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千年古尸保存完整神经元;印度学者称金星有生命;企鹅、海豹影响臭氧层空洞| 闻周周

SME科技故事  · 公众号  ·  · 2020-10-19 20:48

正文


2000年前古尸大脑中发现保存完整神经元

#考古


公元 79 年,维苏威火山发生了一场灾难性喷发,摧毁了附近几个城镇,造成数千人死亡。如今,意大利科学家从其中一个遇难者 “玻璃化” 的大脑中发现了保存完好的神经元。相关研究于 10 月 6 日在《公共科学图书馆 • 综合》(PLOS ONE)上发表。


在古代人类遗骸中发现脑组织是一件不寻常的事件。该论文的合著者皮尔 · 保罗 · 彼得罗恩认为,2000 年前的中枢神经系统的神经结构被完整地保存下来,“我们的案例是前所未有的”。



人死后,大脑通常不会留存很长时间。一般情况下,大脑是在自然环境下最早分解的东西之一。但这也并非没有先例。


“脑组织确实能保存下来,而且比人们想象的要常见得多。”哥本哈根大学古蛋白质组学专业的研究生亚历山德拉 · 海沃德告诉科技媒体 Ars。至目前为止,海沃德已找到了大约 1300 个保存下来的大脑。


不过,彼得罗恩等人在维苏威发现的保存大脑非常古老,而且就其保存机制提出了不寻常的假说。


(MIT科技评论)


企鹅、海豹影响南极上空的“臭氧洞”

#环境


科技日报10月14日消息,记者从中国科大获悉,该校极地环境与全球变化安徽省重点实验室朱仁斌课题组与合作者合作,在南极苔原卤甲烷产生与消耗过程和机制的研究中取得重要进展,成果在线发表在环境科学著名刊物《环境科学与技术》上。

氯甲烷和溴甲烷是重要的痕量温室气体,也是大气中氯和溴的主要携带者,可通过对流层进入平流层催化破坏臭氧。自然源卤甲烷对臭氧的破坏作用显得尤为突出,目前针对卤甲烷自然源汇的量化及其机制的研究,主要集中在北半球中低纬度地区,而对两极地区卤甲烷源汇研究较缺乏。


南极是全球增温最剧烈的地区之一。随着气候变暖,南极冰盖退缩形成的无冰区苔原是海洋动物企鹅和海豹等的重要栖息地。大量企鹅粪在土壤中的沉积强烈地改变了苔原生物地球化学过程。全球变暖和海洋动物活动可能会影响苔原土壤卤甲烷的源汇过程。但位于南极“臭氧洞”底部的苔原土壤卤甲烷源汇通量及其影响因素还未见有文献报道。由于南极严酷的环境条件,南极土壤是卤甲烷的源还是汇仍然未知。

研究人员采集了南极普通苔原、企鹅与海豹聚集区及其附近的苔原,以及苔原沼泽等区域土壤,通过一系列模拟培养实验,发现苔原土壤是氯甲烷和溴甲烷的汇,普通苔原土壤对二者消耗速率显著高于企鹅、海豹聚集区及其附近的苔原土壤。通过-4-12 ℃温度梯度土壤培养实验,揭示出温度增加促进了普通苔原土壤氯甲烷和溴甲烷的消耗。大量企鹅活动及其粪便对海洋源元素的生物传输,促进了卤甲烷非生物产生而减弱了土壤汇的强度;气候变化影响企鹅的迁移和种群的大小,进而干扰苔原土壤卤甲烷源汇通量和当地的大气环境。

(科技日报)

印度科学家宣称金星上有生命迹象

#天文


印度科学家宣称,他们在金星大气中发现了一种生命基因物质——氨基甘氨酸。


目前已知的氨基酸有大约500种,其中20种存在于基因代码中,甘氨酸就是其中之一。这些氨基酸是生命的基础物质,是蛋白质的基本构件,也是地球上出现的第一批有机分子。

以米德纳普尔大学Arijit Manna为首的一批科学家使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波望远镜阵列,通过光谱分析,在金星大气发现了这些甘氨酸。

此前在9月份,科学家曾在金星上层大气中发现磷化氢,这是一种生物标记,而在地球上,还没有发现可以非生物方式自然形成硫化氢的机制,科学家据此怀疑金星上有生命。

而且“巧合”的是,前后发现的甘氨酸、硫化氢,都位于金星赤道两侧的的中纬度地区。当然,金星的环境极其严酷,表面温度最高可达500℃,大气压力是地球的92倍,也不存在液态水,大气成分主要是二氧化碳(导致严重温室效应),以及少量的氮气,云层中还大量硫酸,缺乏氧气。

