Первая десятка открытий минувшего года

Профессор Марина Бутовская, заведующая Центром эволюционной антропологии Института этнологии и антропологии РАН, можно сказать, каждый день имеет дело с нашими родственниками – неандертальцами.
Фото Натальи Преображенской (НГ-фото).

Впервые в истории традиционных рождественских рейтингов журнала Science главным научным достижением года признано российское. «Прорывом года» сотрудники журнала назвали доказательство питерским математиком Григорием Перельманом теоремы Пуанкаре, которую лучшие математические умы мира не могли доказать с начала прошлого века.

Теорема Пуанкаре (или, точнее, гипотеза, потому что теоремой-то ее сделал именно Перельман) относится к рангу ключевых топологических проблем, за разрешение которой Математический институт Клея положил награду в миллион долларов. В отличие, скажем, от Великой теоремы Ферма, доказательство которой тоже стоило эту сумму и суть которой мог понять даже ученик четвертого класса средней школы, формулировка гипотезы Пуанкаре остается полностью непонятной для неподготовленного человека. Математики же оценивают ее куда выше, чем теорему Ферма, и сравнивают то, что сделал Перельман для математики, с тем, что сделал для химии Менделеев своей Периодической таблицей элементов. По их мнению, пишет Science, это не прорыв года, а прорыв как минимум десятилетия. В редакционной статье журнала работа Перельмана оценена как «ошеломляющий триумф интеллекта».

История с перельмановским доказательством теоремы Пуанкаре (на самом деле он доказал не теорему, а более общее положение, из которого эта теорема вытекает) полна драматизма.

Так, известный российский математик Людвиг Фаддев в одном из своих интервью заметил, что китайские математики попытались его, Перельмана, обокрасть (в интеллектуальном смысле, конечно) после того, как он вывесил свою статью на сайте препринтов Лос-Аламосской лаборатории. Многие его коллеги просто не верили в то, что эта теорема действительно доказана, была создана специальная международная комиссия, призванная проверить суть теории Перельмана и претензий других соискателей миллиона. В этом году приоритет Перельмана был комиссией подтвержден и он был удостоен Международной филдсовской премии (математический аналог Нобелевской премии – драгоценная медаль и денежное вознаграждение).

Однако российский ученый от награды отказался. Откажется ли он от миллиона, объявленного институтом Клея, пока неясно. Сам Перельман ни в какую не хочет обсуждать этот вопрос: «Мне пока еще никто миллиона не предлагал, так что и говорить не о чем». И, действительно, по процедуре необходим двухлетний срок прохода сквозь шпицрутены критики коллег, прежде чем окончательное решение о награде будет принято.

То ли так совпало, то ли это сделано специально, однако прорыв Номер два имеет отношение к неандертальцам именно тогда, когда исполняется 150-летие со дня обнаружения первого неандертальца. Но сама по себе работа действительно заслуживает высокой оценки. В ноябре две независимые группы из Европы и США объявили о расшифровке генома неандертальца. Одна группа декодировала 65 тысяч букв кода ДНК, другая – около миллиона. Обе эти работы показали, что общий предок у нас и неандертальцев ходил по Земле примерно 450 тыс. лет назад, но позже, когда в Европу пришли гомо сапиенсы из Африки, между современным человеком и неандертальцем «мог быть» интербридинг.

Напомним, с 1997 года, после великолепной работы известного немецкого генетика Сванте Паабо, считалось, что никакого интербридинга, то есть амурных связей, между нами и неандертальцами не было вообще и что окончательный эволюционный развод между нами произошел где-то полмиллиона-миллион лет назад.

Третий номер в списке Science отдан проблемам глобального потепления. Новость скорее неприятная, чем выдающаяся. Десятилетия наблюдений с двух спутников за ледовой массой Антарктики и Гренландии дали основания американским гляциологам забить тревогу. За последние 5–10 лет, утверждают они, ледяные одеяла в этих местах начали резко сокращаться, намного резче, чем можно было бы ожидать от, в сущности, незначительного повышения глобальной температуры. Ледники 11-тысячелетнего возраста все быстрее и быстрее съезжают в океан, повышают уровень воды. Так, льды северной Гренландии за последние 5–10 лет уменьшились на 100 мегатонн. Ученые не знают, остановится этот процесс или продолжится, но если все пойдет так, как идет сейчас, портовым городам с низкими берегами грозит затопление – называют Новый Орлеан, Южную Флориду и Бангладеш.

