Doorbraken

Dit waren de belangrijkste wetenschappelijke doorbraken van 2020

De beelden bij deze productie komen uit de top-10 die de fotoredactie van vakblad Nature selecteerde uit de wetenschappelijke beelden van 2020. Deze foto toont de coronacrisis van een andere kant. Mondkapjes zijn onderdeel geworden van het dagelijks leven, van mensen maar ook van deze apen. De beschermingsmiddelen hebben de verspreiding van het virus, Sars-Cov-2, geremd, maar zijn zelf ook verspreid in het milieu. Ze zijn een nieuwe bult op de toch al enorme berg plastics die de natuur belast. Beeld Hollandse Hoogte / AFP
De beelden bij deze productie komen uit de top-10 die de fotoredactie van vakblad Nature selecteerde uit de wetenschappelijke beelden van 2020. Deze foto toont de coronacrisis van een andere kant. Mondkapjes zijn onderdeel geworden van het dagelijks leven, van mensen maar ook van deze apen. De beschermingsmiddelen hebben de verspreiding van het virus, Sars-Cov-2, geremd, maar zijn zelf ook verspreid in het milieu. Ze zijn een nieuwe bult op de toch al enorme berg plastics die de natuur belast.Beeld Hollandse Hoogte / AFP

Het virus joeg de wetenschap naar ongekende hoogte in 2020. Maar er waren nog andere ontdekkingen.

Corona domineert de jaaroverzichten van Nature en Science. De grote wetenschappelijke tijdschriften zetten traditiegetrouw de doorbraken op een rij én de mensen die in het afgelopen jaar voor doorbraken zorgden. Het virus beheerst de ranglijsten.

In Nature’s top-10 van wetenschappers die afgelopen jaar nog belangrijker waren dan hun collega’s, hebben zeven mensen direct te maken met de corona-epidemie. Tedros Adhanom Ghebreyesus, de directeur-generaal van wereldgezondheidsorganisatie WHO staat erin, net als Kathrin Jansen, hoofd vaccinontwikkeling bij Pfizer, de farmaceut die als eerste een coronavaccin naar de markt bracht. Maar ook Zhang Yongzhen, de Chinese viroloog die in januari de complete genetische code van Sars-Cov-2 online publiceerde, waarna de wetenschappelijke strijd tegen het nieuwe virus kon beginnen. En Li Lanjuan, de 73-jarige Chinese epidemioloog, die in januari de overheid ervan wist te overtuigen miljoenenstad Wuhan compleet af te sluiten.

Science’ lijst van wetenschappelijke doorbraken van het jaar wordt aangevoerd door – hoe kan het anders – de coronavaccins. Die danken hun toppositie aan de ongekende snelheid waarmee ze worden ontwikkeld, en de veelheid aan technieken die daarbij worden ingezet.

In negen dagen is het al bijna een herkenbare vis: tijdreeks van de groei van een clownvis. De opname links is enkele uren na bevruchting van het eitje gemaakt, de opname uiterst rechts negen dagen later. De geboorte van deze clownvis, een bekende verschijning in aquaria, werd in beeld gebracht door de Duitse bioloog en wetenschapsjournalist Daniel Knop. Knop won daarmee de eerste prijs in Small World, een fotocompetitie van Nikon. Beeld Daniel Knop
In negen dagen is het al bijna een herkenbare vis: tijdreeks van de groei van een clownvis. De opname links is enkele uren na bevruchting van het eitje gemaakt, de opname uiterst rechts negen dagen later. De geboorte van deze clownvis, een bekende verschijning in aquaria, werd in beeld gebracht door de Duitse bioloog en wetenschapsjournalist Daniel Knop. Knop won daarmee de eerste prijs in Small World, een fotocompetitie van Nikon.Beeld Daniel Knop

Het vaccin dat als eerste beschikbaar kwam, dat van Pfizer, werd ontwikkeld door het Duitse BioNTech. Het is een noviteit op zich, omdat hier niet een afgezwakte ziekteverwekker wordt ingezet als vaccin – het traditionele recept – maar alleen een stukje van diens genetisch code. Die code blijkt voldoende om een beschermende immuunreactie in het lichaam op te wekken.

Kunstmatige intelligentie lost een puzzel op die geen mens aankan

Het virus nam virologen, epidemiologen en tal van medici in beslag, en legde in de andere takken van wetenschappen heel veel werk stil. Toch werden ook daar afgelopen jaar doorbraken geforceerd. Hoog in de lijst van Science staat DeepMind, een van oorsprong Britse bedrijf dat kunstmatige intelligentie ontwikkelt en dat nu eigendom is van Google. DeepMind publiceerde een algoritme waarvan normale mensen koud noch warm worden, maar dat wetenschappers opwindt.

