美《國家地理》雜志預測09年8大科學突破

　　據國外媒體報道，2009年全球經濟受經濟危機影響將延緩增長速度，但是科學研究的步伐卻并不會因此而停滯。目前，美國《國家地理》雜志征求了專家小組意見，預測了2009年的重大科學突破，這些科學突破涉及各個領域，比如動物學、天文學、生物學、地球科學等。

 

　　1、動物學：對野生動物的基因跟蹤

 

　　快速進化DNA序列技術越來越多地應用于野生動物研究之中，這項技術能夠更加智能化地進行野生動物管理。美國《生物科學》雜志主編蒂莫西·比爾茲利(Timothy Beardsley)稱，這項最新技術使得科學家能夠很快、成本很低廉地探測到野生動物基因頻率的變化。

　　通過監控基因的變化因素，研究人員可以發現動物數量如何隨著棲息環境的改變而變遷。比爾茲利說：“通過這項技術，科學家能夠發現動物的無法生存的最大自然物理限制。由于氣候環境的變化，我們能夠看到動物進化的改變和環境的變化，進而使我們更清晰地關注野生動物數量。”使用快速進化DNA序列技術，我們可以實現對基因流動的跟蹤，從而揭示是否鄰近的兩棲動物數量混合成為一個大型的健康生態系統，或者它們是否在一個臨界狀態下被阻塞。

 

　　2、考古學：海底考古和前哥倫布時期探險

 

　　美國《考古學》雜志資深編輯埃瑞克·鮑威爾(Eric Powell)稱，2009年最令人興奮刺激的考古挖掘位于海下。他說：“在水底世界里有舊石器時代的器物，也有銅器時代海難失事的船只，這里蘊藏著重大的考古發現。目前，考古學家已日益關注水下考古研究，這并不僅僅是出于自然歷史因素，而且他們也考慮到了當被水完全淹沒的冰川時期和海平面很低的時候，那時的遠古環境中保存的極具考古價值的物品很可能隨著歷史的變遷，仍完好地保存在海底環境中。”

　　鮑威爾認為，前哥倫布時期的考古研究將震撼考古學界。他說：“我認為在未來的幾年里，人們應當更多地關注在哥倫布探險之前新大陸和舊大陸時期之間的關聯性。我認為這一時期的考古研究價值遠超過之前科學家所預想的。”

 

　　3、天文學：新型研究更關注太空飛行

 

　　聯合國將2009年指定為國際天文年學，以此來紀念伽利略，400年前他是第一位使用望遠鏡進行天文學觀測的科學家。科學家大膽預言，2009年將出現伽利略所無法想像的重大天文學突破。

　　今年春天，歐洲宇航局將發射“普朗克”太空飛船，該飛船將研究宇宙微波背景射線。聯合國《物理學世界》雜志編輯馬汀·杜蘭尼(Matin Durrani)說：“宇宙微波背景射線來自于宇宙大爆炸的殘骸，它彌漫在整個宇宙之中。”

　　哈勃太空望遠鏡資深項目科學家大衛·萊克龍(David Leckrone)稱，今年5月份進行的哈勃太空勘測任務，是哈勃升空18年以來該望遠鏡功能最強大的時候。近年來，哈勃望遠鏡上的攝像儀所拍攝的精美宇宙圖片不僅成為科學家們的主要研究目標，而且也成為許多天文學愛好者電腦桌面的精美壁紙圖片。萊克龍指出，哈勃望遠鏡上的宇宙起源聲譜儀將讓人們更深入地研究宇宙，更及時地回饋遙遠星系的宇宙構成物質信息。

　　宇宙起源聲譜儀通過研究遙遠類星體的光線變化，可以分析星際間中介物質——星系之間的氣體，類星體非常強大，能夠緊密結合天體噴射出像整個銀河系一樣多的能量。萊克龍說：“星系形成于氣體之中，當你跟隨星系的形成過程，你將發現氣體隨著時間的推移而發生的變化，進而揭示星系是如何形成和進化的。”

 

　　4、生物學：揭示污染物質在細胞內的影響變化

 

　　目前，一套正在研制中的分子技術更進一步地觀測細胞內基本的演變過程，以及細胞分子如何受化學物質嚴重影響和改變。《生物科學》雜志編輯比爾茲利說：“我們的研究發現顯示，具有污染性的化學物質能以非常微小的等級濃度作用于細胞分子，這一等級濃度遠遠超出了人們的想像程度。”

　　比爾茲利引用近期的研究暗示丁基化合物作為一種常見的污染物質，常被用于防腐劑和殺蟲劑，非常微小濃度等級的該物質可對細胞分子構成影響，并能促使人體肥胖。這項最新研究表明，丁基化合物可以改變細胞接受體，細胞接受體能夠控制促使肥胖細胞生長和調節身體新陳代謝的基因。

　　比爾茲利說：“它并不僅僅是一種令人討厭的化學物質，它還對細胞接受體產生特殊的影響。如果沒有這項分子技術，我們就不知道該物質對細胞的這種影響作用。”

 

　　5、進化生物學：再現群選擇理論?

