我国科研人员在月壤样本中首次发现天然石墨烯

我国科研人员在月壤样本中首次发现天然石墨烯来自吉林大学、中国科学院金属研究所、国家深空探测实验室、探月与航天工程中心等的科研人员通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤的观察分析，首次发现了天然形成的少层石墨烯。相关研究为月球的地质活动和演变历史以及月球的环境特点提供了新见解，拓宽了人们对月壤复杂矿物组成的认知，为月球的原位资源利用提供了重要信息及线索。石墨烯以其新奇的物理现象和非凡的特性，在包括行星和空间科学在内的广泛领域发挥着越来越重要的作用。据估计，星际碳总量中约1.9%是以石墨烯的形式存在，其形态和性质由特定的形成过程决定。因此，天然石墨烯的组成和结构特征将为星体的地质演化和月球的原位资源利用提供重要的参考和信息。(科技日报)

研究人员发现"起伏"的大脑机制 挑战了多巴胺在学习中作用的传统观点

研究人员发现"起伏"的大脑机制挑战了多巴胺在学习中作用的传统观点这项研究由纽约大学格罗斯曼医学院的一个小组进行，研究了多巴胺和乙酰胆碱（另一种参与学习和记忆的大脑化学物质）之间的相互作用。以前的研究表明，这两种激素之间存在反比关系；其中一种激素的增加会导致另一种激素的减少。以前的研究认为，奖励通过同时提高多巴胺水平和降低乙酰胆碱水平来促进学习。这种突然出现的激素失衡被认为为脑细胞适应新环境和形成记忆打开了一扇机会之窗。这一过程被称为神经可塑性，是学习和伤后恢复的主要特征。然而，问题仍然在于，食物和其他外部奖励是否是这种记忆系统的唯一驱动力，或者我们的大脑是否能够在没有外界帮助的情况下创造出有利于学习的相同条件。为了澄清这个问题，研究作者重点研究了在乙酰胆碱水平较低的同时多巴胺水平较高的时间和情况。他们发现，即使在没有奖励的情况下，这种情况也会经常出现。事实上，荷尔蒙在大脑中不断起伏，多巴胺水平经常升高，而乙酰胆碱水平却很低，这为持续学习创造了条件。"我们的发现挑战了人们目前对多巴胺和乙酰胆碱何时以及如何在大脑中共同发挥作用的理解，"研究的主要作者安妮-克罗克博士说。"奖励不是为学习创造独特的条件，而是利用了一种已经存在并不断发挥作用的机制。"在最近发表在《自然》杂志上的这项研究中，研究小组让数十只小鼠使用一个轮子，它们可以在上面随意奔跑或休息。有时，研究人员会让动物喝水。然后，他们记录了啮齿动物的大脑活动，并测量了不同时刻多巴胺和乙酰胆碱的释放量。不出所料，喝水会产生典型的多巴胺和乙酰胆碱释放模式，而这正是奖励所引起的。然而，研究小组还观察到，早在接受水食之前，多巴胺和乙酰胆碱就已经遵循"起伏"循环，大约每秒两次，在此期间，一种激素水平下降，另一种激素水平上升。克罗克指出，无论啮齿动物是在奔跑还是静止不动，这种模式都在持续。她补充说，人类在内省和休息时也会出现类似的脑电波。研究的资深作者、神经科学家尼古拉斯-特里奇（NicolasTritsch）博士说："这些结果可能有助于解释大脑是如何在不需要外部激励的情况下自行学习和演练的，也许这种脉动回路会触发大脑反思过去的事件并从中学习。尽管如此，纽约大学朗贡卫生院神经科学与生理学系助理教授特里奇还是提醒说，他们的研究并不是为了判断小鼠大脑在这种"自我驱动"的学习过程中处理信息的方式是否与人类大脑相同。他说，尽管如此，这项研究的结果也可能为理解与多巴胺水平不正确有关的神经精神疾病（如精神分裂症、注意力缺陷/多动障碍（ADHD）和抑郁症）提供新的思路。例如，精神分裂症患者经常会出现与现实相悖的妄想。特里奇说，如果多巴胺-乙酰胆碱回路不断加强大脑中的连接，那么这一机制的问题可能会导致形成过多和不正确的连接，从而使他们"了解"到并非真实发生的事件。同样，缺乏动力也是抑郁症的常见症状，这使得完成起床、刷牙或上班等基本任务变得困难。作者说，内部驱动系统的紊乱可能是导致这些问题的原因。因此，特里奇说，研究小组下一步计划研究多巴胺-乙酰胆碱循环在此类精神疾病动物模型中的表现，以及在对记忆巩固很重要的睡眠过程中的表现。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1381973.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1381973.htm

