סיכום שנת 2015 במדע

או־טו־טו תסתיים 2015, וזוֹ הזדמנות לסכם את הדברים החשובים שקרו השנה במדע, ברפואה, בטֶכנוֹלוגיה ובאֵקוֹלוגיה. ההישגים הגדולים, התַּגליוֹת המפתיעות והתחזיות המדאיגות – “גליליאו צעיר” מסכם את השנה

כתב: צבי עצמון

חלבון שובר מוּסכּמוֹת

בימים הראשונים של 2015 פורסם מחקר על חלבונים, וראוי לשים אליו לב בהקשר מדעי כללי. החלבונים (שהם מנגנוני פעולה בסיסיים של כל היצורים החיים, ובכלל זה האדם) נוצרים בדרך של הוספת חומצות אָמינוֹ זוֹ לזוֹ, תוך כדי יצירת שרשרת ארוכה שהיא חלבון. במשך עשרות שנים סברו המדענים כי צירוף חומצות האמינו (כלומר בניית החלבונים) נקבּע על ידי מידע שנמצא בתוך החומר הגֵנֵטי שבתאֵי גופנו – הדנ”א (די-אֶן-אֵי, DNA). והנה מתבּרר שלא תמיד הדבר נכון, וזהו לֶקח חשוב לכל מדען, גם אם הוא פְּרוֹפֵסוֹר או שהיא כלת פרס נוֹבל, וגם אם הוא תלמיד בבית הספר. במחקר התגלה חלבון שמכוּנה Rqc2, אשר ממלא תפקיד שקודם לכן איש לא חשב שחלבון יכול למלא.
תגלית זוֹ מדגימה שהמדע אף פעם איננו “סגור” – צריכים להיות פתוחים תמיד לגילויים חדשים; אין לחשוב לעולם “אנחנו כבר יודעים הכול”. אכן, ה־ Rqc2לא ממש בונה חלבון שמתפקד בגוף כרגיל, אלא נכנס לפעולה רק אם נוצר שיבוש בעת בניית חלבון כלשהו בתא. במקרה של שיבּוּש, החלבון הזה ממשיך להאריך את שרשרת חומצות האמינו, אבל עושה זאת עם שתי חומצות אמינו בלבד, ולא משתמש בכל עשרים חומצות האמינו המרכיבות חלבונים רגילים. החלבון החריג שנוצר יכול לשמש, אולי, סימן לתא שיש לפרקו ולמחזֵר את חומצות האמינו שבו. אבל כאמור, מלבד החשיבות לתפקוּד התא, יש חשיבות גם בלקח הכללי שעלינו ללמוד: במדע צריך לגלות תמיד פתיחוּת, ויש תמיד מקום לגילויים חדשים ולהפתעות.

שנה אסטרוֹנוֹמית מוּפלאה

אלף כוכבי לכת חוץ־שמשיים – ויותר

בתחילת יָנוּאר 2015 אישרה סוכנות החלל האמריקאית נאס”א כי נתגלה כוכב הלכת (הפְּלָנֵטה) החוץ־שמשי האלף. לאפשרות של קיום מערכות שמש נוספות לזוֹ שלנו, כלומר כוכבי לכת המַקיפים שְֹמָשות (כוכבי שֶׁבת) אחרות לא הייתה שום עדוּת עד לפני כעשרים שנה. רק אז החלו להתקבל עדויות לקיום כוכבי לכת המַקיפים כוכבי שבת אחרים – “כוכבי לכת חוץ־שמשיים”, שמחוץ למערכת השמש שלנו. כאמור, בינואר הִגיע מניינם לאלף. מאז ינואר נתגלו עוד מאות רבות של כוכבי לכת חוץ־שמשיים. כיום המדענים מַכּירים פלנטות חוץ־שמשיות רבות יותר מאשר שמונה הפלנטות שבמערכת השמש, ואולם המידע שלנו על הפלנטות של מערכת השמש מפורט הרבה יותר. בשלב זה אנחנו יודעים על כוכב לכת אחד בלבד שקיימים בו חיים – כדור הארץ שלנו. ייתכן כי בעתיד נדע גם על קיומם של חיים בפלנטות חוץ־שמשיות.
חלק ניכר מהפלנטות החוץ־שמשיות נתגלו בסיוע טֵלֶסקוֹפּ החלל קֶפְּלֶר, שנועד לזיהוי פלנטות חוץ־שמשיות ושנקרא על שם יוֹהָנֶס קפלר (1630-1571) שהיה מגדולי המדענים בכל הזמנים ופיענח את החוקים הקובעים את מסלולי הפלנטות במערכת השמש, ובכלל.

