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太空
wanwan(42055)
发表于2021年10月11日 15时58分 星期一
来自倒数第二个真相
去年一个天文学家小组声称捕捉到了有史以来最遥远的宇宙爆炸——名为 GN-z11 的星系中的伽马射线爆。但是这些闪光如今有了更为平淡的解释:两项新研究认为,是一枚正在翻滚的俄罗斯报废火箭反射出了闪光,而天文观察者们恰好捕捉到了这一幕。 尽管伽马射线暴一直发生,但用望远镜指向特定星系恰好捕捉到它们的机会是非常渺茫的。所以北京大学的天文学家江林华及其同事发布的消息令人惊讶,他们宣布利用来自夏威夷的 Keck 天文望远镜的数据,发现了 GN-z11 星系的一次爆发,该星系的历史可以追溯到距宇宙大爆炸仅 4.2 亿年左右。该团队在 2020 年 12 月的报告中表示,捕捉到这种爆发的几率是 100 亿分之一

这样的概率引起了哥本哈根大学天文学家 Charles Steinhardt 的注意。他表示,“你会开始追问……是否还有其他更具可能性的原因?” 俄罗斯火箭就此浮出水面。人类向地球轨道发射并遗留了大量的物体,包括卫星、火箭、甚至是在太空行走过程中丢失的螺丝刀。有多达 50 万个大于 1 厘米的金属物体在地球轨道上翻滚。魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的天体物理学家 Eran Ofek 针对这种现象发表过独立分析论文,他估计,这些碎片的反射光在夜空中造成的闪光可能会高达每小时 10,000 次。绝大多数的闪光是肉眼不可见的,但天文台可以观测到它们。

考虑到这一类潜在的光污染,Steinhardt 和他的合作者在新研究中计算出,在随机的天文望远镜图像中发现碎片反光的可能性大约在千分之一到万分之一,他们将这项研究发表在《Nature Astronomy》上。Steinhardt 表示,这似乎比发现伽马射线暴 100 亿分之一的概率更有可能。他表示:“如果你非得在两个答案里选一个,它们的可能性都很小,但是其中一个的可能性要比另一个高出数百万倍。”
地球
wanwan(42055)
发表于2021年10月09日 21时55分 星期六
来自海与火的传人
发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文显示,地球失去了部分光。气候变化和自然气候的转变可能磨损了我们的星球(研究人员表示有关联但不知是否因果)。

这项研究针对的是地球反照光(Earthshine),或者说地球反射的光投在月球表面的微弱光。地球光又名达芬奇光(Da Vinci Glow),达芬奇是第一个正式用文字描述过地球反照的人。自达芬奇 500 年前有关地球光的文字描述以来,这方面的研究已经取得了相当大的进展,论文的新发现则利用了 Big Bear 太阳天文台收集的二十年地球光数据,它在观察月球时用到一种特殊望远镜。观测地球光的最佳时间是在上弦月或下弦月。在这段时间观察月球,除了可以看到被太阳照亮的那一片外,还能看到月球的微弱轮廓。该模糊轮廓就是由地球光导致的,是我地球反射太阳光造成的。

Big Bear 可以测量 40% 地球区域的地球光,这些区域横跨太平洋和北美的部分地区。通过对 1998 年至 2017 年期间大约 800 个夜晚的数据分析,结果显示,地球光出现了小幅但明显的下降。年与年的同期比较的存在一些变化,论文指出这些变化“相当微弱,时间序列里的长期下降是主导”。科学家利用卫星数据对导致地球光变暗淡的原因进行了估量。陆地、冰、云和开放海洋的反射率各不相同,对地球光的贡献也不同。(不同表面的反射率又名反照率(Albedo)。)结果指出,热带太平洋地区云层的消失是导致地球光变暗的罪魁祸首。新泽西理工学院的研究员、论文主要作者 Philip Goode 表示,“我们分析了过去三年的数据,反照率的下降令我们感到惊讶,过去 17 年的反照率几乎是平的。”
科学
wanwan(42055)
发表于2021年10月09日 18时46分 星期六
来自飞行中的阴影
将冰块放入水杯,我们可以想象它是如何融化的。不管放进去时是什么形状,冰块永远不会融化成雪花那样菱角分明。数学家用方程建模了这个融化过程。虽然这些方程式工作良好,但直到 130 年后才最终证明符合现实。在今年 3 月发表的一篇论文中,Alessio Figalli 等人确定这些方程符合直觉。雪花状形态不是不可能,只是极为罕见而且会转瞬即逝。

