視野

澳洲野犬是狼還是犬？

>>動物

澳洲野犬是澳大利亞一種常見的野生犬科動物。雖然名字里有“澳洲”兩字，但它們的“老家”并不在澳大利亞?？脊抛C據(jù)表明，越南早在5000 年前就有澳洲野犬的活動痕跡，而澳大利亞出現(xiàn)澳洲野犬最早是在3500年前。

科學家曾認為澳洲野犬是一種早期馴養(yǎng)的犬的后裔，但一項始于2017 年的研究中，科學家將澳洲野犬的基因與五種家養(yǎng)犬及格陵蘭狼的胰淀粉酶基因進行了對比，并于最近得出結(jié)論——澳洲野犬既不是狼也不是犬，而是介于這兩者之間的過渡物種。

野生環(huán)境下的狼以肉食為主，很少吃含淀粉的食物，因此狼的基因組中合成胰淀粉酶的基因副本較少；而家養(yǎng)犬因為較多食用含淀粉的食物，所以其基因組中含有多個合成胰淀粉酶的基因副本?？茖W家發(fā)現(xiàn)，與格陵蘭狼一樣，澳洲野犬的基因組中只有一個負責合成胰淀粉酶的基因副本。這表明澳洲野犬并非“犬”，而是從狼到犬的過渡物種，雖然它們在外形上已經(jīng)接近犬，但依然保留狼的基因。

胰腺會消化掉自己？

>>醫(yī)學

胰腺是人體內(nèi)重要的消化器官之一，負責制造胰淀粉酶、胰蛋白酶、胰脂肪酶等。在某些情況下，胰腺卻會被自己制造的胰蛋白酶消化、分解，嚴重時甚至會導致胰腺炎。

那么，是什么導致胰腺消化掉自己呢？2022 年4 月，科學家找到了答案：胰腺通過腺泡細胞制造包含各種消化酶的消化液。在腺泡細胞制造消化酶后，ERRγ蛋白會讓腺泡細胞延遲激活消化酶，同時防止胰蛋白酶分解胰腺，缺失它會導致胰蛋白酶過早被激活并消化胰腺。此前，科學家發(fā)現(xiàn)，胰腺炎患者體內(nèi)的ERRγ 蛋白含量較少，這進一步證實了這個發(fā)現(xiàn)。

迄今觀測到的最古老的星光

>>太空

2022 年3 月，一個國際團隊觀測到了迄今為止發(fā)現(xiàn)的距地球最遠的恒星發(fā)出的光芒。這顆恒星被命名為“晨星”，形成于約130 億年前。

晨星的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的50 倍，其亮度則約為太陽亮度的100 萬倍！由于它距離地球太遙遠，我們今天看到的是它約128 億年前的樣子。恒星越大，壽命越短，像晨星這樣的“大個子”只能存在數(shù)百萬年。晨星是宇宙誕生后出現(xiàn)的第一批恒星，和太陽這類“晚輩”相比，晨星的氫、氦等輕元素比例更高，重元素很稀少。

用二氧化碳來炸山

>>新知

二氧化碳爆破技術(shù)可用于炸山。首先，通過高壓泵將液態(tài)的二氧化碳壓縮至圓柱體容器(爆破筒)內(nèi)，再裝入安全膜、破裂片、導熱棒和密封圈，最后擰緊合金帽，即完成了爆破前的準備工作。在擋路的大山上按一定的間距鉆好孔，把灌滿液態(tài)二氧化碳的爆破筒插入鉆孔中并固定好之后，就可以連接起爆器電源了。當起爆器通電后，電流在通過導熱棒時會產(chǎn)生高溫擊穿安全膜，并瞬間將液態(tài)二氧化碳氣化。此時，二氧化碳體積會急劇膨脹600 多倍，從而產(chǎn)生高壓，導致爆破，從而使山體巖石斷裂。

不過，爆破完畢后爆破筒卻完好無損，這是因為爆破產(chǎn)生的高壓沖擊波是以爆破筒的中心向四周運動的。因此，只要更換了導熱棒、密封圈等，就可再次向爆破筒內(nèi)罐裝液態(tài)二氧化碳后重復使用。一根爆破筒通常能反復使用300 次以上。該爆破技術(shù)在使用過程中只產(chǎn)生二氧化碳氣體，因此比傳統(tǒng)的炸藥爆破技術(shù)更安全環(huán)保。

