大约12900年前,一次全球降温异常导致包括猛犸象在内的35种哺乳动物灭绝。在一些地区,平均气温可能下降了多达15摄氏度(27华氏度)。新的证据,以几纳米宽的钻石形式,支持了去年提出的一个理论,即彗星撞击或类似的爆炸事件抛掷出碎片并导致了降温。
纳米钻石仅出现在暴露于高温高压下的沉积物中,例如彗星撞击产生的沉积物。研究人员在北美的六个地点发现了它们:亚利桑那州默里斯普林斯;俄克拉荷马州布尔克里克;密歇根州盖尼;南卡罗来纳州托珀;马尼托巴湖欣德;以及艾伯塔省乔博特。在欧洲、亚洲和南美的初步搜索也在相同年龄的沉积物中发现了类似的发现,表明该事件具有全球影响。但这绝对不如6500万年前消灭恐龙的那次事件规模大。这项研究发表在1月2日的《科学》杂志上。 大卫·比埃洛
星际旅行可能意味着宇航员需要携带生态系统来供应食物和氧气。过去对潜在太空食物的研究已经考虑过家禽、鱼类甚至蜗牛、蝾螈和海胆幼虫,但它们都有缺点。例如,鸡需要大量的食物和空间,而水生生物对可能难以维持的水质条件很敏感。
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北京航空航天大学的科学家建议招募蚕,蚕在中国部分地区已被食用。这些昆虫繁殖迅速,需要的空间、食物或水很少,并且只产生极少量的排泄物,这些排泄物可以用作船上植物的肥料。蚕蛹主要由可食用的蛋白质组成,其必需氨基酸含量是猪肉的两倍,是鸡蛋和牛奶的四倍。科学家们的研究结论于2008年12月24日在《空间研究进展》在线发表,他们还指出,化学过程甚至可以使蚕丝可消化。让开,唐饮料。 查尔斯·Q·崔
抢劫案为一个糟糕的年份画上了不光彩的句号。在圣诞节后的星期一,纽约市的窃贼在六个多小时内抢劫了五家不同的银行,这几乎是该市2008年444起银行抢劫案的最后几笔,比2007年增加了54%。一位旁观者告诉《纽约时报》:“这让我认为经济衰退正在迫使人们采取极端措施。” 这概括了普遍的观点,即随着经济萎缩,犯罪将膨胀以填补空白。而我们面临的是怎样的萎缩:“人们担心我们正走向世界末日,”约翰·杰伊刑事司法学院犯罪预防中心主任大卫·肯尼迪评论道。
但肯尼迪和其他研究人员认为,失业和经济绝望与盗窃和谋杀并非必然相关。影响犯罪率的因素远比任何经济指标都要多样和复杂。
以大萧条为例。在1929年股市崩盘后的几年里,犯罪率也大幅下降。“坐在家里的人不会成为犯罪的绝佳目标,”俄亥俄州立大学的经济学家布鲁斯·温伯格说。“外出消费现金并在人群中闲逛的人才会。” 这在咆哮的二十年代尤其如此,那个时代也遭受了禁酒令和随之而来的犯罪集团的困扰。
美国城市在上个世纪经历了另外两次主要的犯罪流行病,一次是在1960年代后期到1970年代初期,另一次是在1980年代末到1990年代初期,当时全国范围内的谋杀率达到了历史最高水平。第一次发生在繁荣时期;第二次发生在经济衰退时期。但在两种情况下,主要的根本原因都是毒品交易的激增,1970年代是海洛因,1990年代是可卡因。
尽管肯尼迪称这些“系统外部冲击”在决定犯罪率方面发挥着重要作用,但最近的研究已经梳理出总体经济与犯罪之间的一些联系。当温伯格和他的合作者希伯来大学的埃里克·D·古尔德和佐治亚大学的大卫·马斯塔德检查了年轻男性,他们最多只有高中学历,这是犯罪最多的群体,他们发现平均工资和失业率与财产犯罪的发生率直接相关。(这里的财产犯罪指的是盗窃、汽车盗窃和抢劫等重罪,其中抢劫通常被归类为暴力犯罪,因为暗示使用了武力或威胁。)经济困难时期也会导致更多的家庭虐待。
谋杀率与失业率或其他标准经济指标从来没有很好的联系,但密苏里大学圣路易斯分校的犯罪学家里克·罗森菲尔德认为,这是因为这些统计数据没有讲述全部故事。“当我们试图理解犯罪行为时,我们试图理解人的行为,”他说,“因此,最好使用主观指标以及客观指标。” 他和亚利桑那州立大学的罗伯特·福南戈将谋杀率与消费者信心指数(一项调查人们如何看待他们当前的财务状况以及他们对未来的希望的调查)进行了对比。他们发现,较低的指数得分与较高的谋杀率密切相关。
