环球科学要闻

作者: 环球科学

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发布日期: 2022-02-24

近期,科学家在多个领域取得了重要发现,包括发现了一种体积巨大的细菌、记录了垂死人类的脑电波、发现了距离最近的银河系外快速射电暴等。此外,还报道了新冠疫情的最新数据和疫苗接种情况。

近期,一项发表于预印本网站bioRxiv的研究发现了一种裸眼可见、单细胞长度达到2厘米的细菌Thiomargarita magnifica,其体积约为其他细菌的5000倍。10年前,海洋生物学家Olivier Gros在加勒比海的红树林地区腐败的树叶表面发现了这些丝状生物。直到5年后,他和同事才认识到这是一种细菌,并进一步研究发现,该细菌含有两个膜囊,其中一个包裹了其所有的遗传物质。

现有的理论认为,细菌这类原核生物没有细胞核核膜,只有真核生物才有。因此,该细菌或介于细菌和真菌之间的模糊地带,或能推动生物的演化理论研究。

通过对其进行基因组测序,他们发现这种细菌的DNA中有1100万个碱基对,含有1.1万个基因,约为普通细菌的2~3倍。而这种细菌基因组如此大的原因是,其DNA上相同的基因片段有多达50万个拷贝。其核糖体位于DNA所在的膜中,能更高效地形成蛋白质。此外,它能长这么大的一个原因是,其体内含有一个巨大的水囊,约占其体积的73%。研究人员认为,若没有海浪等因素的影响,它还可以长得更大。

快速射电暴(FRB)是来自数百万光能外深空的强烈射电爆发,持续时间只有几毫秒,却能释放出太阳一整天内释放的能量。快速射电暴的来源依然是个谜,主流理论猜测它来自中子星等致密天体,天文学家一直在寻找能验证这些猜想的快速射电暴事件。近日发表在《自然》的一项研究中,研究人员发现了目前距离最近的河外快速射电暴,并将射电暴源定位于一个球状星团中。

新发现的FRB 20200120E是一个重复的快速射电暴,天文学家将射电暴源定位于1170万光年外名为M81的大螺旋星系中的一个球状星团。球状星团包含一群紧凑分布的恒星,它们往往非常古老,质量较小,不超过太阳的质量。而中子星往往由大质量恒星形成,所以在球状星团中不太可能找到中子星等可能的快速射电暴源。

研究人员猜想,球状星团中可能有白矮星与恒星物质吸积坍缩成中子星,也有可能快速射电暴来自低质量的双星系统。

许多有过濒死体验的人,回忆起那段经历,会说当时脑海里闪过了一生中的种种片段,像跑马灯一样。但除了这些生动的自述,科学家很少有机会真正了解,在一个人通向死亡的途中,脑部究竟会发生怎样的活动。不过现在,有一组科学家意外记录下了一位垂死人类的脑电波,并把研究成果发表于《衰老神经科学前沿》杂志。

一位87岁的患者因为跌倒而接受手术后,出现癫痫发作的情况。于是,医生开始用脑电图监测他的病情。但就在监测过程中,患者因心脏病发作不治身亡。研究人员也因此获得了患者去世前后共900秒的脑电活动数据,并开始研究在心脏停跳前后的30秒都发生过什么。科学家发现,在垂死患者的脑电波中,伽马震荡有所增加。

科学家说,包含伽马震荡在内,一些不同类型的神经震荡都与高层认知功能有关,在集中注意力、做梦、冥想、记忆提取、信息处理,以及有意识的感知等活动中,会涉及这些震荡。结合一些其他特征,团队认为患者心脏骤停后的脑电活动与人类回溯记忆时十分接近。科学家推测,通过产生神经震荡,垂死的人脑可能在对一生中重要的事情进行最后的回顾,就像一些人描述的濒死体验那样。

约6600万年前发生的物种大灭绝事件对恐龙造成了毁灭性的打击。但奇怪的是,这一灭绝过程对不同生物类群造成了不同程度的影响,几乎所有的非鸟类恐龙和翼龙均消失了,但哺乳动物、鸟类、鳄类和龟类则得以幸存。目前许多观点认为,这场大灭绝事件与希克苏鲁伯陨石撞击地球有关。日前,发表在《自然》杂志的一项研究发现,该撞击过程发生在春季,或许可以解释这一问题。

