Forskningens tio-i-topp

Varje år rankar tidskriften Science årets tio viktigaste genombrott. Det är en topplista som brukar få stort genomslag i forskarvärlden - att hamna på den är mycket ärofyllt.

I år toppas listan av Poincarés förmodan. Det är ett matematiskt bevis som - visar det sig nu i efterhand - löstes för fyra år sedan. Då hade det gäckat matematikerna i nästan hundra år.

Den franske matematikern Henri Poincaré formulerade problemet. Mycket förenklat kan det beskrivas så här:

Tänk dig en badboll och en badring. Det är en grundläggande skillnad på badbollen och badringen såtillvida att badringen har ett hål i mitten. Badbollen däremot är "sluten" i sin form.

I princip kan alla föremål kokas ner till dessa grundläggande egenskaper. Antingen kan de knådas ihop till sfärer, som badbollens yta, eller så har de hål. En kaffekopp, till exempel, liknar badringen eftersom den har ett hål i form av ett öra.

Badbollar, badringar och kaffekoppar i vår vanliga värld är tredimensionella föremål med tvådimensionella ytor.

Men Poincarés förmodan handlar om tredimensionella ytor som omger fyrdimensionella föremål. De går knappast att föreställa sig bildmässigt, men matematiker kan räkna på dem.

Poincaré förmodade att en tredimensionell sfär är den enda tredimensionella motsvarigheten till en "badbollsliknande", sluten form.

Det visade sig hopplöst svårt att bevisa. Däremot kunde matematikerna bevisa att principen gällde för sfärer i ännu högre dimensioner (ja, sådana finns faktiskt i matematikens värld).

Poincarés förmodan var fortfarande olöst år 2000 och utnämndes till ett av de så kallade millennieproblemen. Ett institut i USA har listat dessa sju viktiga matematikproblem, och den som löser något av dem får en miljon dollar i prissumma.

Inget av prisen har ännu delats ut.

Men i november år 2002 inträffade en sensation i matematikvärlden. Ryssen Grisja Perelman lade ut ett utkast till bevis på den vetenskapliga sajten ArXiv.

Grisja Perelman kommer från Sankt Petersburg. Han gick på ett anrikt matematik- och fysikgymnasium och vann guldmedaljen i matematik-OS för ungdomar år 1982. Han studerade matematik vid universitetet och har därefter verkat vid det likaledes anrika Steklovinstitutet i samma stad.

I tre år var han också gästforskare i USA. Han återvände till S:t Petersburg som 29-åring, och därefter blev det knäpptyst om honom i sju år - tills beviset dök upp på internet.

Han blev omedelbart inbjuden på en föredragsturné till amerikans­ka universitet. Där fick han många frågor från andra matematiker, och ­allihop kunde han besvara tillfredsställande.

Under år 2003 lade han ut ytterligare två artiklar om sitt bevis på ArXiv. Matematikvärlden började bli alltmer övertygad om att han faktiskt hade funnit lösningen på problemet. Och inte bara på Poincarés förmodan! Utan också på ett mer allmänt problem, som kallas William Thurstons geometriseringsförmodan. Det innefattar Poincarés förmodan, men ger också nya och grundläggande verktyg till geometrin.

Det fanns dock detaljer som var oklara och ofärdiga i Perelmans bevis. Själv verkade han ointresserad av att lösa dem.

Andra matematiker slet med att granska lösningen och fixa till de sista detaljerna.

I år kom tre sådana artiklar. Dessvärre tycks det ha uppstått stor osämja i samband med granskningsarbetet. Grisja Perelman själv sägs ha förlorat sina illusioner om matematikvärlden. Han påstås ha lämnat Sverdlovinstitutet, bo hemma hos sin mamma och ägna sig åt att plocka svamp i skogarna utanför S:t Petersburg.

Men uppgifterna är knapphändiga. Han ger inte intervjuer.

I augusti tilldelades han Fieldsmedaljen, den finaste utmärkelse en matematiker kan få. Men han vägrade att ta emot den.

Om formaliteterna kan lösas får han med största sannolikhet också ett Millenniepris på en miljon dollar. Om han nu vill ha det.

Han får i alla fall äran av år 2006 års största vetenskapliga genombrott, antingen han vill eller inte.

Tvåa på Sciences lista är kartläggningen av neandertalarens dna. Det är ett genombrott med starka, svenska inslag.

Arbetet har letts av Svante Pääbo, ursprungligen från Uppsala, men numera chef för Max Planckinstitutet för evolutionär antropologi i Leipzig i Tyskland.

Den teknik som har gjort det möjligt att kartlägga svårt anfrätt dna från 38.000 år gamla benknotor har utvecklats på KTH i Stockholm (se ruta på nästa sida).

Dna-analyserna har bara börjat. Det kommer att ta två år innan vi får en mer utförlig jämförelse om vad som skilde neandertalarna från oss moderna människor, och varför de dog ut medan vi överlevde.

