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山洞形成揭示阿尔卑斯山北部急剧抬升的原因。
 
(图片提供:Michael Meyer)
一项新的研究表明,阿尔卑斯山脉在过去的200万年中一直在生长,然而在某些地区,大约有2/3的增长高度却被冰蚀作用削去了。
相关证据被锁定在从奥地利西部的山洞中(主图所示)采集的一根石笋中。
奥地利因斯布鲁克大学的地质学家Michael C. Meyer和同事与英国利兹大学的地质学家Robert A. Cliff,首先利用铀—铅测年法确定了36厘米厚的洞穴构造(右图所示)的形成年代——它们大约在距今216万年至200万年前形成。
随后,研究人员对石笋中的氧同位素比率进行了分析,这意味着渗入到远古山洞中的富含矿物质的水曾流淌到比今天的洞穴上层低几百米的地层中。
最后,研究人员测量了形成的碳酸盐矿物质中碳同位素的比率,而这暗示了如今接近地表的山洞,在石笋的生长过程中曾位于地下约1000米的位置。
总而言之,这些数据表明,在最近的200万年中,阿尔卑斯山脉平均每100年增长约7.5厘米,与此同时,每个世纪的侵蚀会削去约5厘米的山顶。
对于由富含碳酸盐的岩层构成的山顶而言,现今大多数评估山脉抬升与侵蚀的技术都难以奏效,因此对远古山洞的构造进行分析为科学家寻找评估这种趋势的方法带来了希望。
研究人员在将于5月份出版的《地质学》杂志上报告这一研究成果。
阿尔卑斯山脉是欧洲最高大的山脉,位于欧洲南部,呈弧形东西延伸,长约1200多千米,平均海拔3000米左右。虽然阿尔卑斯山脉并不像其他第三纪时期隆起的山脉,如喜马拉雅山脉、安第斯山脉和落基山脉等那样高大,但它对阐释重大地理现象却很重要。(来源:科学时报 赵路)
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巨型诸城暴龙

  记者从中科院古脊椎动物与古人类研究所获悉,该所研究人员在山东诸城首次发现一种霸王龙的亲缘属种——巨型诸城暴龙,该研究成果近日刊载于国际著名学术刊物《白垩纪研究》。

  据介绍,巨型诸城暴龙产自山东诸城,从标本保存的上颌骨和牙齿系列来看,研究人员推测这种暴龙长达11米、高达4米,体重达6吨,是世界上最大的暴龙类恐龙之一。暴龙类属于兽脚亚目中食肉类恐龙,前肢短小,前肢有二指,用后肢行走,巨大的颌骨具有强大的咬合力,以猎食或腐食为生,主要发现于北美和东亚,生活在白垩纪晚期,距今约99至65百万年前,霸王龙是暴龙类恐龙的典型代表。

  研究人员发现,诸城暴龙的上颌骨上升突基部侧面有一平台,上颌窗前缘有一圆形凹缺,还有一套独特的特征组合,这些特征区别于暴龙类的其他所有属种,因此是一种新的暴龙属种,可谓霸王龙的“亲戚”。

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M13病毒可提高太阳能电池性能

  美国麻省理工学院4月26日在其网站上宣称,该校研究人员日前开发出了一种新技术,可通过一种名为“M13”的病毒将太阳能电池的光电转换效率提高近三成。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》杂志上。

  先前的研究已经发现,碳纳米管可以提高太阳能电池的转换效率。理想的情况下,碳纳米管会收集更多的电子,提高太阳能电池的表面积,从而产生更大的电流。但麻省理工学院的研究人员发现,该技术也存有一定的局限性。碳纳米管有两种,按功能可分为半导体类碳纳米管和导线类碳纳米管,两种纳米管不但在作用上不同,还容易发生聚集,从而严重影响转化效率。

