2001年抵达火星目的地的“火星奥德赛”拍摄图片显示的地形
研究人员发现火星地形和特立尼达岛近海的条纹状海底土墩存在相似之处
20世纪80年代末到20世纪90年代行星学家开始怀疑火星上可能曾存在远古海洋
科学家称,在火星表面发现的土墩可能曾是湖泊所在地。这些令人难以置信的照片是由2001年抵达目的地的“火星奥德赛”拍摄的,它们显示的是这颗红色行星上的谷地和沟渠。
专家认为,火星上的这些泪滴状小岛可能是几百万年前在水下形成的。这一重大发现将能证明这颗红色行星上曾出现过可以支持生命存在的海洋。该研究成果7月发表在《地质学》杂志上,德州大学奥斯汀分校的地质学家罗勒纳-莫斯卡尔德里是这篇论文的第一作者,他说:“根据这些相似处,我认为火星上的泪滴状小岛是在相对较深的海洋深处形成的。”该研究突出了火星地形和位于特立尼达岛近海的条纹状海底土墩之间的相似之处,为证明火星北部平原存在远古海洋提供了证据。20世纪80年代末到20世纪90年代行星学家开始怀疑火星上可能曾存在海洋。
“海盗”号轨道飞行器拍摄的图片显示,这颗红色行星的克里斯平原地区看起来像是存在海岸线和河槽。莫斯卡尔德里和德州大学的地质学家雷斯利-伍德主要研究特立尼达岛近海海床的形状。这些被称作侵蚀阴影残迹(erosional shadow remnants)的地貌特征是一端与泥火山相连的彗状条纹,它们最长可达数英里。当沉积物与泥火山周围的水流混合在一起,聚集在相反方向时,就会形成这种地貌。详细的3D海床图(石油和天然气勘探工作拍摄的图片)让研究人员更好地观察了侵蚀阴影残迹。
莫斯卡尔德里认为,可能正是类似过程促使火星上的泪滴状小岛形成。他们称,由撞击而非泥火山产生的撞击坑,导致沉积物快速流动,形成彗状结构。莫斯卡尔德里说:“地球和火星之间存在的大部分相似处都是对陆地或环境进行对比得出的。这是首次得出深水海床的相似处。”火星上的这些条纹状小岛长在3英里到30英里(4.83公里到48.28公里)之间,占地1.5平方英里到150平方英里(388.50万平方米到3.88亿平方米)。这种大小意味着它们与深水侵蚀的特征类似,而非由空气侵蚀的地面特征。
实验室试验发现,它们的三角形状只能在水下形成,这为火星上存在远古海洋的观点提供了更多证据。但是田纳西大学的行星学家德文-伯尔表示,火星上较小的重力意味着这些小岛能在空气作用下形成,而且看起来像是在深水处的强压环境下形成的。莫斯卡尔德里说:“我们把一名地质学家送上火星,并用老式铁锤获取样本,对其进行直接观察,才能确定它们到底是怎么形成的。”(秋凌)
冰河世纪的猛犸刻画像,已经有13000年的历史
据国外媒体报道,来自史密森学会和佛罗里达大学的研究人员在佛罗里达州发现一块刻有猛犸象或乳齿象图案的骨骼碎片,大约有13000年的历史了。这块骨刻画是美洲发现的最古老的艺术作品,同时也是美洲大陆上已知唯一有关冰河世纪时期长鼻类动物的描绘。考古学杂志在线期刊已经发布了研究小组的这一发现。
这块骨骼化石是由詹姆斯-肯尼迪(James Kennedy)在佛罗里达州的弗隆滩附近发现的,他是一名业余化石猎人,发现并收藏了这块骨骼化石,后来在对它进行清洁的时候,发现了上面的骨刻画。 他意识到这一发现具有潜在的重要性,随后,肯尼迪与佛罗里达大学、史密森博物馆保护学会以及国家自然历史博物馆的科学家们取得联系,对其进行详细地研究。
史密森博物馆保护学会的人类学家丹尼斯-斯坦福(Dennis Stanford)是该项研究的合著者,他说:“这是一个激动人心的发现,在欧洲一些山洞的墙壁上和一些骨骼碎片上,长鼻类动物的刻画有数百个,但是在美洲,这还是头一遭。”
在这块版画上,所刻动物从头到尾长3英寸,高1.75英寸。这块骨化石是一个巨型生物身上的长骨,极有可能是猛犸象或乳齿象的长骨。由于骨骼碎片破碎状况比较严重,进行更精确的鉴定已经不可能了。
佛罗里达大学人类学荣誉教授巴巴拉-珀迪(Barbara Purdy)是这项研究的首席作者,她说:“这项研究的成果也是各学科协作研究的一个典范,有相当多阴谋论者对这幅骨刻画的真实性表示怀疑,直到经过考古学家、古生学家、法医人类学家、材料科学工程师和美术家的检测,最终才得以证实。”
