糖水可以驱蚊吗?

2019-06-14 16:00:35 作者:管理一号  阅读:137 次  点赞:0 次  鄙视:0 次  收藏:0 次  由 www.agg.me 收集整理

驱蚊的办法千千万,有一种办法看上去如同特别不靠谱:在屋子里放一杯糖水。

(图片来历:veer图库)

根据传说中的办法,你得先准备一杯甜甜的糖水,可以装在一个饮料瓶里,也可以是一个酒瓶里,然后翻开盖子放在角落里,糖水宣告的甜味就会吸引蚊子。被吸引的蚊子会飞到瓶子里被糖水黏住,这样它们就不会来找你麻烦了。

听起来是不是像很不靠谱的歪门偏方?因为之前有科学家研讨标明:蚊子是通过嗅觉感知二氧化碳、乳酸酸、羧酸、醛和辛烯醇这些物质来寻找吸血方针的,而甜味并不归于它们感知的内容。

但最近科学家的一项研讨证明了这个偏方是有些用的。这项研讨效果宣告在5月9号的PLOS Biology期刊上。

研讨人员选择了白纹伊蚊(Aedes albopictus)作为研讨方针,这是一种来自于东南亚的蚊子,对环境的适应力极强,所以早就不限于东南亚区域了,在我国也有。

加上它和其他蚊子比较具有更强的侵犯性,能传达令人讨厌的疾病(比如登革热、黄热病和寨卡病毒),所以被世界自然保护联盟物种存续委员会的侵犯物种专家小组(ISSG)列为世界百大外来侵犯种。

白纹伊蚊(Aedes albopictus) (图片来历:Wikipedia)

或许你知道只需雌蚊会因为要怀宝宝而去吸血,但其实它们也会去啃咬花朵的蜂蜜或许树液来获取糖分。

研讨人员正是因为看到了这一点,觉得可以运用蚊子喜欢糖这一特性来减少它们吸血的激动。所以研讨人员当即打开实验,他们准备了一些掩盖有网的透明塑料杯,把蚊子分别关进这些杯子里,杯子里都挂着一个棉球,有的杯子里的棉球是浸了糖水的(浓度分别为5%、20%、50%),有的则是普普通通的水,这样便当作对比。

(图片来历:文献1)

这些蚊子都是饥饿的,然后研讨人员在早上和下午两个时段做实验,把手放在塑料杯的网上持续1分钟,试着吸引蚊子过来咬他,但又坚持一段距离,不让蚊子真的吸到血,就像下图这样不断“调戏”和“迷惑”蚊子……

(图片来历:veer图库)

研讨人员效果发现:在只需纯水的杯子里,雌蚊更具有侵犯性,侵犯频率更高;而在有糖水的杯子里,蚊子的侵犯性则被削弱了许多,而且糖水浓度越高,供应的能量越多,削弱的侵犯性则越明显,也就是说糖水有debuff的功用,会下降蚊子对吸人血液的“激动”。

糖水削弱了蚊子的侵犯性,而且越浓的糖水越明显 (图片来历:文献1)

那现在又有另一个问题了,哪一种糖水能更有用驱蚊呢?到底是蔗糖、葡萄糖又或许是果糖呢?

为了找出问题的答案,研讨人员又分别用20%的蔗糖、葡萄糖和果糖来做上述相同的实验。

深赤色果糖、浅赤色蔗糖、黄色葡萄糖 (图片来历:文献1)

效果发现:在下降侵犯性上底子没啥太大不同,假设非要比一比,或许果糖效果好一点。至于为什么没啥不同,估计是这几种糖供应的热量都差不多的原因吧。

三种不同的糖对蚊子啃咬的影响 (图片来历:文献1)

为什么蚊子喜欢吃糖?

因为不管是糖仍是血,都能为雌性蚊子的繁殖供应能量。假设没有糖,那蚊子就只能吸血了,而糖只是一个蚊子进食的选项之一。而且正常情况下,吃糖的风险几乎为0,而吸血则有或许被人类一掌拍死,假设你是一只蚊子,你会选哪个?所以蚊子吃糖是一种生计战略的选择。

蚊子的基因抉择这一切

研讨人员后来还对这些蚊子的RNA(核糖核酸,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体)进行了测序。他们发现,一些基因表达的改动与啃咬人类血液的喜好下降有关。其间一个基因是卵黄素基因,称为Vg-2,它在雌性蚊子的卵巢发育中发挥效果,当它们吃糖时,这种基因表达得更多。也就是说Vg-2表达量越高,蚊子吸血的激动就越少。

研讨人员随后又进行了另一项实验:他们烦扰了蚊子的RNA,并下降了Vg-2的表达。效果发现:尽管雌性蚊子只吃糖,但它们仍是会对人类的血液感到饥饿。证明了Vg-2和蚊子吸血有着密不可分的联络。将来或许可以运用这一点,用转基因技能来克制蚊子的吸血,让它们“改邪归正“,这样蚊子就能只吃糖不吸血。

夏天到了,咱们可以在家里试试这个科学的“偏方”啦!不过要记住常常换糖水噢,之前科学家用糖来诱导以克制蚊子啃咬的效果持续不到一周,因为糖水的浓度下降了就不管用了。假设按照科学家的做法来弄的话,选蔗糖作为材料就ok了,浓度越高的糖水效果越好。其他,用糖水来驱蚊的办法,如同也只对年青的雌蚊有用,换言之,糖水对那些蚊子“阿姨”是不管用的。

参考文献:

Dittmer, J。, Alafndi, A。, & Gabrieli, P。 (2019)。 Fat body–specific vitellogenin expression regulates host-seeking behaviour in the mosquito Aedes albopictus。 PLOS Biology, 17(5), e3000238。 doi:10.1371/journal.pbio.3000238

即使人们以某种速度变老是不行避免的,但当我们变老时所发生的作业却并非完全相同,或许精彩,或许普通。即使人们以某种速度变老是不行避免的,但当我们变老时所发生的作业却并非完全相同,或许精彩,或许普通。

北京时间6月13日消息,据国外媒体报道,跟着人们寿数的不断延伸,避免变老带来的虚弱比任何时候都更具急迫感。

就像海明威笔下描绘的破产相同,变老以两种办法发生:一种是缓慢的,另一种是遽然的。缓慢去世是人们所了解的——几十年以前了,当人们进入中年时期仅会出现纤细的变老改动,常常遗忘朋友的姓名,腰酸背痛,满头白发,眼角出现皱纹;快速去世办法将表现出身体常常摇晃,眼睛紧闭,听力下降,手初步不断地颤抖,简略出现下肢骨折。

假设要想知道缓慢去世进程变快是什么效果,你可以前往麻省理工学院剑桥分校的变老实验室,穿戴“遽然变老服(agnes)”。Agnes创始人兼总监约瑟夫·考夫林(Joseph Coughlin)称,该装备包括:一副黄色眼镜,它可以显示出检验者跟着年岁添加,目镜颜色会逐骤变黄;一副拳击手的颈套,仿照颈椎活动性下降;此外在肘部、手腕和膝盖周围绑上橡皮筋,穿上带有泡沫垫的靴子失掉触觉反响;还有一双特别手套,在增大手指运动阻遏的一起减少触觉敏锐度。

检验者可以穿上“遽然变老服”,之后站起来,它看上去有点儿像俄罗斯宇航员穿的宇航服,一初步你只会感受到一些额外重量,之后身体触觉会变得不灵敏,四肢结束承重压力更大。很快你会动火,“遽然变老服”会让你身体活动不方便,减缓运动速度。你会意识到每一个小任务都变得十分困难。

考夫林对检验者宣告操作指令,他说:“将手伸向顶层架子,拿起那个杯子。”一起,要求检验者比以往更加注意力会合,你需求伸手到高处拿杯子,当你会合精力重复地检验时,你会变得心境烦躁,会像地铁上看到的那些晚年乘客,嘴唇下垂、不高兴,而且时间保持警惕。

当检验者穿戴“遽然变老服”大约半小时后,这种烦恼变成了愤怒:“该死,这个世界毕竟怎样了?”这套衣服让我们意识到与其说是晚年人身体出现的行为困难,还不如说是与之相关令人不安的精神状态,年岁添加的价值是身体持续恶化。

麻省理工学院剑桥分校的变老实验室最新规划的“遽然变老服”可以缓解这种人体遽然变老进程,它的存在是为了鼓动和孵化最新技术和产品,为越来越多的晚年团体供应服务。考夫林说:“均匀每8秒时间,就有一位婴儿潮时代出生的人步入73岁。”

现在,考夫林已靠近50岁,是一位传统的美国工程师兼企业家,他的头部已谢顶,打着一个蝶形领结,佩戴一副深赤色镜框眼镜,引领访客来到实验室,他会让人们联想到007电影中不断研制最新武器的Q博士。

考夫林说:“哪里的科学模糊不清,政治活动就初步出现。在指定的一些州,驾御证的最高年限是50岁,也有部分州驾御证最高年限是80岁,我们无法约束什么年岁算是超龄驾御员。在以前1个世纪里,我们创造晰人类历史上最巨大的礼物——多活30年,而我们却不知道怎样运用这30年,现在我们的寿数更长了,我们该怎样规划晚年日子,我们要做什么呢?”

当“遽然变老服”检验者拿起杯子,他们发现将杯子轻轻地放在周围的桌子上也是很困难的作业。结束检验之后,他们跟跟着考夫林,从一个房间穿过另一个房间,倾听考夫林对变老实验室的说明。

考夫林说:“这是一个对你十分有用的检验模型,人们从出生至21岁,这段时间靠近8000天,从21岁到中年危机,大约8000天。当你活到65岁,你有50%的概率会活到85岁,这样又过了大约8000天。实际上,65-85岁这段时间占人生三分之一的时间,你具有老到的知识结构,丰盛的社会经历,你为什么不运用这段时间创造新的故事、创造人生新的神话呢?”

“遽然变老服”是变老实验室许多仪器和设备之一,或许更专业的讲是“酷玩具”,陈设在变老实验室的玻璃幕墙和走廊隔间,供人们参加。这儿还有一个驾御仿照器,专门用于跟踪驾御员仿照驾御时观看仪表盘和路况时的眼球运动改动。

考夫林说:“跟着导航系统等最新技术的出现,轿车工作正在发生灵敏改动,可让驾御员在10分钟内改动几十年的驾御习气,而且操作十分简略,适用于晚年人。”

日本最新研制一款机器海豹宝宝——Paro,它会咩咩叫,运动头部,可用于安慰晚年人,特别适用阿尔茨海默症晚年患者;此外,还有服务晚年人的移动机器人护理,以及专门为晚年人厕所规划的较宽赤色软靠背。

变老实验室的作业看似是自相矛盾的,它可以鼓动工程师研制最新产品,是针对扩展的晚年化商场供应服务而特别规划的,该安排很快发现他们的产品和服务脱离了商业营销,晚年人很少购买提示他们变老的任何产品,这是一个无法翻开营销的商场。实际上,接受帮忙脱节困境,就是接受我们终身都处于困境之中,人们甘心因为变老而遭受苦楚,也不愿意接受自己变老的实际。

晚年团体商场的这种“自相矛盾”现象几十年前就已存在,早在20世纪50时代,亨氏公司曾妄图出售一系列“高级食物”,本质上讲,这是为晚年人准备的婴儿食物。但毕竟它不只以失利告终,而且正如考夫林所说的,毒害了整个晚年人群产品商场。这些失利产品中最有悖常理的是“个人应急照应系统产品”,最闻名的一个电视广告是——一个老妇人在广告中大声喊到:我跌倒了,起不来了!随后一种新颖产品出现,这是一个颈部吊坠,按下之后可以呼喊急迫服务,操作简略十分有用。

考夫林说:“问题是没有人想要,该产品在其时美国商场上渗透率缺少4%。”德国一项研讨标明,当服务订购者跌倒,他们宁可躺在地板上5分钟,也很少运用该产品呼喊求助。换句话讲,许多晚年人宁可遭罪,也不愿意向外界求助。

他总结称,我们购买产品不只是为了作业,也是为了他们对我们的点评,米色或许浅蓝色手镯或许吊坠上写着“白叟漫步”。

变老实验室从头发现一个永久的真理,对我们而言,身份远比实用性更加重要。研讨人员发现,安慰晚年人最有用的办法是通过一种幽默的产品组合,最佳助听器看上去更像是一款耳塞,最有用的“个人应急照应系统产品”或许是iPhone手机或许Apple Watch应用程序。

像这样意想不到的融合在以前也曾出现过,考夫林标明,以退休人员为消费主体的“养老村”集合供应高尔夫球业务,并不是因为晚年人必定会喜欢高尔夫球,而是因为他们喜欢运用高尔夫球车,他们喜欢推着球车在广大的球场漫步。高尔夫球现已成为晚年人日子的一部分,这种“扩展习气”进程开展灵敏。现在按需家政服务途径TaskRabbit、网约车公司Uber、互联网租衣途径Rent the Runway——为特定问题供应即时帮忙服务,这关于晚年人群尤为重要。

考夫林说:“晚年人并不喜欢最新科技产品,但是他们宠爱于按需订制服务,一般出色规划产品并不是晚年人的志向产品。”我们认为晚年人应当进入养老院颐养天年,但实际上,仅有缺少10%的晚年人进入养老院,87%的退休晚年人希望自己的居处具有3个M元素——婚姻、告贷和回想。

考夫林称,答复两个简略的问题可以承认你是否正在变老:谁来换灯泡?怎样才干买到蛋卷冰淇淋?一些日子小任务会成为高抵触来历,并不是说你不能爬上梯子去换灯泡,但你会听到有人对你大喊大叫:“你这么大年岁,摔下来会摔断脖子的!”这是我们有必要处理的老龄化问题,而不是制造更多的养老院或许晚年村。这是其时养老工作的一个失利和误区,晚年人已延伸了自己的生命,他们需求的不是把去世推迟得更久,而是尽或许地在日子中演绎关于变老的新故事。

英国诺贝尔奖得主彼特·梅达瓦尔(Peter Medawar)于上世纪50时代提出,这至少是对我们为什么变老的经典说明,一旦我们过了生育年岁,基因在拷贝方面就变得“草率”,容许累积基因骤变。热力学第二定律标明,轿车和厨具运用10年以上,它们会出现缺点,甚至无法修补,锈是向来不会“睡觉”的,但是我们人类会睡得很香。

一些树可以生长几百年,它们可以在没有实在变老的情况下年岁不断增大。一些特别物种——它们一般是难以跟踪发现的,例如:北极鲨鱼或许存活数百年时间,即使人们以某种速度变老是不行避免的,但当我们变老时所发生的作业却并非完全相同,或许精彩,或许普通。

或许实在的窍门不在于我们变老了多少,而在于我们没有变老多少?这或许才是人们进入晚年时期所希望具有的。实际上,人类是天然界的成功者——我们比邻近体形大小的生物寿数更长,与小体型动物比大体型动物寿数短的整体趋势相悖。

关于人类团体而言,有一些至关重要的东西,跟着年轻一代生育婴儿,他们应当与自己的父母日子在一起。晚年人是扩展文明回想的“资源宝库”:日子中有几位白叟一起居住,他们是最好的日子专家,当冬季来暂时,他们会奉告你怎样穿衣保暖,怎样做才有利于身体健康。

进化生物学家更倾向于对家庭的天然关心呵护,而不是某位家庭成员的健康,这种“亲缘选择”日子办法将有助于保护我们的基因,暗示着祖父母伴随长成的儿童,具有必定程度的基因优势,他们的回想才干更好。

来历:我国科学报

本来能够拉动20节车厢的火车头,现在只拉了3节车厢。这既形成“火车头”资源的较大糟蹋,也导致“运力”严重不足,使得“运力”在市场上求过于供。

如此为难的困境,印证在散裂中子源等国内渠道型大科学设备的身上,或许再恰当不过。

渠道型大科学设备是为许多学科范畴展开研讨服务的重要设备,后续制作直接影响研讨人员能否运用此设备有用展开研讨。

“我国散裂中子源有20个谱仪孔道,一期仅制作了3台谱仪,只能满意这些谱仪对应研讨范畴50%左右用户的试验需求,还有许多重要范畴急需制作相应的谱仪。” 中科院高能物理研讨所副所长陈延伟告知《我国科学报》。

这一方面形成了中子束流资源的糟蹋,另一方面,国内用户期望凭借散裂中子源展开试验的需求非常旺盛,也非常火急,但仅有的3台谱仪远远满意不了用户的需求。

无法之下,国内用户只能去国外展开试验,本钱剧增、还要面临很大的不确定性,需抢占机遇的重要研讨也因时刻而耽搁。

跟着国内散裂中子源、高能同步辐射光源等渠道型大科学设备制作进入加速期,提早布置大科学设备中的谱仪/线站制作,完善大科学设备后续谱仪/线站制作机制,非常火急。

无法的实践

记者采访中科院金属所研讨员李昺时,恰逢他即将在两天后再次赴日本展开为期10天的试验。

随后,他还要当即前往澳大利亚展开20多天的试验,稍歇几天,还需再度赴日持续试验。

此前,他的科研团队发现的“庞压卡效应”效果,也因国内短少试验所需谱仪等条件,只能无法去国外展开试验。所幸试验尚算顺畅,终究效果也令人满意,试验效果最终宣布于《天然》杂志。

不过,李昺告知《我国科学报》:“去国外做试验,添加了经济和时刻本钱,签证也存在不确定性;更重要的是,大科学设备需求为国家的‘卡脖子’技能供给处理途径,许多要害技能只能在国内处理;大科学设备短少配套谱仪,很大程度上约束了核心技能的打破。”

“基础研讨要发生颠覆性技能,有必要有原始立异,要做到‘人无我有’,抢占试验先机和运用先进手法至关重要。”李昺心里味道冗杂。

这种辛苦的国外试验,却是国内许多科研人员的常态。

上海交通大学物理与地理学院、天然科学研讨院特别研讨员洪亮告知《我国科学报》:“咱们原定于本年1月中旬去美国做试验,因为美国政府关门使得咱们出国受阻。咱们用了半年的时刻请求国外的试验机时,半年时刻就这样糟蹋了。后续咱们还要从头进行一轮试验请求。这严重影响了咱们的科研进程。”

“去国外做试验,如果是团队出国,会导致科研本钱剧增。此外,试验的时效性差,导致咱们与国外课题组竞赛时,在时刻上处于下风,只能眼看着他人抢先宣布效果。”洪亮说到去国外做试验的困难时,也是一脸的无法。

谱仪制作未到位

我国散裂中子源是我国“十一五”期间重点制作的十二大科学设备之首。

散裂中子源发生的中子,与其他研讨手法比较更简单穿透物质,在勘探物质的微观结构和动力学特征方面,中子源具有一同的优势。

我国散裂中子源是物理、化学、资料等多范畴进行科学试验重要的“超级显微镜”。

中子源发生中子,仅仅展开试验的第一步,提取和剖析数据,则有必要依托谱仪,没有匹配的谱仪,相关试验就无法展开。

陈延伟介绍,因为经费约束,我国散裂中子源一期仅制作了3台谱仪。

散裂中子源第一轮敞开请求,用户非常积极,但现在3台谱仪远不能满意用户的试验需求。“期望国家加速后续谱仪制作。”

“近期,咱们举办了有100多位国内外学者参与的软物质生物中子研讨会,会上关于加速散裂中子源二期谱仪制作的呼声非常高,十多位国外资深专家也对现在散裂中子源只要3台谱仪感到难以想象。”洪亮告知记者。

洪亮说:“在某些学科范畴,科研竞赛不占优势,很大程度上是因为机理研讨不到位,要害问题没有霸占,展开机理研讨还需充分运用大科学设备。”

北京科技大学新金属资料国家重点试验室教授王沿东也告知《我国科学报》:“国家重点试验室承当着重要的科研任务,许多要害试验有必要在国内展开,但因为受国内仪器条件约束,在国内展开又困难重重。咱们火急需求添加相应的谱仪设备,这对处理国家‘卡脖子’技能具有重要意义。”

王沿东还泄漏,美国一些试验室有明确规定,制止我国某些高校在这些试验室展开试验。即便能够经过试验机时请求,签证也或许因为各种原因无法顺畅处理。加速完善谱仪/线站后续制作,进步国内大科学设备运用率,“局势非常严峻!”

后续制作准则坏处

中科院高能物理研讨所东莞分部副主任梁天骄告知《我国科学报》:“中子散射可用于研讨物质微观结构和物质微观动力学。但我国散裂中子源现有的3台谱仪都是研讨微观结构的,因短少研讨微观动力学的谱仪,该范畴的研讨在我国散裂中子源还无法展开。”

“日本散裂中子源于2001年开工,2008年完结建源并装备10台谱仪,2008年至2014年间,其规划规划中的21台谱仪根本建成。”曾在日本散裂中子源工作过的李昺告知记者,“咱们现在做试验急需的较高端的谱仪——高能量分辨率非弹性散射谱仪,在日本先期制作的10台谱仪中就早已装备。”

陈延伟也告知记者:“日本的第一个同步辐射设备于1983年建成,一期制作了加速器及5条光束线,在随后的5年内,很快制作了28条光束线。”

比较之下,国内大科学设备后续制作发动过于缓慢。

中科院高能物理研讨所原副所长张闯告知记者:“我国的大科学设备制作之初也都有全体方案,后续制作项目则按五年期新建项目进行规划组织。”

这种办理模式存在许多问题和坏处。专家们以为,关于有后续制作方案的项目,应该在一期制作中就进行必要的组织和投入。

此外,因为项目不得不以五年规划展开,后续项目制作的时效性也会受到影响,包含影响大科学设备全体效益的发挥,一同也不利于办理部门对投入总量的微观把控。

王沿东以为,项目机制应进步灵敏度,例如美国的一些试验室在立项时会考虑顶级设备研制过程中的不行预见费,包含考虑通货膨胀等问题,或许请求时价值几千万的仪器,在实践制作时会上涨至上亿元,这就需求愈加灵敏的机制保证项目的后续制作。

专家建议,审定同意的后续制作项目应不受五年规划期约束,当令请求、简化程序、及时批阅、赶快发动,合理地快速推动。

谱仪人才短少

谱仪制作工艺杂乱,需求不断更新调试。谱仪科学家是设备与用户之间的“桥梁”,对谱仪和大科学设备的有用运用、谱仪的制作更新、用户满意度有重要影响。

我国现在非常短少谱仪科学家,查核机制和薪酬待遇成为难以引才留才的重要原因。

“国外谱仪科学家,一是较固定,二是待遇较高。在博士结业后,需求在谱仪方面进行几年博士后培育,然后才干留下来担任谱仪运转办理。”曾在美国橡树岭国家试验室工作过的王沿东告知记者,“一方面他们的薪酬待遇高,简单留住人,另一方面固定专业的人才,有利于对后续谱仪的制作运用。”

洪亮也表明:“只要谱仪这个‘硬件’还不行,还有必要装备相应的‘软件’,我国短少与用户对接的谱仪人才,薪酬待遇是难以引才的重要原因。”

李昺对此也表明认同。他告知记者,在国外展开试验,与国外的谱仪科学家对接起来,相对更为流通。国外的谱仪科学家也更能了解和满意用户的要求。

“我国的科研院所、高校应该愈加敞开,一同加大对大科学设备世界先进人才的引入。”王沿东说。

此外,充分发挥大科学设备的效果,还需加强壮科学设备的科普。

“咱们在招生时,许多优异的理工科学生对大科学设备仍是了解甚少。咱们期望凭借科普的力气,让科研人员充分运用大科学设备。”李昺说。

陈延伟也表明:“散裂中子源等大科学设备的科普非常重要。经过科普,一是能够让更多的用户了解大科学设备的效果,进步用户试验水平;二是能够招引更多的有志之士,一同投入到大科学设备的后续制作中。”

 

近来,尖端学术期刊《CELL》同日接连宣告两篇重磅文章,研讨人员在对线虫的研讨中发现,回忆能够被遗传,乃至继续3-4代!

有人说,回忆到最后也许是最名贵的财富。人们总是期望能够把最珍爱、最有价值的回忆保存下来。

科学家们也正为此孜孜不倦的尽力着。

在2016年的SXSW大会上,南加州大学教授Theodore Berger宣告了一个颤动整个科技界的音讯:

在对山公、老鼠的试验中,经过人工海马体完成了短时回忆向长时间贮存回忆“简直完美”的转化,这项技能能够完成对人脑回忆的备份,并复制到其他人的大脑中。

这就意味着回忆有或许“遗传”给子孙。

而近来,爱思想尔(Elsevier)出版公司旗下的细胞出版社(Cell Press)杂志《CELL》同日宣告了两篇重磅文章——回忆居然真的能够遗传!

 

文章地址:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30448-9

文章地址:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30552-5

这两项重磅的研讨结果标明:至少在线虫(C.elegans)这样的生物中,回忆能够被遗传,且能够坚持3-4代。

可谓推翻认知!

特殊“遗传”:神经元向生殖细胞传递信息,影响子孙基因表达

线虫是现在生物学研讨中最常见的“样板生物”之一,它简直在一切环境栖息地中都存在。它们繁衍速度非常快,并且基因组中的基因数量简直和人类基因组的基因数量相同。

近来,由特拉维夫大学George S。 Wise生命科学学院和Sagol神经科学学院的Oded Rechavi教授领导的一项新研讨发现:

线虫的神经系统能够经过神经元与生殖细胞进行信息沟通,生殖细胞中包含传递给子孙的信息(遗传和表观遗传)。这项研讨确认了神经元向这些子孙传递信息的方法。

 

Rechavi教授对此标明:

这种信息的传递受操控基因表达的小RNA分子的操控。咱们发现小RNA会将来自神经元的信息传递给子孙,并影响各种生理进程,包含子孙的寻食行为等。

这些研讨结果与现代生物学中最根本的定论之一各走各路。长时间以来,人们一向以为大脑活动对子孙的命运没有任何影响。这个定论被称为“韦斯曼妨碍”,也称生物学第二规律,该规律指出,承继种系中的信息应该与环境影响阻隔开来。

在Rechavi教授的学生RachelPosner和Itai A。 Toker一起编撰的研讨论文中标明,这是业界第一次确认可跨代传递神经元反响的机制。这一发现或许对遗传和进化的了解发生严重影响。

Toker标明: 

在曩昔,咱们发现线虫中的小RNA能够发生跨代改变,但能够发现神经系统信息的跨代传递归于最高成果。神经系统在对针对环境反响和身体反响的整合才干是绝无仅有的。神经系统居然能够操控生物体子孙的命运,这真是令人惊叹的发现。

研讨人员还发现,需要在神经元中组成小RNA,蠕虫才干有效地被其必需养分素相关的气味所招引,并顺利完成寻食活动。在爸爸妈妈一代的神经系统中发生的小RNA影响了这种行为,一起在三代之内影响了许多种系基因的表达。

换句话说,没有发生小RNA的线虫会在食物识别上存在缺点。当研讨人员康复在神经元中发生小RNA的才干时,线虫再次具有了高效寻食的才干。虽然线虫子孙自身不具有发生小RNA的才干,但这种作用仍坚持了数代之久。

“咱们要着重的很重要的一点是,现在咱们还不知道这种现象对人类是否仍然适用。”Rechavi教授说。

假如答案是必定的,关于这一机制的研讨就能够在医学中得到实践使用。许多疾病或许存在一些表观遗传学上的遗传成分。对非常规遗传方法的深化了解,对咱们更好地了解这些疾病的机理,规划出更优异的确诊和医治办法至关重要。

Toker还标明,研讨特定的神经元活动能否影响遗传信息,让子孙具有特定的遗传优势,这是很有招引力的工作。经过这种方法,爸爸妈妈一代或许会在自然选择的布景下传递对子孙有利的信息,这或许会影响有机体的进化进程。

学习到的信息可继续遗传至第四代!

普林斯顿大学的科学家们则对线虫的“避害”反响做了研讨。

 

文章地址:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30552-5

在自然环境下,线虫会在生活中接触到各式各样的细菌。有些细菌养分丰厚,是线虫的美食,而另一些细菌则具有感染性,会让线虫患病,乃至是杀死线虫!

能够从爸爸妈妈那里承继信息的才干,在进化上或许是有利的工作,这种才干能够使子孙更安全地度过风险环境。

研讨人员发现,线虫在学会了怎么防止被致病菌铜绿假单胞菌(PA14)感染之后,将这种学习到的信息成功传递给了它们的子孙,并一向传递继续到了第四代。 

 

研讨标明,TGF-β配体DAF-7在感觉神经元中的表达,与这种跨代避害的行为具有正相关性。在学会避害行为的后3-4代线虫中,DAF-7的表达水平呈现了显着升高。

即便这些子孙线虫之前从未遇见过这些致病菌,也会对其“敬而远之”!

回忆的遗传,或是另一种“永生”?

纵观前史,有很多人在寻找着永生不死的方法——他们或修炼自己的精力世界,或求助于丹药、或建筑雄伟的寝陵,想以此完成精力的连续和不朽,但无一成真。

今日,咱们凭借科学发现,人们对“永生”的研讨也不断在继续着。

此前报导过《Nature重磅封面:复生逝世大脑!》——耶鲁大学的最新研讨标明,猪大脑在逝世4小时后成功复生,并坚持了至少6小时。

这项研讨掀起了一波品德道德的言论浪潮,有人忧虑这是否就会是僵尸启示录的开端;但一起还有人以为,让一些巨人的大脑复生,完成认识和回忆的“永生”,将具有严重的含义。

 

而这次科学家们的发现可谓是推翻了咱们的认知。

本来信息居然能够经过神经代代相传,不知道这是不是另一种“永生”的方法呢?

参阅链接:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30448-9

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30552-5

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/afot-ssh060619.php

语言可以说是人类最伟大的发明之一。通过语言,我们进行表达与沟通,以达到社会交往的目的。从古至今,人类对说话的艺术的探讨从未停歇过。“把天聊死”不只存在于表情包和段子里,也真实地存在于我们的生活中。如何说话,说什么话,如何在适当的场合说适当的话渐渐成了一门学问。

图片来源:刘洁含,范义贞绘制

我们从学习语言开始,就一步步地在学习如何交流。这种交流能力的核心表现就是对话能力,说通俗点就是聊天。那么小朋友在成长过程中是如何学会聊天的呢?

不把天聊死需要哪些能力?

1、 学会话轮转换

对话对应的英语词汇是“conversation”。追溯其词源,“conversation”一词由拉丁词根“con”和“vers”组成。“con”表示“加强意义”,“vers”表示“转换、交替”。现在你明白对话的实质是什么了吧?对话就是与其他人一起轮番说话,交替地传递信息。

所以说,聊天中能够连续地轮番说话是一种很重要的能力。也正是因为聊天双方交替说话,说者和听者身份的不断转换才能让双方聊得深入,聊得开心。在聊天过程中,小朋友们得理解对方在什么时间把已经想说的表达清楚了,也需要在恰当的时间点开始说话,达到我们常说的“话不落地”。

怎么样?聊好天其实很不容易吧?所以儿童语言的研究会把小朋友们是否能够连续交替地说话,即话轮转换作为一个非常重要的指标来衡量小朋友的对话能力。

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2、没话找话才能开始对话

除了话轮转换,发起对话,也就是我们常说的“没话找话”也很重要。如果想和小伙伴顺利地聊天,小朋友就必须寻找两人都知道或都关注的某一话题(可以是一起玩的玩具、一起看的书、两人都看过的动画片等等),这样才能和小伙伴愉快地聊天。

开始聊天后,小朋友之间需要不断地一问一答,彼此回应。如果小朋友在伙伴回应之后能及时补充自己新的观点,对话就能够继续下去。在这样的聊天过程中,小朋友们彼此都可以获得更多的信息,聊天也就会更加有趣。

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3、 一句听不懂?那就再修改补充

在与对方聊天时也会出现因为不理解对方说的话或理解错误而聊不下去的情况。如果小朋友能把自己不理解的地方大胆地指出来或者询问对方,要求在一起聊天的小伙伴对话语进行“修补”,而同时小朋友自己也具有“修补”话语的能力,能够理解修补后的话语所表达的意思,聊天就能继续下去了。

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随着年龄和经验的增长,小朋友会逐渐意识到一句话中的信息既依赖于说话者提供信息的质量,同时也依赖于倾听者的认知水平。他们在说话的时候要知道对方已经知道什么、想听什么、听懂了多少,而在听的时候也需要随时调节自己的情感、兴趣和动机,使自己投入到对话中去。如此看来,小朋友们要想把天聊好,还需要很多其他的能力做支持。

与父母的聊天开启聊天技能

父母作为小朋友出生后的“首任”对话伙伴,在他们对话能力发展的过程中起到了非常重要的作用。早期以亲子游戏为载体的亲子互动,为儿童建立了话轮转换规则的初步意识。在与父母的聊天过程中,小朋友会逐渐认识到对话需要交谈的双方共同参与,交替说话。一个人说时另一个人听,说者说完后,听者要及时给予回应,这样才能“愉快地聊天”。

3岁时,在与父母的对话中,小朋友就能够较为熟练地遵守话轮转换的规则。4岁时开始学会提前说出下句话的起始词或重复的无意义拉长音来保住话轮。例如,小朋友想和妈妈说:“我今天晚上想让你给我读书。”他会通过说“我我我我……”或是拖长音的“嗯——”来给自己留出整合语言的时间,同时让妈妈知道他还有话要说,不会抢话。随着年龄的增长,儿童与成人对话的话轮数量会越来越多。

