3月20日外媒科學網站摘要：減少農藥使用，新方法激活作物抗蟲"生物盾牌"
3月20日（星期四）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
麻疹疫情在美國迅速蔓延：爲何這種高傳染性疾病難以控制
美國麻疹疫情正在迅速蔓延，截至3月18日，美國得克薩斯州報告了279例病例，新墨西哥州和俄克拉荷馬州分別報告了38例和4例。處於疫情中心的得州蓋恩斯縣已有一名未接種疫苗的六歲兒童死亡，新墨西哥州一名未接種疫苗的成年人也可能因麻疹死亡。
麻疹病毒的傳染性極強，流行病學家使用R0指標來衡量衡量一種病毒的傳染性強度，麻疹病毒的R0高達12到18，遠高於新冠病毒和流感病毒。麻疹之所以具有極強的傳染性，部分原因是感染所需的病毒劑量非常小。此外，麻疹病毒通過感染者呼吸時產生的空氣飛沫傳播，其傳染性飛沫可以在空氣中懸浮或在物體表面停留長達兩個小時。
更重要的是，在感染後的前2到4天，麻疹的症狀（如發燒、咳嗽和流鼻涕）常常讓人誤以爲是感冒。因此，麻疹患者在最具傳染性的時候可能不會進行隔離。麻疹的標誌性紅斑通常要到發病幾天後纔會出現。
麻疹的併發症嚴重，未接種疫苗兒童中每千例感染導致1-3例死亡，5%到6%的感染者會發展爲肺炎。長期併發症包括亞急性硬化性全腦炎（SSPE），這是一種罕見且致命的神經系統疾病。此外，麻疹還會導致“免疫遺忘症”，削弱免疫系統對其他疾病的抵抗力。
疫苗接種是預防麻疹的最有效方法。儘管單劑疫苗的有效率高達93%，但在疫情爆發地區或計劃出國旅行的人羣中，接種第二劑疫苗是值得考慮的。疫苗接種是控制疫情的關鍵措施，在疫苗接種率較低的地區，疫情可能進一步擴大。
《科學》網站（www.science.org）
宇宙膨脹加速的謎團：暗能量可能並非恆定不變
宇宙加速膨脹背後的神秘力量——暗能量，可能並不像科學家們長期以來認爲的那樣恆定不變。最新的暗能量光譜儀（DESI）數據顯示，宇宙的膨脹在過去比現在更快，這一發現挑戰了傳統的宇宙學模型。
暗能量是推動宇宙加速膨脹的神秘力量。近30年前，科學家通過觀測超新星發現宇宙膨脹在加速，而非因引力作用減速。這一現象被歸因於暗能量，並在愛因斯坦的廣義相對論中用宇宙學常數（lambda）表示。由此形成的lambda-CDM模型在過去的幾十年中得到了廣泛支持，儘管它並未解釋暗能量的物理本質。
然而，DESI的最新數據表明，暗能量可能並非恆定不變。通過分析數百萬個星系的分佈，DESI發現暗能量的強度可能隨時間變化。具體來說，暗能量的參數w（壓力與能量密度的比值）在過去可能低於-1.4，而今天約爲-0.8。這與lambda-CDM模型中w恆爲-1的假設不符。
儘管這一結果尚未達到統計上的確定性，但它與其它觀測數據（如宇宙微波背景輻射和超新星數據）的結合，暗示了暗能量可能具有動態特性。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、新型AI工具解鎖細胞“朋友圈”，個性化癌症治療迎來新突破
一種名爲NicheCompass的人工智能（AI）工具能夠快速分析患者樣本中的數百萬個細胞，預測組織中的分子變化，幫助制定個性化癌症治療方案。該工具由英國威康桑格研究所領導的一個研究團隊開發，結合了生成式AI和空間基因組數據，首次實現了對細胞“社交網絡”的可視化和解讀。
NicheCompass通過分析細胞間的通信網絡，識別不同細胞鄰域的特徵，幫助研究人員理解細胞如何相互作用。該工具已在乳腺癌和肺癌患者中展示了其潛力，能夠在一小時內分析患者數據，揭示個體對治療的不同反應，併爲個性化治療提供依據。
單細胞和空間基因組技術的進步使得研究人員能夠創建詳細的細胞圖譜，揭示細胞類型、位置及其相互作用。然而，解讀這些複雜的細胞網絡一直是一個挑戰。NicheCompass通過深度學習模型，量化並解讀細胞鄰域，幫助研究人員提出關鍵問題，例如“肺癌細胞如何與周圍環境通信？”
研究團隊使用NicheCompass分析了10名肺癌患者的數據，發現了患者間的相似性和差異性。相似性有助於理解癌症的普遍機制，而差異性則爲個性化治療提供了新方向。此外，該工具還成功應用於包含840萬個細胞的小鼠大腦圖譜，展示了其在全器官分析中的潛力。
