美國(guó)家地理雜志預(yù)測(cè)09年8大科學(xué)突破

1、美國(guó)家地理雜志預(yù)測(cè)09年8大科學(xué)突破據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，2009年全球經(jīng)濟(jì)受經(jīng)濟(jì)危機(jī)影響將延緩增長(zhǎng)速度，但是科學(xué)研究的步伐卻并不會(huì)因此而停滯。目前，美國(guó)國(guó)家地理雜志征求了專(zhuān)家小組意見(jiàn)，預(yù)測(cè)了2009年的重大科學(xué)突破，這些科學(xué)突破涉及各個(gè)領(lǐng)域，比如動(dòng)物學(xué)、天文學(xué)、生物學(xué)、地球科學(xué)等。 1、動(dòng)物學(xué)：對(duì)野生動(dòng)物的基因跟蹤 快速進(jìn)化DNA序列技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于野生動(dòng)物研究之中，這項(xiàng)技術(shù)能夠更加智能化地進(jìn)行野生動(dòng)物管理。美國(guó)生物科學(xué)雜志主編蒂莫西·比爾茲利（Timothy Beardsley）稱(chēng)，這項(xiàng)最新技術(shù)使得科學(xué)家能夠很快、成本很低廉地探測(cè)到野生動(dòng)物基因頻率的變化。

2、60;通過(guò)監(jiān)控基因的變化因素，研究人員可以發(fā)現(xiàn)動(dòng)物數(shù)量如何隨著棲息環(huán)境的改變而變遷。比爾茲利說(shuō)：“通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)，科學(xué)家能夠發(fā)現(xiàn)動(dòng)物的無(wú)法生存的最大自然物理限制。由于氣候環(huán)境的變化，我們能夠看到動(dòng)物進(jìn)化的改變和環(huán)境的變化，進(jìn)而使我們更清晰地關(guān)注野生動(dòng)物數(shù)量?！笔褂每焖龠M(jìn)化DNA序列技術(shù)，我們可以實(shí)現(xiàn)對(duì)基因流動(dòng)的跟蹤，從而揭示是否鄰近的兩棲動(dòng)物數(shù)量混合成為一個(gè)大型的健康生態(tài)系統(tǒng)，或者它們是否在一個(gè)臨界狀態(tài)下被阻塞。 2、考古學(xué)：海底考古和前哥倫布時(shí)期探險(xiǎn) 美國(guó)考古學(xué)雜志資深編輯埃瑞克·鮑威爾（Eric Powell）稱(chēng)，2009年最令人興奮刺激的考古挖掘位于海下。他說(shuō)

3、：“在水底世界里有舊石器時(shí)代的器物，也有銅器時(shí)代海難失事的船只，這里蘊(yùn)藏著重大的考古發(fā)現(xiàn)。目前，考古學(xué)家已日益關(guān)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(dāng)被水完全淹沒(méi)的冰川時(shí)期和海平面很低的時(shí)候，那時(shí)的遠(yuǎn)古環(huán)境中保存的極具考古價(jià)值的物品很可能隨著歷史的變遷，仍完好地保存在海底環(huán)境中?！?#160;鮑威爾認(rèn)為，前哥倫布時(shí)期的考古研究將震撼考古學(xué)界。他說(shuō)：“我認(rèn)為在未來(lái)的幾年里，人們應(yīng)當(dāng)更多地關(guān)注在哥倫布探險(xiǎn)之前新大陸和舊大陸時(shí)期之間的關(guān)聯(lián)性。我認(rèn)為這一時(shí)期的考古研究?jī)r(jià)值遠(yuǎn)超過(guò)之前科學(xué)家所預(yù)想的?！?#160;3、天文學(xué)：新型研究更關(guān)注太空飛行 聯(lián)合國(guó)將2009年

4、指定為國(guó)際天文年學(xué)，以此來(lái)紀(jì)念伽利略，400年前他是第一位使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文學(xué)觀測(cè)的科學(xué)家?？茖W(xué)家大膽預(yù)言，2009年將出現(xiàn)伽利略所無(wú)法想像的重大天文學(xué)突破。 今年春天，歐洲宇航局將發(fā)射“普朗克”太空飛船，該飛船將研究宇宙微波背景射線。聯(lián)合國(guó)物理學(xué)世界雜志編輯馬汀·杜蘭尼（Matin Durrani）說(shuō)：“宇宙微波背景射線來(lái)自于宇宙大爆炸的殘骸，它彌漫在整個(gè)宇宙之中?！?#160;哈勃太空望遠(yuǎn)鏡資深項(xiàng)目科學(xué)家大衛(wèi)·萊克龍（David Leckrone）稱(chēng)，今年5月份進(jìn)行的哈勃太空勘測(cè)任務(wù)，是哈勃升空18年以來(lái)該望遠(yuǎn)鏡功能最強(qiáng)大的時(shí)候。近年來(lái)，哈勃望遠(yuǎn)鏡上的攝像儀所