 

　　在生物學領域，一項新的辯論在群選擇理論之間點燃，在著名科學家伊奧·威爾遜(E.O. Wilson)新書《超個體現象》中，他指出曾經盛行的群選擇理論在十年前錯誤地被拋棄。比爾茲利說：“群選擇理論將幫助解釋動物群體某些社會行為，尤其是我們在昆蟲群體中看到的一些不同尋常的怪異現象。”

　　威爾遜引用螞蟻群居現象作為“超個體”典型，它們在一起生活并不是為了個體利益，而是出于整個群體的利益。由于螞蟻群體持續對于生存資源發生爭奪沖突，個體的基因幸存性可能更好地確保并推動整個群體生存的適應性。如果群選擇理論占據生存主流觀點，適應性基因將確保下一代的繁衍。

　　然而這種理論未得到許多進化生物學家的認可，他們認為個體通過繁殖或相應的幫助使得該基因得以繁衍。目前，科學家提出一種觀點：是否群選擇理論將揭示“種族對種族”行為的進化根源現象?比如人類歷史上始終持續的人類之間的戰爭。雖然威爾遜的新書和相應的理論觀點并未超出昆蟲物種范疇，但是比爾茲利認為科學家已再次點燃這場具有爭議的進化生物學辯論。

 

　　6、地球科學：巖石揭示奇特的早期地球環境

 

　　古生物學家道格拉斯·歐文(Douglas Erwin)目前著重研究同位素地球化學，科學家在該領域將進一步測量巖石中化學元素等級。該技術將揭示遠古地球環境的巨大變化，并為地球生命的早期起源提供新的線索。美國國家歷史博物館史密森學會的歐文指出，地球的同位素化學成份將揭示有機生物如何在地球上改良進化和生存的。這種變化很大程度上是由于不同有機生物的活動性產生的。

　　歐文指出，地球在進化歷程中共經歷了三個重要階段。大約在24億年前，我們缺乏氧氣的地球環境僅能生存著藍細菌(cyanobacteria)等單細胞有機物，這種青綠色的水藻以廢物形式生成氧氣，卻顯著地改變了地球生態環境，以上是地球進化的第一階段;第二階段是地球海洋中富含大量的鐵和硫磺，隨著海洋中氧氣含量的增多，也逐漸出現更為復雜的生命形式，大約在6億年前首次出現多細胞生命體;在地球進化的第三階段，海洋和大氣層中富含大量的氧氣。

　　歐文在研究中提出了置疑：究竟是什么因素導致地球進化發生顯著變化?新的同位素系統使我們理解硫磺和碳元素的重要作用，并為我們提供新的工具進行深化理解。目前，科學家很清晰地明白一點：無論目前地球氣候如何變化，人類都不會是受地球環境變化影響的第一個物種。

 

　　7、醫學：個性化藥物

 

　　美國麻省理工學院《科技評論》雜志編輯詹森·龐廷(Jason Pontin)說：“目前生物醫藥學一項重大主題是個性化醫學，也就是說醫學適應于我們的個體基因，將具有實際的可行性。”他指出，這項技術的研制將很快地使基因序列研究成本降低下來。

　　目前，美國一些醫藥公司可以解讀個別患者在有效醫學范疇的數十組基因組，這可以確定是否患者的癌癥處于危險狀態。這項個性化醫學診斷的價格不到500美元，預計在未來幾年后，該項醫學診斷的成本將只有幾千美元。在未來，個性化的基因信息將用于個性化定制特殊藥物，但在目前這項技術僅用于指示個人的健康狀況。龐廷指出，這項研究將使人們能夠深刻理解當患有糖尿病和心臟病緊要關頭時的生命選擇了。如果清楚地了解其間的差異性，可以針對患者“對癥下藥”，也許我們要做的事情非常簡單，很可能只是讓患者吃少量的藥物，就會出現顯著的治療效果。因此2009年醫學領域最大的研究項目是如何針對患者的個性化基因研制出更有療效的藥物。

 

　　8、物理學：強子對撞機

 

　　《物理學世界》雜志編輯杜蘭尼稱，科學家們對于歐洲核子研究中心的大型強子對撞機在2009年的再度重啟產生很大的置疑，去年對撞機在開啟僅僅9天的時間就出現了故障，預計它將于今年6月份再次啟動運行。

　　這個17英里長的大型強子對撞機用于探測神秘的宇宙大爆炸，并解釋令人迷惑的暗物質等現象，暗物質是一種無形物質，即不噴射出不反射光線，但卻占據著宇宙空間很大比例的質量。杜蘭尼說：“我們非常期待著2009年夏季大型強子對撞機開啟后所帶給人們的驚人科學發現!”