สุดยอดการค้นพบแห่งปี

สุดยอดการค้นพบแห่งปี

ตลอดหนึ่งปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบความรู้มากมายที่จะเป็นประโยชน์ต่อการดำรงชีวิตของมนุษย์ในอนาคต ความรู้ในสาขาต่างๆ ของวิทยาศาสตร์แม้จะเป็นเรื่องไกลตัว แต่วันหนึ่งมันอาจเข้ามาเกี่ยวข้องกับชีวิตมนุษย์โดยไม่รู้ตัว

1.บทพิสูจน์หนึ่งล้านดอลลาร์
ในปีนี้ กองบรรณาธิการวารสาร Science ยกย่องให้ เกรกอนี เพอเรลแมน เป็นบุคคลที่สร้างความสำเร็จให้แก่วงการวิทยาศาสตร์ หลังจากเขาได้พิสูจน์ "ข้อคาดการณ์ของปวงกาเร" ปัญหาคณิตศาสตร์ร้อยปีที่ไม่มีใครขบแตก แต่เพลเรลแมนทำได้สำเร็จ
เพอเรลแมนเป็นนักคณิตศาสตร์ชาวรัสเซียสามารถพิสูจน์ข้อคาดการณ์ของปวงกาเรได้สำเร็จ และบทพิสูจน์ของเขาผ่านการรับรองโดยนักคณิตศาสตร์อย่างเป็นเอกฉันท์ แม้ว่าวิธีการที่เพอเรลแมนใช้พิสูจน์ถูกวิพากษ์วิจารณ์จากคนในวงการคณิตศาสตร์อย่างหนักว่าเขาได้ละเว้นที่จะอธิบายรายละเอียดบางอย่างไป

ปัญหาที่เรียกว่า ข้อคาดการณ์ของปวงกาเร ถูกตั้งขึ้นปี พ.ศ. 2447 โดยนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศส อองรี ปวงกาเร ตัวเขาเองถือเป็นผู้บุกเบิกวิชาโทโปโลยี (Topology) ซึ่งเป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับพื้นที่ของรูปทรง

โทโปโลยี มักถูกเรียกว่าเป็น "เรขาคณิตแผ่นยาง" เพราะเป็นวิชาที่ศึกษาเกี่ยวกับคุณสมบัติของพื้นผิวแม้จะถูกดึงถูกยืดหรือเจาะรูก็ยังมีคุณสมบัติเหมือนเดิม นักโทโปโลยีมองว่า โดนัทกับถ้วยกาแฟไม่แตกต่างกัน เพราะรูปร่างของสิ่งของทั้งสองชนิดต่างมีรูอยู่หนึ่งรูเหมือนกัน แต่ระหว่างลูกบอลชายหาด (ไม่มีรู) กับกระบอก (มีหนึ่งรู) มีความแตกต่างกันมหาศาล

ทั้งนี้ วัตถุต่างๆ รวมถึงร่างกายมนุษย์มีลักษณะเป็นสามมิติ แต่พื้นที่ของวัตถุเหล่านี้กลับมีเพียงสองมิติ สิ่งที่วิชาโทโปโลยีให้ความสนใจศึกษา คือ พื้นผิวสองมิติที่ไม่มีเส้นแบ่งเขต (พื้นผิวที่ห่อหุ้มรอบวัตถุและปิดทับบนตัวเอง เช่น ผิวหนังร่างกาย) ปวงกาเรเสนอว่า พื้นผิวทรงกลมไม่มีทางเปลี่ยนรูปร่างเป็นพื้นผิวที่มีรูหนึ่งรูได้ถ้าไม่ฉีกให้ขาด และพื้นผิวที่ไม่มีรูสามารถดึงให้เป็นลูกทรงกลมได้
นักคณิตศาสตร์หลายคนพิสูจน์แล้วว่า ข้อคาดการณ์ดังกล่าวเป็นจริงสำหรับรูปทรงทุกมิติ เหลือแต่การพิสูจน์รูปทรงสามมิติที่ค้างเติ่งมานับศตวรรษ จนปี 2543 สถาบันคณิตศาสตร์เคลย์ ได้ยกให้การคาดการณ์ของปวงกาเรเป็นปัญหาแห่งสหัสวรรษและตั้งมูลค่า 1 ล้านดอลลาร์ สำหรับคนที่สามารถพิสูจน์ข้อคาดการณ์นี้ได้ และในปี 2549 เกรกอนี เพอเรลแมน สามารถพิสูจน์ข้อคาดการณ์ของปวงกาเรได้สำเร็จ เขาได้รับการเสนอให้ได้รับรางวัลเหรียญฟิล์ดจากสหพันธ์คณิตศาสตร์สากล รางวัลนี้บางคนเปรียบเทียบกับรางวัลโนเบล