• קפלר גילה את כוכב הלכת האלף

להקיף את קֶרֶס

ב־6 במרץ נכנסה החללית האמריקאית הבלתי מאוישת דָּאן (שם שפירושו “שחר”) למסלול הקפה סביב קֶרֶס. קרס הוא האָסְטֵרוֹאיד הראשון – והגדול ביותר – שהתגלה (בלילה הראשון של המאה ה־19) בחגורת האסטרואידים המשתרעת בין מאדים לצדק. ב־2006 החליטו האסטרונומים כי תכונותיו של קרס שונות משל שאר האסטרואידים (שהם גושי סלע ענקיים המַקיפים את השמש) וכי תכונותיו מדמות אותו לכוכב לכת, ולפיכך הוא מוגדר כיום “כוכב לכת ננסי”. החללית דאן הייתה הראשונה שנכנסה למסלול הקפה סביב כוכב לכת ננסי ושידרה תמונות מרתקות של קרס.

• החללית DAWN תיכנס למסלול סביב כוכב הלכת הננסי קרס

אֶנקֶלָדוּס: בחוץ קרח – בפנים חמים. וחיים?

הירח אֶנְקֶלָדוּס המַקיף (בין עשרות יְרֵחים אחרים) את כוכב הלכת שבתאי סיפק השנה גילויים מרגשים. אנקלדוס מכוסה שכבת קרח עבה, שממנה פורצים באזורים מסוימים גֵייזֵרים – סילוֹנים של מים חמים וקיטור. והנה, ב־11 במרץ דיווחה נאס”א על מחקרים שמְעידים כי בין מעטֵה הקרח של אנקלדוס ובין הליבה הסלעית שבמרכזו יש אוֹקיינוֹס של מים נוזליים, ובו זרמי מים חמים מאוד, כמו אלה שנמצאים באֲזורים געשיים בקרקעית אוקיינוסים בכדור הארץ. הדבר מצביע על כך שאנקלדוס הוא גֶּרם שמימי שיש בו פעילות געשית (ווּלקָנית), וגם מעלה את האפשרות המרגשת שדווקא באנקלדוס, שפני השטח שלו מכוסים קרח בטמפרטורה נמוכה מאוד, קיימים תנאים שאולי מתאימים לקיוּם חיים.

הגָּשׁוֹשִׁית שהתעוררה ויוֹמו של השביט

הגשושית פילֶאה (פיליי) הייתה לגשושית הראשונה שנחתה על גרעינוֹ של שביט – השביט 67P. האירוע התרחש ב־12 בנובמבר 2014, כשחללית האֵם של הגשושית – רוֹזֶטה – הִמשיכה להקיף את גרעין השביט. זמן קצר לאחר נחיתת הגשושית התרוקנו מצבּריה מחשמל, והיא נכנסה ל”תרדמה” והִפסיקה לשדר. והנה ב־14 ביוני “התעוררה” הגשושית ושלחה שׁדר, לשמחתם הרבה של המדענים. ב־30 ביולי נודע כי הגשושית זיהתה בגרעין השביט חומרים אוֹרגניים, שהם מרכיבי החיים שאנו מַכּירים מכדור הארץ.
ב־13 באוגוסט הִגיע השביט לנקודה הקרובה ביותר במסלולו לשמש (נקודה כזוֹ מכוּנה פֶּריהֶלְיוֹן), והחללית רוזטה שלחה תמונות מיום גדול זה של השביט.

