挪威奥斯陆大学的研究人员最近在英国《自然》杂志网络版上发表论文说,大西洋鳕鱼缺少一些对脊椎动物非常重要的基因。
这种现象在有颌类脊椎动物中还是头一次发现,将增进人们对脊椎动物免疫系统进化历程及人类免疫力的理解,还可帮助设计适合大西洋鳕鱼的新型疫苗。
有颌类脊椎动物指有着上、下颌的脊椎动物,除了一些原始种类,现存脊椎动物绝大部分都是有颌的。
研究发现,大西洋鳕鱼的基因组中缺少一组名叫“主要组织相容性复合体Ⅱ”(MHCⅡ)的基因,以及与这组基因有密切关系的另外两组基因。这三组基因是多数脊椎动物后天免疫系统的重要组成部分。
组织中有细菌等病原体侵入时,MHCⅡ基因将病原体的碎片“提交”给免疫细胞,激发免疫反应。曾有研究发现,缺少MHCⅡ基因的实验鼠有免疫缺陷,会患上严重疾病。
与一般脊椎动物相比,大西洋鳕鱼对免疫系统其他一些部分的依赖更重,这对MHCⅡ及相关基因的缺失起到了一定的补偿作用,使它们能正常生存。
研究人员猜测,大西洋鳕鱼可能在有着独特病原体组合的深水环境中进化,从而获得了独特的免疫系统。
北京时间8月15日消息,美国麻省理工学院的科学家可能已经找到一种可以治疗从普通感冒、流感到艾滋病毒和其他任何你能想到的病毒的“万能药”。
实验室试验发现,该药会定向追踪感染细胞,让它们自毁。这种名叫DRACO的药物能治愈的疾病名单包括人鼻病毒(引起半数成人和几乎所有儿童感冒的细菌)、流感、小儿麻痹症、一种肠胃细菌和致命的革登热。除此以外,它还有望治愈麻疹和风疹、唇疱疹、狂犬病,这种新药可能会在10年内出现在药店的货架上。
该校研究人员迈克-里德尔说:“也许它对某种病毒没有作用,不过目前我们还没有发现。发现抗生素彻底变革了细菌感染的治疗方法,我们希望这项最新发现能够彻底改变病毒感染的治疗方式。目前还没有太多抗病毒药物。”里德尔利用细胞的天然防御能力抵御感染。病毒感染人体时,它会“劫持”细胞为己所用,利用它们的内部材料进行复制。这个过程还会产生双链遗传材料RNA。
我们的细胞会采取措施保护自己,它们生成可以“捕获”病毒RNA的蛋白质,阻止它们继续复制。不过很多病毒能够顺利“躲过”该防御系统。为此,里德尔博士选择利用第二种天然防御系统——细胞凋亡,在这个过程中,患病细胞会自杀。他的药物能够定向追踪双链RNA,阻止感染继续下去,从而杀死感染细胞,治愈感染。据发表在《公共科学图书馆-综合》杂志上的报告说,DRACO不会对健康细胞造成任何危害。
在实验室试验期间,DRACO成功杀死了15种病毒,其中包括可引起普通感冒和两种类型的流感的病毒。除此以外,它还拯救了那些被注射流感病毒剂量足以致命的老鼠。这种药物见效很快,如果服用及时,它能阻止任何症状出现。检测结果显示,DRACO还阻挡了病毒入侵,也就是说它能在第一时间防止人感染疾病。英国专家非常欣赏这一重大突破,不过他们发出警告说,药物以这种与众不同的方式产生作用,在考虑把它用于人类试验以前,必须花更多时间对它进行研究,以确保安全。
DRACO的工作原理:
病毒感染细胞时,它们会“挟持”细胞为己所用,利用它们的内部物质复制更多病毒。在这个过程中,病毒还会产生一长串双链RNA,人或其他动物细胞里均未发现这种物质。
人体细胞会采取措施保护自己,它们生成可以“捕获”病毒RNA的蛋白质,引发一系列反应,阻止病毒继续复制。不过很多病毒通过阻断这一系列反应中的一个步骤,能够骗过人体防御系统。这种新方法通过把双链RNA-结合蛋白与其他蛋白组合在一起,促使细胞发生凋亡,例如,当一个细胞意识到它正在癌变时,它会选择自杀。因此,当DRACO的一端固定在双链RNA上时,这表明它的另一端会促使细胞自杀。
