, amelyből valamikor a Naprendszer kialakult. Magjuk jégből, porból és más szilárd anyagokból áll, a jég nagyrészt vízjég, de találhatók benne jéggé fagyott gázok is. A Naprendszer belsejében járva az üstökösmag anyagának egy része elpárolog, ebből keletkezik az üstökös csóvája. Az egész Naprendszerben az üstökösök a leggazdagabbak szerves molekulákban, ezért becsapódásaikkal szerepük lehetett a földi élet kialakulásában is. A Wild-2 üstökös újonc a Naprendszerben, ezért különösen érdekes a kutatók számára, főként, hogy mindössze ötször járt Napközelben, tehát kevés anyag párolgott el a magjából, így nagyon közel áll az eredeti, ősi összetételéhez.

Neuronhálózatok modellezése, a nem-szinaptikus kémiai ingerületátvitel – néhány kiemelés az MTA kutatóintézeteinek munkájából. A közelmúltban csaknem 400 oldalas kötetben foglalták össze az eredményeket.

A KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetében többek között neuronhálózatok modellezésével foglalkoznak. Élettani és pszichológiai kutatások eredményeinek egybevetése arról tanúskodik, hogy szoros korreláció áll fenn bizonyos agyi elektromos mintázatok, illetve viselkedési formák, mentális állapotok között. Az elképzelés lehetőséget ad arra, hogy egy kívánt elektromos aktivitás mesterséges létrehozásától a mentális állapot megváltozását reméljük. Elkészítették a hippokampusz neuronhálózatának részletes, egysejt- makettekre épülő számítógépes modelljét. Ennek alapján sikerült meghatározniuk az idegi kapcsolatrendszer olyan elemeit, amelyek specifikus módosításával a leghatékonyabban lehet befolyásolni a hálózat aktivitását. A Pfizer Inc. támogatásával folytatott kutatások utat nyitottak olyan új gyógyszerek fejlesztéséhez, amelyek specifikus hatásuk miatt kevés mellékhatással érik el az agyi elektromos mintázat, és ennek révén a mentális állapot megváltoztatását.

Évente egyszer

Hatalmas, vízzel teli tartályokat raktak ki az argentin pampára fizikusok, hogy a kozmikus sugárzás legnagyobb energiájú részecskéit tanulmányozhassák. November közepén a nagyközönségnek is bemutatták az új központot.
Földünket és így minket is állandóan ér sugárzás a világegyetemből. Túlnyomó része a Napból származik, ez a részecskeáramlás a napszél. A Napból induló protonok, atommagok útjuk során felgyorsulnak a mágneses térben, a Föld mágneses tere azonban nagyrészüket eltéríti. A részecskék legkönnyebben a sarkoknál jutnak be a légkörbe, ütköznek atomjaival, ennek köszönhetjük a sarki fény elbűvölő színeit, állandóan változó formáit.
A kozmikus sugárzást V. F. Hess azonosította 1912-ben, nagy magasságokba felengedett ballonok segítségével. Az első részecskegyorsítók megépítéséig a kozmikus sugárzás tanulmányozása jelentette az egyedüli lehetőséget nagyobb energiájú atommagfolyamatok tanulmányozására. A légkör legfelső rétegeibe érve az elsődleges részecske a légkör atomjaival ütközve másodlagos részecskéket kelt, ütközések és átalakulások során sokféle részecske keletkezik, ezekből jön létre a „kiterjedt légi zápor”. Ebben nem esőcseppek, hanem részecskék hullanak. Egyetlen bejövő részecske „leszármazottai” néhány kilométer átmérőjű területen szóródnak szét.

A NASA amerikai űrügynökség kutatói szerint a világegyetem tele van olyan nagy, nitrogéntartalmú szerves molekulákkal, amelyek fontos szerepet játszhatnak az élet kialakulásában. Az Astrophysical Journal hasábjain hamarosan megjelenő tanulmányban összefoglalt felfedezés új irányba terelheti a gondolkodást földi élet eredetéről, hiszen ilyen típusú molekulák találhatók például a DNS-ben vagy az RNS-ben.

