Ce sont les faits scientifiques de 2020 selon les scientifiques et les experts de notre conseil consultatif.
Science Eos a fêté ses 37 ans en 2020. Depuis le début en 1983, notre équipe éditoriale a été assistée par un conseil consultatif. Il est composé de scientifiques et d'experts qui nous font part de leurs retours, nous aident à réfléchir à de futurs projets et font le pont entre notre équipe éditoriale et le monde scientifique. Nous avons demandé aux membres ce qu'ils pensent être le fait scientifique ou la percée de 2020.
"Le premier confinement s'est finalement avéré être une expérience climatique" Géologue Manuel Sintubin, KU Leuven
Pendant le confinement, le monde a été pratiquement fermé. Manuel Sintubin :"Au plus fort du confinement (mars-avril), cela a conduit à un maximum de 17 % de CO2 en moins par jour émissions. Les transports (y compris l'aviation) ont représenté environ la moitié de ces réductions d'émissions. Il est remarquable que l'arrêt presque complet du monde n'ait "que" eu un impact aussi limité sur les émissions mondiales.'
Chaque action climatique supplémentaire que nous prenons à l'échelle mondiale nous apporte plus proche de l'objectif parisien de 2°C. C'est une nouvelle encourageante Manuel Sintubin
'Le métabolisme socio-économique mondial est loin d'être climatiquement neutre. Sur une base annuelle, la crise corona fera probablement en sorte que nous avons émis sept pour cent de moins qu'en 2019. C'est le pourcentage de réductions d'émissions annuelles que nous devrions maintenir pendant des décennies à partir de maintenant pour atteindre l'objectif de 2°C de Paris. . Cela a sûrement été une "révélation" qui met les objectifs de Paris en perspective."
'En outre, cette année, les scénarios les plus extrêmes que le GIEC a suivis dans les rapports précédents, notamment le RCP8.5, ont été critiqués, principalement parce qu'ils ont été trop souvent décrits comme "le statu quo". " ou " sans politique ". Des études indiquent que les scénarios « sans politique » ne sont plus pertinents dans le monde réel dans lequel les actions climatiques sont de plus en plus mises en avant dans les politiques. De plus, il semble de plus en plus qu'avec les mesures climatiques actuelles (scénarios 'pression croissante') nous serons déjà en dessous de 3°C en 2100, donc sans trop de mesures climatiques supplémentaires. Cette voie doit donc en fait être considérée comme le nouveau scénario « business as usual ». Chaque action climatique supplémentaire que nous prenons à l'échelle mondiale nous rapproche de l'objectif de Paris de 2°C. Je pense que c'est une nouvelle encourageante."
«Enfin, des études confirment également qu'une fois les émissions nettes nulles atteintes, les températures mondiales se stabilisent. Cela donne également une perspective et souligne une fois de plus que notre objectif doit être d'atteindre le zéro émission nette le plus rapidement possible.'
'Malgré le lien évident entre nos relations avec la planète et la pandémie actuelle, la crise de la biodiversité et du climat a disparu de la scène' Biologiste Tine Huyse, Musée royal de l'Afrique centrale
"Lorsque vous parlez de 2020, vous ne pouvez bien sûr pas ignorer l'histoire du COVID-19. La rapidité avec laquelle le virus a conquis le monde, mais surtout la rapidité avec laquelle les vaccins ont été développés, est révélatrice. Le premier illustre que nous sommes plus connectés que jamais à tous les coins du monde, tandis que le second nous rappelle l'adage séculaire, "là où il y a une volonté, il y a un chemin". Le temps et les ressources libérées, y compris l'accélération des procédures, ont été sans précédent. Le contraste avec la lenteur du développement du vaccin contre Ebola est saisissant. Cependant, le virus Ebola est bien plus meurtrier que le virus COVID-19, mais il n'existe "que" en Afrique.'
'Mobiliser les gens et les gouvernements pour la crise chronique, ce serait une percée' Tine Huyse
«Il y a aussi des leçons importantes à tirer. Ce que les biologistes mettent en garde depuis longtemps s'applique encore plus :il faut traiter différemment les animaux et leur environnement. Prenez l'abattage et la volaille par exemple; ils sont cultivés trop près les uns des autres, ce qui est idéal pour que les virus et les bactéries se propagent rapidement. Le stress accru chez les animaux dans ces conditions non naturelles entraîne également une diminution de la résistance, ce qui permet aux agents pathogènes d'agir encore plus facilement.