5、拍攝的精美宇宙圖片不僅成為科學(xué)家們的主要研究目標(biāo)，而且也成為許多天文學(xué)愛(ài)好者電腦桌面的精美壁紙圖片。萊克龍指出，哈勃望遠(yuǎn)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(shí)地回饋遙遠(yuǎn)星系的宇宙構(gòu)成物質(zhì)信息。 宇宙起源聲譜儀通過(guò)研究遙遠(yuǎn)類(lèi)星體的光線變化，可以分析星際間中介物質(zhì)星系之間的氣體，類(lèi)星體非常強(qiáng)大，能夠緊密結(jié)合天體噴射出像整個(gè)銀河系一樣多的能量。萊克龍說(shuō)：“星系形成于氣體之中，當(dāng)你跟隨星系的形成過(guò)程，你將發(fā)現(xiàn)氣體隨著時(shí)間的推移而發(fā)生的變化，進(jìn)而揭示星系是如何形成和進(jìn)化的?！?#160;4、生物學(xué)：揭示污染物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的影響變化 目前，一套正在研制中的分子技術(shù)更進(jìn)一步地

6、觀測(cè)細(xì)胞內(nèi)基本的演變過(guò)程，以及細(xì)胞分子如何受化學(xué)物質(zhì)嚴(yán)重影響和改變。生物科學(xué)雜志編輯比爾茲利說(shuō)：“我們的研究發(fā)現(xiàn)顯示，具有污染性的化學(xué)物質(zhì)能以非常微小的等級(jí)濃度作用于細(xì)胞分子，這一等級(jí)濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jiàn)的污染物質(zhì)，常被用于防腐劑和殺蟲(chóng)劑，非常微小濃度等級(jí)的該物質(zhì)可對(duì)細(xì)胞分子構(gòu)成影響，并能促使人體肥胖。這項(xiàng)最新研究表明，丁基化合物可以改變細(xì)胞接受體，細(xì)胞接受體能夠控制促使肥胖細(xì)胞生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)身體新陳代謝的基因。 比爾茲利說(shuō)：“它并不僅僅是一種令人討厭的化學(xué)物質(zhì)，它還對(duì)細(xì)胞接受體產(chǎn)生特殊的影響。如果沒(méi)有這項(xiàng)分子技術(shù)，

7、我們就不知道該物質(zhì)對(duì)細(xì)胞的這種影響作用?！?#160;5、進(jìn)化生物學(xué)：再現(xiàn)群選擇理論？ 在生物學(xué)領(lǐng)域，一項(xiàng)新的辯論在群選擇理論之間點(diǎn)燃，在著名科學(xué)家伊奧·威爾遜（E.O. Wilson）新書(shū)超個(gè)體現(xiàn)象中，他指出曾經(jīng)盛行的群選擇理論在十年前錯(cuò)誤地被拋棄。比爾茲利說(shuō)：“群選擇理論將幫助解釋動(dòng)物群體某些社會(huì)行為，尤其是我們?cè)诶ハx(chóng)群體中看到的一些不同尋常的怪異現(xiàn)象?！?#160;威爾遜引用螞蟻群居現(xiàn)象作為“超個(gè)體”典型，它們?cè)谝黄鹕畈⒉皇菫榱藗€(gè)體利益，而是出于整個(gè)群體的利益。由于螞蟻群體持續(xù)對(duì)于生存資源發(fā)生爭(zhēng)奪沖突，個(gè)體的基因幸存性可能更好地確保并推動(dòng)整個(gè)群體生存的適應(yīng)性。如果群