Men resultaten så här långt visar i alla fall att tekniken fungerar. Och de avslöjar också att neandertalarnas och människans släktträd skildes åt för 500.000 år sedan. Så vitt forskarna hittills kan se finns inga spår av att bägge arterna skulle ha korsat sig med varandra senare än så.

Trea på listan är de smältande isarna på Grönland och Antarktis. Det förvånar forskarna att isarna verkar smälta så snabbt. Den globala uppvärmningen till följd av människans utsläpp av växthusgaser har ju bara börjat. Än så länge har jorden bara värmts upp måttliga 0,7 grader.

Men flera olika typer av satellitmätningar visar att isen smälter häpnadsväckande fort. De olika mätningarna och analyserna ger lite olika resultat om takten. Men alla pekar på att havsytan kommer att höjas avsevärt det närmaste sek­let till följd av både smältning och varmare vatten.

Det får förödande konsekvenser för bebodda trakter som ligger låglänt, till exempel Bangladesh, New Orleans i USA och Nilens delta i Egypten.

Fjärdeplatsen får en fisk som steg upp på land. Den var tre meter lång och levde i det som nu är Ellesmere Island i norra Kanada. Men för 375 miljoner år sedan levde djuret, som fått namnet Tiktaalik roseae, i en grund älv.

Den var en fisk och hade gälar att andas med. Men den hade också utvecklat en hals att vrida på huvudet med, och fenorna hade så smått börjat likna fötter. Tiktaalik är det bästa exemplet hittills på övergången mellan fisk och fyrfota landdjur.

Tro det eller ej, men femma i år blev en osynlighetsmantel à la Harry Potter. Eller åtminstone nästan som i sagans Harry Potter.

Det handlar om ett så kallat metamaterial med förmåga att böja ljus. Än så länge fungerar materialet bara i vissa våglängder i mikrovågsspektrat. Men forskargruppen på Duke-universitetet i USA har verkligen lyckats dölja ett litet kopparstycke med en ring av det nya materialet för sådana mikrovågor.

Materialet har emellertid begränsat värde för spioner och trollkarlar, eftersom man visserligen blir osynlig, men man kan inte heller se ut.

Sexan handlar om ett stort medicinskt genombrott: en ny behandling av så kallad makuladegeneration, populärt benämnd "gula fläcken".

Makuladegeneration beror på att näthinnans gula fläck blir övervuxen med nya små blodkärl. Det är den vanligaste orsaken till att gamla i Sverige förlorar synen.

I somras visade en studie i New England Journal of Medicine att ett nytt preparat, Lucentis, kan förbättra synen hos en tredjedel av patienterna, och stabilisera tillståndet hos nästan alla de andra.

Lucentis är ännu inte godkänt i Sverige. Men det är en snarlik substans, en cancermedicin som heter Avastin. Ögonläkare i bland annat Sverige har redan startat försöksverksamhet med Avastin.

Det vore en stor fördel om cancermedicinen Avastin fungerade lika bra som det nya preparatet Lucentis, för cancermedicinen är mer än hundra gånge r billigare.

På sjunde plats kommer flera rön om hur nya arter bildas. Ett av dem är ett spektakulärt bevis för att en ny art faktiskt kan bildas när två tidigare arter korsar sig med varandra.

Forskare i Panama har lyckats frambringa en sådan ny art i sitt laboratorium. De korsade två fjärilsarter, en med ett gult streck på vingen och en med ett rött streck. Den nya arten fick både ett gult och ett rött streck, och de gamla arterna ville inte para sig med den.

Åtta blev två nya mikroskoptekniker, kallad PALM och STED. STED kan bland annat användas för att observera när nervceller skickar ut signalsubstanser. PALM har en upplösning på nanometrar och kan följa enskilda molekyler inne i cellen.

På nionde plats hamnar nya rön om hur minnet fungerar på cell- och molekylnivå. Forskarna har länge antagit att en mekanism som kallas "långtidsförstärkning" är inblandad när minnen etsar sig fast i våra hjärnor. Det innebär att kontakterna mellan nervcellerna förstärks.

I år har det kommit flera belägg för att dessa trettio år gamla teorier stämmer.

På tionde plats kommer nya detaljer om RNAi, den teknik som belönades med årets Nobelpris i medicin.

De allra senaste åren har ju forskarna upptäckt att dna-molekylens mer okända rna gör ett väl så viktigt jobb i cellen. Nobelpristagarna upptäckte att man kan skicka in små bitar av dubbelsträngat rna, och på så vis stänga av hela gener och styra cellens verksamhet. Det finns stora förhoppningar om att denna teknik ska leda till nya medicinska behandlingar och ny växtteknik.

Det finns flera olika sorter av de små rna-molekylerna som gör jobbet. Årets upptäckt handlar om små rna-molekyler som kallas för piRNA. De påverkar nämligen en grupp av gener som kallas för Piwi.

• Dela med andra
  • Facebook
  • Digg
  • Stumble Upon
  • Del.icio.us
  • Pusha
• Rätta artikeln
•  Textstorlek
• Tipsa
• Skriv ut