瑞士联邦理工学院的 Maria Colombo 解释道,“这些结果为该领域开辟了新的视角。以往人们对于冰的融化现象一直没有如此深入且准确的理解。” 冰在水中的融化问题也被称为 Stefan problem,以1889 年提出该问题的物理学家 Josef Stefan 的名字命名。Stefan 问题是自由边界问题中最为著名的例子,数学家通过此类问题思考如热量是如何在扩散过程中实现边界移动的。在 Stefan 问题中,这道边界就在冰与水之间。

多年以来,数学家一直希望理解这些不断演变的复杂边界计算模型。为了取得进展,此次新尝试从之前对各类物理系统的研究成果中汲取了灵感,最典型的学习对象就是肥皂膜。新模型建立在以往认识的基础之上,证明边界会沿着冰与水之间不断变化,因此很少形成清晰的尖突或边缘;即使偶有形成,也会立即消失。这些尖锐的点被称为奇点;事实证明,即使是在数学的自由边界中,奇点也如同在物理世界中一样转瞬即逝。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年10月09日 18时36分 星期六
来自圣天秤星
9 月下旬,初创企业 Carbios 在法国中部地区开设一家示范性工厂,意在测试使用酶回收 PET(最常见的一次性塑料成分之一,也是大多数饮料瓶的制造材料)是否可行。

数十年来我们一直采用机械方法回收某些塑料如 PE),但如能升级为化学、特别是酶处理工艺,则有望产出纯度更高的产物,或帮助我们回收传统技术无法处理的衣物等制品。Carbios 建设的新反应炉有 20 立方米,容积约等于一辆货车。其中能一次容纳两吨塑料,相当于约 10 万个磨碎的塑料瓶,并在 10 到 16 个小时内将 PET 分解成乙二醇加苯二甲酸。该公司打算通过示范反应炉积累经验,后续在首处工业规模厂房间建设 20 倍容积的正式反应炉。Carbios 首席科学官 Alain Marty 表示,这处工厂将建在与欧洲或美国塑料制造商毗邻的位置,计划在 2025 年投入运营。

自 2011 年公司成立以来,Carbios 就一直在开发酶促回收技术。在处理过程中,酶负责切断构成塑料化合物的长链,之后再将得到的单体纯化并串联起来以制造新的塑料。Carbios 研究人员从能分解树叶的天然细菌酶起步,逐步通过调整使其具备了高效分解 PET 的能力。Carbios 估计,与传统 PET 制造方法相比,他们的酶促回收流程能减少约 30% 的温室气体排放。Marty 提到,随着一个个工程技术难题被攻克,预计这个数字还会不断增长。在最近一篇报告中,研究人员估计与重新生产 PET 塑料相比,这种酶促回收方法制造出的 PET 能实现 17% 到 43% 的温室气体排放削减。美国国家可再生能源实验室研究人员、报告合著者 Gregg Beckham 也表示,虽然这份报告并不专门针对 Carbios,但确实对他们采用的处理流程给出了高度评价。

