Nové vědecké objevy přicházejí stále obtížněji. Platí, že první objevitelé vždy sklidí ty nejdosažitelnější plody a následující generace musejí k nalezení nových objevů vyvinout mnohem více úsilí. Není tedy divu, že se v roce 2010 nepodařilo objevit v přírodě žádný nový prvek nebo fyzikální sílu, přestože je v současné chvíli na světě zřejmě více vědců a výzkumných pracovníků, než kolik jich kdy v historii žilo.

Neznamená to však, že letošní rok byl chudý na objevy. Mnohé z dosavadních poznatků se podařilo upřesnit, zdokonalit či rozvinout.

Ekonom nyní představuje deset klíčových událostí za letošní rok v oblasti vědeckého výzkumu, které nepochybně změní život náš i našich potomků.

Biologie

Stejně jako v minulých letech vévodilo vědám o životě poznávání detailů jeho fungování. Vědci nám ukázali minulost člověka i možnou budoucnost »umělého života«.

1. Rozluštěné dvě třetiny genů neandrtálců

Před třinácti lety se podařilo získat první malinké útržky genetického kódu neandrtálců. V letošním roce vědci z německého Lipska zveřejnili podobný výsledek v podstatně rozsáhlejším měřítku.

Díky ohromnému pokroku na poli zpracovaní staré DNA se genetikům nyní podařilo přečíst zhruba dvě třetiny celé genetické informace v jádrech buněk tří »neandrtálek« z Chorvatska, které žily před 38 až 44 tisíci lety.

Nově zveřejněný genetický kód přinesl tolik informací, že umožnil srovnání neandrtálců s moderním člověkem.

Analýzy výsledků ukázaly, že si každý z nás v sobě nese kousek neandrtálce. Tedy téměř každý. Evropané a Asiaté sdílejí se zmizelými hominidy zhruba jedno až čtyři procenta genů, Afričané žádné. Člověk se tedy s neandrtálcem setkal poprvé až po svém rozšíření z Afriky.

Zatím však jejich objev nijak nevysvětlil záhadu přežití homo sapiens a vymizení homo neanderthalensis.

2. Bakterie Synthia - první umělý organismus

Vědecký tým ústavu amerického biologa Craiga Ventera vytvořil umělé bakterie. Přestože objev lze jako prvně vytvořený umělý život nazvat jen s přimhouřenýma očima, událost je to skutečně výjimečná.

Synthia, jak se nově vytvořený organismus nazývá, žije díky zcela umělé DNA, kterou biotechnologové vložili do běžné bakteriální buňky pečlivě zbavené původního genetického materiálu. Je to dáno tím, že vytvořit od základu umělou bakterii neumíme. Nedokážeme najednou vytvořit DNA a další pro život nezbytné prvky jako buněčnou stěnu, membránu či buněčnou plazmu.

Potenciál Synthie je přesto nezanedbatelný. Mohla by ukazovat cestu k nové kastě nenápadných dělníků: umělých mikroorganismů, které zvládnou odstraňovat jedovaté látky, svítit, produkovat vodík, metan a jiné organické látky.

3. Buňky pro výrobu »náhradních dílů«

Populárně-vědecké rubriky zaplňují zprávy o pokrocích v oblasti vývoje kmenových buněk už roky a počet jejich využití v medicíně stoupá: například při náhradě krvinek po leukémii.

Zatím se ale nepodařilo ovládnout takzvané pluripotentní kmenové buňky, které jsou schopné přeměny v řadu buněčných typů. Přitom by mohly sloužit jako zásobárna univerzálních náhradních dílů, ze kterých lze »vyrobit« jakýkoli špatně fungující nebo poničený orgán.

Letos se tento cíl ale nenápadně přiblížil. Díky objevům z předchozích let se v řadě laboratoří po celém světě daří přesvědčit už dospělé tělní buňky, aby se vrátily do dětských let a staly se poddajnějšími při vytváření alespoň některých »náhradních dílů« lidského těla.

Jde o takzvané indukované pluripotentní kmenové (iPS) buňky.

V roce 2010 se podařilo vyvinout nové metody tvorby iPS buněk, které jsou účinnější, rychlejší a bezpečnější než metody starší.

Experimenty s nimi tak pomalu přestávají být záležitostí omezeného počtu špičkových týmů a dostávají se do středu zájmu řady laboratoří po celém světě. A protože ve vědě nepochybně platí, že v množství je síla, vývoj letošního roku by mohl znamenat nepostřehnutelný zvrat ve slibném oboru.

Medicína

Zdravotnictví vyspělých zemí si nemůže stěžovat na nedostatek nových léků a diagnostických prostředků. Nicméně nejvíce naděje přinesl rok 2010 pacientům
z rozvojových zemí. Letos zveřejněné objevy by mohly v dohledné době významně změnit statistiky v boji s chorobami jako je AIDS nebo tuberkulóza.

4. Boj s epidemií HIV dostává nové zbraně

Od začátku epidemie HIV v 80. letech až do začátku roku 2010 se výsledky medicíny v boji s virem postupně zlepšovaly. Vědci a lékaři však dokázali zasáhnout až ve chvíli, kdy virus už vstoupil do těla a začal je ničit.

