美国加州理工学院通过其网站发布消息称,该校研究人员通过同位素检测方法成功获得了两种大型恐龙的体温数据。结果发现,这些生活在1.5亿年前的古生物的体温与现代哺乳动物大体类似。该成果有望为长期以来有关恐龙生理特征的争论提供新的视角。
有关恐龙体温的问题,在科学界一直存在多种看法:有观点认为恐龙就像巨鳄一样是迟钝的冷血动物;但也有人认为某些恐龙可能是恒温动物,并具有迁徙习性。由于年代过于久远,此前研究人员只能用间接的方法来了解恐龙的生理特征及其生存环境,例如,通过恐龙足迹的间距、骨骼的生长速度或是食肉动物与被猎食者的比率来推测恐龙的行为和生理特征,但通过这样的方法所得到的结论经常相互矛盾。
此次科学家通过同位素测定技术成功解决了这一难题。负责该研究的约翰·艾拉说:“虽然我们同样也是利用推理,但如果能提供给我们一些保存较为完好的化石,我们的方法将比以前的更精确、更可靠。”
研究人员发现,在生物形成骨骼和牙齿时都需要氧和碳的参与,而其比例和浓度与温度相关。他们对从坦桑尼亚、美国怀俄明州和俄克拉荷马州挖掘到的11颗恐龙牙齿化石进行了同位素碳-13和氧-18的测定,并通过这些同位素的含量和比例推算出了恐龙的体温。结果显示,腕龙的体温为38.2摄氏度,圆顶龙的体温为35.7摄氏度,误差在1—2摄氏度之间。该体温数据与现代哺乳动物相似,高于鳄鱼而低于鸟类。
研究人员称,即便如此也不能轻易得出恐龙一定是热血新陈代谢动物的结论。因为大型恐龙体形巨大,与人类这样较小的动物相比,在保存体温上它们的效率更高。即便恐龙是冷血动物,它们也可以通过环境来获取温度,并能保持较长的时间。
此次研究所测得的恐龙体温比此前通过模型预测的要低一些,这意味着在恐龙的生理方面还有一些科学家所不了解的情况。艾拉推测,这可能与恐龙通过某些特殊的生理结构或行为来避免体温过高相关。恐龙或许通过较低的代谢率或者通过进化获得一些类似于气囊或气孔的身体结构来降低身体热量。另外,它们较长的脖子和尾巴应该也具有散热的作用。
研究人员表示,下一步将对更多的恐龙标本进行检测,并将研究延伸到其它已灭绝的脊椎动物。这项研究建立在热力学的基础上,与万有引力一样,热力学可完全不受时间以及环境的影响,因此,对灭绝动物体温的研究将使科学家对现代哺乳动物和鸟类的进化获得更多的理解。(王小龙)
记者24日从中国科技大学获悉,中美印科学家合作烹制了宇宙大爆炸“夸克汤”,从而在世界上首次确定从普通物质到夸克物质的相变温度。6月24日出版的《科学》杂志以“量子色动力学相图的标度”为题,发表这一研究成果。
据悉,中美印科学家联合研究确定了从强子物质(即普通物质)到夸克胶子等离子体的相变(即状态转变)温度约为175百万电子伏特,相当于2万亿摄氏度。中方研究人员罗晓峰介绍说,宇宙初生时,亿万物质是一锅由自由的夸克和胶子组成的浓稠的“汤”,俗称“夸克汤”,即夸克胶子等离子体。寻找夸克胶子等离子体存在的证据并研究其基本性质,对研究早期宇宙具有重要意义。
他说,在通常情况下,夸克和胶子被强相互作用力禁闭在强子中。通过对普通原子核“加热”,有可能使强子“融化”而形成夸克胶子等离子体。2000年以来,科学家们利用美国布鲁克海汶国家实验室中的相对论重离子对撞机(RHIC)进行实验研究,发现了一些夸克胶子等离子体形成的证据。但是从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度尚不清楚。
日前,RHIC对撞机将两束金原子核加速到接近光速,使其发生碰撞,形成高能量密度和高温的夸克胶子等离子体,冷却后产生大量粒子。中美印科学家组成合作小组,研究分析对撞机上STAR探测器采集到的大量实验数据,在世界上首次把测量到的净质子数分布的特征,与格点量子色动力学的计算结果进行比较,从实验上直接确定了重子数密度为零的情况下从强子物质到夸克胶子等离子体的相变温度。(吴兰)
