簡報,2009年3月

大約12900年前,一次全球降溫異常導致包括猛獁象在內的35種哺乳動物滅絕。在一些地區,平均氣溫可能下降了多達15攝氏度(27華氏度)。新的證據,以幾奈米寬的鑽石形式,支援了去年提出的一個理論,即彗星撞擊或類似的爆炸事件拋擲出碎片並導致了降溫。

奈米鑽石僅出現在暴露於高溫高壓下的沉積物中,例如彗星撞擊產生的沉積物。研究人員在北美的六個地點發現了它們:亞利桑那州默里斯普林斯;俄克拉荷馬州布林克里克;密歇根州蓋尼;南卡羅來納州託珀;馬尼托巴湖欣德;以及艾伯塔省喬博特。在歐洲、亞洲和南美的初步搜尋也在相同年齡的沉積物中發現了類似的發現,表明該事件具有全球影響。但這絕對不如6500萬年前消滅恐龍的那次事件規模大。這項研究發表在1月2日的《科學》雜誌上。 大衛·比埃洛

星際旅行可能意味著宇航員需要攜帶生態系統來供應食物和氧氣。過去對潛在太空食物的研究已經考慮過家禽、魚類甚至蝸牛、蠑螈和海膽幼蟲,但它們都有缺點。例如,雞需要大量的食物和空間,而水生生物對可能難以維持的水質條件很敏感。


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北京航空航天大學的科學家建議招募蠶,蠶在中國部分地區已被食用。這些昆蟲繁殖迅速,需要的空間、食物或水很少,並且只產生極少量的排洩物,這些排洩物可以用作船上植物的肥料。蠶蛹主要由可食用的蛋白質組成,其必需氨基酸含量是豬肉的兩倍,是雞蛋和牛奶的四倍。科學家們的研究結論於2008年12月24日在《空間研究進展》線上發表,他們還指出,化學過程甚至可以使蠶絲可消化。讓開,唐飲料。 查爾斯·Q·崔

搶劫案為一個糟糕的年份畫上了不光彩的句號。在聖誕節後的星期一,紐約市的竊賊在六個多小時內搶劫了五家不同的銀行,這幾乎是該市2008年444起銀行搶劫案的最後幾筆,比2007年增加了54%。一位旁觀者告訴《紐約時報》:“這讓我認為經濟衰退正在迫使人們採取極端措施。” 這概括了普遍的觀點,即隨著經濟萎縮,犯罪將膨脹以填補空白。而我們面臨的是怎樣的萎縮:“人們擔心我們正走向世界末日,”約翰·傑伊刑事司法學院犯罪預防中心主任大衛·肯尼迪評論道。

但肯尼迪和其他研究人員認為,失業和經濟絕望與盜竊和謀殺並非必然相關。影響犯罪率的因素遠比任何經濟指標都要多樣和複雜。

以大蕭條為例。在1929年股市崩盤後的幾年裡,犯罪率也大幅下降。“坐在家裡的人不會成為犯罪的絕佳目標,”俄亥俄州立大學的經濟學家布魯斯·溫伯格說。“外出消費現金並在人群中閒逛的人才會。” 這在咆哮的二十年代尤其如此,那個時代也遭受了禁酒令和隨之而來的犯罪集團的困擾。

美國城市在上個世紀經歷了另外兩次主要的犯罪流行病,一次是在1960年代後期到1970年代初期,另一次是在1980年代末到1990年代初期,當時全國範圍內的謀殺率達到了歷史最高水平。第一次發生在繁榮時期;第二次發生在經濟衰退時期。但在兩種情況下,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。