研究小组的主要任务之一是确定这块骨刻画的年代,也就是要确定它是远古时代的作品还是近现代仿制品。最早发现它的地方位于古弗隆滩遗址附近,在1913年到1916年之间,在这里曾发掘出已绝迹的冰河世纪时期动物骨骼和人类骨骼。研究小组比对研究了这块骨刻画的成分与弗隆滩遗址的其它骨骼的成分,他们利用光电显微镜对其进行分析研究,最终确定是同时代的骨骼,刻画的槽纹边缘有明显长期磨损的迹象,不存在是近现代刻画的可能,而且刻纹中也没有金属工具雕刻的痕迹。
确凿无疑,它是冰河时期的艺术作品,非常罕见,它也为冰河世纪后期生活在美洲大陆上的人类描绘他们守猎的动物图像提供了证据。这块骨刻画至少有13000年的历史了。
目前,这块带有图案的骨化石的模型已经成为在佛罗里达自然历史博物馆中佛罗里达猛犸象和乳齿象展览的一部分
银河系中惊现“吸血鬼恒星”,图为两颗正在合并的蓝离散星
日前,天文学家在银河系中心首次发现“吸血鬼恒星”,它从邻近其它恒星中吸取生命能量。
这些吸血鬼恒星叫做蓝离散星(blue stragglers),它们存在于银河系中心区域。天文学家观测发现它们从年龄上明显滞后于其它恒星,它们形成时期显得更加年轻、炽热,且呈现蓝色。
天文学家猜测蓝离散星之所以看上去非常年轻是由于它们从其它邻近恒星中偷取了氢燃料,或许是碰撞吞噬了邻近恒星。
这些蓝离散星通常出现于密集的恒星团,这里的恒星拥有更多的机会彼此间提供能量。目前,天文学家在银河系中星系膨胀区域(环绕星系中心的恒星和气体密集部分)发现蓝离散星。
美国印第安那大学伯明顿分校兼加州大学洛杉矶分校天文学家威尔-克拉克森(Will Clarkson)说:“长期以来,科学家一直猜测蓝离散星存在于星系膨胀区域,但并没有人知道它们的数量有多少。目前我们的最新研究将揭晓这一谜团。”
天文学家使用美国宇航局哈勃望远镜对邻近银河系膨胀区域的18万颗恒星进行了观测。该研究小组发现其中包含42颗不同寻常的蓝离散星,它们看上去比其它恒星更加年轻。
在这42颗恒星中,研究人员评估有18-37颗是真实的蓝离散星,其年龄大约100亿-110亿年。剩余的恒星可能是星系膨胀区域真正的年轻恒星,或者并不存在于星系膨胀区域。或者蓝离散星并不是在其它宇宙区域通过碰撞恒星或者吸取额外氢气燃料而形成。
相反,星系膨胀区域的蓝离散星可能通过掠夺它们邻近伴星中的氢物质而形成,这一过程出现于一颗恒星以双星系统中伴星能量为“营养源”,或者出现于三星系统强烈的引力相互作用导致两颗恒星合并成一颗恒星。
克拉克森说:“对于蓝离散星形成的详细过程,我们仍有大量未掌握的资料和信息。目前发现的‘银河系吸血鬼’提供了蓝离散星形成的重要线索。”(叶孤城/编译)
诱导多能干细胞技术(iPS)是当今生物科学中最有前途的前沿项目之一,全球许多科学家都在争分夺秒地对其进行研发。
昨天,中科院广州生物院向新闻界宣布:该院以外籍科学家米格尔博士领导的研究小组在这方面的研究取得重大进展。他们将尿液中的肾管状细胞成功地诱导为多能干细胞,其表现出很好的分化能力。本月初,这一研究成果的论文由美国肾脏学会杂志在线发表,有关的方法也已经在中国和欧洲申请发明专利。
尿液是理想的诱导来源
人们知道,从胚胎中提取的干细胞,被称为全能性细胞,可转化成人体的其它细胞,将来用于人体器官的再造,从而能够在医疗等方面广泛应用,但长期以来引起不少人类伦理的争论。而从2006年起出现了诱导多能干细胞(iPS)技术,即从身体其它部位提取纤维细胞,逆转为类似胚胎干细胞的诱导多能干细胞。这不仅令多能干细胞的来源扩大了,并且不涉及人类伦理问题。
中科院广州生物院从一成立,就以诱导多能干细胞作为主要攻关方向,是继日本和美国之后全球第三个建立这个研究体系的实验室,在国际干细胞领域具有重要影响。其中,该院聘请了一位西班牙籍科学家米格尔博士就是其中的一位佼佼者,成为973国家重点科研项目的第一位外籍首席科学家。而从不同组织来源诱导多能干细胞,就是该项目的一个部分。
他向我们介绍说:课题组经过一年多研究,曾经做过从上皮、乳腺的细胞进行诱导多能干细胞的实验,最后发现尿液的最为理想。他们随机挑选的5名女性和7名男性的尿液,分离出尿细胞中肾的管状细胞。科学家们用这种细胞培养基经过培养之后,用逆转录病毒感染的方法将四种外源因子导入其中。在16-25天内,胚胎干细胞样的克隆就出现了,效率为0.1%-4%(这样的效率在同行中算是非常高的)。这些克隆经过继续培养,获得稳定的诱导多功能干细胞。
获取手段快捷方便
那么,这一发现相比其它来源有什么好处,又有什么更大的用处呢?
