发现1.8亿年前的蟑螂化石；“电农业”让植物不再需要光 | 国际科研周报

来源：新华社、科技日报、中国新闻网等

研究发现人类活动可能导致昆虫变色

新西兰奥塔戈大学研究人员日前在美国《科学》杂志上发表论文说，在自然形成的森林区域中，一种本土石蝇此前已进化出模仿有毒森林物种的“警戒”颜色以欺骗捕食者，让它们误以为这种石蝇也是有毒的。但随着人类的到来，这里的森林被砍伐，导致这种有毒物种消失，该区域的石蝇因失去可模仿对象而不再采用这种策略，而是进化成了不同的颜色。

具体来说，森林的消失导致多个石蝇分支发生颜色改变，不再模仿有毒森林物种的“警戒”颜色。这项研究展示了种群在遭遇突然的环境变化后迅速适应的可能性。

研究人员介绍，在进化过程中应对环境变化时，单个物种会发生一些适应性变异，新研究表明人类活动引发的环境变化也会改变物种之间的相互作用。不过，尽管人类打破了数百万年来不同物种间进化出的生态互动，但一些物种有足够的韧性来克服人类活动造成的影响。

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26种与癌症发生风险相关基因确定

部分癌症发生在天生携带罕见基因序列变异的人群中，发现此类变异可改善早期癌症检测及促进靶向疗法发展。位于冰岛的安进子公司deCODE Genetics的科学家及其合作者，发现了6个携带有罕见生殖种系变异且与癌症发生风险相关的新型基因。

科学家此次分析了来自欧洲血统个体的三组大型遗传数据集，其中包括130991名癌症患者和733486名对照组个体。 通过对22种不同癌症类型进行基因关联分析，他们发现了4个与患癌风险相关的新型基因，分别是与前列腺癌相关的促凋亡基因BIK； 与结直肠癌相关的自噬相关基因ATG12； 与甲状腺癌相关的TG； 以及与肺癌和皮肤黑色素瘤相关的CMTR2。 这些变异导致的癌症风险相对增加幅度达90%—295%。

此外，他们还发现了首批与患癌风险降低相关的罕见变异基因。具体而言，AURKB的缺失被发现对所有类型的癌症都具有保护作用，而PPP1R15A的缺失则与乳腺癌风险降低53%相关。这表明，抑制PPP1R15A可能是治疗乳腺癌的一种新方法。

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AI模型揭露美国地下水污染：超7100万美国人的饮用水可能含有致癌物

来源：央视新闻

“永久性化学物质”主要指全氟和多氟烷基物质（PFAS），可以在环境中存在数十年，通常与癌症、肝脏和心脏受损以及婴儿和儿童免疫和发育受损等相关。

近日，美国《科学》杂志刊登一项应用AI模型的新研究指出，有害人体健康的“永久性化学物质”由于长期且广泛使用，已污染美国各地作为饮用水水源的地下水。美国地质调查局研究人员使用了一种叫作“极限梯度提升算法”的机器学习模型，利用该机构2019年至2022年从各种水井网络采集的大量地下水样本来训练这一模型，用来预估用作饮用水的地下水源中PFAS分布情况。结果显示，美国本土约有7100万至9500万人可能使用含有可检测PFAS浓度的地下水作为饮用水。

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已知最古老的蝌蚪

来源：Gabriel Lío

蛙和蟾属于两栖动物无尾目。 成体蛙化石记录可追溯至晚三叠纪（约2.17-2.13亿年前），但尚未发现过白垩纪前（1.45亿年前）的蝌蚪记录。 《自然》（Nature）本周描述了一个1.61亿年前的蝌蚪化石，这是迄今已知最古老的蝌蚪。

研究者描述了一个保存完好的化石蝌蚪（Notobatrachus degiustoi），它来自中侏罗纪（约1.68-1.61亿年前）的巴塔哥尼亚。头部、大部分身体和部分尾部可见，眼睛、神经和一个前肢亦清晰可见，表明这只蝌蚪已在变态的最后阶段。这些形态共同表明，今日蝌蚪的主要特征——如滤食系统——在约1.61亿年前的早期无尾目中就已经演化出来。这一蝌蚪体长据估近16厘米，非常巨大。过去在同一地点曾有记录的许多成年N. degiustoi 蛙也被认为体型巨大。大体型在无尾目历史中曾多次演化出来，但这项研究表明，这个物种是少数几种蝌蚪和成体都很大的蛙之一。这一新样本的发现表明蝌蚪体型结构的关键特征在无尾目演化早期已经出现，意味着大约在1.61亿年前，无尾目已经出现了明显变态的二阶段生命周期。

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太阳系外首次发现复杂形式的碳

来源：ESO

碳在宇宙中最丰富的形式存在于一氧化碳气体中，但目前还不清楚它是如何转化为构成生命的复杂化合物的。近日， 美国麻省理工学院的Brett McGuire和同事在一个名为金牛座分子云的恒星形成区域寻找并探测到一种叫作芘的复杂碳基分子。 金牛座分子云距离地球430光年，是离地球最近的分子云之一。 研究人员使用美国西弗吉尼亚州的绿岸天文台寻找了芘的无线电信号。 这种分子是生物体内复杂碳分子和一氧化碳之间的一种重要中间体。