儘管肯尼迪稱這些“系統外部衝擊”在決定犯罪率方面發揮著重要作用,但最近的研究已經梳理出總體經濟與犯罪之間的一些聯絡。當溫伯格和他的合作者希伯來大學的埃裡克·D·古爾德和佐治亞大學的大衛·馬斯塔德檢查了年輕男性,他們最多隻有高中學歷,這是犯罪最多的群體,他們發現平均工資和失業率與財產犯罪的發生率直接相關。(這裡的財產犯罪指的是盜竊、汽車盜竊和搶劫等重罪,其中搶劫通常被歸類為暴力犯罪,因為暗示使用了武力或威脅。)經濟困難時期也會導致更多的家庭虐待。

謀殺率與失業率或其他標準經濟指標從來沒有很好的聯絡,但密蘇里大學聖路易斯分校的犯罪學家裡克·羅森菲爾德認為,這是因為這些統計資料沒有講述全部故事。“當我們試圖理解犯罪行為時,我們試圖理解人的行為,”他說,“因此,最好使用主觀指標以及客觀指標。” 他和亞利桑那州立大學的羅伯特·福南戈將謀殺率與消費者信心指數(一項調查人們如何看待他們當前的財務狀況以及他們對未來的希望的調查)進行了對比。他們發現,較低的指數得分與較高的謀殺率密切相關。

羅森菲爾德指出:“我不認為新失業的人會變成罪犯,但邊緣消費者,即去折扣店的購物者,許多這樣的消費者在經濟衰退期間轉向街頭市場。這些市場通常是二手商品市場,但有些是贓物市場。隨著需求的增加,罪犯犯罪的動機也會增加。” 在黑市上,買方和賣方之間通常由商業改進局處理的任何糾紛現在都可能透過暴力解決。消費者信心指數在去年11月跌至28年來的最低點。

這是否預示著謀殺率即將飆升?犯罪學家說,不一定。另一種外部力量已經出現,這次是以現代犯罪威懾戰術的形式出現。許多警察部門現在維護著經常更新的高犯罪率地區地圖,以便更有效地部署徒步巡邏,“將警察放在點上”,正如洛杉磯警察局局長威廉·布拉頓喜歡說的那樣,他在1990年代初期在紐約市率先使用了這項技術。警察部門也開始直接與已知的犯罪團伙互動,通知他們,任何團伙成員的暴力行為都將導致對所有人的嚴厲鎮壓。這項技術導致了1990年代的“波士頓奇蹟”。 此後,它已擴充套件到全國數百個城市。

此外,最近的一項研究表明,直接的經濟刺激可以起到緩解作用。與其它社群相比,1930年代在公共工程專案上投入更多的社群犯罪率更低,這對當前聯邦政府的刺激計劃來說是一個吉祥的預兆。“我們能完全阻止這種情況嗎?” 肯尼迪問道。“不,我們不能。但過去醫學就像,當瘟疫席捲而來時,你戴上口罩並祈禱。現在你接種了流感疫苗,它會有所幫助。”

從本月開始,大約四分之一的世界人口將因夏令時而減少睡眠並增加日照。人們可能認為,透過時間調整,他們正在節約原本用於照明的電力。但最近的研究對能源論點提出了質疑,一些研究甚至發現它最終會導致更高的電力使用量。

本傑明·富蘭克林在1784年提出了夏令時的想法,目的是節約蠟燭,但美國直到第一次世界大戰才實施夏令時,作為一種為戰爭努力節約資源的方式。對其有效性的首次全面研究發生在1970年代的石油危機期間,當時美國交通運輸部發現,與標準時間相比,夏令時將全國電力使用量減少了約1%。

加州大學聖巴巴拉分校的經濟學家馬修·科琴觀察到,此後很少有研究進行,在此期間,隨著空調和家用電子產品變得更加普及,美國的用電模式發生了變化。但最近,州和聯邦層面夏令時政策的變化為調查人員提供了新的機會,以探索時鐘調整的前後影響。

2006年,印第安納州首次在全州範圍內實行夏令時。(在此之前,夏令時僅在印第安納州少數幾個縣生效,令人困惑。)科琴和他的同事勞拉·格蘭特在檢查了全州範圍內的變化以來的用電量和賬單後,意外地發現夏令時導致住宅用電量總體上升了1%,使該州額外花費了900萬美元。研究人員認為,儘管夏令時減少了家庭照明的需求,但它增加了夏季傍晚的製冷需求和早春和晚秋早晨的供暖需求。他們希望今年在《經濟學季刊》上發表他們的結論。