« Un autre exemple important est l'exploitation des forêts tropicales et le commerce d'espèces menacées. Cela aussi doit être mieux traité. Des mesures d'exploitation forestière et d'exportation plus strictes, ainsi que des sources de revenus alternatives pour la population vivant dans des zones riches en espèces, pourraient réduire la demande de viande de gibier."
«Malgré le lien clair entre nos relations avec la planète et la pandémie actuelle, la crise de la biodiversité et du climat a disparu de la scène. Cependant, les conséquences de cela feront beaucoup plus de victimes que COVID-19. Le développement ultra-rapide d'un vaccin pour mettre fin à la crise sanitaire aiguë peut être qualifié de miracle mineur, mais mobiliser les gens et les gouvernements pour une crise chronique, ce serait une percée.'
'Et pour couronner le tout. Pendant un moment, il a semblé que les experts scientifiques allaient se voir attribuer un rôle plus important dans la politique, mais cela n'avait pas été prévu par les politiciens et l'opinion publique. La science derrière le virus s'est rapidement estompée. Restreindre nos libertés serait plus facile à digérer si nous comprenions mieux pourquoi. Donc, ce que COVID-19 nous a également appris, c'est à quel point le journalisme scientifique approfondi est important, au-delà des one-liners et de l'hystérie.
'Corona nous pousse avec le nez sur les faits :le vert est essentiel, même s'il est trop peu présent et de moins en moins diversifié' Communicateur scientifique Reinout Verbeke, Institut royal des Sciences naturelles de Belgique
« 2019 a été l'année des absentéistes climatiques. Les combattants de la biodiversité ne pouvaient pas y accrocher leur charrette. Mais ensuite, la couronne est arrivée. Chacun isolé sur ses quelques mètres carrés. Si vous avez un brin de verdure à distance de marche, vous êtes déjà au paradis. Un jardin devient une cabane d'observation. Corona nous pousse aux faits :le vert est essentiel, bien qu'il y en ait trop peu et qu'il soit de moins en moins diversifié. Le COVID-19 met également en évidence les conséquences de la perte de biodiversité à l'échelle mondiale. Les humains détruisent les habitats naturels à une vitesse vertigineuse, vivent trop près des espèces porteuses de virus et continuent de commercer des animaux sauvages. Ce sont des catalyseurs de zoonoses telles que la corona. David Attenborough a travaillé sur Netflix et Instagram puiser dans l'esprit des jeunes et des moins jeunes pour aider à inverser la crise de la biodiversité. En Belgique, plus de 90 organisations se sont regroupées sous #samenforbiodiversity. Le Muséum des sciences naturelles a pu ouvrir une nouvelle galerie de la biodiversité, 'Planète Vivante', entre deux confinements. L'élan semble avoir été saisi. Mais la réalisation s'estompera-t-elle lorsque les années folles arriveront ? Comment cela se traduira-t-il en politique dans les années à venir ? C'est l'heure de l'argent pour la biodiversité.
"Le réchauffement climatique a désormais également atteint les profondeurs marines" l'expert des océans Jan Stel
En septembre, Karina von Schuckmann, avec 39 autres scientifiques du monde entier, a publié les nouveaux chiffres du déséquilibre énergétique de la Terre (EEI). C'est l'indicateur le plus important du réchauffement climatique et des changements climatiques associés. La recherche a été menée dans le cadre du Système mondial d'observation du climat. Ce système d'observation global se compose d'un certain nombre de systèmes de surveillance spécifiques de l'océan, de la terre, de l'atmosphère, etc. Ensemble, ils constituent les composants du système climatique de la Terre.'
'La recherche montre que l'augmentation de la chaleur entre les années 1971 et 2018 n'était plus préférablement que de 358 ± 37 ZJ. Zettajoule représente 1 joule, un 1 avec pas moins de 21 zéros. Les activités humaines, une croissance démographique explosive et un mode de vie occidental gaspilleur en sont la cause. Entre 1971 et 2018, 89% ont été occupés par l'espace océanique. Les différentes nuances de bleu du graphique montrent que cette absorption de chaleur se déplace lentement vers les profondeurs marines. Sur terre, l'augmentation de la chaleur au cours de la même période était de 6 %. Quatre pour cent sont utilisés pour faire fondre la banquise et un pour cent pour réchauffer l'atmosphère.'