罗森菲尔德指出:“我不认为新失业的人会变成罪犯,但边缘消费者,即去折扣店的购物者,许多这样的消费者在经济衰退期间转向街头市场。这些市场通常是二手商品市场,但有些是赃物市场。随着需求的增加,罪犯犯罪的动机也会增加。” 在黑市上,买方和卖方之间通常由商业改进局处理的任何纠纷现在都可能通过暴力解决。消费者信心指数在去年11月跌至28年来的最低点。
这是否预示着谋杀率即将飙升?犯罪学家说,不一定。另一种外部力量已经出现,这次是以现代犯罪威慑战术的形式出现。许多警察部门现在维护着经常更新的高犯罪率地区地图,以便更有效地部署徒步巡逻,“将警察放在点上”,正如洛杉矶警察局局长威廉·布拉顿喜欢说的那样,他在1990年代初期在纽约市率先使用了这项技术。警察部门也开始直接与已知的犯罪团伙互动,通知他们,任何团伙成员的暴力行为都将导致对所有人的严厉镇压。这项技术导致了1990年代的“波士顿奇迹”。 此后,它已扩展到全国数百个城市。
此外,最近的一项研究表明,直接的经济刺激可以起到缓解作用。与其它社区相比,1930年代在公共工程项目上投入更多的社区犯罪率更低,这对当前联邦政府的刺激计划来说是一个吉祥的预兆。“我们能完全阻止这种情况吗?” 肯尼迪问道。“不,我们不能。但过去医学就像,当瘟疫席卷而来时,你戴上口罩并祈祷。现在你接种了流感疫苗,它会有所帮助。”
从本月开始,大约四分之一的世界人口将因夏令时而减少睡眠并增加日照。人们可能认为,通过时间调整,他们正在节约原本用于照明的电力。但最近的研究对能源论点提出了质疑,一些研究甚至发现它最终会导致更高的电力使用量。
本杰明·富兰克林在1784年提出了夏令时的想法,目的是节约蜡烛,但美国直到第一次世界大战才实施夏令时,作为一种为战争努力节约资源的方式。对其有效性的首次全面研究发生在1970年代的石油危机期间,当时美国交通运输部发现,与标准时间相比,夏令时将全国电力使用量减少了约1%。
加州大学圣巴巴拉分校的经济学家马修·科琴观察到,此后很少有研究进行,在此期间,随着空调和家用电子产品变得更加普及,美国的用电模式发生了变化。但最近,州和联邦层面夏令时政策的变化为调查人员提供了新的机会,以探索时钟调整的前后影响。
2006年,印第安纳州首次在全州范围内实行夏令时。(在此之前,夏令时仅在印第安纳州少数几个县生效,令人困惑。)科琴和他的同事劳拉·格兰特在检查了全州范围内的变化以来的用电量和账单后,意外地发现夏令时导致住宅用电量总体上升了1%,使该州额外花费了900万美元。研究人员认为,尽管夏令时减少了家庭照明的需求,但它增加了夏季傍晚的制冷需求和早春和晚秋早晨的供暖需求。他们希望今年在《经济学季刊》上发表他们的结论。
调查人员在2007年获得了另一个机会,当时全国范围内的夏令时提前三周开始,在三月的第二个星期日,并在秋季晚一周结束。加州能源委员会资源经济学家艾德丽安·坎德尔和她的同事发现,延长夏令时对该州的能源使用几乎没有影响。观察到的能源使用下降0.2%在1.5%的统计误差范围内。
并非所有最近的分析都表明夏令时会适得其反。美国能源部高级分析师杰夫·道德和他的同事没有研究夏令时变化对一个州的影响,而是调查了夏令时可能对国家能源消耗产生什么影响,他们调查了全国67家电力公司。
在他们2008年10月提交给国会的报告中,他们得出结论,夏令时延长四周每天节省了全国约0.5%的电力,总计1.3万亿瓦时。这个量可以为一个家庭供电10万年。道德说,该研究不仅考察了住宅用电量,还考察了商业用电量。
区域和国家结果之间的差异可能反映了各州之间的气候差异。“我们看到的效果在佛罗里达州可能会更糟,那里的空调使用量很大,”科琴建议道。
如果时间调整最终成为能源浪费者,夏令时是否应该结束?当然,这将取悦农民,他们长期以来一直反对夏令时,因为它扰乱了他们的日程安排。但是,机会似乎渺茫。“我怀疑我们能否在国家层面改变夏令时,因为我们已经习惯了它,”科琴说,他补充说,“我们可能需要考虑它可能带来的其他成本或收益。” 零售商,尤其是那些与体育和娱乐相关的零售商,历来最强烈地主张延长夏令时。例如,高尔夫行业代表在1986年告诉国会,延长一个月夏令时每年可带来高达4亿美元的额外销售额和费用。
因此,与其担心在家中打开空调,不如考虑一下当阳光充足时,您可以在户外做更多的事情。有人要玩垒球吗?
