柏林动物园一头叫 Mary 的雌象学会了使用软水管淋浴，而另一头羡慕万分的大象则试图阻止她使用水管。复杂工具使用和破坏行为在动物界都十分罕见。研究报告发表在《Current Biology》期刊上。圈养大象的平均年龄为 48 岁，而亚洲象 Mary 已经 54 岁，属于老年人了。它能灵活的使用软水管，用长鼻子卷起水管高过头顶，然后来回摇摆。它还会改变握住水管的方式，以方便喷洒身体的不同部位。研究人员用摄像机记录了它在一年时间里淋浴的过程。Mary 出生在野外，在不同动物园呆过，因此不太清楚它是自己发明还是模仿其它大象学会了淋浴。研究人员发现，另一头只有 12 岁的大象 Anchali 会在 Mary 洗澡时试图用鼻子卷起水管扭动以切断水流，阻止 Mary 洗澡。研究人员发现，Anchali 只针对 Mary，其它大象喷水不会去扭水管。

根据发表在《科学》期刊上的一项新研究，一种植物在防御上投入的越多，它的生长潜力就越小。研究人员使用开放数据库识别了 184 种植物的植物防御基因和生长性状，发现不同种类的植物在防御基因的数量上有惊人的差异，从 44 个到 2256 个不等，如芦笋只有 72 个抗性基因，而一个辣椒品种有多达 1095 个。植物的防御投入与生长性状之间存在负相关关系：防御基因的比例越高，其生长潜力就越低。这意味着如果植物使用许多资源（如能量和营养物质）来维持其防御，这可能会减损其他功能，如生长。换句话说，植物必须平衡其资源的使用，这可能导致一种情况，即强大的防御降低了生长潜力，反之亦然。

《柳叶刀》期刊报告了视力严重受损的患者接受干细胞移植后的治疗效果：三名患者视力显著改善，并保持了一年多时间；第四名患者视力有改善，但未能维持太长时间。他们是首批接受重编程干细胞移植治疗角膜受损的患者。研究人员表示这一进展令人兴奋。维持角膜缘的干细胞库耗尽之后会发生被称为角膜缘干细胞缺乏症(LSCD)的症状 ，疤痕组织会覆盖在角膜上，最终导致失明。LSCD 治疗方法有限，通常是移植取自健康眼睛干细胞生成的角膜细胞，如果双眼都患上 LSCD，那么只能移植来自死者捐赠的角膜。此类移植也会面临免疫系统排斥。日本大阪大学的研究人员使用了诱导多能干细胞 (iPS) 去制作移植用的角膜。他们在 2019 年 6 月到 2020 年 11 月期间招募了双眼都患有 LSCD 的两男两女患者。接受移植手术两年后，所有人都没有出现严重副作用，没有出现免疫排斥，除了一人外其余三名患者的视力改善维持至今，第四名患者的视力在一年内出现了轻微的逆转。

狗身上沾水后它会立即抖掉水，这种本能反射广泛存在于鼠、猫、松鼠、狮、虎和熊等动物身上。研究人员在《科学》期刊上发表论文，报告了这一行为背后的神经学机制。哺乳动物的多毛皮肤上有超过 12 种感觉神经元，哈佛大学的研究人员专注于其中一种超灵敏的触感受体 C-fibre low-threshold mechanoreceptors (C-LTMRs)，它覆盖在毛囊周围。人体的此类受体与愉悦触觉相关，但对于鼠狗之类的动物而言，受体起到了保护作用，提醒它们皮肤上有东西，无论这些东西是水还是污垢或者寄生虫。当刺激导致皮毛弯曲时它会激活 C-LTMR。研究人员修改了实验鼠的基因，移除了大部分 C-LTMR。相比未修改小鼠，研究人员在其后颈上滴几滴葵花籽油后，其抖动减少了五成。

历经数年探索，集结来自细胞图谱、大脑类器官等研究获得的海量数据，科学家终于部分揭开了人脑与众不同的秘密。与其它灵长类动物的大脑相比，人脑的一个独特之处是体积大。人脑的体积比黑猩猩、大猩猩以及许多已灭绝的人类“近亲”的大脑大 3 倍以上。进化促使人脑变大，但不同区域的进化程度并不均衡，有些区域会变大更多。其中皮层区域尤为突出。这一区域负责执行计划、推理、语言等众多人类擅长的行为。此外大脑后部神经元密集的小脑区域，与运动和规划息息相关，这个区域也变大了很多。人脑中神经元的数量也与其它动物存在极大差异：人脑的神经元数量约为小鼠大脑的 1000 倍，是猕猴的 13.5 倍。大脑发育的速度因物种而异，但人脑的发育过程尤为漫长。如小鼠大脑在其寿命 5% 时就已发育完全；猕猴和黑猩猩在其寿命的三分之一时大脑发育完全。但人脑需要约 30 年光阴，来生长、成熟并精心织就内部的连接网络，这几乎占据人类平均寿命的一半。科学家认为，这种缓慢的发育节奏为人脑的生长提供了更多可能性。在这段漫长的岁月中，大脑能够孕育出更多的神经元，培育出更为丰富和复杂的连接。同时这也让大脑有了更多时间来适应这个瞬息万变的世界。

