科学家在最近发现的"温奇科姆"陨石中发现有关地球生命起源的新线索

科学家在最近发现的"温奇科姆"陨石中发现有关地球生命起源的新线索 一类罕见的陨石被称为"碳质陨石"，富含碳和氮等化学物质，很可能在向早期地球输送水和有机分子的过程中发挥了关键作用。温奇科姆是一块碳质陨石，据广泛观测，它于 2021 年 2 月坠落在英国，在着陆约 12 小时后才采集到第一批样本。因此，它为科学家们提供了一个研究早期太阳系有机物成分的机会，而不会出现通常会影响陨石研究的严重陆地蚀变效应。纳米级分析与发现由利兹大学、曼彻斯特大学和约克大学的科学家组成的多学科研究小组与伦敦自然历史博物馆、钻石光源、美因茨马克斯-普朗克化学研究所的同事合作，并由德国明斯特大学牵头，首次在纳米尺度上对温奇科姆陨石中的有机物进行了深入分析。他们利用位于柴郡达尔斯伯里的超级电子显微镜设施（SuperSTEM Facility）中世界上功能最强大的电子显微镜之一，将同步辐射数据与有关有机物中存在的功能化学基团性质的超高分辨率光谱信息进行了独特的关联。这幅图示意性地展示了如何非常精确地提取陨石的极薄片，以便在 X 射线光束下（在钻石光源）或在电子显微镜下（在 SuperSTEM）对富含碳化学物质的感兴趣区域进行进一步检查。资料来源：D.M. Kepaptsoglou，SuperSTEM这样就可以对含氮的生物相关分子（包括氨基酸和核碱基）进行引人注目的原位检测，而氨基酸和核碱基是生物学中使用的大型复杂蛋白质的基本组成部分。研究表明，温奇科姆仍然含有原始的地外有机分子，这些分子可能对早期地球生命的出现至关重要。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。利兹大学化学与加工工程学院高级电子显微镜学教授昆廷-拉马斯（Quentin Ramasse）是SuperSTEM实验室电子显微镜小组的负责人，他介绍说："这项工作表明，最近电子显微镜仪器的进步，包括单色高能分辨率电子源和高灵敏度的新型探测器设计，使我们能够以前所未有的分辨率和效率分析地外有机物。这为今后利用紧凑型、易于获得的电子显微镜仪器以及同步辐射研究这些材料开辟了新的途径"。前沿技术和未来影响领导这项研究的明斯特大学高级研究员克里斯蒂安-沃尔默（Christian Vollmer）说："无需使用任何化学提取方法就能在温奇科姆鉴定出氨基酸和核碱基等生物相关分子，这令人非常兴奋，尤其是我们能够在纳米尺度上突出这些分子局部浓度的空间变化。这表明，我们的方法使得绘制陨石中的功能化学图谱成为可能，即使有机域的尺寸非常小，化合物的丰度非常低"。研究人员使用了超级电子显微镜实验室（SuperSTEM Laboratory），这是英国国家先进电子显微镜研究设施，由英国工程与物理研究理事会（EPSRC）支持。该设施拥有世界上研究物质原子结构最先进的设备，由利兹大学牵头的学术联盟（还包括参与该项目的曼彻斯特大学和约克大学，以及牛津大学、格拉斯哥大学和利物浦大学）支持运营。在 X 射线光束下（钻石光源）或在电子显微镜下（SuperSTEM），可以非常精确地提取陨石的极薄片，以富含含碳化学物质的感兴趣区域为目标，进行进一步检查。收藏温奇科姆陨石的自然历史博物馆研究员阿什利-金博士说："我们的观测结果表明，温奇科姆是碳质陨石收藏中的重要一员，其原始的成分使我们对早期太阳系有机分子的认识有了新的突破"。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家捕捉到光驱动聚合物的蛛丝马迹

科学家捕捉到光驱动聚合物的蛛丝马迹 高速原子力显微镜与激光照射系统相结合，用于原位实时观察偶氮聚合物的变形过程。资料来源：大阪大学偶氮聚合物是一种光活性材料，这意味着当光线照射到它们时，它们会发生变化。具体来说，光线会改变它们的化学结构，从而改变薄膜的表面。这使得它们在光学数据存储和提供光触发运动等应用中颇具吸引力。能够在捕捉图像的同时用聚焦激光引发这些变化被称为原位测量。"通常，研究聚合物薄膜的变化时，需要对其进行处理，例如用光照射，然后进行测量或观察。然而，这只能提供有限的信息，"该研究的第一作者 Keishi Yang 解释说。"使用高速原子力显微镜（HS-AFM）装置，包括一台带激光器的倒置光学显微镜，使我们能够触发偶氮聚合物薄膜的变化，同时以高时空分辨率对其进行实时观测。"(a）与激光辐照系统集成的高速原子力显微镜概述 b）偶氮聚合物变形的高速原子力显微镜图像。资料来源：美国化学学会高速原子力显微镜测量能够以每秒两帧的速度跟踪聚合物薄膜表面的动态变化。研究还发现，所使用的偏振光的方向会对最终的表面图案产生影响。利用原位方法进行的进一步研究有望深入了解光驱动偶氮聚合物变形的机理，从而最大限度地发挥这些材料的潜力。该研究的资深作者 Takayuki Umakoshi 说："我们已经展示了观察聚合物薄膜形变的技术。不过，在此过程中，我们展示了将尖端扫描 HS-AFM 和激光源结合起来，用于材料科学和物理化学的潜力"。对光有反应的材料和过程在化学和生物学的多个领域都很重要，包括传感、成像和纳米医学。原位技术为加深理解和最大限度地发挥潜力提供了机会，因此有望应用于各种光学设备。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