米格尔说,皮肤细胞的获取会给提供者带来手术的痛苦,而且由于皮肤受到紫外线等外界因素影响,容易发生某些突变。而利用尿液进行诱导具有取样便捷、应用范围广、可避免其它方法产生诸多问题。他说:“提供者只需要上次厕所而已,够简便了吧?”
课题组还将这些干细胞分化成神经元、心肌、肝脏等不同细胞类型,证明其具有生理功能。如所分化出的心肌细胞有生理功能,在仪器上显示出波浪线的轨迹。这些进展,为将来多能干细胞重建身体组织打通一些环节。
他们还将进一步进行实验,利用诱导多能干细胞的体外培养,来建立一些模型,以了解提供者的病症以及对某些药物有无负作用的反应情况。
在2011年“世界科学节”上,好莱坞明星大卫·摩斯、麦吉·吉伦哈和列维·施瑞博一起朗读科学著作。
“酷工作”单元,发明家展示“蜘蛛人装备”。
帕特·麦瑟尼在讨论即兴演奏。
想知道“即兴表演”时,大脑里发生了什么?世界上杀死无数人的剧毒青蛙是怎么回事?为什么D大调会让人感到悲伤……在6月初纽约举行的“世界科学节”上,这些问题的讨论让观众大饱耳福,在这场包括霍金在内的全球最顶级科学家和好莱坞演员捧场的大会上,从青少年到成人,都享受了一场“科学盛宴”,了解到,原来科学是可以很酷,很感性的。
科学工作可以酷
“我就像阿姆和大卫·爱登堡一起做的自然秀/我的工作是让书呆子们酷起来”……
这不是诗歌,不是朗读,而是科学传播工作者巴巴·布瑞克曼用“科学饶舌”来给“酷工作”节目做的开场白。在他的说唱中唱到,“科学饶舌”也是此前没有的职业,现在却奇酷无比,可以见到世界各地各种酷酷的科学家。
巴巴一边“饶舌”,一旁还有一名帅帅的年轻人做着口技节奏伴奏,原来他是一名救援设备工程师,曾经做客过电视节目《流言终结者》。受漫画的启发,他发明了一种可以让人像蜘蛛侠一样以高速垂直攀爬的技术。
紧接着,上台了一位美女,她竟然是来自卡内基梅隆机器人学院的博士,通过传感技术,她做出了电影《阿凡达》里面那样的发光电子植物,人走过去的时候,“植物”会随着人的移动而摇摆、晃动、伸缩。
“酷工作”是“世界科学节”中抢眼的一档专题活动,邀请了各类有着不同寻常科研工作的年轻人。比如,年轻的神经科学家安德鲁·菲顿最喜欢做的事情是,给实验对象的脑袋上带上各类探测器,然后观察人类在进行各种大脑活动时脑电波的变化。白胡子的狄更斯·代斯庞米亚是一名医学生物学家,这个工作没几个人听说过,而他研究的则是叫做“垂直农场”的项目,把多年来对一种蠕虫的研究运用到城市建筑中,让人类学习生物的功能,可以在城市建筑中搭建自给自足的农田。
“寻找地外生物”项目的天文学家吉尔·塔特则在演讲中告诉人们,虽然已经进行了50年,但寻找外星人还是有希望的,“我们把一滴水倒在盆里,以为可以在这滴水中找到鱼,”她说,“但事实是,一滴水并不能代表海洋。”工作是海量的,接下来,科学家们还会建更多的无线望远镜,探测更广大的宇宙,以期找到人类的同伴。
电影演员来捧场
“世界科学节”是探索科学的节日,但也得到了不少文艺人士的捧场。第一天的开幕式上,好莱坞明星、奥斯卡获奖演员艾伦·艾尔达,《风流老板佻秘书》主演麦吉·吉伦哈,好莱坞老戏骨苏珊·萨兰登等人走上了科学的红地毯。麦吉朗读了艾尔达创作的戏剧《辐射:居里夫人的激情》。这出戏从居里夫人与物理学家保罗·郎格文的爱情开始,描写了她作为一名情感丰富的女性科学家,在一个没有女人从事科学的时代中取得成就的矛盾心历。
