本週新聞簡報——另一方面:狐猴的氣味

沒有阿爾茨海默病症狀的腦斑塊;教計算機更好地教學;拯救大沼澤地的甜蜜計劃;從鰭到肢體;以及更多……

科學家解開了患有阿爾茨海默氏症斑塊但沒有疾病症狀的患者之謎
醫生確認某人患有阿爾茨海默病的唯一方法是透過屍檢發現一種叫做β澱粉樣蛋白(Aß)在死後大腦中積累。但醫生偶爾會在死者的大腦中發現這些斑塊,而這些人沒有表現出阿爾茨海默病的症狀。現在,哈佛醫學院的研究人員表示他們知道原因:Aß有幾種變體,但顯然只有其中一種會導致阿爾茨海默病破壞記憶的影響。該團隊在《自然醫學》雜誌上寫道,他們將四種變體的蛋白質注射到大鼠的大腦中,以確定哪種版本會導致類似阿爾茨海默病的症狀。令他們驚訝的是,只有一種導致了這種情況:一種可溶於水的雙分子形式的蛋白質。這種型別的Aß不僅會損害記憶,還會破壞大鼠大腦中約一半的細胞。透過確定導致疾病的蛋白質變體,研究人員現在可以將他們的努力重新集中在一個更具體的目標上,以對抗阿爾茨海默病。

脫穎而出:魚類到陸地動物的化石聯絡被發現
科學家們發掘出了更多四足鱷魚狀生物的化石遺骸,這有助於解釋魚類進化為高階陸地動物的過程。在拉脫維亞發現的 3.65 億年前的化石寶藏中:有一個頭骨、下頜骨、肩部和一塊骨盆。在這些明顯的碎片的基礎上,由瑞典烏普薩拉大學的進化生物學家 Per Ahlberg 領導的研究人員重建了這種被稱為 Ventastega 的古代生物的身體可能的樣子。雖然在外形上明顯像鱷魚,但這種原始的陸地行走者可能長著一個大的背鰭而不是尾巴。Ventastega 屬於四足動物組,該組進化為包括我們自己在內的具有四肢的動物。但科學家們在《自然》雜誌上報告說,他們不知道 Ventastega 本身是否產生了後代物種,還是作為進化死衚衕而滅絕。無論如何,至少它走在正確的軌道上。

美國情報部門:全球變暖加劇可能會引發政治不穩定
根據美國能源部能源資訊署本週釋出的報告,如果不控制溫室氣體排放,到 2030 年,全球變暖汙染量可能達到每年 423 億公噸——比目前水平增加 51%。這種悲觀的最壞情況還預見石油價格將達到每桶 186 美元,以及一個能源消耗增加 50%(主要為化石燃料)的世界。根據美國 16 個情報機構本週提交給國會的機密國家情報評估報告(pdf),這種不作為還可能導致全球不穩定。該報告的結論是,未來二十年氣候變化將導致非洲和亞洲的政治不穩定,原因是降雨模式的變化或極端天氣增加。美國受到的影響相對較小——除了阿拉斯加州的一些融化、西南部的水資源短缺以及東部和南部海岸的風暴潮。然而,美國可能會從作物產量增加中獲益,儘管其軍隊可能會因應對全球“人道主義緊急情況”(由破壞性自然災害和地區衝突引發)而捉襟見肘。


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狐猴可能會使用一種氣味詭計來識別和欺騙彼此
新的研究表明,被稱為環尾靈長類動物的瞪眼狐猴從它們的每一隻小手中散發出不同的氣味。義大利佛羅倫薩大學的生物學家 Leonardo Dapporto 在一項研究中發現了這種奇怪的特性,該研究涉及擠壓托斯卡納和弗留利義大利動物園中七隻雄性狐猴手中的氣味腺體。因為眾所周知,狐猴在一生中保持著個性化的氣味,Dapporto 預計手的分泌物之間幾乎沒有差異。但化學分析顯示,每個受試者的左手和右手氣味差異足夠大,以至於看起來像是來自兩種不同的動物。在《自然科學》雜誌上發表的一篇論文中,Dapporto 認為,擁有兩種氣味特徵可能有助於狐猴識別彼此(有點像透過獨特的陰影和獨特的帽子來識別人類),或者在欺騙敵人關於特定群體的大小方面:狐猴生活在競爭激烈的群體中,並使用氣味來標記它們的領地;如果潛在的入侵者認為競爭對手的隊伍太大而無法征服,他們可能會三思而後行。

這能理解嗎?教計算機更好地教學
課堂教師通常可以透過學生臉上的表情來判斷他們是否理解了自己的觀點——茫然的凝視是資訊沒有被理解的明顯標誌。線上“指導員”可能很快也會有相同的工具來衡量理解程度。自 1970 年代首次引入以來,使用計算機和人工智慧來管理課程、評估表現和提供反饋的所謂“智慧輔導系統”越來越受歡迎。加州大學聖地亞哥分校的雅各布斯工程學院的研究人員正在開發軟體,該軟體將允許學生透過面部表情(表示他們的理解或困惑)來控制自動課程的呈現速度(甚至在必要時倒帶)。為了收集與學習相關的表情樣本,首席研究員、加州大學聖地亞哥分校計算機科學博士生 Jacob Whitehill 在他的實驗室裡教了八個人關於德語語法的知識,並使用視訊會議軟體記錄了整個過程。他發現,學生在較難的部分眨眼的頻率低於在介紹較容易的部分時。他和他的同事繼續觀察其他相關的面部表情,他們可以將這些表情融入到軟體中,這將使計算機能夠“讀取”學生的臉,從而為個人使用者量身定製學習包。