科学网(kexue.com)讯 北京时间6月25日消息,世界各地的鸟类爱好者们大都对这些拥有着五颜六色羽毛的动物十分着迷,但根据最近的研究发现,这些鸟儿们其实可能并不会在意自己的色彩如何。
据国外媒体报道,科学家们认为,鸟儿们之所以不会特别重视自己羽毛的颜色,是因为它们完全无法解释颜色的概念——尽管有观点认为,鸟类对于紫外线色调的感知要超过人类的大脑。研究者认为鸟类眼中的世界同人类是不一样的,“色彩空间”对他们的意义并不包括自己身上羽毛的图案是如何的。
鸟儿们可能并不会在意自己的色彩如何
该项目的首席研究员玛丽-卡斯维尔-斯托达(Mary Caswell Stoddard)表示,鸟类是地球上最丰富多彩的生物体之一,对于人类的研究鸟类似乎拥有几乎可以想象到的所有色彩,但鸟儿们看到的世界与我们是截然不同的。该项研究的结果已发表在《行为生态学》期刊(the journal Behavioural Ecology)中。
玛丽和在美国工作的剑桥科学家同事们研究了诸多鸟类的颜色和它们眼中其它鸟类的状况,他们发现大部分鸟类的羽毛在其它鸟儿眼中,就像打印出的报纸一般只是一种色彩子集。需要思考的是为什么羽毛的颜色只限于这一个子集,而其它外色域的颜色则不在其中,这或许是对它们不利的。
但这不意味着鸟类的颜色不会最终演变扩大出新的颜色。研究报告的合著者,耶鲁大学的理查德-普鲁姆(Richard Prum)博士表示,新颜色的形成演化和创新能使鸟类的色彩空间踏入新领域,人类的服装在紫红色苯胺染料发明前也是比较单调的,但化学发明让衣服的颜色变得更加多样化。
(科学网-kexue.com 大平)
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德国研究人员23日在英国《柳叶刀传染病》期刊上报告说,本次德国肠出血性大肠杆菌疫情致病菌的菌株是10年前仅在德国现身过的一种大肠杆菌的克隆变种。这种病菌结合了肠出血性大肠杆菌和肠聚集性大肠杆菌的基因特性,因此具有更大危害性。
明斯特大学当天发布的新闻公报说,该校医学院卫生研究所所长卡希领导的研究小组分析了从德国17个城市共80名患者排泄物中分离出的菌株的遗传物质特性,发现所有这些菌株都属于血清型O104:H4型、序列型678型大肠杆菌。与此非常类似的大肠杆菌以往仅于2001年在德国两名患者身上出现过,这次却出人意料地在德国造成大流行。
研究小组还指出,本次暴发菌株都有与不同毒性相关的13个编码基因,包括肠出血性大肠杆菌常见的志贺毒素2的编码基因和与出血性腹泻相关的基因,还有与病菌黏附性相关的菌毛和黏附蛋白。
本次暴发菌株与2001年的分离菌株相比差别微小,主要是有了更多的抗生素耐药基因,同时又缺少了肠道聚集黏附大肠杆菌耐热肠毒素1基因。卡希认为,上述基因的增减是病原性大肠杆菌变异的常见现象。
卡希说,与肠聚集性大肠杆菌类似,本次暴发菌进入肠道后会成群聚集黏附在肠细胞上,形态如同“砖墙”一般。这时候病菌排出的志贺毒素往往会以迄今尚不明了的机理进入血液循环,并优先选择肾细胞和脑内皮细胞附着,造成肾和脑损坏,从而导致严重的溶血性尿毒综合征甚至使患者死亡。
卡希强调,目前这种病菌尚有许多未解之谜:是否仅仅是因为几种致病因素结合就使其有如此强的进攻性?到底需要多少病菌能造成感染?人类对这种病菌没有免疫能力是否是因为这种几乎是无中生有的病菌以前从未与人接触过?入侵人体之前,这种病菌又在何种群落生境中生存?
