5月23日(星期五)消息,國外知名科學(xué)網(wǎng)站的主要內(nèi)容如下:
《自然》網(wǎng)站(www.nature.com)
中國科學(xué)家突破發(fā)現(xiàn):水稻“耐寒體質(zhì)”可代代相傳
中國科學(xué)家通過一項長達十年的研究發(fā)現(xiàn),水稻可以在不改變基因組的情況下,通過表觀遺傳機制將耐寒性傳遞給后代。該研究發(fā)表于《細胞》(Cell)期刊,為環(huán)境壓力直接誘導(dǎo)可遺傳適應(yīng)性提供了重要證據(jù)。
中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所的研究人員選用了一種低溫敏感的亞洲水稻品種Oryza sativa L,在其生殖生長期進行零下15℃的低溫處理,并篩選耐寒后代。經(jīng)過三代后,部分植株在低溫脅迫下仍能保持高產(chǎn)。基因組測序排除了DNA突變的影響,表明耐寒性并非由基因序列變化驅(qū)動。進一步分析發(fā)現(xiàn),耐寒水稻的ACT1基因起始端的化學(xué)標(biāo)記(如甲基化修飾)顯著減少。實驗證實,人為減少這些標(biāo)記可增強植株耐寒性,而恢復(fù)標(biāo)記則使該特性消失,直接證明了表觀遺傳修飾的關(guān)鍵作用。
研究團隊還分析了中國131個水稻品種,發(fā)現(xiàn)北方寒冷地區(qū)的品種普遍具有較少的ACT1基因化學(xué)標(biāo)記,而南方溫暖地區(qū)的品種則富含該標(biāo)記,表明這一表觀遺傳特征可能促進了水稻向高緯度地區(qū)的適應(yīng)性擴散。
專家評價稱,該研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)進化論觀點,即適應(yīng)性只能通過DNA突變的自然選擇逐步形成。盡管動物研究中曾發(fā)現(xiàn)表觀遺傳現(xiàn)象(如環(huán)境毒素影響后代健康),但像水稻耐寒性這樣直接有益于環(huán)境適應(yīng)的案例仍屬罕見。
《科學(xué)》網(wǎng)站(www.science.org)
“專家共識”引爭議:青少年手機使用真的有害嗎?
一份關(guān)于青少年智能手機使用與心理健康的“專家共識”預(yù)印本論文在社交媒體上引發(fā)激烈爭論。批評者認為該研究存在嚴重缺陷,且該領(lǐng)域證據(jù)不足,難以支撐所謂“共識”。
該研究由美國紐約大學(xué)等機構(gòu)的學(xué)者牽頭,旨在回應(yīng)公眾對社交媒體影響的激烈辯論。研究團隊基于一本探討青少年心理健康的著作,提煉出26項主張,包括“重度使用智能手機會導(dǎo)致注意力碎片化”及“社交媒體加劇青春期女孩的完美主義傾向”等。隨后,超過100位受邀專家對這些主張的可信度及證據(jù)強度進行評級,并通過多輪反饋形成最終共識聲明。
研究結(jié)果顯示,超過92%的專家認可這些聲明,例如95%的專家認為“有證據(jù)表明屏幕使用時間增加,而面對面社交減少”,97%的專家認為“注意力碎片化對心理健康的影響尚缺乏充分證據(jù)”。研究團隊強調(diào),這些共識應(yīng)被視為研究起點,而非最終結(jié)論。
然而,該論文在社交媒體發(fā)布后遭到質(zhì)疑。批評者指出,專家篩選過程可能存在偏差,部分持反對意見的研究者中途退出。此外,有學(xué)者擔(dān)憂,部分專家可能回答了超出其專業(yè)領(lǐng)域的問題,導(dǎo)致數(shù)據(jù)可靠性存疑。
更核心的爭議在于論文的表述方式。預(yù)印本的標(biāo)題和摘要被指過于強調(diào)結(jié)論,而忽略了共識聲明中的諸多限制條件。例如,摘要稱專家普遍認為“重度使用智能手機會導(dǎo)致睡眠問題”,但實際共識聲明僅表示“具體影響尚不明確”。有學(xué)者批評,這種表述可能誤導(dǎo)公眾和政策制定者,使其高估研究的確定性。
