Tag: 科學

迄今為止，全球科學家已經估算出超過兩萬種真核生物的基因組大小，揭示了生命之樹上基因組大小的巨大差異。在動物中，最大的基因組包括石花肺魚（Protopterus aethiopicu）和紐斯河泥螈（Necturus lewisi），它們的基因組都達到了約120 Gbp（千兆鹼基對）。而一些植物的基因組還更大。此外，基因組的大小差異也很明顯。就植物而言，最大的基因組和最小的基因組相差2400倍。 真核生物的基因組。右側縱軸單位為Gbp/1C（兆億鹼基對/細胞）。（圖/Fernández et al., iScience） 2010年以來，已知最大的基因組一直由一種日本花卉植物品種衣笠草（Paris japonica）保持著。這種植物的基因組大小為148.89 Gbp（1488.9億鹼基對）。 衣笠草。（圖/Alpsdake，Wikimedia Commons，CC BY-SA 4.0） 最近，這個紀錄被打破了。在發表於iScience雜誌上的一項新研究中，研究人員在來自新喀里多尼亞多的一種梅溪蕨Tmesipteris oblanceolata中，發現了一個更大的真核基因組。這一新記錄為160.45 Gbp，比衣笠草的基因組還要大7%。它的DNA展開長度超過100米，是人類基因組（約3.2 Gbp）的50多倍。此外，這種植物還獲得了「最大植物基因組」「最大基因組」和「最大蕨類植物基因組」三項吉尼斯世界紀錄。 罕見的梅溪蕨 T. oblanceolata是一種罕見的蕨類植物，產於法屬新喀里多尼亞，位於西南太平洋。它屬於梅溪蕨屬，這是一種獨特而迷人的小型蕨類植物屬，還沒有得到充分研究，由大約15個物種組成。它們的祖先大約在3.5億年前進化而來，甚至遠早於恐龍踏足地球。這類蕨的主要特徵是附生，它們生長在樹幹和樹枝上，而且僅僅分佈在大洋洲和幾個太平洋島嶼上。 根據先前的研究，梅溪蕨屬的物種應該包含著巨型基因組。科學家先前估算出了兩個梅溪蕨物種的基因組大小，包括T. tannensis和T. obliqua。這兩個物種的基因組都很巨大，分別有73.19 Gbp和147.29 Gbp。 在新的研究中，研究人員開始對新喀里多尼亞南太平洋島嶼上發現的6個梅溪蕨物種進行詳細調查。他們從蕨類植物的葉子上提取細胞，分離出含有基因組的細胞核。他們用熒光染料對細胞核的DNA染色，然後比較這些細胞核與一些基因組較小的植物的細胞核所發出熒光的程度，從而計算出每種梅溪蕨的基因組大小。 這種打破紀錄的物種（Tmesipteris oblanceolata）在森林的地面上很不起眼。（圖/Pol…

鉕（Pm）是一種罕見的放射性元素。1945年，它首次在實驗室中被發現，是鑭系元素（原子序數從57到71）中最後被發現的元素。儘管鉕的原子序數相對較低（61），但多年來，它的特性一直難以捉摸，原因之一是，它是唯一一種沒有穩定同位素的元素。 現在，在這種稀有而神秘的元素被發現80年後，科學家終於揭開了它的一些秘密。在一項新發表於《自然》雜誌的研究中，一組科學家通過製備一種鉕的化學「複合物」，首次在溶液中對這種元素的元素進行了描述。 難以捉摸的重要元素 鑭系元素具有非常相似的化學性質，這也是它們很難被分離的部分原因。科學家已經對絕大部分鑭系元素進行了廣泛研究，並將它們應用在許多現代技術上，比如鐳射、風力渦輪機、電動汽車、X射線螢幕甚至抗癌藥物等。 然而，鉕卻在鑭系元素的實驗研究中明顯缺席了。鉕是一種高放射性的鑭系元素，地殼中自然產生的鉕非常稀有。而且，由於鉕沒有穩定的同位素，因此可用的合成鉕也非常微少。 在這項研究中，研究團隊生產了半衰期為2.62年的放射性同位素鉕-147，其數量和純度足以讓研究人員分析其化學性質。像所有其他鑭系元素一樣，鉕也傾向於形成帶3個正電荷的離子。 鉕在一個被有機配體包圍的小瓶子裡。（圖/Jacquelyn DeMink & Thomas Dyke / ORNL, U.S. Dept. of Energy） 研究人員將這些離子與一種名為二甘醇胺配體的有機分子在水溶液中結合，這種配體中含有三個富含電子的氧原子。三個這樣的配體與每個鉕離子結合，生成了包含9個鉕-氧鍵的複合物。然後，利用X射線光譜學，研究人員確定了這種複合物的性質，比如鉕與氧之間的化學鍵鍵長。 觀察缺失的收縮 為了觀察這種複合物是如何形成的，研究人員還將相同的配體與其他鑭系元素結合在一起。這使得研究人員首次揭示了所有鑭系元素在溶液中收縮的特徵，填補了鑭系元素研究中的重大空白。 所謂鑭系元素收縮，指的是鑭系元素的原子半徑和離子半徑在總體上比預期值小的現象。隨著這些鑭系元素的原子序數增加，它們的原子和離子大小會不斷減小。這種收縮產生了許多獨特的化學和電子特性。 在這項研究中，研究人員清晰地觀察到，鑭系元素與氧之間的化學鍵的收縮，會隨著原子序列的增加而加速，但是在鉕之後，這種收縮率會大大減緩。 里程碑式的突破 鉕對醫學研究和長壽命核電池具有重要意義。但長期以來，科學家對於鉕的大部分特性都只能進行假設。新的研究成果是理解鑭系元素的化學鍵性質以及它們在元素週期表上的結構變化的一個重要里程碑，使得科學家可以更全面地理解鑭系元素收縮現象。 此外，這一成就還能減輕分離這些鑭系元素的難度，為分離這些元素帶來更好的方法，例如從核廢料中分離鉕和類似元素。一直以來，科學家都試圖能夠分離出整個鑭系元素系列，鉕是其中的最後缺失的一塊。 研究人員強調，這一成就可以歸功於團隊合作。首先，鉕是在高通量同位素反應堆合成的，並在放射化學工程開發中心進行純化。然後，通過利用布魯克海文國家實驗室的國家同步加速器光源II，他們對其進行了X射線吸收光譜研究。與此同時，研究人員還利用計算設施進行了量子化學計算和分子動力學模擬。 這是一項具有里程碑意義的研究，它填補了化學教科書中長期存在的空白，標誌著鑭系元素研究取得了重大進展。 #創作團隊： 編譯：小雨 排版：雯雯…

