美国《大众科学》月刊评出
美国《大众科学》月刊评出 2000年十大科技新闻
【美国《大众科学》月刊1月号文章】题:2000年十大科技新闻
1、破译人类基因组密码
科学家公布揭示人类染色体内DNA结构的“草图”。
是什么使我们成为人类?这个问题的答案在于我们的基因,今年,科学家清除了破译人类基因密码征途上的一个重大障碍。
6月,两组科学家———政府资助的人类基因组计划和营利性的塞莱拉基因组公司——共同宣布,他们绘制完成了组成人类基因组的大约30亿个DNA单元的序列草图。计算机技术使每一个特定的DNA样本的测序时间缩短了一半以上,因此科学家能比预期提前将近5年完成测序工作。
如今,在针对患者的基因、而不是身体症状来用药和实施其他治疗方面,医生们将能够逐渐加快步伐。对基因排序数据的分析还将揭示史前人类的迁徙特征。通过比较人类与其他物种的基因序列———这项工作已经在顺利进行当中,我们将对人类的进化有更多了解。
尽管大量的人类基因信息已经存储在了数据库中,但计算机工程师仍然在尽力开发分析几十亿个碱基(即组成基因密码的“字母”,共分A、G、C、T四种)所必需的软件和硬件。今年,我们向从事基因组测序的科学家致敬,不仅是因为他们已经取得的成就,还因为他们必将在未来取得的成就。
2、我们曾是很小的猴子
科学家发现可能是人类最早祖先的猴子的骨头。
一种没有几颗花生重、长着米粒大小爪子的动物可能是人类的祖先吗?人们仍在对这个问题争论不休,但是,化石证据有力地表明,由中国和美国古生物学家组成的一个研究小组在华中地区发现的一种4500万年前的灵长类动物可能是人类的远亲。
发现这种微型动物脚骨化石的石灰岩采石场是一个化石宝藏。除了这些较小的骨头外,科学家还找到了这种名为Eosimias的原始灵长类动物的骨骼化石。据信这种动物的大小与现今最小的猴子差不多。
科学家公布了他们对这种业已灭绝的猴子的踝骨和脚骨化石的分析结果。根据骨的长度,科学家判断Eosimias与现代的猴子极为相似,它们用四肢在树梢上行走。北伊利诺伊大学的戴维·格诺和他来自西北大学医学院、卡奈基自然历史博物馆和中国科学院的研究伙伴进行了这项分析。
Eosimias似乎是介于低等灵长动物与高等灵长动物之间的过渡型动物。低等灵长类动物发展成今天的狐猴、懒猴、丛猴和眼镜猴;高等灵长类动物则进化成猿猴、类人猿和人。
3、火星有水
我们对火星的认识正在发生巨变。
在19世纪,许多科学家肯定他们看到火星表面有“运河”。在20世纪,许多科学家变得同样肯定地认为,火星表面在过去10亿多年里一直十分干燥——今天只是在火星地下和两极才有冻结的水。现在,在新千年开始时,我们终于得知火星的表面或接近表面的地方可能还是存在液态水的。此项非同寻常的发现对于在火星上找到生命具有潜在意义。水的存在还将使人类更容易在这颗毗邻的星球上居住。
环火星勘测者卫星上的照相机所拍摄的照片清楚地显示了好像是流水冲刷而成的沟壑。与火星表面的其他区域不同,这些沟壑中并没有布满环形山,所以它们存在的时间可能还不到100万年。制作和运行该照相机的马林太空科学公司的迈克尔·马林说,这些沟壑甚至可能是“昨天”刚刚形成的。去年夏天,马林和同事肯尼思·埃杰特在《科学》杂志上报告了这个消息。
此项发现还需要更多的观测予以证实:科学家还不知道水是如何在这样寒冷的环境中流动的。但是,这一发现正在帮助我们改变对火星的认识。
4、寄希望于猪的器官
克隆猪可能是未来人类器官移植体的来源。
人类捐献的器官供不应求,但是克隆猪能帮助填补空缺。猪的肝、肾及心脏的体积和形状与人体的这些器官相似。问题是在基因方面猪与人的相似程度还不够:如果将猪器官移植到人体中,便会引发致命的免疫反应。
在过去的7年中,科学家一直在设法对猪进行基因改良,目的是使人体免疫系统无法识别猪器官。但是,由于这种办法是向猪胚胎注入基因,所以是一项劳动密集型工作,而且科学家无法剔除基因。不过,基因工程与克隆技术的结合使科学家可以除去引起免疫反应的基因。
然而,事实证明猪是很难克隆的,因为它们奇异的繁殖特性会破坏那些在其他动物身上有效的技术——这种情况一直维持到去年。当时,日本国家动物工程研究所的大西小组介绍了他们用来创造小猪Xena的克隆技术。在另一项研究中,总部设在爱丁堡的PPL制药公司报告了一种成功培育出5只克隆小猪的技术。但是,在外科医生开始将猪器官移植到人体之前,科学家还必须解决若干其他的潜在问题,例如猪病毒扩散到人类身上的危险。
5、发现害羞的τ中微子
经过多年的找寻,物理学家捕捉到了一种神出鬼没的亚原子粒子的踪迹。
25年前,物理学家还认为宇宙中的所有物质都已经被找到了。在物理学家所谓的“标准模型”中,亚原子粒子被分为4个家族,每一家族都有3代。但是孙子辈的一种粒子、即所谓的τ中微子却难寻觅踪影。
不过在去年7月,一个由各国科学家组成的小组终于设法诱使τ中微子现了原形。该小组不仅动用了巨大的外力,而且还进行了审慎的分析:在将数百万个中微子轰击到一沓感光底板上后,该小组将胶片运送到日本进行分析。在那里,科学家对每一张底板都进行了数码扫描,并用电子手段对整沓胶片进行了重建。这使研究人员能够创建显示每个粒子穿过胶片的路径的三维示意图。对这些数据进行的为期3年的深入分析只得到了4颗τ中微子的踪迹。
此项发现打开了未来利用τ中微子进行研究的大门。特别是它能让研究人员严密地探究中微子具有质量的可能性———这一结果会对标准模型构成质疑。与其说τ中微子的发现让亚原子粒子家族实现了团圆,倒不如说它也许最终使这个家族出现了分裂。(上)

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