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5月21日外媒科学网站摘要:蟑螂起源于南亚,后来征服世界

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5月21日(星期二)消息,国外知名科学网站的主要内容如下:

《自然》网站(www.nature.com)

蟑螂起源:一种臭名昭著的害虫如何征服世界

德国小蠊(Blattella germanica)是一种无处不在的家庭害虫,虽然名为“德国小蠊”,但研究显示它最初并不是来自德国。发表在《美国国家科学院院刊》上的一项论文表明,这种生物起源于南亚,并因其对人类栖息地的偏好而在全球传播。

瑞典著名生物学家卡尔·林奈(Carl Linnaeus)于1776年首次命名德国小蠊,因此人们误认为它源自德国。研究者表示:“它们并非起源于德国,但在那里被驯化,然后开始传播到世界各地。”

研究团队分析了来自包括澳大利亚、埃塞俄比亚、印度尼西亚、乌克兰和美国在内的17个国家的281只德国小蠊的基因组。他们利用基因组之间的相似性和差异性来计算不同种群可能建立的时间和地点。

研究发现,德国小蠊最亲近的现存亲属是仍然存在于南亚的亚洲小蠊(Blattella asahinai)。大约在2100年前,德国小蠊从其分离出来。

大约在1200年前,德国小蠊向西进入中东。大约390年前,它随着荷兰、英国东印度公司等商业活动从南亚向东传播。大约一个世纪后,德国小蠊搭乘船只进入欧洲,并从那里传播到世界各地。

科学家称,看到这项研究能够将基因数据与历史事件联系起来,令人兴奋。基因组学的应用对于理解德国小蠊的扩散至关重要,因为“这已经是一场相当古老的入侵,它们变得如此之多,以至于如果没有这些工具,我们无法知道它不是欧洲本土物种。”

德国小蠊的成功归功于其非凡的适应能力,它们能迅速适应高度改造的环境,如人类居住的区域;它们有着短暂的繁殖周期,这些特质“也使它们容易作为搭便车者被运输到新的地方,”科学家称,“这是一种在以人类为主导的世界中取得巨大成功的完美组合。”

《科学时报》网站(www.sciencetimes.com)

1、新的心脏,新的自我?研究表明器官移植会导致性格变化

在一项名为“与器官移植相关的性格变化”的研究中,美国科罗拉多大学的研究人员让23名心脏接受者和24名其他器官接受者填写了一份在线调查,详细记录了他们移植后的经历。研究发现,89%的移植受者在手术后经历了性格变化,无论他们接受的是何种器官。

这项研究是最早研究各种器官移植后人格变化的研究之一。早期的研究主要集中在这些患者的后遗症上。

手术后,一些患者报告称感觉自己更像他们的器官捐赠者。他们最终发展出了新的食物、艺术、性和行为模式偏好。

根据这项研究,偏好和自我可以包含在每个身体细胞中,而不仅仅是在心脏中。

2、强大太阳耀斑破坏了海平面以下25米的海底罗盘

在过去的几周里,太阳多次释放了强烈的太阳耀斑,导致了明亮而令人惊叹的极光。今年3月份,加拿大海洋网络(Ocean Networks Canada,ONC)监测到加拿大海岸外海域的磁罗盘数据出现了异常。

ONC在加拿大东部和西部海岸设有一系列水下观测站,最深达2.7公里,主要目的是协助天文台的声学多普勒洋流剖面仪(ADCP)定位,并跟踪洋流的变化。它们的数据必须每天检查,以保证质量控制。

随着太阳活动接近其11年周期的极大期,太阳最近异常活跃。今年3月,当世界经历了令人震惊的地磁风暴时,ONC的数据专家首先在罗盘数据中发现了一些奇怪的现象。

随着5月10日左右强烈的太阳活动开始显现,统计数据再次变得异常。在温哥华岛海岸附近的福尔杰海峡,海平面以下25米的磁罗盘受到了最明显的影响。指针在这里偏离了正30度和负30度。

《每日科学》网站(www.sciencedaily.com)

1、韦伯望远镜让科学家首次了解一颗系外行星内部

像棉花糖一样的行星WASP-107 b中隐藏着少量的甲烷和超大的地核。这一发现基于詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)获得的数据,标志着对系外行星核心质量的首次测量,可能为未来对行星大气和内部的研究奠定基础,这是寻找太阳系外宜居世界的一个关键方面。

发表在《自然》(Nature)杂志上的这项研究表明,行星WASP-107 b的甲烷含量比预期的少1000倍,核心质量是地球的12倍。

WASP-107 b是一颗巨大的行星,被一层像棉花一样蓬松的灼热大气层包裹着,它围绕着一颗大约200光年远的恒星运行。它之所以臃肿,是因为它的构造:它是一个木星大小的世界,但质量只有木星的十分之一。

