Magyar Tudomány, 2004/1 124. o.

Kitekintés



Bolygónk állapota

A Science cikksorozatba kezdett bolygónk állapotáról. A szerkesztőség az írásokkal a közös jövőnkről folytatandó együttes gondolkodást kívánja serkenteni. Nem vészharangokat kongatnak, csak figyelmeztetnek, senkit se érjenek készületlenül a változások. Sorra veszik a közös erőforrásokat: levegő, édesvíz, halászat, élelem és talaj, energia, továbbá a legfontosabb változásokat, az emberi népesség, a biodiverzitás, az éghajlat változásait. A cikkek nem ígérnek megoldást, nem adnak választ a kérdésekre, "csak" kiindulópontokat adnak a gondolkodáshoz.

Joel E. Cohen (Rockefeller és Columbia University) szerint 2050 körül a népesség 2-4 milliárddal nagyobb lesz a mainál. A növekedés lelassul, a legfejlettebb régiókban csökkenés áll be. Növekszik a városi népesség aránya, elsősorban a kevésbé fejlett régiókban, és a népesség idősebb lesz, mint a 20. században. A demográfiai változások előrejelzését két jelentős bizonytalanság nehezíti: a nemzetközi migráció és a családszerkezet változásai. A demográfiai változásokra erős hatással lesznek a gazdasági, a természeti környezettel kapcsolatos és a kulturális (ideértve az értékeket, vallásokat és a politikát) tényezők. Ezért az emberi döntéseknek, választásoknak - az egyéni és a kollektív döntéseknek egyaránt - a szándékoktól függetlenül demográfiai hatásai lesznek.

Martin Jenkins (ENSZ környezetvédelmi program monitorozó központja, Cambridge) a biodiverzitás kilátásait elemezte. Feltételezve, hogy az emberi viselkedés nem változik meg radikálisan, 2050-re jelentős változások várhatók a biodiverzitásban, az ökológiai rendszerekben. 2050-re jelentős számú faj hal ki. A trópusi erdők mai nagy területei lényegesen csökkennek és részekre szakadnak. A mérsékelt égövi erdők és a trópusi erdők egy része stabil marad vagy növekszik a területe, de a trópusi erdők flórája és faunája elszegényedik. A tengeri ökológiai rendszerek nagyon különböznek majd a maitól, kevesebb lesz a nagy tengeri ragadozó, az édesvízi biodiverzitás csaknem mindenütt komolyan lecsökken. Ezek a változások önmagukban nem fogják az emberi faj túlélését veszélyeztetni.

A sorozat első két írása a Science 2003. november 14-i számában jelent meg. A további írásokat rendre ismertetjük majd a Kitekintés rovatban. A sorozat cikkei egyéb kapcsolódó webinformációkkal kiegészítve a www.sciencemag.org/sciext/sotp internetes címen érhetők el.

J. L.


Nagy tudományos programtervek rangsora az USA-ban

Az amerikai Energiaügyi Minisztériumban (DOE) fontossági sorrendbe rendezték a nagy, távlati tudományos programokat. A DOE vezető tudósa, Raymond L. Orbach felkérte a minisztérium hét főosztályát, hogy állítsák össze azoknak a berendezéseknek a listáját, amelyek minimum 50 millió dollárba kerülnének, és a következő húsz évben meg kell építeni őket, hogy az USA vezető szerepet töltsön be a világ tudományos életében. Negyvenhat tételt javasoltak, ezeket külső tanácsadó testületek elé terjesztették. A bizottságok sorrendbe állították a javaslatokat, és további hét tételt adtak hozzá a listához. Ezután Orbach egymaga döntött: huszonöt beruházási tervet kihúzott a listából. A minisztérium szerint a bizottságok legjobb szándékaik mellett is mindig kompromisszumos döntést hoznak, ezért kellett az egyszemélyi döntést vállalni. A listától azt várják, hogy ennek ismeretében a kongresszus növelni fogja a kutatásra szánt összegeket. Természetesen senki sem számít arra, hogy valamennyi nagyberendezés megépülhet, de a lista jó recept lehet a pluszpénzek elköltéséhez.