在20世纪科学涌现的知识洪流中,人们发现了我们所能了解的铁律限制。维尔纳·海森堡发现,提高关于物体位置的精度必然会降低其动量的不确定性水平。库尔特·哥德尔证明,在任何足够先进以至于有用的形式数学系统中,都不可能使用该系统来证明它包含的每个真命题。艾伦·图灵证明,人们通常无法确定计算机算法是否会停止。
美国宇航局艾姆斯研究中心的物理学出身的计算机科学家大卫·H·沃尔珀特也提出了他对知识限制的看法。他得出结论,正因为如此,宇宙超出了任何可能存在于宇宙之内的任何智力的掌握范围。具体而言,在过去的两年里,他一直在完善一项证明,即无论什么物理定律支配宇宙,宇宙中必然存在一些事实,宇宙的居民无法通过实验学习或通过计算预测。夏威夷大学希洛分校的物理学家菲利普·M·宾德认为,该理论暗示,寻求统一规律的研究人员无法期望获得比“几乎一切理论”更好的结果。
沃尔珀特的工作旨在创建一个对测量量、观察现象、预测系统未来状态或记住过去信息等过程的正式严格描述,这种描述足够通用,以至于与物理定律无关。他观察到,所有这些过程都具有一个共同的基本结构:必须配置某些东西(无论是实验设备还是运行模拟的计算机);必须指定关于宇宙的问题;并且必须提供答案(正确或错误)。他通过定义一类他称之为推理设备的数学实体来建模这种通用结构。
推理设备作用于一组可能的宇宙。例如,我们的宇宙,即我们的宇宙在所有时间和空间上的整个世界线,可能是与支配我们宇宙的相同规则允许的所有可能的此类宇宙集合的成员。在沃尔珀特的分析中,不需要指定这些规则的任何内容。重要的是,各种可能的推理设备在每个宇宙中提供问题的答案。在一个类似于我们宇宙的宇宙中,推理设备可能涉及一组数字秤,您将在明天中午站在上面,问题与您当时的质量有关。人也可能是推理设备或推理设备的一部分。
沃尔珀特证明,在任何这样的宇宙系统中,都存在内部的任何推理设备都无法确定的量。因此,皮埃尔-西蒙·拉普拉斯在1800年代初期假设的“魔鬼”(给魔鬼宇宙中每个粒子的确切位置和速度,它将计算出宇宙的未来状态)如果魔鬼必须是宇宙的一部分,就会受阻。
研究人员之前已经证明了关于特定物理系统不可计算性的结果。沃尔珀特指出,他的结果更为普遍,因为它几乎没有对物理定律做出假设,并且除了推理设备必须存在于所讨论的宇宙中之外,它对推理设备的计算能力没有要求限制。此外,该结果不仅适用于物理系统未来状态的预测,还适用于对当前状态的观察和对过去状态记录的检查。
该定理的证明类似于哥德尔不完备性定理和图灵停机问题的结果,依赖于说谎者悖论的变体,即要求拉普拉斯的魔鬼预测关于宇宙未来状态的以下是/否事实:“宇宙是否不会是你的答案为“是”的宇宙?” 对于魔鬼来说,寻求真实的是/否答案就像试图确定“这个陈述是假的”的真假一样。知道整个宇宙的当前确切状态,知道支配宇宙的所有定律并拥有无限的计算能力对魔鬼来说无济于事,无法如实地说出它的答案是什么。
然而,从某种意义上说,这种悖论的存在并非完全是惊天动地的。正如麻省理工学院的计算机科学家斯科特·阿伦森所说:“你对宇宙的预测从根本上受到你自身是你所预测的宇宙的一部分这一事实的限制,这对我来说一直很明显,我怀疑如果我们能问拉普拉斯本人,他是否会说不同的话。” 然而,阿伦森确实承认,“详细阐述一个想法背后的所有假设,用正式符号重新表达一切,并详细思考其含义,这通常是一个有用的练习”,正如沃尔珀特所做的那样。毕竟,魔鬼,或魔鬼,都在细节中。
