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美國將禁哺乳動物實驗;系外行星探測到水汽;少女腦損傷後僅有2小時記憶

美國將在2035年前取消所有哺乳動物實驗

#生物

近日據外媒報道,位於華盛頓特區的美國環境保護署(EPA)宣布將在2035年前停止進行或資助哺乳動物研究。這一舉措引起了支持或反對動物實驗的團體的強烈反應,使環保署成為第一個在逐步停止動物研究上設定嚴格期限的聯邦機構。

目前,環保署主要依靠動物試驗來衡量化學品的安全性。但化學公司長期以來一直抱怨說,這些測試代價高並且時間長。同時動物倡導組織也已經敦促該機構轉向非動物模型,例如計算機程序和「器官晶元」技術。在2016年,美國立法機關就提議了對《有毒物質控制法案》進行修正,要求美國環保署放棄動物實驗。

今年6月,環保署長安德魯·惠勒發送了一份內部備忘錄,概述了最終逐步停止該機構動物試驗的計劃。該計劃指出,環保署將把資源轉向這些「新方法」並遠離動物測試到2025年,將對哺乳動物研究的要求和資金減少30%,並在2035年之前消除所有哺乳動物的研究要求和資金在此之後,任何研究都需要得到管理員的批准。

但是,華盛頓特區環境組織自然資源保護委員會的資深科學家詹妮弗·薩斯駁斥了環保署的決定。她說「這很令人失望,也很令人沮喪,結束動物試驗,將使潛在的危險化學品進入環境和消費品」。她認為,結束動物試驗「將允許有潛在危險的化學物質進入環境和消費品中」。

(斌斌/快科技)

「超級地球」K2-18b大氣中探測到水汽

#航天

《自然·天文學》雜誌11日發表了一項重磅研究:英國研究人員在位於恆星宜居帶內的一顆系外行星的大氣中,探測到了水汽,且其50%的大氣可能全部由水組成。這一研究有助於人類理解潛在溫帶行星的大氣演化。

在過去20餘年裡,數以千計的系外行星被發現,但絕大多數不符合「超級地球」的條件——不是太熱就是太冷,或無法擁有像地球一樣的自然環境。此前天文學家已經確認了探測到大氣存在的大部分系外行星,都屬於氣態巨行星。觀測更小的岩質或冰質行星上的大氣,將是我們理解類地行星的重要一步。

系外行星K2-18 b,質量是地球的8倍,大小是地球的2倍,距離地球大約111光年,最早發現於2015年,當時認為,其或是一顆有延伸大氣的岩石行星,或是一顆內部有大量水的冰質行星。

此次,英國倫敦大學天文學家安吉洛斯·薩阿拉斯及其同事,利用美國國家航空航天局的哈勃太空望遠鏡獲得的光譜數據,對系外行星K2-18 b展開了細緻分析。團隊在該行星的大氣中發現了水汽存在的確鑿證據,並認為其大氣中可能存在大量的氫。

現階段,研究人員尚無法確定其大氣的具體構成,但對不同場景的模擬顯示,K2-18 b上多達50%的大氣可能全部由水組成。研究人員認為,「超級地球」K2-18 b是後續觀測的絕佳目標,將為宜居帶行星的組成和氣候帶來進一步認識。

(張夢然/科技日報)

16歲少女腦部受損僅能保存2小時記憶

#醫學

9月12日,據外媒報道,一位名叫萊利·霍納的美國16歲少女,在6月11日一次舞會中被意外踢到頭部,造成了嚴重的腦損傷,她認為每天都是自己受傷的當天,並且每2個小時記憶就會被重置。

她在接受媒體採訪時說:「當我看到門上的日曆顯示現在是九月時,我都驚呆了!你們不明白,這就跟電影情節一樣,令人難以置信。」

令人意外的是,醫生初步診斷以為是腦震蕩,但霍納的記憶停留在6月11日,且每隔2個小時就會失憶一次。而核磁共振成像以及電腦斷層掃描也未檢查出異樣。

據了解,霍納曾是學校拉拉隊長且成績優異,但失憶改變了她的人生。現在的她必須不斷地把事情記在筆記本上才能正常生活。

她的媽媽莎拉表示,霍納的舅舅去世了,她可能都不知道,「我們每天都告訴她,但她就記不住。」

目前,萊利·霍納的癥狀沒有改觀,醫生表示霍納的情況可能無法完全痊癒,不過媽媽表示,他們不會就此放棄。

(陳馳/快科技)

人類語言傳輸效率都為39.15比特每秒

#生物

新的研究給出了人類不同語言信息傳輸效率比較的數學計算結果。這是一個奇特的數學研究結論:儘管人類的語言種類成千上萬,但他們不約而同選擇了同樣的信息傳輸速度,即39.15比特每秒。

這個研究似乎意味著,39.15比特每秒的語言信息傳輸效率是人類進化的必然,是一個最佳的結果。該研究成果題為《不同的語言,接近的編碼效率:跨種族信息交流的效率比較》發表在9月4日的《科學進展》上。

人類的各種語言之間有巨大的差異,這些語言的音素(Phoneme)數量、音節數量和音高複雜性迥異。研究人員分析了包括英語、日語、普通話和廣東話在內的17種語言的音節信息密度,讓每種語言的母語使用者朗讀15篇同一文章的不同譯本(每種語言10人,共計170人),受試者被要求熟悉這些文本,然後以舒適的節奏和清晰的發音來大聲朗讀。