調查人員在2007年獲得了另一個機會,當時全國範圍內的夏令時提前三週開始,在三月的第二個星期日,並在秋季晚一週結束。加州能源委員會資源經濟學家艾德麗安·坎德爾和她的同事發現,延長夏令時對該州的能源使用幾乎沒有影響。觀察到的能源使用下降0.2%在1.5%的統計誤差範圍內。

並非所有最近的分析都表明夏令時會適得其反。美國能源部高階分析師傑夫·道德和他的同事沒有研究夏令時變化對一個州的影響,而是調查了夏令時可能對國家能源消耗產生什麼影響,他們調查了全國67家電力公司。

在他們2008年10月提交給國會的報告中,他們得出結論,夏令時延長四周每天節省了全國約0.5%的電力,總計1.3萬億瓦時。這個量可以為一個家庭供電10萬年。道德說,該研究不僅考察了住宅用電量,還考察了商業用電量。

區域和國家結果之間的差異可能反映了各州之間的氣候差異。“我們看到的效果在佛羅里達州可能會更糟,那裡的空調使用量很大,”科琴建議道。

如果時間調整最終成為能源浪費者,夏令時是否應該結束?當然,這將取悅農民,他們長期以來一直反對夏令時,因為它擾亂了他們的日程安排。但是,機會似乎渺茫。“我懷疑我們能否在國家層面改變夏令時,因為我們已經習慣了它,”科琴說,他補充說,“我們可能需要考慮它可能帶來的其他成本或收益。” 零售商,尤其是那些與體育和娛樂相關的零售商,歷來最強烈地主張延長夏令時。例如,高爾夫行業代表在1986年告訴國會,延長一個月夏令時每年可帶來高達4億美元的額外銷售額和費用。

因此,與其擔心在家中開啟空調,不如考慮一下當陽光充足時,您可以在戶外做更多的事情。有人要玩壘球嗎?

在20世紀科學湧現的知識洪流中,人們發現了我們所能瞭解的鐵律限制。維爾納·海森堡發現,提高關於物體位置的精度必然會降低其動量的不確定性水平。庫爾特·哥德爾證明,在任何足夠先進以至於有用的形式數學系統中,都不可能使用該系統來證明它包含的每個真命題。艾倫·圖靈證明,人們通常無法確定計算機演算法是否會停止。

美國宇航局艾姆斯研究中心的物理學出身的計算機科學家大衛·H·沃爾珀特也提出了他對知識限制的看法。他得出結論,正因為如此,宇宙超出了任何可能存在於宇宙之內的任何智力的掌握範圍。具體而言,在過去的兩年裡,他一直在完善一項證明,即無論什麼物理定律支配宇宙,宇宙中必然存在一些事實,宇宙的居民無法透過實驗學習或透過計算預測。夏威夷大學希洛分校的物理學家菲利普·M·賓德認為,該理論暗示,尋求統一規律的研究人員無法期望獲得比“幾乎一切理論”更好的結果。

沃爾珀特的工作旨在建立一個對測量量、觀察現象、預測系統未來狀態或記住過去資訊等過程的正式嚴格描述,這種描述足夠通用,以至於與物理定律無關。他觀察到,所有這些過程都具有一個共同的基本結構:必須配置某些東西(無論是實驗裝置還是執行模擬的計算機);必須指定關於宇宙的問題;並且必須提供答案(正確或錯誤)。他透過定義一類他稱之為推理裝置的數學實體來建模這種通用結構。