  A NASA Ames kutatóközpontjának munkatársai korábban már kimutatták bonyolult szerves molekulák, az úgynevezett policiklikus aromás szénhidrogének (angol rövidítéssel PAH) világűrbeli jelenlétét. A PAH molekulák hidrogénből és szénből álló nagy méretű, lapos szerkezetek, rendkívül stabilak, ezért még a világűrben elszenvedett sugárzások sem bontják fel őket.
  Korábban a NASA Spitzer űrteleszkópja ismeretlen eredetű infravörös sugárzást észlelt, melyet az UFO mintájára UIE-nek, vagyis azonosítatlan infravörös sugárzásnak (Unidentified Infrared Emission) neveztek el. A rendkívül érzékeny űrteleszkóp UIE jelenlétét mutatta ki a Tejútban és távoli, öreg, a világegyetemmel csaknem egyidős galaxisokban. Az űrbéli viszonyok jelentősen eltérnek a földiektől, ezért ugyanaz a molekula a világűrben más infravörös sugárzást bocsát ki, mint a laboratóriumban. A PAH molekulák földi körülmények között szilárdak, a világűrben viszont gáz halmazállapotúak, nagyvákuumban, az abszolút nullához közeli hőmérsékleten. Az Ames laboratóriumban műszaki bravúrmegoldásokkal a világűrben fennállóhoz hasonló körülmények közé helyezték a PAH molekulákat, majd megmérték infravörös sugárzásukat. Az eredmények alaposan eltértek a szokásos földi körülmények között vizsgált PAH molekulák jeleitől, viszont igen jó egyezést mutattak az űrteleszkóp méréseivel. A következtetés: az azonosítatlan infravörös sugárzás PAH molekuláktól származik.

Alaposan megváltozik az űrhajósok viselete, mire újra emberek utaznak a Holdra. A napkitörések miatt fokozott védelemre szorul a csípő, a gerincoszlop, a vállak, a combok, a szegycsont és a koponya. Orvosok számára egyértelmű a magyarázat: a csontvelőt kell védeni.

Idén január 20-án egészen különleges napkitörést figyeltek meg a kutatók. A szokásos napkitörések után órákkal, időnként csak napokkal jelennek meg a nagy energiájú protonok, most azonban néhány perc alatt elérték a Földet és a Holdat, évtizedek óta nem tapasztalt erősségű vihar alakult ki a Föld körül.
  A napfoltokban az erős mágneses tér felszínre kibújó erővonalai ma még nem teljesen ismert okokból és módon instabillá válnak, és ekkor hatalmas robbanás következik be. A folyamatban 10 milliárd hidrogénbomba (!) energiájával összemérhető hatóerők játszanak szerepet. A Földről először fény- és röntgensugár-felvillanást észlelünk, az elektromágneses hullámok 8 perc alatt érnek bolygónkra. A nagy napkitörésekben ezután milliárd tonnányi gáz halmazállapotú anyag szabadul ki a robbanás helyéről. A koronakilövellés anyagának leggyorsabb öszszetevői sem mozognak 1-2 ezer km/másodpercnél gyorsabban, így legalább egynapnyi időre van szükségük a Föld eléréséhez. Az utóbbi évtizedek űrkutatási eredményeire, a Nap és a Föld közötti kapcsolat feltárt részleteire építve már évek óta napi gyakorlat az űrbeli időjárás előrejelzése.

Hihetetlenül hasonló

Feltárták legközelebbi rokonunk, a csimpánz genetikai kódját. Megkezdték összevetését az emberi genommal, hogy megértsük, miben, miért és mennyiben különbözünk tőle. A kutatást az amerikai Massachusetts Institute of Technology, a Harvard Egyetem és a Washington Egyetem orvosi kara (Saint Louis) végezte, európai kutatók részvételével. Az első eredményeket a Nature közölte szeptember elsején.

Az ember és a csimpánz genomjának rövid szakaszait már korábban is összevetették, és a teljes összehasonlítás megerősítette a korábbi felismerést: a két genom hihetetlenül hasonló. A közvetlenül összevethető szakaszon

az egyezés csaknem 99 százalékos.