尽管它含有甲烷——地球上生命的基石——但由于它靠近其母恒星且缺乏固体表面,这颗行星被认为不适合居住。但它可能为晚期行星演化提供重要线索。

在发表在《自然》杂志上的另一项研究中,其他科学家也用韦伯望远镜发现了甲烷,并对这颗行星的大小和密度提供了类似的见解。

2、物理学家揭示一种微观现象:有助于制造出更快、更灵活的机器人

在最近发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上的一篇论文中,弗吉尼亚理工大学的物理学家揭示了一种微观现象,这种现象可以极大地提高软体设备的性能,比如敏捷的柔性机器人或用于药物输送的微观胶囊。

这篇论文提出了一种新的物理机制,可以加速水凝胶的膨胀和收缩。首先,这为水凝胶取代用于制造柔性机器人的橡胶基材料开辟了可能性——使制造材料能够以接近人手的速度和灵活性移动。

软体机器人已经在制造业中得到了应用,但现在使用的机器人依靠液压或气动来改变“手”的形状以拿起物品。

和我们自己的身体类似,水凝胶主要含有水,在我们周围无处不在。这项研究似乎找到了一种方法,可以让水凝胶更快地膨胀和收缩,从而提高它们在不同环境下的灵活性和功能。

3、尽管面临多重威胁,到2050年全球预期寿命将增加近5年

最近发表在《柳叶刀》(Lancet)上的《2021年全球疾病负担研究》(Global Burden of Disease Study 2021)预测,2022年至2050年间,全球男性预期寿命将增加4.9岁,女性预期寿命将增长4.2岁。

预期寿命较低的国家,预期寿命的增长幅度将最大,这有助于不同地区预期寿命增长的趋同。这一趋势在很大程度上是由公共卫生措施推动的,这些措施有助于预防心血管疾病、新冠肺炎和一系列传染性疾病、孕产妇疾病、新生儿疾病和营养性疾病,并提高了其存活率。

《赛特科技日报》网站(https://scitechdaily.com)

1、革命性的电子学:掺杂空气让有机半导体更导电

一种新的掺杂方法利用空气和光来增强有机半导体的导电性,有望在电子设备生产中具备更大的可扩展性和环境可持续性。

半导体是所有现代电子产品的基础。现在,瑞典林雪平大学的研究人员开发出一种新方法,通过空气作为掺杂剂,使有机半导体变得更导电。这项研究发表在《自然》(Nature)杂志上,标志着向未来廉价和可持续有机半导体迈出的重要一步。

为了提高半导体的导电性和改变其性能,通常会引入所谓的掺杂剂。这些添加剂促进半导体材料内电荷的移动,并且可以定制以诱导正(p掺杂)或负(n掺杂)电荷。目前使用的最常见的掺杂剂通常要么反应性很强(不稳定),要么价格昂贵,要么难以制造,或三者兼有。

现在,林雪平大学的研究人员开发出一种可以在室温下进行的掺杂方法,其中低效的掺杂剂(如氧)是主要的掺杂剂,并且用光激活掺杂过程。

这种新方法是将导电塑料浸入一种特殊的盐溶液——一种光催化剂——然后用光照射一小段时间。照射的持续时间决定了材料的掺杂程度。之后,溶液被回收以备将来使用,留下p掺杂的导电塑料,其中唯一消耗的物质是空气中的氧气。

2、科学家发现具有重大意义的微小新原子Tauonium:比氢原子更简单

量子物理学的最新发现揭示了比氢更简单的原子结构,涉及粒子(如电子和它们的反粒子)之间的纯电磁相互作用。这一进展对我们理解量子力学和基础物理学具有重要意义,特别是探测Tauonium的新方法,这可能会彻底改变粒子物理学的测量。

氢原子曾被认为是自然界中最简单的原子,由一个无结构的电子和一个有结构的质子组成。然而,随着研究的进展,科学家们发现了一种更简单的原子类型Tauonium,它由无结构电子(e-)、μ子(μ-)或τ子(τ-)及其同样无结构的反粒子组成。这些原子仅通过电磁相互作用结合在一起,结构比氢原子更简单,为量子力学、基本对称性和引力等科学问题提供了新的视角。

迄今为止,科学家只发现了两种具有纯电磁相互作用的原子:1951年发现的电子-正电子束缚态和1960年发现的电子-反电子束缚态。在过去的64年里,尽管有人建议在宇宙射线或高能对撞机中寻找这种原子,但没有发现具有纯电磁相互作用的其他迹象。

Tauonium由τ子和它的反粒子组成,它的玻尔半径只有30.4飞米(1飞米= 1x10^-15米),大约是氢原子玻尔半径的1/1741。这意味着,Tauonium可以在更小的尺度上测试量子力学和量子电动力学的基本原理,为探索微观物质世界的奥秘提供了强大的工具。(刘春)

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