儿童并不是消极被动地等待成人与他们进行对话。儿童在14个月大时就能够使用非言语的动作来吸引成人的注意,达到发起对话的目的。

儿童的对话维持能力也会随着年龄增长而逐渐提高。2岁前儿童与成人的对话中,儿童对成人的回应只有21%是与话题相关的,到3岁后儿童的维持性回应已经达到46%。此外,儿童维持对话的方式也不断增多。3岁开始,儿童能够在模仿大人的同时添加或替换一些新的内容。

对话修补能力对儿童的要求很高,发展较晚。研究发现,2岁以前儿童发起修补请求的数量极少,而且请求的形式也仅限于“嗯?”、“什么?”这类简短的请求。32个月时,儿童发起修补请求的数量开始明显增多,但形式仍局限于简单地请求大人重复。而到了4、5岁,儿童不仅学会了请求重复,还会更多地让对方确认自己的理解是否正确。

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与同伴的聊天提升聊天技能

随着年龄的增长,同伴交往在儿童语言和社会交往中发挥着越来越多的作用。与和成人的对话相比,儿童与同伴之间的话轮转换并不怎么熟练,经常会出现话轮之间间隔过长或话轮中断的现象。

4岁儿童与同伴的对话大部分都无法达到对话目的。虽然他们的话轮数量也不少,但话轮之间的联系松散,多为独白式语言。而到了5岁,儿童就能够与同伴进行较长时间的交流谈话。下面是一个5岁儿童与同伴就游乐场这一话题进行的一小段对话。两位小朋友的对话话题紧密相关,互相回应,话轮完整。

嘟嘟:我去过一大堆游乐场,大概有一百个了。

贝贝:不对,应该有八十二……八十……八十五个。

嘟嘟:我去过九十九个游乐场。

贝贝:所以你比我去过的多呀!

4岁左右的小朋友在维持对话方面有了明显的进步。在关于“在家玩什么玩具”的话题中,两位小朋友不仅回答了这一问题,而且主动提供了家里其他玩具的数量、种类以及如何玩这些玩具等内容。

豪豪:我家里,有乐高,还有车。

元宝:我家里有拼图,拼了十个,都拼完了。我自己会拼拼图。

豪豪:我有托马斯,还有小汽车。

元宝:我的拼图是那个十袋的。

元宝:我也有车,我还有一个……那个……挖土机。

5岁之后的小朋友维持对话的能力已经非常棒了。他们也能主动发起话题,并开始用呼唤对方的名字、“我跟你说……”这样的语句吸引对方注意来发起对话。

轩轩:我家里有一个小枕头。

小北:轩轩,我家里有的东西是……

轩轩:我跟你说,我家里最好玩的是,我家里有一个小枕头,我最喜欢,还有那个弄头发的小人。

小北:我家里有会唱歌、会说话、会跟我学话、会讲故事、会教英语的洋娃娃。

轩轩:我家里也有。但是那个是小熊猫。

5岁之后,小朋友的对话修补能力也有明显的提高。在下面的对话中,小朋友琳琳不记得她玩过的一个游乐项目叫什么名字,她的伙伴珊珊能及时补充信息,请求确认,还详细描述了设施的样子,作进一步的确认。对话修补使整个对话内容更加详细、准确。

琳琳:我一个人玩儿过一种项目,就是旋转木马。

琳琳:然后呢,我还,飞,坐过那个……小小的,非常好玩的东西。

琳琳:但是我忘了叫什么名字,也忘了它具体的那个。

珊珊:转盘,转盘。

珊珊:就是一个圆的,上面有一个小棍棍吗?

尊重儿童特点,支持儿童把天聊好

小朋友聊天的能力会随着年龄的增长逐渐提高。但是,小朋友聊天也会表现出个体差异。

有的小朋友比较内向,羞于表达,而有的小朋友更为开朗活泼,不吐不快。这些特点没有好坏之分,因为儿童自身的气质特点及家庭教养方式等等都会使他们的聊天呈现出不同的特点。正是由于这些不同的特点,小朋友的对话世界才能色彩缤纷。

作为养育者,我们可以主动与儿童进行交流,在孩子大胆表达时及时回应。对孩子说的话进行一些修改,如替换一些同义词,让孩子体会到语言的丰富性和灵活性;也可以试着对孩子说的话进行重新叙述,补充一些信息让句子的形式更为复杂多样。这种潜移默化的力量可是非常大的哟!

同时,要鼓励并创造机会让孩子多与小伙伴进行沟通和交流。“3岁之前不需要朋友”的说法是不对的。我们永远处在社会之中,也永远需要伙伴与我们同行。

图片来历:pixabay

来历:举世科学

假设外星人之间发作星际战役,而地球人打不过外星人,那么地球人应该怎样办?最新的虫洞研讨或许能够给咱们必定的启示:人类能够躲在虫洞里,等战役完毕了再出来。

曾经提到虫洞,大都与星际游览这个论题有关。由于国际太大,而人类的飞翔器速度太慢,咱们的寿数也很短,所以要跨过悠远的星际空间几乎是不行能完结的使命。比方间隔太阳最近的恒星坐落半人马座,与咱们大约相隔4光年,就算以光速的百分之一飞翔,也要需求400年时刻才干抵达这儿;而太阳间隔银河系中心则是26 000光年,所以在其时的技术水平下,前往银河系中心几乎是一个遥不行及的愿望。最近人类拍摄到的第一张黑洞相片,则坐落间隔太阳系5500万光年的悠远星空,人类的肉身怎样能够穿越这悠远的星斗大海?

所以,咱们总是说,想要穿越悠远的星际空间,只能依托虫洞。可是,最新的虫洞研讨通知咱们,经过虫洞完成星际游览或许并不是最佳挑选。

可穿越虫洞:关键是负质量

要了解最新的虫洞研讨,需求先看看虫洞研讨的前史。

1935年,爱因斯坦与罗森在研讨广义相对论的时分发现了“爱因斯坦与罗森桥”,这是一种不行穿越的虫洞——所谓“不行穿越”,便是不能在有限的时刻内经过这个虫洞,所以这种虫洞在实际中并没有实际意义。

这种为难的局势一向继续了整整50年才有所改动。1985年,美国康奈尔大学的天文学家与科学作家卡尔·萨根(Carl Edward Sagan)写了一本科幻小说《触摸》(Contact)。这部小说描绘了人类经过虫洞穿越到了距地球 26 光年的织女星邻近,然后与外星文明触摸,最终顺畅回来地球。

 

这部小说能够当作是人类第一次提出了“可穿越虫洞”的概念——所谓“可穿越虫洞”,意思便是说人类能够在有限的时刻内穿越虫洞并回来。

在写这部小说的过程中,卡尔·萨根一开端也对这个范畴也没有太多研讨,他过错地把虫洞写成了黑洞。但他请教了他的一位老朋友——加州理工学院的物理学家基普·索恩(Kip Thorne)教授,后者主张他把黑洞换成虫洞来作为星际游览的东西。

在和卡尔·萨根沟通时,索恩知道黑洞不能用于星际游览,所以他想到了他的导师约翰·惠勒(John Wheeler)在十几年前提出的“虫洞”概念。

但惠勒的虫洞概念也仅仅是一个概念,没有任何物理核算细节。所以索恩与他的学生迈克·莫里斯(Mike Morris)一同,开端用正统的广义相对论常识对虫洞物理学翻开研讨,并在两年后发布了研讨论文。这篇论文宣布在《美国物理杂志》(American Journal of Physics)上,标题是“时空中的虫洞及它们在星际游览中的使用:教学广义相对论的东西”(Wormhole in spacetime and their use for interstellar travel: A tool for teaching general relativity)。

 

这张图片来自索恩的虫洞论文,直线标明虫洞的一个进口在时空中的轨道(国际限),曲线是虫洞的出口在时空中的轨道。国际限上的阿拉伯数字标明出口与进口当地的时刻。

虫洞是衔接出口与进口的一个地道,在索恩的虫洞模型中,虫洞很短,穿越这个虫洞所需求的时刻能够近似为零。在这种状况下,当一个人从虫洞的进口进入,再从虫洞的出口出来,随后他在沿着虫洞回来进口,他有或许穿越到自己的曩昔,这将引起祖父悖论。

索恩与他的学生在论文中提出的观念大致是这样的:爱因斯坦的引力场方程的左面是空间曲率,而右边是能量动量张量。对爱因斯坦引力方程的剖析标明,要想发生可穿越的虫洞,引起这种时空曲折的物质所对应的能量动量张量有必要违背均匀类光能量条件。也便是说,想要制造出一个人类能够往复穿越的虫洞,有必要耗费巨大的负质量物质来撑住这个地道——不然这个地道很简略“塌方”。依据爱因斯坦的狭义相对论,质量与能量是等价的,所以负质量意味着负能量——但国际中底子就不存在大规模的负能量,所以要想翻开可穿越的虫洞似乎是不行能的。