  研究人员经研究发现,M13病毒可以很好地解决这一问题。这种病毒长度为880纳米,结构简单易于操控,且对人体无害。M13病毒中的一种肽可使其附着在碳纳米管上,从而保证纳米管处于恰当的位置上,避免与其他碳纳米管发生黏连。每个病毒使用300个左右的蛋白质分子可以控制大约5到10个纳米管。实验显示,采用病毒结构的新型太阳能电池可将光电转化效率从普通太阳能电池的8%提高到10.6%,而新系统在重量上只增加了0.1%。

  研究人员发现,除可固定碳纳米管外,M13病毒还会产生出二氧化钛,而二氧化钛颗粒可有效提高电子的传输效率。这种物质同样也是“格雷策尔电池”中的主要组成部分。“格雷策尔电池”也被称为染料敏化太阳能电池,工作原理是通过模仿光合作用产生电能。其发明人瑞士洛桑联邦高等理工学院光子学和界面试验室主任迈克尔·格雷策尔曾因该技术被授予芬兰2010年“千年技术奖”。此外,M13病毒还会让碳纳米管具有水溶性,使其在室温条件下可更方便地加入到太阳能电池板中,从而降低生产成本。

  研究人员称,关于两种碳纳米管在太阳能电池中具有不同效用的发现也是此次研究的一项重要成果,此前还没有被实验证明过。半导体纳米管可以提高太阳能电池的性能,但导线类纳米管的作用却正好相反。该发现或有助于设计出更有效的纳米电池、压电材料或其他与电力相关的材料。

  负责该项研究的麻省理工学院教授安吉拉·贝尔彻说,该技术还可以用来设计其他病毒增强型太阳能电池,包括量子点和有机太阳能电池。在提高普通太阳能电池的转化效率上该技术也有很大的潜力,不过这有赖于生物技术的进一步发展。

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  参与人类肠道宏基因组计划(MetaHIT)的一个法国小组研究发现,按照人类肠道微生物的主要类型,可将人群划分为3类,就像世上有4种主要血型一样。这有助于找到肥胖症和肠炎等病症的原因,也将带来个体化医疗。相关研究论文发表在近日出版的《自然》杂志上。

  微生物细胞与人类细胞的比例约为10∶1,科研人员也越来越重视人类体表和体内的细菌细胞。在美国,人类微生物组计划旨在给我们鼻子、口腔、皮肤、肠道、尿道以及生殖道的所有活细菌分门别类;欧洲人类肠道宏基因组计划(MetaHIT)联盟中法国国家农业研究院微生物基因研究部负责人达斯科·欧利希所属的小组正致力于研究肠道。

  欧立希领导的研究小组利用基因筛查来鉴别排泄物中的微生物。他们将来自22个欧洲人的样本和17个来自美国和日本的样本进行对比后发现,肠道微生物菌群只有3种类型,这些类型与年龄、性别、种族或饮食结构无关,这推翻了研究小组早期的分析。

  他们按主导类型将这些微生物组命名为类杆菌属(Bacteroides)、普氏菌属(Prevotella)和瘤胃球菌属(Ruminococcus)。类杆菌属已知擅长于分解碳水化合物,所以这种类型的人可能会抵抗肥胖;普氏菌属擅长于分解肠道黏液,这种黏液会增加肠道疼痛;而某些瘤胃球菌属有助于细胞吸收糖分,使体重增加。

  但研究小组对此给出3种可能的解释:一是人的肠道微生物构成取决于血型;二是认为这由新陈代谢所决定,人们清除结肠内由食物发酵而产生的过多氢气的化学路径有3种,肠道微生物可能与此有关;第三种解释是,由婴儿出生后接触的第一种微生物决定,这种微生物引发了免疫系统,由此形成了不同类型。研究小组正在测试第一种可能性。

  此外,研究还能将特殊肠道菌种和某些个人特征联系起来。比如只需样本中6%的微生物菌种就能诊断出肥胖症,准确率达到80%—85%;或根据一份排泄物样本,判断出人的年龄。(常丽君)