A csimpánz és az ember közti különbségek száma csak körülbelül tízszer több mint bármelyik két ember génállományának összehasonlításánál. A gének 29 százaléka abszolút megegyezik, pontosan ugyanazt a fehérjét kódolják. A fehérjékben változást előidéző mutációk átlagos száma mindkét fajnál génenként kettő. Ezek a változások vagy az ember, vagy a csimpánz öröklődési láncában jöhettek létre a szétválás óta. A gének hasonlósága és különbözősége azonban önmagában nem ad magyarázatot az eltérések mértékére.

A fizikai Nobel-díjat

idén Roy J. Glauber (Harvard University, Cambridge, USA), illetve John L. Hall (JILA, University of Colorado and National Institute of Standards and Technology, Boulder, USA) és Theodor W. Hänsch (Max-Planck-Institut für Quantenoptik, Garching and Ludwig-Maximilians- Universität, München, Németország) kapta megosztva, a fény természetének tanulmányozásában elért eredményeikért, illetve ezek alkalmazásáért.
A díj egyik felét az 1925-ben született R. J. Glaubernek ítélték oda „az optikai koherencia kvantumelméletéhez adott hozzájárulásáért”, vagyis a fény részecskéi, a fotonok, viselkedésének elméleti leírásában elért eredményeiért.
A fény természete kettős, elektromágneses hullámnak és részecskék áramlásának is tekinthetjük. A fény részecsketermészetét Einstein igazolta, a fotoeffektus értelmezéséért kapott Nobel-díjat 1921-ben. Kimutatta, hogy a fény meghatározott energiájú kvantumát, a fotont elnyelő szilárd anyag gerjesztődik, majd egy elektron jelenik meg. Ez a mikrovilágban játszódó folyamat szolgál alapul a fény észlelésénél, az anyagra eső fényt elektromos jelként észleljük.

 Rovatunk olvasói joggal számítanak arra, hogy friss tudományos eredményekről kapnak tájékoztatást. Ezúttal azonban kivételt teszünk, és azt mutatjuk be, milyen alapvető kérdésekre nem tudunk még válaszolni. Az összeállítást, amelyből most önkényesen ragadunk ki példákat, a Science amerikai tudományos hetilap készítette. Így tették emlékezetessé a lap 125 éves jubileumát.

 Miből áll a világegyetem?
Az anyag a világegyetemnek csak mintegy 30 százalékát teszi ki, ennek is csak kis részét észleljük, a többi a titokzatos antigravitációs erő, a sötét energia. Ennek mibenléte ma a fizika leghomályosabb területe.
 Mi a tudat biológiai alapja?
Elmélet több is született, de kevés a megbízható adat.
 Milyen mértékben kapcsolódik az egyes ember egészsége a genetikai változatossághoz?
Az Alzheimer- kórtól a mellrákig sok betegség kialakulásának kockázatát vezették vissza génekre, így remények szerint megvalósulhat a személyre szabott gyógyítás. A felelős DNS-szakasz megtalálása – ha a DNS valóban felelős – és ennek a tudásnak diagnosztikai géntesztekbe konvertálása hatalmas kihívás.

Beláthatatlan távlatok

Június 28-án Moszkvában aláírták a megállapodást az ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor – nemzetközi termonukleáris kísérleti reaktor) felépítéséről, a helyszín a franciaországi Cadarache. Ezzel lezárult az évek óta tartó vita, hozzákezdhetnek a beláthatatlan távlatokra biztonságos energiaellátással kecsegtető szabályozott termonukleáris fúzió feltételeinek megteremtéséhez. Ez az energiatermelő folyamat megy végbe a Nap és a többi csillag belsejében.

A szabályozott termonukleáris fúzióban a legkönnyebb elemek atommagjainak összeolvadása során szabadul fel az atommagok energiája. Fúzió csak akkor történik, ha az azonos töltésű, ezért egymást taszító atommagok elég közel kerülnek egymáshoz ahhoz, hogy a rövid hatótávolságú magerők vonzása érvényesülhessen. Ehhez nagyon magas hőmérsékletre, százmillió fokra kell hevíteni az üzemanyagot. A hidrogén nehéz izotópjait (deutérium, trícium) erős mágneses térrel tartják egyben. A ma legsikeresebb berendezéstípus az orosz tudósok által kifejlesztett tokamak; ilyen lesz az ITER is, ebben gyűrű (tórusz) alakú térrészbe zárják a plazmát. (A tokamak betűszó, a berendezés főbb elemeinek orosz nevéből származik.)