据德国负责汇总疫情的罗伯特科赫研究所23日公布的最新疫情通报,德国一个月来肠出血性大肠杆菌感染病例累计达3688例,其中患溶血性尿毒综合征的重症病例所占比例超过22%,远高于以往肠出血性大肠杆菌流行中不到10%的重症患者比例。截至22日,德国累计死亡患者已达42人。不过近两周来德国新增病例已明显减少。
科学家研究发现,近期肆虐欧洲的肠出血性大肠杆菌是由两种危险的大肠杆菌混合而成的新菌株,病菌具有黏附肠道的能力,令人更易吸收毒素,引发肾衰竭等并发症。
据报道,德国曼斯特大学教授卡希领导的研究小组发现,这种大肠杆菌是由肠出血性大肠杆菌(EHEC)和肠黏附性大肠杆菌(EAEC)的致病基因组合而成,因此变异出来的新菌株致命性“前所未见”。前者释放“志贺样毒素”,后者黏附在肠道内。肠黏附性大肠杆菌加速肠道吸收毒素,也因此解释了为何有大量患者出现溶血性尿毒症(HUS)。
专家较早时曾指出,新菌株的繁殖能力较强,它所释放的毒素也比较多。
报道指,上述两者混合而成的病菌对所有种类的盘尼西林及头孢菌素均有抗药性,但如使用碳青霉烯类药物,则可以产生药效。
阿伯丁大学的微生物系荣誉教授佩宁顿表示,目前非常重要的是必须查出这种新菌株是否也出现在动物体内。他说:“如果发现牛的体内也经常出现这个新菌株,那么类似的疫情可能还会再度爆发。”
据了解,这回在德国爆发的大肠杆菌疫情所造成的严重并发症,比此前发生过的疫情多三倍。这也是历史上夺走最多人命的疫情。
据统计,受感染的人数多达3601人,其中有超过800人出现危及生命的溶血性尿毒综合征,39人死亡。这些患者遍布欧洲各国,但绝大多数的病例出现在德国。
《新英格兰医学杂志》前天刊登的另一项研究报告则说,德国医生在疫情爆发的初期发现,有20%的病人因感染大肠杆菌而出现肾衰竭症状。报告还指出,这次疫情的患者大多数是成年人。
美国哈佛大学研究人员发现,日常生活中一些不良习惯看似微不足道,却对体重影响较大,如看电视、吃薯片、喝含碳酸饮料、熬夜能稳步增加体重。
研究人员认为,与其发胖后痛苦减肥,不如养成良好生活习惯阻止发胖。
饮食影响
研究小组分析3项大型健康研究中近12.1万名美国人的数据,探求饮食、运动和睡眠习惯对体重的影响。结果显示,饮食习惯对体重影响最大。
这3项研究每4年调查一次研究对象的生活习惯和体重情况,延续20年。研究伊始,所有研究对象体重正常,身体健康。随时间推移,他们体重逐渐增加,平均每人每4年增重逾1.5千克,研究结束时平均每人增重7.6千克。
体重增加较多的研究对象,平均每天摄取薯片0.76千克、土豆0.58千克、加糖饮料0.45千克、未加工红肉0.43千克和加工肉制品0.42千克。
路透社22日援引哈佛大学公共卫生学院大流士莫扎法里安的话报道:“体重逐步增长,而且历经这么多年,研究人员和个人难以发现致胖的特定因素……是这些细小选择的效果叠加所致。”
应重品质
莫扎法里安说,防止发胖或许比让肥胖人士减肥更为有效。
在美国,超过三分之一的成年人和近17%的儿童属于肥胖人群,罹患Ⅱ型糖尿病、心脏病、高血压、脂肪肝和某些癌症的风险增大。治疗肥胖相关疾病一年耗费1470亿美元,占美国医疗支出将近10%。
