《时代》杂志评出2010年十大科学发现及医学突破

2010-12-11 09:53 来源: 科技日报
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  美国《时代》周刊12月9日在其网站上揭晓了本年度十大科学发现和十大医学突破评选结果。

2010年十大科学发现

  1. 最出众的长角恐龙:美国科学家在犹他州发现了15只角,而它们竟然是重达2500公斤的巨型恐龙的头顶装饰物。这种名为科斯莫角龙的恐龙生活在7600万年前,犹他大学研究人员在2007年的一次探险活动中出土了这些化石残骸,但直到今年9月才正式为其命名并进行了描述。化石不仅揭示了这种年代久远的奇异物种,而且表明从前的北美与现在并不一样。

  2. 物质比反物质多1%:美国费米国家实验室的Tevatron加速器在碰撞实验中发现,中性B介子衰变后的产物似乎存在一种不对称性。传统的粒子物理学理论认为,宇宙大爆炸应该产生了等量的物质和反物质,但二者相遇的瞬间就会一起湮灭,而事实是目前的世界由物质组成,反物质却不知所踪。直到今年,费米实验室的科学家发现,粒子碰撞过程中产生的μ介子(一种重电子) 数量比反μ介子多1%。虽然这是个很小的数目,但很显然,正是物质和反物质数量上这一微小差额创造了宇宙。

  3. 月球水比想象的丰富:布满灰尘和岩石的月球予人的印象便是一片不毛之地。但其实它比我们想象的要更加潮湿。美国国家航空航天局的LCROSS(月球陨坑观测和传感卫星)对月球南极附近区域实施了“双星撞月”任务,并对撞击产生的羽尘进行了分析,结果发现月球水的含量比天文学家预期的多出大约50%,月球的湿润程度几乎是撒哈拉沙漠的两倍。这或许足以让未来定居月球的人就地建造供水设施,相较于从地球运水而言更容易也更经济。

  4. 机器人考古墨西哥金字塔:墨西哥特奥蒂瓦坎古城遗址上的金字塔群一直是北美6大考古宝藏之一。现在,尘封往事的神秘面纱将被缓缓揭开:科学家今年将一个配备有照相机的考古机器人送到地下,机器人在探索过程中发现了一条12英尺(约3.66米)宽的隧道,其建于2000年前的拱型屋顶依旧保存完好。考古学家满怀希望地认为,隧道可能通往大祭司的坟墓,这一发现将揭示建造这座中美洲大都市的人从前的生活面貌。

  5. 衰老是基因作祟:为什么有些人可以青春永驻,而有些人却在为“红颜辞镜”而叹息感慨?原因之一可能与人类TERC基因附近的一小簇DNA(脱氧核糖核酸)序列有关。一项发表在《遗传学》杂志上的英国研究发现,拥有一个TERC基因副本的人,其端粒的长度与年长他们三四岁但不携带这一基因的人差不多,换句话说,他们比实际年龄老了三到四岁。而《自然》杂志公布的另一项研究表明,哈佛医学院的研究人员通过开启过早衰老的老鼠体内的一个端粒酶基因,扭转了老鼠的衰老进程,老鼠的器官也得以再生,其萎缩的大脑体积增大,并且恢复了生育能力。

  6. 行星普查数量激增:天文学家们从未停止过对太阳系外已知行星的普查,并于今年发现了许多新的天体“公民”。最令人兴奋的发现当属Gliese 581g,这是天文学家发现的首颗在所谓的“宜居带”围绕母星旋转的太阳系外行星,该区域气温条件不太冷也不太热,适合生命存活。不过,这颗“宜居”行星可能真的是个童话故事,因为后续研究已经在怀疑其是否存在。但对于科学家来说,有一点毋庸置疑,那就是那里还有更多类似的星球存在,或者人类很快就会找到它们。

  7. 隐藏历史的终极时空斗篷:时空斗篷听上去好像挺玄的,但英国伦敦帝国学院的物理学家马丁·麦考尔在《光学杂志》上发表了一篇论文,从理论上描述了利用“超物质”打造时空斗篷的可行性。通过对“超物质”进行分子改造,可以扰乱电磁能(光粒子)的流动,光在经过“超物质”时传播速度就会出现加快或者放慢,从而在时间和空间上形成一段空白。按照麦考尔半开玩笑的描述,使用这项技术,窃贼可以进入房间将保险柜里的物品席卷一空,但一刻不停工作的监控摄像头却会“错过”这一过程。不过,该技术也有美中不足之处:考虑到光传播的速度,哪怕只隐形几分钟,这件斗篷的尺寸就得大约1亿米长。

  8. 史前化石或能填补人类进化空白:南非马拉帕洞穴出土了两具距今大约200万年前的高级灵长类动物骨架化石,分别属于一位成年女性和一名男童。在从猿到人的进化过程中,由于南方古猿和人猿之间有着巨大的差异,科学界一直怀疑,这两者之间存在某种过渡物种。《科学》杂志今年4月刊登论文指出,化石可能填补了人类进化史上重要的一环,因为之前几乎没有骸骨证据表明在那段时期中人类进化过程到底发生了什么。但对于这个被称为源泉南方古猿的新物种具有何意义,古生物学家持有不同观点,有些人认为它对于理解人类进化并无帮助。

  9. 合成第117号元素:俄美科学家利用粒子加速器,成功将锫和钙同位素合成为一种拥有117个质子的新元素ununseptium,它可能就是科学家一直寻找的第117号元素。新元素只存在瞬间(不到一秒)就消失了,必须在其他实验室再次被独立合成出来,才能获得认可,确保它在元素周期表上永久地“站住脚”。对Ununseptium进行的放射性衰变分析可能将证实“稳定岛”的存在,根据这一理论,超重元素可能稳定存在长达几个月或者几年的时间。但就目前来看,元素周期表似乎还没有被完全补足。

  10. 猫的饮水技巧:麻省理工学院、普林斯顿大学和弗吉尼亚理工大学的科学家们终于揭开了为何一只猫在喝牛奶的时候却不会弄湿下巴和胡须的秘密。对高速录像的分析结果显示,狗会将舌头卷成长柄勺状来舀水喝,而猫的饮用方式更优美,它会将自己的舌头卷到液面以下,然后轻轻触碰液面。猫舔食液体的速度快达每秒4次,这是一个地心引力、惯性和以每次0.1毫升的速度舔食液体却不会引起液体动荡或溢出的流体动力学相互作用的复杂过程。


2010年十大医学突破

  1. 可降低艾滋病感染风险的药物:美国一组研究人员在对一个艾滋病高风险群体进行研究后发现,与服用安慰剂相比,一种名为Truvada的联合抗逆转录药能显著降低艾滋病病毒的感染。但研究人员同时表示,这种药物在预防艾滋病方面的作用还需要更多研究来证实,即使结果经得起检验,它也不能代替最好的预防方法:安全的性生活和坚持使用保险套。这是因为所谓的暴露前预防方法,是让高风险人群在接触病毒之前,使用抑制HIV的抗逆转录药物来减小风险,使药物能尽早对抗HIV病毒。但它并没有疫苗的作用,不能事先激活免疫系统预防感染。

  2. 合成细胞:J·克雷格·文特尔,人类基因组图谱的合作绘制者,今年在人造生命方面又迈出一步。他把化学物质拼在一起组成了DNA,然后将它插入一个细胞内,使它能复制,终于合成了完整的细菌基因组。文特尔希望他的发明在合成生物中,成为第一个实验室生物。将基因材料混合匹配,成为自组装的成品,文特尔已经在生产能作为新型生物燃料的微生物。他甚至促进了流感疫苗的产生,因为他让研究人员在实验室保存了现有的不同种流感病毒。

  3. 验血诊断老年痴呆:在诊断疾病方面,尽管高端方法越来越多,但最先进的成像技术和分子探测,也无法诊断出阿尔茨海默氏症(老年痴呆症),这种退化性病只有在尸体解剖时,发现大脑中出现了病斑标志和乱成一团的脑子,才能在病理学上确定。但科学家研究出一种新方法,能在最早的症状出现之前,通过验血就实现早期确诊。这为预防痴呆和神经退化提供了可能。新测试通过分析血液中的超过24个蛋白质,能以80%的准确率诊断出病人是否得了阿尔茨海默氏症。