DRACO还有一个“传送标记”,这样它就能穿过细胞膜,进入人或动物细胞。然而,如果不存在双链RNA,DRACO并不会对健康细胞造成任何危害。(孝文)
北京时间8月14日消息,日本科学家研究发现,体型较小的乌贼会产生体型较大的精子,以便在不利的生育竞争中获得一席之地。
日本科学家以枪乌贼作为研究对象,他们发现其中一些体型较小的乌贼会产生出体型相对较大的精子,以便对抗那些体型较大的同类,争取为雌性乌贼授精的机会。尽管它们的体型可能不如对手,但是从精子的体型上或许可以展开竞争。
通常情况下,雄性枪乌贼会采取两种手段来展开繁殖竞争:那些体型较大的乌贼会在雌性面前展示自己身体两侧明亮斑斓的色彩,以期博取雌性的芳心。而获胜者则将获得交配的机会,在雌性输卵管内部的一个小腔室内排精。随后这只雄性乌贼会寸步不离地伴随受精后的雌性,阻止其它雄性靠近,直到对方产卵。
为了争取延续自己基因的机会,那些在竞争中落败的,体型较小的雄性乌贼则会采取另外一种手段:这些乌贼不张扬自己,并不表现出很多那些体型较大同类表现出的高调展示行为。相反的,它们只是静静地在一旁等待,直到对方交配完毕,体型较大的雄性乌贼守护在交配后的雌性身边。此时它们出其不意地突然冲上前去和这只雌性交配。
这种突袭是很有讲究的:体型较小的乌贼冲上前去进行的是头对头体位的交配,它排放精液的位置也不同,不是位于雌性输卵管内部,而是排放在雌性体外,口腔下方的位置。
除此之外,交配的时间也必须恰到好处:体型较小的雄性一定是选在雌性刚开始产卵时冲上前去,它希望自己的精子能赶上并击败前者的精子,抢到给卵授精的机会。
然而最令人惊异的地方还在后面:这些体型不如对手的乌贼排出的精液也是不同于对手的:东京大学的岩田洋子博士和她的同事们发现这些小体型乌贼产生精子的体型要比那些体型较大乌贼的精子更大。这就意味着枪乌贼是第一种被确认可以产生两种不同类型精子的物种。
不过体型较大的精子并不一定就能击败较小的精子,因为两者的活动性和能力是相同的。但是每种精子都适合不同的环境,较小的精子更适合在雌性输卵管中活动,而较大的精子则不同。这就给了体型较小的乌贼一个机会来和那些体型较大的乌贼展开竞争,争取延续自己的基因。
然而不管怎样,那些体型较大的乌贼最终总是能产生更多的后代,这或许是因为它们的精子更早开始“赛跑”,因而赢在了起跑线上。但是不可否认的是,这种产生较大精子的方式确实是那些在体型竞争上处于下风的个体争取延续自身基因的一个补偿途径。(晨风)
北京时间8月14日消息,超大质量黑洞顾名思义是指质量巨大的黑洞,它们往往具有数百万甚至数十亿倍的太阳质量,很多星系的核心都存在这种级别的黑洞。事实上我们银河系的核心就有这样一个黑洞,尽管它正处于相对平静的状态。
一般人都会有这样的印象,那就是黑洞是无止境的物质吞噬者,但是事实上无论是物质还是辐射,都有可能会被黑洞甩出去,形成剧烈的喷流。因此在一些较为剧烈的黑洞案例中,如类星体,核心区的黑洞被认为是形成这些宇宙中最剧烈活动现象的幕后推手。
黑洞非常简单,只用三种要素便能进行完整描述,即质量,角动量以及电荷。由于银河系中央的黑洞距离我们较近,也当然地成为了人们研究的重点。科学家们希望能测量出这个黑洞的这三大要素,并试图藉此了解这一黑洞对周遭空间的影响。如为何我们银河系中央的黑洞如此平静?为何那些剧烈的明亮喷流和辐射只在一些更加活跃的星系中出现?