推理裝置作用於一組可能的宇宙。例如,我們的宇宙,即我們的宇宙在所有時間和空間上的整個世界線,可能是與支配我們宇宙的相同規則允許的所有可能的此類宇宙集合的成員。在沃爾珀特的分析中,不需要指定這些規則的任何內容。重要的是,各種可能的推理裝置在每個宇宙中提供問題的答案。在一個類似於我們宇宙的宇宙中,推理裝置可能涉及一組數字秤,您將在明天中午站在上面,問題與您當時的質量有關。人也可能是推理裝置或推理裝置的一部分。

沃爾珀特證明,在任何這樣的宇宙系統中,都存在內部的任何推理裝置都無法確定的量。因此,皮埃爾-西蒙·拉普拉斯在1800年代初期假設的“魔鬼”(給魔鬼宇宙中每個粒子的確切位置和速度,它將計算出宇宙的未來狀態)如果魔鬼必須是宇宙的一部分,就會受阻。

研究人員之前已經證明了關於特定物理系統不可計算性的結果。沃爾珀特指出,他的結果更為普遍,因為它幾乎沒有對物理定律做出假設,並且除了推理裝置必須存在於所討論的宇宙中之外,它對推理裝置的計算能力沒有要求限制。此外,該結果不僅適用於物理系統未來狀態的預測,還適用於對當前狀態的觀察和對過去狀態記錄的檢查。

該定理的證明類似於哥德爾不完備性定理和圖靈停機問題的結果,依賴於說謊者悖論的變體,即要求拉普拉斯的魔鬼預測關於宇宙未來狀態的以下是/否事實:“宇宙是否不會是你的答案為“是”的宇宙?” 對於魔鬼來說,尋求真實的是/否答案就像試圖確定“這個陳述是假的”的真假一樣。知道整個宇宙的當前確切狀態,知道支配宇宙的所有定律並擁有無限的計算能力對魔鬼來說無濟於事,無法如實地說出它的答案是什麼。

然而,從某種意義上說,這種悖論的存在並非完全是驚天動地的。正如麻省理工學院的計算機科學家斯科特·阿倫森所說:“你對宇宙的預測從根本上受到你自身是你所預測的宇宙的一部分這一事實的限制,這對我來說一直很明顯,我懷疑如果我們能問拉普拉斯本人,他是否會說不同的話。” 然而,阿倫森確實承認,“詳細闡述一個想法背後的所有假設,用正式符號重新表達一切,並詳細思考其含義,這通常是一個有用的練習”,正如沃爾珀特所做的那樣。畢竟,魔鬼,或魔鬼,都在細節中。

明尼蘇達大學的生態學家辛迪·黑爾回覆了來自大湖區許多心煩意亂的公民的電子郵件。她說,居民們似乎在他們的花園裡引入了某些蚯蚓,“現在他們得了‘寸草不生綜合症’。”

長期以來,蚯蚓被認為是園丁的朋友,它可以疏鬆和通氣土壤。但大湖區的情況有所不同。最後的冰河時代在1萬年前消滅了當地的蚯蚓,從那時起,東北森林就在沒有蠕蟲的情況下進化而來,黑爾說。但現在蚯蚓又回來了,這是漁民將他們的蠕蟲扔進森林的結果,越野車和伐木卡車在輪胎胎面中攜帶它們,以及人們從其他地區帶入覆蓋物和任何可能在其中的蠕蟲。

作為入侵物種,蚯蚓對硬木林造成了最大的破壞,例如那些由楓樹、椴樹、紅橡樹、楊樹或樺樹物種組成的森林。(以針葉樹為主的森林似乎受到的影響較小。)根據紐約州米爾布魯克凱瑞生態系統研究所的微生物生態學家彼得·格羅夫曼的說法,北部硬木林一直依賴於厚厚的落葉層,這些落葉層充當生根介質。格羅夫曼報告說,“蚯蚓進入一個有厚厚的有機墊的區域,兩到五年後,該層就消失了。”