研究人员发现,体重减轻或长年保持稳定的研究对象较少食用加工食品。莫扎法里安说:“如果你多摄入水果、蔬菜、全麦和坚果,体重会减轻,这可能因为它们取代了其他食物。”
研究人员说,并非所有食物只要适量摄取就有益健康,食物同样有好坏之分,摄取食物应注重品质。
莫扎法里安说,不同食物对身体影响各异,同样是1卡路里,不同食物对饱腹感、血糖水平、胰岛素水平和其他机体生物反应的影响不同。
其他习惯
除饮食变化,其他生活习惯同样影响体重,如每天看电视一小时,每4年会增重0.14千克。
睡眠有一定的影响。每天睡眠6小时至8小时的研究对象体重不易增加;每天睡眠少于6小时或多于8小时的人则容易增重。
另外,时常锻炼身体的研究对象在20年研究期间体重增加较少。
研究论文由最新一期《新英格兰医学杂志》周刊发表。
多伦多大学密西索加分校研究人员开发出一种“分子胶水”,能将促癌蛋白质黏在细胞膜上,从而阻断癌细胞的生长,但不会影响正常细胞。该研究作为封面文章发表在最新出版的《应用化学》杂志上。
如果在满是油脂的水池里加入些肥皂,肥皂中的憎水基会排开水,吸附油脂退居到水池边缘。倘若水池是癌细胞,一滴滴的油脂是促癌蛋白,而肥皂是一种潜在的药物呢?根据最新研究,利用这种“分子胶水”充当药物,能迫使促癌蛋白退居到细胞膜上,正像肥皂和油脂结合后沉积到水池边缘一样,从而让癌细胞变得对其他化学疗法更敏感。
“这是一种全新的癌症治疗方法。此前的研究都是从功能上瞄准相关的结合位点,而我们的方法是在细胞内抑制促癌蛋白。”多伦多大学密西索加分校化学与物理科学系的帕德里克·甘宁说。该方法由他和本校同事克劳迪奥·格雷迪纳鲁以及中央佛罗里达大学的詹姆斯·塔克森共同提出。
这种“胶水”的形状就像哑铃:一端像锚一样紧紧黏在细胞膜上,另一端是能结合促癌蛋白的分子。这种能识别促癌蛋白的分子非常挑剔,对所要结合的目标有严格的选择,从而可降低药物引发副作用的风险。
甘宁解释说,这种像胶水似的物质能把目标蛋白黏在细胞膜上,从而干扰细胞癌变过程,控制癌细胞增生。而在正常细胞中,这种新疗法应该没什么影响。
研究人员对于这种“分子胶水”的前景很乐观。甘宁表示,新方法也将研究带到了癌症潜伏期,能减缓甚至停止癌细胞的扩增。由于化疗会带来很多副作用,这种方法也能减少病人对化疗的需要。
社会学研究早已发现城市居民更易因压力大出现精神疾病,而一项最新科学研究又为此提供了证据,其结果显示,在面临压力时,常在城市生活者和常在乡村生活者的大脑会有不一样的反应。
英国《自然》杂志23日的封面文章说,德国海德堡大学等机构的研究人员进行了相关试验。32名学生志愿者参与了一项较难的数学测试,并且在测试过程中会从耳机里听到来自研究人员的负面消息,说他们的进度落后于平均水平,可能难以通过考试。在受试者处于这种压力较大的环境时,研究人员用磁共振成像技术探测了他们大脑中不同部位的活动情况。
结果发现,那些当时正生活在城市的学生,大脑中的杏仁核活动增强,而生活在乡村的学生没有出现这种情况;同时另一个名为扣带皮层的部位活动情况也与城市生活背景有关,在城市中生活时间越长,这个部位的活动就越强。由于杏仁核和扣带皮层的功能与负面情绪有关,“城市人”大脑的这种特点有助于解释为什么他们更易出现精神疾病。