明尼苏达大学的生态学家辛迪·黑尔回复了来自大湖区许多心烦意乱的公民的电子邮件。她说,居民们似乎在他们的花园里引入了某些蚯蚓,“现在他们得了‘寸草不生综合症’。”
长期以来,蚯蚓被认为是园丁的朋友,它可以疏松和通气土壤。但大湖区的情况有所不同。最后的冰河时代在1万年前消灭了当地的蚯蚓,从那时起,东北森林就在没有蠕虫的情况下进化而来,黑尔说。但现在蚯蚓又回来了,这是渔民将他们的蠕虫扔进森林的结果,越野车和伐木卡车在轮胎胎面中携带它们,以及人们从其他地区带入覆盖物和任何可能在其中的蠕虫。
作为入侵物种,蚯蚓对硬木林造成了最大的破坏,例如那些由枫树、椴树、红橡树、杨树或桦树物种组成的森林。(以针叶树为主的森林似乎受到的影响较小。)根据纽约州米尔布鲁克凯瑞生态系统研究所的微生物生态学家彼得·格罗夫曼的说法,北部硬木林一直依赖于厚厚的落叶层,这些落叶层充当生根介质。格罗夫曼报告说,“蚯蚓进入一个有厚厚的有机垫的区域,两到五年后,该层就消失了。”
结果,一些曾经拥有茂盛下层植被的北部硬木林现在只有一种本地草本植物,几乎没有树苗。显然,蚯蚓将森林土壤从真菌主导的系统转变为细菌主导的系统,这加速了落叶碎屑向矿物化合物的转化,从而可能剥夺植物的有机营养。
并非所有外来蚯蚓都具有破坏性。在全球约5000种物种中,只有约16种欧洲和亚洲品种造成了真正的损害。其中一种是夜蚯蚓(Lumbricus terrestris),一种流行的鱼饵,可以长达15到20厘米(六到八英寸)。另一种是阿拉巴马跳虫(Amynthas agrestis),也称为蛇蚯蚓或疯狂蚯蚓,是一种具有侵略性的亚洲蚯蚓,密度很高,并且可以真正跳离地面或从诱饵罐中跳出来,根据钓鱼界的传说。它是一种贪婪的食客,对土壤造成最大的危害。
蚯蚓的存在不仅影响植物。佐治亚大学的野生动物生态学家约翰·梅尔茨说,以这些蚯蚓为食的成年蝾螈在繁殖方面更成功,但蚯蚓对于幼年蝾螈来说太大而无法食用,这导致蝾螈数量净减少。梅尔茨指出,两栖动物本身是“蛇、小型哺乳动物、火鸡和许多森林生物”的重要猎物物种。
黑尔说,一旦建立,蚯蚓就无法从环境中移除。美国农业部最近对蚯蚓的影响表示担忧,并向黑尔及其生物学家同事授予了为期三年、价值397,500美元的赠款,用于研究寒温带硬木林中蚯蚓入侵的生态学。科学家们还希望回答有关养分和碳循环的问题,包括蚯蚓活动是否有助于将碳固存在土壤中或将其释放回大气中。“关于这个问题,陪审团仍在讨论中,”黑尔解释道。
研究人员一致认为,最好的希望是控制蠕虫,蠕虫自身每年只能传播5到10米。这可能意味着管理越野车、垂钓者处理鱼饵或伐木业设备卫生和使用的新规定。黑尔还希望控制社区覆盖物堆:“我记得我第一次听到它们时,我认为,这是一个好主意,但想想看。你从各地收集树叶、杂草种子和蚯蚓,把它们带进来,混合起来,然后再把它们分散出去。这是一个可怕的想法。”
硅改变了数字世界,但研究人员仍然渴望找到能使集成电路更小、更快、更便宜的物质。石墨烯,即只有一层原子厚的蜂窝状碳环平面薄片,在名单上名列前茅。这种纳米材料具有一系列特性,包括超强度、透明度(由于其薄度)和极快的电子导电性,使其在柔性显示器和超高速电子产品方面具有广阔的应用前景。石墨烯仅在四年前才被分离出来,现已出现在原型晶体管、存储器和其他设备中。
