Als je wilt weten hoe wetenschapsjaar 2011 eruit zag, kun je kijken naar de grootste doorbraken van dat jaar, zoals het tijdschrijft Science doet. De redactie heeft een verrassende winnaar gekozen: het inzicht dat een besmet persoon hiv-remmers geven voordat hij de symptomen van aids ontwikkelt, heel effectief is om besmetting van partners te voorkomen. Uit een wereldwijd onderzoek, in augustus gepubliceerd in het New England Journal of Medicine, bleek dat het risico hierdoor bijna helemaal kon worden uitgebannen. Inderdaad een belangrijke ontdekking, die miljoenen levens kan redden. Maar technisch gezien geen doorbraak, en feitelijk concludeerde een overzichtsartikel in 2009 al hetzelfde. 

De rest van de Science-top tien zal trouwe lezers deels bekend voorkomen. Over de ruimtesonde Hayabusa, die in 2005 als eerste materiaal van een asteroïde zou verzamelen en daar bijna in faalde, hebben we destijds veel geschreven. Ook toen het ruimtevaartuigje vorig jaar eindelijk thuiskwam, lieten we dat weten. Maar wat de 52 minieme stofdeeltjes die het meebracht aan kennis opleverden, verzuimden we te melden. Hier dan alsnog: Hayabusa loste een oud raadsel op. De minerale samenstelling van de stofdeeltjes bleek goed overeen te komen met die van de op aarde gevonden meteorieten, terwijl het lichtspectrum van asteroïden die op afstand werden bekeken, altijd iets anders vertelde. ‘Nanoblobs’ van ijzer in het binnenste van de stofdeeltjes bleken verantwoordelijk voor de misleidende kleur van het licht.

De mens als mengsel

De volgende op de lijst is een golf van ontdekkingen over het voortbestaan van ‘uitgestorven’ menssoorten: in het DNA van moderne mensen. In 2010 werd al ontdekt dat een deel van de mensheid Neandertaler-DNA in zich draagt, en in december volgde een verrassend nieuw familielid, de Denisovamens. Het afgelopen jaar is voor een deel in kaart gebracht waar die hun genetische sporen in de huidige mensheid hebben nagelaten. Zo heeft de bevolking van Zuidoost-Azië ongeveer 5 procent Denisova-DNA en 4 tot 6 procent Neandertaler-DNA. Onze stamboom zit nog weer ingewikkelder in elkaar dan we dachten.

Een doorbraak die we nog niet eerder aandacht hebben gegeven, was de opheldering van de precieze structuur van de actieve kern van het enzymcomplex fotosysteem 2 van planten, dat zonne-energie gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof. Het bleek de vorm te hebben van een kubus, vrijwel dezelfde vorm die de beste kunstmatige katalysatoren voor dezelfde reactie ook hebben. De hoop is dat zulke katalysatoren dankzij deze doorbraak verder verbeterd kunnen worden, zodat kunstmatige fotosynthese een goedkope energiebron wordt.

Nog zo’n bij ons onvermeld hoogtepunt: nieuws over de vroege evolutie van sterren. De ontdekking van wolken zuivere waterstof op ruim 11 miljard lichtjaar afstand en de vondst van een bijzondere ster aan de buitenkant van onze eigen Melkweg wekken samen het vermoeden dat de eerste generaties jonge sterren, kort na de big bang, anders in elkaar kunnen hebben gezeten dan tot nu toe werd aangenomen.

Wel een bekende is de constatering dat de darmflora van mensen is in te delen in drie hoofdtypen. Wat bepaalt welk type iemand heeft, is nog onduidelijk, maar dat darmbacteriën heel belangrijk zijn voor je gezondheid, staat als een paal boven water.

Eindelijk een malariavaccin

Een vaccin tegen malaria bleek bij een groot onderzoek in Afrika voor minder dan 50 procent bescherming te bieden en is verschrikkelijk duur, maar wordt toch als doorbraak gezien. Omdat de ziekte zo veel slachtoffers eist, en omdat het de eerste keer is dat zo’n vaccin überhaupt blijkt te werken.

Wat ook niet in de lijst mag ontbreken is de stroom van exoplaneten die dit jaar werd aangekondigd door toedoen van ruimtetelescoop Kepler. En die de kennis over het ontstaan van planeten flink vergrootte, want er zaten vreemde kostgangers bij. Een echte tweede aarde staat nog niet in de lijst, maar het lijkt een kwestie van tijd voordat zo’n rotsplaneet in de bewoonbare zone van een zonachtige ster wordt gevonden.

Geen echte wetenschappelijke doorbraak, maar wel een gebeurtenis met enorme impact, was natuurlijk de drietrapsramp die Japan overkwam. Aardbeving, tsunami, kernramp. De situatie bij de getroffen centrale in Fukushima is nu onder controle; de opruimwerkzaamheden zullen nog tientallen jaren duren. De populariteit van kerncentrales liep wereldwijd een stevige knauw op.

Ook in de lijst van Science staat de vooruitgang op het gebied van zeolieten, kristalstructuren die belangrijk zijn als moleculaire zeef en katalysator. Belangrijk, maar niet meteen een boeiend verhaal.

Langer leven

Nee, dan een doorbraak die wel op onze lijst stond maar waar we door tijdgebrek helaas niet aan toegekomen zijn: de constatering dat het verwijderen van lichaamscellen die in een soort slaaptoestand zijn, de levensduur kan verlengen. Dit werd bij muizen vastgesteld. Deze cellen kunnen zich niet meer delen vanwege genetische schade, en ze leken altijd weinig kwaad te doen. Maar er kwamen steeds meer aanwijzingen dat ze de veroudering van omliggend weefsel versnelden, en inderdaad bleken muizen het beter te doen wanneer dit soort cellen verwijderd werd. Daarvoor was het wel nodig ze vooraf genetisch te versleutelen, zodat alle cellen in slaaptoestand met de injectie van één stof om zeep geholpen werden. Wordt er een manier gevonden om deze ongewenste cellen uit de lichamen van mensen te verwijderen, dan zijn we weer een stap dichter bij de duizendjarige levens die Aubrey de Grey voorziet.

Natuurlijk is het lijstje van Science maar één van de vele. Concurrent Nature heeft het jaar op meerdere manieren samengevat: in prachtige beelden, door tien invloedrijke personen uit te kiezen (er staat een Nederlander in dat lijstje, maar dat is niet iets op trots op te zijn), in een kalender met 38 belangrijke gebeurtenissen, én in een verhaal met talloze links. Opvallend is dat het allemaal maar weinig overeenkomsten vertoont met de keuze van Science.

Physics World heeft ook een top tien van doorbraken. Die lijkt in niets op de andere twee lijsten, maar dat is niet zo gek, want die bevatten maar weinig hardcore natuurkunde.

En op onze eigen site? Met afstand het best scorende onderwerp was lang het verhaal van de neutrino’s die sneller lijken te reizen dan licht. Die claim staat nog steeds en is zelfs nog een keer bevestigd, maar een vaststaand feit is het nog niet. Vandaar ook dat de neutrino’s ontbreken in de top tien van Science. Deze maand werden de neutrino's bij ons van de eerste plaats verstoten, en met overmacht. Waardoor? Deze test. Geen wetenschappelijke doorbraak, wel leuk.

Er zijn ongetwijfeld nog veel meer jaaroverzichten en lijstjes. En quizzen over het bijna afgelopen jaar natuurlijk. Vanaf morgen ook bij ons: test je kennis van het wetenschapsnieuws van 2011.