依据广义相对论,违背均匀类光能量条件是一切可穿越虫洞的先决条件。换句话说,假设要想穿越虫洞,相当于要求经过虫洞的类光测地线(也便是以光速运动的粒子)不能在虫洞里会聚,而这需求用到印度的一位闻名物理学家瑞查德符里(Amal Kumar Raychaudhuri)提出的方程。经过瑞查德符里的方程能够看出,在虫洞中,光线只要在物质场的能量动量张量违背均匀类光能量条件下才不会撞上奇点——在这种状况下,聚集在虫洞一端的光线在脱离虫洞的另一端时会散开,这样才干够顺畅从虫洞中逃出来。

可是,这个国际上不存在违背均匀类光能量条件的物质。因而,在这个意义上,虫洞就算能由于量子效应瞬间发生,也往往会自毁。正由于虫洞天生就喜爱自我坍塌,所以到了后来,索恩也感觉到虫洞很难完成,乃至不行能存在,所以他说“虫洞需求有高档文明有意识的去发明和保持。”随后,索恩就去研讨引力波了。

新虫洞研讨:不行穿越的虫洞等价于量子羁绊

最近几十年来,索恩把爱好点从虫洞研讨搬运到了引力波勘探,并且在2017年由于人类初次勘探到引力波获得了诺贝尔物理学奖。

但虫洞的研讨并没有中止。并且,虫洞研讨的基本思想在近10年现已发作了很大的改动。

虫洞研讨的新思想来历能够归纳为一个物理公式,那便是由普林斯顿高级研讨院的胡安·马尔达西那(Juan Maldacena)和斯坦福大学的伦纳德·萨斯坎德(Leonard Susskind)在2013年提出的“ER = EPR”。这个公式第一次把虫洞与量子羁绊联络在了一同。

ER 的全称为 Einstein-Rosen(爱因斯坦-罗森)桥,这在本文一开端咱们现已提到过。这是爱因斯坦和纳森·罗森(Nathan Rosen)在研讨广义相对论方程时提出的一种不行穿越的虫洞。

而 EPR 则是 Einstein-Podolsky-Rosen(爱因斯坦-波多尔斯基-罗森)这三位科学家的名字的首字母缩写。波多尔斯基(Boris Podolsky)是一名俄籍美国物理学家。EPR 在物理中描绘的是一对彼此羁绊的粒子。

原本,ER与这 EPR两个概念风马牛不相干,由于爱因斯坦-罗森桥是描绘大标准微观现象的广义相对论的产品,而 EPR 对则是对微观国际的量子羁绊行为的描绘,并且量子羁绊在大标准上很简略由于退相干而消失。

但到了2013年,曾因提出ADS/CFT对偶理论而名声大噪的马尔达西那与萨斯坎德抛出了重磅炸弹“ER = EPR”。假设把黑洞视为量子体系而不是经典物体,那么就或许呈现由两个高度羁绊的黑洞组成的体系。对这种羁绊态进行细心研讨,就会发现这种羁绊态对应的时空能够当作一个不行穿越的虫洞衔接了两个黑洞,这便是“ER = EPR”的真实意义。

绘图:Malcolm Godwin

值得注意的是,ER与EPR 这两篇论文的作者里,都有爱因斯坦和罗森,并且都是在1935年宣布的,前后相差2个月。愈加令人惊奇的是,80年后,马尔达西那与萨斯坎德发现,这两篇文章本质上说的是同一件工作。他们估测,任何一对羁绊量子体系都是由爱因斯坦-罗森桥(不行穿越虫洞)衔接的。

在ER=EPR的基础上,哈佛大学的丹尼尔·贾弗里斯(Daniel Jafferis)与高苹,以及来自斯坦福大学的阿伦·沃尔(Aron Wall)开端了新虫洞研讨。高苹是一位年青的我国科学家,他从清华大学物理系结业后,就去了哈佛大学物理系攻读博士学位。

贾弗里斯、高苹以及沃尔提出的虫洞计划与索恩的不同,前者的新虫洞不适合长间隔的星际游览,由于他们所描写的虫洞衔接的是两个间隔很近的黑洞。并且,“穿过这些虫洞比直接游览更慢”。他们对长间隔的星际游览持失望情绪。

新虫洞是怎样发生的?

但有一点是能够必定的,那就想要翻开可穿越的虫洞,有必要有很多的负质量。问题的关键在于,负质量物质从什么地方来。

负质量在经典物理学的意义上是不行能呈现的,可是,量子力学却能够发生负质量。最闻名的比方是卡西米尔效应——比方两块平行金属板之间的电磁真空状况,理论与试验成果都标明,金属板之间的真空态具有负能量,这被称为卡西米尔能量。这种负能量能够被视为负质量。因而,卡西米尔效应阐明,量子力学能够完成负质量,并有助于发明一个可穿越的虫洞。正如前文描绘的那样,可穿越虫洞的技术细节是要得到一个违背均匀类光能量条件的能量动量张量,换句话说,可穿越虫洞的保持要求具有负的均匀类光能量的物质场(由于依据爱因斯坦的广义相对论,物质场引起时空的曲折)。

 

三年前,贾弗里斯、高苹与沃尔研讨了两个永久的BTZ黑洞鸿沟的彼此效果之后,他们发现了在这儿能够发生一个具有负均匀类光能量的量子物质能量动量张量,这个状况等价于呈现了负质量,所以其反引力效果能够使爱因斯坦-罗森桥牵强可穿越(BTZ黑洞是一种反德西特时空中的二维黑洞,但他们的定论对三维空间中的黑洞相同建立)。这时,虫洞便是可穿越的,假设一个人跳进一个黑洞,他能够从另一个黑洞逃脱。

高苹在承受采访时说,“量子羁绊等价于不行穿越的虫洞,但加上负质量物质后,这个虫洞就变得可穿越了。所以两个黑洞实际上在视界之后是衔接起来的。假设一个人跳进第一个黑洞的时分速度足够快,那么它实际上很挨近第二个黑洞的视界,尽管这个人还在黑洞里边。然后,咱们用量子的彼此效果发生负能量的物质,当这个负能量的物质进入黑洞的时分,在黑洞里的人一旦碰到负能量物质,他就能够被推出来。”

高苹着重,尽管这两个黑洞在空间上的间隔很近,但实际上衔接它们的虫洞十分长。

新虫洞不会“超光速”,但能够逃避星际战役

在传统的虫洞研讨中,一个中心的问题在于,假设一个人穿越虫洞的时刻太短,而在空间上移动很大的间隔。比方在1秒钟内从地球穿越到了银河系中心,那么这在外部国际看来便是超光速的运动。这种穿越行为必定会违背相对论的因果性,最终发生悖论。

1988年,索恩证明了假设虫洞很短,那么人就经过虫洞回到曩昔。这是一个十分风趣的成果,但这会引发悖论。由于假设经过虫洞的时刻很短,那么依据简略的狭义相对论就能够证明使用虫洞就能够做出时刻机器回到曩昔,但这个时分会发生因果性的问题,比方一个人能够回到曩昔杀了祖父,这样就会发生“祖父悖论”。

“祖父悖论”说的是,假设一个叫小王的人能够回到曩昔,那么他就能够杀死自己的爷爷,其时他爷爷还仅仅一个儿童,没有成婚生子,所以小王的父亲就不会出世,因而小王没有父亲,小王也不能出世,那他又是怎样回到曩昔杀死自己的爷爷的呢?因而这是一个悖论。这个悖论阐明,回到曩昔是不行能的。

因而,从祖父悖论这种逻辑推理能够看出,可穿越的虫洞就算存在,也必定要防止发生祖父悖论这样的因果性疑问。

贾弗里斯、高苹和阿伦·沃尔的理论是经过一些量子效应,使得不行穿越的虫洞变得能够穿越,但他们的新虫洞并没有损坏因果性,由于在他们的模型中,虫洞十分长,在虫洞里游览需求花费很长的时刻——由于在虫洞中穿行的时刻比在虫洞外更长,所以这不会引起祖父悖论。

高苹在承受采访时标明,“两个黑洞能够由虫洞衔接,这两个黑洞之间的间隔很近,一起它们之间存在很强的量子羁绊。咱们的研讨标明,衔接这两个黑洞的虫洞十分长,人类在这个虫洞中游览需求花费很长的时刻,所以在虫洞中逃避星际战役是或许的。”