Marty 强调,Carbios 的塑料产品成本约为直接生产 PET 的两倍;相比之下,机械回收后重新制造的 PET 只比直接生产PET贵约 50%。但 Marty 指出,Carbios 产出的 PET 仍能把常见塑料瓶的价格控制在约 2 美分一个,他认为这对制造商来说不是什么大事、市场接受度不会受到严重影响。在今年早些时候发布的新闻稿中,Carbios 还展示了自己为百事可乐及雀巢等合作品牌生产的演示瓶体。Carbios 负责回收废弃塑料,再把产出的新塑料底材交给其他制造企业。最终酶促回收流程有望实现传统机构回收达不到的目标——如回收衣物或整体处理多种塑料混合物。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年10月09日 17时05分 星期六
来自摩若博士岛
从 1791 年年底到 1792 年年初,法国大革命前夕,玛丽.安托瓦内特王后(Queen Marie Antoinette)与她的密友也是传闻中的情人瑞典伯爵 Axel von Fersen 保持着秘密通信。法国国家档案馆里目前还保存着他们之间通信的近 50 封信件。但是其中有 15 封信中有部分段落因为被黑色墨水画出的线条遮挡而无法阅读。现在研究人员使用 X 射线技术揭示了其中 45 处墨团下的文字。他们还发现了“审查员”的身份:正是 von Fersen 本人。未参与研究的牛津大学法国文学教授 Catriona Seth 表示,von Fersen 本人进行了删节的说法很有“启发性”。历史学家曾认为,这些信件在 19 世纪下半叶经历过审查,很可能是 von Fersen 的侄孙做的,为的是保护写信人的名誉。她表示,现在学者们需要重新思考这些涂抹——以及它们背后的原因。

新近揭示出的段落的内容大多令人伤感,比如“让我的心快乐”和“我爱的你”。与此同时,对政治和世界上发生的事件的评论却未受审查影响。Seth 表示,即使这些看似亲密的短语也不能明确地告诉历史学家任何关于玛丽.安托瓦内特和 von Fersen 关系的新信息。她指出,学者已经知道玛丽.安托瓦内特“对他有很深的感情”。尽管如此,她表示,这些信件让我们可以“直接观察玛丽.安托瓦内特的想法和感受”。研究人员称这项研究中的技术可能会结合使用机器学习算法,自动转录旧文本,从而更容易理解这些重要文件——以及其他类似文件。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年10月09日 16时21分 星期六
来自我的世界:海岛
人们受益于深入而有意义的对话,这有助于我们建立彼此之间的联系,但我们经常坚持只与陌生人闲聊,因为我们低估了他人对我们生活的兴趣,并错误地认为更深入的对话会更尴尬也更不愉快。发表在美国心理学会期刊上的研究论文显示,这种担心实际上有些过虑了。

如果以深刻而有意义的方式与他人联系会增加幸福感,为什么人们在生活中不常这样做呢?为了回答这个问题,研究人员设计了一系列 12 项实验,并邀请了 1,800 多名参与者参与了这些实验。研究人员将参与者结对——基本上是陌生人结对,并且要求他们谈论相对深入或者较浅的话题。在一些实验中,人们会拿到一些或深或浅的话题进行讨论。肤浅的话题包括了一些非常典型的闲聊话题,例如,“上个月你看过的最好的电视节目是什么?和你的伙伴谈谈它”或者“你觉得今天的天气怎么样?”而比较深入的话题则会引出更多个人和私密的信息,例如,“你能描述一下你在另一个人面前哭过的经历吗?”或者“如果有一个水晶球可以告诉你关于你自己、你的生活、你的未来或者任何其他事情的真相,你想知道什么?”在其他一些实验中,参与者被要求自己提出深入或者肤浅的话题。