陨石与矿物的奥秘：科学家分析印度的Luna撞击坑

陨石与矿物的奥秘：科学家分析印度的Luna撞击坑 2024 年 2 月 24 日大地遥感卫星 8 号上的陆地成像仪拍摄的月球撞击坑卫星图像。地球上的撞击坑相对罕见；在地球撞击数据库中得到确认的世界各地的撞击坑不到 200 个。陨石坑的数量如此之少，部分原因是大多数陨石在穿过地球大气层后最终溅落到水中。在落到陆地上的陨石中，其撞击的证据也可能会被风、水和板块构造等力量抹去。在这幅由大地遥感卫星 8 号（Landsat 8）上的陆地成像仪（OLI）于 2024 年 2 月 24 日拍摄的图片中可以看到新研究的Luna撞击坑的足迹该撞击坑因靠近一个同名村庄而得名。陨石坑宽约 1.8 公里（1.1 英里），外缘高出坑底约 6 米（20 英尺）。Luna坑位于印度古吉拉特邦一个名为班尼平原的草原上。北面是广阔的白色盐漠卡奇大草原。这些低洼地区的部分地区在一年中的大部分时间都被淹没，卢纳火山口经常有水。研究人员利用 2022 年 5 月的干旱期从整个结构中采集样本。在岩石和沉积物中，科学家们检测到了几种在地球自然环境中并不常见的矿物。这些稀有矿物是在陨石撞击地面时产生的极高温度和压力下形成的。研究人员还测出稀有元素铱的浓度异常高，这与其他撞击坑的发现一致。根据现场淤泥中植物残体的放射性碳年代测定，研究小组确定撞击发生在大约6900年前。陨石坑附近有一个古代哈拉帕人定居点的遗迹，但目前还不能确定撞击是否早于人类的到来。撞击坑在太阳系中随处可见，它们可以为科学家提供一个窗口，让他们了解太阳系以外的行星和卫星的大气过程和地下成分。例如，2021 年对火星的一次撞击暴露了一层水冰，美国宇航局火星勘测轨道器上的高分辨率成像科学实验（HiRISE 相机）对其进行了成像。这是迄今发现的最接近火星赤道的埋藏水冰的地方这对潜在的载人飞行任务来说是一个重大发现。科学家们还利用美国宇航局卡西尼号任务提供的数据，研究了土星最大卫星土卫六上撞击坑的演变过程。除其他见解外，他们还发现了不同纬度的天气塑造土卫六表面的不同方式。Michala Garrison 利用美国地质调查局提供的 Landsat 数据拍摄的 NASA 地球观测站图片。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家追踪俄亥俄州火车灾难的有毒痕迹

科学家追踪俄亥俄州火车灾难的有毒痕迹 新的研究显示，2023 年 2 月 3 日在俄亥俄州东巴勒斯坦发生的诺福克南方公司列车事故对环境的影响覆盖了很大的地理区域。该研究报告将于今天（6 月 19 日）发表在学术期刊《环境研究通讯》上。从中西部到东北部，一直到加拿大南部和北卡罗来纳州，在潮湿天气的降水（湿沉降）中都发现了事故释放的无机污染物。这些发现意义重大，因为雨雪中的许多无机污染物会对水生动植物产生化学影响。论文称，这些污染物至少遍布 16 个州的部分地区，面积达 140 万平方公里。威斯康星大学麦迪逊分校威斯康星州卫生实验室（WSLH）的研究人员利用国家大气沉积计划（NADP）国家趋势网络（NTN）例行收集的降水化学测量数据，估算出了该事件造成的空间范围和沉积的化学元素。火车事故和随后的火灾导致许多不同的污染物在数天内释放到大气中，国家大气降解计划的研究人员能够通过降水跟踪这些污染物。国家大气沉积计划（NADP）的首席研究员兼协调员戴维-盖伊（David Gay）说："我们的测量结果不仅显示了预期的高氯化物浓度，而且还显示了其覆盖的广阔地理区域。然而，更令人惊讶的是，pH 值出乎意料地高（碱性更强），碱金属和碱土金属的含量也特别高，超过了过去十年测量结果的第 99 百分位数。所有这些污染物在环境中都很重要，因为它们的积累会对地球的水生和陆地环境产生多方面的影响。"盖伊博士说："这项研究证明了全国性网络在常规降水监测方面的重要作用。我们的观测结果使我们能够确定事故和后续应对活动对区域大气的影响。"虽然目前的 NADP 网络没有对有机化合物进行量化，而这些有机化合物可能是列车货物的更具体的示踪剂，但记录的对降水的广泛影响表明，事故造成了大量化学污染降落到地球表面。参考文献：2024 年 6 月 19 日，《环境研究快报》。DOI: 10.1088/1748-9326/ad52ac编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家在距今1200万年前的蜗牛壳化石中发现第一种多烯色素