根据发表在《Circulation》期刊上的一项研究，每天运动五分钟有助于降低血压；如果每天用 20-27 分钟的运动取代久坐行为，也可能带来具有临床意义上的血压降低。论文主要作者 Emmanuel Stamatakis 教授表示，高血压是全球最大的健康问题之一，但不同于导致心血管病死亡的其它主因，除药物治疗外，可能还存在相对容易实现的问题解决方法。高血压是全球过早死亡的主因之一，影响全球 12.8 亿成年人，可能导致中风、心脏病、心力衰竭、肾脏损伤等健康问题，由于缺乏症状，它常被称为“沉默杀手”。研究小组分析五个国家 14,761 名志愿者的健康数据，了解在一天中用一种运动行为替代另一种运动行为与血压之间的关系。参与者的大腿绑上了一个加速度计去测量活动和血压。结果发现，每天用 20-27 分的运动代替久坐行为，有助于将心血管疾病发病率降低最多 28%。

中国科学技术大学的研究人员利用激光冷原子方法制备成基于自旋的薛定谔猫态，其寿命达到分钟量级，有助于提升对自旋进动相位的测量灵敏度。相关成果发表在《自然·光子学》上。研究团队成功实现了一种具有超长相干时间的薛定谔猫态。研究人员利用光晶格囚禁自旋为5/2的镱-173原子，通过控制激光脉冲对原子诱导非线性光频移，制备出由自旋投影为+5/2与-5/2两个态组成的叠加态。由于这两个态的磁量子数相距最远，所以它们的叠加态被称为薛定谔猫态。这种猫态具有增强的磁场灵敏性，同时在光晶格中感受到完全相同的光频移，处于“无消相干子空间”中，从而对光晶格的强度噪声和光斑形貌变化具有天然的免疫性。实验结果表明，该猫态的相干时间突破了20分钟。通过Ramsey干涉测量法，研究人员证实了接近海森堡极限的相位测量灵敏度。

对人类来说，爱情是一件复杂的事情。性格，外表，诱惑，各种各样的身体和社会暗示。蚊子则迟钝得多。交配在半空中进行几秒钟。而向雄性求爱只需要雌性拍打翅膀的声音。想象一下，当一个变化完全杀死蚊子的性欲时研究人员的惊讶。现在加州大学圣巴巴拉分校的一项研究表明，这就是它的全部。研究人员培育了失聪蚊子，发现雄性蚊子对交配完全没有兴趣。研究报告发表在 PNAS 期刊上。研究结果可能对我们如何通过更好地控制蚊子载体（如埃及伊蚊）的数量来管理疾病传播产生重大影响。

发表在《基因组精神病学》期刊上的一项研究跟踪了苏格兰 Lothian Birth Cohorts 参与者从童年到 80 多岁的认知能力变化。研究表明，老年期智力测试分数约一半的差异可追溯到儿童期的认知能力；童年期和老年期认知得分之间的相关性约为 0.7，这意味着老年期智力差异中接近一半在 11 岁时就已经存在；同龄人之间的脑衰老程度存在显著差异；DNA 甲基化模式可预测死亡风险；童年期较高的智力与更好的生存率相关；基因对童年期与老年期智力的影响方式不同。研究人员指出，我们常常认为是老年期认知下降的“原因”，有时实际上是早期认知差异的“结果”。

为了揭开人类衰老的秘密，研究人员可能最好观察在沙发上打盹的宠物，而不是实验室中的小鼠。近日公布的一项研究结果显示，随着猫的年龄增长，它们的大脑出现了萎缩和认知能力下降的迹象，与衰老的小鼠大脑的变化相比，这种退化更类似于衰老的人类。这一结果是名为“翻译时间（Translating Time）”的大型项目的一部分，该项目比较了 150 多种哺乳动物的大脑发育情况，目前正在扩展到包括衰老的数据。研究人员希望这些数据将有助于破解与年龄相关的疾病的原因，特别是影响大脑的疾病，如阿尔茨海默病。研究小组收集的大脑扫描显示，老年猫的脑容量变化与老年人的脑容量变化相似。先前的研究还表明，猫可以积聚斑块和异常蛋白质缠结，类似于人类阿尔茨海默病的特征。

