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猫眼电影记者 吴淞 报道y85ouztigy6ysf5y
4月11日(星期五)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:
《自然》网站(www.nature.com)
科学里程碑!六种猿类完整基因组首次破译
经过二十多年的研究,科学家成功完成了六种猿类物种的完整基因组测序,这一成果最近发表在《自然》(Nature)期刊上。该研究由来自多个国家的123名研究人员合作完成,将为猿类保护及人类进化研究提供重要依据。
基因组是细胞中完整的DNA指令集合,测序能揭示其碱基排列顺序。2001年人类基因组测序完成后,科学家开始研究其他猿类的基因组,它们是人类最接近的遗传亲属。理解这些基因组有助于揭示人类与其他猿类的差异,例如某些猿类对艾滋病等疾病的抵抗力可能源于基因变异。
过去,科学家仅能破译猿类基因组的片段,而此次研究采用先进测序技术和算法,首次实现了无间隙的完整基因组组装。研究团队解码了黑猩猩、倭黑猩猩、大猩猩、婆罗洲猩猩、苏门答腊猩猩和白掌长臂猿的基因组,发现每个物种可能存在770至1482个新基因,并在基因组中发现了异常的DNA结构。
进化生物学家指出,完整的基因组将推动灵长类谱系进化研究。此外,被测序的六种猿类均为濒危或极度濒危物种,这些数据有助于分析其遗传多样性,识别对物种生存至关重要的基因。
研究数据已向全球公开,分子生物学家评价称,这是目前最优质的猿类基因组资源,为科学家研究人类独有基因或共享基因的功能差异提供了重要参考。
《科学通讯》网站(www.sciencenews.org)
0.45电子伏特!科学家将中微子质量上限砍半
中微子产生于放射性衰变、太阳及宇宙中的各类反应中,以质量极小著称,而最新研究显示其质量可能比此前认知的更小。根据德国卡尔斯鲁厄理工学院的国际氚中微子实验(KATRIN)团队的研究,中微子的质量小于0.45电子伏特,较该实验此前确定的其质量上限降低了近一半。该研究成果最近发表于《科学》( Science)杂志。
中微子是唯一质量未知的基本粒子,其质量不足电子的百万分之一,过去甚至被认为无质量。理解其为何如此轻是粒子物理学的核心问题之一,而精确测量质量是破解这一谜题的关键。
KATRIN实验通过研究氚(氢的重同位素)衰变来探测电子反中微子。每次衰变会释放一个电子反中微子和一个能量不定的电子,中微子质量会限制电子的最高能量。团队通过分析3600万个电子数据,捕捉到了这一微小效应。
KATRIN实验将持续运行至2025年底,未来结合未分析数据,有望进一步缩小中微子的质量范围。此外,宇宙观测也曾为中微子质量设定上限,但该结果依赖对早期宇宙模型的理论假设,可能存在偏差。而KATRIN的实验结果独立于宇宙学模型,为粒子物理学提供了更直接的证据。
《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)
1、传统模型已过时?研究揭示全球粮食产能被严重误算
一个国际农学家团队近日提出,需要采用新方法更准确地评估全球作物产量潜力及差距,这对制定粮食安全政策至关重要。相关研究由美国内布拉斯加大学林肯分校等机构合作完成,成果发表于《自然·食品》(Nature Food)期刊。
当前,全球粮食生产面临严峻挑战,如何在有限耕地上满足不断增长的需求成为关键问题。传统统计方法依赖最佳案例(如最肥沃土壤、最适宜天气下的最高产量),可能导致高估潜力。例如,美国模型常以高产县份数据外推至整个区域,忽略气候和土壤差异。而在非洲等地区,因农民投入不足,模型又可能低估实际潜力。
研究团队对比了四种统计模型与“自下而上”空间扩展方法的差异。后者基于内布拉斯加大学开发的全球产量差距和水生产力图谱,结合本地气象与土壤数据,通过作物模型计算,结果更精准。这种方法能更好反映长期趋势和区域差异,有助于识别增产空间最大的地区,指导农业研发投资。
团队强调,现有统计方法由地理学家和统计学家主导,缺乏农学依据,导致不同模型的结果差异显著。改进后的方法将更可靠,为政策制定提供科学支持。这项研究旨在推动更科学的粮食产能评估,确保农业可持续发展。