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  据英国《新科学家》杂志4月25日报道,欧盟通过了一项研究计划——极光基础设施(ELI),支持科学家建造三台可合起来使用的激光器,其中每台激光器都会让现有激光器相形见绌。这三台激光器有望于2015年问世,该计划的成功将会为建造更强的激光器(其能将“虚拟”粒子从时空空白处中拉出)奠定基础。

  这三台新激光器将于2015年分别建在捷克、匈牙利和罗马尼亚。每台激光器将发出强度高达10拍瓦(petawatt,1拍瓦=1015瓦)的脉冲,其强度是现有激光脉冲的几百倍。

  这种激光脉冲的持续时长仅为1.5×10-14秒,比光通过发丝直径的长度距离所需时间的十分之一还少。因为这种脉冲如此短暂,它们所包含的能量少于美国国家点火装置(NIF)的激光脉冲(其持续时长为2.0×10-8)所拥有的能量。但在这稍纵即逝的瞬间,ELI脉冲产生的能量却是NIF的20倍。

  《激光世界》杂志报道称,每台激光器的造价约为4亿美元,由于设计细节各有不同,因而可用于进行不同的高能物理实验,包括使用激光脉冲给粒子加速、研究原子核以及产生更短暂的脉冲来研究原子内部极快事件的动力学原理等。

  如果一切进展顺利,第四台激光器将“应运而生”。该项目协调人、法国超快光学研究所所长杰拉德·莫瑞希望,第四台激光系统最终能达到的强度能使“虚拟”粒子出现在现实中。

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  经过三年多的攻关,一支华人科研团队在研究大麻毒性及药用作用方面取得突破性进展,成功合成了可以“去瘾留药”的大麻新化合物。

  这项研究成果发表在最新一期《自然生物化学杂志》上。研究工作主要负责人为美国国家卫生院华人科学家张黎,论文第一作者为国家卫生院博士后熊伟,其他成员还包括该院另一位华人科学家成克军及其导师肯纳·赖斯、匹兹堡大学研究生崔探星及其导师许琰。

  据熊伟介绍,作为全球广为流行但争议极大的镇痛药物,大麻一方面可以治疗多种慢性疾病引发的疼痛,另一方面也会让吸食者上瘾,产生精神紊乱、幻觉等副作用,不仅引发一系列社会问题,也阻挠了大麻在临床方面的广泛应用。

  熊伟和他的研究伙伴正是着眼于大麻的毒性和药性,并最终将两者成功分离。熊伟表示,以往研究认为大麻的毒性和药性均通过大麻素受体蛋白介导,但他们的研究表明并非如此,实际上大麻的镇痛作用是通过一种名叫甘氨酸受体的蛋白介导。

  “我们鉴定了大麻与甘氨酸受体的分子作用机理,并在此基础上对大麻主要成分的化学结构进行了精确改造。新的化合物既保留了大麻的镇痛作用,又去除了大麻在精神方面引起的副作用。”熊伟说。

  他表示,一旦他们的研究成果在临床上得到广泛应用,至少会给患者带来三大好处。首先是大麻类药物对病人产生的毒副作用大大减少;其次是病人不必再担心“久用成瘾”,可以长期服用相关药物,另外就是由于大麻的“毒”性,目前只有持医生处方才能购买大麻类药物,而新药在去除大麻毒副作用后,有望成为非处方药,从而大大方便患者的购买和使用。

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  河北邯郸市文物局26日透露,南水北调邯郸段文物考古发现了一批先商时期古墓群,出土了大量以陶器为主先商文物,为夏商周断代史研究提供了重要实物考据。

  据邯郸市文物局局长王兴介绍,南水北调邯郸段共发现遗址、墓群11处,文物丰富地段一处。其中在薛庄遗址、墓葬等多处发现先商墓葬遗址,出土了大量陶器、石器和骨器等。遗址、墓群密度之高,出土文物数量及种类之多,在中国先商考古史实属罕见。为中国夏商周断代史研究,特别是为商代经济、社会发展研究提供了大量实物考据,为复原先商古民生活情景提供了更为全面的实物。