野性的呼喚:小鱷魚哭喊,“放我們出去!”
一項新的研究發現,就像小雞的唧唧聲一樣,小鱷魚在蛋裡時會哭喊,以便讓彼此和媽媽知道是時候孵化了。法國聖艾蒂安讓·蒙內大學的研究人員取出鱷魚蛋和它們的媽媽,並播放未孵化的小鱷魚的叫聲錄音(聽起來像“umph, umph”)或非特異性噪音。他們報告在《當代生物學》雜誌上,接受錄音的小鱷魚寶寶的反應更為頻繁,並且在錄音期間或在錄音結束後 10 分鐘內被鼓勵孵化。只有一個鱷魚在錄製的普通噪音期間破殼而出;其餘的幾個小時後才孵化。十個媽媽中有八個在聽到錄音的哭聲後開始挖掘它們的巢穴。研究人員說,這種呼喚和回應可能是一種同步孵化時間的方式,以便所有幼崽都能得到成年鱷魚的照顧和保護,免受掠食者的侵害。

科學家:世界仍然安全,免受微型黑洞的威脅
需要證明大型強子對撞機 (LHC)在幾個月後開啟並開始以人類前所未達到的能量將質子撞擊在一起後不會毀滅世界?只需抬頭看看。為了消除公眾對這座耗資 80 億美元的粒子加速器可能會產生微觀的、吞噬世界的黑洞的揮之不去的擔憂,建造它的歐洲核子研究組織 (CERN) 要求五位物理學家再次權衡這個問題。在本週釋出的一份報告中,他們駁斥了擔憂,並指出大型強子對撞機的粒子碰撞本質上是對宇宙射線(來自太空的高能粒子)的重新創造,這些射線轟擊整個宇宙的恆星和行星,並達到比新機器產生的能量高得多的能量。他們得出結論,如果這種轟擊能夠製造出末日黑洞,那麼恆星早就積累了它們並被吞噬了。他們說,我們看到恆星——因此,微型黑洞不是威脅。但是科學家們知道什麼呢?

佛羅里達州購買糖使大沼澤地恢復的機會增加
佛羅里達州的納稅人可能很快會支付 17.5 億美元(透過水費附加費)來購買美國糖業公司及其位於大沼澤地國家公園以北 187,000 英畝(75,675 公頃)的甘蔗地。近幾十年來,這家糖生產商一直在用其田地受汙染的徑流汙染這個巨大的溼地中的水。這筆交易將在未來六年內結束這種情況,因為該州計劃將其關閉並恢復自然水流。州議員必須批准出售。

黏糊糊的衝浪者:蝸牛乘坐自己黏糊糊的波浪
您是否看到蝸牛面上爬行?或者在其下面?科學家認為他們可能已經弄清楚了這些狡猾的軟體動物是如何完成這一棘手壯舉的。當正面朝上時,蝸牛會透過使用粘性運動來向前移動。這種運動方式是透過釋放粘液來實現的,粘液充當粘合劑或流動液體,具體取決於腹足綱動物的“足”(蝸牛接觸表面的部分)中收縮的肌肉施加的壓力。但是倒立的蝸牛如何在水面上做到這一點呢?麻省理工學院的工程師 Sungyon Lee 在一項未發表的研究中指出,蝸牛足部的波動會破壞水的平滑“邊緣”。這會產生壓力,使足部和波紋水之間的粘液流動,從而帶動蝸牛前進。換句話說,蝸牛似乎在用粘液製成的板子衝浪,製造自己微小的波浪。Lee 承認,需要進行更多的研究來證實這種運動方式的機制。與此同時,請享受常見淡水蝸牛的驚險刺激:該論文指出,雖然這些超慢的法式蝸牛以每小時不到 24 英尺(7.3 米)的速度在水中穿梭,但它們可以在短短三秒鐘內完成 180 度的大轉彎。

年輕城市男性中與槍支有關的謀殺案呈上升趨勢
一項新的研究表明,1999年至2005年間,美國年輕男性的涉槍兇殺案數量急劇上升。該報告發表在《城市健康雜誌》的線上版上,此前不久,最高法院剛剛裁定,華盛頓特區禁止手槍的規定是違憲的。根據約翰霍普金斯大學彭博公共衛生學院的研究,在研究覆蓋的同一時期內,25至44歲的黑人男性中,涉及槍支的謀殺案增加了31%,而同年齡的白人男性中,這一比例增加了12%。研究人員分析了美國衛生與公眾服務部基於網路的傷害統計查詢和報告系統的資料,該系統包括1981年至2005年與傷害相關的死亡資訊以及每10萬人口的死亡率。研究人員發現,總體兇殺率保持在每10萬人中6.0至6.1人死亡之間(2001年因9月11日的恐怖襲擊事件而有所增加除外)。槍支死亡人數增幅最明顯的州包括阿拉巴馬州、加利福尼亞州、密歇根州、明尼蘇達州、內布拉斯加州、內華達州、新澤西州、俄亥俄州、賓夕法尼亞州、德克薩斯州和華盛頓州,大多位於大型都市區及其周邊。研究報告稱,可能影響城市兇殺案趨勢的因素包括早期接觸鉛以及青少年時期受害者周圍發生異常高的槍支兇殺案率。

*更正 (08/06/30): 《Naturwissenschaften》最初被認為是義大利雜誌;它實際上是德國雜誌。

 

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