結果,一些曾經擁有茂盛下層植被的北部硬木林現在只有一種本地草本植物,幾乎沒有樹苗。顯然,蚯蚓將森林土壤從真菌主導的系統轉變為細菌主導的系統,這加速了落葉碎屑向礦物化合物的轉化,從而可能剝奪植物的有機營養。

並非所有外來蚯蚓都具有破壞性。在全球約5000種物種中,只有約16種歐洲和亞洲品種造成了真正的損害。其中一種是夜蚯蚓(Lumbricus terrestris),一種流行的魚餌,可以長達15到20釐米(六到八英寸)。另一種是阿拉巴馬跳蟲(Amynthas agrestis),也稱為蛇蚯蚓或瘋狂蚯蚓,是一種具有侵略性的亞洲蚯蚓,密度很高,並且可以真正跳離地面或從誘餌罐中跳出來,根據釣魚界的傳說。它是一種貪婪的食客,對土壤造成最大的危害。

蚯蚓的存在不僅影響植物。佐治亞大學的野生動物生態學家約翰·梅爾茨說,以這些蚯蚓為食的成年蠑螈在繁殖方面更成功,但蚯蚓對於幼年蠑螈來說太大而無法食用,這導致蠑螈數量淨減少。梅爾茨指出,兩棲動物本身是“蛇、小型哺乳動物、火雞和許多森林生物”的重要獵物物種。

黑爾說,一旦建立,蚯蚓就無法從環境中移除。美國農業部最近對蚯蚓的影響表示擔憂,並向黑爾及其生物學家同事授予了為期三年、價值397,500美元的贈款,用於研究寒溫帶硬木林中蚯蚓入侵的生態學。科學家們還希望回答有關養分和碳迴圈的問題,包括蚯蚓活動是否有助於將碳固存在土壤中或將其釋放回大氣中。“關於這個問題,陪審團仍在討論中,”黑爾解釋道。

研究人員一致認為,最好的希望是控制蠕蟲,蠕蟲自身每年只能傳播5到10米。這可能意味著管理越野車、垂釣者處理魚餌或伐木業裝置衛生和使用的新規定。黑爾還希望控制社群覆蓋物堆:“我記得我第一次聽到它們時,我認為,這是一個好主意,但想想看。你從各地收集樹葉、雜草種子和蚯蚓,把它們帶進來,混合起來,然後再把它們分散出去。這是一個可怕的想法。”

矽改變了數字世界,但研究人員仍然渴望找到能使積體電路更小、更快、更便宜的物質。石墨烯,即只有一層原子厚的蜂窩狀碳環平面薄片,在名單上名列前茅。這種奈米材料具有一系列特性,包括超強度、透明度(由於其薄度)和極快的電子導電性,使其在柔性顯示器和超高速電子產品方面具有廣闊的應用前景。石墨烯僅在四年前才被分離出來,現已出現在原型電晶體、儲存器和其他裝置中。

但是,要從實驗室走向商店貨架,工程師需要設計方法來製造工業規模的、大面積、均勻的純單層石墨烯薄片。研究人員正在尋求幾種加工路線,但哪種方法會成功尚不清楚。“我們已經看到一些團體聲稱他們可以廉價地用單層石墨烯薄片塗覆整個矽晶圓,”萊斯大學的化學家詹姆斯·M·圖爾報告說。“但到目前為止,還沒有人公開證明這一點。”

石墨烯的發現者,英國曼徹斯特大學的安德烈·K·蓋姆說,製造少量石墨烯出奇地容易。事實上,“每次你用鉛筆尖劃過紙張時,你都會產生一點石墨烯,”他指出,鉛筆的石墨實際上是一堆石墨烯層。最初的石墨烯製造方法類似於鉛筆書寫:研究人員會磨損一些石墨,然後用顯微鏡在碎片中搜索合適的樣品,或者用膠帶分離單個薄片。

儘管大多數科學家認為這種機械“剝離”技術僅適用於製造少量石墨烯,但蓋姆不一定同意:“最近,該程式已擴大規模,可以生產您想要的任何數量的石墨烯。” 他使用超聲波將石墨分解成以液體分散的單個層。然後可以將懸浮液乾燥在表面上,這將留下重疊的石墨烯晶體薄膜。然而,這些多晶片是否能很好地適用於許多應用尚不確定,因為單個薄片的邊緣邊界往往會阻礙電子的快速流動。

更大的樣品可能來自化學剝離。去年五月,威斯康星大學普拉特維爾分校的詹姆斯·P·漢密爾頓和愛爾蘭都柏林聖三一學院的喬納森·N·科爾曼的合作者表明,石墨烯溶解在某些有機溶劑中。“你把石墨放在桶裡,倒入溶解它的有機液體,”漢密爾頓說,“然後你去除溶劑,就會出現這種灰色的東西,它是純石墨烯。” 漢密爾頓的初創公司Graphene Solutions希望將石墨烯轉化為均勻的單晶薄片,並最終將該工藝商業化。

其他化學剝離技術也是可能的。現在在德克薩斯大學奧斯汀分校的羅德·魯奧夫和他以前在西北大學的同事已經表明,在水中向石墨中新增酸可以產生氧化石墨,氧化石墨可以分離成單個碎片。懸浮在液體中的薄片然後沉積到基材上以形成薄膜。新增其他化學物質或熱量可以驅除氧基,從而產生石墨烯。

羅格斯大學的科學家發現,火箭燃料是這樣一種除氧劑,特別是肼蒸氣,肼是一種高反應性和有毒化合物。去年,加州大學洛杉磯分校的楊揚和理查德·B·卡納透過使用液態肼簡化了羅格斯大學的方法。“然後我們將這些碎片沉積到矽晶圓或其他更柔性的基材上,”楊說。結果是由許多小片組成的單層薄膜。這對搭檔現在正試圖提高薄片的質量,並找到一種更安全的肼替代品。

麻省理工學院和其他地方的研究人員正在尋求使用化學氣相沉積(CVD)製造石墨烯,化學氣相沉積是一種成熟的工藝,可以很容易地整合到微晶片製造中。在CVD中,揮發性化學物質發生反應並以薄塗層的形式沉積在基材上。麻省理工學院的工藝採用簡單的管狀爐,其中包含鎳基材,電氣工程師晶孔說。“在一端,我們流入碳氫化合物氣體,它在熱量中分解,”她解釋說。然後碳原子落在鎳表面,鎳表面充當催化劑,幫助形成石墨烯薄膜。然而,石墨烯的質量取決於基材,無論是包含許多鎳晶體還是隻有一個鎳晶體,孔解釋說。不幸的是,最理想的單晶鎳價格昂貴。

來自CVD的石墨烯已經取得了迄今為止最大的成就之一。由韓國成均館大學的洪炳熙領導的一個小組製造了高質量的薄膜,科學家們將這些薄膜印在透明、可彎曲的聚合物上。結果是透明電極。改進後的版本可以取代顯示器中使用的更昂貴的透明電極(通常由氧化銦錫製成)。

最終,石墨烯製造遊戲可能會有不止一個贏家。聖三一學院的科爾曼說,到目前為止,基於溶液的剝離方法生產的石墨烯寬度可達幾十微米,可能最適合“中等規模的工業量,而世界上的英特爾公司可能會對使用CVD型工藝生長大面積石墨烯更感興趣”,到目前為止,這種工藝可以製造出達幾平方釐米的樣品。但也許最好的是,所有這些方法似乎都沒有面臨不可逾越的障礙。正如萊斯大學的圖爾所說:“我敢打賭,這些問題將在一年或兩年內得到解決。”

即使在熙熙攘攘、種類繁多的細菌世界中,沃爾巴克氏菌也是一個特例。在其昆蟲宿主體內,這種細菌充當性別彎曲、卵子殺死的DNA劫持寄生蟲,透過雌性傳給她的卵子,從一代傳到下一代。它寄生於至少五分之一的昆蟲物種,可能是地球上最多產的寄生蟲。但現在,沃爾巴克氏菌本身正在被劫持,以幫助人類在與蚊子傳播疾病的長期戰爭中佔據上風。