Tengermélyi fotoszintézis

Létezhet-e fényt hasznosító fotoszintézis a tengerek sötét mélyén? A kérdésre újabban talán az igen a helyes válasz. A nemrég felfedezett és egyelőre GSB1-nek nevezett baktérium a tengerek mélyén ként, szén-dioxidot és fényt hasznosít, ez utóbbit a tengerfenéki kémények, kürtők környezetében lejátszódó folyamatokból nyeri. A felfedezés nyomán elgondolkodhatunk, hogy talán hasonló lehetett az uralkodó életforma a Föld őskorában. Az élet nyomait más bolygókon és holdakon kereső műszereinket ilyen életnyomok keresésére is fel kell majd készítenünk.
Az Atlanti-óceán és a Csendesóceán hátságain, 2–4 kilométer mélységben 1977-ben fedezték fel az első melegforrásokat, ezekben 300–400 Celsius-fokos tengervíz áramlik felfelé. Az áramlások körül a forró vízben oldott anyagokból több méter magas kürtők, kémények alakulnak ki. A feltörő forró víz sok fémiont, elsősorban vas-, réz-, cink- és ólomiont tartalmaz. A fémek oxidok és szulfidok formájában csapódnak ki. A hőmérséklet- és nyomásviszonyok a tengerfenék felett néhány száz méterrel egyenlítődnek ki és mutatják a szokásos értékeket.

Négyszáz évig Yax K´uk Mo utódai uralkodtak Copán maja városállamban, Közép-Amerikában. A dinasztiaalapító uralkodó fogainak és csontjainak elemzésével nemrég sikerült kideríteni, honnan származhatott.

Yax K´uk Mo szülőföldjének felderítéséhez két stronciumizotóp és két oxigénizotóp arányának a kimérése szolgáltatta a megoldást. Az egyik stronciumizotóp, a 87stroncium a 87rubídium radioaktív bomlásának a terméke, menynyisége tehát attól függ, hogy a vizsgált talajban mennyi volt a bomló 87rubídium, és mikor alakult ki a vizsgált geológiai formáció, mennyi ideje zajlik ott az elemek átalakulása. Ezt kell összevetni a nem radioaktív eredetű 86stroncium mennyiségével. A Yucatán- félsziget maják által lakott része tengeri üledékből formálódott, ezért a két stronciumizotóp arányában nincsenek ugrásszerű változások, csak kissé térnek el egymástól a különböző helyeken mért értékek. A félsziget északi részén mért 0,7089 87stroncium- /86stroncium arány folyamatosan csökken a délen talált 0,7049 értékig. Mexikó völgyeinek alapja vulkanikus eredetű, itt az értékek helyről helyre erősen változnak. A Teotihuacánban mért érték (0,7046) egyértelműen kívül esik a maja világban mért értéktartományon.

Robbantás az üstökösön

Július 4-én a Deep Impact amerikai űrszonda 372 kilogrammos becsapódó egysége eltalálta a Tempel-1 üstököst. Az esemény a Földtől 133 millió kilométerre történt. Az űrkutatás történetének első ilyen vállalkozása nyomán bebizonyosodott, hogy egy űrszonda képes magát pontosan rávezetni egy üstökösmagra. Ez fontos lehet, ha egyszer esetleg a Földet fenyegető üstököst vagy kisbolygót kell eltéríteni pályájáról.

A 333 millió dollár költséggel megépített űrszonda neve az 1998-ban készült Deep Impact című amerikai filmre utal; ebben a Föld felé repülő, a bolygót veszélyeztető üstököshöz űrhajót küld a NASA, hogy felrobbantsák. A történtek tudományos jelentőségét az üstökösökről szerzett új ismeretek adják; ha ugyanis jobban szemügyre vehetjük a Naprendszer ősi anyagának hordozóit, az hozzásegíthet

a Naprendszer történetének

megismeréséhez. Az üstökösök valószínűleg ma is változatlanul magukban hordozzák azokat a jég- és porszemcséket, gázmolekulákat, amelyekhez hasonlókból 4,5 milliárd évvel ezelőtt a Naprendszer testjei kialakultak. Az üstökösök külső rétegét sugárzások, a bolygóközi tér pora és a napfény is formálta, de belsejükben változatlan lehet az ősi anyagösszetétel.