McGuire表示，假设研究团队从金牛座分子云中观测到的无线电信号能够代表太空中的其他地方，那么这表明芘的含量非常丰富，可能是宇宙中最大的复杂碳化合物的储藏库之一。它的出现有助于说明生命所需的化合物是如何从太空来到地球的。10月24日，相关研究成果发表于《科学》。

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发现1.8亿年前的蟑螂化石

来源：原论文

蜚蠊目（Blattodea）起源于石炭纪，尽管在二叠纪末期大灭绝事件后蟑螂的数量急剧减少，但它们在三叠纪时期再次繁盛了起来。最近，一项发表于《古生物学论文》（Papers in Palaeontology）的研究根据一具翅化石描述了一种新的蟑螂物种Alderblattina simmsi。其中属名来自该化石的发掘地Alderton山，种名来自发现人、地质学家Michael Simms。

这一物种生活在约1.8亿年前的早侏罗世图阿尔期大洋缺氧事件（Toarcian Oceanic Anoxic Event）时期。它的前翅具有两个非常独特的圆形黄斑，翅尖位置也有明显的黄色。研究者推测，大洋缺氧事件的极端环境导致了对资源的竞争或捕食者的演化，从而推动了蟑螂翅膀颜色的演变。

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“电农业”让植物不再需要光

光合作用是地球上几乎所有生命赖以生存的根本，但它捕获能量的效率极低——植物吸收的光能中只有约1%在植物内部转化为化学能。近日，一项发表于《焦耳》（Joule）的研究显示，生物工程师提出了一种全新的农业方法，并将其命名为“电农业”。

这种方法本质上是用太阳能化学反应取代光合作用，从而更有效地将二氧化碳转化为植物可以“吃”的有机分子。具体来说，用建筑取代农田，人造的太阳能电池板吸收太阳辐射，为二氧化碳和水之间的化学反应提供动力，从而产生醋酸盐。然后，醋酸盐被用来“喂养”各种水耕作物。该团队最初的研究重点是西红柿和生菜，但计划在未来转向主食作物，如木薯、红薯和粮食作物。目前，他们已经成功设计出除光合作用外还能“吃”醋酸盐的植物，但最终目标是设计出仅“吃”醋酸盐就能获得所有必要能量的植物。研究人员估计，如果美国所有的食物都使用这种方式生产，那么农业所需的土地数量将减少94%。这种方法也可以用于在太空中种植食物。

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3D打印混凝土可减少31%碳排放

来源：物理学家组织网

美国弗吉尼亚大学研究人员在3D打印混凝土领域取得重大进展。他们研发出了一种更具可持续性的可打印水泥基复合材料。这种新材料将石墨烯与石灰石煅烧黏土水泥（LC2）相结合，不仅强度和耐久性得到提升，而且显著降低了碳排放量，为解决3D打印建筑中的环境挑战提供了新方案。该研究成果发表在最新一期《建筑工程杂志》上。

研究人员探索了这种材料的流动性能、力学性能和环境影响，结果显示，与传统可打印混凝土混合料相比，这种石墨烯增强的LC2混凝土可将温室气体排放量减少约31%。 研究人员表示，这种创新对建筑业的未来至关重要。 与传统高碳排放的3D打印方法相比，新3D打印混凝土表现出更好的力学性能，环境影响更低，可谓实现了“一举两得”。

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国际最新研究：与虚拟化身互动新型疗法或可改善幻听病患感受

来源：中国新闻网

施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然—医学》最新发表一篇精神健康研究论文称，研究人员基于一项对345名受试者开展的随机对照试验发现，对于幻听症状之一——能听见令人痛苦的声音的精神病患者来说，一种名为AVATAR的新型干预疗法能让他们与所听到声音的一个虚拟化身互动，或可在短期内改善与声音相关的痛苦感受。

论文作者通过试验发现，与只接受常规疗法的人相比，接受AVATAR-Extended疗法的患者报告在16周而不是28周时出现了声音相关痛苦和声音严重程度的改善，在16周和28周时都出现了声音频率的下降。AVATAR-Brief也与痛苦和声音严重程度改善相关，但改善程度略低于预先设定的临床显著性。接受AVATAR-Brief疗法的人的完成率（82%）高于接受AVATAR-Extended（58%）的患者。 这两种AVATAR疗法形式都与16周时的情绪和焦虑改善以及幸福感持续提升和康复有关。 整体上，AVATAR-Extended能产生更大范围的积极效果，而且这些效果似乎更强，持续时间更长。

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怀孕会激活孕妇体内的基因

为支持胎儿和胎盘在子宫中的发育，女性怀孕时的红细胞数量会显著增加，怀胎9个月后，红细胞水平会增加20%。过去的研究发现，孕期升高的雌激素会触发脾脏中的干细胞增殖并发育成红细胞，但更全面的机制尚不清楚。近日，一项《科学》（Science）上的研究揭开了谜团：怀孕会唤醒哺乳动物基因组中的逆转录转座子，激活免疫反应，促使干细胞增殖和转化为红细胞。

科学家分析了孕期小鼠和人类的血液样本，发现逆转录转座子被大规模激活。转座子会在基因组中复制、跳跃、插入，这种类似病毒的行为激活了免疫系统，进而促进造血干细胞增殖和分化成红细胞。抑制免疫反应或逆转录酶后，怀孕的小鼠或人类血红蛋白水平不再增加，服用逆转录抑制剂的孕妇会出现贫血症状。这项研究再次说明，曾经被视为“垃圾DNA”的转座子，可能在发育和繁衍中起重要作用。

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