8、選擇理論占據(jù)生存主流觀點(diǎn)，適應(yīng)性基因?qū)⒋_保下一代的繁衍。 然而這種理論未得到許多進(jìn)化生物學(xué)家的認(rèn)可，他們認(rèn)為個(gè)體通過(guò)繁殖或相應(yīng)的幫助使得該基因得以繁衍。目前，科學(xué)家提出一種觀點(diǎn)：是否群選擇理論將揭示“種族對(duì)種族”行為的進(jìn)化根源現(xiàn)象？比如人類(lèi)歷史上始終持續(xù)的人類(lèi)之間的戰(zhàn)爭(zhēng)。雖然威爾遜的新書(shū)和相應(yīng)的理論觀點(diǎn)并未超出昆蟲(chóng)物種范疇，但是比爾茲利認(rèn)為科學(xué)家已再次點(diǎn)燃這場(chǎng)具有爭(zhēng)議的進(jìn)化生物學(xué)辯論。 6、地球科學(xué)：巖石揭示奇特的早期地球環(huán)境 古生物學(xué)家道格拉斯·歐文（Douglas Erwin）目前著重研究同位素地球化學(xué)，科學(xué)家在該領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步測(cè)量巖石中化學(xué)元素等級(jí)。

9、該技術(shù)將揭示遠(yuǎn)古地球環(huán)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(guó)國(guó)家歷史博物館史密森學(xué)會(huì)的歐文指出，地球的同位素化學(xué)成份將揭示有機(jī)生物如何在地球上改良進(jìn)化和生存的。這種變化很大程度上是由于不同有機(jī)生物的活動(dòng)性產(chǎn)生的。 歐文指出，地球在進(jìn)化歷程中共經(jīng)歷了三個(gè)重要階段。大約在24億年前，我們?nèi)狈ρ鯕獾牡厍颦h(huán)境僅能生存著藍(lán)細(xì)菌（cyanobacteria）等單細(xì)胞有機(jī)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(tài)環(huán)境，以上是地球進(jìn)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(xiàn)更為復(fù)雜的生命形式，大約在6億年前首次出現(xiàn)多

10、細(xì)胞生命體；在地球進(jìn)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(dǎo)致地球進(jìn)化發(fā)生顯著變化？新的同位素系統(tǒng)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(jìn)行深化理解。目前，科學(xué)家很清晰地明白一點(diǎn)：無(wú)論目前地球氣候如何變化，人類(lèi)都不會(huì)是受地球環(huán)境變化影響的第一個(gè)物種。 7、醫(yī)學(xué)：個(gè)性化藥物 美國(guó)麻省理工學(xué)院科技評(píng)論雜志編輯詹森·龐廷（Jason Pontin）說(shuō)：“目前生物醫(yī)藥學(xué)一項(xiàng)重大主題是個(gè)性化醫(yī)學(xué)，也就是說(shuō)醫(yī)學(xué)適應(yīng)于我們的個(gè)體基因，將具有實(shí)際的可行性?！彼赋?，這項(xiàng)技術(shù)的研制將很快地使基因序列研究成本降低

11、下來(lái)。 目前，美國(guó)一些醫(yī)藥公司可以解讀個(gè)別患者在有效醫(yī)學(xué)范疇的數(shù)十組基因組，這可以確定是否患者的癌癥處于危險(xiǎn)狀態(tài)。這項(xiàng)個(gè)性化醫(yī)學(xué)診斷的價(jià)格不到500美元，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年后，該項(xiàng)醫(yī)學(xué)診斷的成本將只有幾千美元。在未來(lái)，個(gè)性化的基因信息將用于個(gè)性化定制特殊藥物，但在目前這項(xiàng)技術(shù)僅用于指示個(gè)人的健康狀況。龐廷指出，這項(xiàng)研究將使人們能夠深刻理解當(dāng)患有糖尿病和心臟病緊要關(guān)頭時(shí)的生命選擇了。如果清楚地了解其間的差異性，可以針對(duì)患者“對(duì)癥下藥”，也許我們要做的事情非常簡(jiǎn)單，很可能只是讓患者吃少量的藥物，就會(huì)出現(xiàn)顯著的治療效果。因此2009年醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最大的研究項(xiàng)目是如何針對(duì)患者的個(gè)性化基因研制出更有療效的藥物。 8、物理學(xué)：強(qiáng)子對(duì)撞機(jī) 物理學(xué)世界雜志編輯杜蘭尼稱(chēng)，科學(xué)家們對(duì)于歐洲核子研究中心的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)在2009年的再度重啟產(chǎn)生很大的置疑，去年對(duì)撞機(jī)在開(kāi)啟僅