盤點2022年6月的12項最酷的科學發現
我們周圍的世界在不斷變化,即使它保持不變,我們對它的理解也會隨著我們發現的新信息而改變。然後,就在你把一些新的事實納入你的世界觀時,又有別的東西出現,再次挑戰它。科學家們每天都在做出發現,重新分析舊數據,並推動現實的邊界,從最小的生物體到空間中最大的天體。有時,發現來得又快又急,其他時候,它們是幾年或幾十年的仔細研究的結果,直到最近才達到頂峰。
將上個月的所有最新科學成果總結在一個列表中是一項不可能完成的任務,這說明全世界的科學家們正在做的所有令人難以置信的工作都很精彩。SlashGear簡單盤點了6月的12個最酷的科學發現。
為什麼天王星和海王星的顏色不同?
當談到氣態巨行星時,人們首先可能會想到木星和土星。這在一定程度上是有道理的;木星是太陽系中體積最大的行星,有漂亮複雜的風暴系統,而土星有一個令人頭疼的華麗的土星環系統。
儘管人們偏愛這兩顆最近的氣態巨行星,但天王星和海王星–這兩顆行星中最小和最遙遠的–在太陽系的遠處也有一些相當有趣的事情發生。兩顆行星都有類似的大氣層,主要由氫氣和氦氣組成,其次是甲烷。雖然天王星和海王星的大氣層分別只有2.3%和1.5%的甲烷,但正是這些甲烷使它們呈現出標誌性的藍色。
科學家們最近發現,為什麼這兩顆行星如此相似,卻呈現不同的藍色,這一切都歸結於大氣層中間的霧霾顆粒。大氣層中的甲烷凝結成雪或冰晶,從而折射出光線。每個星球上精確的藍色陰影與大氣活動的數量有關。因為天王星的大氣活動較少,它的甲烷層更容易建立起來,而海王星則更清晰一些。如果情況不同,它們可能看起來完全一樣。
年輕的木星吞噬了其他行星
木星確實是巨大的,其質量大約是地球的318倍。作為比較,土星–其直徑大致相同–的質量只有地球的95倍左右。這也是木星如此受到業餘和專業天文學家喜愛的原因。在許多方面,它是太陽系的一個縮影,有幾十顆衛星,其引力足以保護地球免受撞擊。
儘管是太陽系的行星保護者,但木星的早期歷史可能更“暴力”一些。新的研究表明,木星變得如此之大,部分原因是在其形成過程中吞噬了較小的行星。
這項研究發表在《天文學與天體物理學》雜誌上,它不僅可以告訴我們木星是如何形成的,還可以告訴我們遙遠的恆星系統中的其他氣態巨行星是如何形成的。它還可以幫助揭示木星在其厚重的氣態大氣之下的內部結構。
北極熊正在適應氣候變化
通過將二氧化碳和其他溫室氣體引入大氣層的人為氣候變化正在進行,全球氣溫上升,兩極的冰層融化。溫度上升將影響全球各地的物種,但像生活在北極的北極熊這樣的動物可能會受到不成比例的影響,因為它們行走的地面實際上已經融化了。
北極熊依靠冰層生活和狩獵。隨著這些冰雪地形的融化,這意味著北極熊賴以生存的資源越來越少。至少對北極熊來說,世界確實在不斷縮小。根據《瀕危物種法案》,它們已經被列為瀕危物種,估計全球數量在22000到31000之間,分為幾個亞種群。
其中一個亞種群正在打破常規,找到在一個變暖的世界中更成功地生存的方法。發表在《科學》雜誌上的一項研究描述了一個生活在格陵蘭島斷裂海冰上的小種群。
該地區的冰層狀況模仿了未來幾十年北極地區由於氣候變化而預計出現的情況。這個熊的亞種群正在努力,這表明北極熊的適應能力可能比我們以前想像的要強。
在機器人骨架上培育人體肌腱
今天,大多數移植的器官或組織都來自活著的或已故的捐贈者,有時甚至來自病人身體的其他地方。然而,在未來,我們可能會從頭開始培育所有的移植組織。
多年來,科學家們一直試圖在實驗室生物反應器中培育可能適合移植到人類患者身上的肌腱。雖然他們已經能夠成功地培育出組織,但他們還沒有在人體中看到的那種堅固性。科學家們認為,這是因為自然生長的組織經歷了持續的壓力。它們被壓縮、拉伸和扭曲,因為一個人在周圍移動他們的身體,所有這些都改善了組織的靈活性和功能。
在《通信工程》雜誌上發表的一項研究中,科學家們開發了一個模仿人體運動的平台,希望能製作出更成功的組織。一個生物反應器被建立在一個以人類肩膀為模型的機器人骨架上,其位置複製了岡上肌腱的位置。然後,在14天的生長過程中,肩膀四處移動,模擬肩膀的自然運動。
在反應器中14天后,對細胞轉錄組的分析顯示,基因表達的變化與靈活性和功能的增加有關。科學家們離培育完整的可移植肌腱還有一段距離,但在人造身體上構建這些肌腱可以讓他們更快達到目的。
增強免疫系統以消滅癌症
你可能遇到的大多數疾病通常會自行消退,否則在使用一周左右的抗生素後會消失。然而,癌症通常需要我們拿出“武器”。化療、放射治療和切除身體的一部分都是治療癌症腫瘤的典型方法。
紀念斯隆-凱特琳癌症中心的科學家們在《新英格蘭醫學雜誌》上發表了一項關於一種叫做MMRd的特定類型直腸癌的研究。這些癌症通過“欺騙”免疫系統,使其在失去控制的情況下忽略它們而獲得成功。通常情況下,細胞中的突變會引發免疫反應,它們會被消滅,但是MMRd癌症會發出一種信號,使它們免受身體免疫系統的影響。
科學家們想知道是否有一種方法可以擺脫癌症的偽裝,利用身體自身的免疫反應來進行反擊。他們收集了14名患有MMRd直腸癌的患者,並給他們服用一種被稱為Jemperli的免疫檢查點抑製劑。雖然該研究的樣本量很小,但結果卻令人難以置信。
僅僅經過幾次治療,大多數患者都報告說感覺好了,在研究結束時,他們中的每一個人都得到了緩解,沒有癌症的跡象。此外,他們都不需要放療、化療或手術。科學家們現在正在研究是否可以將相同或類似的治療方法用於其他癌症。
加糖的咖啡能延長你的壽命
你早上喝的那杯咖啡可能感覺它在為你的生命注入活力,而最近的一項研究證實它實際上可能是。這項工作發表在《內科醫學年鑑》上,研究了17萬名平均年齡為55歲的研究參與者。他們在2009年至2018年的9年間被追踪,並自我報告了他們的咖啡攝入情況。
研究人員隨後將咖啡攝入的比率和類型與該組中發生的死亡人數進行了比較。研究期間記錄了約3200例死亡–其中約四分之三是由癌症或心血管疾病引起的,研究人員發現,這些死亡對不喝咖啡的人產生了不成比例的影響。
與那些不喝咖啡的人相比,任何數量的咖啡攝入都與死亡的可能性減少約16%至21%有關。也許令人驚訝的是,在你的飲料中加入一點糖會使你的飲料更甜。
喝1.5到3.5杯咖啡的參與者,加入大約一茶匙的糖,在研究期間死亡的可能性減少29%到31%。目前,還沒有關於人工甜味劑的影響的消息。研究人員的結論是,適度飲用咖啡,尤其是輕度加糖,與較低的死亡風險有關。
頻繁的噩夢可能可以預測疾病
如果你曾經認為你的夢告訴你什麼,你可能是對的。發表在《eClinicalMedicine》雜誌上的一項新研究顯示,頻繁的噩夢可能是帕金森病的一個指標。
以前的研究表明,帕金森病患者比背景人群更頻繁地做噩夢,特別是在診斷後不久的那段時間。你可以理解為這些噩夢與疾病診斷的緊張經歷有關,但科學家們想知道是否可能是相反的情況。與其說帕金森病預示著惡夢,不如說惡夢能預示著帕金森病呢?
他們研究了3818名至少67歲的男性,並對他們進行了為期12年的跟踪。在開始時,他們每個人都做了一份調查,詢問他們做噩夢的頻率等。在研究期間,91名參與者被診斷出患有帕金森病,對調查數據的分析顯示,報告噩夢率高於正常水平的人在接下來的五年裡患帕金森病的可能性明顯增加。
要清楚的是,這裡沒有什麼超自然的事情發生。科學家認為,前額葉的變化是帕金森病的典型特徵,可能導致噩夢的增加,這些心理症狀只是比我們最好的診斷測試更早出現。
金星上可能沒有生命跡象
此前研究人員已經對金星上的微生物生命的前景感到興奮。這是完全可以理解的。在另一個世界上發現生命,甚至是簡單的生命,將從根本上改變我們對宇宙的看法。然而,到目前為止,每一個生命的暗示都被證明是一個宇宙的誤解。
最近發表在《自然通訊》雜誌上的一項研究系統地考察了金星上生物代謝的三種化學途徑,發現沒有一種途徑與我們在金星上實際看到的情況一致。
其觀點是,金星上的任何生命都必然會對大氣化學產生影響。因此,如果它存在,我們應該能夠找到跡象。正是這種思維模式,在2020年金星大氣中發現磷化氫時,讓科學界如此興奮。
在地球上,磷化氫是由厭氧微生物–在無氧環境中生存的生物體–創造的,但很快就被確定有非生物來源。然而,磷化氫只是我們姐妹星球上微生物外星生命的許多潛在信號之一。該論文調查的三個過程中的每一個都沒能經受住審查。雖然特定的化學物質可能與地球上的生命有關,但科學家們並沒有找到促進這些反應所需的相關化學物質。
為機器人穿戴人類皮膚
科學家們已經開發出一種在機器人身體上生長人類皮膚的方法。這個過程發表在《物質》雜誌上,還不能覆蓋整個擬人化的機器人,但他們確實成功地塗抹了一個機器人的手指。
這項研究的目的有三點。科學家們希望用人類的皮膚覆蓋機器人將使它們更容易融入人類社會,與終結者不一樣,但目的更利他。希望如此。人類的皮膚還可以增加像觸摸這樣的感官能力,這在合成材料中是可能的,但更困難。最後,生物材料更加環保,不會導致環境中出現過多的塑料。
在機器人手指上製作皮膚需要將其浸泡在膠原蛋白和皮膚細胞的漿液中。最初的一層被製作出來,幾週後再製作第二層。這種策略的主要好處是,它允許覆蓋在彎曲或不平坦的表面上,而不是單獨生長皮膚並在事後將其固定。
目前,皮膚必須相當穩定地保持在細胞介質中,以獲得營養,但未來的版本可以有內置的循環系統來輸送氧氣和營養。
超級蠕蟲可以依靠塑料生存
Zophoba Morio 超級蠕蟲是一種暗色甲蟲的幼蟲,它有一個貪得無厭的胃口,從腐爛的植物物質到動物屍體都吃。它們吞下食物以獲得足夠的營養來進行蛻變。科學家們想知道,這些天生不挑食的蠕蟲是否也願意並能夠吃下塑料。
在發表在《微生物基因組學》雜誌上的實驗中,科學家們將幼蟲放入一個充滿發泡聚苯乙烯(的環境中,讓它們做自己的事情。他們發現,這些蠕蟲非常樂意吃塑料,但真正的問題是它們是否能在塑料上生存。
雖然這不是最有營養的食物,但超級蠕蟲被觀察到部分消化了塑料並增加了重量,這表明它們能夠從材料中獲得一些營養。這個秘密似乎是由蠕蟲腸道中的細菌創造的酶。這些酶很可能是為了分解天然聚合物而進化的,並且通過一點進化的偶然性,也很擅長分解合成的聚合物。
科學家們希望持續的研究將使他們能夠分離出這些酶,甚至可能使它們更有效地工作,以創建更強大的塑料回收系統。
受飛蛾翅膀啟發科學家製造更好的吸音器
世界正變得越來越嘈雜,而所有這些噪音都構成了健康風險,特別是對城市環境中的人們。根據美國環保署的說法,噪音污染可導致聽力損失、壓力、高血壓和睡眠中斷,以及其他一系列疾病。
考慮到這一點,科學家們正在尋找更好的吸音材料,以幫助我們與一個日益喧囂的世界隔絕。發表在《英國皇家學會會刊》上的一項新研究不是從工程上,而是從大自然–特別是飛蛾–中尋找靈感。
飛蛾的世界不一定是一個特別嘈雜的世界,但有一些聲音它們寧願不聽,當它們聽到時,它們想盡可能地吸收。蝙蝠是飛蛾的主要捕食者之一,它使用迴聲定位來探測獵物身上的聲波,並縮小其位置。找到有效的方法來防止該信號傳回給蝙蝠,這簡直是一個生死攸關的問題。
為了測試飛蛾翅膀的吸音特性,科學家們在金屬盤上塗上飛蛾翅膀的碎片,並將聲音反彈到它們身上。他們發現,翅膀通過振動其表面的小鱗片吸收了高達87%的聲波。它們的吸音能力大約比人類所能設計的任何東西都要好十倍,並可能激發吸音牆紙的創造。
有史以來發現的最大的細菌
科學家們在研究瓜德羅普島的紅樹林時,發現了從水下的殘骸中伸出來的白色小絲。起初,他們認為他們可能發現了一種新型的蠕蟲或真菌,但根據發表在《科學》雜誌上的一項研究,進一步的檢查發現了有史以來發現的最大的細菌。
這種新的細菌被稱為Candidatus Thiomargarita Magnifica,比下一個最大的已知物種大約大50倍,大到可以用肉眼輕鬆看到。以前人們認為,由於能量獲取的上限,一個細菌不應該變得這麼大。通常情況下,微生物通過細胞膜運輸能量,並必須將這些能量傳遞給整個細胞。當微生物變大時,其體積與表面積的比例增加,它們無法迅速獲得能量。
Ca. T. Magnifica通過不僅在細胞膜上,而且在整個細胞質中創造能量來克服這一障礙。這就是使它們能夠打破尺寸記錄的原因。它們從其獨特的環境中獲得這種能量。在紅樹林中,葉子的殘渣落入水中,慢慢分解成黑色的淤泥並釋放出硫磺。這種環境對許多生物,包括人類,都是有毒的,但Ca. T. Magnifica正在茁壯成長。