2、长期肥胖加速大脑衰老?科学家揭示体重与认知健康惊人关联
随着全球肥胖率攀升,肥胖对大脑及认知健康的长期影响备受关注。香港理工大学仇安琪教授团队通过创新研究,揭示了肥胖轨迹与大脑衰老的关联。
现有研究多基于横断面数据,难以区分慢性与暂时性肥胖的影响。邱教授团队利用英国生物样本库(UK Biobank)的数据,分析了50万名40岁以上参与者的肥胖指标、脑部影像及认知功能,识别出五种肥胖模式:低稳定型、中稳定型、高稳定型、上升型和下降型。研究发现,不同肥胖轨迹对大脑的影响差异显著。
下降型肥胖模式对脑结构和认知的负面影响最小,而上升型、中稳定型和高稳定型则与逐渐加重的脑损伤相关。具体表现为:上升型组的影响始于额叶-中脑边缘区域;中稳定型组扩展至顶叶和颞叶;高稳定型组则导致全脑广泛异常。这表明,肥胖的持续时间和严重程度与大脑退化密切相关,长期肥胖可能加速脑衰老。
研究强调,通过长期监测和管理肥胖,或可延缓认知衰退。邱教授指出,随着老龄化加剧,阿尔茨海默病等神经退行性疾病日益增多,控制体重对维护脑健康至关重要。未来,团队计划结合多组学方法,进一步探索肥胖影响大脑的生物学机制。
该研究发表于《自然-心理健康》(Nature Mental Health),为肥胖与脑健康的关联提供了重要证据,提示早期干预或能延缓认知衰退。
《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)
1、全球水危机新希望:高效海水淡化技术可省15%成本
海水淡化厂或可通过新型碳布电极去除海水中的硼,从而减少昂贵化学药剂的使用。这一技术由美国密歇根大学和莱斯大学的工程师团队开发,相关研究发表于《自然-水》(Nature Water)期刊。
硼是海水中天然存在的元素,但其浓度远超饮用水安全标准,且对农作物有害。传统反渗透膜难以有效去除硼,淡化厂需额外添加化学品进行后处理,成本高昂。
新技术利用碳布电极吸附硼,避免了传统方法的复杂步骤。电极孔隙中的含氧结构能特异性结合硼,同时允许其他离子通过。通过电解水产生氢氧根离子,使硼带电并被电极捕获,最终生成纯净水。
该技术可降低15%的淡化成本,约合每立方米水节省20美分。以2019年全球日均淡化量9500万立方米计算,每年可节省约69亿美元(约504亿元人民币)。一些大型淡化厂一年可节省数百万美元。
随着全球淡水供应日益紧张,这项技术有望缓解水资源危机。据预测,到2030年,淡水仅能满足40%的需求。此外,该平台还可通过调整电极功能基团,针对性去除砷等其他污染物,实现更高效的水处理。
这项突破为海水淡化提供了更经济、环保的解决方案,有望推动海水成为更广泛的饮用水来源。
2、土壤中的“外星生命”?科学家在地球“关键带”发现全新微生物门类
美国密歇根州立大学的科学家在地球“关键带”——深层土壤区域中发现了一个全新的微生物门类(CSP1-3),该区域对地下水净化、土壤形成和养分循环至关重要。这些微生物能够分解残留污染物,提升水质,并在深层土壤中占据主导地位,占比最高可达50%以上,远超表层土壤中的微生物比例。
关键带从地表植被延伸至地下数百英尺,是维持生态系统健康的核心区域。研究团队在美国爱荷华州和中国深达70英尺的土壤样本中均发现了CSP1-3,表明其分布可能具有广泛性。DNA分析显示,这类微生物的祖先曾生活在温泉和淡水环境中,后逐渐适应深层土壤的贫瘠条件,并保持缓慢但活跃的生长状态。
深层土壤是地球最大的天然水过滤器,而CSP1-3在其中扮演着关键角色,它们依赖从表层土壤渗透的碳和氮完成水质净化。目前,科学家正尝试在实验室培养这些微生物,以研究其独特的生理机制。由于大多数微生物难以人工培养,研究团队参考其基因组信息,尝试在高温等特殊条件下进行培育。
这一发现不仅拓展了人类对地下生态系统的认知,还可能为解决环境污染问题提供新思路。未来,科学家希望揭示CSP1-3分解污染物的潜力,为应对全球环境挑战提供技术支持。(刘春)
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