"Il est important que chacun comprenne le rôle de l'océan dans nos vies" Jan Stel
'Cela montre que l'IEE au sommet de l'atmosphère ne se stabilise pas, mais augmente. Cela signifie qu'il reste encore un long chemin à parcourir pour respecter les accords de Paris il y a cinq ans. Il devient également clair que le rôle tampon de l'océan acidifiant est crucial. Pourtant, peu d'attention est accordée à la connaissance des océans ou à la connaissance des océans dans les écoles. C'est un oubli. Il est important que chacun comprenne le rôle de l'océan dans nos vies et l'effet de notre mode de vie non durable sur sa santé et donc sur notre survie."
"2020 a été l'année la plus chaude pour la supraconductivité, mais malheureusement aussi pour la Terre" Chimie des matériaux Marlies Van Bael, Université de Hasselt
'Après que Bednorz et Müller aient découvert la 'supraconductivité à haute température' (lire :à des températures d'azote liquide de -238°C) dans les matériaux céramiques en 1986, et aient reçu le prix Nobel en 1987, un beaucoup d'espoir est né que des matériaux seraient un jour trouvés capables de conduire le courant électrique à température ambiante sans résistance, et donc sans perte d'énergie. Le sujet de recherche était si "chaud" à la fin des années 80 et au début des années 90 que de nombreuses équipes de recherche se sont concentrées sur le thème. Aussi l'équipe de l'Université de Hasselt dans laquelle j'ai commencé mon doctorat. En tant que chercheur doctorant débutant, je suis allé à la recherche de la synthèse et de l'effet des substitutions d'éléments sur les propriétés supraconductrices de ces matériaux intrigants.'
'Le grand battage médiatique s'est depuis longtemps estompé après quelques décennies, mais le rêve a continué à couver et voici... il semble y avoir des fonceurs qui ont finalement trouvé un matériau en 2020 (constitué d'hydrogène, de soufre et de carbone) qui est supraconducteur à une température ambiante fraîche de 15°C (et moins). Il n'est certainement pas clair si cela conduira immédiatement à des applications pratiques, car le matériau ne peut présenter cette propriété qu'à une pression extrêmement élevée. Mais quand même... l'un de mes rêves d'enfance scientifique s'est réalisé avec cela, et bien que mes recherches sur les supraconducteurs à haute température aient été abandonnées depuis 20 ans maintenant, j'étais un peu enthousiasmé par ce que la recherche fondamentale sur les matériaux peut accomplir si vous lui donnez assez de temps et d'opportunités. '
«Ce qui me rend encore plus excité ces jours-ci, c'est le changement climatique et surtout le possibilités, nous devons faire quelque chose à ce sujet avec la science et la technologie. Que 2020 soit peut-être l'année la plus chaude jamais enregistrée est mon fait scientifique le plus important de cette année. J'espère que les décideurs politiques du monde entier favoriseront la foi et la confiance dans la science et encourageront et soutiendront tant d'étudiants motivés, de chercheurs juniors et seniors dans leur mission de donner à notre planète et à ses habitants un avenir radieux."
Bien sûr, le COVID-19 ne peut pas manquer dans ce tour d'horizon annuel. Le virus SARS-CoV-2 a complètement paralysé notre vie sociale. En même temps, il était extrêmement occupé dans les laboratoires biomédicaux. Un peu moins d'un an après l'apparition du SRAS-CoV-2, les chercheurs ont atteint leur objectif :un vaccin. La revue Sciences appelle le développement rapide de vaccins efficaces contre le COVID-19 la percée de 2020. Le professeur et gynécologue Hendrik Cammu et le professeur Open Science Jean-Claude Burgelman, tous deux membres de notre conseil consultatif, sont d'accord.
