7月3日外媒科學網站摘要:天文學家捕捉到史上最清晰的恆星“進食”畫面
7月3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)
金字塔時代的首個完整基因組:揭示古埃及與中東的血脈聯繫
從一位生活在最早金字塔建造時期的老年男性牙齒中,科學家們提取並測定了首個完整的古埃及人類基因組序列。
這具遺骸距今約有4800至4500年,與埃及歷史上的古王國時期——即“金字塔時代”——在時間上重合。研究人員7月2日在《自然》(Nature)雜誌上報告稱,其基因組不僅帶有與其他古代北非人羣相似的祖源特徵,也顯現出來自中東人羣的血統印記。
長期以來,從古埃及遺骸中提取高質量DNA極爲困難,炎熱氣候和木乃伊的製作過程會嚴重破壞DNA。此前的嘗試或因樣本污染而失敗,或只能獲得有限數據。本次的突破得益於遺骸未經木乃伊化處理,並被埋葬在陶罐中,從而幸運地保存了相對完好的古DNA。
團隊最初從遺骸的幾顆牙齒中提取DNA時,預期並不高。但其中兩份樣本所含的古DNA足夠完好,最終得以測定出一套完整的基因組序列。Y染色體序列表明,這具遺骸屬於一名男性。
其DNA大部分與約6000年前新石器時代北非早期農民的基因組相似。其餘部分則最接近美索不達米亞人羣,美索不達米亞是中東地區的古文明發源地,曾孕育蘇美爾文明,也是世界上最早文字系統的誕生地之一。研究人員表示,目前尚無法確定,這究竟意味着美索不達米亞人與古埃及人之間存在直接的基因聯繫,亦或該男子的美索不達米亞血統是通過其他尚未採樣的人羣傳入埃及的。
這名古埃及男子的其餘骨骼爲我們揭示了更多生活細節。其骨骼上的關節炎和骨質疏鬆等痕跡表明,他去世時已屬當時的高齡,可能活到了六十歲。此外,骨骼的磨損也顯示出長期體力勞動、長時間弓着背坐于堅硬表面的跡象。分析稱,他很可能是一名陶工。
這套完整古埃及人類基因組數據的發佈,是分子埃及學領域的重大突破。但這一基因組僅代表單個個體,未必能完整反映古埃及作爲多個人羣熔爐的基因圖景。要全面描繪古埃及人的基因歷史,仍需更多樣本和更嚴格的驗證。
《科學》網站(www.science.org)
科學家吵翻了!AI模擬人類思維是里程碑還是誇大其詞?
一項發表於《自然》(Nature)雜誌的研究稱,通過在大規模人類行爲數據集上訓練大語言模型(LLM),開發出了能模擬人類思維的AI系統“半人馬”(Centaur)。該模型據稱可預測和模擬自然語言描述的實驗中的人類行爲。然而,科學界對此反應兩極。
有人指出,傳統認知模型只能捕捉人類認知中極小且孤立的部分,但隨着LLM的進展,“我們突然有了一套令人興奮的新工具”,也許能整體理解人類思維。
德國赫爾姆霍茲人類中心AI研究所的研究團隊創建了包含160項心理學實驗、超6萬名參與者數據的“Psych-101”數據集,並基於Meta的LLM“Llama”訓練出“半人馬”。測試顯示,該模型在雙臂老虎機等任務中的表現優於傳統認知模型,甚至能泛化至未訓練過的任務變體(如新增第三臺老虎機)。研究者認爲,此類模型或能輔助實驗設計和行爲理論開發。
但質疑者指出,模型的“類人”輸出與實際認知機制無關。加拿大麥吉爾大學和魁北克人工智能研究所米拉分部的學者批評稱,模型無法真正模擬人類思維,且泛化能力存疑。英國布里斯托大學的團隊測試發現,模型在短期記憶任務中能回憶256位數字(而人類平均僅7位),反應速度達1毫秒,表現出“超人類”特性。有人則表示,就像指針鍾和數字鐘可以顯示同樣的時間,但內部原理完全不同一樣,“半人馬”雖能給出類人輸出,但其機制與人類思維截然不同。德國馬克斯·普朗克學會的學者進一步質疑,160項實驗僅覆蓋認知領域的極小部分,模型泛化能力有限。
儘管爭議存在,部分學者肯定其潛在價值。美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的研究者認爲Psych-101數據集本身具有意義,一些學者則對這類工具的長期科學價值持謹慎樂觀態度。目前,科學界普遍呼籲更嚴格的驗證,以釐清模型機制與人類認知的真實關聯。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