นักคณิตศาสตร์คาดว่า ผลงานของเพอเรลแมนจะส่งผลอย่างกว้างขวาง เป็น "ตารางธาตุ" ที่ช่วยให้การศึกษาพื้นที่สามมิติชัดเจนขึ้น พอๆ กับตารางเมนดาลีฟที่เป็นประโยชน์ต่อวงการเคมี และยังทำให้เกิดเทคนิคใหม่มาใช้กับเรขาคณิตด้วย

2.สืบค้นดีเอ็นเอโบราณ
ปี 2549 นอกเหนือจากเป็นวาระครบรอบ 150 ปีในการค้นพบฟอสซิลมนุษย์นีอันเดอร์ทัลแล้ว นักวิจัยจากยุโรปและอเมริกาสามารถสกัดดีเอ็นเอมนุษย์นีอันเดอร์ทัลมาเรียงลำดับเบสได้มากกว่า 1 ล้านเบส นักวิจัย 2 กลุ่มทำงานร่วมกันในการถอดรหัสดีเอ็นเอโบราณนี้ โดยกลุ่มแรกถอดรหัสฐานดีเอ็นเอนีอันเดอร์ทัล 65,000 เบส และกลุ่มที่เหลือถอดรหัส 1 ล้านเบส หลังจากเรียงลำดับรหัสพันธุกรรมเสร็จแล้ว พวกเขาพบว่ามนุษย์โบราณและมนุษย์สมัยใหม่มีรูปแบบพันธุกรรมต่างกัน ความแตกต่างนี้เป็นก้าวสำคัญในวิวัฒนาการมนุษย์

งานวิจัยสรุปว่า นีอันเดอร์ทัลได้แยกสายวิวัฒนาการออกจากมนุษย์โฮโมซาเปียนบรรพบุรุษของมนุษย์อย่างน้อย 450,000 ปีก่อน นอกจากนี้ ข้อมูลจากอีกกลุ่มหนึ่งยังพบว่า นีอันเดอร์ทัลและมนุษย์สมัยใหม่นี้อาจจะมีการผสมพันธุ์ข้ามสายพันธุ์กัน

3.โลกละลายแล้ว
ปี 2549 แผ่นน้ำแข็งขนาดยักษ์สองแผ่นที่ปกคลุมกรีนแลนด์และแอนตาร์กติกแตกและละลายเป็นก้อนเล็กก้อนน้อยล่องลอยอยู่กลางทะเลรอวันละลาย เป็นสิ่งพิสูจน์ให้เห็นถึงภาวะโลกร้อน และอุณหภูมิน้ำมหาสมุทรสูงขึ้น ได้เป็นอย่างดี ก่อนหน้านี้คาดการณ์ว่า ในรอบหนึ่งร้อยปีระดับน้ำทะเลจะสูงขึ้น 10 ซม.แต่ปัจจุบันพบว่า น้ำทะเลสูงขึ้น 1 เมตรทุกรอบร้อยปี หรืออาจมากกว่านั้นในอนาคตอันใกล้ ถ้าน้ำแข็งละลายเร็วยิ่งกว่านี้ เมืองที่อยู่ชายฝั่งทะเลอย่างนิวออร์ลีนส์ เซาท์ฟลอริดา และบังกลาเทศ อาจจะต้องเผชิญน้ำท่วมภายใน 2 ทศวรรษ ไม่ใช่ต้องรอเป็นพันปีอย่างที่คาดไว้

4.ปลาก็ไม่ใช่ ไก่ก็ไม่เชิง
นักบรรพชีวินค้นพบฟอสซิลปลาโบราณอายุกว่า 375 ล้านปีที่ตามหากันมานาน นับเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่เนื่องจากฟอสซิลดังกล่าวเป็นหลักฐานสำคัญที่แสดงรอยต่อของวิวัฒนาการจากสัตว์น้ำสู่สัตว์บก
สัตว์มีกระดูกสันหลังที่มีแขนขาอาศัยอยู่บนบกทั้งหมดหรือที่เรียกว่า เตตราพอดส์ มีวิวัฒนาการมาจากปลาที่มีครีบเป็นพู เคยมีชีวิตอยู่บนโลกเมื่อ 360-370 ล้านปีก่อน ปลาเหล่านี้ค่อยๆ มีวิวัฒนาการโครงกระดูกเปลี่ยนแปลงไป เช่น ครีบกระดูกที่ใหญ่ขึ้นเพื่อใช้พยุงน้ำหนักตัวเอง สายพันธุ์ใหม่นี้เป็นปลาที่มีลักษณะเหมือนสัตว์มีกระดูกสันหลังมากที่สุดตั้งแต่มีการค้นพบมา
ช่วงปี 2549 ทีมสำรวจได้ค้นพบฟอสซิลสามชิ้นในเกาะเอลส์เมียร์ แคนาดา ทีมสำรวจตั้งชื่อฟอสซิลเป็นภาษาพื้นเมืองของแคนาดาว่า ทิกทาอาลิก หมายถึงปลาน้ำจืดขนาดใหญ่ ฟอสซิลปลาโบราณมีขนาดยาว 3 เมตร หัวแบน มีตาอยู่ด้านบน และอาศัยอยู่บริเวณน้ำตื้น