哈佛史密松天体物理中心的天文学家艾维*利伯(Avi Loeb)和他的学生艾福瑞布罗德里克(Avery Broderick)以及另外两位合作者一起构建了银河系中央黑洞的模型。根据其他科学家的观测数据,银河系中央的这一黑洞质量被认为大约在430万倍太阳质量左右,而其电荷数则依旧未知。
利伯的小组利用具有高空间分辨率的毫米波观测技术测量了黑洞周遭微弱辐射的角直径,他们所用的设备分辨率极高,其空间分辨率大致相当于从地面分辨出月球表面的一枚硬币。根据这样精确的测量数据,他们分析的结果显示银河系核心这一黑洞的自旋总体而言是温和的,这或许可以解释为何其周遭发出的辐射如此微弱。他们同时还发现这一毫米波段辐射源呈现拉长形状,其长短轴比约为2.3,但其长轴指向并不与任何已知的特别天体目标对应。
另外,他们的模型还强烈暗示这些辐射可能和某种吸积过程相关。他们的研究非常重要,因为这是一个良好的开端,显示现代天文学观测技术提供的超高分辨力已经开始接近这样一种境界:即我们逐渐拥有直接借助高分辨率观测数据进行黑洞物理研究的能力。(晨风)
北京时间8月14日消息,UFO迷们坚信,外星人创作了麦田怪圈,有时这是对《X档案》里的台词“真相就在那里”做出的响应。但是这个问题的答案可能就在你家附近,事实上是在你的厨房里。因为科学家表示,在英格兰威尔特郡的农田里发现的下面这个60.96米(60.96米)长、叼着烟斗的外星人图案,可能就是利用普通微波炉制成的。
一种名叫磁电管的手动装置(家用炊具的组成部分,使用12伏电池)可能是制作新一代麦田怪圈的工具。物理学家理查德-泰勒教授称,他们利用俄勒冈大学研制的一种小器具,可以再现被“压扁的”麦田怪圈画面。他认为,虽然UFO狂热爱好者坚信这种现象已经超出了科学的理解范围,但是他相信麦田怪圈是人为造成的。泰勒表示,微波——烤箱用来加热食物的辐射波——会导致植物茎秆倒下,并继续保持平躺在地面上的姿势。这种方法也可以解释艺术家制作麦田怪圈的速度为什么那么快,那么高效,而且一些新的麦田怪圈的细节令人惊叹,例如神秘的英国史前巨石阵(Stonehenge)附近的那个外星人,它是在两周前制成的,它旁边还出现了一匹史前白马图案。
泰勒称,除了绳子、木板和高脚凳这些用来制作麦田怪圈的传统工具以外,使用激光也能创作出这种引人入胜的图案。他认为,利用卫星的GPS功能可以追踪这些行为。对其中一些非常复杂的图案进行数学分析,结果显示设计这些图案使用了肉眼看不到的工程线。泰勒在英国科学杂志《物理世界》里写道:“麦田怪圈艺术家不会轻易透露他们的秘密。今年夏季,不知名的艺术家将会冒险进入乡下的麦田里,或者你家附近,完成他们的作品,继续这项有史以来最具有科学导向的艺术行为。” 《物理世界》的编辑马丁-杜拉尼说:“像泰勒这样的物理学家研究麦田怪圈的现象,这看起来似乎有点奇怪,但他是少有的一些试图找出设计和制作麦田怪圈的证据,而未被UFO、骗局和外星人所迷惑的人。”
但是像科学家对这些图案非常着迷一样,农民看到麦田怪圈会特别生气。最近出现麦田怪圈的农场的主人是提姆-卡森,自从1990年至今,他的农场已经出现125个怪圈。今年庄稼被毁使他遭受的损失更大,因为燃料和肥料价格不断上升,而且由于干旱,小麦产量减少了25%。卡森说:“我已经开始对麦田怪圈感到厌烦。每个怪圈会让我损失1000英镑(1627.07美元)。今年我决定看到一个立刻就毁掉它,但这也意味着我会损失更多庄稼。不管你做什么,麦田怪圈都会影响明年的收成,因为被毁庄稼形成的厚厚的草甸覆盖在地面上,会导致土壤质量下降。”
每年英格兰威尔特郡的丘陵地带会出现50到60个麦田怪圈。而世界其他地方每年总共只会出现40到50个。近年因麦田怪圈产生的旅游业随之兴盛起来。来自比利时、荷兰、美国、挪威和澳大利亚的麦田怪圈迷们纷纷涌向出现这种图案的新地点,对于这种现象,似乎他们各自都有自己的一套理论。这周,有关温德米尔山出现新麦田怪圈的第一批消息传出几小时后,荷兰的一个由9人组成的旅游团就赶到了现场。
