5月8日(星期四)消息,國(guó)外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下:
《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)
氣候變化將如何影響下一代:極端高溫伴隨一生
《自然》(Nature)雜志最近發(fā)表的一項(xiàng)研究稱,氣候變化對(duì)年輕一代的沖擊遠(yuǎn)超以往。 該研究顯示,2020年出生的兒童中,超過半數(shù)將在一生中面臨前所未有的熱浪侵襲;若全球變暖趨勢(shì)加劇,這一比例將升至92%。相比之下,1960年出生的人群中僅有16%會(huì)經(jīng)歷類似情況。
比利時(shí)布魯塞爾自由大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)通過氣候模型設(shè)定不同地區(qū)的極端天氣閾值,例如在布魯塞爾,經(jīng)歷六次“極端”熱浪(無氣候變化時(shí)平均百年一遇)即被視為“非常態(tài)”。隨后,他們結(jié)合人口數(shù)據(jù)計(jì)算了1960至2020年間全球各世代達(dá)到該閾值的比例,并分析不同升溫情景下的差異。
分析發(fā)現(xiàn),全球1960年出生的8100萬人中,僅16%會(huì)達(dá)到這一閾值;而2020年出生的1.2億兒童中,即使全球升溫控制在1.5℃以內(nèi),仍有約50%會(huì)遭遇極端高溫。若升溫達(dá)3.5℃,當(dāng)今五歲兒童中92%將面臨終生熱浪威脅。此外,氣候影響的分布并不均衡,經(jīng)濟(jì)弱勢(shì)群體面臨的風(fēng)險(xiǎn)更高。
研究呼吁全球社會(huì)正視氣候變化的代際影響,并采取行動(dòng)保護(hù)未來世代,避免因當(dāng)下的不作為而加劇后代的生存危機(jī)。
《科學(xué)》網(wǎng)站(www.science.org)
科學(xué)家證實(shí):真菌孢子可借助平流層實(shí)現(xiàn)全球傳播
瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),某些真菌孢子能夠在環(huán)境惡劣的平流層中存活,并通過氣流實(shí)現(xiàn)跨洲傳播。這些孢子中包括感染植物和人類的病原體,在實(shí)驗(yàn)室條件下仍可培養(yǎng)。這一發(fā)現(xiàn)為研究真菌的全球傳播機(jī)制提供了新線索。
平流層高度超過10公里,具有低溫、低壓和強(qiáng)紫外線輻射的特點(diǎn),通常認(rèn)為不適合生命存活。然而,該研究團(tuán)隊(duì)通過自制采樣設(shè)備證實(shí),真菌孢子能夠在此環(huán)境中生存。該設(shè)備由聚苯乙烯盒、氣壓計(jì)、3D打印開關(guān)和涂有凡士林的旋轉(zhuǎn)火柴棒組成,重量不足2公斤,可搭載氣象氣球升空。氣球在35公里高度爆炸后,采樣器通過降落傘返回地面,研究人員再利用GPS追蹤回收。
研究團(tuán)隊(duì)通過DNA測(cè)序分析了采集的孢子,鑒定出來自235個(gè)屬的真菌,包括感染黑莓、胡蘿卜的植物病原體,以及可能威脅免疫力低下人群的白納加尼希菌(Naganishia albida)。實(shí)驗(yàn)室中,15種真菌孢子成功復(fù)活,其中部分為植物病原體。未能萌發(fā)的孢子可能與缺乏特定宿主有關(guān)。
這項(xiàng)研究最近在歐洲地球科學(xué)聯(lián)盟(EGU)的一次會(huì)議上公布,證實(shí)了平流層孢子傳播的可行性。未來,團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過定期采樣監(jiān)測(cè)真菌多樣性及季節(jié)性變化,并探究野火、火山爆發(fā)等事件如何將孢子送入高空。
《每日科學(xué)》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)
1、破解人類長(zhǎng)壽基因:科學(xué)家探索百歲老人的健康秘訣
意大利南部的奇?zhèn)愅袊?guó)家公園地區(qū)約有300名百歲老人,他們不僅長(zhǎng)壽且健康狀況優(yōu)異。這一現(xiàn)象吸引了科學(xué)家的關(guān)注,并促使“奇?zhèn)愅薪】邓ダ涎芯浚–ilento Initiative on Aging Outcomes,CIAO)”項(xiàng)目于2016年啟動(dòng)。該研究旨在從生物、心理和社會(huì)層面揭示健康衰老與極端長(zhǎng)壽的關(guān)鍵因素。