  据了解,在邯郸薜庄遗址及墓群考古中,共发掘先商灰坑209个、墓葬36座,灶1个、车辙一段。在滏阳营、湾漳营、槐树屯遗址及墓群考古中,共发掘先商灰坑31个,沟7条,道路6条,陶窑6座;清理墓葬73座,出土的文物有石器、骨器、蚌、陶器、铜、铁、瓷器等800余件。

  邯郸市文物保护所所长乔登云说,此次发掘另一特点是,遗址多为不断代墓群。一个遗址囊括从先商、秦至明清时期墓葬,为系统研究华北地区各朝代历史提供了不可多得的依据。以滏阳营遗址为例,出土了上至新石器时期、先商时期、北朝时期遗存,下至明清时期文物,时间跨度几乎囊括了中华文明发展史。(完)

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杜鹃


褐头鹪莺

  布谷鸟喜欢把蛋下在其他鸟的鸟巢里,冒充寄主的蛋,让寄主帮它孵化幼鸟。它的这种“偷懒”行为往往引起激烈的反抗。研究者发现,在如何造“山寨”蛋和如何辨识“山寨”蛋上,布谷鸟和寄主都在不断“练兵”,提高“技能”。

  布谷鸟巢寄生“本领”越来越强

  布谷鸟,还有一个我们熟悉的名字——杜鹃。

  这种动物,除了我们熟知的啼血的传说故事,其巢寄生的习惯也很出名。它会将卵产在其他鸟的鸟巢中,让别的鸟“代”它孵化和育雏。布谷鸟是现有80多种巢寄生鸟类中最典型的一种鸟,它可以把卵寄生在125种其他鸟类的巢中。

  研究表明,它的这种“厚脸皮”的偷懒行为,也在不断“登峰造极”。在繁殖期,它会寻找与自己的蛋的孵化期和育雏期相似、雏鸟食性基本相同的宿主,它们多为雀形目鸟类。在宿主开始孵卵之前,乘宿主离巢外出时快速寄生产卵。它自己不会做窝,也不孵卵,平均每年产蛋2~10个,却把所产的蛋放在如画眉、苇茑等鸟的巢窝里,让这些鸟替自己精心孵化。而且它懂得不把蛋放在一个篮子里,每飞到一个巢窝里只产一个蛋。在产卵前,它会把宿主原本的一枚卵移走,或全部推出巢外,迫使宿主重新产卵。而一旦巢寄生的雏鸟孵出,它也会将养父母的亲生子女推出巢外,独享义亲抚育。

  寄主鸟两大反抗策略

  布谷鸟发现了更好地模仿寄主蛋的办法,而寄主鸟儿们也相应地发生了协同进化,找到了新的办法来将自己的蛋和布谷鸟的蛋区别开来。寄主鸟有两种技巧来对付布谷鸟:一是提高自己的辨识眼力;二是改变自己蛋宝宝的颜色,以跟布谷鸟的蛋区别开来。

  剑桥大学的克莱尔·斯波蒂斯伍德带领的科学家研究团队在南赞比亚进行了有趣的实验研究。他们将外来的鸟蛋分别放在三种相近种属的鸣鸟巢穴中,以对它们的反应做比较观察,看它们是如何辨识外来的冒牌山寨货的。结果发现,褐头鹪莺在辨识自己巢穴里的真假鸟蛋方面,视觉能力很差。但是它的蛋在色彩上非常斑斓,在形状上也保持多样性,靠着下出不一样的蛋的本事,它战胜了布谷鸟的假冒蛋。红脸扇尾莺则发展出了很好的辨识眼力,但其蛋外观多样性的变化就很少。而第三种鸟,轻捷扇尾莺,在这两方面的能力虽然都不拔尖,但都处在还算不错的中间水平。研究者们发现,布谷鸟从不将蛋下在轻捷扇尾莺的巢穴里。看来,轻捷扇尾莺的战略是最成功的。