• הפתעה בנתוני הנחתת פילאה – חומרים אורגניים על השביט

אופקים חדשים לפְּלוּטוֹ

החללית האמריקאית ניוּ הוֹרַייזֶנס (מאנגלית: אופקים חדשים) עשתה דרך ארוכה מאוד מאז שוגרה ב־2006 לעבר כוכב הלכת הננסי פְּלוּטוֹ (בעת שיגור החללית עוד נחשב פלוטו לכוכב לכת ממש). ב־14 באפריל שלחה ניו הורייזנס תמונות של פלוטו וירחו הגדול כָארוֹן, שטרם נראו כמותן. שיא המסע היה ב־14 ביולי, שאז חלפה החללית סמוך לפלוטו – פעם ראשונה מאז ומעולם שפלוטו זכה לביקור קרוב יחסית של חללית.
בתחילת אוֹקטוֹבּר שלחה ניו הורייזנס – שבינתיים המשיכה במסעהּ ושבה להתרחק מפלוטו – תמונות שלפיהן באַטמוֹספֵרה של פלוטו יש אוֹבך בעל גוון כּחלחל. המדענים משערים כי הגוון הכחלחל נוצר בזכות גרגירים זְעירים באטמוספרה של פלוטו שהמדענים מכנים תוֹלינים, שבנויים ממולקולות ענקיות. מולקולות התולינים נוצרות מפעולת יונים (חלקיקים טעונים בחשמל) של חנקן על יונים של החומר האורגני מֵתָאן. יוני החנקן והמתאן נוצרים – כך המדענים משערים – מבליעת קרניים על־סגולות (יוּ־וִי, UV) שבאור השמש.

חדשות מסעירות – מים על מאדים

ב־28 בסֶפּטֶמבּר דיווחו מדעני נאס”א, סוֹכנוּת החלל האמריקאית, על עדוּיוֹת לקיומם של מים נוזליים על פני השטח של מאדים. המדענים מַסיקים זאת בין השאר מפסים שמזכירים ערוצי זרימה המופיעים בעונה החמה (יחסית) במִדרוֹנות תְּלוּלים באזורים שונים במאדים. מדובר במים מלוחים, ואולם לתגלית זוֹ חשיבוּת עצוּמה הן בקשר לאפשרות לשגֵר אסטרונאוטים למאדים, והן בקשר לשאלה אם התקיימו (ואולי עדיין מתקיימים?) חיים במאדים.

נאס”א: מצאנו רמזים לקיומם של מי מלח במצב נוזלי מתחת לקרקע המאדים

מוצָא האדם ותולדותיו

2015 הייתה שנה מלהיבה מבחינת גילויים על מוצא האדם ותרבותו.

יצרני כלי האבן הקדומים הראשונים?

ב־14 באפריל דיווחו מדענים בכינוס של פָּלֵיאוֹאַנְתרוֹפּוֹלוֹגים (חוקרי האדם הקדוּם ואבות אבותיו) כי זיהו בקֶניה שבאַפריקָה כלי אבן שנוצרו לפני 3.3 מיליוני שנה. פירוש הדבר הוא שיצירת כלי האבן קדומה בכ־700 אלף שנה ממה שהיה מקובל קודם לתגלית זוֹ; ומלבד זה – נראה כי תחילת העיבוד של אבנים לכלים קדמה להופעתו על במת ההיסטוריה של הסוג אדם, שעמו נמנה גם המין האדם הנבון (הוֹמוֹ סַפּיאֵנס), שאנו משתייכים אליו. אם יתברר כי המִמצא והפירוש שנתנו לו החוקרים מדויק (וזִכרו שבמדע תמיד יש – תמיד חייב להיות! – סימן שאלה לשם המשך המחקר), נראֶה שהיצורים הראשונים שהכינו לשימושם כלי אבן היו הוֹמינינים (הקבוצה הכוללת את האדם ואת קרוביו המאובנים) קדומים, אולי אוֹסְטְרָלוֹפּיתֶקים – יצורים שקדמו בתולדות כדור הארץ לסוג אדם ושכיום אינם מתקיימים, אלא כשׂרידים מאוּבּנים; לאוסטרלופיתקים היה מוח קטן הרבה יותר ממוחו של האדם הנבון – המין שכאמור אנו משתייכים אליו.

• ‫ברוכים הבאים למשפחה – עושים סדר בעץ האבולוציה של משפחת האדם

האם המאובנים שנחשפו באָפָאר שייכים להוֹמינין ממין לא מוכּר?

