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內(nèi)容提要

1. 外星生命研究新進(jìn)展：詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)K2-18b行星的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該系外行星大氣中似乎存有二甲基硫醚和二甲基二硫醚的化學(xué)指紋印跡。它可能讓我們距離“人類是否為宇宙中唯一生命”這一終極問(wèn)題的答案更近一步。研究結(jié)果于2025年4月發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》上。
   

2. 睡眠相關(guān)基因新發(fā)現(xiàn)：研究人員一直希望深入理解天生短睡眠者的遺傳密碼。近期，科學(xué)家從一名超級(jí)睡眠者身上找出了一種決定其“超能力”的突變——SIK3-N783Y。此項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)刊載于5月的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》。

3. 視覺(jué)感知超越了自然極限

   ：研究人員

   向自己眼睛發(fā)射激光脈沖，讓“視覺(jué)感知超越了自然極限”——眼睛看到了在自然界從未看到過(guò)的顏色。這是視錐細(xì)胞中對(duì)光波的中波敏感的M細(xì)胞被單獨(dú)激活所致。研究人員

   認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)能幫助探索大腦構(gòu)建視覺(jué)感知的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。

關(guān)于外星生命存在的最有力證據(jù)

關(guān)于太陽(yáng)系外存在外星生命的猜想，天文學(xué)家近期介紹了一份迄今最有力的證據(jù)，其提供者是距離地球124光年外的一顆巨行星——K2-18b。

詹姆斯·韋布空間望遠(yuǎn)鏡對(duì)K2-18b行星的觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，該系外行星大氣中似乎存有二甲基硫醚(DMS)和二甲基二硫醚(DMDS)的化學(xué)指紋印跡。已知這兩種硫化物在地球上僅由生命活動(dòng)產(chǎn)生。

雖然DMS和DMDS尚不可作為外星生物活動(dòng)的確鑿證據(jù)，但它可能讓我們距離“人類是否為宇宙中唯一生命”這一終極問(wèn)題的答案更近一步。

上述觀測(cè)工作發(fā)表于2025年4月的《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》(

The Astrophysical Journal Letters

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、劍橋大學(xué)天體物理學(xué)教授尼庫(kù)·馬杜蘇丹(Nikku Madhusudhan)表示：“這是迄今為止太陽(yáng)系外存在生命活動(dòng)最有力的證據(jù)。我們對(duì)這些化學(xué)證據(jù)持非常謹(jǐn)慎的態(tài)度。必須反復(fù)驗(yàn)證信號(hào)的真實(shí)性及其含義。幾十年后回望此刻，我們或許會(huì)意識(shí)到，人類正是由此開(kāi)始真正觸及到存在生命的宇宙。這可能是個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。”

不過(guò)學(xué)界也有質(zhì)疑聲。例如，K2-18b行星的整體環(huán)境是否利于生命存活？又例如，在地球上主要由海洋浮游植物產(chǎn)生的DMS和DMDS能否作為可靠的生物特征標(biāo)記？

K2-18b位于獅子座，質(zhì)量約為地球的9倍，直徑達(dá)2.6倍，圍繞一顆體積不足太陽(yáng)一半、溫度也低很多的紅矮星運(yùn)行，且恰好處于其宜居帶內(nèi)。2019年，哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在K2-18b的大氣層中發(fā)現(xiàn)水蒸氣信號(hào)，由此，科學(xué)家曾宣稱它是太陽(yáng)系外“已知最宜居的世界”。

經(jīng)過(guò)后續(xù)觀測(cè)，馬杜蘇丹團(tuán)隊(duì)于2023年證實(shí)，當(dāng)初推斷的水信號(hào)實(shí)為甲烷。不過(guò)他們也堅(jiān)稱，對(duì)K2-18b星球環(huán)境的勾畫似乎表明它被浩瀚深海覆蓋，而此特征往往意味著宜居。當(dāng)然，這種觀點(diǎn)至今仍有爭(zhēng)議。

更有趣的是，劍橋大學(xué)團(tuán)隊(duì)也于2023年報(bào)告過(guò)K2-18b上的疑似DMS蹤跡。

系外行星距離太遙遠(yuǎn)，我們既無(wú)法直接拍攝其影像，也不能派探測(cè)器過(guò)去收集信息，但機(jī)智的科學(xué)家可是熟練掌握行星凌日法的。

當(dāng)K2-18b運(yùn)行到紅矮星與地球之間時(shí)，從地球觀測(cè)者視角看，行星遮擋了恒星光源，恒星星光穿透了行星大氣層，然后抵達(dá)地球，而K2-18b大氣里的各種分子會(huì)吸收特定波長(zhǎng)的光線，因此觀測(cè)者能夠解析其化學(xué)成分。(當(dāng)然，也可以估算行星的大小、密度、溫度。)

