9月9日外媒科学网站摘要：咳嗽还是打喷嚏？大脑如何决定反应

9月9日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

咳嗽还是打喷嚏？大脑如何决定反应

科学家们已经发现了引起打喷嚏或咳嗽反应的不同神经细胞。根据在老鼠身上的研究，鼻腔中的“打喷嚏神经元”将打喷嚏信号传递给大脑，而另一类神经元则发送咳嗽信号。

这一发现为过敏和慢性咳嗽等疾病的治疗提供了新的可能。该研究发表在《细胞》（Cell）杂志上。

先前的研究通过对小鼠气道中的神经元进行分类，发现这些神经元依靠表面的离子通道蛋白传递信号。

为了找出导致打喷嚏的神经元，研究人员将小鼠暴露在不同的化合物中，每种化合物能激活特定类型的离子通道。

当一种名为BAM 8-22的化合物让小鼠打喷嚏时，研究人员发现它激活了名为MrgprC11的离子通道，由此推测该通道携带的神经元可能引发打喷嚏反应。事实证明，当研究人员删除这些神经元中的MrgprC11并注射流感病毒后，尽管小鼠患病，但它们没有打喷嚏。

没有打喷嚏的神经元并不影响小鼠的咳嗽反应。通过追踪类似的路径，研究人员发现气管中的一组神经元会对咳嗽反应起作用，这些神经元释放一种叫做生长抑素的信号化学物质。

研究人员现正试图进一步弄清打喷嚏和咳嗽信号传递给大脑后的具体反应机制。初步推测，这些信号会传递到大脑的呼吸控制中心，并调整呼吸模式，从而产生咳嗽或打喷嚏的反应。

下一个挑战是确定在人类大脑中是否也存在类似的神经元。初步证据显示人类可能具有相同的神经元组，但还需要更多研究验证。

《科学》网站（www.science.org）

“冰桶挑战”揭示细菌如何预测季节变化

美国范德比尔特大学的研究人员发现，细菌能利用体内的生物钟预测季节的变化。此项发现对于理解生物钟在物种适应气候变化中的作用具有重要意义。

在实验中，研究人员将蓝藻暴露于不同的人工白昼长度下，包括短日（昼短夜长）、春分日（昼夜平分）和长日（昼长夜短），为期8天。随后，他们将蓝藻放入冰中两小时，并监测存活率。

结果显示，经过短日（8小时光照和16小时黑暗）处理的蓝藻在冰冻挑战中的存活率高达75%，是未经处理蓝藻的三倍。

研究人员还通过移除蓝藻体内的生物钟基因发现，不论光照条件如何变化，蓝藻的存活率保持一致。这表明光周期在细菌适应季节或气候变化中起着关键作用。

研究结果表明，自然界中的细菌通过内部时钟来测量每日光照的时长。当短日达到一定数量时，细菌就会像进入秋季一样，“切换”到另一种生理状态，准备应对即将到来的冬季挑战。

这项发表在《科学》（Cell）杂志上的研究首次揭示，细菌的光周期已经进化出预测季节变化的能力。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、保护少量土地可拯救大量独特和濒危物种

英国帝国理工学院的一项新研究显示，仅需保护全球0.7%的陆地面积，就能帮助拯救全球三分之一的濒危和独特四足动物物种。

该研究发表在《自然通讯》（Nature Communications）上，指出如果将保护重点放在那些拥有丰富生物多样性且栖息着进化独特性高和全球濒危物种的区域，便可在物种保护方面取得巨大成效。

然而，该研究确定的地区中，目前仅有20%受到了某种程度的保护，大多数地区依然面临持续的人类活动压力。

该研究确定了进化历史悠久且面临威胁的关键保护区，这些地区集中了具有进化独特性（ED）和全球濒危（GE）物种的分布。

进化独特性衡量一个物种在进化中的独特地位，某些物种的进化过程漫长且没有近亲，而全球濒危则评估物种面临的灭绝风险。得分较高的物种被称为EDGE物种，它们高度集中分布的区域则称为EDGE区域。

