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天文學(xué)家捕捉到來(lái)自最古老恒星的光

近日，天文學(xué)家捕捉到了來(lái)自宇宙初期第一代恒星發(fā)出的光，它們被稱做“銀河系外背景光”，這些光和宇宙本身一樣古老。

在宇宙大爆炸后不久，宇宙就冷卻到了足以允許原子形成的溫度，隨后原子聚集在一起產(chǎn)生了第一代恒星。自從這些恒星被“點(diǎn)燃”之后，它們發(fā)出的光就開(kāi)始填充宇宙，產(chǎn)生了遍布宇宙的光輝。隨后，每一代的恒星都會(huì)為宇宙的光明添磚加瓦。

現(xiàn)在，天文學(xué)家已經(jīng)探測(cè)到了這些“銀河系外背景光”的余暉，并且與后來(lái)恒星發(fā)出的光線區(qū)分開(kāi)來(lái)。他們并沒(méi)有直接對(duì)“銀河系外背景光”進(jìn)行測(cè)量，而是通過(guò)對(duì)美國(guó)國(guó)家航空航天局的費(fèi)米伽馬射線太空望遠(yuǎn)鏡關(guān)于遙遠(yuǎn)黑洞測(cè)量的結(jié)果進(jìn)行分析得到的。這次研究探測(cè)到了處于嬰兒期（6億歲）宇宙中的恒星發(fā)出的光。宇宙中的第一代恒星與當(dāng)今的恒星有很大的不同。通常來(lái)講，它們的質(zhì)量更大，是太陽(yáng)質(zhì)量的好幾百倍。它們更加熾熱和明亮，與當(dāng)今的恒星相比壽命更加短暫。通過(guò)這次新的測(cè)量，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，第一代恒星誕生的峰值速率比之前認(rèn)為的要低。

最終，科學(xué)家想通過(guò)進(jìn)一步對(duì)這些參數(shù)的確定來(lái)瞥見(jiàn)這些古老恒星本身。通過(guò)這種間接的方法，人們已經(jīng)能夠?qū)υ缙谟钪娴谝淮阈堑臄?shù)量和所起的作用有很好的理解。

人類最早祖先酷似松鼠

最新研究發(fā)現(xiàn)，目前世界上最古老、最原始的靈長(zhǎng)類動(dòng)物酷似松鼠。這種靈長(zhǎng)類動(dòng)物叫做普爾加托里猴，體型較小，身形矯健，大部分時(shí)間都在吃水果和爬樹(shù)。在對(duì)化石進(jìn)行分析后，研究人員認(rèn)為普爾加托里猴特殊的踝關(guān)節(jié)骨骼在早期靈長(zhǎng)類動(dòng)物的成功進(jìn)化過(guò)程中起著關(guān)鍵的作用。

這次新發(fā)現(xiàn)的普爾加托里猴化石質(zhì)量大約為36.8克，研究人員據(jù)此估計(jì)普爾加托里猴的身形大小可能與現(xiàn)存最小的靈長(zhǎng)類動(dòng)物馬達(dá)加斯加鼠狐猴相當(dāng)。普爾加托里猴有很多牙齒，尤其擅長(zhǎng)吃野果。它擁有類似松鼠等樹(shù)棲性動(dòng)物的大爪和多毛的尾巴，與其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物一樣都非常適應(yīng)樹(shù)上的生活。研究人員表示，其他現(xiàn)存的可能生存年代久遠(yuǎn)的哺乳類動(dòng)物，如鼯猴和樹(shù)，都只有手掌大小，非常適合于樹(shù)棲生活，所以普爾加托里猴的樹(shù)棲性并不足為奇。不過(guò)，盡管鼯猴、樹(shù)和普爾加托里猴等都被認(rèn)為是靈長(zhǎng)類動(dòng)物的近親，但究竟哪一個(gè)是最近的則很難確定。盡管通過(guò)基因分析可以評(píng)估這些現(xiàn)存物種之間的關(guān)系，但對(duì)于類似普爾加托里猴這樣只有化石存在的早期物種，進(jìn)行基因分析則不太可能。

提升水稻品質(zhì)與產(chǎn)量的基因被發(fā)現(xiàn)

最近，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可以同時(shí)提升水稻品質(zhì)與產(chǎn)量的基因，將它應(yīng)用到新品種水稻的培育中，有望讓稻米優(yōu)質(zhì)又高產(chǎn)。

研究人員在研究巴基斯坦的巴斯馬蒂水稻時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與水稻品質(zhì)有關(guān)的基因——GW8。這個(gè)基因會(huì)讓稻米長(zhǎng)得更為細(xì)長(zhǎng)，還會(huì)改善米粒色澤、米粒中淀粉粒的排列和結(jié)構(gòu)等特性，提高稻米在外觀、口感等多方面的品質(zhì)。此后，他們?cè)谥袊?guó)大面積種植的一些高產(chǎn)水稻中也發(fā)現(xiàn)了這個(gè)基因，只不過(guò)這些水稻中含有的是GW8基因的一個(gè)變異類型，其主要作用是促進(jìn)細(xì)胞分裂，從而增加籽粒重量，提高產(chǎn)量。

