برخی تحولات علمی چشمگیر در سال ۲۰۱۶
پیشرفت‌های علمی سال گذشته بر طیف متنوعی از موضوعات پرتو می افکنند، از ماهیت فضا و زمان گرفته تا وضعِ بیش از پیش حادّ محیط زیست کرۀ زمین. اکتشافات در منظومۀ شمسی ادامه یافته و فعالیت در حوزه‌های دیرین شناسی و ژنتیک عمق بیشتری به درک ما از تکامل و منشأ حیات بخشیده است.
در عین حال امر پژوهش همچنان متأثر از رویدادهای سیاسی سال گذشته است: جنگ سوریه و کودتای نافرجام ترکیه و هیستری ضدّ روس رسانه‌های امریکا و «برکسیت» (خروج بریتانیا از اتحادیۀ اروپا) و انتخاب دونالد ترامپ. از آن جا که تلاش‌های علمی ضرورتاً بیش از پیش خصلتی بین المللی پیدا می کنند، صعود تنش‌ها در کشورهای مختلف کار را برای پژوهش‌های علمی در چهارچوب مرزهای ملی دشوارتر می سازد. در شرایطی که منابع سراسر جهان به سمت تدارکات ارتش‌های جهان برای جنگ منحرف می شود، بودجه و پرسنل برای فعالیت‌های علمی بیش از قبل کمیاب شده است.
علیرغم همۀ این‌ها همچنان پژوهش‌های پیشگامانه‌ای انجام گرفته اند. ماه فوریه تیم همکاری «رصدخانۀ امواج گرانشی تداخل لیزری» (LIGO) اعلام کرد که توانسته است امواج کوچکی را بیش از یک میلیارد سال نوری دورتر از زمین در اثر ادغام دو سیاهچاله در فضا‌زمان ایجاده شده اند، بسنجد. این مشاهدات مؤید پیشبینی‌های آلبرت آینشتاین در سال ۱۹۱۶ هستند.
همانطور که در تئوری نسبیت عام آینشتاین نشان داده شده است، فضا و زمان جدا از یک دیگر نیستند، بلکه یک فضا‌زمانِ یکپارچه را شکل می دهند که ماده در آن حرکت دارد. در عین حال ماده فضا‌زمان را تاب می دهد و چین و شکن هایی ایجاد می کند که گاهی به امواج گرانشی مبدل می شوند. در نتیجۀ این کشف، حوزۀ جدید اخترشناسیِ امواج گرانشی آغاز شده است و جا را برای تحقیقات مفصل تر دربارۀ حوزه‌های سابقاً دشوارترِ پژوهش مانند سیاهچاله‌ها و لحظات بعد از مه بانگ و مادۀ تاریک، باز می کند.
پژوهش بین المللی اخترشناسان با استفاده از روش‌های سنّتی تر مطالعۀ فضای بیرونی، منجر به کشف سیاره‌ای بالقوه شبیه به زمین در دامنۀ زندگی «پراکسیما قنطورس»، نزدیک‌ترین ستاره به منظومۀ شمسی ما شده است. کشف فراسیارۀ «پراکسیما بی»، از طریق مشاهدۀ تغییرات جزئی در نور ساتع شده از ستارۀ مادر به دلیل تأثیرات گرانشیِ ناشی از گردش سیاره به دور ستاره صورت گرفت.
طبق محاسبات اخترشناسان «پراکسیما بی» دستکم ۱.۳ برابر زمین جرم دارد، هرچند فعلاً از ابعاد و ترکیب و ماهیت اتمسفر آن (در صورت وجود) اطلاعاتی در دست نداریم. شناخت محدود ما از منظومه‌های شمسی می گوید که احتمالاً این سیاره از جنس صخره بوده و از نوعی اتمسفر برخودار است. به دلیل مدار گردش نزدیک آن به ستارۀ مادر (که بسیار کوچک تر و کم نور از خورشید است) خصوصیات این سیاره احتمالاً تفاوت‌های زیادی با زمین دارد. این وضعیت باعث وجود ترکیبی از دماهای پایین و سطوح بالای تشعشعات ستاره می شود که این فراسیاره را به مکانی غیرقابل سکونت (برای انسان ها) تبدیل می کند.
در حالی که شمار زیادی از فراسیاره‌ها پیش از این فهرست شده اند، اهمیت اصلی این اکتشاف اخیر در آن است که یک سیارۀ بالقوه شبیه به زمین در فاصله‌ای به اندازۀ کافی نزدیک واقع شده، به طوری که امکان بالقوۀ سفر به آن در طول مدت زمان عمر یک انسان وجود دارد.
مطالعات دربارۀ تغییرات اقلیمی نشان داده است که سال ۲۰۱۶ گرم‌ترین سالِ به ثبت رسیده بوده و اینکه کلّ افزایش دما از زمان انقلاب صنعتی (در حال حاضر ۰.۸ درجۀ سلسیوس) زیر ۲ درجه باقی بماند، «بسیار نامحتمل» است. این گرمایش که تقریباً به طور کامل نتیجۀ فعالیت بشر است، منجر به افزایش سطح آب دریا و رواج الگوهای آب و هوایی نامتعارف و مرگ دسته جمعی مرجان‌ها شده است و بیش از قبل اکوسیستم‌ها و شهرهای سراسر سیارۀ ما را با خطر مواجه می کند.
به خصوص سطوح یخ‌های قطب شمال به یک حدّاقل تاریخی رسید، که این خود بخشی از روند بلندمدت نازک شدن یخ‌ها به دلیل اقلیم گرم تر است. یخ هایی که طی دهه‌ها شکل گرفته اند در حال ذوب شدن هستند، به طوری که ساختارهای یخ فصلی بخش بیش تری را از تودۀ یخی قطب شکل می دهند. این در عوض خود باعث تسریع گرمایش می شود، چرا که یخ کمتری برای انعکاس و بازگردان نور خورشید به فضا وجود دارد.