在谈话之前,参与者被要求预测他们认为谈话会有多尴尬,他们认为自己会和谈话对象产生什么样的联系以及他们对谈话的喜爱程度。在谈话结束之后,参与者被要求对谈话的实际尴尬程度、他们实际感受到的联系程度以及他们实际体验的愉快程度进行评估。研究人员发现,总体而言,无论话题深浅,参与者实际感受到的尴尬程度、联系感以及愉悦程度都比他们在谈话之前的预期更好。而如果进行的是深度对话,这种效果往往会更强。和讨论浅层次话题的参与者相比,讨论深入话题的参与者倾向于大幅高估谈话的尴尬程度。可是深入的对话却更愉快,而且会形成更强的联系感。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年10月06日 20时12分 星期三
来自夏日永别
2021 年度诺贝尔化学奖授予了在有机催化发展上做出贡献的化学家:马克斯普朗克煤炭研究所的 Benjamin List 和普林斯顿大学的 David W.C. MacMillan。构建分子是一门高难度的艺术,今年得奖的两位科学家开发了一种精确的分子构建工具——有机催化,它对药物研究有巨大影响。众多研究领域和行业依赖于构建分子的能力,这些分子能形成弹性和耐用材料,在电池中储存能量,或者抑制疾病发展。构建分子的工作需要催化剂。研究人员长期以来认为只有两种催化剂:金属和酶。今年获奖的两位科学家在 2000 年独立开发了第三种催化剂:不对称有机催化。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年10月05日 20时51分 星期二
来自2061太空漫游
2021 年度的诺贝尔物理学奖授予了三名研究混沌和随机现象的物理学家:普林斯顿的真锅淑郎和马克斯普朗克研究所的 Klaus Hasselmann 因地球气候物理建模、量化可变性和可靠预测全球暖化上的贡献获得一半奖金,罗马第一大学的 Giorgio Parisi 因发现从原子到行星尺度物理系统中无序和波动之间的相互作用而获得另一半奖金。地球气候是对人类至关重要的一个复杂系统,真锅淑郎的研究展现了大气二氧化碳含量增加如何导致地球表面温度升高。他在 1960 年代领导开发了地球气候物理模型,为今天气候模型的开发奠定了基础。Klaus Hasselmann 在 1970 年代创建了关联气候和天气的模型,证明虽然天气变化无常且无序但气候模型能对其进行可靠预测。Giorgio Parisi 在 1980 年发现了无序复杂材料中的隐藏模式,使得理解和描述随机材料和现象成为可能。
生物技术
WinterIsComing(31822)
发表于2021年10月04日 20时04分 星期一
来自我是6号
热冷和触觉的感知能力对人类的生存至关重要,这些感觉也是互动的基础。但温度和触觉感知背后的神经冲动是如何启动的?2021 年度的诺贝尔生理学或医学奖授予了解决这一问题的两位科学家David JuliusArdem Patapoutian。David Julius 利用辣椒素识别了皮肤神经末梢对热反应的受体。Ardem Patapoutian 使用压敏细胞发现了皮肤和内脏器官中对机械刺激反应的受体。这些发现迅速提高了我们对神经系统如何感知热冷和机械刺激的认识,找到了理解感官和环境之间复杂相互作用的关键缺失环节。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月30日 18时56分 星期四
来自诺比与错乱的时间线
相比现代无烟火药,传统火药在如今的武器中几乎不见踪影。除了在烟花爆竹中发挥作用之外,古董武器还是给传统火药留下一点施展空间。一支由化学家及历史学家组成的跨学科团队设计实验,想了解几个世纪以来火药的不同配方是如何随着成份变化而逐渐定型的。研究人员在最近发表在《ACS Omega》杂志上的论文中描述了发现。