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目前,工程师正在教授计算机系统如何感受“遗憾”情绪

  腾讯科技讯(悠悠/编译) 据国外媒体报道,目前,工程师正在教授计算机系统如何感受“遗憾”情绪,这样机器人将操作运行得更快,并能在事件发生之前进行预测。

  据悉,以色列特拉维夫大学的研究人员正在研制一项程序,它将问询计算机试着做某事,且仅在它们故意地遭受挫败时。通过理解渴望获得的结果和现实之间的差异性,机器人将学习到一系列的“遗憾”情绪,并且如何将这种情绪控制在最小化。

  体验“遗憾”情绪的机器人计算机系统将在未来不太可能犯相同的错误,并且操作得更加有效。通过考虑所有可能发生的结果,机器人计算机系统还能预测未来,它们可成功地计算出在事件发生之前最可能发生的状况。

  从事这项研究的研究人员承认,该技术并不完全等同于科幻电影中描述的人工智能。相反,他们声称这可能是未来研制具有人类情绪的机器人迈出的第一步。以色列特拉维夫大学布拉瓦特尼克计算科学分校的伊夏-曼索尔(Yishay Mansour)带领计算机工程师小组从事这项研究,他已研制出一具基于机器学习最小化虚拟遗憾情绪的运算法则。

  该运算法则能适当即将到来的状况,意味着伴随着事件的发生它能够有效地“获知”。当该任务完成时,研究结果将差不多成为好像人们预先知道的所有变量。

  “遗憾”程序具有较高的效率,可帮助谷歌等公司预测其广告工具的有效性。曼索尔教授说:“例如:如果互联网的服务和路由系统能够预先看到和评估所有相关变量,它们将更有效地给予服务器资源的请求,下载文档和访问互联网站点。”

  他强调称,这种计算机系统可使它们能实时地改变和影响计算机决策。与人类进行对比,帮助系统能更快地处理所有有效信息,对未来进行评估。

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  美国南加州大学的研究人员在人造大脑领域获得一项重要进展,他们用碳纳米管成功制造出了一个能模拟大脑突触功能的电路,可实现神经细胞的功能,为构建人工合成大脑奠定了基础。研究人员在日前举行的2011年IEEE/NIH生命科学系统与应用研讨会上公布了这一研究成果。

  突触是神经元之间、神经元与肌细胞之间通信的特异性接头,是形成感觉和思维的关键部位,同时也是大脑的基本组成部分之一。碳纳米管是由六边形碳环微结构单元组成的一种纳米材料,其直径比铅笔芯还要细100万倍,具有独特的力学、电学和化学性能,在电路中可作为导体或半导体。由南加州大学维特比工学院电子工程系教授艾丽丝·帕克和周崇武(音译)领导的这个研究小组,采用跨学科的研究方法和纳米电路设计技术,成功制造出了能模拟突触功能的碳纳米管电路。

  帕克从2006年便开始探讨开发人工大脑的可能性。他说:“制造出人工突触将是整个过程的第一步。而人脑中有1000亿个神经元,每个神经元都与至少10000个突触相连,如何建立模拟大脑功能的神经结构和连接,是我们下一步更为复杂的工作。”

  帕克表示,未来几十年内人类或许就能在人造大脑领域获得重大突破,即便未能实现,至少也会开发出能模拟大脑部分功能的设备。但无论怎样,其中关键的一步在于如何利用逻辑电路来模拟大脑的可塑性,因为在人类的整个生命过程中,大脑会不断产生新的神经元和新的连接,要想通过电路来模拟这一过程将是一个非常艰巨的任务。不过,帕克相信,随着医疗技术的发展和科学家对人脑认识的进一步深入,不远的未来,我们或许就能用纳米技术对外伤性脑损伤进行治疗,另外,也可以用这种技术制造出更智能更安全的汽车。

  论文合著者、南加州大学维特比工学院的乔纳森·乔希说,在该研究的最初阶段,跨学科研究起到了关键作用,经常需要不同学科的多个工程师同时投入工作,最终周崇武和他的研究小组提供了理想的纳米技术动态电路。要解决今后面临的问题同样还要依靠这样的合作,才能不断找到新的解决方案。(王小龙 何屹)

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