欢迎收看一周科技。本周你将看到:①考拉数量骤减;②摔不碎的玻璃;③蛋白质音乐;④古老的美洲脚印;⑤双胞胎DNA上的特别“标记”。
考拉骤减
最近,澳大利亚考拉基金会(Australian Koala Foundation)公布了对澳大利亚考拉种群数量的最新估计。根据他们的说法,在2018年至今的3年中,考拉数量大幅下降,减少了大约30%[1]。2018年,全澳大利亚的野生考拉数量估计在45745 – 82170之间,而现在这一数字下降到了32065 – 57920。
在野火中受伤的考拉 | David Mariuz/AAP
这一估计值仍有较大不确定性,不过近年的其他研究也显示了类似的下降趋势[2]。考拉数量大幅减少与2019-2020年间严重的野火有关,除此之外,干旱、高温、缺少饮水等因素也威胁着考拉的生存,土地开垦也会对考拉栖息地造成破坏。(更多阅读:)
摔不碎的玻璃
以贝壳的珠母层为灵感,研究者制造出了强韧而且透明的新型玻璃复合材料,相关论文近日在《科学》上发表[3]。
新工艺(右侧)大幅提升了玻璃复合材料的透明度 | Allen Ehrlicher
玻璃自身拥有很好的透明度,但它断裂韧性低,即使经过强化处理也常会碎裂。为了解决这一问题,研究者将微米尺度的小玻璃片与聚合物材料结合在一起,制造了机械性能大幅改善的透明复合材料。新工艺仔细调整了聚合物部分的折射率,通过离心让微小的玻璃片紧密排列,还对玻璃表面进行处理,让它们可以通过化学键与聚合物“无缝衔接”。这些措施使得这种复合材料能够同时保持高强度、高韧性和高透明度。
高透明度的强韧复合材料未来有望替代玻璃,用于手机屏幕等场合。
蛋白质音乐
把蛋白质结构写成一首歌会是什么样?下面,就让我们来欣赏一曲“蛋白质音乐”:
根据催产素受体蛋白特征生成的音乐 | Chen et al. / Heliyon
这是一首“催产素受体之歌”,这样的“蛋白质音乐”通常根据氨基酸序列的特征生成。把蛋白质变成音乐的思路之前也有,而这一次人们着重改善了生成结果的音乐性。研究者借鉴一系列古典音乐作品的特征,例如肖邦的《幻想即兴曲》,并由此建立了一种新的算法,用来生成更悦耳的蛋白质音乐[4]。
然而,把蛋白质搞成音乐又有什么用?其实它主要的用途还是在于科普宣传,吸引大众关注。(顺便还能骗人来学生物?)
越洋脚印
科学家在北美发现了2万多年前的人类脚印,这刷新了人类最早到达北美洲的时间记录[5]。
古老的美洲人类脚印化石 | National Park Service, USGS and Bournemouth University
这些脚印发现于北美南部的一个古老湖床中,它们距今有2.1万-2.3万年历史。过去的研究大多认为,人类首次到达北美洲的时间应该在1.3万-2万年前。在末次盛冰期,通向北美洲的迁徙路线很可能被冰川隔断,因此以往人们认为人类到达美洲的时间应该在此之后。但这一次的发现显示,人类在末次冰盛期的巅峰期间就已经在美洲生活了——这比以往推算的时间早了至少上千年。
这些脚印大多来自青少年和儿童,这可能是因为当时的人将搬运物品的任务分派给了年轻人。不过,这些脚印只能说明人类的存在;至于人类何时首次到达北美洲,还需要新的证据。
双胞胎标记
双胞胎是怎么产生的?现在,科学家们离这个问题的答案又近了一步:在同卵双胞胎的DNA上,他们发现了不同于常人的独特“标记”[6]。
只要检测DNA上的表观遗传学标记,就能知道一个人是不是同卵双胞胎 | pixabay
这些“双胞胎标记”指的是DNA上的一些甲基化特征,它们在胚胎发育的早期就出现,并且稳定地保留到成年时期。研究者对数千名同卵双胞胎及对照被试进行了表观遗传学检测,结果显示,同卵双胞胎们拥有800余处与其他人不同的甲基化“标签”,它们涉及到细胞粘附、细胞信号传导等生理过程。只要分析这些标记,就能知道一个人在受孕时是不是同卵双胞胎,即使ta的双胞胎兄弟姐妹最终未能出生也可以检测得到。
DNA甲基化对胚胎发育有非常重要的作用,通过这些双胞胎独有的甲基化特征,研究者可以进一步研究同卵双胞胎产生的机制。
参考文献
[1] https://www.savethekoala.com/wp-content/uploads/2021/09/MediaRelease_Koalapopulations.pdf
[2] https://theconversation.com/when-fire-hits-do-koalas-flee-or-stick-to-their-tree-answering-these-and-other-questions-is-vital-168261
[3] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf0277
[4] https://www.cell.com/heliyon/fulltext/S2405-8440(21)02036-3
[5] https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7586
[6] https://www.nature.com/articles/s41467-021-25583-7
作者:麦麦,窗敲雨
编辑:窗敲雨
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