研究團隊承認,在科學(xué)傳播上應(yīng)更加謹慎,并表示可能修訂論文以更清晰地呈現(xiàn)研究的局限性。但批評者仍擔(dān)憂,在公眾高度關(guān)注、政策影響深遠的領(lǐng)域,此類研究若被誤讀,可能加劇社會分歧而非促進理性討論。
《每日科學(xué)》網(wǎng)站(www.sciencedaily.com)
1、AI天氣預(yù)報的瓶頸:無法預(yù)測最危險的極端氣候
近年來,人工智能(AI)在短期天氣預(yù)報中展現(xiàn)出驚人的準(zhǔn)確性,但其預(yù)測能力仍受限于歷史數(shù)據(jù)范圍,難以應(yīng)對前所未有的極端天氣事件。美國芝加哥大學(xué)、紐約大學(xué)和加州大學(xué)圣克魯茲分校的科學(xué)家在《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)發(fā)表的研究指出,AI模型無法準(zhǔn)確預(yù)測超出訓(xùn)練數(shù)據(jù)范圍的極端天氣,如兩百年一遇的洪水、史無前例的熱浪或超強颶風(fēng)。
AI天氣預(yù)報模型的工作原理類似于ChatGPT,通過分析歷史天氣數(shù)據(jù)識別規(guī)律,進而預(yù)測未來天氣。雖然其效率遠超傳統(tǒng)超算模型,但局限性在于僅依賴約40年的觀測數(shù)據(jù)。例如,當(dāng)研究人員刪除訓(xùn)練數(shù)據(jù)中所有二級及以上颶風(fēng)記錄后,AI模型即使面對可能引發(fā)五級颶風(fēng)的大氣條件,仍只能預(yù)測出二級颶風(fēng)。這種低估極端事件的“假陰性”誤差可能帶來嚴重后果,如未能預(yù)警超強颶風(fēng),導(dǎo)致防災(zāi)不足。
與傳統(tǒng)氣象模型不同,AI缺乏對物理規(guī)律的直接理解,僅依賴統(tǒng)計規(guī)律預(yù)測。不過,研究發(fā)現(xiàn),若訓(xùn)練數(shù)據(jù)中包含其他地區(qū)的類似事件(如用太平洋颶風(fēng)數(shù)據(jù)預(yù)測大西洋颶風(fēng)),AI仍能部分外推預(yù)測。這表明,擴大數(shù)據(jù)多樣性可提升模型對罕見事件的捕捉能力。
為突破這一局限,研究團隊建議將數(shù)學(xué)工具和大氣物理原理融入AI模型,例如通過“主動學(xué)習(xí)”方法,利用AI優(yōu)化傳統(tǒng)物理模型生成極端事件樣本的能力。此外,單純增加數(shù)據(jù)量并非最佳方案,關(guān)鍵在于智能選擇訓(xùn)練數(shù)據(jù)以提高對極端事件的預(yù)測性能。
2、蝙蝠為何百毒不侵?科學(xué)家破解其免疫密碼
蝙蝠是多種高致病性病毒的天然宿主,包括中東呼吸綜合征(MERS)和嚴重急性呼吸綜合征(SARS)相關(guān)冠狀病毒,以及馬爾堡病毒和尼帕病毒。與人類感染后出現(xiàn)嚴重癥狀不同,蝙蝠通常不會發(fā)病。為探究這一現(xiàn)象,德國赫爾姆霍茲傳染病研究中心(HZI)領(lǐng)導(dǎo)的國際團隊開發(fā)了創(chuàng)新的類器官研究平臺,揭示了蝙蝠黏膜組織的抗病毒防御機制,相關(guān)成果發(fā)表于《自然·免疫學(xué)》(Nature Immunology)。
研究團隊以埃及果蝠(馬爾堡病毒的天然宿主)為對象,從其呼吸道和腸道組織中培育出類器官,模擬病毒入侵黏膜的過程。由于蝙蝠難以直接研究,類器官模型成為理想工具。在生物安全四級(BSL-4)實驗室中,研究人員對比了蝙蝠和人類氣道類器官對馬爾堡病毒的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)蝙蝠細胞在感染前就表現(xiàn)出更強的基線抗病毒活性。