他们甚至在西点军校射击场使用十五世纪投石炮的复制品进行了试射,检验的正是最经典的黑火药。从化学角度来讲,这种火药配方非常简单,即硫、木炭(碳)与硝酸钾(KNO3,一种氧化剂,也被称为硝石)的混合物。公元 904 年左右,中国首次将黑火药用于战争;到十三世纪后期,这种火药已经遍及欧洲与亚洲各地。现代黑火药配方使用 75% 的硝石、15% 的木炭与 10% 的硫磺。但几个世纪以来,中世纪的炮手们曾经试验过多种不同配方,甚至出于某些不明目的而向其中添加过樟脑、清漆或者白兰地。到十四世纪后期,工匠发现可以通过一种名为“corning”的湿磨工艺提高火药性能。在对各种成分进行研磨时,他们会加入某种液体(通常是蒸馏酒)以产生湿润的糊状物。之后他们把这种糊糊揉搓成球再晾干,并在使用前由炮手们在研钵中重新捣碎。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月30日 16时35分 星期四
来自怒火重燃
量子计算需要极端真空、特殊金属以及微开尔文低温冷却,但澳大利亚一家初创公司开发出的量子微处理器不需要这些苛刻的前提条件。该公司表示,量子微处理器能在室温下运行,目前量子微处理器和机架单元大小相若,未来会缩小到普通显卡大小,并会进一步缩小到足以和传统处理器一起内置到移动设备里。如果这家公司能兑现承诺,那么你将可以把量子的优势整合到几乎任何大小的计算机中,摆脱超级计算机规模和费用的限制。量子软件和计算无需连接主机或云端就可以快速完成,能在需要的地方就地完成。真是相当具颠覆性的东西。

Quantum Brilliance 于 2019 年成立,其创始人此前在澳大利亚国立大学从事研究,开发了可以制造、扩展和控制嵌入在合成钻石的量子比特技术。该领域本身并不是新领域,实验性的室温量子比特已存在 20 多年。Quantum Brilliance 对该领域的贡献在于,他们精确地制造这些小小的室温量子比特以及开发了可复制技术,他们还开发了小型化以及整合所需要的控制结构进而可获取进入及出自量子比特的信息,这是两个关键的领域,迄今为止这些设备的规模没超过几个量子比特,其原因就是受制于此。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月29日 18时15分 星期三
来自天空的孩子
一项研究显示,空气污染可能是全球每年多达 600 万名早产儿及 300 万名体重不足婴儿的原因。分析结合了多项研究结果并首次计算出户外和室内空气污染的全球总体负担。根据最新研究结果,室内污染主要来自燃烧固体燃料(如煤或木材)的炉灶,占 2019 年怀孕总污染负担的近三分之二。而在发展中地区尤其如此,例如在东南亚和撒哈拉以南的非洲的一些地区。加州旧金山分校的流行病学家、论文首席研究员 Rakesh Ghosh 表示,“在个人层面上,与室外水平相比,室内空气污染暴露似乎会带来了更大的负担。”论文发表在 Plos Medicine 杂志上。Ghosh 表示,“在产前护理期间,特别是在家庭污染普遍存在的地方,尽可能减少家庭污染的暴露程度应该是传达给准妈妈信息的一部分。”空气污染通常根据小于 2.5 微米的颗粒物的暴露程度来衡量:一旦吸入这些颗粒物后,由于颗粒物的微小尺寸而会被深度吸收到血液里,这可能会造成深远的健康问题。
太空
2
wanwan(42055)
发表于2021年09月29日 17时05分 星期三
来自百万年神殿
GW Ori 是一个位于猎户座的恒星系,距离地球 1300 光年,被一个巨大的尘埃气体环围住,年轻恒星系形成行星时具有此类共同特征。但 GW Ori 奇妙的地方在于,它包含不只是一颗恒星,而是三颗恒星。更奇妙的是,GW Ori 的尘埃气体环被分成内外两个环,这有点像土星的环,假定环的中间有个巨大的间隙。还有更奇怪的,外环的倾斜度约为 38 度。科学家一直在试图解释这是怎么回事。有人猜想,环里的间隙可能是因为星系里一个或多个行星正在形成。如果是真的,这将是科学家首次找到的第一颗同时围绕三颗恒星运行的行星,亦名为环三(Circumtriple)行星。