細胞間現象 在生物中，有些細胞可以吞噬甚至消耗另一個細胞，這種現象被稱為細胞間事件。長期以來，科學家已經在許多研究中觀察到了細胞間事件，但他們對這種相互作用的起源和機制仍然知之甚少。為什麼會有細胞間現象？這種現象在整個生命的進化樹上常見嗎？它們與癌症這樣的「自私」現象有關嗎？ 在一篇新發表於《科學報告》的綜述論文中，一組研究人員在對508篇論文進行系統性地篩選後，對在進化樹中觀察到的各種形式的細胞間現象進行了分類。他們驚訝地發現，從單細胞變形蟲到複雜的多細胞動物，細胞間事件在整個生命樹中普遍存在。 這一發現也挑戰了「細胞間事件主要存在於癌細胞之間」的普遍看法，它表明這些細胞間事件本身並不一定是「自私的」或「癌變的」，而是可能在各種生物的正常發育、體內穩態和應激反應中，都起著至關重要的作用。 從自私到合作 在這篇綜述中，研究人員深入調查了細胞間現象的發生、遺傳基礎和進化史。他們描述了16個存在細胞間行為的不同類群，並基於宿主細胞和獵物細胞之間的親疏程度，以及它們相互作用的結果（最終存活的是一個細胞還是兩個細胞），將這些細胞間事件分成6個不同的類別，分別為： 1、至少有一個細胞死亡的非腫瘤細胞間的異種殺傷； 2、至少有一個細胞死亡的非腫瘤細胞間的同種殺傷； 3、兩個細胞都存活的非腫瘤細胞間的異種細胞間現象； 4、兩個細胞都存活的非腫瘤細胞間的同種細胞間現象； 5、至少有一個細胞是腫瘤細胞，且至少有一個細胞死亡的同種殺傷； 6、至少有一個細胞是腫瘤細胞，且兩個細胞都存活的同種細胞間現象。 異種殺傷指的是一個細胞吞噬並殺死另一個不同物種的細胞，這種現象在單細胞、兼性多細胞和專性多細胞生物中都普遍存在。相比之下，一個細胞消耗同一物種的另一個細胞的同種殺傷就不那麼常見了，在這項研究所關注的7個主要分類群中，只有3個出現了這樣的情況。 專性多細胞生物是指那些在其整個生命週期中都必須以多細胞形式存在的生物。它們不能作為單細胞存活或運作，例如大多數動物和植物都是如此。兼性多細胞生物是指那些既能以單細胞形式存在，也能根據環境條件以多細胞形式存在的生物。例如，某些類型的藻類可能在某些條件下以單細胞形式生活，但在別的條件下也可以形成多細胞群體。 而宿主細胞和獵物細胞在相互作用後都存活下來的細胞間現象（「異種細胞間現象」和「同種細胞間現象」）則表明，這些細胞間事件可能具有超越「殺死競爭對手」的重要生物學功能。 古老的基因 除了對不同的細胞間事件進行分類外，研究人員還研究了參與這些過程的基因的進化起源。他們驚訝地發現，許多關鍵的細胞間基因早在專性多細胞進化之前就已經出現了。 在總共鑑定出的38個與細胞間現象相關的基因中，有14個起源於22億年前，比一些兼性多細胞生物的共同祖先還要早。這些基因參與了多種細胞過程，其中包括細胞-細胞黏合、吞噬作用、細胞內殺死病原體和調節能量代謝。如此多樣化的功能表明，早在複雜的多細胞生命出現之前，細胞間事件就可能在單細胞和簡單的多細胞生物中起到了重要作用。 新的思考和未來 這項研究是首個系統性地研究進化樹中細胞間現象的研究。研究人員表示，對進化樹中的細胞間現象進行分類，有助於更好地理解這些現象的進化和機制。他們認為，鑑於這些過程發生在一系列廣泛的生命形式中，以及深深植根於我們的基因構成中，我們應該重新思考細胞間的合作、競爭的概念，以及多細胞的複雜本質。 此外，研究人員表示，若要解答細胞間現象究竟是如何發生的，或許還需要對數以百萬計的生物體進行進一步的研究，包括那些可能尚未被搜尋到存在細胞間現象的生物體。 這項研究也為腫瘤學和再生醫學的研究開闢了新的途徑，對開發更有效的癌症治療方法意義重大。它表明，我們或許應該摒棄將靶向細胞間事件作為治療癌症的方法，因為這些現象並非惡性腫瘤所獨有的。 #創作團隊： 撰文：糖獸 排版：雯雯 #參考來源： https://news.asu.edu/20240521-science-and-technology-study-finds-widespread-cell-cannibalism-related-phenomena-across https://www.nature.com/articles/s41598-024-57528-7 #圖片來源： 封面圖&首圖：Jason…