旅游团领队、45岁的珍妮特-奥瑟巴尔德是《麦田怪圈:科学证据(Crop Circles: Scientific Evidence)》一书的作者,她说:“这里存在很多生物物理学反常现象。这不是人为因素产生的,要不然你将会看到木板痕迹造成的破坏(制造骗局的人放置木板,用来压平小麦)。它是被等离子漩涡击中后产生的。你能在庄稼上看到烧痕和破损的小洞。”她手里拿的一根麦秸上确实有一些小洞。她说:“我们还发现被烧的半生不熟的毛虫。这是等离子漩涡所为,并不是骗局制造者或者军队。”
英格兰从1678年开始出现麦田怪圈的报道,当时赫特福德郡的一本新闻小册子提到“割草的恶魔(The Mowing Devil)”,这是一种不知名的动物将农夫的燕麦田切割成一系列同心圆图案。19世纪偶尔也有麦田怪圈的记录,已知第一张这种现象的照片1932年出现在苏塞克斯郡。但是直到90年代初,威尔特郡的麦田怪圈才以极快的速度迅速增加。1990年,齐柏林飞船(Led Zeppelin)发行了一本唱片《Remasters》,封面就是卡森的庄稼地上出现的一个麦田怪圈。(孝文)
这个巨大的星云被恰当地称为“项链星云”,是最新发现的一个行星状星云,是一颗普通类太阳恒星的发光残骸体。项链星云包含着一个明亮的环状结构,直径达到12万亿英里,布满着像钻石一样的密集、明亮气体结,使这个星云更加近似一个绚丽项链。
项链星云位于距离地球15000光年之遥的天箭星座,由于一对恒星近距离运行在一起,最终形成这个星云。大约10000年前,一颗衰老恒星膨胀,并将它的伴星吞没。体积较小的伴星继续在膨胀后较大恒星内部运行,进一步增强了这颗膨胀恒星的旋转速度。膨胀恒星旋转速度较快,形成一个巨型气圈进入太空。
由于离心力,多数气体沿着恒星赤道脱离,产生一个绚丽的环状结构。嵌入式明亮气体结点缀在环状结构上,颇似一串项链上的钻石。这两颗恒星运行非常接近,仅相隔数百万公里,它们呈现为星云中最明亮的斑点。它们彼此旋转速度非常快,运行一周仅一天多。
太空加油站模拟图
美国知名网站大自然网络援引美国太空网的消息称,美国国家航空航天局(NASA)日前已将备受瞩目的“太空加油站”项目列入计划,并与四家公司签订了研发合同。原先只存在于科幻小说中的飞船太空加油的场景有望由此走进现实。
7月21日,美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机完成其“谢幕之旅”后,美国30年的航天飞机时代也就此宣告终结。但对人类探索宇宙来说,这仅仅只是一个开始,近年来各航天大国相继提出了自己的太空探索计划。NASA更是提出了让其宇航员2025年登上小行星、2030年登上火星的宏伟计划。
NASA称,如果派人登陆小行星往返至少需要6个月的时间,而登陆火星所需的时间更长,目前航天器所能携带的燃料无法完成如此长时间的飞行。这就意味着,我们必须在地球轨道或其他星球(如月球)上建立“太空加油站”,为航天器补充燃料。
“太空加油站”的建设绝非如地球上的普通加油站那么简单。目前的火箭推进燃料都需要在低温下保存,如果稍有不慎,就有可能导致燃料汽化或重大事故。NASA曾在一份声明中称,能否以最小的汽化损失将液态氢和液态氧这样的低温推进剂进行长时间保存,将是决定人类能否实现深空探索的关键。
这个名为探索技术发展计划的项目标的240万美元,由分析力学联合公司、鲍尔航天科技公司、波音公司、洛克希德-马丁空间系统公司四家承担。(王小龙)
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接受群众的欢呼
科学网(kexue.com)讯 北京时间8月13日凌晨,美国的两架航天飞机"发现"号和"奋进"号正式退休,双双进入仓库。在佛罗里达州的肯尼迪航天中心的航天飞机机库外,人们最后目睹了它们风采。人群不断地欢呼,纪念它们曾经的英雄。