На четвертом месте – рыба-амфибия, давно искомое недостающее эволюционное звено между морскими гадами и теми, кто решил выйти из моря. Палеонтологи нашли ее останки в Канаде, на острове Эллесмере. Трехметровой рыбе Tiktaalik roseae – 360–370 млн. лет, у нее несоразмерно большая грудная клетка и вместо плавников – конечности, с локтями и кистями, но без пальцев. Обитала она в мелководье, а на сушу выходила, то ли спасаясь от акул, то ли в поисках пропитания. У нее были хорошо развитые жабры и подвижная шея, ученые предполагают, что она порой высовывала голову из воды, чтобы оглядеться и подышать воздухом.

Под номером пять в списке Science идет накидка-невидимка, изобретенная американскими и британскими физиками из Университета Дюка в Дархеме и Имперского колледжа в Лондоне. Точнее, почти изобретенная. Пока эта накидка имеет сферическую форму, и если ее облучить электромагнитными волнами определенной частоты, эти волны будут огибать поверхность накидки и показывать наблюдателю то, что за ней находится. При обычном освещении невидимость пока пропадает.

На шестом месте – разработанное американскими фармакологами лекарство от глазной болезни под названием «возрастное пятнистое вырождение» (age-related macular degeneration или AMD). Называется оно «ранибизумаб» и, как сообщалось в октябрьском номере журнала The New England Journal of Medicine, при двух клинических испытаниях у трети пациентов, страдающих самой неприятной, «мокрой» формой AMD, зрение стало улучшаться, а у многих других состояние стабилизировалось.

На седьмом месте – проблемы биоразнообразия. В 2006 году было сделано сразу несколько серьезных работ, посвященных одному из фундаментальнейших вопросов эволюционной биологии «Как возникает биоразнообразие?». Изменение одной буквы в одном гене сделало шерстку флоридской береговой мыши на 36% светлее; у кактусового зяблика та же операция, но уже с другим геном, значительно удлинила клюв. Эволюционные биологи также показали в опытах с трансгенными дрозофилами, что генетические изменения либо усиливаются, либо ослабевают, приспосабливая организм к новому окружению.

Восьмое место в списке отдано работе германских биологов, которые в отношении нервных клеток под названием «везикулы синапсов» сумели, как говорится в Science, «преодолеть световой барьер». Дело в том, что законы дифракции не позволяют наблюдать в микроскоп объекты менее половины длины видимого света, поэтому то, что меньше 200 нанометров, не видно. Применив довольно сложную и хитроумную технику с использованием лазеров и флуоресцентных меток, исследователи смогли обойти законы дифракции и увидеть молекулы размером в несколько десятков нанометров.

На предпоследнем, девятом месте стоит работа испанских ученых и еще нескольких независимых групп, опубликовавшихся несколько позже, посвященная одной из центральных проблем нейробиологии – вопроса о том, каким образом мозг записывает в себя новую информацию. Одна из наиболее приемлемых гипотез по этому поводу включает в себя процесс под названием «долговременная потенциация» (longterm potentiation, или LTP), в ходе которого связи между нейронами усиливаются. Эта гипотеза до сих пор не была доказана, однако работы этого года ее очень существенно подтверждают.

Десятое место. Здесь снова генетика. Генетикам известно, что так называемые микро-РНК подавляют экспрессию генов, то есть выключают их. Но каким образом они это делают, до сих пор неясно. Летом этого года четыре независимые группы опубликовали кучу статей о неких pi-РНК, которые тоже вроде бы относятся к классу микро-РНК. Пока у исследователей в голове туман. Но они надеются, что с появлением pi-РНК этот туман рассеется.