根据科罗拉多大学和加州河滨分校的一项新研究，成年人每周坐着的时间超过 60 个小时，这可能会增加他们患心脏病的风险，并加速其他衰老迹象的出现。这项研究对 1000 多名年龄在 28 至 49 岁的科罗拉多州居民进行了调查，其中包括 365 对双胞胎。这也是首次探讨久坐如何影响年轻人的胆固醇和体重指数（BMI）等健康指标。研究发现，即使达到了建议的最低体育锻炼标准，每天进行大约 20 分钟的适度运动，也不足以抵消大部分时间都坐着的危害。研究人员分析了心脏和代谢衰老的两个关键指标：总胆固醇/高密度脂蛋白和体重指数（BMI）。研究发现，一个人坐得越久，看起来就越老。在长时间坐着的基础上增加一点适度的活动，几乎无法缓解这些影响。每天坐 8.5 小时且运动量低于当前建议值的年轻人可能会进入心血管疾病和代谢疾病的“中等至高风险”类别。

UCLA 化学家在《科学》杂志上发表论文称，他们推翻了“束缚化学家一个世纪”的布雷特规则，并证明了能够制造出不符合这一规则的分子，这将对药物研究产生特别的影响。布雷特规则于 1902 年由德国化学家尤利乌斯·布雷特首次提出，并于 1924 年编纂成一条规则。它规定分子在桥连双环分子的环连接处（也称为“桥头”位置）不能有碳碳双键。具有碳碳双键的分子被称为烯烃。通常这些键中的碳原子和与其相连的原子位于同一几何平面上，偏离这种几何形状的分子并不常见。这是因为这些双键需要碳原子共享电子。在小型双环结构中，桥头原子的“轨道”（即电子可能围绕其存在的空间）并不容易重叠。只有当环足够大（八个原子或以上）时，双键才能在桥头原子之外形成，而不会造成显著的几何应变。否则，这些双键会因过于不稳定而无法制备。在最新研究中，UCLA 的化学家们创造出几种被称为“反布雷特烯烃”的分子，这些分子偏离了教科书中烯烃的传统几何结构。

研究人员通过蒙住库氏伏翼（Kuhl's pipistrelle）的眼睛并用新型 GPS 技术跟踪它们的活动后发现，这种极小的动物仅用回声定位就可以巡航数公里。库氏伏翼是一种体重仅 6 克的可进行回声定位的小蝙蝠。研究结果表明，蝙蝠仅用回声定位就可以导航数公里，并且在条件可行时也能用视觉来提高其导航能力。最初，蝙蝠会以迂曲的方式飞行，这可能是为了从其周围环境中采集声学信息，之后它们便转为向目的地直飞。观察到蝙蝠能用清晰而详细的声学地标来指引巡航表明，它们能用其有关活动范围的心理声学地图来给自己定位。

根据发表在《科学》期刊上的一项研究，在生命早期（从在子宫内就开始）进行限糖可预防成年后罹患糖尿病和高血压；该研究所用的是英国二战后对糖进行定量配给的数据。这些发现凸显了在生命的最初 1000 天内减少糖的摄入可对长期健康产生重要的裨益。受孕后的头 1000 天（从妊娠到 2 岁）是关乎长期健康的重要时期。在此时期的恶劣饮食会与成年时产生不良健康后果有关。尽管饮食指南建议，在生命早期不要添加糖，但在美国，由于母亲饮食对子宫内胎儿的影响、母乳喂养以及婴儿配方奶粉和固体食物都会令孩子在生命早期接触高含量的糖变得十分常见。此外研究表明，大多数婴幼儿每天都会食用增甜的食物和饮料。二次大战后的 1953 年，英国结束了长达十年的糖和糖果的定量配给。在定量配给期间，糖的摄入量与现今的饮食指南相当，包括那些针对孕妇和幼儿的饮食指南。然而定量配给的终结几乎在一夜之间导致人们对糖的摄入量立即增加了近两倍。

发表在 PNAS 期刊上的一项研究揭示了栉水母（comb jellies 或 ctenophore Mnemiopsis leidyi）具有前所未有的反向发育能力。动物的生命周期通常遵循一个熟悉的模式：出生，生长，繁殖和死亡，给下一代让路。只有少数物种能偏离这一普遍原则，最著名的例子是“永生水母”杜氏灯塔水母，它可以从成年水母变回水螅体。栉水母被发现也具有这一能力。这一发现始于一个偶然的机会。研究人员在实验室观察动物时发现，一只成年栉水母从水箱中消失了，取而代之的似乎是一只幼虫。他们设计了实验，在受控条件下重现这种逆转。当暴露在饥饿和物理损伤的压力下时，栉水母表现出了非凡的能力，能从裂片形态变回胞囊幼虫阶段。在几个星期的时间里，它们不仅重塑了形态特征，而且有了完全不同的觅食行为。