Het algoritme berekent de structuur van eiwitten. Een helse klus. Eiwitten zijn lange ketens van verschillende aminozuren. De werking van zo’n eiwit, bijvoorbeeld als enzym in het lichaam, wordt echter niet alleen bepaald door zijn chemische samenstelling, maar ook door zijn ruimtelijke structuur. Ook al weet je precies welke aminozuren er in de keten zitten, dan nog weet je nog niet hoe het eiwit kronkelt en vouwt. Kunstmatige intelligentie lost hier een puzzel op die geen mens aankan, omdat het aantal wisselwerkingen tussen de aminozuren in een eiwit veel te groot is.

In afgebrande huizen in de Amerikaanse staat Oregon zoeken brandweerlieden naar menselijke resten. Hun helmen steken fel af bij het rode bluspoeder dat straten en huizen bedekt. De Amerikaanse westkust werd afgelopen jaar getroffen door een ongekend aantal bosbranden. En niet alleen de VS. Toen het jaar begon waren de vlammen bezig om in Australië 20 procent van alle bomen te vernietigen. En er kwam in 2020 recordmeldingen van bosbranden uit verscheidene hoeken van de wereld, van Siberië tot het Amazonegebied. Wetenschappers zien een onmiskenbaar verband met klimaatverandering en opwarming. Beeld REUTERS
In afgebrande huizen in de Amerikaanse staat Oregon zoeken brandweerlieden naar menselijke resten. Hun helmen steken fel af bij het rode bluspoeder dat straten en huizen bedekt. De Amerikaanse westkust werd afgelopen jaar getroffen door een ongekend aantal bosbranden. En niet alleen de VS. Toen het jaar begon waren de vlammen bezig om in Australië 20 procent van alle bomen te vernietigen. En er kwam in 2020 recordmeldingen van bosbranden uit verscheidene hoeken van de wereld, van Siberië tot het Amazonegebied. Wetenschappers zien een onmiskenbaar verband met klimaatverandering en opwarming.Beeld REUTERS

Radioflitsen krachtiger dan ooit

En terwijl het coronavirus zich over de aarde verspreidde, werd elders in ons Melkwegstelsel iets bijzonders gezien: Canadese sterrenkundigen detecteerden in april een radioflits die krachtiger was dan ooit. Zo’n flits van radiogolven duurt maar een paar duizendsten van een seconde, en als ze al worden waargenomen, zijn ze meestal afkomstig van andere sterrenstelsels. Te ver weg om de bronnen te achterhalen. Het was voor de wetenschap dan ook een raadsel wat die fast radio bursts veroorzaakte.

Met de waarneming dit jaar van een radioflits in eigen huis, lijkt dat raadsel nu deel opgelost. Want zo dichtbij kon de bron wél worden gevonden. De bron was een magnetar, een neutronenster die aan het eind van zijn leven is gekomen. Het overblijfsel heeft een enorme dichtheid – de massa van een ster samengepropt in een flinke stad – en een magnetisch veld dat biljoenen keren sterker is dan dat van de aarde. Met de Canadese waarneming werd aangetoond dat magnetars fast radio bursts kúnnen veroorzaken. Nu moet nog blijken of ze daarin uniek zijn, of alle radioflitsen die worden waargenomen inderdaad afkomstig zijn van die stervende sterren.

Geen goudklompjes, maar het oppervlak van de zon. De opname heeft een resolutie die groter is dan ooit, en is het visitekaartje van de nieuwe Daniel K. Inouye-telescoop op Hawaï. De telescoop, waaraan twintig jaar is gewerkt, stuurde in januari dit beeld de wereld in. Het instrument is speciaal gebouwd om de zon te bestuderen. De gele vlakjes zijn plasmacellen, waar de gloeiende hete plasma van het binnenste van de zon aan de oppervlakte komt. Langs de donkere randen gaat het, wat afgekoeld, weer naar beneden. Zo’n goudgeel vlakje is ongeveer vijftien keer zo groot als Nederland. Beeld via REUTERS
Geen goudklompjes, maar het oppervlak van de zon. De opname heeft een resolutie die groter is dan ooit, en is het visitekaartje van de nieuwe Daniel K. Inouye-telescoop op Hawaï. De telescoop, waaraan twintig jaar is gewerkt, stuurde in januari dit beeld de wereld in. Het instrument is speciaal gebouwd om de zon te bestuderen. De gele vlakjes zijn plasmacellen, waar de gloeiende hete plasma van het binnenste van de zon aan de oppervlakte komt. Langs de donkere randen gaat het, wat afgekoeld, weer naar beneden. Zo’n goudgeel vlakje is ongeveer vijftien keer zo groot als Nederland.Beeld via REUTERS

Lees ook:

De mitsen en maren van het nieuwe vaccin tegen corona

Volgens de voorlopige resultaten biedt het vaccin van Pfizer en BioNTech 90 procent bescherming tegen het coronavirus. Hoe goed is dit nieuws?

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2021 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden