5月23日(星期五)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
中國科學家突破發現:水稻“耐寒體質”可代代相傳
中國科學家通過一項長達十年的研究發現,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。該研究發表于《細胞》(Cell)期刊,為環境壓力直接誘導可遺傳適應性提供了重要證據。
中國科學院遺傳與發育生物學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。經過三代后,部分植株在低溫脅迫下仍能保持高產?;蚪M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動。進一步分析發現,耐寒水稻的ACT1基因起始端的化學標記(如甲基化修飾)顯著減少。實驗證實,人為減少這些標記可增強植株耐寒性,而恢復標記則使該特性消失,直接證明了表觀遺傳修飾的關鍵作用。
研究團隊還分析了中國131個水稻品種,發現北方寒冷地區的品種普遍具有較少的ACT1基因化學標記,而南方溫暖地區的品種則富含該標記,表明這一表觀遺傳特征可能促進了水稻向高緯度地區的適應性擴散。
專家評價稱,該研究挑戰了傳統進化論觀點,即適應性只能通過DNA突變的自然選擇逐步形成。盡管動物研究中曾發現表觀遺傳現象(如環境毒素影響后代健康),但像水稻耐寒性這樣直接有益于環境適應的案例仍屬罕見。
《科學》網站(www.science.org)
“專家共識”引爭議:青少年手機使用真的有害嗎?
一份關于青少年智能手機使用與心理健康的“專家共識”預印本論文在社交媒體上引發激烈爭論。批評者認為該研究存在嚴重缺陷,且該領域證據不足,難以支撐所謂“共識”。
該研究由美國紐約大學等機構的學者牽頭,旨在回應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強度進行評級,并通過多輪反饋形成最終共識聲明。
研究結果顯示,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”。研究團隊強調,這些共識應被視為研究起點,而非最終結論。
然而,該論文在社交媒體發布后遭到質疑。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,有學者擔憂,部分專家可能回答了超出其專業領域的問題,導致數據可靠性存疑。
更核心的爭議在于論文的表述方式。預印本的標題和摘要被指過于強調結論,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”。有學者批評,這種表述可能誤導公眾和政策制定者,使其高估研究的確定性。
研究團隊承認,在科學傳播上應更加謹慎,并表示可能修訂論文以更清晰地呈現研究的局限性。但批評者仍擔憂,在公眾高度關注、政策影響深遠的領域,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》網站(www.sciencedaily.com)
1、AI天氣預報的瓶頸:無法預測最危險的極端氣候
近年來,人工智能(AI)在短期天氣預報中展現出驚人的準確性,但其預測能力仍受限于歷史數據范圍,難以應對前所未有的極端天氣事件。美國芝加哥大學、紐約大學和加州大學圣克魯茲分校的科學家在《美國國家科學院院刊》(PNAS)發表的研究指出,AI模型無法準確預測超出訓練數據范圍的極端天氣,如兩百年一遇的洪水、史無前例的熱浪或超強颶風。
AI天氣預報模型的工作原理類似于ChatGPT,通過分析歷史天氣數據識別規律,進而預測未來天氣。雖然其效率遠超傳統超算模型,但局限性在于僅依賴約40年的觀測數據。例如,當研究人員刪除訓練數據中所有二級及以上颶風記錄后,AI模型即使面對可能引發五級颶風的大氣條件,仍只能預測出二級颶風。這種低估極端事件的“假陰性”誤差可能帶來嚴重后果,如未能預警超強颶風,導致防災不足。
與傳統氣象模型不同,AI缺乏對物理規律的直接理解,僅依賴統計規律預測。不過,研究發現,若訓練數據中包含其他地區的類似事件(如用太平洋颶風數據預測大西洋颶風),AI仍能部分外推預測。這表明,擴大數據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,研究團隊建議將數學工具和大氣物理原理融入AI模型,例如通過“主動學習”方法,利用AI優化傳統物理模型生成極端事件樣本的能力。此外,單純增加數據量并非最佳方案,關鍵在于智能選擇訓練數據以提高對極端事件的預測性能。
2、蝙蝠為何百毒不侵?科學家破解其免疫密碼
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)相關冠狀病毒,以及馬爾堡病毒和尼帕病毒。與人類感染后出現嚴重癥狀不同,蝙蝠通常不會發病。為探究這一現象,德國赫爾姆霍茲傳染病研究中心(HZI)領導的國際團隊開發了創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,相關成果發表于《自然·免疫學》(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,發現蝙蝠細胞在感染前就表現出更強的基線抗病毒活性。
進一步研究發現,蝙蝠黏膜上皮細胞的先天免疫系統,尤其是干擾素反應,比人類更高效。III型干擾素在抗病毒防御中起關鍵作用,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?;蚓庉媽嶒炞C實,干擾素系統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制,而人類細胞則因反應滯后導致病毒擴散。
這項研究不僅揭示了蝙蝠免疫系統的獨特適應性,也為應對未來病毒威脅提供了新思路。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
1、閉眼也能“開夜視”?中國科學家研發超能隱形眼鏡,紅外黑暗全看透
中國科學家研發出一款突破性隱形眼鏡,能將紅外光轉化為可見光,使佩戴者獲得“超視覺”。該技術由中國科學技術大學團隊開發,相關成果發表于《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,不同紅外波長可轉化為藍、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,團隊還開發了配套眼鏡系統以提升細節捕捉能力。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,并優化鏡片的空間分辨率。
2、植物蛋白vs動物蛋白?科學家:增肌效果無差別!
一項發表在《運動醫學與科學》(Medicine and Science in Sports and Exercise)期刊上的新研究表明,蛋白質來源(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厄巴納-香檳分校的團隊主導,旨在探討長期飲食模式對肌肉蛋白質合成的影響。
過去普遍認為動物蛋白更利于增肌,但該研究發現,無論是純素還是雜食飲食,只要攝入足量優質蛋白質,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勢,而長期均衡飲食才是關鍵。
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和五餐不均衡攝入組。結果顯示,蛋白質分配方式同樣不影響肌肉合成效果。
研究團隊通過穩定同位素標記和肌肉活檢監測蛋白質代謝,最終得出結論:只要飲食中提供足夠的優質蛋白質,無論是植物還是動物來源,增肌效果并無差別。這一發現挑戰了傳統觀念,為素食者提供了科學支持。(劉春)