該研究由多家機(jī)構(gòu)合作開展。研究人員運(yùn)用多種工具探索奇?zhèn)愅械貐^(qū)的長(zhǎng)壽密碼,包括代謝組學(xué)、微生物組分析、認(rèn)知功能障礙評(píng)估,以及與衰老相關(guān)疾病的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物檢測(cè),同時(shí)結(jié)合心理、社會(huì)及生活方式調(diào)查。
當(dāng)前CIAO項(xiàng)目的一項(xiàng)重點(diǎn)課題通過遺傳學(xué)、表觀遺傳學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及環(huán)境因素分析,識(shí)別極端長(zhǎng)壽的關(guān)鍵貢獻(xiàn)者。研究團(tuán)隊(duì)利用百歲老人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)構(gòu)建人類3D類器官模型,模擬年齡相關(guān)與代謝壓力,為再生醫(yī)學(xué)提供新見解。
此外,研究者通過對(duì)比美國(guó)圣地亞哥與意大利奇?zhèn)愅胁煌挲g群體,并采用兩種孤獨(dú)感評(píng)估量表,發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)感與智慧水平在所有群體中均呈顯著負(fù)相關(guān):孤獨(dú)感會(huì)惡化健康狀況、睡眠質(zhì)量與幸福感,而智慧則能改善這些指標(biāo)。
CIAO研究的成果不僅有助于理解人類衰老機(jī)制,也為改善全球老齡化社會(huì)的健康管理提供了科學(xué)依據(jù)。未來,研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步探索極端長(zhǎng)壽的深層機(jī)制,為促進(jìn)健康衰老提供科學(xué)依據(jù)。
2、70年難題告破!聚變能源迎來革命性突破
美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)成功解決了一項(xiàng)困擾聚變能源領(lǐng)域數(shù)十年的關(guān)鍵問題,為清潔能源的發(fā)展邁出重要一步。該研究成果最近發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters)雜志上。
聚變能源的實(shí)現(xiàn)面臨諸多挑戰(zhàn),其中高能粒子泄漏問題尤為突出。在反應(yīng)堆中,α粒子的逃逸會(huì)導(dǎo)致等離子體無法達(dá)到維持聚變反應(yīng)所需的高溫和密度。傳統(tǒng)解決方案依賴復(fù)雜的磁約束系統(tǒng),但磁場(chǎng)中存在的漏洞需要耗費(fèi)大量計(jì)算資源進(jìn)行預(yù)測(cè)和修復(fù)。
研究人員提出了一種革命性的方法。該方法利用對(duì)稱性理論,能夠以比傳統(tǒng)黃金標(biāo)準(zhǔn)方法快10倍的速度設(shè)計(jì)無泄漏磁約束系統(tǒng),同時(shí)保持同等精度。這一突破特別適用于仿星器(Stellarator)這一始于20世紀(jì)50年代的聚變裝置設(shè)計(jì)。
仿星器通過外部線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)約束等離子體,形成“磁瓶”結(jié)構(gòu)。過去,科學(xué)家們要么采用計(jì)算量巨大的牛頓運(yùn)動(dòng)定律精確定位漏洞,要么使用精度不足的微擾理論近似方法。新方法不僅大幅提升了效率,還解決了托卡馬克(Tokamak)裝置中逃逸電子可能損壞反應(yīng)堆壁的類似問題。
該研究標(biāo)志著聚變能源研發(fā)進(jìn)入新階段。盡管仍存在其他技術(shù)挑戰(zhàn),但這一突破為仿星器和托卡馬克的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了全新思路,加速了清潔能源實(shí)現(xiàn)的進(jìn)程。
3、告別試錯(cuò)!大數(shù)據(jù)破解下一代電池核心難題