無需地球補給?3D打印生物塑料容器讓藻類在火星茁壯生長
火星上植物生存的未來可能依賴於生物塑料技術。最新研究表明,綠藻(杜氏鹽藻)能在模擬火星環境的半透明生物塑料容器中生長。這一發現發表於《科學進展》(Science Advances)期刊,爲就地建造宜居結構提供了新思路。
火星環境極端惡劣,大氣壓僅爲地球的1%,液態水難以穩定存在。美國哈佛大學研究團隊利用聚乳酸(PLA,一種可降解生物塑料)3D打印出特殊容器,通過內部壓力梯度維持水分穩定。這些容器的霧狀結構可阻擋有害紫外線,同時允許足夠光線穿透,滿足藻類光合作用需求。所需材料包括3D打印機、藻類細胞以及火星上已有的冰和二氧化碳。
相比維持人類生存,培育藻類或植物在火星環境中更爲可行。容器內的氣壓約爲地球的4%,雖不適合人類,但足以支持光合生物生長。此外,團隊此前研究發現,氣凝膠材料可抵禦火星低溫,未來或可結合生物塑料打造更接近地球環境的系統。培育多樣化可食用植物對長期生存至關重要。
該研究標誌着外星生命維持技術的重要進展。植物是支持人類長期太空生存的關鍵,而這一系統爲實現自給自足的太空居住邁出了重要一步。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
人體自帶“解毒器”?研究揭示腸道菌羣對抗PFAS的驚人能力
全氟和多氟烷基物質(PFAS)因在自然條件下極難降解,被稱爲“永久性化學品”。PFAS與多種健康問題相關,包括生育能力下降、兒童發育遲緩,以及某些癌症和心血管疾病風險升高。
英國劍橋大學的研究團隊鑑定出一類天然存在於人類腸道中的細菌家族,它們能夠從周圍環境中吸收多種PFAS分子。當將這些細菌中的九種引入小鼠腸道以“人源化”其微生物組時,這些細菌會快速富集小鼠攝入的PFAS,並隨糞便排出體外。研究還發現,隨着小鼠接觸的PFAS濃度增加,這些微生物的工作效率同步提升,始終能清除固定比例的毒素。暴露數分鐘內,被測菌種對PFAS的吸收率介於25%至74%之間。
該成果發表於《自然·微生物學》(Nature Microbiology),首次證明腸道微生物組可能在清除體內PFAS方面發揮積極作用——儘管尚未在人體中直接驗證。研究人員計劃基於這一發現開發益生菌膳食補充劑,以提升腸道內這些有益菌的水平,從而抵禦PFAS的毒性影響。
PFAS廣泛存在於防水服裝、不粘鍋、食品包裝等日常用品中,因其極難降解,已在環境和人體中大量累積。劍橋大學MRC毒理學單元的專家指出,目前缺乏有效清除體內PFAS的手段,而這項研究爲開發新方法提供了可能。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
宇宙盛宴:天文學家首次清晰觀測到大質量恆星吸積過程
藉助美國國家科學基金會國家射電天文臺(NSF NRAO)的甚大天線陣(VLA),天文學家首次捕捉到一顆正在形成的大質量恆星周圍氣體的劇烈吸積過程,這一關鍵機制推動了恆星的快速生長。
這項研究聚焦於距離地球約2300光年的仙王座A恆星形成區中的原恆星HW2,揭示了其吸積盤的結構與動力學特徵。這項研究由意大利國家天體物理研究所(INAF)、德國馬克斯·普朗克射電天文研究所及西班牙空間科學研究所(ICE-CSIC)合作完成,發表於《天文學與天體物理學》(Astronomy & Astrophysics)。
研究團隊通過追蹤氨分子(NH₃)的運動,發現距離恆星200至700天文單位(1天文單位≈1.5億公里)處存在一個高溫高密度氣體環,屬於吸積盤的一部分。觀測顯示,氣體以每年兩千分之一太陽質量的速率向恆星坍縮,同時保持旋轉運動。這一吸積率是大質量原恆星中的最高記錄之一,證實了吸積盤在恆星質量增長中的核心作用。
團隊還將數據與恆星形成的高級計算機模擬結果進行比對,表明氣體坍縮速度接近自由落體,而旋轉速度低於理論預期,符合引力與離心力平衡的模型。此外,吸積盤的不規則結構暗示了外部氣流的補充,這類“流吸”結構可能是維持大質量恆星持續生長的關鍵。
該研究終結了長達數十年的爭議,證明吸積盤機制足以支撐大質量恆星的形成。早前,藉助VLA和史密森天體物理臺的亞毫米波陣列(SMA),科學家曾推測HW2存在吸積盤,而新觀測以確鑿證據驗證了這一假設。(劉春)