結果發現,儘管人們的講話速度各異,但口語信息密度高的語言使用者的語速較慢。那麼,一個奇妙的結果就出現了:巴斯克語的音節信息密度為4比特,而越南語的音節信息密度為8比特,而巴斯克語的語速為平均每秒8個音節,而越南語的語速平均每秒5個音節。也就是說,信息密度大的語言表達速度更慢,信息密度小的語言表達速度更快。總的來說,這些不同語言的信息傳輸速度是接近的。

為何會有這麼巧合的結果呢?研究人員推測說,人類的大腦結構是類似的,發音器官也很接近,那麼我們對語言的理解能力也就相似。作者之一Dan Dediu 猜測說,這可能與腦電波頻率有關。

(MIT科技評論)

我國西北出現變暖變潮濕趨勢

#醫學

記者從陝甘寧青等省區的氣象部門了解到,1961年以來西北呈升溫趨勢,大部降水增多。2000年後暖濕化更為顯著。

以甘肅為例,1961年至2015年,平均每10年升溫0.29攝氏度,降水東西有異,河西走廊每10年降水增加4毫米至12毫米。2018年甘肅省平均氣溫較常年偏高0.7攝氏度,平均降水量較常年偏多27.7%。專家認為,這是西北發展和生態改善的大好機會。

20世紀80年代,中國科學院院士施雅風關注到西北降水增多的變化。他後來提出西北氣候可能正由暖干向暖濕轉型的推斷。

經濟作物適種區正向北、向高海拔地區移動。在海拔超1500米的天水市秦州區楊家寺鎮建立農業合作社的何甲奇說:「現在高海拔地區也能種菜,錯季上市菜價高。」

氣候變化是「雙刃劍」。專家介紹,西北地區出現「旱澇並存並增」的新情況,極端天氣增多加大了防災減災壓力。

(張玉潔、王博/新華網)

亞馬遜地區發現電鰻新品種,放電電壓860伏

#生物

《自然通訊》雜誌9月10日發表了一項重磅研究:研究人員在亞馬遜地區發現兩個新的電鰻品種,其中一個名為「伏打電鰻」(Electrophorus voltai)的品種超過了此前已有的動物放電記錄,可輸出860伏電壓,成為迄今為止最強的「生物發電機」。這項研究也打破了電鰻是單一物種的假說。

電鰻素有水中"高壓線"之稱,主要生活在亞馬遜河流域,能在水中發出電流來電擊獵物。電鰻的放電本領曾激發義大利物理學家亞歷山德羅·伏打在1799年設計出世界上第一塊合成電池。自250年前電鰻被首次發現以來,人們長期認為電鰻僅屬於一個物種。

在《自然通訊》發表的研究中,美國華盛頓哥倫比亞特區史密森尼博物館的研究人員檢查了來自亞馬遜地區的107個電鰻樣本,根據基因、形態、地理分布等要素得出結論:亞馬遜盆地的電鰻屬於三種不同的物種,在數百萬年前從一個共同祖先進化而來。

這次發現的兩個新物種,其中一個被命名為「伏打電鰻」(electroporus voltai),主要生活在巴西地盾的南部高地。它可以輸出860伏電壓,遠高於此前電鰻有記錄的650伏。另一個被稱作「瓦氏電鰻」(electroporus vari),生活在礦物質富集的低地渾濁水域。

這項研究的負責人C.David de Santana分析稱,「伏打電鰻」之所以進化出如此高的放電能力,可能是對高地清澈水域較低導電性的一種適應。

研究人員表示,他們的發現為科學家研究動物如何產生高壓電提供了新的機會。

(張唯/澎湃新聞)

石墨烯衣物能阻隔氣味防止蚊子叮咬

#物理

美國科學家日前開發以石墨烯製成的布料,藉由阻隔讓蚊子聞到血液的氣味,達到不利用化學方法防止蚊子叮咬目的。

在研究過程中,志願者將手臂放在充滿蚊子的罩子內,只露出一小塊皮膚讓蚊子叮咬,之後研究人員分析裸露的皮膚、包裹薄紗棉布的皮膚部位,以及覆蓋氧化石墨烯薄膜的皮膚部位。結果發現,包覆乾燥氧化石墨烯薄膜的部位完全沒有被叮咬,其餘受測地方都遭受蚊子攻擊。

研究人員辛席雅·卡絲堤洛表示,「有了石墨烯的地方,蚊子根本不會停留。我們推論石墨烯透過抗穿刺性,提供了一種防叮咬的實體屏障。但經由實驗發現,我們認為它也是一種化學屏障,可阻止蚊子聞到氣味。」

研究人員也利用細針代替蚊子的喙,並用電腦模擬叮咬過程,結果發現蚊子無法產生足夠力道刺穿氧化石墨烯薄膜,但只有在乾燥情況下適用,一旦氧化石墨烯浸透水,仍可讓蚊子得逞。

不過,另一種材料「還原氧化石墨烯」(reduced graphene oxide,rGO),不管在乾濕情況下都具備防咬特質。哈特教授也指出:「氧化石墨烯可透氣,但rGO卻不行。因此,該技術最佳具體化,就是找到一種可慣性穩定氧化石墨烯的方法,以便在潮濕時保持堅固。」

(庄瑞萌/明日科學)

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