“科学节”第四天,来了一名著名的吉他手帕特·麦瑟尼,在表演了一段即兴演出之后,他与一些神经科学家坐在了一起,讨论“即兴演出”的概念。原来,“即兴演出”也是有着科学依据的。大脑对于喜欢的事物,有两种表达方式,一方面,人们总是会回应一些熟悉的现象,来进行预测,做出决定,另一方面,太多的熟悉感又会让人感到厌倦,大脑同样很喜欢新鲜的事务,喜欢惊喜和不同寻常,而人在倾听音乐的时候,也总是一方面希望听到熟悉的旋律,一方面又渴望着不同。
“你演出的时候,脑子里在想什么?”主持人问帕特。“和弦,旋律的基本结构,怎么从这个音调调到另一个音调,”帕特回答道,过了一会,他又说,“不过事实是,我没怎么想这些东西。”
脑神经科学家很快接了茬,把帕特的话作为实验对象分析:“这是我们大脑运作的另一个双重性,即意识和潜意识同时在工作。”一位神经科学家兼小提琴手说,我们大脑中大部分的运作都不是意识,而是自动地在进行。不过,即使是即兴演出,也不代表随意胡拉,只有在多年训练,熟练掌握了各种音乐结构和规律之后才能让潜意识自由发挥。“如果你想从悬崖上飞下去,你得知道悬崖在哪儿才行。”
电脑、蚂蚁都添彩
在2011年“世界科学节”上,诞生了很多值得回忆的时刻,2011年的“电脑当服务员”和“蚂蚁能说些什么”就是最好的例子。
在科学节的展示中,一台微软的计算机变身为一家公司的前台招待小姐。“您好,请问您到哪个房间?”电脑问。“我也不清楚,我们去哪个房间?”“我想是9号楼吧!”两名访客在屏幕前讨论着,与此同时,电脑前台迅速对两人的谈话,面部表情进行数据分析。“那你们是去9号楼了,请稍等。”她迅速做出了答复。
在另一场对话中,世界上最权威的蚂蚁研究专家威尔逊将蚂蚁世界的故事讲给人们听:“成千上万的蚂蚁王国是神奇的生物王国,看起来它们像在一篇混乱之海中,但他们总能一同工作,创造有秩序的家族。”“我们人类能看,能用手干事,蚂蚁不是这样,他们用味觉、触觉来进行沟通,他们会说,‘小心,危险!’‘来这儿,干活!’”那么,蚂蚁能说多少个单词呢?威尔逊说:“蚂蚁的单词大约有10-20个,主要是‘小心’、‘来这儿’、‘我是一名士兵’‘我是生育王国的成员,你是吗?’”
(金煜)
■ 活动名片
“世界科学节”的来龙去脉
自2008年开始,《世界科学节》每年夏天在纽约城举行,主要活动包括专家讨论、现场科学实验、科学辩论、多媒体演讲、户外科学展示、科学展览等。该活动由哥伦比亚大学物理学教授布莱尔·格林和其妻,曾获艾美奖的电视记者特蕾西·黛创立。
今年的“世界科学节”于6月1日至5日举行,有包括物理学家霍金、生态学家威尔森、“DNA之父”詹姆斯·沃森、英国科学打假斗士西蒙·辛格等多位著名科学家出席,以及来自生物学、生命科学、物理学、计算机科学等各领域的年轻科学家带来的各类前沿科学研究,同时,也有来自电影界、戏剧界、音乐界和艺术界的各类艺术家带来现场表演。
如同“TED演讲大会”一样,“世界科学节”的大部分视频都免费在网络上公开。