陨石撞击地球后,大量沉积物将鱼类迅速掩埋,使它们成为该研究的绝佳样本。研究者利用欧洲同步辐射光源(ESRF)对其进行了高分辨率X光断层扫描,发现被掩埋的鱼类骨密度及体积均处于生长期、未达峰值,这意味着撞击事件发生于春季。与此同时,碳同位素分析也表明,鱼类骨架中主要来自捕食浮游生物的碳-13含量未达峰值,说明捕食季尚未来临。

研究者认为,在北半球春季发生的撞击干扰了生物活动、加速了灭绝;而在南半球,正在准备冬眠的生物或许可逃过一劫。

在肠道内,微生物为了争夺地盘会产生有毒的化学物质攻击其他细菌,而在这个过程中,作为战场的人体可能也会遭殃。此前的研究发现,大肠杆菌和其他肠杆菌会产生一种遗传毒性代谢产物colibactin。虽然它并不会对细菌产生严重的毒害作用,但它会损害人类体细胞中的DNA双链,导致结肠癌,但具体致病机制并不清楚。

在一项发表于《自然》的新研究中,科学家发现colibactin能通过激活在其他细菌体内休眠的致命病毒,杀死与它们竞争的细菌。在这项研究中,科学家将产生colibactin的肠杆菌和携带病毒基因组的细菌一起培养,发现colibactin能唤醒细菌体内的病毒,随后细菌体内的病毒数量会增加,而细菌生长会变慢。此外,colibactin也会进入细菌体内,破坏它们的DNA。

这些过程对于释放colibactin的细菌来说都是有益的,但在杀死其他细菌的同时会伤害人体。后续,研究人员将进一步研究,这种化合物如何改变肠道菌群的组成。

检测重力场变化的传感器有助于绘制出地表或地下的大规模结构。例如,机电重力仪已被应用于地球物理调查。但是在更小规模(米尺度)上应用这种技术,例如建筑工地上,则需要很长的测量时间消除局部地震噪声或振动,因而十分困难。近日发表于《自然》的一项研究表明,基于原子的传感器可通过精准测量重力场变化探测地表之下的特征。这表明量子传感器可以为地下探测提供新工具,有助于绘制地质结构图。

研究人员设计了一种基于原子的设备,并在英国伯明翰市的城市环境中进行了一项调查以验证其精度。该设备探测了两栋多层建筑之间一条2米×2米的地下隧道。研究人员认为这一传感器可能有多种用途。城市工程师可利用它检测棕地的近地表(地下10米)特征,这些特征可能会影响新的建筑。考古学家或可用于测绘墓穴和隐藏在地下的结构。它还可能用于地质测绘,探测含水层位置或土壤密度,以确定地下含水量。

截至北京时间2月24日10时,据约翰·霍普金斯大学最新统计,全球累计新冠确诊病例429415033例,死亡病例5916373例。根据国家卫生健康委员会官方网站的消息,2月23日0—24时,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例186例。

其中境外输入病例101例(广东44例,上海24例,北京7例,福建6例,广西5例,湖北4例,吉林3例,四川3例,云南2例,甘肃2例,天津1例),含9例由无症状感染者转为确诊病例(广东8例,四川1例);本土病例85例(内蒙古40例,其中呼和浩特市37例、包头市3例;湖北10例,均在武汉市;辽宁8例,均在葫芦岛市;广东8例,均在深圳市;四川6例,均在成都市;江苏3例,均在苏州市;广西3例,均在防城港市;云南3例,其中临沧市2例、红河哈尼族彝族自治州1例;北京2例,均在西城区;山西2例,其中晋中市1例、忻州市1例),含4例由无症状感染者转为确诊病例(四川3例,云南1例)。

无新增死亡病例。无新增疑似病例。

31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者112例,其中境外输入88例,本土24例(云南7例,均在临沧市;黑龙江5例,其中黑河市4例、鸡西市1例;江苏5例,均在苏州市;四川4例,均在成都市;河北1例,在石家庄市;湖北1例,在武汉市;广东1例,在深圳市);当日转为确诊病例13例(境外输入9例);当日解除医学观察28例(境外输入21例);尚在医学观察的无症状感染者774例(境外输入633例)。

截至2022年2月22日,31个省(自治区、直辖市)和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗309576.7万剂次。

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