研究绘制了近3000个EDGE物种的分布图，确定了25个EDGE区域，涵盖东南亚、印度-恒河平原、亚马逊盆地、大西洋森林、伊斯帕尼奥拉岛、喀麦隆高地以及东非的东弧山脉等。这些区域的保护工作若得以实施，将产生极大的影响。

研究还指出，绝大多数EDGE区域正遭受高度的人类干扰，许多这些地区的国家也面临着教育、健康和生活水平的挑战。

2、新技术推动太阳能与农业共存

英国斯旺西大学的研究人员开发了一种新工具，能够帮助确定最佳的光伏（PV）材料，这些材料既能生成太阳能，又能最大化作物生长。

这项发表在《Solar RRL》期刊上的研究探索了将半透明PV材料应用于农作物的效果——这正是农业光伏（Agrivoltaics）领域的核心理念，即太阳能电池板与农业环境相结合。研究团队开发了一个创新的免费工具，能够根据地理、物理和电气特性预测全球各地PV材料的光传输、吸收和发电效率。

研究团队指出，这项技术可以帮助比较不同类型的光伏材料，从而帮助我们找到平衡粮食生产与可再生能源生产的最佳方式。

优化农业光伏的关键在于选择合适的光伏材料，这需要了解材料如何吸收不同波长（颜色）的光以及它的带隙（Bandgap）。

更宽的带隙意味着材料可以吸收更多高能短波长的光（如蓝光），而窄带隙材料则吸收更多低能长波长的光（如红光）。通过合理选择带隙和光吸收特性的材料，研究人员可以调整半透明光伏透过到作物上的光色。作物主要依靠红光和蓝光进行光合作用，而反射绿光。

通过优化太阳能电池板与农业结合，农业光伏有潜力为农业脱碳做出重大贡献。该方法不仅能产生清洁能源，还能提升粮食安全。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、里程碑式发现：量子互联网与传统互联网实现融合

德国汉诺威大学的研究人员开发出一种通过光纤传输纠缠光子的技术，使量子互联网与传统互联网实现了首次融合。这一突破有望显著提升互联网的安全性，并更好地利用现有基础设施。

研究人员创新性地开发了一种发送-接收系统，使得光子在光纤中传输时，即便与激光脉冲共同发送，纠缠光子的状态依然保持不变。他们通过高速电信号改变激光脉冲的颜色，使其与纠缠光子的颜色相匹配，从而在光纤中成功传输两者并分离。

这一技术突破使得量子互联网与传统互联网在同一根光纤中共存成为可能。在此之前，同色光子与激光脉冲无法在一根光纤中传输，纠缠光子会阻塞光纤数据通道，阻止传统数据的传输。

该实验首次验证了这一概念，表明纠缠光子现在可以通过与激光相同的颜色通道传输，同时保留所有颜色通道用于传统数据传输。这一发现展示了混合网络的实际应用潜力。

2、大自然的工程奇迹：蝴蝶翅膀或催生革命性新材料

麻省理工学院的研究团队创新性地观察和成像了蝴蝶在变态过程中翅膀鳞片的发育过程，揭示了鳞片脊状结构是如何通过“屈曲（buckling）”过程形成的。

这一发现加深了对鳞片形成机械特性的理解，或能为未来新型光热管理材料的设计提供灵感。

蝴蝶的翅膀覆盖着成千上万的微小鳞片，像微型瓦片一样排列。单个鳞片虽小如尘埃，却极为复杂，其脊状表面不仅帮助蝴蝶管理热量，还能反射光线，赋予其独特的光泽。

研究人员利用先进的成像技术捕捉到蝴蝶蜕变过程中鳞片形成的早期阶段，展示了鳞片表面从光滑到起皱，再到形成微观平行波纹的过程。最终，这些波纹状结构发育为鳞片的纹脊，决定了成年鳞片的功能。

研究结果表明，鳞片的这种转变很可能是“屈曲”过程的结果——一种描述光滑表面在有限空间内生长时如何起皱的机制。

该团队正进一步研究蝴蝶翅膀的发育过程，力求为未来先进材料的设计提供更多启发。

这项研究发表在《细胞报告-物理科学》（Cell Reports Physical Science）杂志上。（刘春）