Alla soglia di Natale è momento di bilanci anche in campo scientifico e puntuale anche quest’anno è arrivata la top ten della rivista Science.

Breakthrough of the Year per il 2017 sono ancora una volta le onde gravitazionali. Scoperta che quest’anno arriva impreziosita del riconoscimento del Nobel, che lo scorso ottobre ha conferito proprio alla onde gravitazionali il premio per la fisica. Ma non si tratta di una ripetizione: la scoperta dell’anno per Science è sì alle onde gravitazionali, ma al traguardo annunciato neanche un paio di mesi fa, ovvero all’osservazione delle onde gravitazionali provenienti dallo scontro di due stelle a neutroni e non legate ai buchi neri. Un traguardo ricordato anche nelle personalità scientifiche dell’anno  dalla rivista Nature, che ha incluso nella lista l’astronoma Marica Branchesi della collaborazione Virgo per aver partecipato al risultato.

Ma vediamo nel dettaglio quali sono le scoperte dell’anno.

Fisica, tra onde gravitazionali e neutrini
La notizia della nuova osservazione delle onde gravitazionali aveva fatto il giro del mondo, soprattutto perché si trattava di un evento eccezionale, ricorda lo speciale di Science, qualcosa di mai visto prima che permetteva, nell’insieme, di confermare la teoria della relatività generale, mostrare la nascita di elementi pesanti nell’universo e avvalorare alcuni modelli astrofisici.

E che ha messo insieme occhi diversi in giro per il mondo e fuori dal nostro pianeta, non solo gli interferometri Ligo e Virgo ma anche per esempio i telescopi spaziali come il Fermi Gamma-ray della Nasa e l’Integral dell’Esa. Questi hanno permesso di osservare un’emissione di radiazione associata alle onde gravitazionali, come i lampi di raggi gamma, la cui origine sarebbe riconducibile appunto alla fusione di due stelle di neutroni. Un fenomeno lontano, avvenuto si stima a 130 milioni di anni luce, nei pressi della galassia NGC 4993. Dopo i buchi neri e le stelle di neutroni, la speranza dei ricercatori, riferisce Science, è quella di osservare ancora onde gravitazionali, possibilmente di diversa origine, così da continuare a decifrare i misteri dell’Universo.

Gli altri traguardi nel campo della fisica dell’anno ricordati dalla rivista riguardano la rivelazione di un fenomeno a lungo cercato e difficile da acciuffare: un tipo particolare di interazione dei neutrini con la materia. Un’interazione sfuggente (nota come coherent elastic neutrino-nucleus scattering) resa possibile grazie a un piccolissimo rivelatore per neutrini.

Ma il 2017 non è stato certamente solo l’anno della fisica. È stato pure l’anno è stato scoperto una nuova specie di orango, la terza: Pongo tapanuliensis. Una specie già in pericolo, e di cui rimangono solo 800 esemplari. Nei documenti d’identità si raccontava come una popolazione di oranghi nell’isola di Sumatra fosse in realtà diversa da quelle note e avesse una storia a sé.

L’anno che sta per chiudersi verrà anche ricordato come quello dei grandi passi avanti fatti in diversi ambiti scientifici. Così è stato nel campo della microscopia crioelettronica, una tecnica che consente di congelare le molecole permettendone l’osservazione a dettagli elevatissimi, quasi atomici. Quest’anno in particolare oltre ad aggiudicarsi il premio Nobel per la Chimica, la tecnica – una rivoluzione rispetto alla cristallografia a raggi X, un metodo di imaging che richiede la cristallizzazione delle molecole – ha permesso di portare a casa diversi risultati. Ha consentito di osservare i dettagli dei marcatori dell’Alzheimer, di immortalare i dettagli del sistema di editing genetico Crispr o di mostrare per esempio come gli enzimi riescono a riparare rotture nel dna.

Di passi avanti sono stati compiuti anche nel campo della diffusione dei risultati scientifici, con l’affermarsi della diffusione del preprint, con server come bioRxiv, anche nel campo della biologia. La pratica del preprint, ovvero la diffusione dei propri lavori prima della pubblicazione e senza peer-review, era stata finora molto diffusa nel campo della fisica ma non in quello della biologia.