Első helyre az ITER fúziós program került 5 milliárd dollárral. A döntés érdekessége, hogy az USA korábban kilépett a nemzetközi programból, és csak 2003-ban kapcsolódott be újra. (A részletekről lásd: "Kitekintés. Kedvező hírek a szabályozott termonukleáris kutatások világából", Magyar Tudomány, 2003/4.) A második helyen egy szuperszámítógép szerepel, amellyel például jobban modellezhető lesz a földi éghajlat. A harmadik helyen négyes holtversenyt hirdettek. A NASA-val közös program a világegyetem sötét energiájának űreszközökkel való tanulmányozása, az egymilliárd dolláros műhold fellövését 2014-re tervezik. Harmadik helyezett a lineáris gyorsító koherens fényforrás is. A 220 millió dolláros berendezés egy részecskegyorsító, amelynek segítségével anyagvizsgálati célokat szolgáló röntgen-lézert lehet működtetni. Ugyancsak harmadik a fehérjetermelő és -azonosító program, itt fehérjék tízezreinek tömegtermelése, kapcsolódási pontjaik felderítése a cél. Az angol ábécé szerint utolsó a harmadik helyezettek között a ritka izotópok gyorsítója, a ritka és sugárzó izotópok gyorsítása révén az erős kölcsönhatás részleteit szeretnék feltárni. A harmadik helyezettek után a hetedikek jönnek, itt már öt program szerepel egyenlő súllyal, egymáshoz képest nem rangsorolták őket: biomolekuláris képalkotás, a Jefferson Laboratórium nyalábja, az ESnet adathálózat és a NERS számítóközpont korszerűsítése, továbbfejlesztése, valamint nagyobb felbontású elektronmikroszkóp építése. A rövid távú javaslatok tizenkettes listáját a B-részecskék létrehozása a Tevatronnál program zárja. (A Tevatron ma a világ legnagyobb energiájú részecskegyorsítója, a B-részecskék b kvarkot tartalmaznak.) A 13-18. sorszámú tételeket középtávú feladatnak minősítették, a 13. tétel egy lineáris ütköztető részecskegyorsító. Frank Wilczek elméleti fizikus túl alacsonynak tartja a besorolást, az ehhez hasonló listák sohasem szoktak eljutni a 13.-hoz. A középtávú program további tételei: sejtrendszerek elemzése és modellezése; a spallációs neutronforrás korszerűsítése, második target a spallációs forráshoz; teljes fehérjeanalízis, föld alatti kettős béta-bomlás detektor, a következő fúziós tórusz kísérlet, a RHIC gyorsító korszerűsítése. A távlati programok között, a 21-28. helyen csak fizikai kísérleti berendezések szerepelnek: szinkrotron és más fényforrás, a RHIC gyorsító kiegészítése elektrongyűrűvel, az ITER bővítése, szuper neutrínó nyaláb, nagyenergiájú ionnyaláb fúziós kísérletekhez.

Malakoff, David - Cho, Adrian: ITER Tops DOE's List of Next Big Science Projects. Science. November 2003, 302, 14, 1126-1127

J. L.


Merre jár a Voyager?

Az 1977-ben pályára állított két Voyager űrszonda közül az első 13 milliárd kilométerre jár a Földtől, ez a Föld-Nap távolság nyolcvanötszöröse, 85 csillagászati egység (cs. e.). Stamatios M. Krimigis és kollégái szerint a Voyager-1 elérte a Naprendszernek azt a külső tartományát, ahol a napszél kezd belevegyülni a csillagközi közegbe. Frank B. McDonald és munkatársai viszont ugyanilyen meggyőzően amellett érvelnek, hogy a Voyager-1 még nem ért el ebbe a tartományba. A Nature hasábjain egymást követi a két tanulmány. Az mindenesetre egyértelmű, hogy a Voyager a Naprendszer olyan tartományában jár, ahonnan még sohasem kaptunk mérési adatot. Sajnos a napszél sebességét közvetlenül mérő műszer már évekkel ezelőtt felmondta a szolgálatot, így más mérésekből lehet következtetéseket levonni. A másodpercenként 400-750 kilométeres sebességgel haladó napszél az átmeneti tartományba érve jelentősen lelassul, sebessége a szuperszonikus tartományból a szubszonikusba lép át, az átmenetet lökéshullám megjelenése kíséri. A sebességcsökkenést a részecskesűrűség és a mágneses térerősség megváltozása jelzi. Az átmenet helyére vonatkozó becslések eléggé bizonytalanok, nyolcvanöt és százhúsz cs. e. közé teszik. Az átmeneti tartományban még egy jelentős változás megy végbe: a csillagközi térből a helioszférába belépő semleges gáz ionizálódik, majd a részecskék korábbi sebességük tízezerszeresére gyorsulnak fel. Krimigis csoportja a kisenergiájú részecskék elemzéséből következtetett, míg McDonald és munkatársai a felgyorsított részecskéket keresték.

A helioszféra határfelületének helye állandóan változik, kiterjedése a Nap tevékenységétől függ. Krimigis szerint a Voyager-1 tavaly nyáron kb. kétszáz napra behatolt az átmeneti tartományba, majd a tartomány határa kifelé mozdult el, ezért a műhold egyelőre ismét a szuperszonikus napszél tartományában repül. A két tanulmányt összehasonlító elemző Krimigis álláspontjának elfogadására hajlik. A Voyager-2 kb. húsz cs. e. távolságban követi az első Voyagert, ez a szonda még küldhet adatokat az átmeneti tartomány tulajdonságairól. A Voyager-1 három-négy cs. e./év sebességgel mozog, előbb-utóbb eléri a Naprendszer határát, a napszél plazma és a csillagközi plazma választóvonalát, ennek helyét ma százötven cs. e.-re teszik. Sajnos, mire a szonda 2020 táján odaér, energiaellátó rendszere már teljesen kimerül, és nem küld többet mérési adatokat. Negyvenéves repülés után belép majd a csillagközi térbe.

Érdemes újra felidézni a számokat: 13 milliárd kilométerről küld információkat egy huszonhét éve útjára indított szerkezet. Fantasztikus!

Krimigis, Stamatios M. et al.: Voyager 1 Exited the Solar Wind at a Distance of 85 AU from the Sun. Nature. 6 November 2003, 426, 45-48

McDonald, Frank B.: Enhancements of Energetic Particles near the Heliospheric Termination Shock. Nature. 6 November 2003, 426. 48-50

Fisk, Len A.: Over the Edge? Nature. 6 November 2003, 426 21-22

J. L.


Prímszám - több mint 6 millió számjegyből

Minden idők legnagyobb prímszámát azonosította a Michigan-i Állami Egyetem huszonhat éves vegyészmérnök hallgatója - adta hírül a New Scientist hírszolgálata 2003. december 2-án. ( www.newscientist.com/news)

A Michael Shafer nevű fiatalember által talált prím 6 320 430 számjegyből áll, 2 millióval több számjegyből, mint a máig ismert, eggyel és önmagán kívül más osztóval nem rendelkező legnagyobb szám. Shafer a Great Internet Mersenne Prime Search (GIMPS) prog-ram keretében érte el ezt a sikert. A projekt a világ minden részéről több mint 200 ezer számítógép - gyerekek, iskolák, egyetemek, cégek komputereinek - kapacitását használta fel az új prímszám kereséséhez. Egyetlen számítógéppel ezt huszonötezer év alatt lehetett volna felfedezni. Az előző "bajnokot" is a GIMPS keretében találták meg két évvel ezelőtt. Az a szám 4 053 946 számjegyből állt.

Shafer Pentium 4-es személyi számítógépén tizenkilenc napig ellenőrizte, hogy a most talált óriási szám, melyet öt hét alatt lehetne papírra leírni, valóban prímszám-e.

G. J.


Mesterséges vírus

Szintetikus vírust készítettek a Humán Genom Program felgyorsításáról híres Craig Venter egyik kutatóintézetében (Institute of Biological Energy Alternatives), az amerikai Marylandben. A hír Venter sajtótájékoztatója nyomán 2003. november 13-án jelent meg a BBC honlapján, majd november 14-én a Nature Science Update és a New Scientist online is közölte.

Egy baktériumokat megtámadó és elpusztító, phi-X174 nevű vírus mesterséges másolatáról van szó, amely tökéletesen úgy működik, mint természetes "testvére". Felépítéséhez olyan új, rendkívül hatékony technikát dolgoztak ki, amelynek segítségével két hét alatt felépítették a baktériumvírus DNS-láncát.

Az első mesterséges vírus létrehozásáról az ugyancsak amerikai Eckard Wimmer számolt be 2002 júliusában. Az általuk felépített gyermekbénulás- (polio) vírus azonban három év alatt készült el, és egy genetikai hiba következtében az igazitól eltérően nem volt fertőzőképes.

Elvileg Venterék távlati célja az, hogy rendkívül hatékony módszerükkel hasznos, az emberiség súlyos gondjaira megoldást kínáló mikroorganizmusokat konstruáljanak: például olyanokat, amelyek hidrogént termelnek, s így alternatív energiaforrást jelentenek. Olyanokat, amelyek megkötik a levegő széndioxidját, és így csökkentik az üvegházhatást. Vagy olyanokat, amelyek tengereken vagy olajfinomítók térségében lebontják az olajszennyeződéseket.

Mivel az új eljárás következményei beláthatatlanok, hiszen segítségével elvileg biológiai fegyvereket, eddig soha nem létezett életformákat lehet "összeeszkábálni", Venterék etikai bizottságot hoztak létre a felvetődő kérdések, problémák megfogalmazására. Ugyanakkor kijelentették, hogy hamarosan megjelenő cikkükben (Smith, H. O. - Hutchison, C. A. - Pfannkoch, C. - Venter, J. C.: Generating a Synthetic Genome by Whole Genome Assembly: PhiX174 Bacteriophage from Synthetic Oligonucleotides. Proceedings of the National Academy of Sciences. in the press, (2003)) a veszélyek csökkentése érdekében nem közlik részletesen az "organizmusgyártó" technológiát.

Venterék persze hiába titkolódznak, nyilvánvaló, hogy előbb-utóbb mások is rájönnek ötletük lényegére, és használhatják akár rossz szándékkal is. A viták tehát elkerülhetetlenek. Vannak persze, akik már most azzal érvelnek, hogy a természet produkálja a legszörnyűbb biológiai fegyvereket - lásd feketehimlővírus, antrax, azaz lépfenebaktérium, gyilkos galóca mérge - semmi szükség tehát arra, hogy bonyolult biotechnológiai módszereket használjanak biológiai fegyverek előállítására. Mások máris kontráznak: Venterék módszerével új életformák létrehozására is sor kerülhet. Ezek a természetbe kerülve előre nem látható ökológiai folyamatokat indíthatnak el, vagy új, ismeretlen betegségeket produkálhatnak. És bármennyire az emberiség javát akarja is szolgálni Craig Venter, a jövőbe ő sem lát.

G. J.


A diszkódrog károsítja a DNS-t

A fiatalok kedvelt stimulálószere, az Ecstasy, valamint a kokain kémiai változásokat idézhet elő az örökítőanyagban, a DNS-ben. A mutagén hatás következtében ezek a szerek daganatokat és más betegségeket okozhatnak. Az Olasz Nemzeti Kutatóintézet (CNR) munkatársa, dr. Giorgio Bronzetti állatkísérleteire hivatkozva jelentette ezt több nagy hírügynökségnek, (ABC, Reuters) 2003. december 5-én. Eredményeiről ugyanis a CNR jelentést adott közre. A kutató szerint eredményeikre már csak azért is érdemes felhívni a figyelmet, mert az ENSZ nemrégen elkészült tanulmánya szerint ma már az Ecstasy és más amfetamin-származékok tekinthetők a legnépszerűbb drogoknak. Fogyasztásuk 1995 és 2000 között hetven százalékkal emelkedett. Bronzettiék három éven át végzett kísérleteik során közvetlen kapcsolatot találtak az ecstasy-, illetve a kokainhasználat és a DNS mutációk gyakorisága között. Következtetéseik szerint, minél hosszabb ideig alkalmazza valaki ezeket a drogokat, örökítőanyagát annál több károsodás éri.

Az Ecstasy hatásairól egyébként évek óta folyik a vita: egyes kutatások szerint amellett, hogy tagadhatatlanul kiváltja a lelki függőséget, rendszeres használata károsítja a memóriát, a tanulási folyamatokat. Sokan azonban még ma is kiállnak az ecstasy ártalmatlansága mellett.

G. J.

Jéki László - Gimes Júlia


<-- Vissza a 2004/1 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra
[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]