  4. FDA批准用肉毒杆菌素治疗偏头痛:虚荣也会产生治疗头痛的新方法?一些为了预防前额皱纹的病人接受了肉毒杆菌素注射之后,报告说他们的偏头痛好像也消失了。科学家们——尤其是肉毒杆菌素制造商Allergan公司的科学家决定好好研究它。根据来自两个超过1000名病人的大型实验的数据,公司成功地说服了食品药品监督管理局(FDA),面部接受肉毒杆菌素注射的病人,每个月经历偏头痛的天数,比那些没有接受肌肉麻痹注射的人更少。

  5. 修订心肺复苏术指南:自从上世纪60年代首次发现心肺复苏(CPR),人们一直在用同样方法挽救生命。但新数据显示,单独使用胸部按压和用传统的CPR方法,在救助心脏骤停患者时同样有效,美国心脏病协会决定更新老的做法。新的CPR指南更多地强调胸部按压,在某些病例中才结合呼吸复苏术。最新指南建议包括受过训练的医护人员在内的所有救护者将目前的CPR条款逆转过来,从30分钟的有力按压开始,然后转到人工呼吸复苏术。专家表示该法会把心脏停跳造成的伤害减到最小。

  6. FDA限制文迪雅:帮助糖尿病二型患者控制血糖的药物文迪雅(含有罗西格列酮)被FDA列为最严格限制药物。目前,该药只有注册医师才能开具,而且病人已经用过所有其他治疗方案,也了解这些风险。一些专家称,FDA的决定是滞后的,因为研究人员早在2007年就有报道称该药会增加使用者患心脏病的风险。对那些对文迪雅反应不错的病人也不用担心,现在处方药中还增加了如Actos(含匹格列酮)这样类似的药物。

  7. 验血检查心脏病:心脏病始于血管阻塞,目前检查心血管的最可靠方法是通过血管淋巴管造影,但这是一种入侵式过程,要将一个蛇形细管从大腿主动脉进入血管。研究人员目前确定了一个包含23个血液蛋白质基因编码的预检组,能以83%的准确率测出血管堵塞型心脏病。再结合现有的方法,包括胸痛症状和家庭疾病历史,比与单独使用传统方法相比能提高16%。人们对血液测试预测心脏病发作寄予了太多希望,而实质上预防心脏病最好的方法还是健康的饮食和生活习惯。

  8. 试管受精可选最佳胚胎:试管授精(IVF)即使在最好的条件下,也只有平均30%的机会能生出宝宝。所以当斯坦福大学研究人员报告了一种新方法,能选择最强壮的胚胎提高怀孕和出生几率,无疑很受欢迎的消息。受精以后,通过拍摄最初几个小时胚胎的活动,科学家能大概判断一个胚胎特征:继续发育、存活几天还是会慢慢死去。其他判断标准还包括胚胎的第一次分裂从一个变成两个所用时间,以及这次分裂开始的时间。下一步将是在IVF诊所对这一视频记录进行测试评定,确定这一分析能否提高受孕和出生的几率。

  9. 人造卵巢:对那些不育的人,还有更好的消息,科学家报道成功制造了人工卵巢,有一天能在体外培育那些不成熟的人类卵细胞。布朗大学领导的研究小组将捐赠的三种基本卵巢细胞,放到一个模拟卵巢的三维结构中,这些细胞间能相互反应,可以实现一个真正卵巢的各种功能和目的,甚至能在它的小囊里把一个人类卵细胞从早期阶段培育到完全成熟。

  10.更加安全快速培育诱导多功能干细胞:尽管用于治疗疾病的干细胞疗法离我们还很远,科学家一直在不断前进,努力把它从实验室带到诊疗所去。取得突破的是诱导多功能干细胞(iPS)。士顿儿童医院的研究人员克服了关键障碍,能从皮肤细胞产生这种细胞,完全避开了对胚胎的需求,并消除了插入病毒或致癌基因的风险。新发现标志了一个巨大的进步,某一天用干细胞作为一种新型健康细胞资源,来替代那些被疾病损坏的细胞。