模擬石鱉鱗片造出新型盔甲

中國臺灣《科學(xué)人》雜志 2020年5月4日

防護裝備可以追溯到中世紀的盔甲，可如何保護手肘和膝蓋這類關(guān)節(jié)一直困擾著研發(fā)人員。因為不僅要足夠堅韌性來保護身體不受傷害，同時還要有充分的彈性來實現(xiàn)活動自如。

美國一個研究團隊對石鱉（一種海洋軟體動物）外殼的力學(xué)性質(zhì)做了研究，使用高解析度X光造影技術(shù)拍攝3D影像，發(fā)現(xiàn)它的每個鱗片都有鎖石形基底，從基底往上延伸到平滑表面的弧度會勾住旁邊的鱗片來形成鱗甲。當(dāng)外力施加在某一鱗片上時，它便會推擠旁邊的鱗片來分散壓力。有這樣的過程，石鱉就無需犧牲鱗片的堅固性來保護身體，還能靈活移動。

該研究團隊根據(jù)石鱉的鱗片結(jié)構(gòu)，利用3D打印制造出具有類似功能的鱗狀盔甲，其中就包括能保護穿戴者不受碎玻璃刺傷的護膝。

英國《自然·天文學(xué)》雜志 2020年5月4日

微生物可在純氫氣中繁衍

通常情況下，大腸桿菌等微生物生活在動物腸道等厭氧環(huán)境中。科學(xué)家對它們在純氮環(huán)境下的生活情況也做過研究，但不認為它們能適應(yīng)純氫氣環(huán)境。

然而，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的一項最新研究顯示，雖然地球大氣含有的氫氣比例不高，但許多微生物可以在100%的氫氣環(huán)境中存活并生長。麻省理工學(xué)院行星科學(xué)教授薩拉·西格爾（Sara Seager）和同事將培養(yǎng)的大腸桿菌和酵母暴露在純氫氣環(huán)境中，發(fā)現(xiàn)它們都能正常繁殖，只是繁殖速度比在空氣中分別慢了約一半和三分之一。

天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，太陽系外行星的大氣層以氫氣為主，這些行星更容易被望遠鏡發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌之類的微生物是否能在這些富氫行星上存活？如果微生物真的在這些行星上存活過，它們便會產(chǎn)生各種氣體并留下生物記號。當(dāng)這種生物記號積累到可觀的程度時，就會在行星大氣層中留下特定的光譜信息。因此，西格爾等人一直致力于尋找太陽系外富氫行星上的新生命。

美國《史密森尼》雜志 2020年4月23日

蠑螈借助細菌成為用毒“高手”

生活在哥倫比亞的金色毒箭蛙是世界上最毒的動物之一，這種體長不到一英寸（約2.5厘米）的蛙“放毒”足以殺死10個成年人。在北美洲西北部還有種蠑螈（又稱火蜥蜴），皮膚凹凸不平，腹部呈橘紅色，它的毒素能殺死20個成年人。

毒箭蛙、蠑螈的皮膚被一種叫河豚毒素（TTX，一種麻痹神經(jīng)的非蛋白毒素）的化合物覆蓋，大多數(shù)河豚身上也有這種毒素，它能導(dǎo)致被攻擊對象神經(jīng)系統(tǒng)癱瘓。此前研究表明，河豚通過飲食、皮膚和體內(nèi)器官中的細菌株來生成河豚毒素。但蠑螈不會吃有毒的東西，為了研究蠑螈是否會從細菌那里獲得毒素，美國哈佛大學(xué)分子生物學(xué)家帕特里克·巴利（Patric Vaelli）和同事用棉球擦拭了粗糙的蠑螈皮膚，并在實驗室里培養(yǎng)成了皮膚上的細菌。

研究人員對這種細菌進行毒素篩選時發(fā)現(xiàn)有四組攜帶毒素的細菌，其中之一便是假單胞菌屬，河豚、藍環(huán)章魚和部分海螺都是借助這種菌屬產(chǎn)生河豚毒素。因此，蠑螈可能也是利用它才成為用毒“高手”的。

美國《科學(xué)》雜志 2020年4月24日

“遺傳”突變可能縮短壽命

一個人的基因不會設(shè)定一個特定的自然生命周期，DNA變異和遺傳都起著一定作用。陽光照射、化學(xué)物質(zhì)暴露和其他隨機突變傷害等環(huán)境因素會引起DNA變異，但由于每個細胞受到環(huán)境影響而突變的情況不同，大多數(shù)環(huán)境因素還不足以對人的壽命產(chǎn)生很大影響。

然而，罕見的“遺傳”突變可能會縮短一個人的壽命。美國哈佛大學(xué)遺傳學(xué)家瓦迪姆·格拉迪雪夫（Vadim Gladyshev）的研究小組發(fā)現(xiàn)，人體細胞從人出生開始就遺傳了少量的超細微突變，并從4萬多種基因型中找了DNA的微小變化與健康狀況之間的相關(guān)性。

平均而言，每個人出生時從父母那里遺傳了6種可能縮短壽命和“健康壽命”（指人們在患上嚴重疾病前的生存時間）的突變DNA，每一個突變都會使壽命縮短6個月，使健康壽命縮短兩個月。遺傳的突變DNA越多，就越有可能在年輕時就患病甚至死亡。