Letos poprvé hned dvě studie úspěšně předvedly, jak zabránit viru, aby se vůbec dostal do těla a začal poškozovat jeho imunitu.

V červenci se na mezinárodní konferenci ve Vídni představila skupina vědců výsledky zkoušek z jižní Afriky, kterých se účastnilo téměř 900 žen. Používaly ke své ochraně poševní gel, který měl ztížit vstup viru do těla přes sliznici.

Přípravek během třiceti měsíců sledování snižoval riziko nákazy o 39 procent. Ženám, které přípravek používaly přesně podle pokynů lékaře, se podařilo dosáhnout 54procentní úspěšnosti.

Povzbudivé byly i výsledky listopadové studie, ve které zhruba 2500 účastníků preventivně užívalo kombinaci dvou léků používaných v léčbě rozvinuté nemoci AIDS. Jedním z léků byl přitom tenofovir vyvinutý týmem Antonína Holého.

Kombinace snižovala riziko nákazy v průměru o téměř 44 procent. V malé rizikové skupině, která léky užívala skutečně pravidelně a ve větších dávkách, dokonce o 92 procent. Pro plošné využití je ovšem tato metoda příliš drahá.

Přesto oba výsledky dávají naději, že se boj s epidemií AIDS snad konečně začíná měnit a podaří se najít účinnou látku, která virus v těle zlikviduje.

5. Metoda, jak poznat nejzdravější embrya

Metoda umělého oplodnění IVF (in vitro fertilization) změnila život milionům párů po celém světě. Její přínos uznal v letošním roce i výbor pro udílení Nobelovy ceny, když v Oslu ocenil objevitele a propagátora metody IVF Roberta G. Edwardse.

Ale i na tak významném objevu je co zlepšovat. Úspěšnost oplodnění jednoho vajíčka je při použití IVF mizivá. Proto se přistupuje k oplodnění několika embryí najednou, což může vést k absurdním situacím, jako je narození osmerčat Američance Nadye Sulemanové.

Běžně se vybere z oplodněných vajíček jen tolik, aby matka měla šanci donosit jedno dítě. Ale jak vybrat v tak rané fázi vývoje ten nejzdravější plod, když všechny připomínají jen chomáč buněk?

Do letošního roku se lékaři mohli pokoušet jen o kvalifikovaný odhad. Odborníci ze Stanfordovy univerzity ale tvrdí, že se podařilo objevit faktory, které rozhodování ulehčí.

Určili několik důležitých kritérií, která předznamenávají vývoj každého oplodněného vajíčka. Lze jej třeba vyčíst z času, kdy se vajíčko poprvé rozdělí.

Objev by mohl zachránit nervy mnoha ze 150 tisíc párů, které metodu IVF ročně využijí.

6. Nová technologie snáze rozpozná tuberkulózu

Světová zdravotnická organizace (WHO) na začátku prosince posvětila použití nového testu pro určování tuberkulózy (TBC). Revoluční technologie by mohla znamenat zvrat v boji s rozšířenou chorobou.

Ročně na tuberkulózu zemře odhadem zhruba 1,7 milionu lidí, ačkoli ji lze poměrně dobře a levně léčit. Většina obětí se však o své nemoci nedozví nikdy nebo příliš pozdě. Pocházejí totiž zpravidla z oblastí, kde je lékařů jako šafránu.

Změnit to má nový přístroj, který byl představen v září v Londýně. Jde o plně automatizované zařízení velikosti příručního kufříku, které je schopné provést genetickou analýzu vzorku od pacienta. Z vloženého stěru dokáže během hodiny a půl rozpoznat, zda má pacient v těle bakterie TBC.

Určí i to, zda konkrétní bakterie v těle nakaženého jsou odolné proti nejpoužívanějšímu antibiotiku. Poradí tedy, který lék nasadit.

Fyzika

Fyzici mají důvod konec roku pořádně oslavit. Na své konto si letos připsali celou řadu výsledků, které mohou rychle vstoupit do každodenního života, i když třeba zcela nepozorovaně.

7. Našel se způsob, jak vytvořit neviditelný plášť

Ani ten nejlepší fyzik nebude mít tolik fanoušků jako Harry Potter, to je jisté. Vědcům v boji o popularitu možná pomůže, když budou mít s mladým čarodějem společné některé rekvizity: třeba plášť neviditelnosti.

Takové zařízení, ovšem v extrémně malých rozměrech, předvedlo letos hned několik týmů.

Jejich experimenty jsou založeny na speciálních látkách, které se označují jako metamateriály a teoreticky jsou známé už několik desetiletí. Skládají se z »dílků«, které jsou tak malé (miliontiny a miliardtiny metru) a speciálně navržené, aby rozměry zhruba odpovídaly vlnové délce viditelného světla nebo jiného záření.

Jejich užití ve výsledku způsobuje, že daný typ záření, třeba denní světlo, jako by objekt pokrytý metamateriálem obtékalo.