很多人家裡可能都有種秘密的寵物，我們未必想養它們，但它們的確和我們共同生活在一個屋簷下。那就是蟑螂。 最常見的一種蟑螂叫德國小蠊（Blattella germanica），它們在世界各地都很猖獗，除了南極洲，它們的身影遍佈各地。但有意思的是，在自然界中卻幾乎很難找到它們的蹤跡。令人驚訝的是，儘管這種「害蟲」是如此普遍，但我們對它們的身世卻幾乎一無所知。這種專門在城市出沒的頑強生物究竟是如何進化，並且安然自得地棲息在我們的住宅中的？‍ 近日，一組科學家利用DNA測序技術詳細研究了德國小蠊，並將它們的起源追溯到東印度和孟加拉國。這個引人入勝的故事講述了人類和蟑螂的糾葛——我們幫助了它們擴散到世界各處，又對它們深惡痛絕。研究已發表在《美國國家科學院院刊》上。 德國的蟑螂？ 故事的主角在大約三百年前登上了人類歷史的舞臺。1756年至1763年，歐洲七年戰爭暴發。當時，人們在東歐的軍隊儲糧中發現了這種蟑螂。最初，敵對雙方都用對方的名字為這種蟑螂命名——俄國人叫它「普魯士蟑螂」，而英國和普魯士士兵則把它們稱為「俄國蟑螂」。 1776年，瑞典生物學家卡爾·林奈（Carl Linnaeus）對這個物種進行了分類和命名，它的拉丁學名被定為Blatta germanica。Blatta在拉丁語中是「避光」的意思。這個屬後來被改稱Blattella（小蠊），那些體型較小的蟑螂都被歸在其中。而之所以叫作germanica，則是因為林奈檢驗的標本採自德意志地區。 這讓很多人誤會這種生物起源自德國。實際上，不少博物學家很早就意識到，這種生物幾乎不可能源自歐洲，因為歐洲並沒有與之外形相似的蟑螂。科學家在非洲和亞洲發現了具有相似解剖結構的相關物種。因此，一種普遍的共識是，德國小蠊最初可能是在非洲或者亞洲進化而來，然後才稱霸世界的。 但僅僅依靠外形等研究，我們還很難真正弄清楚它們的故事。這就需要基因的幫助了。 基因測序 在這項新研究中，團隊從全球17個國家的281只蟑螂身上採集了DNA樣本，並比較了一個名為CO1的特定基因區域的DNA序列，也就是所謂的「DNA條形碼」。可以這麼理解，我們在超市只要掃描商品的條形碼，就能知道商品的資訊。而這個基因區域也像生物各自特有的「商品程式碼」一樣，能夠幫助科學家快速識別並確認物種。 研究人員將德國小蠊與亞洲的類似物種進行比較發現，德國小蠊的序列與孟加拉灣的亞洲姬蠊（Blattella asahinai）幾乎完全相同。超過80%的德國小蠊樣本完全匹配。其餘20%的樣本鮮有差異。 研究推斷，這兩個物種僅僅分化了約兩千一百年。從進化的角度來看，這就是眨眼之間的事情。正如其他很多物種一樣，亞洲姬蠊也是在農民清除了它們的自然棲息地之後，才適應了與人類共處的生活。它們的祖先從印度的田野搬到了建築物中，開始依賴人類。但是，它們後來又是如何擴散到世界各地的呢？ 勇闖世界的故事 研究人員還分析了基因組中的另一組被稱為SNP（單核苷酸多型性）的DNA序列。他們利用來自六大洲17個國家的樣本，找到了不同種群的蟑螂之間彼此相關的程度，描繪出了德國小蠊是如何從它們的故鄉勇闖天涯的。 德國小蠊遷移線路圖。綠色區域為亞洲姬蠊的自然分佈區。（圖/Tang, et al. 2024/PNAS） 大約2100年前，或許在印度或者緬甸，德國小蠊和亞洲姬蠊在進化上分道揚鑣。隨後開始了遷移。這種遷移主要分為兩波。大約1200年前，第一波遷移開始。這些蟑螂很可能搭上了倭馬亞和阿拔斯王朝貿易和軍事擴張的順風車。它們不斷向西抵達中東。 下一波遷移則在大約390年前，它們向東前往東南亞。歷史上，17世紀初起，一些歐洲的貿易公司開始在東南亞開展貿易，並往返於歐洲，比如英國東印度公司或者荷蘭東印度公司。而這些蟑螂可能和他們一起開始了旅行。 德國小蠊大約在270年前來到了歐洲，這也和七年戰爭的歷史記錄相吻合。大約120年前，德國小蠊從歐洲擴散到了世界其他地區。這種全球擴張與這個物種在不同國家的歷史記錄一致。大約170年前，這個物種還在亞洲「擴張」過一次，它們向北並向東來到了中國和韓國。 研究還注意到，與在地理距離上彼此接近的國家相比，在文化上具有聯繫的國家存在關係更密切的種群。這暗示著全球貿易促進了它們的傳播。比如，隨著蒸汽動力船取代帆船，這些搭上了順風車的小動物被運送得更加快速了。更短的旅程時間意味著他們更有可能活著抵達併入侵新的國家。接著，隨著住房條件的改善，比如管道和室內供暖的出現，為小蠊在世界各地的建築中生存和繁衍創造了有利條件。 我們和它們的故事仍在繼續 當然，絕大多數人都不喜歡蟑螂，所以它們的生存取決於它們的隱蔽能力。德國小蠊進化成了夜行性動物，它們避光生存，會避開開闊的空間。它們也不再飛行，但依然保留下了翅膀。繁殖能力也相當驚人。 這些生物最臭名昭著的特點是，只要短短几年，它們就能迅速進化出針對許多殺蟲劑的抗藥性。比如上世紀80年代推出的蟑螂藥餌既便宜又有效。但它們的效果很快就大打折扣。這是因為誘餌使用了糖來引誘蟑螂。喜歡「甜食」的蟑螂被殺死了，但那些喜歡其他口味的蟑螂卻存活下來並繁衍後代。 小蠊屬的歷史或許可以追溯到兩億年前。它們仍在進化和適應，保持著頑強的生命力。我們和德國小蠊之間的故事應該還會持續很久。…

‍‍ 2007年，天文學家驚喜地發現了一種全新的宇宙現象：快速射電暴（FRB）。這是一種非常短暫的射電脈衝，通常只持續幾毫秒。 直觀來說，平均每個FRB釋放的能量相當於太陽三天的輸出量。不過，在它們抵達地球的時候，信號強度已經很微弱了。在過去的幾年裡，天文學家就發現了數百個FRB，這裡總結了5個最狂野、最奇妙的FRB。 FRB 20200428A 磁陀星藝術家印象圖。（圖/NASA/Goddard） 2020年4月是FRB研究的轉折點。在此之前，所有關於FRB起源的理論都只是紙上談兵，因為還沒有足夠的觀測證據來佐證那些猜想。而FRB 20200428A的發現改變了這一切。在CHIME（加拿大氫強度測繪實驗）等射電天文臺捕捉到它的信號的同時，多處X射線天文臺同時捕捉到了來自同一地點的X射線暴，它們幫助天文學家鎖定了這次FRB的源頭。就天文尺度而言，它就在我們附近。 FRB 20200428A是銀河系內發現的第一個FRB，來自三萬光年外的一顆恆星。但那不是一顆普通的恆星，而是一顆磁陀星——一種具有極其複雜和強大磁場的中子星。這一發現讓科學家可以確定至少有一些FRB是由磁陀星引起的，但天文學家同樣認為，FRB很可能不止這一種來源。 FRB 20121102A （圖/ESO/M. Kornmesser） FRB 20121102A並不是一次性的爆發，它是最早發現的一個重複FRB。當然，如今已知的重複FRB遠不止它。有些天文學家甚至認為所有的FRB最終都會重複出現，只是這一可能性仍有待進一步的驗證。 更關鍵的是，重複並不是FRB 20121102A的奇怪之處。它實際上是一種連續爆發，有時，它會突然停止，偶爾熄滅一段時間，接著再恢復如初。這就意味著，如果FRB 20121102A同樣是來自磁陀星，那也一定是某種前所未見的磁陀星——或許是一顆相當年輕的磁陀星，或者是在某種特殊條件下形成的，又或者是一顆自轉週期很長的磁陀星。 FRB 20191221A （圖/CHIME, MIT News） FRB 20191221A非常不同尋常。它持續了三秒，這個時間長度大約是平均FRB的1000倍。更有意思的是，在這三秒裡，每隔0.2秒就會出現一次明顯的重複週期模式，就像心跳一樣。 這個FRB信號來源於一個距離地球幾十億光年外的遙遠星系，天文學家懷疑它可能來自射電脈衝星或磁陀星——它們都屬於中子星。 FRB 20190425A （圖/雙子星天文臺，NOIRLab,…

長得好看，在網路時代確實有優勢。 前一陣有個美國妹子因為飆車被抓火了，倒不是她跑出了什麼驚天動地的速度，主要是，不少網友覺得她長得好看。 被抓妹子名叫Felicity Michaela Hughes，才18歲。據介紹警方發現她在高速公路上超速行駛，然後當即展開追捕。結果妹子一看有人追她，跑得更快了，直接加速逃逸。 這一追一逃就是一個多小時，速度與激情都快演完一半了。當然現實不是電影，她的車技也沒那麼好，最終因為跑進死路被警方逼停，這期間她撞了一輛警車，造成一名警員受傷。 所以其實這是一場危險駕駛，超速追逐，但這件事兒卻隨後在網路小火了一下。主要是網上曝光了相關的執法畫面，而在畫面中，妹子的顏值確實打動了不少網友。 不僅身材好，五官也精緻，真給人一種在拍電影的感覺。 也是因此，網友的態度變得非常離譜了起來。比如當即有人留言，表示這哪裡是撞到警車了，這明顯是撞進我的心裡了。 還有人說她是無辜的，呼籲趕緊放人。也有人表示她有罪，說她偷走了自己的心。 「土豪」網友聲稱會代付保釋金，不過據報道她的保釋金要5萬美元，不知道會不會真有人幫她付款。還有個老哥更逗，認為她的車技、逃逸、超速都不是致命的，反而身材真的是要了自己的老命。 這群網友三觀跟著五官跑，紛紛留言拱火玩梗，還有人說什麼「一眼就看出來有冤情」，「罰她社交軟體禁言幾天就行了」，「拋開一切不談她有罪嗎？」「未知全貌不評價，看完全貌感覺無辜」。 也是看熱鬧不嫌事兒大，現實不是打遊戲，這麼開車可是很容易鬧出人命的。 但如果你經常上網，就會發現這一套還是挺眼熟的，因為類似的情況並不少見。之前不少罪犯都因為顏值剛被抓就走紅，甚至剛出獄就出道了。 說幾個比較知名的，比如在2014年，Jeremy Ray Meeks就憑藉自己的外表火速成名。 而他被逮捕時，罪名快跟恐怖分子有一拼了，持有槍支、重大盜竊等等。本來算是一個標準的反派，但因為顏值出眾，就這麼在網上獲得超高人氣。警方當年都無語了，說他的照片是當地官方建立社交媒體賬號以來發過的最火的圖片。 後續的故事走向也極為抽象，Meeks的老媽乾脆搞了一個眾籌，試圖為他籌集保釋金，畢竟他當時的保釋金高達105萬美元。 後來他還是要老老實實服刑的，但出獄後人生立馬迎來轉機，不用再拿著槍在街頭火拼了，有模特經紀公司早就打上了他的主意，然後幫他開啟了模特生涯。 2017年也有一個離譜的情況。 小夥Mekhi Alante Lucky當時也就20歲，他因為超速駕駛、偷車被捕，但也是從此扭轉了命運。要知道在此之前老哥在犯罪道路上算是越走越遠的，什麼襲擊路人，非法入侵等等。 但出名的過程與剛才說到的老哥一模一樣，被捕的照片發到了網上，然後因為帥氣被瘋傳，順便籤約了一家模特公司。 最離譜的情況應該是這位2021年轟動網路的Cameron Herrin，他是一位賽車手，但因為街頭賽車發生車禍，導致一對母女喪命，當時被判了24年監禁。 說起來這都鬧出人命了，而且死者中的孩子才一歲多，相當慘，但這哥們還是因為顏值爆火。 一些粉絲堅持向他表達愛意，說他不是罪犯等等，甚至在社交媒體上有一個詞條用來為他伸張正義，瀏覽量上億。儘管他的行為已經讓別人的生命永遠定格，但依然有人覺得對他的判罰過重了。後來不少人一度懷疑，有人在操控水軍幫忙刷屏。 當然，網友的追捧沒有讓他從輕處罰，還是要蹲大牢蹲到四十多歲的，但你也很難分清那些網友是在開玩笑還是認真的。…

尼羅河是古埃及文明的中心。埃及最大的金字塔群，就聚集在距離尼羅河以西幾千米的沙漠地帶。這個金字塔群是由31座古老的金字塔構成的，其中包括著名的胡夫金字塔。 一直以來，考古學家都沒有找到令人信服的證據來解釋，為什麼這片金字塔遺址會坐落在距離尼羅河這麼遠的地方。 在一項新發表於《通訊地球與環境》雜誌的研究中，一組研究人員利用衛星圖像和地質資料，揭示了尼羅河的一條已經消失的支流。研究人員認為這條支流在這些金字塔的建造過程中發揮了重要作用，它很可能被用作將工人和建築材料送往金字塔遺址的運輸渠道。 一條變化的河流 幾千年來，尼羅河及其河漫灘為埃及人民提供了食物、農業和水。直至今日，埃及的大多數人口仍然生活在尼羅河流域。然而，就像其他河流一樣，尼羅河也會隨著時間的推移而調整和變化。人類隨著這些變化遷徙移動，文明也在這些變化中起起落落。 通過解讀埃及的地貌，可以發現隱藏在地表之下的曾有過的河流及其支流的痕跡。有證據表明，埃及一些重要的考古遺址與尼羅河的關係，並不像它們建造時那樣密切。但是，要全面地繪製出這些已經消失的水道並非易事。 在新的研究中，研究人員在尼羅河以西幾千米（2.5~10.25千米）處，發現了一條幹涸的河道，這條河道長約64千米，深2~8米，寬200~700米，這一寬度與現如今的尼羅河河道寬度相似。 利用衛星圖像、高解析度數字高程資料和歷史地圖，研究人員對這條支流進行了追蹤，並將其命名為Ahramat支流。 古老的Ahramat支流的水道與大量的金字塔相結，這些金字塔可以追溯到古埃及古王國時期和中王國時期。（圖/Eman Ghoneim et al./ Communications earth & Environment） Ahramat支流位於大部分金字塔所在的西部沙漠高原的山腳下。這些金字塔都有通往Ahramat支流的堤道，一些金字塔的堤道比其他金字塔更長，角度也不同。過去，學者一直在爭論金字塔的建造位置的重要性。而正好流經它們的水路可能是一個重要因素，因為它為建築工人運送材料到工地提供方便的途徑。 這些金字塔可以追溯到古埃及古王國時期（約公元前2700~前2200年）和中王國時期（公元前2050~前1650年），跨越了第三王朝時期和第十三王朝時期。這表明Ahramat支流在金字塔建造的多個階段都很活躍。 Ahramat支流發生了什麼？ 在繪製出Ahramat支流的地圖後，研究人員分析了它的景觀和形狀，並從河道中採集了土壤和沉積物樣本。在一處位於吉爾扎鎮附近的取樣點，他們還發現這裡填滿了與周圍其他沉積物和下面的基岩不同的泥質和砂質沉積物。這表明，隨著Ahramat支流中的水流改向在現代尼羅河河道中流動時，Ahramat支流就已經被洪水中細緻的沉積物慢慢掩埋。 研究人員表示，Ahramat支流和現代尼羅河有可能曾經共同活躍過一段時間。Ahramat支流的移動和水量減少，可以解釋為該地區降雨的減少和乾旱的加劇導致的水流量的總體減少。但關於導致Ahramat支流向東移動並最終乾涸的確切原因，研究人員尚沒有答案。 一種可能是，Ahramat支流可能逐漸流向了地勢較低的河漫灘，也就是尼羅河現在所在的位置。第二種可能是，構造活動使整個河漫灘向東北傾斜，導致Ahramat支流逐漸流向地勢較低的河漫灘。第三種可能是，由於北非撒哈拉沙漠的沙漠化，被風吹來的沙子增多，填滿了Ahramat支流的河道。 發現並了解Ahramat支流，為考古學家提供了一個新的可以發現更多的古埃及定居點的線索。它的出現意味著，埃及人可能依靠水路而非陸路來運輸建造金字塔的材料。這一發現凸顯了古埃及人可能比我們之前以為的更為務實。 #創作團隊： 撰文：小雨 排版：雯雯 #參考來源： https://theconversation.com/we-mapped-a-lost-branch-of-the-nile-river-which-may-be-the-key-to-a-longstanding-mystery-of-the-pyramids-230092 https://www.nature.com/articles/d41586-024-01449-y https://www.science.org/doi/10.1126/scitranslmed.adk4728…

小時候如果吃飯前不勤洗手，大人們就會用「肚子里長寄生蟲」來嚇唬我們。這個詞總是讓人聯想起一些噁心的，細長的蠕蟲狀的生物，比如蛔蟲（線蟲的一類）、絛蟲（扁蟲的一類）。尤其是，感染了寄生蟲的人會出現各種各樣的疾病，嚴重時甚至會威脅生命。 寄生在人體內的鉤蟲（ 圖片來源：Wikipedia） 其實寄生蟲在自然界非常普遍，除了寄生在人體內之外，寄生蟲還會寄生在各種各樣的動物、植物、甚至真菌體內——由此可以想象，不只在現代，在遠古時期的各種生物們也會飽受寄生蟲寄生之苦。但由於寄生蟲的生活方式非常隱蔽，我們目前對它們的進化史以及遠古時期的生活方式了解極為有限。 不過幸運的是，近期，科學家們在一億年前的白堊紀緬甸克欽琥珀中發現了大量的寄生蟲。由此，給我們打開了一扇觀察白堊紀寄生蟲的窗口。 Part.1 掏空肚子的致命殺手——索線蟲 在琥珀中發現的寄生蟲大類中，線蟲，尤其是索線蟲佔據了重要地位。線蟲廣泛分佈於幾乎所有的表層環境中，是食物網的重要組成部分。而索線蟲是一類特殊的線蟲，寄生於各類無脊椎動物，如昆蟲、馬陸、蜘蛛、蝸牛和蚯蚓等體內。它們可以改變寄主的形態、生理特徵甚至操控寄主的行為。 和其它線蟲相比，索線蟲體型大，能夠佔據寄主的幾乎整個體腔，且受到驚擾時往往會提前離開寄主（如當寄主被琥珀包裹時），因此在琥珀中有不少索線蟲及其寄主共同保存的化石。但這類化石之前主要報道於新生代的琥珀中，新生代之前的化石記錄非常罕見。因此，我們對索線蟲寄生行為的早期演化知之甚少。 感染線蟲的螞蟻，腹部變成了紅色，很像漿果，從而吸引喜食漿果的小鳥將其捕食，蟲卵會隨著鳥兒的糞便傳播到更遠的地方，進一步寄生其它螞蟻。 （圖片來源：Wikipedia） 近日，由中國科學院南京地質古生物研究所領銜的研究團隊對緬甸克欽琥珀中的索線蟲化石展開了研究。科學家一共發現了16塊與其寄主共同保存的索線蟲標本，這些索線蟲廣泛寄生於石蛃（一類原始的無翅昆蟲）、蜻蜓、蠼螋、蟋蟀、蟑螂、蠟蟬、齧蟲（俗稱書蝨）和搖蚊等不同類群的昆蟲。 這些標本的發現表明，白堊紀時期，索線蟲寄生昆蟲的現象已經非常普遍，很可能起到了控制昆蟲種群數量的作用。對當時的昆蟲來講，被索線蟲感染就幾乎死路一條，所以索線蟲是當之無愧的「噩夢般的致命殺手」。 緬甸琥珀中被索線蟲寄生的昆蟲們 （圖片來源：Luo et al., 2023） 不過，相較於現代，索線蟲在白堊紀時期的寄主還不太一樣，根據目前的化石分析結果，科學家們發現在當時的索線蟲更加傾向於寄生不完全變態類昆蟲。 昆蟲可以根據其發育過程分為完全變態昆蟲和不完全變態昆蟲兩大類。完全變態昆蟲，指的是一生會經過卵、幼蟲、蛹、成蟲4個階段的昆蟲，現代的絕大部分昆蟲都是完全變態昆蟲。不完全變態昆蟲則是指只有卵、若蟲和成蟲三個階段，而沒有蛹這個階段的昆蟲。 完全變態昆蟲出現的時間比不完全變態昆蟲晚。雖然白堊紀時期已經佔了主流，但對琥珀化石的統計結果表明，在白堊紀中期的緬甸克欽琥珀中，被索線蟲寄生的9個昆蟲目中只有一個目屬於全變態類昆蟲，而在波羅的海琥珀中，6個昆蟲目有4個都是全變態類昆蟲，在多明尼加琥珀中，3個昆蟲目全部都是全變態類。 索線蟲寄生昆蟲的化石記錄。 （圖片來源：Luo et al., 2023） 科學家們又進一步統計了之前所有的線蟲化石記錄，發現相同的情況不只出現在索線蟲中，也出現在整個線蟲類群中。在白堊紀中期的克欽琥珀中，只有大約40%的寄主屬於全變態類，但是到了新生代的波羅的海和多明尼加琥珀，80%的寄主都屬於全變態類昆蟲。所以，至少在白堊紀中期之前，線蟲還更傾向於寄生非全變態類昆蟲，可能要到白堊紀末期生物大滅絕事件發生後，線蟲與全變態類昆蟲之間廣泛的寄生關係才出現。 從白堊紀到新生代線蟲寄主在三大琥珀生物群的演變。 （圖片來源：Luo et…

1911年，物理學家海克·卡末林·昂內絲（Heike Kamerlingh Onnes）最早發現了超導現象。當他將一根汞（Hg）線冷卻到僅比絕對零度高4度（4K）的溫度時，他注意到汞的電阻降為零，電流可以在沒有任何熱損耗的情況下不間斷地流動。汞也因此成為第一個已知的超導材料。 但是，由於如汞這類傳統材料只能在極低的溫度下才能進入超導態，它們的實際用途非常有限。上世紀80年代，這一情況發生了改變：當時，物理學家意外地發現了第一個所謂的「高溫超導體」，臨界溫度大約為30K（-243℃）的銅氧化物。自那之後，高溫超導體受到越來越多的關注。然而，近40年過去了，直至今日，科學家仍然不了解，為什麼這類材料能在如此高的溫度下維持超導性。 在一項新發表於《科學》雜誌的研究中，一組研究人員利用哈伯德模型，成功地重現了銅氧化物的超導性的一些關鍵特徵，為在相對較高的溫度理解超導性的起源帶來了新的突破。 哈伯德模型 哈伯德模型是量子多體物理學中的一個標誌性模型，常被用於研究材料的磁性和超導性。 銅氧化物可以被想象成是由不同的氧化銅層與其他離子層交替構成的，當電流無阻力地流過氧化銅層時，超導性就產生了。在哈伯德模型的最簡單二維版本中，它將銅氧化物的每一層都描繪成一個「量子棋盤」，電子可以在這個棋盤上朝東、南、北、西，跳來跳去。 但自從發現銅氧化物的高溫超導性以來，一個核心問題是，哈伯德模型的簡單二維版本是否能精確地捕捉這些材料的基本物理特性。要回答這個問題被證明是非常困難的，哈伯德模型比想象的要複雜得多。 這種複雜性是由量子力學造成的：電子「居住」在每一層「棋盤」中，每個電子都有一個向上或向下的自旋。這些電子可以糾纏在一起，這意味著即使兩個電子相距甚遠，也不能被單獨處理。因此，物理學家不得不同時處理所有電子，而不能一次一個地攻克。隨著電子數量增加，更多糾纏顯現，計算難度就會呈指數級增加。 增加對角線 要處理如此複雜的問題，需要走「捷徑」。在上世紀90年代，新論文的作者Shiwei Zhang和Steven White分別發展出了能夠指數級縮短計算時間的技巧。一種技巧更多地將電子視為粒子；另一種則更強調它們的波樣結構。 在新的研究中，研究人員在二維哈伯德模型中加入了電子在對角線上跳躍的能力，就像國際象棋中的「象」一樣。為了處理由於添加電子在對角線上跳躍的能力而產生的複雜計算，研究人員將Zhang和White的兩種方法結合在了一起。 他們讓這兩種方法在一個對二者都有效的特定領域「相遇」，然後用一種方法驗證另一種，再探索那些只對一種方法有效的未知領域。通過在超級計算機上進行的長達數千周的模擬，新的模型捕捉到了過去在實驗中發現的銅氧化物的超導性以及其他幾個關鍵特徵。 新研究使用二維的哈伯德模型來研究一類名為銅氧化物的材料中的超導性的湧現。該模型將材料視為在量子棋盤上移動的電子，每個電子都有一個向上或向下的自旋。當棋盤上的電子數量與空穴數量相同時，系統形成棋盤的圖案，並且不導電。添加電子（電子摻雜過程中）或去除電子（空穴摻雜過程）會導致不同程度的超導性（上圖）。下面的插圖顯示了三種超導情況下的電子密度或空穴密度以及自旋模式。第一種情況（A）顯示了一種反鐵磁模式，類似於上下交替自旋的棋盤圖案；第二個（B）和第三個（C）場景顯示了自旋和空穴密度變化的條形圖案。（圖/Lucy Reading-Ikkanda/Simons Foundation） 除了量子力學的運動法則外，「棋盤」上的電子數量也會影響模型的物理性質。多年來，物理學家早已知道，當棋盤上的電子數量與「空穴」數量相同時，這些電子就會形成一個穩定的上下交替自旋的棋盤圖案。在這種模式下，材料是沒有超導性的——它甚至根本不導電。 在更早期的研究中，Zhang與他的同事發現，在最簡單的哈伯德模型中，增加或去除電子不會導致超導性，而是會讓穩定的棋盤變成條紋圖案，這些條紋是由帶有額外電子的線條或帶有被移除電子留下的空穴的線條組成的。 現在，當研究人員在哈伯德模型中加入對角線跳躍因子時，這些條紋被部分填充了——超導性湧現了。他們的模擬結果與實驗結果基本吻合。證明了哈伯德模型能夠捕捉到銅氧化物的超導性。 #創作團隊： 撰文：小雨 排版：雯雯 #參考來源： Quantum Breakthrough Sheds Light…

「當現實中不止一個人告訴你，因為你說的一些話，她們有了勇氣，才能理解我反覆就一些話題在公共領域發言是為什麼了。至於謾罵等等，真正的無視就不會被傷到。」 >>>> 最近，中國科學院院士顏寧在社交媒體上發文點評了一部電影《熱辣滾燙》，其中涉及到減肥100斤的賈玲。這引起了廣泛的關注，因為賈玲是知名的娛樂圈明星，而顏寧院士則是科研領域的領軍人物。 這一言論，引起了網友不小的爭議。 一位是科研圈的領航人，一位是娛樂圈明星，而且中國科學院院士有著嚴格的行為規範。 2023年8月，中國科學院網站公佈了經中國科學院學部主席團審議通過、中國科學院黨組批准實施的新版《中國科學院院士行為規範（試行）》（以下簡稱《規範》）。《規範》明確規定：禁止院士公開發表與自身專業領域無關的學術意見。 舊版《中國科學院院士行為規範》於2014年9月29日由中國科學院學部主席團會議通過。與舊版的五章26條相比，新版內容增加到六章33條，部分章節名稱和內容有所調整。 新版具體分為總則、科研活動行為規範、社會活動行為規範、增選工作行為規範、禁止行為和附則共六章。其中，第五章「禁止行為」為新增章節。 新版《規範》提到，要著力培育德才兼備的科研團隊。科研活動行為規範部分第13條明確，需聚焦主責主業，發揮學術引領作用，在職院士要堅持在本人專業領域科研一線開展工作，用於科技創新和研發活動的時間一般不少於三分之二，深入基層和一線解決實際問題。 此外，「禁止行為」部分共有5條規定，包括禁止參與有損中國科學院及院士群體聲譽的活動。禁止以院士稱號謀取不正當利益。禁止以院士名義參加中國科學院和中國工程院、學部和學術團體、學術期刊以外活動。禁止參加各類應景性、應酬性活動。禁止參與設置以「院士」冠名的非學術活動場所。 這一章還增加了「禁止公開發表與自身專業領域無關的學術意見。禁止參加與本人職務職責和專業領域無關的諮詢、評審、評價、評估、推薦等活動。禁止違背推薦、評審、鑑定和評獎等活動的公平和保密原則」的規定。 那麼，顏寧點評演員賈玲，是否違反中科院院士新規？因為該評論不是「學術意見」，所以並不算違規。 有些人說，「科學家好好潛心搞研究，怎麼還參與這種社會熱點討論」，有些人誤解顏寧反對賈玲減肥，但也有些人力挺顏寧：「她的原意是做自己，你越有個性越受人喜歡，越大眾就越普通。這次是被一些網友誤解了」。 對於網友和各大媒體的爭相討論，顏寧也連發數條微博給與回應，她開玩笑說：「自己的熱度不蹭白不蹭。」並對自己的言論進一步說明，「當現實中不止一個人告訴你，因為你說的一些話，她們有了勇氣，才能理解我反覆就一些話題在公共領域發言是為什麼了。至於謾罵等等，真正的無視就不會被傷到。」 她也表明自己對於別人評價自己胖瘦的態度：「凡評頭品足者，不論善意與否，被我看到一概刪黑。」 Source

金星常被稱為地球的孿生兄弟。這顆與地球相鄰的行星，在大小、質量和岩石組成上都與地球相似。然而不同的是，地球是宜居的，有溫和的海洋和湖泊；而金星的環境則非常嚴酷，雖然金星也有厚厚的大氣層，但其表面溫度可高達470℃，令人窒息的金星大氣比地球上最乾燥的沙漠還要更幹。 金星。（圖/JAXA/ISAS/DARTS/Kevin M. Gill, CC BY） 然而，金星並非一直是乾燥和炎熱的。在數十億年前，這裡也曾有水（H₂O）存在。一些研究表明，金星上曾經擁有和如今地球上一樣多的水。只是隨著時間的推移，金星上的水幾乎全部消失了。 金星表面可能曾經有過海洋。（圖/NASA） 在過去的研究中，科學家已經發展出了許多理論，可以解釋為什麼金星的大部分水都消失了。但是這些理論無法解釋金星目前的乾燥狀態。現在，在一項新發表於《自然》雜誌的研究中，一組天文學家揭示了一種可以解釋金星上的水分流失之謎的新過程。 能量平衡和早期失水 太陽系的宜居帶是圍繞著太陽周圍的一個狹窄環形區域，處於這個區域裡的行星，其表面可以有液態水存在。我們的地球就處於宜居帶，而我們的近鄰——火星，位於宜居帶之外的過冷的一側；我們另一側的近鄰——金星，則處於宜居帶之外的過熱的一側。 一顆行星在宜居帶上的位置，取決於它從太陽獲得的能量以及它輻射出去的能量。過去關於金星是如何流失大部分水分的理論，都與這種能量平衡有關。 在早期金星上，陽光將大氣中的水分解成氫和氧。