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在植物中寻找防冻物质
日本研究人员在植物色素中找到一种防止水在低温下结冰的物质,只要将这种物质以0.01%的比例混入水中,水在-10℃的环境中也不会结冰。
当温度降到0℃以下,水会凝聚微小冰核,有了冰核,水分子可在其表面按一定的规则排列形成冰晶。北海道大学的研究小组发现,生长于寒冷地区的树木的组织,即使在低温环境下也不会冻结。他们于是提取这些树木的组织成分加以分析,结果发现其中的山奈酚-7-O-葡萄糖甙可阻止冰核生成。
研究人员说,这种物质或许可用于移植用脏器的低温保存等领域。目前,移植用脏器一般被浸泡在含生理盐水的液体中保存。液体温度越低,细胞的代谢越慢,脏器保存的时间也越长。但液体温度过低会冻结并伤害细胞,所以实际情况下脏器的长期保存非常困难。而水中只需添加0.01%的山奈酚-7-O-葡萄糖甙,水温下降到-10℃也不会冻结,脏器的保存时间将可能得到大幅延长。
氧含量减少导致昆虫长不大
据美国《科学》杂志在线报道,5亿年前,昆虫能够长到老鹰般大小,这完全是由于大气中充足的氧气所致。而今天地球大气中的氧气含量比那时减少了66%。对4种现存“黑甲虫”进行的X射线分析表明,与小甲虫相比,大甲虫具有更多用于空气流动的管状器官。但是这些导管必须长得很大才有效,而今天的氧含量限制了现代甲虫的身长不会超过17厘米。
肿瘤自相残杀让大型动物长寿
与体型较小的动物相比,大型动物通常体细胞较多,寿命也较长,这本应该使得它们更容易患上癌症,因为细胞越多癌变的几率就越大;另外年龄的增长也会增加癌变风险。然而在现实世界中,动物患癌症的风险并未随着体型的增大而明显加大,这是一个困绕科学家多年的矛盾问题。
为了弄清这一问题,美国亚利桑那州立大学的研究人员假设自然选择倾向于最具有侵略性的肿瘤细胞,它们生长迅速,能够分泌促进血管生长的化学物质,从而获得足够的营养。大型动物体内的癌细胞会逐渐进化为“超级肿瘤”,它会破坏营养供给从而摧毁父代肿瘤。而大型动物的超级肿瘤只有进化得非常大的时候才可能是致命的,因此它们需要的进化时间也更长,这也就解释了为什么大型动物在众多肿瘤的影响下仍然能够长寿。
为了验证这一假设,研究人员用计算机模拟了单个随机定位肿瘤在美洲鼠兔、人类、蓝鲸等6种动物体内的演化过程。他们将每个物种的模拟程序都运行了1 000次后发现,大多数动物进化出的超级肿瘤都阻碍了父代的生长。同时,物种的体型越大,产生的超级肿瘤也越多,而患上致命癌症的几率却相对较低。
目前,这个研究结果还存在争议,很多科学家并不认同这个研究结果。
南极上空发现高浓度氯素化合物
英国研究人员在位于南极地区的英国哈雷站大气观测台上,观察上述冰架上空大气的反射光谱,并测量大气中的化学物质含量。结果发现,在南极地区长达数月的极昼期间,该冰架上空大气中含有高浓度的卤素化合物——溴和碘的氧化物,这些物质会大量消耗臭氧。
研究人员说,这些卤素化合物为何在被观测的大气中如此集中还不得而知。但专家指出,他们发现的卤素化合物能通过化学反应大量消耗臭氧,削弱大气通过氧化进行的“自我净化”。
全球变暖催生死亡海域
一片含氧量极低的狭长水域再次出现在美国俄勒冈州中部海岸附近,由于这种情况已经连续出现了6年,海洋科学家担心,这一循环模式可能将变成新的“定势”。一些新的信号表明该“死亡海域”已经卷土重来——海底再度出现的海洋生物,在2006年的低氧状态下又一次大量死亡。鲑鱼和其他一些游速较快的鱼类有可能侥幸逃脱这场灾难,然而当海水中的氧含量急速下降后,螃蟹、海星以及那些行动慢吞吞的家伙则会窒息而亡。
在之前的几年中,当北风将上层海水吹向海岸时,这种低含氧量的情况便随之发生。这一过程导致那些营养丰富但缺氧的海水从海洋的底部向上补充。这些营养物质能够引起浮游生物的大爆发,在后者死亡之后,其腐烂的尸体则会被细菌消灭,而微生物在这一过程中将消耗掉海水中大量的氧,最终导致生物体能用氧越来越少。
研究人员指出,因气候变化导致的大陆及海洋温度上升有可能加强风势,从而使俄勒冈海岸附近的死亡海域向周围蔓延,一个富饶且多产的海洋生态系统变成一片水下沙漠。
成功培育“疯老鼠”
精神分裂症患者的兄弟姐妹,即使没有患病,他们的大脑在年轻的时候可能也会有明显的异常,但是这些异常在人长到20岁之后就会消失。这个发现证明精神分裂症可能与基因有关。
为了进一步了解精神分裂症,美国科学家成功培育出世界上第一批患精神分裂症的老鼠。现在,科学家可以通过实验室里培育的“疯老鼠”对精神分裂症进行深入研究,并研究出治疗精神分裂症的方法。
在实验中,科学家把与精神分裂症有关的基因注射入老鼠卵细胞的DNA里面,然后使这些卵细胞受精,再由代孕老鼠母亲把小老鼠生出来。科学家发现,他们培育出的老鼠的大脑内具有类似人类精神分裂症的特点,包括抑郁和过度活跃。