因而,新虫洞并不是做星际游览的最佳挑选,相反,新虫洞能够被当作是一个世外桃源,是一个能够长时刻呆在里边逃避外部星际战役的桃花岛。

科学家研讨钾原子时发现了它有一种新的物质状况,即原子可以一起以固体和液体方式存在。该研讨证明物质是否存在一种共同状况,或许代表过渡的原子结构科学家研讨钾原子时发现了它有一种新的物质状况,即原子可以一起以固体和液体方式存在。该研讨证明物质是否存在一种共同状况,或许代表过渡的原子结构

 北京时间4月10日音讯,据国外媒体报道,现在,英国科学家查看钾原子具有一种新的物质状况,即原子可以一起以固体和液体方式存在。

该研讨是为了弄清楚物质是否存在一种共同状况,或许代表两个状况(无论是固态、液态或许气态)之间过渡的原子结构。科学家对钾这种“简略金属”进行了测验,例如:施加高压和高温条件下,运用强壮计算机模仿研讨所谓的“链熔态”。

英国爱丁堡大学专家以为,还有6种以上的其它元素,包含钠和铋,可以存在于这种最新状况中。

英国爱丁堡大学专家以为,还有6种以上的其它元素,包含钠和铋,可以存在于这种最新状况中英国爱丁堡大学专家以为,还有6种以上的其它元素,包含钠和铋,可以存在于这种最新状况中

之前并不清楚该结构是否代表了这种共同的物质状况,经过模仿大约20000个钾原子在极点条件下的体现,研讨人员称,他们证明发现一种新式安稳物质状况。

英国爱丁堡大学物理地理学院的安德里亚斯·赫尔曼(Andreas Hermann)博士担任这项研讨工作,研讨报告宣布在近期出书的《美国国家科学院院刊》上。

赫尔曼说:“钾是咱们知道最简略的金属之一,可是假如你揉捏它,它会构成非常复杂的结构。咱们现已证明,这种不同寻常但安稳的状况,部分是固态,部分是液态。在其它材猜中重现这种不同寻常的状况可以有各式各样的使用。”

研讨小组表明,在极点条件下可以构成两个彼此相关的固体晶格结构的原子。这些激烈的化学彼此作用可使原子在受热时坚持固态,其它原子熔化构成液态。

该研讨获得了欧洲研讨理事会和物理科学研讨理事会的支撑,并与我国西安交通大学协作完结

人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法,从双黑洞体系获取能量。图中是黑洞的幻想图。人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”的全新办法,从双黑洞体系获取能量。图中是黑洞的幻想图。

 北京时刻3月25日音讯,据国外媒体报道,一位常春藤联盟的天文学家声称,人类或许能够经过一种名为“光环驱动器”(Halo Drive)的全新办法,从双黑洞体系获取能量,然后完成无需燃料的星际游览。

这位名为大卫·基平(David Kipping)的天文学家来自美国哥伦比亚大学,他表明,理论上外星人或许现已在咱们不知情的情况下运用这种技能了。光环驱动器推进飞船的原理首要是运用“引力镜”来吸收黑洞的能量。引力镜是指黑洞的某一区域在吞噬物质之后,又将物质以相同的方向抛射出去。

“在国际中搜索才智生命,往往是在考虑设想先进文明的或许活动,以及或许由此发生的相关技能特征的指导下进行的,”大卫·基平在2月28日发表于预印本期刊网站arXiv的论文中写道,“沿着这些方向,本研讨考虑了一个先进文明怎么运用光帆概念进行相对论式高效推进的或许性。”

科学家现已调查到,当光子进入引力镜区域并随后被射回时,它们不只从旅程中获得了速度,并且还保留了一部分动能。大卫·基平表明,运用这些回来的光子——称为“回旋镖光子”(boomerang photon)——星际游览者能够从中搜集能量,抵达比黑洞高133%的速度。

这种从黑洞中获取能量的办法不只能够防止过于挨近风险的极大引力空间,也将使飞船极难被探测到。很长时刻以来,天文学家一向将黑洞视为一种引力弹弓,能够协助将物体推入悠远的太空。

在“引力弹弓效应”中,某个天体(如行星或卫星)能够将飞船“抛掷”出去并使其加快。1963年,闻名物理学家弗里曼·戴森(Freeman Dyson)提出,任何体积的飞船都能够运用成对的严密天体(如白矮星或中子星)的引力弹弓效应抵达相对论速度——明显挨近光速的速度(戴森最闻名的设想是被称为“戴森球”的巨大球形结构,先进文明经过戴森球将整个恒星包括在内,捕获其绝大部分能量)。

但是,这些成对衰亡恒星具有极点的引力和有害辐射,其引力弹弓效应或许会损坏飞船。相反地,大卫·基平指出,引力或许能够进步射向黑洞边际的激光束能量,然后为飞船供给协助。黑洞具有强壮的引力场,能够歪曲光子的途径,使其不落入黑洞内部。

1963年,物理学家马克·斯塔基(Mark Stuckey)提出,黑洞在理论上能够作为一个“引力镜”,即黑洞的引力能够将光子弹回,使其飞向光源。大卫·基平核算出,假如一个黑洞朝着光子来历运动,那回旋镖光子就能够带回黑洞的部分能量。黑洞的移动速度越快,光环驱动器从中获取的能量就越多。因而,大卫·基平以为应该运用兼并之前互相高速螺旋工作的双黑洞。

大卫·基平说:“某个文明能够运用黑洞作为星系航点,但这些航点将很难长途探测到,除非呈现双黑洞兼并率升高或较高的双黑洞偏心率。”因而,假如某个文明具有满足挨近黑洞的才干,在理论上就能够在咱们不知情的情况下,运用光环驱动器办法进行星际游览。天文学家或许能够经过调查双黑洞兼并是否发生得愈加频频来寻觅外星生命运用光环驱动器的痕迹。

大卫·基平的研讨首要根据成对黑洞互相盘绕工作时能够抵达相对论速度。虽然银河系中估量有1000万对双黑洞,但大卫·基平指出,只要少量双黑洞能以相对论速度长时刻互相盘绕工作,由于大多数双黑洞会很快兼并。不过,他以为一些孤立旋转的黑洞也能够协助光环驱动器抵达相对论速度,“并且咱们现已知道有许多超大质量黑洞以相对论速度旋转”。

光环驱动器的一大缺陷是“有必要前往最近的黑洞,”大卫·基平说,“这就像一次性付出高速过路费。你有必要消耗必定能量才干抵达最近的进口,但接下来,你就能够想走多远就走多远。”

光环驱动器只要在十分挨近黑洞——大约是黑洞直径的5到50倍——的间隔上才干发挥作用。“这便是你首要有必要十分挨近黑洞的原因,也决议了你无法以此容易地跨过数光年的间隔,”大卫·基平说,“咱们依然需求先找到某种办法,抵达附近的恒星,然后才干进入星际‘公路体系’。”

大卫·基平表明,与其他设想的星际游览方法比较,光环驱动器的另一个首要优点是能够极大地削减对燃料来历的需求。其他理论上的星际游览方法都要求飞船加快到所谓的相对论速度,但这需求很多的燃料,而这些燃料自身也具有质量,反过来要求推进器的功用愈加强壮。比较之下,光环驱动器只需求从黑洞中收集光子即可。安装有光帆的飞船能够运用激光来推进自己行进。

2016年,物理学家史蒂芬·霍金与出资人尤里·米尔纳一起宣告了“打破摄星”(Breakthrough Starshot)项意图正式发动。该项意图初期出资为1亿美元,方案研制名为“星片”(StarChip)的光帆飞行器,以五分之一光速飞行约20年,抵达半人马α星——间隔咱们最近的恒星体系。

黑洞里边有什么?