大氣中的氫會使行星升溫，就像大夏天的床上還蓋了很多毯子一樣。當金星變得太熱時，它就會甩掉這層毯子，這些氫會以外向流的形式逃逸到太空中。這個被稱為流體動力逃逸的過程，有效地將水的一種關鍵成分從金星上移除了。‍ 在大部分氫被移除後，流體動力逃逸就停止了，只留下了一小部分氫。這就像倒空一個水瓶中的水時，底部總還會剩下幾滴，這些剩餘的液滴不能以同樣的方式離開瓶子。然而，在金星上，幾乎所有剩下的液滴也消失了。因此，金星上一定還有其他的過程在繼續移除氫。‍‍‍ 小反應，大不同 新的研究表明，一個金星大氣中的被忽視的化學反應，可以產生足夠的逃逸氫，來彌補金星上的水分損失的理論值與觀測值之間的差距。 這個反應的原理是：在行星的高層大氣中，水與二氧化碳（CO₂）混合，會形成由氫（H）、碳（C）和氧（O）原子組成的帶正電的氣態HCO⁺分子。這種分子會與帶負電荷的電子結合，產生一個中性的一氧化碳（CO）分子和一個氫原子（H）。這個過程能給氫原子供能，使氫原子超過金星的逃逸速度，進入太空。整個反應被稱為HCO⁺離解複合。 在金星的高層大氣中，氫原子（橙色）飛入太空，留下一氧化碳分子（藍色和紫色）。（圖/Aurore Simonnet/LASP/CU Boulder） 水是金星上氫的原始來源，因此，離解複合過程可以有效地使金星失水。這樣一個過程很可能在金星的整個生命史中都有發生。新研究表明，甚至直至近日它很可能仍在繼續。 通過將這種HCO⁺離解複合納入考量，金星上的氫逃逸量比之前計算的翻了一番，顛覆了我們對金星上目前的氫逃逸的理解。 模型與觀測的結合 為了研究金星上的離解複合，研究人員使用了計算機建模和資料分析。這個模型始於一個模擬火星大氣化學的項目。火星也是一顆曾經擁有水的行星，只是它的水比金星更少，而且大部分都流失到太空中去了。火星與金星雖然非常不同，但它們有相似的高層大氣，這使得研究人員可以將這個模型擴展到金星。 研究結果表明，無論是在金星還是火星的大氣中，HCO⁺離解複合產生了大量逃逸的氫，這一結果與一顆繞火星運行的衛星——MAVEN任務的觀測結果一致。 可惜的是，目前尚且沒有金星任務在金星大氣中測量過HCO⁺。這並非是因為HCO⁺不存在，而是因為這些金星探測器的設計初衷並不是為了探測HCO⁺。不過，通過分析先驅者金星（Pioneer Venus）任務的測量結果，並結合已有的化學知識，研究人員證實了HCO⁺應該存在於金星的大氣中，並且其含量與模型預測的相似。 水帶來的啟示 水的存在與消失影響著一顆行星是否適合生命生存。這項工作為水是如何從行星上消失的增加了一條新的線索。科學家已經了解到，水分流失不是一蹴而就的，而是隨著時間的推移，通過多種方法的共同發生的。 如今，離解複合過程的存在，讓研究人員知道，金星上的氫的流失速度其實比之前以為的更快，這意味著從金星上清除剩餘水分所需的時間變得更短了。如果早期金星上曾經存在過海洋，那麼在流體動力逃逸過程和離解複合過程開始導致水分損失之前，海洋已經存在了比科學家之前認為的更久。…

幾乎每個籃球運動員、教練或球迷都認為，球員身上有一種不可思議的熱手效應，一旦球員手感來了，投籃如有神助。然而長久以來，學界認為這就是一種巨大而普遍的認知錯覺。直到近幾年，新研究提供了強有力的證據，來支持熱手效應的存在。 圖源: Unsplash/CC0 Public Domain Go with the hot hand. ——籃球愛好者的一句口頭禪 這裡有一道用於展示概率是如何反直覺的思考題： 假設稍後要擲硬幣100 次——可以給出一系列正面（H）和反面（T）的序列。 現在你有選擇權，可以選擇積分規則。 規則A：對於序列中的每個HH，你都會得到一分；對於每個HT，對手都會得一分。 規則B：反過來，對於序列中的每個HH，對手都會得到一分；對於每個HT，則你得一分。 比如說序列片段HHHT，按A規則就是你得2分，對手1分。 問：為了積分高於對手，你應該選擇哪條規則？又或者說，兩條規則的獲勝概率是一樣的？ 這道問題的答案是B。因為HH和HT的數學期望雖然是一樣的，但是得分分佈不同。此時前者過於集中（3個H得2分），導致它的勝率變低。 但是有很多朋友對這個結果抱持懷疑的態度。3月18日，多倫多大學的數學系助理教授丹尼爾·利特（Daniel Litt）在社群網路X（原twitter）上發佈了一則投票貼，其內容正是上面那個問題。在短短2天的時間裡，這個投票獲得了百萬瀏覽和近500的轉評。要知道，丹尼爾並不是什麼網紅，他平時會和一些數學愛好者或同行互動，分享一些相對硬核的數學內容——也就是絕大多數網友絲毫不想看的內容。所以，他的帖子通常只有個位數的轉評，而這一貼的熱度之高完全出人意料。 在參與轉發和討論的人中，有圖靈獎得主楊立昆（Yann LeCun），金融概率科學暢銷書《黑天鵝》的作者納西姆·尼可拉斯·塔勒布（Nassim Nicholas Taleb）等知名學者。很多人都給出了自己的分析。 24小時後投票人數已達5萬，雖然僅有10%的人答對。 多倫多大學數學系助理教授Daniel Litt發起的概率問題投票截圖|圖源：littmath@twitter.com。 我們當然可以為這個概率問題奉上嚴密的數學論證，但恐怕這也不是大多數讀者「想看」的內容。況且，如此埋沒這個問題的現實背景，實在是大煞風景！畢竟，用NBA和NCAA賽場上球員的狀態來理解數學模型，要形象具體得多，也更有趣。…