特別是,澳大利亞昆士蘭大學和中國華中師範大學武漢的一個團隊將目光投向了一種沃爾巴克氏菌菌株,該菌株將其天然果蠅宿主的壽命縮短了一半。科學家們已成功地將其引入到一個全新的宿主中:埃及伊蚊,這種蚊子傳播導致登革熱的病毒,登革熱會產生嚴重的流感樣症狀和皮疹,並且在其更危險的出血性形式中,可能在約5%的病例中致命。

沃爾巴克氏菌的縮短壽命效應似乎不會妨礙埃及伊蚊的繁殖。事實上,它透過殺死受感染雄性蚊子受精的未感染雌性蚊子的卵子,為受感染的雌性蚊子賦予了優勢。但這種細菌可能對登革熱病毒是災難性的,登革熱病毒的潛伏期很長:它需要長達兩週的時間才能侵入蚊子、複製、進入蚊子的唾液腺,然後傳播到新的宿主,昆士蘭大學的昆蟲學家斯科特·奧尼爾解釋說。

如果感染了縮短壽命的沃爾巴克氏菌菌株,蚊子的壽命可能不足以讓其登革熱乘客孵化並傳播。考慮到新孵化的雌性蚊子通常要等兩天才能第一次吸血並可能攜帶登革熱病毒,攜帶沃爾巴克氏菌的蚊子的21至27天壽命因此僅為登革熱的孵化和傳播提供了狹窄的時間框架。

研究人員還發現了另一個令人驚訝的副作用。受感染的蚊子更頻繁地嘗試叮咬人類志願者,但無法吸取任何血液。經過仔細檢查,研究小組發現蚊子的喙已經變得“彎曲”,無法穿透皮膚。

奧尼爾評論說,這是一個意想不到的意外收穫,因為不能叮咬的蚊子不能傳播登革熱或任何其他疾病。“我們談論的是將壽命縮短50%,但如果它們無法將口針插入某人的手臂,它們就已經死了,”他說。

這項研究引起了相當大的興趣,尤其是在遠北昆士蘭州,該州正遭受嚴重的登革熱爆發。昆士蘭州衛生部門和昆士蘭大學的醫學昆蟲學家斯科特·裡奇解釋說,目前登革熱控制方法側重於消除蚊子在盛水容器中最喜歡的繁殖地。但這並非易事。

裡奇說:“這非常勞動密集,因為人們必須挨家挨戶地試圖清除盛水的容器,而且在許多地區,這些容器盛放著人們需要飲用的水。” 儘管這種策略在澳大利亞城市地區相當成功,但在人口稠密的巴西里約熱內盧貧民窟中,這種策略的可行性或安全性要差得多。在這種情況下,像沃爾巴克氏菌這樣自然傳播的生物防治開始看起來非常誘人。

考慮到沃爾巴克氏菌在控制其他昆蟲傳播疾病(如瘧疾和采采蠅引起的昏睡病)方面的潛在應用,它顯得更具吸引力。聖路易斯華盛頓大學醫學院的分子寄生蟲學家拉馬克裡希納·U·饒說,絲蟲病可能是一個特別好的目標,因為引起該疾病的寄生蟲蠕蟲會“長期”潛伏。然而,饒指出,成功發生在實驗室中,“那麼如果你真的將[感染沃爾巴克氏菌的蚊子]引入野外會發生什麼?”