研究人员根据建立的 GW Ori 恒星系详细模型进行研究,他们表示,行星可以很好地解释尘埃云的间隙,行星其实就是一个类似木星的硕大气态星球。尽管天文学家目前无法看到该恒星系里的行星,但他们可能正目睹这颗行星在其生命周期开始的一百万年里的轨迹。科学家在九月的《皇家天文学会月报》上发表了相关论文。他们表示,有一种观点认为恒星的引力扭矩造成了尘埃气体环的间隙,但这种观点被推翻了。他们的论文表明,尘埃气体环里存在的湍流(又名环的粘度)不够大,无以支持这种观点。他们的研究结果表明,行星形成还有很多人类意想不到的方式。
NASA
wanwan(42055)
发表于2021年09月29日 14时48分 星期三
来自无尽的边界
早期宇宙的大型星系被认为为新恒星留下了大量燃料,但最近一项发现表明这并不一定正确。天文学家使用哈勃望远镜与 Atacama 大型毫米波/亚毫米波阵列(ALMA)发现了六个被认为“死亡”的早期星系(在宇宙大爆炸后约 30 亿年)——即它们耗尽了形成恒星必需的冷氢。根据首席研究员 Kate Whitaker 的解释,这个时期正是恒星诞生的高峰阶段,所以氢元素的消失实在是个难解之谜。研究小组依靠强大的引力透镜效应发现了这些星系,即使用星系团引力造成的空间扭曲与放大观察来自早期宇宙的光。哈勃确定了过往恒星形成的位置,而 ALMA 则检测冷尘埃(氢的替代品)以揭示如果存在必要成分恒星最终会在哪里形成。星系据信从那时开始已经扩张,但并不是通过生成恒星。它们的扩张是通过与其他小星系及气体合并,此后的任何形成都是非常有限的。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月29日 14时18分 星期三
来自伊卡狛格
大西洋盆地(Atlantic Basin)迎来又一个创纪录的飓风季节,截至目前已出现了共 19 场有名字的风暴。距离本季结束还有两个多月时间,我们可能要连续第二年面对名字耗尽的局面。目前在大西洋,飓风山姆正在开阔水域上肆虐。幸运的是,这场大型飓风基本不可能威胁到陆地区域。在山姆身后,维克多与旺达可能会在接下来几天内快速形成,好在它们同样不会对陆地构成直接威胁。但如果这两股飓风真的成形,那么 National Hurricane Season 用于标定热带风暴与飓风的官方名称将耗尽(因为字母 Q、U、X、Y 与 Z一般不会在名称当中使用,所以大西洋飓风名称列表中也没有它们的身影)。过去几年,总部位于迈阿密的飓风中心已经开始用希腊字母称呼超出命名配额之外的风暴活动。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月28日 20时17分 星期二
来自阿尔法计划
今年春季,在雪城大学夸克物理学小组会议上,Ivan Polyakov 宣布自己初步发现了一种神秘粒子的踪迹。小组负责人 Sheldon Stone 回忆道,“我们都说,不可能吧,你是不是搞错了?”Polyakov 重新检查了自己对大强子对撞机b介子(LHCb)实验数据的分析结果,发现结论依然成立。换句话说,与大多数理论家的观点相反,被称为夸克的一组四个基本粒子确实可以形成一个紧密的基团。LHCb 在今年 7 月的会议及本月早些时候的论文报告了这种复合粒子的发现,将其命名为双粲四夸克(double-charm tetraquark)。论文正接受同行评审。