随后的新闻发布会像一场告别演说,指挥官弗格森说到:“航天飞机改变了我们看待世界的方式,改变了此前我们所认为的宇宙,尽管航天飞机结束了它的使命,但有一点不容置疑,美国不会停止探索的脚步。”在发布会现场,宇航员们都流下了伤感的泪水。
美国宇航局局长查尔斯博尔登此前早就宣布4架航天飞机将会被安放在博物馆供民众参观,亚特兰蒂斯号的“新家”则是位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心游客观光区。与此同时,因为航天飞机历史使命的终结,大约将有4000名美国宇航局的工作人员丢掉他们的工作。
亚特兰蒂斯号平安着陆
上个月亚特兰蒂斯号安全降落到美国肯尼迪航天中心后,美国宇航局局长查尔斯那颗悬着的心终于可以落地,航天飞机三十载的历程终于在2011年的7月21日画上了一个圆满的句号。然而当历史定格在这一瞬间,很多人却流下了伤感的泪水。(乔尔)
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PET是当今用途十分广泛的工程塑料,却难以自然降解。奥地利研究人员研发出一种利用真菌降解这种材料并使其循环利用的新方法。
酶是一种特殊的蛋白质,可起到生物催化剂的作用。此前,奥地利格拉茨技术大学和维也纳技术大学等机构的研究人员已在一些真菌菌株中发现了能“拆解”PET的酶。
基于前人的研究成果,奥地利工业生物技术中心11日报告说,他们借助基因工程技术,提高了利用真菌及其产生的酶将PET材料高效分解成初始单体的能力。分解出的初始单体能重新用于生产优质材料。
奥地利工业生物技术中心酶与聚合物研究组组长格奥尔-古比茨说,这种工艺能避免产生垃圾,使资源得以再利用,且对环境无害。
目前,该中心已与一些企业建立了伙伴关系,以开展应用实验。研究人员还计划进一步提高真菌分解PET垃圾的速度,从目前的约24小时缩短到几小时。
太阳能制氢系统
美国物理学家组织网8月10日报道,日前美国杜克大学的研究人员发明了一种可铺设在屋顶的太阳能制氢系统。该系统生产的氢气无明显杂质,在效率上也远高于传统技术,能让太阳能发挥更大的用途。
系统与传统太阳能集热器在外观上区别并不大,但实际上它主要由一系列镀有铝和氧化铝的真空管组成,一部分真空管中还填充有起催化剂作用的纳米颗粒。其中反应物质主要为水和甲醇。与其他基于太阳能的系统一样,新系统也从收集阳光开始,但而后的过程却截然不同。当铜管中的液体被高温加热后,在催化剂的作用下就能产生氢气。这些氢气既可以经由氢燃料电池转化为电能,也能通过压缩的形式储存起来以供日后使用。
负责该研究的杜克大学工程学院机械工程学和材料学助理教授尼克·霍茨称,该装置可吸收高达95%的太阳热能,由环境散发出去的则非常少。这一装置能让真空管中的温度达到200摄氏度,而相比之下,一个标准的太阳能集热器只能将水加热到60摄氏度到70摄氏度。在高温作用下,该系统制氢的纯度和效率远高于传统技术。
霍茨说,他将新系统与太阳能电解水制氢系统和光催化制氢系统的火用(指定状态下所给定能量中有可能做出有用功的部分)效率进行了对比,结果发现,新系统火用效率的理论值分别是28.5%(夏季)和18.5%(冬季),而传统系统在夏冬两季的火用效率则只有5%到15%和2.5%到5%。相关研究成果在美国机械工程师协会2011年能源与燃料电池会议上进行了公布。
太阳能甲醇混合系统是最便宜的解决方案,但系统的成本和效率会因安装位置的不同而有所区别。在阳光充沛地区的屋顶铺设这种太阳能装置,大体上能满足整个建筑在冬季的生活用电需求,而夏季产生的电力甚至还能出现富余。这时业主可以考虑关闭部分制氢系统或者将多余的电力出售给电网。
霍茨说,对较为偏远或不易获取其他能源的地区,这种新型太阳能制氢系统将会是一个非常好的选择。目前他正在杜克大学建造一个试验系统,以便对其进行更为全面的测试。
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