'Plusieurs vaccins contre le COVID-19 ont été développés en 12 mois, alors que le précédent "vaccin le plus rapide de tous les temps" (contre les oreillons) a mis quatre ans à se développer. La percée des vaccins à ARNm est également frappante' Hendrik Cammu, UZ Brussel
'Le développement ultra-rapide a été rendu possible en partie par le libre accès aux publications et aux données, la disponibilité massive des résultats de la recherche. Pour moi, 2020 est donc l'année où la science ouverte a sauvé des vies' Jean-Claude Burgelman, Vrije Universiteit Brussel
'Un aperçu rapide du virus grâce à la cryo - microscopie électronique' Chimiste Luc Van Meervelt, KU Leuven
'Entre-temps, tout le monde connaît le modèle du coronavirus avec ses pics typiques. Ces "pointes" sont de bonnes cibles pour un traitement médical. Pour cela, il est important de démêler la structure tridimensionnelle de ces protéines via la diffraction des rayons X ou la cryo-microscopie électronique. La vitesse à laquelle cela s'est produit dans différents laboratoires en 2020 est incroyable.
'Pour illustrer :quand le génome du SARS-CoV-2 a été traversé La Chine a été libérée, l'équipe de Jason McLellan (Université du Texas, Austin) a commandé l'acide nucléique avec lequel ils ont exprimé la protéine 'spike'. En 25 jours, ils ont déterminé la structure tridimensionnelle par cryo-microscopie électronique. Le 15 février 2020, ils ont publié leurs résultats sur le serveur de prétirage bioRxiv et leur étude a été publiée dans Science le 13 mars 2020.'
'Les médias se sont beaucoup intéressés à ces résultats. Pour visualiser le tout, son collègue Marvin Hackert a réalisé un modèle 3D de la protéine "spike". L'impression du modèle 3D a pris plus de deux jours ! De nombreux autres laboratoires ont déterminé la structure d'autres protéines Covid19 importantes. Ces structures sont d'une grande aide dans la conception de médicaments et de traitements.'
"Ensemble, nous avons calculé plus vite que le supercalculateur le plus rapide en 2020" Philosophe scientifique et physicienne Sylvia Wenmackers, KU Leuven
'Fin mars 2020, SETI@home interrompu. Il s'agissait de l'un des premiers et des plus grands projets bénévoles, où toute personne disposant d'un ordinateur connecté à Internet pouvait donner du temps de calcul pour analyser les signaux radio des télescopes afin de rechercher des traces d'intelligence extraterrestre (SETI).'
'Pourtant, cet été, mon PC compilait joyeusement un projet de calcul distribué. Ne cherchez pas les signaux radio des extraterrestres, mais des médicaments sans brevet contre le COVID-19. Folding@home (foldingathome.org) utilise la méthode SETI@home pour calculer le repliement des protéines depuis 2000.'
'Folding@home est devenu le premier système au monde à atteindre une vitesse de calcul supérieure à un exaFlop/s' Sylvia Wenmackers
'Cette année, le projet s'est particulièrement concentré sur les parties mobiles des protéines du virus SARS-CoV-2. La cible? Trouver des parties auxquelles les médicaments pourraient se lier. Non seulement les scientifiques citoyens, mais aussi les instituts ont fait preuve de solidarité avec ce projet :le CERN, le LHC et d'autres clusters scientifiques ont fait don de capacité de calcul à Folding@home. Folding@home a dépassé le supercalculateur le plus rapide au monde et est devenu le premier système au monde à atteindre une vitesse de calcul supérieure à un exaFlop/s.'
'Le calcul des protéines pourrait être beaucoup plus efficace si les algorithmes fonctionnaient mieux. L'objectif d'un tel algorithme est de prédire la façon dont les protéines se replient en trois dimensions en fonction de leur réseau unidimensionnel de blocs de construction. C'est un gros problème ouvert en biologie moléculaire. Depuis 1994, un concours CASP est organisé tous les deux ans au cours duquel de nouveaux algorithmes s'affrontent (Critical Assessment of protein Structure Prediction † Fin novembre, il y a eu une autre compétition de ce type et AlphaFold 2 de DeepMind de Google a atteint un nouveau record dans la précision de prédiction de la structure des protéines. Cet algorithme a également été utilisé pour calculer la structure des protéines du virus SARS-CoV-2.'