双粲四夸克的意外发现凸显出令人不安的事实——虽然物理学家都清楚定义强作用力——即将夸克结合起来以在原子中心形成质子与中子的基本力——的确切方程,但他们却无法解开这个奇怪、似乎永无尽头的迭代方程。正因为如此他们无法预测强作用力的实际影响。四夸克结构为理论家提供了坚实的目标,测试他们的数学公式能否逼近强力的真相,它是物理学家理解原子内外夸克行为的主要希望。
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月27日 15时32分 星期一
来自夜袭动物园
植物有感知干旱的能力。一旦意识到水源不足,它们就会释放一种激素帮助自己保持水分。这种激素 ABA 会向种子发出信息,即现在不是发芽的好时机。随着气候变化,炎热地区的农作物在激素 ABA 的指引下出现严重的产量下降与产出减少问题。加州大学河滨分校项目科学家与研究作者 Aditya Vaidya 表示,“只要能阻止 ABA,就能干扰植物阻止种子萌发的化学路径。我们的新化学激素Antabactin 正是为此而生。实验证明,它能让已经明确处于休眠状态的种子开始发芽。” 发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文描述了对 Antabactin 有效性的证明。这项工作建立在同一团队创造的一种化学物质基础之上,该化学物质能模拟植物在应对干旱胁迫时产生的 ABA 激素作用。化学物质 Opacactin 能减缓植物生长,因此保证节约水分避免茎叶枯萎。它的作用是诱导植物关闭叶子和茎上的小孔,防止水分流失。接下来,该团队希望找到一种具有相反作用的分子,促使植物打开小孔、开始发芽并正常生长。虽然目前的育种技术已经在很大程度上解决了种子休眠问题,但包括生菜在内的某些作物仍然受到休眠问题的困扰。

加州大学河滨分校植物细胞生物学教授兼研究合作者 Sean Cutler 表示,对植物生长的控制能力是农民保持理想收成的重要工具。“我们的研究,关注的正是如何管理这两种需求。”在论文中,团队成员证明 Antabactin 能帮助大麦与番茄种子加速发芽。Antabactin 与 Opacactin 的协同作用将帮助农作物在越来越干燥火热的世界中茁壮成长。农民可能会先用 Antabactin 帮助种子发芽并生长为健康植物,在生长季再喷洒 Opabactin 节约用水。如此一来,在植物开花时就能在体内“储备”充足的水分。
科学
WinterIsComing(31822)
发表于2021年09月26日 13时24分 星期日
来自诺比、龙和意识星云
一个国际物理学家研究小组提出了一种在实验室中产生反物质的方式,在理论上允许他们重新创造出类似中子星周围的反物质生成条件。根据发表在《通信物理》杂志上的论文,这套部署在德国 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) 研究实验室中的装置包含两条能产生反物质射流的高强度激光束,或者能让科学家开展反物质的研究更容易些。无论是从科学还是逻辑层面,重现中子星的极端条件都是无比困难的——设想一下,在这样的极高密度之下,实验室内一块小小的方糖就足以浓缩整座珠穆朗玛峰的重量。Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)的研究人员是如何探索生成反物质的呢?他们在名为激光钳(laser pincer)的装置中使用两道方向相反的激光束——每道激光都射向一小块塑料。在激活破坏塑料的同时,它们也会向彼此发送电子云。通过在两道激光之间将粒子打散并重组起来,科学们将有望重现中子星上极高的重力与物质密度。目前科学家对激光钳的尝试仍出于理论推测,计算机模拟的结果也支持了他们测试并验证自己的理论。接下来就是制造出能真正发射激光的装置。HZDR 物理学家 Toma Toncian 表示,“同事们正在开发一套平台,用于通过实验测试磁场的形成过程是否与我们的模拟预测相符。”
科学
wanwan(42055)
发表于2021年09月24日 18时48分 星期五
来自终极失控
在新墨西哥州白沙国家公园的粘土及淤泥层上发现的脚印,可能有 21000 年到 23000 年的历史。这一结论来自对脚印上方及下方沉积层中草木种子残骸的放射性碳测年结果。如果计算正确,那么这些脚印证明在上个冰河时代的高峰期,人们就已经在现已干涸的奥特罗湖(Lake Otero)旁行走。由于当时厚达数公里的冰层覆盖着美洲大陆的北半部,因此人们肯定是在冰盖扩大到切断行进路线之前抵达了北美,进而前往冰层以南的地区。伯恩茅斯大学考古学家 Matthew Bennett 和他的同事在碱滩地区以东总共发现了 61 个人类脚印。该地区曾是一处古老湖泊的河床与海岸线。随着时间推移,湖岸随着气候变化而膨胀和收缩,留下了不同的粘土、淤泥与沙层。在 Bennett 和他同事最新挖掘的区域中,有七个沉积层中保留有人类脚印以及早已消失的其他巨型动物群足迹。某些沉积层中还包含与沉积物混合的古老草种残骸。Bennett 和同事们对来自最古老脚印下方层和最新足迹上方层的草种进行了放射性碳测年。结果显示,最古老的脚印来自约 23000 年前,而最新的脚本则来自约 21000 年前。当时,美洲大陆的整个北半部都被覆盖在厚达数公里的巨大冰层之下。
生物技术
wanwan(42055)
发表于2021年09月23日 17时00分 星期四
来自牛津时间旅行:末日之书
从老鼠到猴子的哺乳动物都有尾巴,而人类及其近亲类人猿失去了尾巴。研究人员现在发现了一个简单的基因变化,可能是它导致我们的尾巴萎缩成小小的尾骨:这个流动的 DNA 片段跳入了染色体改变了类人猿制造关键发育蛋白的方式。这一发现还表明,这种基因转变会带来一个不明显、但却相当危险的影响:发育过程中脊髓的出生缺陷风险更高。哈佛大学进化生物学家 Hopi Hoekstra 表示,这项工作不仅回答了“人类为什么会变成如今这个样子”的有趣问题,同时也提供了关于这种演化方式发生机理的新见解。