Martin McCall z Imperial College v Londýně dokonce přišel s myšlenkou, že objekt pokrytý podobnými materiály by nebylo možné vůbec pozorovat.

8. Zázračný grafen se stal materiálem roku

Rozhodně nejskloňovanějším materiálem roku 2010, který se propíral ve stovkách vědeckých publikací a tisícovkách mediálních zpráv, byl grafen. Látka o síle jednoho atomu uhlíku.

Její objevitelé Andrej Gejm a Konstantin Novoselov si odnesli letos Nobelovu cenu za fyziku, a to jen šest let poté, co se jim podařilo materiál izolovat. Rychlé udělení ceny dobře ilustruje důležitost objevu.

Materiál má mít široké využití v elektronice, kde by se mohl stát základem zcela nové generace čipů.

V roce 2010 se ale ve světě tenkého uhlíku děly i jiné věci než jen fyzikální: především se završila cenová revoluce. V roce 2008 byl grafen na jednotku hmotnosti nejdražším materiálem na světě s cenou 100 milionů dolarů za čtvereční centimetr. Letos se několika týmům podařilo vyrobit grafen ve velkých množstvích a za cenu přijatelnou pro masovou výrobu. Příkladem může být výzkum podporovaný firmou Samsung (viz Ekonom č. 28/2010).

Do několika let se prý s tímto fyzikálním zázrakem podle všeho setkáme na obrazovkách chytrých mobilních telefonů.

Vesmír

Kosmický rok 2010 byl spořivý, a tedy ve znamení levnějších nepilotovaných letů. Úspory by měl přinést i vstup soukromých firem na oběžnou dráhu.

9. Taxi, které nás dopraví až ke hvězdám

O cestách do vesmíru mohli mnozí dosud jen snít. Letos jim však svitla naděje, že se ke hvězdám také vydají - tedy pokud budou mít naditou peněženku. Soukromí dopravci totiž dokázali, že zvládnou provozovat lety do vesmíru bez přímé státní podpory.

Pionýry jsou společnosti SpaceX a Orbital Space Corporation. Obě už od roku 2008 měly své zákazníky. Tehdy s nimi NASA podepsala smlouvy o dopravě materiálu na oběžnou dráhu v příštích sedmi letech, které měly dohromady hodnotu 3,5 miliardy dolarů.

Společnostem ovšem chyběly spolehlivé dopravní prostředky. Letos se ovšem stroje SpaceX dostaly spolehlivě na oběžnou dráhu několikrát za sebou i s nákladem. Skepsi odborníků i veřejnosti se jí tady podařilo z větší části zažehnat.

Zvláště když se v prosinci do vesmíru dostal s raketou společnosti SpaceX i první prototyp modulu, který by měl sloužit k dopravě lidí. Kosmičtí speditéři tak dokázali, že mají šance změnit se i na taxislužbu.

10. Měsíc už pro vědce není suchý, našli vodu

I když Měsíc býval a stále je zřídlem inspirace a útěchy pro obdivovatele noční oblohy, vědci ho považovali za suchopárné těleso plné prachu a skal.

Letos se však ukázalo, že alespoň některé části povrchu naší oběžnice jsou až dvakrát vlhčí než Saharská poušť.

Objev vznikl díky analýze výsledků sondy LCROSS, která se vrhla vstříc povrchu Měsíce při sebevražedné misi ke konci roku 2009.

Samotný náraz byl zklamáním, protože byl na pohled podstatně méně zajímavý, než NASA doufala. Při dopadu sondy odlétlo z povrchu překvapivě málo hornin, takže se žádná velká show nekonala.

Nicméně důkladné analýzy, které probíhaly v letošním roce a jejichž závěry byly zveřejněny v říjnu, vědce příjemně překvapily.

V místě nárazu tvořila voda zhruba pět procent hornin. Ještě před několika lety by se odborníci vsadili, že náš přírodní satelit je úplně suchý. Voda se ovšem na měsíčním povrchu nachází ve formě ledu rozptýleného v horninách. Bílých ledovců se tedy nedočkáme.

Ovšem i tyto rozptýlené zásoby by snad mohly posloužit jako zdroj vody pro případné lidské výpravy na Měsíc.

Stejně jako v minulých letech vévodilo vědám o životě poznávání detailů jeho fungování. Vědci nám ukázali minulost člověka i možnou budoucnost »umělého života«. Zdravotnictví vyspělých zemí si nemůže stěžovat na nedostatek nových léků a diagnostických prostředků. Nicméně nejvíce naděje přinesl rok 2010 pacientům z rozvojových zemí. Letos zveřejněné objevy by mohly v dohledné době významně změnit statistiky v boji s chorobami jako je AIDS nebo tuberkulóza. Fyzici mají důvod konec roku pořádně oslavit. Na své konto si letos připsali celou řadu výsledků, které mohou rychle vstoupit do každodenního života, i když třeba zcela nepozorovaně. Kosmický rok 2010 byl spořivý, a tedy ve znamení levnějších nepilotovaných letů. Úspory by měl přinést i vstup soukromých firem na oběžnou dráhu.

Matouš Lázňovský

Foto: Shutterstock, archiv, NASA

Související
Zobrazit