据国外媒体报道,在1964年的一次火箭发射任务中,美籍天文学家Riccardo Giacconi本想检测月球的X射线辐射量,却意外地发现了天空中出现神秘的X射线源,方向位于银河系的中心附近。后经证实:这个X射线源来自天鹅座,是一个由蓝超巨星(HDE226868)和一个致密星构成的双星系统,这个致密星已经被确认为大约为8.7倍太阳质量的黑洞。这不仅是人类发现第一个来自遥远深空(除了太阳)的X射线源,也是迄今从地球上所监测到的最强X射线源之一。然而,这个X射线源再次被钱德拉空间天文台探测到了。
天鹅X-1中的黑洞吞噬着蓝超巨星的物质
钱德拉X射线空间天文台的高能透射光栅摄谱仪(HETGS),在谱分辨率60-1000的区间内详细研究了探测到的来自天鹅X-1中黑洞附近的尘埃云X射线的散射特征。由于星际尘埃的阻挡且红光能穿透星际尘埃,在地球上观测超蓝巨星HDE 226868显得更红一些,科学家使用18种尘埃模型,探索在地球与天鹅X-1之间的星际尘埃对观测产生的影响。这种影响主要体现在光线穿过星际尘埃云,可能产生微小的弯曲,在分析来自天鹅X-1的光谱密度时就会受到影响。
同时,经Hipparcos卫星的精确测量,天鹅X-1(Cyg X-1)距离地球大约6000光年,天文学家在过去的50年间,已经对其进行了相关的观测和研究。这颗蓝超巨星围绕着一个看不见的巨大天体进行旋转,两者间的距离大约是地球与太阳之间距离的五分之一,也就是0.2个天文单位。科学家推测:蓝超巨星产生的恒星风不仅盘踞的黑洞的吸积盘上,也笼罩着其产生的X射线源。同时也意识到,在黑洞吸积的过程中,将产生急速的喷流进入宇宙空间,这些喷流可能夹杂着从蓝超巨星上撕扯下来的物质,所探测到的强烈X射线源就是由吸积过程中过热的物质发出。这里就出现了一个问题:我们还不能准确地划清事件视界的范围。
从对天鹅X-1的研究过程中,准确计算出这个双星系统中X射线源的位置是十分重要的,这个结果将直接导致人类空间观测史上的第一个黑洞被确认。科学家通过甚长基线阵列测量技术,利用三角视差法将距离值确定在1.86(-0.11,+0.12)千秒差距(kpc),1秒差距约等于3.2光年。而天鹅X-1发出的X射线通量有着明显的周期性特征,大约在5.6天就进行一个周期变化,这也证明了当这颗超蓝巨星运行到黑洞后面时,两者之间作用产生的X射线受到前者产生的恒星风阻挡,出现较低的值。
天鹅X-1系统中X射线源图
通过进一步的研究,科学家还确定了这个双星系统是进行顺时针旋转。利用耦合距离和多普勒效应模拟出天鹅X-1双星系统的三维运动模型。接着对地球以及天鹅X-1围绕银河系的相对速度进行修正后,发现其运行速度只有大约21 km/s,这表明在这颗蓝超巨星与黑洞形成双星系统时并没有出现剧烈的反冲效应。