另一方面,甘氨酸虽然是生命的基础构件,但并非生物标记,宇宙间也广泛存在,和存在生命并无直接关联。

(快科技)


新型“超级酶”降解塑料速度提升6倍

#化工


聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是生活中最常见的热塑性塑料,用于制造饮料瓶、零售包装、衣物或地毯等产品,在环境中自然分解需要数百年时间,现在,科学家们合成了一种新的“超级酶”,有望解决塑料垃圾难题。


这种超级酶降解塑料的速度比此前发现的酶快了 6 倍,并有望在未来一两年内用于塑料回收产业。这项研究由朴茨茅斯大学酶创新中心(CEI)主任约翰 · 麦基汉(John McGeehan)和美国国家可再生能源实验室(NREL)高级研究员格雷格 · 贝克汉姆(Gregg Beckham)共同领导,成果发表在《美国国家科学院院刊》上。


这种超级酶是通过连接两种不同的酶设计而成的。早在 2016 年,科学家们曾在日本的一处垃圾掩埋场中发现一种特殊的细菌:Ideonella sakaiensis,它能够把塑料 PET 分解成为有机小分子,科学家们经过提炼优化,揭示了第一种酶的工程设计版本 PETase,可以使 PET 分解速度加快约 20%。后来,科学家又开发出了 MHETase 水解酶,不断提升 PET 生物降解的可能性,探索潜在的低能耗解决方案来处理塑料废物。


现在合成的这种超级酶,便是将 PETase 及其“伙伴”MHETase 结合起来做改进,整体活性增加了三倍,降解速度快了 6 倍。


这项研究的负责人、英国朴茨茅斯大学的约翰 · 麦基汉(John McGeehan)教授说:“当我们把这些酶连接起来时,出乎意料的是,我们观察到活性急剧增加。这是一个尝试制造更先进的分解酶的方法,且在工业上更具相关性。当然,这也是向大自然学习,然后把它带进实验室的故事之一。”


(MIT科技评论)


鳞片上有感觉器官 食肉恐龙或用尾巴来钓鱼

#古生物


澳大利亚新英格兰大学古科学研究中心的菲尔·贝尔博士10月7日在《当代生物学》发表论文称,他们通过研究来自德国的侏罗纪时期一只年幼恐龙化石,发现这只约1.55亿年前的食肉恐龙的皮肤拥有感觉器官。


这只恐龙化石从鼻子到尾巴都保存完好,包括鳞状皮肤和其他软组织的残骸。由于人们认为恐龙是大而有鳞的爬行动物,很少有人关注它们的皮肤。贝尔博士却是恐龙皮肤研究领域的专家,他仔细观察了恐龙尾巴侧面的鳞片,发现该恐龙的鳞片与其他恐龙不同,呈现环状特征。研究人员发现,这些环状特征与现代鳄鱼鳞片上的特殊感觉节点非常相似。这些被称为表皮感觉器官的节点对触觉、化学和温度信息有反应,为鳄鱼提供了感受周围环境的重要能力。


之前有科学家根据霸王龙面部骨骼的质地,认为霸王龙的鼻子上存在具有感觉能力的鳞片。但这次新研究直接证明,恐龙身上具有感觉器官。


由于鳄鱼是水生食肉动物,研究人员还推测,这只恐龙也可能捕杀鱼类和其他水生动物。虽然对身上其他部位的皮肤功能尚不清楚,但它可能已经将尾巴浸入水中,以探测猎物在水下的运动。


(科技日报)


尼安德特人一出生就有个大胸腔

#古人类


美国国家科学研究中心的古人类学家丹尼尔·加西亚·马丁内斯10月8日在《科学进展》发表了一项研究,显示尼安德特人的胸腔在刚出生时就与现代成人一样宽阔,以维持身体所需的能量消耗。这一发现对研究人类进化具有重要意义,意味着尼安德特人的胸部不是发育的结果,而是由基因决定的,即可能从早期直立人遗传而来。


与现代人相比,成年尼安德特人的胸部更短、更深、更宽。这些解剖学特征与尼安德特人的身体有关,它有着宽阔的骨盆、强健的骨骼和强壮的肌肉。这也与他们新陈代谢时需要大量的能量和氧气有关。尽管如此,到目前为止,还不知道这些差异是在出生时就已经确定的,还是在以后的发育过程中出现的。


为了研究这个问题,马丁内斯和国际同行合作,利用虚拟重建和传统的几何形态测量法,首次重现了4个尼安德特人的胸部形状,展示了尼安德特人胸部从出生到3岁的进化过程。研究结果表明,婴儿期尼安德特人的胸腔,就像下颌骨等其他解剖区域一样,已经呈现出与现代人类物种不同的特征;婴儿期尼安德特人胸腔跟现代人成年后的胸腔大小一样。







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