สิ่งที่ทำให้ทิกทาอาลิกแตกต่างจากปลาอื่นๆ คือ ครีบหน้าของมันมีข้อต่อเหมือนข้อมือและข้อศอก ทำให้สามารถเคลื่อนไหวคล่องตัว ทิกทาอาลิก ยังสามารถหมุนคอและขยับหัวได้อีกด้วย มันสามารถใช้คอและต้นแขนเพื่อดันหัวขึ้นมาหายใจบนผิวน้ำ
ลักษณะอื่นๆ ที่ทำให้ ทิกทาอาลิก เป็นญาติที่ใกล้ชิดกับสัตว์มีกระดูกสันหลังคือ กระดูกซี่โครงที่ทับซ้อนกันอย่างแข็งแรง แม้หน้าที่ของกระดูกนี้จะยังไม่ชัดเจน แต่นักวิจัยเชื่อว่า กระดูกส่วนนี้จะช่วยให้ร่างของ ทิกทาอาลิก สามารถอยู่บนบกได้ และช่วยในการหายใจ การเดินทางเข้าสู่ชีวิตบนบกทำให้ ทิกทาอาลิก หนีจากฉลามและสัตว์นักล่าอื่นๆ รวมถึงสามารถหาแมลงเป็นอาหารได้อีกด้วย แม้ทิกทาอาลิก ไม่ใช่สัตว์มีกระดูกสันหลังที่สมบูรณ์ในกลุ่มสัตว์ประเภทเดียวกันเพราะไม่มีนิ้วมือและนิ้วเท้า แต่นับเป็นการค้นพบสัตว์โบราณที่จะมาเติมช่องว่างรอยต่อวิวัฒนาการสิ่งมีชีวิตบนบก

5.มนุษย์ล่องหน
เรื่องฮือฮาที่ไม่แพ้กันในวงการวิทยาศาสตร์อีกเรื่องคือ การทดลองเสกวัตถุให้หายวับไปกับตา นี่ไม่ใช่มายากลตบตากันตามงานวัด แต่เป็นการทดลองการหักเหของแสงให้เดินทางอ้อม พรางวัตถุไม่ให้กระทบกับสายตา
เดือนตุลาคม ที่ผ่านมา นักวิจัยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปล้อมวัตถุทรงกลมแม้จะไม่สามารถปิดบังได้ทั้งหมด โดยยังมีบางส่วนแพลมออกมาให้เห็นแต่พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่า พวกเขาเดินมาถูกทางแล้ว แต่เสื้อคลุมล่องหนคงต้องใช้เวลาพัฒนาอีกหลายปีดีดักถึงจะใช้งานได้อย่างที่หลายคนฝัน

6.เปลี่ยนโลกมืดให้สว่าง
นับเป็นข่าวดีสำหรับคนที่ประสบปัญหาด้วยโรคจอประสาทตาเสื่อมตามสังขาร หรือที่เรียกว่าโรคเอเอ็มดี เดือนตุลาคมที่ผ่านมา วารสารการแพทย์นิวอิงแลนด์ตีพิมพ์งานวิจัยทางคลินิกรักษาผู้ป่วยโรคจอประสาทตาเสื่อมด้วยยาตัวหนึ่ง ช่วยให้ผู้ป่วยหนึ่งในสามมองเห็นภาพดีขึ้นจากเดิมที่แทบจะมองไม่เห็นเลย ส่วนผู้ป่วยบางรายอาการคงที่