ב־28 במאי הודיעו פָּלֵיאוֹאַנתרוֹפּוֹלוֹגים כי חשפו באזור אָפָאר שבצפון אתיוֹפּיה שרידים מאובנים של אוסטרלופיתקים בני מין שונה מהמינים המוכּרים. החוקרים מציעים לקרוא למין זה אוסטרלופיתקוּס דֶיְרֵמֵדָל, שפירושו בשפת תושבי אפאר “אוסטרלופיתקוס קרוב משפחה”. נחשפו רק מִמצאים מאובנים מעטים, והתעורר ויכוח בין המדענים אם זה אכן מין לא מוּכּר של אוסטרלופיתקים או שאלה מאובני אוסטרלופיתקים ממין מוּכּר. ויכוחים בין מדענים הם דבר מקובל ואף חשוב בדרך לביסוס עוּבדוֹת מדעיות.

• עצם לסת שהתגלתה באתיופיה מעידה על כך שהשושלת האנושית התחילה לפני 2.8 מיליון שנים, מוקדם מכפי שחשבו עד כה

כוכב קדום נולד? – הוֹמוֹ נָאלֵדי

ב־10 בספטמבר פורסם דיווח מדהים מבחינת היקפו כשמדובר בממצאים הנוגעים להומינינים קדוּמים. במערה עמוקה שמכוּנה הכוכב העולה, בדרום אפריקה, נמצאו יותר מ־1,500 עצמות ושברי עצמות של מין קדום של אדם. זהו עושר ממצאים חריג ביותר כשמדובר בשרידי אדם קדמוניים. העצמות שייכות ל־15 פרטים שונים, ובהם תינוקות, צעירים ומבוגרים. הן דומות למדי לעצמות אדם בן ימינו (הוֹמוֹ סַפּיאֵנס), אף שיש גם הבדלים ברורים בינינו. אַחד ההבדלים הבולטים הוא בנפח חלל הגולגולת, שפירושו נפח המוח – פחות ממחצית מנִפחוֹ באדם נבון, אדם בן ימינו. החוקרים טוענים כי מדובר במין קדום של אדם, שהם מציעים לכנוֹתו הומו נָאלֵדי (נאלדי על שם המערה; נאלדי הוא כוכב באחת מהשפות הדרום־אפריקאיות). ואולם יש חוקרים הטוענים על סמך התיאורים שפורסמו כי מדובר בפרטים ששייכים למין אדם מוּכּר למדע כבר מזמן – האדם הזקוף (הוֹמוֹ אֵרֶקְטוּס). אחת הבעיות היא שטרם זוהה גיל הממצאים.

• התגלו שרידים של “אדם קדמון” המפגין תכונות אנושיות לצד אלו של קופי אדם

תחזית חמוּרה למזג האוויר

מצבו של הבית המשותף שלנו, כדור הארץ, מדאיג מאוד. הוא סובל משינויי אקלים ומהתחממות כללית, מהרס בתי גידול ומהַכְחדה עצומה של בעלי חיים. גם אם אנחנו רוצים להיות אופטימיים, קשה שלא להיות מודאגים ומוטרדים. בתחילת ינואר דיווחה הסוכנות המֵטֵאוֹרוֹלוגית היַפָּנית כי השנה הקודמת, 2014, הייתה השנה החמה ביותר מאז החלו רישומי הטמפרטורות. באמצע ינואר גם מומחים אמריקאים הִכריזו הכרזה זהה.
באַפְּריל פורסם מחקר המצביע על כך שהמסת הקַרחוֹנים פוגעת קשות באפשרות הדובים הלבנים לשרוד, ובמאי פורסם דיווח על המסת קרחון רחבת היקף באַנטאַרקטיקה, היבֶּשת הדרומית. במאי גם פורסמה הערכה כי צפויה המסה נרחבת של הקרחונים בהִימָלאיה. ביוּלי פורסם כי המחצית הראשונה של 2015 – ינואר עד יוּני – הייתה חמה מהממוצע של המאה העשרים. בספטמבר פורסם מחקר שמֵעיד כי אוכלוסיית החולייתנים הימיים, ובכלל זה יונקים (כגון לווייתנים), עופות, זוחלים (כגון צבֵּי ים) ודגים צנחה בחמישים אחוז – ירדה לחצי! – מאז שנת 1970. חִשבו על כך. מה צפוי לבעלי החיים הימיים, לכדור הארץ ולנו אם תימשך מגמה זוֹ?! בייחוד נפגעו אוכלוסיות דגי הטוּנה והמָקֵרֶל שצנחו באותה תקופה לרבע! זה מטריד ביותר ומעורר דאגה עמוקה.
ובכל זאת משהו מעודד ובמקומותינו: ב־19 באוקטובר נחנכו במכון לטיהור השְׁפָכים של גוש דן, שפד”ן, מְכלים חדישים למִחזוּר בוּצה והסבתהּ לדשן לשימוש בחקלאות. השפד”ן הוא המכון למִחזוּר מי שפכים הגדול במזרח התיכון. עד עתה השפכים של גוש דן הוזרמו לשפד”ן, טוהרו טיהור בּיוֹלוגי באמצעות חיידקים והופרדו למי קוֹלחין שמטוהרים ומשמשים לחקלאות בנגב ולבוּצה שהוזרמה לים. באמצעות השיטות והמכלים החדישים תהיה מעתה הבוּצה דשן לשימוש החקלאות, ולא תוּזרם לים. השיטה לא לגמרי חפּה מבעיות, אך מדובר במִחזור, שיכול להפחית את הפגיעה בכדור הארץ.

