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地球生命史延长至37亿年

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《自然》

地球生命史延长至37亿年

科学家报告了37.7~42.9亿年前深海热泉内部及其周围微生物活动的证据,并揭示了当时的生物多样性。深海热泉的原理和火山喷泉类似,这种热泉附近聚集了大量的生物物种,很可能是最早的宜居环境之一。英国伦敦大学研究人员分析了来自加拿大北部努瓦吉图克绿岩带的碧玉岩,它们来自古代的深海热泉,年龄为37.7~42.9亿年。团队观察了这些岩石中保存的管状和丝状结构,它们看起来类似于在其他海底热液环境中发现的细菌生命结构。这些岩石中还保留有氧化铁颗粒和碳酸盐岩等重要特征,研究人员认为,它们代表了生物活性。在格陵兰岛37亿年的岩石中曾发现了叠层石,即微生物群落造成的地质结构。而此次研究团队的新发现对上述成果是一个重要补充。叠层石只形成于有光照的海洋表面水域,而现在来自深海热泉的生命迹象已可以进一步表明:在地球的太古时期,从海洋深处到其表面,都已经存在生命了。



 

《公共图书馆·遗传学》

“基因坍塌”揭露猛犸灭绝秘密

因种群数量过低,长毛猛犸象在灭绝前基因出现严重变异,由此引发的多种疾病又进一步降低了它们的生存能力。美国研究人员对比了两头长毛猛犸象的基因组,其中一头发现于西伯利亚以北的弗兰格尔岛,距今约4300年;另一头则发现于大陆之上,距今4.5万年,当时的长毛猛犸象数量更多、更健康。结果显示,在弗兰格尔岛上发现的长毛猛犸象与其远祖相比,有害基因变异明显增多,这可能导致它们出现消化不良等问题,而原本的硬毛也变得更光滑,从而很难抵御低温侵袭。它们的嗅觉不够灵敏,它们体内的尿蛋白缺失还会影响其社会地位和交配。研究人员称此现象为“基因坍塌”。一旦种群数量低至特定水平,物种的基因健康便因无法有效开展自然选择进程而持续恶化、无法逆转。这一教训是对持续保护现存种群数量低的濒危物种的警告。



 

《科学·转化医学》

冷冻器官将有望用于移植

冷冻器官复温技术出现突破性进展。明尼苏达大学研究人员使用新技术将低温保存的动物心脏瓣膜和血管成功复温,大大提高了将冷冻器官用于移植的可能。研究人员将硅壳包裹的氧化铁磁性纳米颗粒分散在保存组织的低温保护溶液中,再使用无创电磁波激活这些纳米颗粒,让它们作为微型加热器,以每分钟100~200摄氏度的速度快速均匀地加热组织。这一加热速度比先前的复温技术快10~100倍。检测结果显示,低温保存的组织被加热后没有出现受损迹象,纳米颗粒也能随后冲洗干净。这是人类首次在不破坏组织的前提下以较大规模快速、均匀加热低温保存的组织。此次研究人员成功复温50毫升组织溶液,这意味着复温更多组织甚至器官很有可能实现。明尼苏达大学计划下一步在啮齿动物器官上展开实验,最终希望在人类器官上获得成功。



 

《美国国家科学院院刊》

黄色出租更安全

科学家连续36个月跟踪了属于新加坡同一车队的4175辆黄色出租车和12525辆蓝色出租车。数百万次观察数据表明:黄色出租车的追尾几率比蓝色出租车低9%。研究者表示已排除了驾驶速度、停车次数和距离远近等混合因素的影响。此外,驾驶黄色和蓝色出租车的司机在年龄、教育水平或驾驶经验等方面也无明显差别。黄色出租车更加醒目,在低照明度情况下尤其如此,从而使其他司机拥有更长的反应时间。在夜间街灯下,黄色出租车发生追尾的几率比蓝色出租车低19%,而白天黄色出租车的追尾几率则比蓝色车低5%。研究人员表示,将全部车队换成黄色车辆每年将会节省140万美元。他们还计划对比其他颜色的出租车,并调查其他“专车”是否也有相似影响。



 

《行为生态学》

大熊猫黑白毛色用于伪装和交流

憨态可掬的大熊猫为什么只有“黑白照片”?其实,大熊猫的黑白色有两种功能:伪装和交流。美国加利福尼亚大学研究人员根据皮毛颜色深浅将大熊猫的身躯划分成不同区域,并与狗、猫等195种食肉动物以及熊科动物的39个亚种进行比较,以寻找关联性并确定其功能。他们发现大熊猫的脸、脖子、肚皮和臀部的白色,可能因为这能帮助它们在积雪的栖息地躲藏;而四肢之所以是黑色的,是因为这能帮助它们将自己躲藏在阴影中。研究人员认为,大熊猫长成这样源于它们的消化能力较弱,也无法在冬天存储多余的脂肪来冬眠。它们必须终年活动,长途跋涉去觅食,其栖息地变化也很大,从雪山到热带森林都有。不过,大熊猫的头部配色不是为了伪装躲开捕食者,而是起到交流作用。它们黑色的耳朵表达一种“凶残”的感觉,可以警告捕食者;而黑眼圈有助于同类间的互相识别,或者警告同类竞争者。



 

《科学》

DNA数据存储新法问世

研究人员报告了一种新的数据存储方式,将数据编码进脱氧核糖核酸(DNA),从而创造出迄今最高密度的大规模数据存储方案。在这套系统中,1克DNA具有存储215拍字节(2.15亿千兆字节)的能力。原则上,它可以将人类有史以来的所有数据存储在一个大小和重量相当于两辆小货车的容器中。然而这项技术能否实现主要取决于成本。用DNA存储数据有很多优势。它是超级压缩的,并且在寒冷干燥的地方可以保存数十万年。只要人类社会还在读取和书写DNA,就能够解码这些信息。研究人员表示,这种方法工作得很好,新文件不包含任何错误。他们还可以通过聚合酶链反应(一种标准DNA复制技术)为这些文件制作几乎不受数量限制的无差错文件副本。目前,在每个核苷酸上能够编码1.6比特的数据,这比之前任何其他方法多出60%,并且是理论极限值(1.8比特)的85%。

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