5月21日外媒科學網站摘要:蟑螂起源於南亞,後來征服世界

5月21日(星期二)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:

《自然》網站(www.nature.com)

蟑螂起源:一種臭名昭著的害蟲如何征服世界

德國小蠊(Blattella germanica)是一種無處不在的家庭害蟲,雖然名爲“德國小蠊”,但研究顯示它最初並不是來自德國。發表在《美國國家科學院院刊》上的一項論文表明,這種生物起源於南亞,並因其對人類棲息地的偏好而在全球傳播。

瑞典著名生物學家卡爾·林奈(Carl Linnaeus)於1776年首次命名德國小蠊,因此人們誤認爲它源自德國。研究者表示:“它們並非起源於德國,但在那裡被馴化,然後開始傳播到世界各地。”

研究團隊分析了來自包括澳大利亞、埃塞俄比亞、印度尼西亞、烏克蘭和美國在內的17個國家的281只德國小蠊的基因組。他們利用基因組之間的相似性和差異性來計算不同種羣可能建立的時間和地點。

研究發現,德國小蠊最親近的現存親屬是仍然存在於南亞的亞洲小蠊(Blattella asahinai)。大約在2100年前,德國小蠊從其分離出來。

大約在1200年前,德國小蠊向西進入中東。大約390年前,它隨着荷蘭、英國東印度公司等商業活動從南亞向東傳播。大約一個世紀後,德國小蠊搭乘船隻進入歐洲,並從那裡傳播到世界各地。

科學家稱,看到這項研究能夠將基因數據與歷史事件聯繫起來,令人興奮。基因組學的應用對於理解德國小蠊的擴散至關重要,因爲“這已經是一場相當古老的入侵,它們變得如此之多,以至於如果沒有這些工具,我們無法知道它不是歐洲本土物種。”

德國小蠊的成功歸功於其非凡的適應能力,它們能迅速適應高度改造的環境,如人類居住的區域;它們有着短暫的繁殖週期,這些特質“也使它們容易作爲搭便車者被運輸到新的地方,”科學家稱,“這是一種在以人類爲主導的世界中取得巨大成功的完美組合。”

《科學時報》網站(www.sciencetimes.com)

1、新的心臟,新的自我?研究表明器官移植會導致性格變化

在一項名爲“與器官移植相關的性格變化”的研究中,美國科羅拉多大學的研究人員讓23名心臟接受者和24名其他器官接受者填寫了一份在線調查,詳細記錄了他們移植後的經歷。研究發現,89%的移植受者在手術後經歷了性格變化,無論他們接受的是何種器官。

這項研究是最早研究各種器官移植後人格變化的研究之一。早期的研究主要集中在這些患者的後遺症上。

手術後,一些患者報告稱感覺自己更像他們的器官捐贈者。他們最終發展出了新的食物、藝術、性和行爲模式偏好。

根據這項研究,偏好和自我可以包含在每個身體細胞中,而不僅僅是在心臟中。

2、強大太陽耀斑破壞了海平面以下25米的海底羅盤

在過去的幾周裡,太陽多次釋放了強烈的太陽耀斑,導致了明亮而令人驚歎的極光。今年3月份,加拿大海洋網絡(Ocean Networks Canada,ONC)監測到加拿大海岸外海域的磁羅盤數據出現了異常。

ONC在加拿大東部和西部海岸設有一系列水下觀測站,最深達2.7公里,主要目的是協助天文臺的聲學多普勒洋流剖面儀(ADCP)定位,並跟蹤洋流的變化。它們的數據必須每天檢查,以保證質量控制。

隨着太陽活動接近其11年週期的極大期,太陽最近異常活躍。今年3月,當世界經歷了令人震驚的地磁風暴時,ONC的數據專家首先在羅盤數據中發現了一些奇怪的現象。

隨着5月10日左右強烈的太陽活動開始顯現,統計數據再次變得異常。在溫哥華島海岸附近的福爾傑海峽,海平面以下25米的磁羅盤受到了最明顯的影響。指針在這裡偏離了正30度和負30度。

《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)

1、韋伯望遠鏡讓科學家首次瞭解一顆系外行星內部

像棉花糖一樣的行星WASP-107 b中隱藏着少量的甲烷和超大的地核。這一發現基於詹姆斯·韋伯太空望遠鏡(JWST)獲得的數據,標誌着對系外行星核心質量的首次測量,可能爲未來對行星大氣和內部的研究奠定基礎,這是尋找太陽系外宜居世界的一個關鍵方面。

發表在《自然》(Nature)雜誌上的這項研究表明,行星WASP-107 b的甲烷含量比預期的少1000倍,核心質量是地球的12倍。

WASP-107 b是一顆巨大的行星,被一層像棉花一樣蓬鬆的灼熱大氣層包裹着,它圍繞着一顆大約200光年遠的恆星運行。它之所以臃腫,是因爲它的構造:它是一個木星大小的世界,但質量只有木星的十分之一。

