Каждой твари по паре. Самое большое хранилище ДНК жителей Земли, сверхскоростные частицы и другие научные прорывы 2015 года

Ученые заявили об открытии ими нового вида древнего человека, которого они назвали Homo naledi. На самом деле кости представителей этого вида нашли в одной из пещер Южной Африки, известных как «Колыбель человечества», еще в 2013 году. После обширного поиска было восстановлено 1550 скелетных частей, принадлежавших по крайней мере 15 особям. Потребовалось значительное время для тщательного восстановления и анализа костей.

Выяснилось, что у Homo naledi был сравнительно небольшой мозг (больше, чем у австралопитеков, но меньше, чем у человека умелого), а его челюсть сильно выступала вперед. Однако он имел и ряд черт, приближающих его к людям современного вида: небольшие зубы, «человеческое» строение пальцев и стопы. Точно датировать находку пока не удается, но на основании анатомических особенностей эксперты считают, что Homo naledi могли жить примерно в то же время, что и Homo erectus с Homo habilis, то есть около двух миллионов лет назад. Самое удивительное, что обнаруженные древние люди, казалось, были похоронены. Погребальные практики для таких примитивных видов, как Homo naledi, еще не имели прецедентов и вызывают новые вопросы об эволюции человека.В октябре 2015 года NASA заявило о доказательствах наличия жидкой воды на Марсе (до этого были обнаружены только лед и водяной пар). И раньше было известно, что на горных склонах Красной планеты возникают странные сезонные потоки, которые спускаются вниз по некоторым марсианским склонам. Ученые назвали их recurring slope lineae (RSL) – «повторяющиеся наклонные линии». Но подтвердить, что их образует вода, смогли только данные и снимки Межпланетной станции Mars Reconnaissance Orbiter, сделанные с помощью высокоточных спектрометра и камеры. Оказалось, что RSL появляются благодаря рассолам – соленой воде в жидком состоянии, причем только в теплое время года, когда температура на Марсе колеблется в диапазоне от -23,15 °C до 26,85 °C.Пока ученым не известно, откуда берется вода, образующая RSL, и каково ее количество. Однако присутствие жидкой воды поможет понять, была ли на Марсе жизнь и есть ли вероятность, что она там появится.Американский космический зонд «Новые горизонты» приоткрыл многие тайны загадочной карликовой планеты Плутона, лишь 9 лет назад разжалованной из полноценных планет. В июле 2015 года он осуществил облет Плутона и отправил на Землю высококачественные снимки, на которых земляне увидели длинные горные хребты, равнину в форме сердца под названием  Спутник Планум, текущий по равнинам Плутона лед и многое другое. Мы также получили возможность бросить близкий взгляд на крупнейшую луну Плутона Харон (из-за нее Плутон даже подумывают назвать двойной карликовой планетой).Открытию предшествовал долгий путь: зонд был запущен в 2006 году и сделал облет вокруг Юпитера в 2007 году, после этого космический аппарат был погружен в спячку на 5 миллиардов километров, пока не достиг Плутона к началу 2015 году. Теперь «Новые горизонты» движется к другим объектам в поясе Койпера (области самого большого в Солнечной системе скопления карликовых планет за орбитой Нептуна), на результаты новых исследований мы сможем взглянуть уже в 2019 году.Американцы добились успеха и в изучении самой маленькой карликовой планеты нашей системы – Цереры. При диаметре около 950 км Церера является крупнейшим и наиболее массивным телом в поясе астероидов. Зонд Dawn, запущенный НАСА в 2007 году, в марте 2015 года вышел на ее орбиту. Облет будет продолжен и в 2016 году.В уходящем году международная коллаборация исследователей завершила проект картирования человеческого эпигенома. Эпигеном («над-геном») – совокупность всех меток, которые управляют чтением ДНК. Они не изменяют гены, но влияют на то, какие конкретные гены включить или выключить, что в свою очередь определяет, как выглядят клетки и действуют. Понимание функций различных типов клеток и, что важнее, умение управлять ими, конечно же, имеют огромное значение для медицины (в частности, для эмбриологии и производства индуцированных стволовых клеток) и должны помочь в борьбе с наследственными заболеваниями, раком, диабетом и т. д.И вот в начале 2015 года ученые представили карту эпигенома, подробную коллекцию из 111 различных типов клеток человека. Проект Roadmap Epigenomics Program далек от завершения: он был запущен в 2008 году и потребует еще 10 лет на завершение.Международная команда исследователей во главе с лабораторией Принстонского университета обнаружила предсказанную почти век назад квазичастицу под названием «фермион Вейля». Главная проблема ученых состояла в том, чтобы найти особый полуметаллический кристалл, в котором могут возникнуть такие частицы. Принстонская команда его обнаружила: им оказался довольно экзотический арсенид тантала. Кристалл был создан и протестирован на наличие квазичастиц.Ученые надеются, что в обозримом будущем электроника сможет перейти от электронов к другим носителям тока – как раз подобным квазичастицам и тем самым крайне увеличит свое быстродействие. Фермион, названный в честь итальянского физика Энрико Ферми и предсказанный немецким физиком Греманом Вейлем, представляет собой локальное возмущение кристаллической решетки, которое передвигается по ней, словно частица. Частицы ведут себя как безмассовые электроны и потому намного более подвижны. Кроме того, они не подвержены так называемому обратному рассеянию, при котором частица наталкивается на препятствие и теряется для тока: фермионы Вейля проходят сквозь это препятствие либо обтекают его. Это открытие может приблизить создание квантового компьютера.А в самом конце года научный мир всколыхнула еще одна сенсация: физики из двух коллабораций ЦЕРН при Большом адронном коллайдере одновременно заявили о потенциальном открытии так называемого второго бозона Хиггса – сверхтяжелой частицы, чье существование говорит о наличии процессов, не укладывающихся в стандартную модель физики.Впрочем, физики искали гравитон, чье существование было предсказано советскими физиками Федором Гальпериным и Дмитрием Блохинцевым еще в 1934 году. Новая частица в принципе может оказаться и гравитоном, и каким-то другим типом бозонов. О каких-то результатах пока говорить рано, подчеркивают ученые, так как число обнаружений пока не является статистически значимым. Теперь вся надежда на продолжение исследований в 2016 году, когда БАК получит примерно в 10 раз больше данных по столкновениям частиц, чем в этом году.Отечественная наука замахнулась на грандиозный проект «Ноев ковчег». Ученые МГУ нацелены на создание одного из самых больших репозиториев ДНК в мире, в котором будет храниться генетический материал каждого типа существа на планете.Разумеется, «Ноев ковчег» во многом ориентируется на другие подобные проекты. Например, Millennium Seed Bank или Frozen Ark Project в Великобритании, что хранит ДНК видов под угрозой исчезновения. Пока самое крупное биохранилище в мире, насчитывающее 4,2 миллиона образцов, находится в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне.Работа над российским проектом началась в 2015 году, завершение его планируется к 2018 году. Это дорогостоящее начинание: проект получил крупнейший научный грант от российского правительства – порядка 194 миллиона долларов. Площадь «Ноева ковчега» должна составить почти в 430 кв. км. Клеточный материал будет храниться в заморозке и, возможно, использоваться в будущем для возвращения вымерших видов к жизни. Если все пойдет как надо, проект станет большим достижением российской науки.