การสูญเสียประสิทธิภาพการรับภาพจากโรคเอเอ็มดีเป็นผลมาจากเส้นเลือดที่อยู่บริเวณกลางเรตินาเกิดรั่ว งานวิจัยได้ใช้ยารานิบิซูแมบ ซึ่งเป็นโมโนโลนอลแอนติบอดีที่พัฒนาโดยบริษัทจีนเทคมาใช้รักษา พบว่าได้ผลดีกว่าการรักษาด้วยวิธีอื่น เพราะมุ่งไปที่โปรตีนเป้าหมายที่ชื่อว่า VEGF ที่คอยกระตุ้นให้เส้นเลือดเติบโต และปีนี้คณะกรรมการอาหารและยาแห่งสหรัฐ ได้อนุมัติยาดังกล่าวสำหรับรักษาโรคเอเอ็มดี

7.ที่มาแห่งความหลากหลายของชีวิต
ตลอด 12 เดือนที่ผ่านมา มีงานวิจัยมากมายที่ค้นพบการเปลี่ยนแปลงในยีนที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตสายพันธุ์ใหม่เมื่อใช้ชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมใหม่ ปีนี้จึงเป็นปีที่ได้เห็นถึงศักยภาพยิ่งใหญ่ของข้อมูลจีโนมที่ช่วยให้นักชีววิทยาเข้าใจคำถามพื้นฐานที่สุดคำถามหนึ่ง ซึ่งก็คือ ความหลากหลายทางชีวภาพเกิดขึ้นได้อย่างไร หนึ่งในนั้นคือการทดลองทำให้หนูที่มียีนตัวรับเมลาโนคอร์ติน-1 ที่มีเบสต่างไปหนึ่งเบส แต่มีผลให้มันมีสีผิวอ่อนจากปกติ 36%

8.ข้ามพ้นข้อจำกัดของแสง
นักชีววิทยาเห็นภาพโครงสร้างเซลล์และโปรตีนชัดเจนขึ้นในปีนี้ หลังจากได้พัฒนาเทคนิคส่องกล้องจุลทรรศน์ที่ช่วยให้ก้าวข้ามข้อจำกัดพื้นฐานของเลนส์กระจก เปิดศักราชใหม่ให้กับกล้องจุลทรรศน์
กล้องจุลทรรศน์แบบเก่าไม่สามารถส่องเห็นวัตถุที่มีขนาดเล็กกว่าครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นแสงที่ใช้ส่องวัตถุ หรือประมาณ 200 นาโนเมตร หลายปีมาแล้วนักฟิสิกส์และวิศวกรได้ประดิษฐ์เครื่องมือที่ช่วย "หักเหแสง" โดยนักวิจัยนำเทคนิคดังกล่าวมาใช้ในงานชีววิทยาแล้ว

9.ความทรงจำถาวร
นักวิทยาศาสตร์ใคร่รู้มานานแล้วว่า สมองบันทึกความทรงจำใหม่ๆ ลงในสมองส่วนกลางได้อย่างไร มีอะไรเป็นกลไกสำคัญ และในที่สุดพวกเขาก็ตั้งข้อสังเกตว่าคงเป็นเพราะกระบวนการที่เรียกว่า แอลทีพี แต่การทดสอบข้อสันนิษฐานนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย
นักวิทยาศาสตร์สเปนทดลองนำหนูมาปล่อยไว้ในกล่องเขาวงกต ซึ่งลวงสายไฟดักไว้ เมื่อหนูวิ่งไปชนกระแสไฟฟ้าจะไปทำลายแอลทีพี ทำให้หนูไม่สามารถจดจำหรือมีความทรงจำเกี่ยวกับบริเวณที่ตนเองถูกช็อต มันจึงยังคงวิ่งไปที่เดิม และถูกช็อตซ้ำอีก การทดลองดังกล่าวจึงพิสูจน์ชัดว่า ความเสียหายที่เกิดกับแอลทีพีเป็นการลบการเรียนรู้จากความทรงจำ ปูทางคิดค้นวิธีรักษาคนที่ความจำเสื่อม

10.ปิดประตูตีแมว
การแทรกแซงอาร์เอ็นเอ (siRNA) ที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ปิดการทำงานของยีนบางตัวเป็นงานวิจัยที่ได้รับความสนใจมาหลายปี และปีนี้ก็เช่นกัน แต่ต่างไปตรงที่นักวิจัยค้นพบโมเลกุลตัวใหม่ piRNA และนักวิทยาศาสตร์ต่างแข่งกันพิชิตความรู้เกี่ยวกับ piRNA และสำรวจดูว่ามีส่วนไหนในร่างกายที่พวกเขาสามารถนำมาใช้ได้

ที่มา: http://www.komchadluek.net/
Link: http://www.komchadluek.net/