Nella lista delle scoperte dell’anno la rivista Science include anche gli avanzamenti compiuti nel campo dell’editing genetico. Ricordando il lavoro fatto nel campo del base editing – la tecnica che mira a correggere piccole mutazioni nel materiale genetico, una sorta di spinoff di Crispr, da David Liu della Harvard University, Science rispecchia in parte le scelte della collega Nature, che ha incluso il ricercatore tra le personalità scientifiche dell’anno. Insieme a Liu viene ricordato il lavoro fatto nel campo anche da Feng Zhang del Broad Institute di Cambridge sull’rna. Accanto alle loro ricerche quest’anno è arrivato anche il lavoro di alcuni scienziati cinesi che hanno usato a tecnica di base editing per riparare difetti genetici in embrioni umani.

Nel campo della medicina viene ricordata dalla rivista l’approvazione da parte della Food and Drug Administration (Fda) di un farmaco oncologico (pembrolizumab), per la prima volta indicato nel trattamento dei tumori solidi avanzati che presentino determinate caratteristiche genetiche che lo predispongono ad accumulare molte mutazioni nel dna. Si tratta “della prima volta in cui viene approvato un trattamento antitumorale sulla base di un biomarcatore comune piuttosto che sul sito da cui ha avuto origine il tumore”.

Sempre nel campo della medicina vengono ricordati i passi avanti compiuti quest’anno nella terapia genica (la vera rivoluzione dell’anno secondo i lettori di Science che hanno potuto votare le scoperte più importanti del 2017), come quelli relativi alla sfera oncologica e quelli osservati in alcuni bambini con atrofia muscolare spinale (SMA1), presentati il mese scorso sul New England Journal of Medicine. Nello studio i ricercatori hanno osservato che somministrando un vettore virale contenente la copia del gene mutato, per 11 bambini su 12 era possibile parlare, star seduti da soli e addirittura camminare in maniera indipendente.

Sul fronte delle scienze della terra rientra nelle scoperte dell’anno lo studio sull‘atmosfera che arriva da un lontanissimo passato, compiuto grazie a ghiacci recuperati in Antartide e risalenti a 2,7 milioni di anni fa. Questi ghiacci intrappolano infatti gas risalenti al passato, la cui analisi permette di conoscere meglio la storia climatica del nostro pianeta, in relazione in particolare alle ere glaciali. Le analisi compiute su questi campioni nel dettaglio hanno mostrato che al tempo le concentrazioni di anidride carbonica erano pari a 300 parti per milioni, contro le 400 di oggi. Un dato consistente secondo alcuni con l’ingresso del pianeta nelle fasi di ere glaciali.

Guardando al passato c’è stato spazio per continuare a far luce anche sulla nostra di storia, non solo su quella del pianeta. A giugno è arrivata infatti la notizia che l’origine dell’Homo sapiens potrebbe essere più antica di quanto creduto finora e risalire a circa 300 mila anni fa. A suggerirlo le analisi su alcuni resti di un insediamento in Marocco.

Menzioni vengono riservate in chiusura a quello che non va e non è andato nella scienza, anche in questo caso in modo analogo a quanto fatto per le personalità scientifiche della rivista Nature. I temi e le problematiche su cui Science invita a riflettere riguardano le criticità percepite e sollevate da una parte della comunità scientifica dopo l’arrivo di Trump al governo, dai ritardi nella nomina di uno science adviser per la Casa Bianca a nomine invece che sono arrivate e hanno fatto discutere. Tra i breakdown dell’anno i casi di molestie sessuali e discriminazioni che hanno colpito la comunità scientifica e contro cui c’è speranza che si stiano prendendo misure adeguate per denunciare, contrastare e punire il fenomeno.

Infine, il 2017 sarà ricordato per essere stato un anno nero per la situazione dei cetacei, con diverse specie tra focene, balene e delfini, di cui rimangono pochi esemplari, e il cui futuro appare a rischio.

Riccardo Dinoves