科学家在距今1200万年前的蜗牛壳化石中发现第一种多烯色素 彩色蜗牛壳化石（左）和现代蜗牛壳（右边的大标本）。图片来源：Klaus Wolkenstein这使得哥廷根大学和维也纳自然历史博物馆（NHMW）的研究人员的这一新发现更加令人吃惊：他们在距今 1200 万年前的蜗牛壳化石中发现了色素。这是世界上首次在化石中发现的几乎原封不动保存下来的多烯类色素。这项研究发表在《古生物学》杂志上。奥地利 Nexing 中新世沉积物中的 Pithocerithium rubiginosum 贝壳化石（高 1.5 厘米）（左）和氟化钙圆盘（圆盘直径 2 厘米）上分离出的红色多烯色素（右）。资料来源：Klaus WolkensteinNHMW 的古生物学家在奥地利布尔根兰州发现了蜗牛超科 Cerithioidea 的蜗牛壳。这些蜗牛生活在一千二百万年前的热带海边。参与这项发现的 NHMW 教授马蒂亚斯-哈扎豪泽（Mathias Harzhauser）解释说："他说："目前还不清楚这些淡红色的花纹是来自原始的贝壳，还是后来在沉积物中形成的。哥廷根大学地球科学中心的研究人员解开了这个谜团。他们利用拉曼光谱分析了这些色素。这包括用激光照射样品。样品反射出的散射光可以用来清楚地识别化合物。他们在贝壳化石中检测到了属于多烯类化学物质的色素。这些有机化合物包括众所周知的"类胡萝卜素"，例如，鸟类羽毛、胡萝卜和蛋黄中鲜艳的红色、橙色和黄色就是由类胡萝卜素产生的。领导这项研究的克劳斯-沃肯斯坦（Klaus Wolkenstein）博士多年来一直在哥廷根大学研究化石颜料的化学性质："通常情况下，经过这么长的时间，我们所能希望的是这些化学物质降解产物的痕迹。但是，如果降解，这些化合物就会失去颜色。因此，在距今 1200 万年前的化石中发现这些几乎完好无损的色素确实令人惊讶。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家发现普通细菌的嗜血行为

科学家发现普通细菌的嗜血行为 这一研究成果发表在《eLife》杂志上，为了解血流感染的发生过程和潜在治疗方法提供了新的视角。华盛顿州立大学研究员阿登-贝林克（Arden Baylink）拿着一个装有沙门氏菌的培养皿。贝林克和博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉血清（人体血液的液体部分），血清中含有细菌可以用作食物的营养物质。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren细菌研究与实验"感染血液的细菌可能是致命的，"该研究的通讯作者、西悉尼大学兽医学院教授阿登-贝林克（Arden Baylink）说。"我们了解到，一些最常引起血液感染的细菌实际上能感知人体血液中的一种化学物质，并向它游去"。贝林克和这项研究的第一作者、西悉尼大学博士生西耶娜-格伦发现，至少有三种细菌，即肠炎沙门氏菌、大肠埃希氏菌和柯氏柠檬杆菌会被人体血清吸引。这些细菌是导致炎症性肠病（IBD）患者（约占总人口的 1%）死亡的主要原因。这些患者通常会有肠道出血，这可能是细菌进入血液的入口。华盛顿州立大学博士生西耶娜-格伦（Siena Glenn）使用高倍显微镜。格伦与助理教授阿登-贝林克（Arden Baylink）及其同事合作发表的研究表明，世界上一些最致命的细菌会寻找并吃掉人体血液中的液体部分血清。图片来源：华盛顿州立大学兽医学院 Ted S. Warren研究人员利用贝林克公司设计的一种名为"化学感知注射钻机测定法"的高倍显微镜系统，通过注射微量人体血清模拟肠道出血，观察细菌向出血源移动的过程。这种反应非常迅速致病细菌只需不到一分钟的时间就能找到血清。新疗法的潜力作为研究的一部分，研究人员确定沙门氏菌有一种名为 Tsr 的特殊蛋白质受体，能让细菌感知并游向血清。利用一种叫做蛋白质晶体学的技术，他们能够看到这种蛋白质与丝氨酸相互作用的原子。科学家们认为，丝氨酸是细菌能够感知并消耗的血液中的化学物质之一。格伦说："通过了解这些细菌是如何检测血液来源的，我们将来可以开发出阻断这种能力的新药。这些药物可以改善高血液感染风险的 IBD 患者的生活和健康状况。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：