馬杜蘇丹等人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)K2-18b經(jīng)過(guò)紅矮星前方時(shí)，能被DMS和DMDS吸收的波長(zhǎng)突然衰減了。

最終數(shù)據(jù)顯示，二甲基硫醚和/或二甲基二硫醚(二者光譜特征重疊)的濃度比地球水平高出數(shù)千倍。統(tǒng)計(jì)顯著性雖然達(dá)到3σ標(biāo)準(zhǔn)(偶然誤差概率低至0.3%)，但遠(yuǎn)未達(dá)到物理學(xué)發(fā)現(xiàn)的黃金標(biāo)準(zhǔn)。

馬杜蘇丹坦言：“或許這些分子能通過(guò)某種尚不為我們所知的機(jī)制產(chǎn)生，但我想不到有任何非生物過(guò)程可作為如此高濃度存在的成因。”

關(guān)于DMS的來(lái)源，專家們也在探討兩種可能性：一是它由彗星帶入，但前提是有過(guò)近乎不可能的高強(qiáng)度隕石轟擊；二是它通過(guò)深海熱泉、火山活動(dòng)或雷暴中的奇特化學(xué)反應(yīng)生成。

瑞士伯爾尼大學(xué)物理研究所的化學(xué)家諾拉·漢尼(Nora H?nni)曾發(fā)現(xiàn)一顆冰冷、無(wú)生命彗星上有DMS的足跡。她認(rèn)為：“外星生命只是眾多可能性之一。要斷言地外生命的存在，必須先嚴(yán)格排除所有非生物的可能性。”

之所以找不到非生物過(guò)程的可能性，一大難點(diǎn)在于圍繞K2-18b環(huán)境條件的爭(zhēng)議。劍橋團(tuán)隊(duì)傾向于“這顆星球被海洋覆蓋”的觀點(diǎn)；另一些學(xué)者則基于觀測(cè)數(shù)據(jù)推測(cè)其更接近氣態(tài)行星，或者，可能存在由巖漿而非水體構(gòu)成的海洋。

資料來(lái)源：

4小時(shí)就夠的超級(jí)睡眠基因，又多了一種

我們大多數(shù)人每天都要用8小時(shí)睡眠來(lái)?yè)Q取剩余時(shí)間里的充沛精力。但少數(shù)骨骼驚奇的超級(jí)睡眠者仰仗罕見(jiàn)基因突變，只需睡4小時(shí)就能精神飽滿。

最近，科學(xué)家從一名超級(jí)睡眠者身上找出了一種決定其“超能力”的突變——SIK3-N783Y。此項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)刊載于5月的《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(

PNAS

這是科學(xué)界發(fā)現(xiàn)的又一種與短睡眠模式相關(guān)的基因突變。研究團(tuán)隊(duì)一直希望深入理解天生短睡眠者的遺傳密碼，以針對(duì)睡眠障礙開(kāi)發(fā)高效療法。

文章作者之一、加州大學(xué)舊金山分校神經(jīng)科學(xué)家兼遺傳學(xué)家傅嫈惠表示：“入睡后，身體仍持續(xù)工作，進(jìn)行自我排毒和損傷修復(fù)。在這個(gè)過(guò)程中，天生短睡眠者的身體能以更高效率完成各項(xiàng)工作。”

我們知道，睡眠不足會(huì)帶來(lái)多種負(fù)面影響，包括反應(yīng)遲鈍、記憶力減退甚至是心臟病風(fēng)險(xiǎn)升高。人類的理想睡眠時(shí)長(zhǎng)會(huì)隨年齡變化，但成年人的需求一般都落在每晚7~9小時(shí)區(qū)間。而對(duì)于只睡4~6小時(shí)足矣的天生短睡眠者人士，科學(xué)研究證明，他們要是“睡過(guò)頭”，狀態(tài)反而會(huì)變?cè)恪?/p>

過(guò)往研究已確定了4個(gè)與短睡眠相關(guān)的基因及這些基因中的5處相關(guān)突變。傅嫈惠等人找到的第5個(gè)相關(guān)基因，即

Sik3

通常小鼠每天睡12小時(shí)左右，因此SIK3-N783Y縮減的54分鐘睡眠量，相較于天生短睡眠的人類，看起來(lái)不夠突出。但研究人員也指出，這可能是由于小鼠睡眠本就比人類更碎片化，或是實(shí)驗(yàn)所用的小鼠為近交品系。