NicheCompass的開發者表示，該工具不僅利用了AI的強大計算能力，還提供了高度的可解釋性，使研究人員和臨牀醫生能夠更好地理解疾病機制，並開發針對性的治療方案。未來，NicheCompass有望在癌症治療中發揮重要作用，幫助醫生制定個性化治療計劃，甚至利用患者的免疫系統直接對抗癌症。
2、可持續農業的新武器：激發子如何幫助作物抵禦害蟲
隨着全球糧食需求增長，害蟲控制成爲農業的緊迫挑戰。全球農民每年施用近400萬噸化學農藥，價值600億美元。然而，農藥的廣泛使用帶來了環境、健康風險和農業可持續性問題。二斑葉蟎（Tetranychus urticae）是傳統農藥管理侷限性的典型代表，它們繁殖快且對農藥迅速產生抗性，迫使農民尋求可持續的替代方案。
日本東京理科大學的一個教授團隊研究了二斑葉蟎與其寄主植物之間發生的精細分子相互作用。他們的研究於最近發表在《植物雜誌》（The Plant Journal）上。該團隊專注於二斑葉蟎分泌的特定物質——激發子（ elicitors），並研究了它們對各種作物的生物效應。
該團隊發現，葉蟎分泌的激發子（如Tet1和Tet2）能增強植物的防禦反應。進一步研究揭示了兩種新的激發子——Tet3和Tet4，它們能減少葉蟎在植物上的繁殖。
研究表明，Tet3和Tet4的表達水平因葉蟎取食的植物不同而異。取食普通豆類的葉蟎表達水平顯著高於取食黃瓜的葉蟎。暴露於高表達Tet3和Tet4的葉蟎的植物表現出更強的防禦反應，包括鈣離子流入增加、活性氧生成增多以及防禦基因PR1的表達升高。
研究人員指出，激發子可能作爲生物刺激劑，增強植物的抗蟲性，推動有機農業技術的發展。這一發現不僅有助於理解生物體相互作用的分子機制，還爲作物改良提供了新思路，幫助培育更具抗性的作物。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、未來手機不再發燙？新型材料或將終結電子設備過熱難題
美國紐約市立大學高級科學研究中心（CUNY ASRC）的研究人員發現了一種更高效地激發長波紅外和太赫茲波的方法，爲解決電子設備過熱問題帶來了新希望。這項研究發表在《自然》（Nature）雜誌上，展示瞭如何利用聲子極化激元（phonon-polaritons，一種特殊電磁波）來改善熱管理和紅外技術。
聲子極化激元是光與材料晶體結構振動相互作用時形成的電磁波，具有將長波長紅外能量聚焦到納米級區域並高效散熱的特性。儘管潛力巨大，但此前的研究大多停留在理論或實驗室階段，實際應用較少。主要挑戰在於激發和檢測聲子極化激元波的成本高且效率低，通常需要昂貴的中紅外或太赫茲激光器。
CUNY ASRC的研究團隊通過將石墨烯夾在兩片六方氮化硼（hBN）之間，成功實現了通過電流激發聲子極化激元。石墨烯在hBN封裝下電子遷移率進一步提高，使得電子在電流作用下加速並與hBN中的雙曲聲子極化激元（HPhPs）散射，從而高效激發HPhPs。實驗表明，僅需1 V/µm的電場即可實現HPhPs的電致發光。
這項技術的突破爲下一代分子傳感、電子設備熱管理等領域奠定了基礎，有望推動能源高效、緊湊型技術的發展，重新定義現代電子設備。
2、科學家突破技術瓶頸：實時捕捉電子超快運動
德國奧爾登堡大學的研究人員成功簡化了二維電子光譜（2DES）技術，使其能夠更廣泛地應用於觀察超快電子相互作用。2DES是一種先進的量子成像技術，能夠以幾飛秒（1飛秒是1秒的千萬億分之一）的分辨率跟蹤電子動力學，但因其複雜性，全球僅有少數研究團隊使用。奧爾登堡大學領導的團隊通過改進干涉儀設計，增強了對激光脈衝的控制，使2DES技術更易於實施。
2DES技術使用三個超短激光脈衝來激發材料並跟蹤其響應。前兩個脈衝啓動電子激發過程，第三個探測脈衝與激發系統相互作用，揭示系統狀態的關鍵信息。通過調整脈衝之間的時間間隔，研究人員可以捕捉到材料中電子運動的不同階段，類似於觀看電影。
研究人員提出了在現有TWINS干涉儀中添加延遲四分之一波片的改進方案。這一簡單但有效的增強使得激光脈衝的控制更加精確，克服了原有技術的侷限性。研究團隊通過實驗驗證了該方法，併成功研究了有機染料中的電荷動力學。
研究人員表示，這一突破將使2DES技術從專家專屬工具轉變爲廣泛應用的科研手段，有望在化學、太陽能轉換和量子計算等領域發揮重要作用。（劉春）