開發(fā)高性能電解質(zhì)是設(shè)計(jì)下一代電池的關(guān)鍵瓶頸。理想的電解質(zhì)需同時(shí)滿足高離子電導(dǎo)率、氧化穩(wěn)定性和庫(kù)侖效率,但這些性能往往相互制約。美國(guó)芝加哥大學(xué)普利茲克分子工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)利用人工智能(AI)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),建立了一套篩選最優(yōu)電解質(zhì)分子的新框架,該框架需同時(shí)優(yōu)化離子電導(dǎo)率、氧化穩(wěn)定性和庫(kù)侖效率三大核心指標(biāo)。
該團(tuán)隊(duì)從250篇橫跨50年的研究論文中構(gòu)建數(shù)據(jù)集,訓(xùn)練AI模型計(jì)算不同電解質(zhì)分子的綜合評(píng)分(eScore),平衡多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo),從而篩選出潛力候選分子。實(shí)驗(yàn)證明,該系統(tǒng)已成功識(shí)別出與市售最佳電解質(zhì)性能相當(dāng)?shù)幕衔铮@著減少了傳統(tǒng)試錯(cuò)法的資源消耗。專家指出,此類數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法對(duì)推動(dòng)電池材料研發(fā)和實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化至關(guān)重要。
目前,訓(xùn)練數(shù)據(jù)主要依賴人工錄入,因?yàn)檎撐闹械年P(guān)鍵數(shù)據(jù)常以圖表形式存在,而主流AI模型僅能處理文本信息。盡管現(xiàn)有數(shù)據(jù)集已涵蓋數(shù)千種電解質(zhì),但團(tuán)隊(duì)更關(guān)注發(fā)現(xiàn)全新分子。測(cè)試顯示,AI對(duì)結(jié)構(gòu)相似的分子預(yù)測(cè)準(zhǔn)確,但對(duì)陌生材料的識(shí)別仍有局限,這成為下一代電池研發(fā)的關(guān)鍵突破點(diǎn)。
該研究不僅推動(dòng)了電池技術(shù)的發(fā)展,也為AI在材料科學(xué)、醫(yī)療和水處理等領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新思路。
《賽特科技日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)
微塑料入侵動(dòng)脈:或成中風(fēng)新元兇
最新研究發(fā)現(xiàn),頸部動(dòng)脈存在斑塊的人群,其血管中微小塑料顆粒的濃度顯著高于健康人群。這一現(xiàn)象在中風(fēng)、短暫性腦缺血發(fā)作(小中風(fēng))或血管阻塞導(dǎo)致暫時(shí)性視力喪失的患者中更為明顯。該研究成果在最近召開的2025年美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)“血管探索”科學(xué)會(huì)議上公布。
微塑料和納米塑料是環(huán)境中廣泛存在的微小塑料碎片,主要來源于工業(yè)生產(chǎn)和塑料垃圾的分解。微塑料通常小于5毫米,部分肉眼可見;而納米塑料更小(直徑不足1000納米),需顯微鏡觀測(cè)。由于尺寸極小,納米塑料更容易滲透生物組織,并在食物鏈中積累。研究指出,人類攝入微塑料的主要途徑是食物和飲水,而非直接接觸塑料制品。
2024年,意大利的一項(xiàng)研究首次在無癥狀患者的頸動(dòng)脈斑塊中檢測(cè)到微塑料,并發(fā)現(xiàn)其與后續(xù)心血管事件風(fēng)險(xiǎn)上升相關(guān)。最新研究以意大利先前研究為基礎(chǔ),比較了三組人群頸動(dòng)脈中的微納塑料水平:動(dòng)脈健康者、存在斑塊但無癥狀者、以及因斑塊出現(xiàn)癥狀者。結(jié)果顯示,無癥狀患者的斑塊塑料濃度是健康人群的16倍,而有癥狀患者則高達(dá)51倍。此外,研究發(fā)現(xiàn)微塑料可能影響斑塊穩(wěn)定性和免疫細(xì)胞功能,但未發(fā)現(xiàn)其與急性炎癥的直接關(guān)聯(lián)。
該研究存在一定局限,例如無法證明微塑料直接導(dǎo)致疾病,且測(cè)量技術(shù)可能受生物樣本中脂質(zhì)的干擾。盡管如此,專家指出,微塑料暴露可能成為新的可調(diào)控中風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)因素,但其具體機(jī)制仍需長(zhǎng)期研究。(劉春)