'Le premier vol spatial commercial habité est le début d'une nouvelle ère' Robotiste Bram Vanderborght, Vrije Universiteit Brussel
En mai, le Crew Dragon de SpaceX a amené les astronautes Doug Hurley et Bob Behnken à la Station spatiale internationale. « C'était la première fois qu'une société commerciale amenait des astronautes sur l'ISS. C'était aussi il y a neuf ans que des astronautes étaient lancés depuis le sol américain, après le retrait des navettes spatiales."
'SpaceX a magnifiquement capturé le lancement et l'a diffusé en direct. Non seulement le lancement était impressionnant. Dix minutes plus tard, le premier étage atterrit dans l'océan Atlantique contrôlé par un drone. Cela permet au lanceur d'être réutilisé. SpaceX a également lancé ses propres satellites Starlink en orbite en 2020. L'intention est de fournir un accès Internet via un réseau satellitaire. Les services d'urgence de l'État américain de Washington ont utilisé Starlink pour leur communication lors de la lutte contre les incendies de forêt.'
Avez-vous également levé les yeux vers le ciel nocturne pour regarder passer le train Starlink ?
'Le splashdown du Dragon avec les deux astronautes à bord s'est également déroulé comme prévu. Récemment, cependant, une fusée Starship a explosé sur la piste d'atterrissage, envoyant finalement Elon Musk sur Mars. L'explosion résulte d'une vitesse d'atterrissage trop élevée due à une faible pression dans l'alimentation en carburant. Mais même Jeff Bezos, son principal concurrent, a félicité l'équipe SpacecX pour cet exploit."
'Sans corona, l'eau aurait été le thème de 2020' Technologue en procédés Eveline Volcke, Université de Gand
'Plus que jamais, l'attention a été portée sur la réutilisation de l'eau et l'eau "fit-for-purpose". Parce que c'est fou de tirer la chasse d'eau avec de l'eau potable, n'est-ce pas ? Le bon sens et l'économie font partie de la solution. Les technologies appropriées, qui amènent l'eau "usée" et même l'eau salée à la qualité souhaitée avec une consommation minimale d'énergie et de matières premières, conviennent également. Plus de cela s'il vous plaît.'
'Et pour reparler de corona :je trouve très intéressant que la propagation du virus puisse être suivie grâce à l'analyse des eaux usées. Une augmentation du nombre de particules virales dans les eaux usées serait observée encore plus tôt qu'une augmentation, par exemple, du nombre de personnes testées positives ou d'admissions à l'hôpital.'
"L'intelligence artificielle accélère le développement de médicaments et perce dans de nombreux domaines" Biologiste des systèmes Lennart Martens, Université de Gand
C'est l'un des grands défis de la biologie moléculaire :comprendre comment les protéines se replient en une structure tridimensionnelle complexe. Ceci est important, car c'est cette structure qui détermine la fonction d'une protéine. DeepMind, une société britannique d'IA acquise par Google en 2014, a réussi à prédire avec précision les structures des protéines grâce à son algorithme AlphaFold. "Il s'agit d'une percée très importante en bioinformatique, mais aussi en biologie moléculaire, qui peut en même temps être considérée comme un 'signe des temps'."
'Une à une, après tout, les maisons sacrées de l'ingéniosité humaine tombent sous les efforts continus des algorithmes d'apprentissage en profondeur. Après avoir conquis les humains aux échecs, au Go et dans StarCraft, un défi scientifique est aujourd'hui relevé avec succès, et auquel les scientifiques se mordaient les dents depuis plusieurs décennies."
'Et même s'il ne s'agit que d'attendre que le prochain domino tombe dans cette bataille entre l'homme et la machine, il y a encore des choses où les algorithmes de Deep Learning doivent clairement céder. Le meilleur exemple de cela est d'écrire un court article sur un certain sujet, où les résultats produisent toujours un texte assez bizarre."
'Donc deux bonnes raisons de continuer Eos en 2021 continuer à lire :parce que le progrès scientifique (et donc aussi informatique) est irrésistible et continue de produire tant de choses intéressantes; et parce qu'un magazine comme Eos restera probablement le seul moyen d'être bien informé de tous ces développements extrêmement intéressants pendant encore longtemps !'