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，研究人員發(fā)現(xiàn)，GW8基因有一個(gè)新的變異類型可以把優(yōu)質(zhì)和高產(chǎn)這兩個(gè)優(yōu)異性狀結(jié)合起來(lái)，同時(shí)提高水稻的品質(zhì)與產(chǎn)量。實(shí)驗(yàn)顯示，將新的GW8基因變異類型引入巴斯馬蒂水稻后，可以在保證優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)上提高產(chǎn)量14%。在將它引入中國(guó)高產(chǎn)水稻后，可以在保證產(chǎn)量不減的基礎(chǔ)上顯著提升稻米品質(zhì)。研究人員表示，過(guò)去水稻育種主要以高產(chǎn)為目的，但高產(chǎn)水稻通常品質(zhì)較差，而高品質(zhì)的水稻往往產(chǎn)量又較低，此項(xiàng)研究成果有望研發(fā)出既好吃又高產(chǎn)的稻米新品種。

用撲克游戲研究社會(huì)性決策過(guò)程

最近，美國(guó)研究人員利用撲克游戲研究發(fā)現(xiàn)，社會(huì)性互動(dòng)會(huì)使我們的大腦按不同的規(guī)則行事并可能影響我們?nèi)绾螞Q策。近年來(lái)，認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人們很少在隔離的情況下作出決策。人類對(duì)他人怎么想是敏感的，與朋友做一席長(zhǎng)談會(huì)讓我們?cè)谧鞒瞿骋粵Q定之前反復(fù)思量，或者給予我們按計(jì)劃銳意向前的勇氣。

研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓一些僅會(huì)玩簡(jiǎn)單撲克游戲的普通人參與實(shí)驗(yàn)。研究人員讓他們跟許多對(duì)手打撲克牌，對(duì)手有人也有機(jī)器。當(dāng)參與者拿到了一手必輸無(wú)疑的牌時(shí)，需要決定是否要詐唬他們的對(duì)手，如果成功了就會(huì)得到獎(jiǎng)金。研究人員對(duì)參與者腦部的55個(gè)區(qū)域進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn)，參與者無(wú)論跟人打牌還是跟機(jī)器打牌，大多數(shù)腦部社交互動(dòng)區(qū)域都有反應(yīng)，但是有一小塊叫做顳頂聯(lián)合區(qū)的區(qū)域，只有在對(duì)手是人類時(shí)才活躍起來(lái)。這些結(jié)果為人類大腦在社會(huì)性或非社會(huì)性的處境中以不同的方式運(yùn)作提供了具體的證據(jù)。

精確行走機(jī)器人研制成功

人們—直在努力研制能夠行走的機(jī)器人，然而，僅僅讓機(jī)器人模擬人類的行走動(dòng)作就不是一件容易的事情。最近，美國(guó)亞利桑那大學(xué)的研究人員研制出一種非常類似人類步調(diào)的行走機(jī)器人，被稱為第一種以生物精確方式行走的機(jī)器人。它的平衡性非常好，行走時(shí)無(wú)須輔助。

掌管人類行走系統(tǒng)的關(guān)鍵性組成部分是中樞模式發(fā)生器。它是脊椎腰部區(qū)域的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可產(chǎn)生間歇性肌肉信號(hào)。通過(guò)收集身體不同部位的信息，中樞模式發(fā)生器可對(duì)環(huán)境做出相應(yīng)動(dòng)作，從而使人們不需要思考便能做出行走動(dòng)作。這款機(jī)器人基于中樞模式發(fā)生器的原理，傳感器可將信號(hào)傳遞至人工中樞模式發(fā)生器，從而控制下肢來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬人類行走。研究人員表示，這種機(jī)器人有助于理解嬰兒如何學(xué)會(huì)走路以及脊椎損傷患者如何恢復(fù)行走能力的研究。

細(xì)胞計(jì)算機(jī)

最近，瑞士研究人員富塞內(nèi)格爾等人在動(dòng)物胚胎腎細(xì)胞內(nèi)，制成了兩種關(guān)鍵的生物數(shù)字電路：半加器和半減器，它們能分別加上或減去兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)。這是迄今為止制成的最復(fù)雜的生物電路，有望用于組建細(xì)胞計(jì)算機(jī)。

現(xiàn)有的電子計(jì)算機(jī)利用電子的存在或不存在（分別用1和0表示）對(duì)信息進(jìn)行編碼，富塞內(nèi)格爾等人則使用了細(xì)胞內(nèi)自然生成的紅霉素、抗生素和根皮素分子來(lái)對(duì)信息進(jìn)行編碼。這些分子能發(fā)揮輸入的作用，在細(xì)胞內(nèi)關(guān)閉或是開(kāi)啟相關(guān)反應(yīng)。這一反應(yīng)將導(dǎo)致紅色或綠色熒光蛋白的生成，也標(biāo)志著計(jì)算結(jié)果的產(chǎn)生。例如，在半加器所處的細(xì)胞內(nèi)，兩種分子同時(shí)存在將使其發(fā)出紅光。這些反應(yīng)的發(fā)生不會(huì)干擾細(xì)胞的一般功能，卻允許它們?cè)诶^續(xù)充當(dāng)正常細(xì)胞的同時(shí)，也能表達(dá)計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制語(yǔ)言。

研究人員表示，細(xì)胞計(jì)算機(jī)比電子計(jì)算機(jī)更加靈活，因?yàn)樨?fù)責(zé)信息傳輸?shù)纳锓肿涌梢员黄渌锓肿尤〈?，而傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)只能局限于（單一的）電子信號(hào)。細(xì)胞計(jì)算機(jī)甚至可與電子計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行交流，由于二者具有同樣的邏輯，科學(xué)家希望電子計(jì)算機(jī)能和細(xì)胞更好地開(kāi)展對(duì)話。細(xì)胞計(jì)算機(jī)將有利于對(duì)生物各種生理機(jī)制的深入研究，也有利于開(kāi)發(fā)治療疾病的新方法。

（摘自《科學(xué)畫報(bào)》）