為什么航天員出艙后被抬著走

>>太空

2022 年4 月16 日，“天空出差三人組”——神州十三號航天員翟志剛、王亞平和葉光富在完成全部既定任務(wù)后，順利返回地球。據(jù)悉，三人的身體狀況良好，然而在直播畫面中我們看到，他們在出艙后都是被醫(yī)護人員抬著走的，這是為什么呢？

由于航天員在太空處于失重狀態(tài)，時間一長，他們的身體便適應(yīng)了微重力環(huán)境，他們的直立性耐力便會有所下降，還會出現(xiàn)不同程度的肌肉萎縮和骨質(zhì)疏松。其次，在太空中，人體血液是均勻分布全身的；而回到地球后，血液會迅速涌回下肢，大腦和上身會短暫缺血，人容易暈厥。此外，回程中，返回艙需要迅速穿過大氣層，同時伴隨猛烈振動旋轉(zhuǎn)，身著幾十千克航天服的航天員經(jīng)受了這番折騰，著陸后往往虛弱不堪。因此，出于對航天員安全的考慮，出艙后一定要安排專人抬著他們走。

鯨的兩種“葬禮”

>>動物

曾有一頭長約17 米、重約55 噸的抹香鯨在中國臺灣云林縣擱淺死亡。有關(guān)部門計劃將其運至臺南市解剖，但在載鯨卡車駛?cè)肱_南鬧市區(qū)后，這個龐然大物竟然自爆了。自爆導致大量油脂和腐敗物四處飛散，惡臭彌漫，方圓十幾米內(nèi)的人、車和商鋪均遭遇了這場“災(zāi)難”，所幸，無人員傷亡。

為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？這是因為鯨死后，其體內(nèi)會產(chǎn)生甲烷、氨氣、硫化氫等氣體，這些氣體不斷蓄積，直至鯨腹炸裂。

然而，鯨還有一種截然相反、溫柔無比的“葬禮”方式。預(yù)感到死亡臨近，鯨會悄悄尋找一片深海，靜靜等待生命的最后一刻。一旦氣息消絕，鯨巨大的身軀便會沉落，此即“鯨落”。鯨落開始后，鯊魚和盲鰻等肉食動物會蜂擁而至，爭先恐后地吞食鯨的皮肉。隨后，數(shù)十種甲殼類小型生物會在殘余鯨尸上“安家落戶”，蠶食每一絲鯨肉。最后，大量食腐蠕蟲和厭氧細菌會鉆入鯨骨，分解其中豐富的有機物。這樣的微型生態(tài)系統(tǒng)能維持上百種無脊椎動物的生命活動長達百年之久。最后，鯨骨會在海底化作礁石，成為一些生物的居所。至此，這場“盛大的葬禮”畫上完美的句號。

甲蟲為何閃耀彩虹般的光芒？

>>動物

在陽光照射下，一只金龜子閃耀著彩虹般的光彩，紫色、古銅色、玫瑰色……金龜子外殼的這種彩虹色名為“結(jié)構(gòu)色”。在金龜子的外殼表面，有復雜的納米結(jié)構(gòu)衍射并反射陽光，因而使其呈現(xiàn)復雜的彩虹色。長期以來，科學家一直認為彩虹色主要有兩大作用：吸引配偶和警告捕食者。但最新研究表明，彩虹色實際上也是金龜子等甲蟲的偽裝手段之一。

在2022 年初的一項研究中，科學家從一些甲蟲身上取下外殼，將其粘在蠕蟲的身體表面，再把蠕蟲放進森林中的綠色植被上。結(jié)果表明，彩虹外殼能有效降低蠕蟲被鳥類發(fā)現(xiàn)的概率?？茖W家推測，彩虹色也是甲蟲針對鳥類視覺缺陷而進化出的偽裝手段。

利用細菌制造“太空磚”

>>太空

最近，科學家開發(fā)了一種利用細菌來制造“太空磚”的新方法：將火星土壤模擬物與瓜爾豆膠、巴氏芽孢八疊球菌（一種革蘭氏陽性菌）、尿素和氯化鎳混合制成泥漿，然后將其倒入模具中；幾天后，在巴氏芽孢八疊球菌、尿素等的相互作用下，就生成了碳酸鈣結(jié)晶，這些結(jié)晶與細菌的分泌物結(jié)合在一起，就形成了“水泥”。與制造“太空磚”的其他方法相比，該方法能夠降低磚塊的孔隙率。這是因為，泥漿中的細菌會滲入孔隙深處，使形成的“水泥”能夠讓土壤顆粒緊密結(jié)合在一起，從而降低磚塊的孔隙率，讓磚塊更加堅固。