但是,要从实验室走向商店货架,工程师需要设计方法来制造工业规模的、大面积、均匀的纯单层石墨烯薄片。研究人员正在寻求几种加工路线,但哪种方法会成功尚不清楚。“我们已经看到一些团体声称他们可以廉价地用单层石墨烯薄片涂覆整个硅晶圆,”莱斯大学的化学家詹姆斯·M·图尔报告说。“但到目前为止,还没有人公开证明这一点。”
石墨烯的发现者,英国曼彻斯特大学的安德烈·K·盖姆说,制造少量石墨烯出奇地容易。事实上,“每次你用铅笔尖划过纸张时,你都会产生一点石墨烯,”他指出,铅笔的石墨实际上是一堆石墨烯层。最初的石墨烯制造方法类似于铅笔书写:研究人员会磨损一些石墨,然后用显微镜在碎片中搜索合适的样品,或者用胶带分离单个薄片。
尽管大多数科学家认为这种机械“剥离”技术仅适用于制造少量石墨烯,但盖姆不一定同意:“最近,该程序已扩大规模,可以生产您想要的任何数量的石墨烯。” 他使用超声波将石墨分解成以液体分散的单个层。然后可以将悬浮液干燥在表面上,这将留下重叠的石墨烯晶体薄膜。然而,这些多晶片是否能很好地适用于许多应用尚不确定,因为单个薄片的边缘边界往往会阻碍电子的快速流动。
更大的样品可能来自化学剥离。去年五月,威斯康星大学普拉特维尔分校的詹姆斯·P·汉密尔顿和爱尔兰都柏林圣三一学院的乔纳森·N·科尔曼的合作者表明,石墨烯溶解在某些有机溶剂中。“你把石墨放在桶里,倒入溶解它的有机液体,”汉密尔顿说,“然后你去除溶剂,就会出现这种灰色的东西,它是纯石墨烯。” 汉密尔顿的初创公司Graphene Solutions希望将石墨烯转化为均匀的单晶薄片,并最终将该工艺商业化。
其他化学剥离技术也是可能的。现在在德克萨斯大学奥斯汀分校的罗德·鲁奥夫和他以前在西北大学的同事已经表明,在水中向石墨中添加酸可以产生氧化石墨,氧化石墨可以分离成单个碎片。悬浮在液体中的薄片然后沉积到基材上以形成薄膜。添加其他化学物质或热量可以驱除氧基,从而产生石墨烯。
罗格斯大学的科学家发现,火箭燃料是这样一种除氧剂,特别是肼蒸气,肼是一种高反应性和有毒化合物。去年,加州大学洛杉矶分校的杨扬和理查德·B·卡纳通过使用液态肼简化了罗格斯大学的方法。“然后我们将这些碎片沉积到硅晶圆或其他更柔性的基材上,”杨说。结果是由许多小片组成的单层薄膜。这对搭档现在正试图提高薄片的质量,并找到一种更安全的肼替代品。
麻省理工学院和其他地方的研究人员正在寻求使用化学气相沉积(CVD)制造石墨烯,化学气相沉积是一种成熟的工艺,可以很容易地集成到微芯片制造中。在CVD中,挥发性化学物质发生反应并以薄涂层的形式沉积在基材上。麻省理工学院的工艺采用简单的管状炉,其中包含镍基材,电气工程师晶孔说。“在一端,我们流入碳氢化合物气体,它在热量中分解,”她解释说。然后碳原子落在镍表面,镍表面充当催化剂,帮助形成石墨烯薄膜。然而,石墨烯的质量取决于基材,无论是包含许多镍晶体还是只有一个镍晶体,孔解释说。不幸的是,最理想的单晶镍价格昂贵。
来自CVD的石墨烯已经取得了迄今为止最大的成就之一。由韩国成均馆大学的洪炳熙领导的一个小组制造了高质量的薄膜,科学家们将这些薄膜印在透明、可弯曲的聚合物上。结果是透明电极。改进后的版本可以取代显示器中使用的更昂贵的透明电极(通常由氧化铟锡制成)。
最终,石墨烯制造游戏可能会有不止一个赢家。圣三一学院的科尔曼说,到目前为止,基于溶液的剥离方法生产的石墨烯宽度可达几十微米,可能最适合“中等规模的工业量,而世界上的英特尔公司可能会对使用CVD型工艺生长大面积石墨烯更感兴趣”,到目前为止,这种工艺可以制造出达几平方厘米的样品。但也许最好的是,所有这些方法似乎都没有面临不可逾越的障碍。正如莱斯大学的图尔所说:“我敢打赌,这些问题将在一年或两年内得到解决。”
即使在熙熙攘攘、种类繁多的细菌世界中,沃尔巴克氏菌也是一个特例。在其昆虫宿主体内,这种细菌充当性别弯曲、卵子杀死的DNA劫持寄生虫,通过雌性传给她的卵子,从一代传到下一代。它寄生于至少五分之一的昆虫物种,可能是地球上最多产的寄生虫。但现在,沃尔巴克氏菌本身正在被劫持,以帮助人类在与蚊子传播疾病的长期战争中占据上风。
特别是,澳大利亚昆士兰大学和中国华中师范大学武汉的一个团队将目光投向了一种沃尔巴克氏菌菌株,该菌株将其天然果蝇宿主的寿命缩短了一半。科学家们已成功地将其引入到一个全新的宿主中:埃及伊蚊,这种蚊子传播导致登革热的病毒,登革热会产生严重的流感样症状和皮疹,并且在其更危险的出血性形式中,可能在约5%的病例中致命。
沃尔巴克氏菌的缩短寿命效应似乎不会妨碍埃及伊蚊的繁殖。事实上,它通过杀死受感染雄性蚊子受精的未感染雌性蚊子的卵子,为受感染的雌性蚊子赋予了优势。但这种细菌可能对登革热病毒是灾难性的,登革热病毒的潜伏期很长:它需要长达两周的时间才能侵入蚊子、复制、进入蚊子的唾液腺,然后传播到新的宿主,昆士兰大学的昆虫学家斯科特·奥尼尔解释说。
如果感染了缩短寿命的沃尔巴克氏菌菌株,蚊子的寿命可能不足以让其登革热乘客孵化并传播。考虑到新孵化的雌性蚊子通常要等两天才能第一次吸血并可能携带登革热病毒,携带沃尔巴克氏菌的蚊子的21至27天寿命因此仅为登革热的孵化和传播提供了狭窄的时间框架。
研究人员还发现了另一个令人惊讶的副作用。受感染的蚊子更频繁地尝试叮咬人类志愿者,但无法吸取任何血液。经过仔细检查,研究小组发现蚊子的喙已经变得“弯曲”,无法穿透皮肤。
奥尼尔评论说,这是一个意想不到的意外收获,因为不能叮咬的蚊子不能传播登革热或任何其他疾病。“我们谈论的是将寿命缩短50%,但如果它们无法将口针插入某人的手臂,它们就已经死了,”他说。
这项研究引起了相当大的兴趣,尤其是在远北昆士兰州,该州正遭受严重的登革热爆发。昆士兰州卫生部门和昆士兰大学的医学昆虫学家斯科特·里奇解释说,目前登革热控制方法侧重于消除蚊子在盛水容器中最喜欢的繁殖地。但这并非易事。
里奇说:“这非常劳动密集,因为人们必须挨家挨户地试图清除盛水的容器,而且在许多地区,这些容器盛放着人们需要饮用的水。” 尽管这种策略在澳大利亚城市地区相当成功,但在人口稠密的巴西里约热内卢贫民窟中,这种策略的可行性或安全性要差得多。在这种情况下,像沃尔巴克氏菌这样自然传播的生物防治开始看起来非常诱人。
考虑到沃尔巴克氏菌在控制其他昆虫传播疾病(如疟疾和采采蝇引起的昏睡病)方面的潜在应用,它显得更具吸引力。圣路易斯华盛顿大学医学院的分子寄生虫学家拉马克里希纳·U·饶说,丝虫病可能是一个特别好的目标,因为引起该疾病的寄生虫蠕虫会“长期”潜伏。然而,饶指出,成功发生在实验室中,“那么如果你真的将[感染沃尔巴克氏菌的蚊子]引入野外会发生什么?”