'Le langage ne peut être basé que sur le toucher' Linguiste Jean-Christophe Verstraete, KU Leuven
Des linguistes ont montré en 2020 que le "langage tactile" développé par les sourds-aveugles est un langage à part entière, indépendant de la langue des signes par exemple. Par exemple, le langage tactile a sa propre grammaire. "L'une des découvertes classiques de la linguistique structuraliste est que les langues parlées ont leur propre niveau de structure sonore, qui est en partie séparé des autres parties du système linguistique (qui traitent plus directement du sens). Ce niveau est étudié dans sa propre sous-discipline de la linguistique, la phonologie. Mais que se passe-t-il lorsque les langues fonctionnent selon d'autres modalités que la parole ?'
'En 1960, le chercheur américain William Stokoe a montré que les langues des signes des communautés sourdes ont également leur propre phonologie, selon laquelle, par exemple, les formes des mains des gestes peuvent être analysées selon des principes similaires à ceux du son structures dans les langues parlées. Ce fut une révélation absolue, car cela montre comment un niveau de forme à analyser séparément existe également dans les langues dans une modalité différente, avec des formes de main visibles plutôt que des sons audibles.
'L'étude d'Edwards et Brentari en 2020 est tout aussi révolutionnaire car elle fait le même point pour une autre modalité, à savoir la communication tactile dans laquelle les personnes sourdaveugles utilisent un système de toucher (en particulier sur les mains et les bras) pour parler avec L'une et l'autre. En utilisant des méthodes d'observation et expérimentales, les auteurs montrent clairement que les formes de communication tactile en développement dans les communautés de sourds-aveugles aux États-Unis développent leur propre phonologie.
« Ils confirment ainsi qu'un niveau individuel de forme, à analyser selon ses propres principes en partie séparés du reste du système, est une propriété structurelle fondamentale des langues, en tout modalité (entendre, voir et ressentir). Peut-être même l'une des rares propriétés absolument universelles. Là où la plupart des universaux proposés précédemment (par exemple, liés aux classes de mots ou à l'ordre des mots) échouent dès que nous étudions plus de types de langues différents, celui-ci semble tenir le coup même dans les circonstances les plus extrêmes.'
'Les papillons règlent un différend vieux de 150 ans entre Darwin et Wallace' Écologue comportemental Hans Van Dyck, UCL (Louvain-la-Neuve)
«Parfois, une percée scientifique est retardée. En 2020, un groupe de biologistes de l'évolution a publié un article qui semble régler un différend après 150 ans.
En 1871, Charles Darwin publia "The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex † Dans ce livre, il s'est concentré sur la sélection sexuelle. Dans son chef-d'œuvre précédent "L'origine des espèces » (1859), cette forme de sélection a reçu une attention limitée et l'accent a été mis sur la sélection naturelle sous forme de sélection de survie. Alfred Russell Wallace était un naturaliste exceptionnel qui admirait beaucoup Darwin. En 1858, il envoya un de ses manuscrits inédits à Darwin. Ce dernier a dû être choqué parce que Wallace avait indépendamment proposé "son" idée de la sélection naturelle. Malgré la convergence de leur réflexion sur la sélection de survie, les deux pionniers de la biologie évolutive ont examiné différemment le rôle de la sélection sexuelle et du choix du partenaire. »
«De nombreuses espèces ont une apparence mâle et femelle différente. Pensez à un canard colvert avec des mâles aux couleurs vives et une femelle brune camouflée. C'est ce qu'on appelle le dimorphisme sexuel. Darwin a soutenu que la sélection sexuelle éliminait les couleurs masculines des couleurs féminines. Le choix de la partenaire féminine préfère les mâles colorés. Wallace l'a vu différemment. Dans son modèle, la sélection de survie éloigne la couleur féminine de celle des mâles.
«Dans la revue Evolution Letters, des biologistes ont abordé la question avec des papillons européens. Dans son livre sur la sélection sexuelle, Darwin a consacré un chapitre entier à ces insectes colorés. La nouvelle étude montre que les couleurs des papillons mâles évoluent plus rapidement que celles des femelles. En analysant la direction de l'évolution des différences de couleur sexuelle à travers leur lignée, les changements du côté masculin se sont avérés doublement importants pour expliquer le dimorphisme sexuel que les changements chez les femelles. L'étude apporte ainsi un soutien au modèle de Darwin.'