עוד כמה הפתעות והֶישגים

• דג “חם”: היונקים – עכברים, כלבים, פילים וכן בני אדם, וגם העופות למיניהם הם בעלי “דם חם” (אֶנְדוֹתֶרְמיים, כלומר בעלי חוֹם פנימי). הכוונה היא שטמפרטורת הגוף שלהם נשמרת בזכות ייצור פנימי של חום ובזכות מנגנוני ויסות. לעומתם, טמפרטורת הגוף של בעלי החיים האחרים – כמו נחשים, צפרדעים, דגים וחרקים, קרובה לטמפרטורת הסביבה והם נקראים “קרי דם” (מונח מדויק יותר – אֶקְטוֹתֶרְמיים). והנה ב־15 במאי דיווחו חוקרים על דג גדול וצבעוני ממשפחת הירחוניים (צורת גופם של הירחוניים דומה במִקצת לירח) שטמפרטורת הגוף שלו גבוהה מזוֹ של סביבתו הקרה – מעמקי האוקיינוסים, ונשמרת קבועה, כלומר שהוא אנדותרמי; זהו מין הדגים היחיד המוּכּר כיום שלו “דם חם”.
• תָּכנת מַחשב טובה מבני אדם בזיהוי רישומי קו: ב־20 ביולי פורסם כי חוקרים מלוֹנדון, אנגליה, יצרו תָּכנת מחשב שמזהה רישומי קו (סְקיצוֹת) באופן מדויק יותר מאשר בני אדם. התָּכנה הבחינה נכון בין רישומי קו של “שחף”, “יונה”, “ציפור עפה” ו”ציפור עומדת” באחוז גבוה יותר של ניסיונות ממידת הצלחתם של בני אדם בזיהוי רישומי קו אלה.
• חיסון מפני אֶבּוֹלה: מחלת האֶבּוֹלה (או קדחת דימומית אבולה) היא מחלה קשה, ובמקרים רבים קטלנית (המְביאה למוֹת החולים), הנגרמת מנגיף שמועבר מאדם חולה לאנשים הבאים אתו במגע. ההתפרצות הידועה הראשונה של אבולה הייתה בשנת 1976, ומאז היו כמה התפרצויות. ההתפרצות האחרונה – והגדולה ביותר – החלה ב־2013 והתפשטה ב־2014 וב־2015. מחלת האבולה מתבטאת בחום גבוה (ומכאן השם “קדחת”), בכאבים, בשלשולים, ובמקרים רבים גם בשִׁטפי דם פנימיים וחיצוניים; רבים מן החולים אינם שורדים. והנה, ב־31 ביולי השנה הודיעו מדענים כי הִצליחו לפתח חיסון מפני נגיף האבולה, שבניסויים גילה יעילות של מאה אחוזים בהגנה מפני המחלה. זוֹהי בשורה משמחת מאוד לתושבי אפריקה, ששם פורצת מִדי פעם בפעם מגפת אבולה, וגם לצוותים הרפואיים, ובהם מתנדבים, שהיו מהאנשים שנדבקו במחלה בעקבות טיפול מסור בחולים הרבים.

הכתבה הופיעה בגיליון דצמבר של גליליאו צעיר – ירחון לילדים סקרנים

רוצים לקרוא עוד? לקבלת מגזין גליליאו צעיר במתנה

בקרו בעמוד הפייסבוק שלנו