奥尼尔和他的同事正在设置这样的野外试验,将野生的、未感染的蚊子带入感染个体的室外笼子中,看看沃尔巴克氏菌菌株是否会在自然条件下接管。(值得庆幸的是,这种菌株没有表现出其他沃尔巴克氏菌品种的性别改变效应,例如感染木虱的菌株;否则,它可能会降低受感染种群的适应性。)研究人员希望携带沃尔巴克氏菌的蚊子将逐渐占据主导地位,并在此过程中摆脱蚊子的其他不太友好的乘客。
攀登珠穆朗玛峰的登山者血液中的氧气含量与沿海地区心脏骤停甚至死亡的居民一样少。来自伦敦大学学院的四名医生跋涉到珠穆朗玛峰,并抽取了自己的血液进行分析。他们发现,由于海拔高度,他们血液中的氧气比海平面正常人少约四分之一。分析还证实了高海拔地区的其他影响,例如血红蛋白的增加,以尽可能多地输送氧气。除了帮助登山者外,1月8日《新英格兰医学杂志》上的研究结果还可能为地面上缺氧的心脏和肺病患者带来更好的治疗方法。 乔丹·莱特
星系和它们中心巨大的黑洞配合得天衣无缝,仿佛它们是为彼此而造的。是黑洞先出现并引导了星系的形成,是星系先出现并积累了黑洞,还是某种共同因素塑造了两者?在1月份的美国天文学会会议上,国家射电天文台的克里斯托弗·卡里利和他的同事认为黑洞先出现。他们发现,早期宇宙中的星系比它们的黑洞重30倍,而今天的星系则重1000倍。“黑洞先出现,然后不知何故,我们不知道如何,黑洞周围生长了星系,”卡里利说。其他天文学家对此表示怀疑,想知道古代星系看起来是否显得矮小仅仅是因为统计选择效应。即使是真的,这项研究也没有解释黑洞如何滋养星系;如果有什么的话,它应该会撕裂星系。 乔治·马瑟
火星上甲烷的存在,几年前首次被发现,引起了研究人员的好奇心,他们想知道这种气体是地质活动的结果,还是更有趣的是,来自生物体,就像地球上的情况一样。虽然远未解决这个问题,但新的甲烷探测至少指向了进一步研究的方向。
美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的迈克尔·J·穆玛和他的同事使用地面望远镜,监测了火星表面约 90% 的区域,持续了三个火星年(相当于七个地球年)。他们在 2003 年夏天探测到大型甲烷喷发,并确定了这些排放区域。
穆玛很谨慎,没有过分夸大他的研究的意义,该研究于 1 月 15 日在《科学》杂志网站上发表。虽然甲烷可能来自生活在永久冻土层下的微生物的活动,但同样合理的解释是,它来自岩层下矿物质与水的反应。甲烷也可能是过去过程的遗留物,以某种方式被封存然后释放出来。尽管如此,通过了解火星的甲烷来自不同的区域,科学家们可以寻找新的来源,并将这些区域作为未来着陆器任务的目标。
通过一个小孔观察会改变物体看起来移动的方向——当通过孔观察时,一根从左到右倾斜的杆似乎向下倾斜移动(观看视频片段,请访问 www.SciAm.com/mar2009/aperture)。杜克大学的戴尔·珀维斯和他的同事认为他们知道原因。他们要求志愿者描述他们如何感知通过孔看到的移动线的运动。他们还开发了虚拟杆在三维空间中移动的计算机模拟,其中有关其方向的信息被剥离(通过投影到二维表面上)。志愿者看到运动的方式几乎与扁平化模拟产生的运动方式完全匹配,这表明在我们基本上是二维的视网膜上形成的图像并没有传达三维运动的方面。因此,我们对运动物体方向的感知是基于过去经验的心理构建。请仔细阅读 1 月 6 日《美国国家科学院院刊》上的分析。查尔斯·Q·崔