به موازات رشد خطرات تغییرات اقلیمی، تعداد گونه‌های حیوانی در حال انقراض رو به رشد است. تعداد گونه‌های درمعرض خطر انقراض در فهرست قرمز «اتحادیۀ بین المللی محافظت از طبیعت»، ظرف سه سال اخیر از ۷۵۵ به ۱ هزار و ۱۹۹ گونه رسید، در حالی که در مجموع یک ششم کلیۀ حیوانات و گیاهان کرۀ زمین به دلیل گرمایش جهانی با خطر انقراض رو به رو هستند.
امسال چیتاها در زمرۀ شناخته شده‌ترین موجوداتی بودند که به این فهرست اضافه شدند. جمعیت جهانی چیتاها به تقریباً ۷ هزار و ۱۰۰ قلاده کاهش یافت و وسعت جغرافیای زیست آن‌ها اکنون ده بار کمتر از وسعت اولیۀ آن است. جمعیت چیتا نقداً در اکثر بخش‌های آسیا منقرض شده است و تنها تعدادی از آن‌ها در منطقۀ محافظت شده‌ای در ایران زندگی می کنند. عوامل زیادی در مرگ این جانداران نقش دارند. از جمله افزایش استفاده از زیستگاه آن‌ها در افریقا برای کشاورزی و شکار منابع غذایی شان. همچنین توله‌های چیتا برای استفاده از پوست وخزشان در کشورهای خلیج، قاچاق می شوند و در بازار سیاه تا ۱۰ هزار دلار به فروش می رسند.
۰.۱ درصد از گونه هایی که سالانه به انقراض کشیده می شوند، ۱ تا ۱۰ هزار بار بیش از میزان طبیعی محاسبه شده بر مبنای فسیل‌های به جای مانده است. در قرن فعلی تا نیمی از کلیۀ گونه‌ها با خطر انقراض رو به رو هستند. تعداد گونه‌های مهره دار از سال ۱۹۷۰ به میزان سه پنجم کاهش یافته که دلیل اصلی آن فعالیت انسان هاست.
در همان حال که شمار روبه رشدی از گونه‌ها منقرض می شوند، بیولوژیست‌ها از دلیل تکثیر اشکال مختلف حیات پرده برداشته اند. منشأ حیاتِ چند سلولی، یکی از مسائل غامض بیولوژی تکاملی است. ارگانیسم‌های تک سلولی، قدیمی‌ترین و ساده‌ترین شکل حیات هستند که مستقلاً بارها در مقاطع مختلفِ فرایند تکامل زندگی پیچیده به ارگانیسم‌های چندسلولی تکامل یافتند. اوایل سال ۲۰۱۶، پژوهشگران از کشف مولکولی باستانی خبر دادند که احتمالاً در چگونگی تکامل اولیۀ ارگانیسم‌های چند سلولی نقشی کلیدی ایفا کرده است.
داده‌ها نشان می دهند که تقریباً ۸۰۰ میلیون سال قبل، مولکول GK-PID تکامل یافت و باعث شکلگیری ساختار بافت سلولی شد، بافتی که سلول‌ها در آن می بایست در جهت درست نسبت به سلول‌های نزدیک تقسیم شوند. این مولکول عملاً یک پروتئین «داربستی» است که به شکلگیری ساختارهای ارگانیک پیچیده کمک می کند. پژوهشگران از روش «بازسازی پروتئین اجدادی» استفاده کردند. در این روش با بکارگیری مدل‌های کامپیوتری از خصوصیات پروتئین‌های امروزی برای بازسازی پروتئین باستانی به منظور مطالعۀ آزمایشی استفاده می شود.
پژوهش‌های مختلف در این حوزۀ مطالعه، به روزترین تخمین‌ها را از خصوصیات جدّ مشترک کلّ جانداران زمین به بیولوژیست‌ها می دهند. این ایده‌ای بود که نخستین بار چارلز داروین در سال ۱۸۵۹ مطرح کرد: «بنابراین باید از این شباهت چنین نتیجه بگیرم که تمامی موجودات ارگانیک که تاکنون روی زمین زندگی کرده اند، از یک شکل اولیۀ واحد به وجود آمده اند که زندگی نخستین بار در آن دمیده شد».
این نتیجۀ تعیین توالی ژنتیکی شمار عظیمی از گونه‌ها در دهه‌های اخیر است که جزئیات فوق العاده‌ای را به تاریخ تکاملی حیات افزوده. دانشمندان برای یافتن ۳۵۵ ژنی که در بین همۀ گونه‌های فعلی مشترک هستند، این داده‌ها را تحلیل کرده اند. این ژن‌ها نشان می دهند که این نیای مشترک جهانی در گذشته، احتمالاً یک ارگانیسم تک سلولی بوده که خود را با محیط زیست اطراف دریچه‌های هیدروترمال در عمق آب (جایی که آب به دلیل حرارت فعالیت آتشفشانی فوران می کند) تطبیق داده است. این یافته در انسجام با فرضیه‌ای است که می گوید حیات تقریباً ۳.۸ میلیارد سال پیش در چنین زیستگاه هایی در عمق آب‌ها آغاز شد.
سایر دستاوردهای برجستۀ سال ۲۰۱۶ شامل پژوهش دربارۀ تأثیرات انقلاب کشاورزی بر تکامل انسانی، کشف یک دُم پردار دایناسور در یک سنگ کهربا، یافتن شواهد دالّ بر وجود چهارمین ذرۀ نوترینو و مشاهدۀ طیف نور پادهیدروژن می شود.
۴ ژانویۀ ۲۰۱۶