進一步研究發(fā)現(xiàn),蝙蝠黏膜上皮細胞的先天免疫系統(tǒng),尤其是干擾素反應(yīng),比人類更高效。III型干擾素在抗病毒防御中起關(guān)鍵作用,感染后蝙蝠類器官能快速大量生成這類干擾素,并通過自擴增機制維持長效保護。基因編輯實驗證實,干擾素系統(tǒng)的缺失會削弱抗病毒能力。這種機制使蝙蝠能在感染初期控制病毒復(fù)制,而人類細胞則因反應(yīng)滯后導(dǎo)致病毒擴散。
這項研究不僅揭示了蝙蝠免疫系統(tǒng)的獨特適應(yīng)性,也為應(yīng)對未來病毒威脅提供了新思路。
《賽特科技日報》網(wǎng)站(https://scitechdaily.com)
1、閉眼也能“開夜視”?中國科學(xué)家研發(fā)超能隱形眼鏡,紅外黑暗全看透
中國科學(xué)家研發(fā)出一款突破性隱形眼鏡,能將紅外光轉(zhuǎn)化為可見光,使佩戴者獲得“超視覺”。該技術(shù)由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)團隊開發(fā),相關(guān)成果發(fā)表于《細胞》(Cell)期刊。
與笨重的夜視鏡不同,這款隱形眼鏡無需電源,可同時捕捉多種紅外波長,且材質(zhì)透明,允許佩戴者同步觀察正常光線與紅外光。有趣的是,閉眼時紅外視覺更清晰,因為紅外光穿透眼瞼的能力優(yōu)于可見光。
鏡片的核心是特殊納米顆粒,可吸收800-1600納米的近紅外光,并轉(zhuǎn)化為400-700納米的可見光。團隊將納米顆粒嵌入軟性隱形眼鏡材料中,確保安全性和舒適性。
在動物實驗中,佩戴鏡片的小鼠能主動避開紅外光,其瞳孔收縮和腦部活動均證實了紅外視覺的存在。人類測試者則能識別紅外閃爍信號并判斷光源方向,閉眼時效果更佳。此外,通過色彩編碼技術(shù),不同紅外波長可轉(zhuǎn)化為藍、綠、紅光,未來或能幫助色盲人群擴展色彩感知。
目前,鏡片僅能探測LED光源的紅外輻射,分辨率有限。為此,團隊還開發(fā)了配套眼鏡系統(tǒng)以提升細節(jié)捕捉能力。下一步,研究人員計劃提高納米顆粒靈敏度,使其能檢測更微弱的紅外光,并優(yōu)化鏡片的空間分辨率。
2、植物蛋白vs動物蛋白?科學(xué)家:增肌效果無差別!
一項發(fā)表在《運動醫(yī)學(xué)與科學(xué)》(Medicine and Science in Sports and Exercise)期刊上的新研究表明,蛋白質(zhì)來源(植物基或動物基)和攝入分配方式對肌肉增長的影響微乎其微。研究由美國伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的團隊主導(dǎo),旨在探討長期飲食模式對肌肉蛋白質(zhì)合成的影響。
過去普遍認為動物蛋白更利于增肌,但該研究發(fā)現(xiàn),無論是純素還是雜食飲食,只要攝入足量優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),肌肉合成速率并無顯著差異。研究團隊指出,早期單次餐后測量可能高估了動物蛋白的優(yōu)勢,而長期均衡飲食才是關(guān)鍵。
實驗中,40名健康成年人被隨機分配至純素或雜食組,所有餐食由研究團隊提供。雜食組70%的蛋白質(zhì)來自肉類和乳制品,而純素組通過搭配確保氨基酸均衡。兩組進一步分為三餐均勻攝入蛋白質(zhì)和五餐不均衡攝入組。結(jié)果顯示,蛋白質(zhì)分配方式同樣不影響肌肉合成效果。
研究團隊通過穩(wěn)定同位素標(biāo)記和肌肉活檢監(jiān)測蛋白質(zhì)代謝,最終得出結(jié)論:只要飲食中提供足夠的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì),無論是植物還是動物來源,增肌效果并無差別。這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)觀念,為素食者提供了科學(xué)支持。(劉春)