儘管它含有甲烷——地球上生命的基石——但由於它靠近其母恆星且缺乏固體表面,這顆行星被認爲不適合居住。但它可能爲晚期行星演化提供重要線索。

在發表在《自然》雜誌上的另一項研究中,其他科學家也用韋伯望遠鏡發現了甲烷,並對這顆行星的大小和密度提供了類似的見解。

2、物理學家揭示一種微觀現象:有助於製造出更快、更靈活的機器人

在最近發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上的一篇論文中,弗吉尼亞理工大學的物理學家揭示了一種微觀現象,這種現象可以極大地提高軟體設備的性能,比如敏捷的柔性機器人或用於藥物輸送的微觀膠囊。

這篇論文提出了一種新的物理機制,可以加速水凝膠的膨脹和收縮。首先,這爲水凝膠取代用於製造柔性機器人的橡膠基材料開闢了可能性——使製造材料能夠以接近人手的速度和靈活性移動。

軟體機器人已經在製造業中得到了應用,但現在使用的機器人依靠液壓或氣動來改變“手”的形狀以拿起物品。

和我們自己的身體類似,水凝膠主要含有水,在我們周圍無處不在。這項研究似乎找到了一種方法,可以讓水凝膠更快地膨脹和收縮,從而提高它們在不同環境下的靈活性和功能。

3、儘管面臨多重威脅,到2050年全球預期壽命將增加近5年

最近發表在《柳葉刀》(Lancet)上的《2021年全球疾病負擔研究》(GlobalBurden of Disease Study 2021)預測,2022年至2050年間,全球男性預期壽命將增加4.9歲,女性預期壽命將增長4.2歲。

預期壽命較低的國家,預期壽命的增長幅度將最大,這有助於不同地區預期壽命增長的趨同。這一趨勢在很大程度上是由公共衛生措施推動的,這些措施有助於預防心血管疾病、新冠肺炎和一系列傳染性疾病、孕產婦疾病、新生兒疾病和營養性疾病,並提高了其存活率。

《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)

1、革命性的電子學:摻雜空氣讓有機半導體更導電

一種新的摻雜方法利用空氣和光來增強有機半導體的導電性,有望在電子設備生產中具備更大的可擴展性和環境可持續性。

半導體是所有現代電子產品的基礎。現在,瑞典林雪平大學的研究人員開發出一種新方法,通過空氣作爲摻雜劑,使有機半導體變得更導電。這項研究發表在《自然》(Nature)雜誌上,標誌着向未來廉價和可持續有機半導體邁出的重要一步。

爲了提高半導體的導電性和改變其性能,通常會引入所謂的摻雜劑。這些添加劑促進半導體材料內電荷的移動,並且可以定製以誘導正(p摻雜)或負(n摻雜)電荷。目前使用的最常見的摻雜劑通常要麼反應性很強(不穩定),要麼價格昂貴,要麼難以製造,或三者兼有。

現在,林雪平大學的研究人員開發出一種可以在室溫下進行的摻雜方法,其中低效的摻雜劑(如氧)是主要的摻雜劑,並且用光激活摻雜過程。

這種新方法是將導電塑料浸入一種特殊的鹽溶液——一種光催化劑——然後用光照射一小段時間。照射的持續時間決定了材料的摻雜程度。之後,溶液被回收以備將來使用,留下p摻雜的導電塑料,其中唯一消耗的物質是空氣中的氧氣。

2、科學家發現具有重大意義的微小新原子Tauonium:比氫原子更簡單

量子物理學的最新發現揭示了比氫更簡單的原子結構,涉及粒子(如電子和它們的反粒子)之間的純電磁相互作用。這一進展對我們理解量子力學和基礎物理學具有重要意義,特別是探測Tauonium的新方法,這可能會徹底改變粒子物理學的測量。

氫原子曾被認爲是自然界中最簡單的原子,由一個無結構的電子和一個有結構的質子組成。然而,隨着研究的進展,科學家們發現了一種更簡單的原子類型Tauonium,它由無結構電子(e-)、μ子(μ-)或τ子(τ-)及其同樣無結構的反粒子組成。這些原子僅通過電磁相互作用結合在一起,結構比氫原子更簡單,爲量子力學、基本對稱性和引力等科學問題提供了新的視角。

迄今爲止,科學家只發現了兩種具有純電磁相互作用的原子:1951年發現的電子-正電子束縛態和1960年發現的電子-反電子束縛態。在過去的64年裡,儘管有人建議在宇宙射線或高能對撞機中尋找這種原子,但沒有發現具有純電磁相互作用的其他跡象。

Tauonium由τ子和它的反粒子組成,它的玻爾半徑只有30.4飛米(1飛米= 1x10^-15米),大約是氫原子玻爾半徑的1/1741。這意味着,Tauonium可以在更小的尺度上測試量子力學和量子電動力學的基本原理,爲探索微觀物質世界的奧秘提供了強大的工具。(劉春)