科學家也曾利用月球土壤模擬物來制造“太空磚”，不過，采用當時的方法和材料只能制造出圓柱形的磚，而用火星土壤模擬物、細菌等制成的這種新的泥漿，可以倒入不同形狀的模具中，從而制造出形狀各異的磚。這些“太空磚”或可用于在火星上建造類似房屋的建筑物。

槍蝦的“氣泡武器”

>>動物

槍蝦（也稱鼓蝦）長有一大一小兩只如鉗子般的螯，其中大螯可以長到蝦體一半的長度。大螯的內(nèi)側(cè)不能活動，上面有一個空穴；外側(cè)可以活動，上面有一個柱狀凸起，能夠恰好插入內(nèi)側(cè)的空穴中。

當獵物靠近時，槍蝦會迅速閉合大螯，此時外側(cè)的凸起被迅速插入空穴，噴射出一道高速水柱，將獵物瞬間擊倒在地。這樣看來，槍蝦就相當于隨身攜帶了一把“高壓水槍”，“槍蝦”也因此得名。

槍蝦“開槍”時產(chǎn)生的高速水柱會形成氣穴現(xiàn)象，產(chǎn)成一個極小的低壓氣泡。這個氣泡在周圍水體的壓力下會瞬間爆裂，并產(chǎn)生高達190～210 分貝的音量，足以震碎玻璃或殺死相距1.8 米以內(nèi)的獵物（小魚、小蝦等），與此同時，周圍水體的溫度也會激增到4500～4700 ℃。如果采用高速攝像機拍攝槍蝦的攻擊過程，還可以觀察到，在氣泡爆破的瞬間會產(chǎn)生短暫的光芒?？茖W家稱槍蝦造成的這種聲致發(fā)光現(xiàn)象為“蝦光現(xiàn)象”。

給樹木佩戴加速計來估測截雪量

>>地球

林冠截雪量的估測對于預(yù)防融雪時可能發(fā)生的災(zāi)害和利用雪水資源都十分重要。2014～2020 年，科學家使用了一種簡單、有效的工具——加速計（測量物體加速度的儀表）來估測林冠截雪量。給樹木佩戴加速計，可以測出樹木何時在風中擺動及其擺動的頻率。

除了林冠截雪量，樹木在風中擺動的頻率還與多個因素有關(guān)，因此科學家需要先校準加速計。于是，科學家在高山上選擇了兩棵針葉樹，并給這兩棵樹分別佩戴了加速計，隨后把裝滿石頭的袋子（以模擬積雪的質(zhì)量）系在樹干上，接著用套索套住樹干，將其拉彎至極限狀態(tài)，然后再松手放掉套索。通過用不同質(zhì)量的石頭進行這一操作，科學家量化出了在不同質(zhì)量的積雪下樹木擺動的頻率并以此校準加速計。此外，科學家還在附近的通量塔上安裝了攝像頭進行監(jiān)測。

通過連續(xù)六年收集暴風雪期間樹木擺動的相關(guān)數(shù)據(jù)，科學家估算出這兩棵針葉樹在不同時期的林冠截雪量。

雖然需要針對不同類型的樹木和不同的地區(qū)進行改進，但這種測量方法成本低、無損、工作量小，尤其適用于交通有限的偏遠地區(qū)。

超聲波克制肝癌

>>生命科學

肝癌是一種惡性程度高、預(yù)后差的疾病。最近，科學家在研究中使用一種超聲波無創(chuàng)治療方法，成功殺死大鼠肝癌細胞，瓦解了大鼠體內(nèi)的肝腫瘤。

醫(yī)院普遍使用的超聲波成像儀能發(fā)出低振幅超聲脈沖，進而得到人體內(nèi)部的圖像。科學家研究出一種聲波換能器，將低振幅超聲脈沖轉(zhuǎn)換為高振幅脈沖。這些脈沖會讓目標組織內(nèi)產(chǎn)生微小氣泡，氣泡迅速膨脹，然后破裂。這一過程會對組織局部產(chǎn)生強大的作用力，從而殺死細胞。只要將這種超聲波對準腫瘤區(qū)域，癌細胞就會在短時間內(nèi)分崩離析。