黑洞是国际中最独特的天体之一,它们的姓名来历是:没有任何物体能够逃脱它们的引力,即使是光线也不能。假如你冒险挨近黑洞并穿过所谓的事情视界,即光线也无法逃脱的鸿沟,那你将永久被困在黑洞中,或许被炸毁。

关于小型黑洞,无论怎么你都不或许在如此近间隔的触摸中幸存下来。挨近事情视界的潮汐力足以将任何物质拉伸到一串原子的程度,物理学家将这一进程称为“面条化”(spaghettification)。

但关于大型黑洞——比方银河系等星系中心的超大质量黑洞,其质量相当于一颗恒星质量的数亿倍乃至数十亿倍——穿越事情视界或许就会平安无事。科学家以为,咱们是有或许在进入黑洞国际的进程中存活下来的。

物理学家和数学家一向想知道黑洞里边的国际是什么样的。他们转向爱因斯坦的广义相对论方程来猜测黑洞内部的国际。这些方程很有用,直到调查者挨近黑洞中心或奇点。在理论核算中,那里的时空曲率会变为无穷大。

铁是人体必需的一种微量元素,其作为酶或蛋白的组分参加许多生理进程,如氧气的运送、细胞的增殖和体内的能量代谢等。铁虽好,但其在体内亦是一把无形的双刃剑,量多量少都会导致一系列疾病的发作,如缺铁性贫血、血色素冷静症等。

因而,人体有一套体系调理铁平衡的机制,这对有用的防备和操控疾病的发作开展至关重要。

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盲目的补铁并不意味着人体可以吸收很多的铁

铁是人体造血生成红细胞的重要质料,惋惜的是人体本身并不能组成铁,体内铁的首要来历是对仅有120天寿数的红细胞的收回使用。每天数以亿计的变老红细胞,被脾脏巨噬细胞(一种具有吞噬功用的免疫细胞)所吞噬,之后经过一系列的降解进程把其间的铁释放出来,并暂存于脾脏以供新一轮红细胞的生成所需,然后保持体内正常的红细胞数目。

比较之下,正常人每天经过消化道(首要是十二指肠)从食物中获取的铁很少。因而,盲目的补铁并不意味着人体可以吸收很多的铁。

“无形的手”——铁调素

那么,到底是哪些分子参加调控铁的供需平衡呢?科学发现,这首要依赖于肝脏排泄的一种叫铁调素(Hepcidin)的多肽,它好像一只无形的“手”可以封闭体内仅有的铁输出“阀门”——铁输出蛋白(Ferroportin)。

当身体提示缺铁时,这只“手”不会封闭“阀门”,然后使得铁连绵不断的从脾脏中释放到血液并运送到骨髓等需铁部位,一起十二指肠吸收的铁也会在必定程度上添加;而当身体提示铁过多时,“手”会马上关掉“阀门”,然后有用削减铁从脾脏中排出和十二指肠对铁的吸收。

典型的铁负荷疾病:地中海贫血、血色素冷静症

环境或遗传要素将导致铁代谢紊乱,并进一步引发贫血、铁负荷等多种疾病,其间地中海贫血和血色素冷静症,便是典型的铁负荷疾病。

地中海贫血因多发于地中海区域而得名,我国南边区域也很常见。患者因为基因缺点导致红细胞老练时决裂,体内严峻缺少运送氧气的正常红细胞,在反应信号的调理下机体被逼出产更多的红细胞,该进程影响了很多铁的吸取,但新制作的红细胞仍不能正常老练。这种恶性循环导致被巨噬细胞吞噬的决裂红细胞越来越多,终究形成铁在肝脏、脾脏和血清中很多累积。

由此可见,贫血并不代表体内必定缺铁。血色素冷静症也是因为基因缺点,导致“无形的手”失灵,然后形成铁在体内堆积,皮肤色彩变暗。

现在临床针对铁负荷疾病首要采用去铁、放血和脾切除等医治手法,但这些医治手法有许多局限性,严峻影响了医治作用,迫切需要寻觅新的药物。关于发病机理的研讨发现,铁堆积首要是因为“手”的数量太少,然后不足以关掉一切的“阀门”。因而,添加铁调素——这些“手”的数量被认为是有用改进铁负荷的潜在医治靶点。

近来,中科院生态环境研讨中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘思金研讨员的团队在金属代谢反常与毒性的研讨中获得多项发展。

——他们找到了更多有用影响铁调素表达的激活剂

该团队与国表里多家单位协作寻觅铁调素的激活剂,经过对210种噻唑烷酮类化合物的挑选,发现了3个能有用影响铁调素(“手”)表达的激活剂。经过铁调素基因缺失小鼠模型,清晰了这3个化合物的作用靶点均为肝脏 Hepcidin 的表达。以血色素冷静病(Hfe-/-)小鼠为模型,证明了这些化合物可以明显下降小鼠肝脏的铁负荷水平。

一起,在地中海贫血(Hbbth3/+)小鼠模型上也证明这些化合物既可以下降小鼠体内安排中的铁负荷,并可以改进小鼠的贫血问题。机制研讨证明,这些化合物首要经过按捺两种别离叫 TMPRSS6 和 P-ERK 的蛋白分子来影响肝脏中铁调素的表达(图1)。相关研讨成果宣布在 Haematologica。

图1 噻唑烷酮类化合物经过添加铁调素(Hepcidin)表达来阻挠铁负荷与改进贫血

——他们发现了肝脏中铁的散布规则

现在,关于铁负荷状态下肝脏不同区域铁堆积的特征和程度依然知之甚少。该团队发现,肝脏中铁出现不均匀散布,在肝门静脉和肝动脉进口邻近区域具有较高的铁含量;而在接近肝脏远端的边际区域铁含量明显下降(图2)。铁堆集较多的区域对体内铁水平的改变愈加灵敏。机制研讨发现,肝脏各个区域铁散布的差异首要由铁调素和铁输出蛋白组成的通路决议。相关研讨成果宣布在 Advanced Science。

图2 肝脏中铁的累积散布出现明显的区域差异

——他们还发现了孕期铁调素的表达规则以及组成了一种新式铁螯合剂

此外,该团队还发现正常与反常妊娠两种情况下铁调素的改变规则,一起证明了一种新的铁螯合剂——去铁胺-咖啡因二聚体(DFCAF)具有更高的去铁作用。与独自的去铁胺(DFO)比较,DFCAF的细胞渗透性更强,能更高效地螯合细胞内的铁,然后按捺肿瘤细胞的成长和搬运才能。更重要的是,DFCAF可以明显铲除肿瘤干细胞(CSC),削减一种重要的细胞亚群(CD44+/high/CD24-/low和ALDH+/high)。这些研讨成果为提醒正常与疾病状态下的铁代谢机制供给了新的知道。研讨成果别离宣布于 American Journal of Hematology 和 Journal of Trace Elements in Medicine and Biology。

为了了解火蚁有用作业而不呈现阻塞的战略,研讨人员研讨了蚂蚁如安在模仿土壤的玻璃颗粒中发掘地道。图片来历:Rob Felt Georgia Tech为了了解火蚁有用作业而不呈现阻塞的战略,研讨人员研讨了蚂蚁如安在模仿土壤的玻璃颗粒中发掘地道。图片来历:Rob Felt Georgia Tech

来历:科研圈微信大众号

总有些坐收渔利的人,当他们勤劳的搭档把作业都干完的时分,他们仅仅枯坐着无所事事。但对社会的高效作业来说,这些人真的有存在的必要吗?或许还真有——至少火蚁(fire ant)在地下挖巢的时分确实如此。

“火蚁在佐治亚州很常见,事实上,它们 30 时代从南美洲迁移至美国,在靠南三分之一的美国区域都很常见。”佐治亚理工学院(Georgia Tech)的物理学家丹尼尔·戈德曼(Daniel Goldman)如是说。

火蚁是高度社会性的生物,戈德曼的团队想知道在没有中心领导者给出指令的时分,单个蚂蚁是怎么知道自己该干什么的。

为了找到答案,戈德曼的团队用颜料符号单个火蚁,并调查它们发掘一次只能经过一只蚂蚁的狭隘地道。终究发现,仅靠 30% 的蚂蚁就完成了 70% 的作业。“令我惊奇的是,咱们终究发现任何时间段都只需这么少的蚂蚁真正在干活。”

有四分之一的蚂蚁乃至从没进过地道;还有一部分爬进去了,但一丁点儿土也没挖就离开了。这些闲逛和冷眼旁观的行为,确保了拥堵的地道没有呈现“昆虫阻塞”,然后防止施工堕入阻滞。

当科学家把五只最勤劳的蚂蚁从集体中移走,其他蚂蚁马上前赴后继弥补进去,全体的作业效率没有一点点的下降。只需存在分工以坚持地道疏通,一段时间内究竟是哪些蚂蚁作业或赋闲好像并不重要。研讨结果已宣布在《科学》(Science)杂志上。

戈德曼的团队也在核算机上模仿了蚂蚁筑巢,模仿中电子蚂蚁最高效的发掘形式与实在蚂蚁类似。

这一研讨将会影响机器人规划和制作。幻想一下,派一群机器人去瓦砾中搜索灾祸幸存者;或者是纳米机器人在咱们的体内确诊疾病并供给针对性的医治:这样一大群机器人需求防止堵在狭隘的空间中。或许有必要编写一个程序,让一部分机器人枯坐下来静静地看着火伴作业。

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