在南非布什维尔德火成岩复合体（Bushveld Igneous Complex，BIC）中发掘的一块 20 亿年历史的岩石中，研究人员发现了封存在岩石裂缝中的活微生物。这是目前已知在古老岩石中发现的最古老活微生物，比先前在 1 亿年历史的海底沉积物中的活微生物群还老 19 亿年，为理解地球早期生命的起源与演化提供了宝贵的信息。国际大陆科学钻探计划（International Continental Scientific Drilling Program，ICDP）协助了此次地质探索，让研究团队得以从地下约 15 米处取出了一个 30 米长的岩石样本。为了确定这些微生物是古老原生的族群，研究团队使用了新式的红外线光谱学、电子显微镜和萤光显微镜的综合方法来分析。他们发现这些微生物细胞被黏土包裹并封存在岩石裂缝中，形成了天然屏障，使微生物与外界隔绝，创造了一个微小而孤立的世界。

和人一样，随着年龄的增长，鸟类的朋友也越来越少。新研究表明，它们可能只是没有动力。伦敦帝国理工学院领导的这项新研究背后的团队研究了布里斯托尔海峡伦迪岛上一个孤立的麻雀种群。通过绘制所有鸟类的年龄和社交网络，他们发现，年龄较大的麻雀确实倾向于拥有更少的朋友，就像人类一样。原因可能是没有“进化压力”来这样做：虽然友好有助于年轻的鸟类生存和繁殖更成功，但对年长的鸟类来说无需如此。 首席研究员 Julia Schroeder 博士说：“这种进化机制可能也适用于人类——可能是老年人随着年龄的增长不太愿意结交新朋友。”再加上同龄的潜在朋友越来越少，这可能是老年人孤独危机的一个因素。

一项新的研究表明，新西兰本土石蝇已经改变了颜色，以应对人类驱动的环境变化。研究报告发表在《科学》期刊上。论文通讯作者、奥塔哥大学的 Jonathan M. Waters 教授说，由于最近的森林砍伐，石蝇已经变成了一种不同的颜色。“在天然森林地区，一种本地物种进化出了模仿有毒森林物种的‘警告’颜色，以欺骗捕食者，让他们认为它们也有毒。“但自从人类到来以来，森林的砍伐已经消除了有毒物种。因此，在森林被砍伐的地区，模仿物种放弃了这一策略——因为没有什么可以模仿的——而是进化成不同的颜色。”人类引起的进化最著名的例子是英国的胡椒蛾种群，它们在19世纪因工业污染而改变了颜色。

香港官员周三宣布在一个无人居住的偏远岛屿上首次发现了恐龙化石，该岛属于地质公园的一部分。专家初步判断化石来自生活在白垩纪时期的一只大型恐龙，距今约 1.45 亿年到 6600 万年前。恐龙种类还需要进一步研究才能确定。专家推测恐龙在死后被沙砾掩埋，后被洪水冲到地表面，最后掩埋在被发现地点。化石是在 Port Island 上发现的，香港政府已委托中国内地专家进行实地勘查。为方便未来的调查和挖掘，Port Island 从周三起对公众关闭，直至另行通知为止。

大象的怀孕期长达两年。一些鱼类的雌性在嘴里含着几十个卵和幼崽的时候会饿上几个星期。怀孕的人通常会忍受几个月的疲劳和恶心。这些只是动物王国中繁殖需要母亲能量的几种方式。但墨尔本莫纳什大学的生态学家和进化生物学家 Dustin Marshall 认为，繁殖所需的能量可能大大低估了。Marshall 团队的研究表明，数学模型对繁殖所需能量的估计往往忽略或低估了母亲在制造和生育后代时所花费的能量——有时被称为繁殖的“间接”成本，而不是直接成本，即投入和储存在后代身上的能量。繁殖的间接成本往往比直接成本高得多——这与早期模型的假设相反。哺乳动物的胎盘通常用来提供氧气和营养，清除废物，并维持体内温度的稳定。研究人员发现，在哺乳动物中，间接成本约占繁殖总能量成本的 90%。只有 10% 的能量是由后代储存的。在人类繁殖所需的 208,000 千焦耳（或近 50,000 千卡）中，96% 是由间接成本消耗的。