统计数据显示,大约每100个人里面可能就有1个人患精神分裂症。患者可能会出现幻觉、语言和行为能力失调症状。
日本研究人员在植物色素中找到一种防止水在低温下结冰的物质,只要将这种物质以0.01%的比例混入水中,水在-10℃的环境中也不会结冰。
当温度降到0℃以下,水会凝聚微小冰核,有了冰核,水分子可在其表面按一定的规则排列形成冰晶。北海道大学的研究小组发现,生长于寒冷地区的树木的组织,即使在低温环境下也不会冻结。他们于是提取这些树木的组织成分加以分析,结果发现其中的山奈酚-7-O-葡萄糖甙可阻止冰核生成。
研究人员说,这种物质或许可用于移植用脏器的低温保存等领域。目前,移植用脏器一般被浸泡在含生理盐水的液体中保存。液体温度越低,细胞的代谢越慢,脏器保存的时间也越长。但液体温度过低会冻结并伤害细胞,所以实际情况下脏器的长期保存非常困难。而水中只需添加0.01%的山奈酚-7-O-葡萄糖甙,水温下降到-10℃也不会冻结,脏器的保存时间将可能得到大幅延长。
氧含量减少导致昆虫长不大
据美国《科学》杂志在线报道,5亿年前,昆虫能够长到老鹰般大小,这完全是由于大气中充足的氧气所致。而今天地球大气中的氧气含量比那时减少了66%。对4种现存“黑甲虫”进行的X射线分析表明,与小甲虫相比,大甲虫具有更多用于空气流动的管状器官。但是这些导管必须长得很大才有效,而今天的氧含量限制了现代甲虫的身长不会超过17厘米。
肿瘤自相残杀让大型动物长寿
与体型较小的动物相比,大型动物通常体细胞较多,寿命也较长,这本应该使得它们更容易患上癌症,因为细胞越多癌变的几率就越大;另外年龄的增长也会增加癌变风险。然而在现实世界中,动物患癌症的风险并未随着体型的增大而明显加大,这是一个困绕科学家多年的矛盾问题。
为了弄清这一问题,美国亚利桑那州立大学的研究人员假设自然选择倾向于最具有侵略性的肿瘤细胞,它们生长迅速,能够分泌促进血管生长的化学物质,从而获得足够的营养。大型动物体内的癌细胞会逐渐进化为“超级肿瘤”,它会破坏营养供给从而摧毁父代肿瘤。而大型动物的超级肿瘤只有进化得非常大的时候才可能是致命的,因此它们需要的进化时间也更长,这也就解释了为什么大型动物在众多肿瘤的影响下仍然能够长寿。
为了验证这一假设,研究人员用计算机模拟了单个随机定位肿瘤在美洲鼠兔、人类、蓝鲸等6种动物体内的演化过程。他们将每个物种的模拟程序都运行了1 000次后发现,大多数动物进化出的超级肿瘤都阻碍了父代的生长。同时,物种的体型越大,产生的超级肿瘤也越多,而患上致命癌症的几率却相对较低。
目前,这个研究结果还存在争议,很多科学家并不认同这个研究结果。
南极上空发现高浓度氯素化合物
英国研究人员在位于南极地区的英国哈雷站大气观测台上,观察上述冰架上空大气的反射光谱,并测量大气中的化学物质含量。结果发现,在南极地区长达数月的极昼期间,该冰架上空大气中含有高浓度的卤素化合物——溴和碘的氧化物,这些物质会大量消耗臭氧。
研究人员说,这些卤素化合物为何在被观测的大气中如此集中还不得而知。但专家指出,他们发现的卤素化合物能通过化学反应大量消耗臭氧,削弱大气通过氧化进行的“自我净化”。
全球变暖催生死亡海域
一片含氧量极低的狭长水域再次出现在美国俄勒冈州中部海岸附近,由于这种情况已经连续出现了6年,海洋科学家担心,这一循环模式可能将变成新的“定势”。一些新的信号表明该“死亡海域”已经卷土重来——海底再度出现的海洋生物,在2006年的低氧状态下又一次大量死亡。鲑鱼和其他一些游速较快的鱼类有可能侥幸逃脱这场灾难,然而当海水中的氧含量急速下降后,螃蟹、海星以及那些行动慢吞吞的家伙则会窒息而亡。
在之前的几年中,当北风将上层海水吹向海岸时,这种低含氧量的情况便随之发生。这一过程导致那些营养丰富但缺氧的海水从海洋的底部向上补充。这些营养物质能够引起浮游生物的大爆发,在后者死亡之后,其腐烂的尸体则会被细菌消灭,而微生物在这一过程中将消耗掉海水中大量的氧,最终导致生物体能用氧越来越少。
研究人员指出,因气候变化导致的大陆及海洋温度上升有可能加强风势,从而使俄勒冈海岸附近的死亡海域向周围蔓延,一个富饶且多产的海洋生态系统变成一片水下沙漠。
成功培育“疯老鼠”
精神分裂症患者的兄弟姐妹,即使没有患病,他们的大脑在年轻的时候可能也会有明显的异常,但是这些异常在人长到20岁之后就会消失。这个发现证明精神分裂症可能与基因有关。
为了进一步了解精神分裂症,美国科学家成功培育出世界上第一批患精神分裂症的老鼠。现在,科学家可以通过实验室里培育的“疯老鼠”对精神分裂症进行深入研究,并研究出治疗精神分裂症的方法。
在实验中,科学家把与精神分裂症有关的基因注射入老鼠卵细胞的DNA里面,然后使这些卵细胞受精,再由代孕老鼠母亲把小老鼠生出来。科学家发现,他们培育出的老鼠的大脑内具有类似人类精神分裂症的特点,包括抑郁和过度活跃。
统计数据显示,大约每100个人里面可能就有1个人患精神分裂症。患者可能会出现幻觉、语言和行为能力失调症状。