關(guān)于天生短睡眠者的遺傳機(jī)制，以及他們?cè)谒瘔?mèng)中恢復(fù)狀態(tài)的超高效果，學(xué)界有許多疑惑。而上述新研究給出了些許提示，

Sik3

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科學(xué)家用激光掃自己視網(wǎng)膜

從而看到前所未見(jiàn)的新顏色

人類行走地球幾十萬(wàn)年了，或許會(huì)自覺(jué)已看透所有風(fēng)景。但最近有一組科學(xué)家宣稱，他們體驗(yàn)到一種前所未見(jiàn)的新色彩。

新色彩體驗(yàn)者共五人，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校(UCB)。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中向自己眼睛發(fā)射激光脈沖，然后通過(guò)“激光對(duì)視網(wǎng)膜單個(gè)細(xì)胞的刺激”，讓“視覺(jué)感知超越了自然極限”。該項(xiàng)工作發(fā)表于4月的《科學(xué)進(jìn)展》(

Science Advances

當(dāng)然，他們關(guān)于色彩的描述只不過(guò)是平平無(wú)奇的“藍(lán)綠色”，難以令人精準(zhǔn)理解這種新體驗(yàn)的豐富性和奇妙感。

論文作者之一、UCB的電氣工程師吳義仁(Ren Ng)表示：“我們一開(kāi)始就預(yù)測(cè)它會(huì)呈現(xiàn)為前所未有的顏色信號(hào)，但不確定大腦會(huì)如何處理它。那種體驗(yàn)太驚人了，飽和度之高簡(jiǎn)直難以置信。”

吳義仁團(tuán)隊(duì)給新顏色起名“olo”，并分享了一張青綠色方塊圖(如下所示)來(lái)近似呈現(xiàn)其效果，但也強(qiáng)調(diào)——只有通過(guò)激光對(duì)視網(wǎng)膜的刺激才能真正感受到olo。

另一名團(tuán)隊(duì)成員、視覺(jué)科學(xué)家?jiàn)W斯汀·魯爾達(dá)(Austin Roorda)表示：“我們無(wú)法通過(guò)文章或顯示器來(lái)傳遞此色彩，關(guān)鍵在于，它根本不是我們平時(shí)所見(jiàn)的顏色。青綠色圖像只是它的近似版本。”

當(dāng)光線照射到視網(wǎng)膜上的感色細(xì)胞，即視錐細(xì)胞時(shí)，人體就會(huì)感知到世界的顏色。視錐細(xì)胞分為三種，分別對(duì)長(zhǎng)波(L)、中波(M)和短波(S)光線敏感。

自然光由多種波長(zhǎng)混合而成，會(huì)不同程度地刺激三類視錐細(xì)胞，從而使大腦感知不同色彩。紅光主要激活L細(xì)胞，藍(lán)光主要刺激S細(xì)胞，但M細(xì)胞對(duì)應(yīng)的波段落于中間區(qū)，不存在哪種自然光能單獨(dú)激活它們。

吳義仁團(tuán)隊(duì)決心突破此限制。他們先繪制了人體視網(wǎng)膜的一小部分，以精確定位M視錐細(xì)胞，然后用激光掃描視網(wǎng)膜。當(dāng)激光束到達(dá)M細(xì)胞處時(shí)，經(jīng)過(guò)眼球運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償調(diào)整，激光會(huì)發(fā)射微量光脈沖刺激該細(xì)胞，接著繼續(xù)掃描下個(gè)目標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，觀察者視野內(nèi)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)大約兩倍于滿月大小的色塊。由于M細(xì)胞幾乎就是被單獨(dú)激活的，產(chǎn)生的色彩超越了肉眼感知的自然光譜范圍。如前文所述，這顯然是自然光無(wú)法實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。“olo”之名源自二進(jìn)制代碼010，意味著L、M、S三類視錐細(xì)胞中僅有M細(xì)胞被激活。

不過(guò)這種新顏色體驗(yàn)也引發(fā)了一些同行的困惑。

倫敦大學(xué)城市圣喬治的視覺(jué)科學(xué)家約翰·巴布爾(John Barbur)指出：“他們看見(jiàn)的并非新顏色，而是一種更高飽和度的綠色——只有當(dāng)紅綠色覺(jué)正常者僅通過(guò)M細(xì)胞接收信號(hào)時(shí)，方才產(chǎn)生。” 巴布爾認(rèn)為新研究“價(jià)值有限”。

吳義仁與同事稱這套視覺(jué)系統(tǒng)為“Oz”，認(rèn)為它能幫助探索大腦構(gòu)建視覺(jué)感知的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。

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