Ismét előbbre léptünk az anyag szerkezetének, ezzel együtt a világegyetem történetének feltárásában. A részecskefizikusok új, meglepő felismerésre jutottak a New York közelében fekvő Brookhavenben, ahol a világ legnagyobb, nehézionokat gyorsító berendezése műdödik. Az óriási energiájú, aranyatommagokból álló részecskenyalábok egymással ütközésekor rövid időre, átmenetileg olyan körülmények jönnek létre, amilyenek a világegyetem történetének kezdetén, az ősrobbanás után néhány milliomod másodperccel létezhettek. Ekkor még nem alakultak ki az atommagok stabil összetevői, a protonok és a neutronok, léteztek viszont a protonok és a neutronok alkotórészei, a kvarkok és a kvarkok közti kölcsönhatást közvetítő gluonok. Szabad, magában levő kvarkot mindeddig a rengeteg erőfeszítés ellenére sem sikerült megfigyelni.

A kvarkokat nem sikerült kiszabadítani,

mintha életfogytig be lennének börtönözve. Egyre nagyobb energiájú részecskékkel bombázták a protonokat, de azok sosem estek szét kvark darabjaikra. A kutatók roppant elméleti erőfeszítéseket tettek a kvark-bezárás értelmezésére, és arra kerestek magyarázatot, miért nem képesek kiszabadulni, önálló életet „élni”.

Felfedezték a Föld nagytestvérét – jelentették be június közepén amerikai csillagászok. A testvér a világegyetem méreteit tekintve mindössze 15 fényévre van tőlünk. Napjainkig nagyjából 150 idegen, nem a mi Naprendszerünkben keringő bolygót ismerünk, közülük ez az első, Földhöz hasonló. A korábban megismertek mind hatalmas gázbolygók voltak, olyanok, mint a mi Jupiterünk.

Az első idegen bolygót, az első exobolygót 1995. októberben fedezték fel. Az első idegen naprendszert 1999-ben találták meg – ez legalább három bolygóból áll. Az exobolygók felfedezése igazolta azt a régi várakozást, hogy Naprendszerünk nem egyedülálló képződmény a világegyetemben, hanem létezik hasonló rendszerek sokasága. A becslések szerint egyedül a mi galaxisunkban, a Tejútban 10 milliárd bolygó lehet, a csillagok 10 százaléka körül keringhetnek bolygók. Kezdetben

csak nagytömegű bolygókat

sikerült megtalálni, a felfedezések döntő részéhez ugyanis közvetett megfigyelés vezetett és vezet el ma is. Egy nagytömegű bolygó hatással van csillagának mozgására, páros táncot járnak, ezért a csillag hozzánk, megfigyelőkhöz képest hol távolodik, hol közeledik. Ennek megfelelően változik kisugárzott fényének színképe is; a változásából kiszámítható a bolygó tömege, pályája, távolsága a központi csillagától.

Rejtvényt kínálunk az olvasónak. A kérdés egyszerű: mit ábrázol a kép jobb felső és középső harmada? A képen egy barokk evangélikus templom modern üvegablaka látható. Alkotója, az 1950-ben született Thomas Duttenhoefer 1997-ben készítette. A templom a németországi Wixhausenben található, Wixhausen pedig Darmstadt közelében fekszik.

Darmstadtban van Németország egyik legnagyobb fizikai kutatóközpontja, a GSI (Gesselschaft Schwerionenforschung mbH), ahol elsősorban nehézionfizikai kísérleteket végeznek egy nagy részecskegyorsítónál. Már jó ideje bekapcsolódtak a korábban kizárólagos orosz (szovjet)– amerikai versengésbe, a 92-es rendszámú uránnál jóval nehezebb elemek mesterséges létrehozásába. Sikereiknek köszönhetően a 110- es rendszámú transzurán elem a darmstadtium nevet kapta, mert először a GSI-ben állították elő, 1994-ben. Ólomatomokat ütköztettek felgyorsított nikkelionokkal, az új, a másodperc ezredrésze alatt elbomló elemből az első kísérletsorozatban 4 atomnyit(!) sikerült előállítaniuk.