大鼠實驗結(jié)果顯示，該技術(shù)能夠通過調(diào)控破壞程度，讓腫瘤細胞破壞率處于50%～75%的范圍內(nèi)。由于所發(fā)出的這種超聲波能夠激活大鼠的免疫反應(yīng)，殘余腫瘤細胞憑大鼠自身免疫系統(tǒng)即可清除。經(jīng)過這種超聲波治療的大鼠中80%都沒有出現(xiàn)腫瘤細胞復發(fā)或轉(zhuǎn)移?？茖W家指出，該技術(shù)有望革新肝癌治療手段。

“幽靈心臟”

>>醫(yī)學

“幽靈心臟”指的是移除心肌細胞后留下的蛋白骨架。科學家早在2007 年就發(fā)現(xiàn)，利用所抽取的患者骨髓和人體干細胞，就可以培植出人類心臟瓣膜。2008 年，科學家首次成功培植出一顆可以跳動的動物心臟。

2011 年，科學家利用“幽靈心臟”首次成功培植出一顆人類心臟?？茖W家首先從心臟捐獻者的身上移除心臟，并去除心肌細胞，只留下蛋白骨架，制造了一個“幽靈心臟”。接著，他們向“幽靈心臟”注入人體干細胞，并輔以各種營養(yǎng)劑。這些干細胞圍繞“幽靈心臟”分裂并自行生長，最終發(fā)展成為健康的心肌細胞。

科學家繼續(xù)嘗試將人體干細胞注入其他實驗動物的“幽靈心臟”，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人體干細胞同樣能夠圍繞動物的“幽靈心臟”迅速分裂、增殖，并最終使心臟獨立跳動。“幽靈心臟”培植技術(shù)為等候器官移植的病人帶來希望，但仍需解決排異反應(yīng)和捐獻器官數(shù)量不足的兩大難題。

伽馬射線望遠鏡幫助科學家捕捉更多引力波

>>太空

引力波是大質(zhì)量天體爆炸、合并等事件產(chǎn)生的時空漣漪，科學家一直在使用大型射電望遠鏡觀察脈沖星的脈沖以尋找引力波。最近的研究表明，使用伽馬射線比使用無線電波能獲得更清晰的脈沖星視野、捕捉更多的引力波。

脈沖星以極有規(guī)律的間隔快速旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)時發(fā)射的信號就像加強版燈塔光束一樣掃過宇宙，這樣地球上的科學家就能確切地知道什么時候可以觀察到每個脈沖。但是，在穿越脈沖星和地球之間的巨大距離時，無線電波會遇到許多星際電子，這些電子會彎曲無線電波并改變它們的到達時間。科學家發(fā)現(xiàn)，高能量、穿透力強的伽馬射線則不受這種影響。此外，與僅能在短時間內(nèi)瞄準特定脈沖星的射電望遠鏡不同，美國的費米伽馬射線太空望遠鏡可持續(xù)觀察大片空間，因此有好幾個脈沖星總在它的視野內(nèi)。我國的天宮二號上的“天極”望遠鏡也進行過伽馬射線觀測?？茖W家希望通過監(jiān)測銀河系中一組脈沖星多年來脈沖到達時間的微小變化，來探測更多的引力波。

腦內(nèi)的“聲音”

>>生命科學

20世紀初，心理學家提出假說：幼兒之所以會自言自語，是因為他們在自己練習對話，并且把“對話”這個“聯(lián)機游戲”玩成了“單機游戲”；而隨著年齡漸長，兒童依然會保留這個能力，只不過這個階段他們可以默不吭聲地在大腦中與自己“對話”，傾聽自己腦內(nèi)的“聲音”。后來，科學家發(fā)現(xiàn)了人腦的伴隨放電現(xiàn)象，這個假說也逐漸站穩(wěn)腳跟。伴隨放電的本質(zhì)是將一份指令復制成多份，并發(fā)送到大腦的不同區(qū)域，有點像電腦的“復制粘貼”指令。人在說話的時候，大腦中負責處理動作的運動皮層會給口部肌肉發(fā)送動作指令，同時也會把這一指令“復制”成多份，發(fā)送到大腦的其他部分，通知它們：“主人就要開口講話了，不要大驚小怪?！比绱艘粊?，人才不會在開口的瞬間被自己嚇到。研究還表明，即使人并未發(fā)聲，只在腦中默想，發(fā)聲器官依然會接收到指令，行動起來。此時，大腦其他部分就會接收到伴隨放電。這整個過程和人真正發(fā)聲的過程是類似的，因此，腦內(nèi)的“聲音”就是未說出口的話。