奧尼爾和他的同事正在設定這樣的野外試驗,將野生的、未感染的蚊子帶入感染個體的室外籠子中,看看沃爾巴克氏菌菌株是否會在自然條件下接管。(值得慶幸的是,這種菌株沒有表現出其他沃爾巴克氏菌品種的性別改變效應,例如感染木蝨的菌株;否則,它可能會降低受感染種群的適應性。)研究人員希望攜帶沃爾巴克氏菌的蚊子將逐漸佔據主導地位,並在此過程中擺脫蚊子的其他不太友好的乘客。

攀登珠穆朗瑪峰的登山者血液中的氧氣含量與沿海地區心臟驟停甚至死亡的居民一樣少。來自倫敦大學學院的四名醫生跋涉到珠穆朗瑪峰,並抽取了自己的血液進行分析。他們發現,由於海拔高度,他們血液中的氧氣比海平面正常人少約四分之一。分析還證實了高海拔地區的其他影響,例如血紅蛋白的增加,以儘可能多地輸送氧氣。除了幫助登山者外,1月8日《新英格蘭醫學雜誌》上的研究結果還可能為地面上缺氧的心臟和肺病患者帶來更好的治療方法。 喬丹·萊特

星系和它們中心巨大的黑洞配合得天衣無縫,彷彿它們是為彼此而造的。是黑洞先出現並引導了星系的形成,是星系先出現並積累了黑洞,還是某種共同因素塑造了兩者?在1月份的美國天文學會會議上,國家射電天文臺的克里斯托弗·卡里利和他的同事認為黑洞先出現。他們發現,早期宇宙中的星系比它們的黑洞重30倍,而今天的星系則重1000倍。“黑洞先出現,然後不知何故,我們不知道如何,黑洞周圍生長了星系,”卡里利說。其他天文學家對此表示懷疑,想知道古代星系看起來是否顯得矮小僅僅是因為統計選擇效應。即使是真的,這項研究也沒有解釋黑洞如何滋養星系;如果有什麼的話,它應該會撕裂星系。 喬治·馬瑟

火星上甲烷的存在,幾年前首次被發現,引起了研究人員的好奇心,他們想知道這種氣體是地質活動的結果,還是更有趣的是,來自生物體,就像地球上的情況一樣。雖然遠未解決這個問題,但新的甲烷探測至少指向了進一步研究的方向。

美國國家航空航天局戈達德太空飛行中心的邁克爾·J·穆瑪和他的同事使用地面望遠鏡,監測了火星表面約 90% 的區域,持續了三個火星年(相當於七個地球年)。他們在 2003 年夏天探測到大型甲烷噴發,並確定了這些排放區域。

穆瑪很謹慎,沒有過分誇大他的研究的意義,該研究於 1 月 15 日在《科學》雜誌網站上發表。雖然甲烷可能來自生活在永久凍土層下的微生物的活動,但同樣合理的解釋是,它來自岩層下礦物質與水的反應。甲烷也可能是過去過程的遺留物,以某種方式被封存然後釋放出來。儘管如此,通過了解火星的甲烷來自不同的區域,科學家們可以尋找新的來源,並將這些區域作為未來著陸器任務的目標。

透過一個小孔觀察會改變物體看起來移動的方向——當透過孔觀察時,一根從左到右傾斜的杆似乎向下傾斜移動(觀看影片片段,請訪問 www.SciAm.com/mar2009/aperture)。杜克大學的戴爾·珀維斯和他的同事認為他們知道原因。他們要求志願者描述他們如何感知透過孔看到的移動線的運動。他們還開發了虛擬杆在三維空間中移動的計算機模擬,其中有關其方向的資訊被剝離(透過投影到二維表面上)。志願者看到運動的方式幾乎與扁平化模擬產生的運動方式完全匹配,這表明在我們基本上是二維的視網膜上形成的影像並沒有傳達三維運動的方面。因此,我們對運動物體方向的感知是基於過去經驗的心理構建。請仔細閱讀 1 月 6 日《美國國家科學院院刊》上的分析。查爾斯·Q·崔

《大眾科學》雜誌第 300 卷第 3 期本文最初以“簡報”為標題發表於《大眾科學》雜誌 第 300 卷第 3 期 ()
doi:10.1038/scientificamerican032009-5t2BXuxHFV1dOYwNIi2dmu
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