天鹅X-1是第一个被人类通过建立动力学模型进行详细研究的黑洞,其中最有里程碑式的研究成果是确定了这个黑洞的距离、质量以及两者间的轨道倾角。通过动力学模型以及相对论模型,科学家还测量了黑洞吸积盘的内缘半径。对于这些研究结果,天鹅X-1双星系统的研究小组认为:由黑洞质量、轨道倾角以及距离带来的观测和模型参数的不确定性问题都将被充分考虑,而由于径流主导吸积盘的薄盘模型(吸积率低于爱丁顿光度)所带来的局限性,在诸如低光度天体(低态X射线双星)即天鹅X-1的具体应用上还需要进一步研究。
寄生黄蜂和巫毒瓢虫
最近一项研究发现,有很多瓢虫都会沦为寄生蜂——瓢虫茧蜂的受害者。目前已经发现瓢虫茧蜂为什么会把瓢虫当作孵卵器,巫毒瓢虫(zombie ladybugs)会对黄蜂易受攻击的幼虫起到保护作用,令食肉动物远离它们,增加它们幸存下来的可能性。
该研究成果6月21日发表在《生物学快报》上。这一研究发现,这种保护是要付出代价的:在仍活着的瓢虫(而非死瓢虫或者没有瓢虫的情况下)身上结茧的黄蜂幼虫在蜕变成成年黄蜂后,它们产的卵会更少。这表明黄蜂卵用来发育的相同资源,也被用来控制巫毒瓢虫。
瓢虫的悲剧
黄蜂的寄生方式早就受到科学家关注,它们并不是昆虫界唯一一种采用这种方式的昆虫。例如,寄生蜂Hymenoepimecis argyraphaga会在Plesiometa argyra蜘蛛的体内产卵。然后幼虫会咬破寄主的身体钻出来。寄主的心智也会被寄生虫牢牢控制住。被感染的P.argyra蜘蛛在死亡前,会在合适地点为黄蜂幼虫织出一张蛛网。被特定菌类感染的巫毒蚂蚁会在森林里四处游荡,直到正午它们才会停下来,用嘴死死咬住叶脉,把自己固定住。
日落时蚂蚁会死去,菌柄会从蚂蚁的脑袋上长出来。但是蒙特利尔大学的研究生范妮-穆勒及其同事注意到,即使瓢虫茧蜂(D.coccinellae)幼虫从瓢虫的腹部钻出来,它的寄主仍不会死,这时瓢虫处于半瘫痪状态,偶尔会抽搐一下。这些科学家猜测,活瓢虫或许能保护黄蜂幼虫不被食肉动物侵扰。为了验证这一理论是否正确,研究人员在实验室里养了4000多只瓢虫,并让黄蜂在不幸的瓢虫体内产卵。然后他们耐心等待黄蜂幼虫从寄主腹部钻出来,开始结茧。
瓢虫保镖
黄蜂幼虫从寄主体内钻出来以后,研究人员把这些巫毒瓢虫和黄蜂幼虫分成三组。他们把第一组的瓢虫从茧上取下来,只留下正在发育的幼虫。他们让第二组的幼虫继续与瓢虫呆在一起,不过他们会把瓢虫的脑袋碾碎,杀死它。第三组一切照旧,让黄蜂幼虫的茧继续留在活着的瓢虫身上。然后他们把这三个组合放到草蛉(一种食肉昆虫,喜欢吃黄蜂幼虫)周围。每只草蛉可以单独与一个茧呆15分钟,研究人员记下它们成功偷取黄蜂幼虫的次数。他们发现,由活瓢虫保护的茧被吃掉的可能性仅为大约35%。当黄蜂幼虫茧没有外物保护,或者与死瓢虫呆在一起时,它们被吃掉的可能性在85%到100%之间。
该研究还发现,与茧缚在一起的瓢虫活得时间越久,新生黄蜂的生育能力可能就越弱,这表明正在发育的黄蜂与它的寄主共享资源。有意思的是,幼虫从瓢虫腹部孵化出来前,瓢虫的储备越丰富,它存活和保护幼虫的时间就越长。研究人员还需要进行更多研究,才能确定黄蜂稍后是否会形成更多卵,以便弥补它们与巫毒寄主分享的资源。不过该研究还发现巫毒瓢虫存在的另一项令人感到好奇的事情:大约有25%的瓢虫会在寄生过程中存活下来,等到黄蜂幼虫离开后,它们会重新开始新生活。(秋凌)