纽约大学格罗斯曼医学院研究基因组进化的研究生 Bo Xia 表示,他从小就很好奇人为什么没有尾巴。几年前尾骨受伤的意外重新燃起了他的好奇心。近年来,人们已经对大量灵长类动物的基因组进行了测序,因此他开始在已知与尾巴发育有关的基因当中寻找各类猿特异性变化。在一个叫做 TBXT 的基因中,他发现了一位重大“嫌疑人”——其中插入了一条名为 Alu 元件的短 DNA,而且这种情况只出现在所有类人猿体内(在其他灵长类动物身上并不存在)。

Alu 序列能够在基因组当中移动,有时也被称为跳跃基因或者转座元件。它们可能是古代病毒的残余,在人类基因组中非常常见,约占人类总 DNA 量的 10%。有时候,Alu插入会中断基因并阻止蛋白质的生产;在其他情况下,这些元件还会引发更复杂的影响,包括改变蛋白质表达的位置或方式。加州大学圣迭戈分校的进化生物学家 Pascal Gagneux 表示,这使其成为推动演化变异的巨大驱力。他强调,这种插入“往往成本极高,但每隔一段时间就会发生”,而生物演化则会保留其中有益的变异。

TBXT 会编码一种名为 brachyury 的蛋白质——在希腊语中意为“短尾”,因为它的突变会导致小鼠尾巴变短。乍看之下,猿特异性 Alu 元件似乎并未对基因造成任何重大破坏,但在认真观察之后,Xia 注意到附近还潜伏着另一个 Alu 元件。这种元件存在于猴子和猿体内,但只有在猿身上两个 Al u才会粘接在一起形成一个环,由此改变 TBXT 的表达并令产生的蛋白质比原始蛋白稍短一些。Hoekstra 表示,这一结论“非常聪明,我就想不到对这样的突变进行测试。”

Xia 和他的同事还发现人类胚胎干细胞会产生两种形式的TBXT 信使RNA(mRNA),一种较长、一种较短。另一方面,小鼠细胞只会产生更长的转录本。研究人员使用基因组编辑技术 CRISPR 分别去除了人类胚胎干细胞中的两个 Alu 元件,可以发现任何一个Alu元件的缺失都会令 mRNA 的较短版本消失。在其他评估缩短的猿特异性蛋白质如何影响尾巴发育的实验中,Xia 和他的同事使用 CRISPR 制造出具有缩短版 TBXT 的小鼠。研究小组上周在 bioRxiv 发表的预印本论文中,他们提到携带两个缩短基因副本的小鼠未能存活下来,但带有一长一短版本的小鼠出生时尾巴长度各不相同——从完全无尾到几乎正常。