研究人员发现地球大气层自我清洁的一种方式

研究人员发现地球大气层自我清洁的一种方式加州大学欧文分校的化学家帮助阐明了一种空气净化分子的形成。研究人员发现了一种新的机制，通过空气中的水滴和周围空气之间表面的强电场产生氢氧化物（OH），这可以帮助大气层自行清除污染物和温室气体。这一发现挑战了以前的信念，并可能大大改变空气污染模型。人类活动向空气中排放了许多种类的污染物，如果没有一种叫做氢氧化物（OH）的分子，这些污染物中有许多会一直在大气中聚集。OH本身如何在大气中形成被视为一个完整的故事，但是在4月3日发表在《美国国家科学院院刊》上的新研究中，包括加州大学欧文分校化学教授SergeyNizkorodov在内的一个研究小组报告说，存在于空气中的水滴和周围空气之间表面的强电场可以通过一个以前未知的机制创造OH。这一发现将重塑科学家对空气如何清除人类排放的污染物和温室气体的理解，羟基可以与之发生反应并消除。Nizkorodov说："需要OH来氧化碳氢化合物，否则它们会无限期地在大气中堆积。""OH是大气化学故事中的一个关键角色。"法国里昂大学的大气化学家、这项新研究的主要作者克里斯蒂安-乔治说："它启动了分解空气中污染物的反应，并帮助从大气中清除有毒的化学物质，如二氧化硫和一氧化氮，这些都是有毒的气体。"因此，充分了解其来源和汇是理解和减轻空气污染的关键。"之前，研究人员假设阳光是OH形成的主要驱动力。"传统的经验是，必须通过光化学或氧化还原化学来制造OH。你必须有阳光或金属作为催化剂，"Nizkorodov说。"这篇论文实质上说的是你不需要任何这些。在纯水本身，OH可以通过水滴表面的特殊条件自发地产生。"UCI化学教授SergeyNizkorodov（左）和法国里昂大学国家科学研究中心的大气化学家ChristianGeorge领导了一个项目，对氢氧化物分子如何帮助清除大气中人类排放的污染物和温室气体得出了新的认识。资料来源：UCI该团队建立在由RichardZare领导的斯坦福大学科学家的研究基础上，该研究报告了过氧化氢在水滴表面的自发形成。新的发现有助于解释Zare小组的意外结果。该研究小组测量了不同小瓶中的OH浓度--一些含有空气-水表面，另一些只含有水，没有任何空气--并通过在小瓶中加入一种"探针"分子，在与OH反应时发出荧光，在黑暗中跟踪OH的产生。他们所看到的是，黑暗中的OH生成率反映了那些甚至超过了像阳光照射这样的驱动因素的比率。"Nizkorodov说："将产生足够的OH，与其他已知的OH来源竞争。在夜间，当没有光化学作用时，仍然会产生OH，而且其产生的速度比其他情况下要高"。这些发现改变了对OH来源的理解，这将改变其他研究人员如何建立试图预测空气污染如何发生的计算机模型。它可以相当显著地改变空气污染模型。OH是水滴内的一种重要氧化剂，而模型中的主要假设是OH来自空气，它不是在水滴中直接产生的。为了确定这种新的OH产生机制是否发挥作用，Nizkorodov认为下一步是在世界不同地区的真实大气中进行精心设计的实验。但首先，该团队希望这些结果能在大气研究界引起轰动。UCI是这种科学继续发生的主要场所，UCI的其他实验室，如化学教授AnnMarieCarlton的实验室也在集中精力研究水滴在大气中发挥的作用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353873.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353873.htm

研究人员没有发现任何与永久冻土相关的全球气候临界点的证据

研究人员没有发现任何与永久冻土相关的全球气候临界点的证据阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AlfredWegenerInstitute）领导的一项最新研究显示，根据最新的科学证据，这种描述具有误导性。根据他们的研究结果，并不存在单一的全球临界点；相反，存在许多地方和区域临界点，它们在不同的时间"临界"，产生累积效应，导致永久冻土随着气候变化而融化。因此，如果我们的目标是尽可能多地保护永久冻土，那么今天采取果断行动就显得尤为重要。这项研究刚刚发表在《自然-气候变化》杂志上。永久冻土覆盖了北半球约四分之一的陆地，以植物死亡物质的形式储存了大量有机碳。只要处于冰冻状态，这些物质就会保持完好无损，但当永久冻土解冻时，微生物就会开始分解这些物质，并以二氧化碳和甲烷的形式将大量碳释放到大气中。因此，全球气温的升高可能会激活这个巨大的碳库，并通过额外的排放大大加剧气候变化。因此，在公开辩论中，你经常会听到"碳定时炸弹"的说法。赫歇尔岛被侵蚀的悬崖。阿尔弗雷德-魏格纳研究所（AlfredWegenerInstitute）亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）通过资助名为"海岸永冻土侵蚀"的青年研究员项目，开始在加拿大北极地区西部进行研究。图片来源：阿尔弗雷德-魏格纳研究所/BorisRadosavljevic这是基于这样一种假设，即永久冻土与格陵兰冰盖一样，是地球系统中几个临界要素之一。根据这种观点，永久冻土最初只会随着全球变暖而逐渐融化；然后，一旦超过临界阈值，融化过程将突然开始相互放大，导致整个北极地区的永久冻土迅速和不可逆转地坍塌。尽管许多人推测这种解冻情况是可能发生的，但迄今为止，人们仍不清楚是否真的存在这样的临界值，如果存在，相应的温度极限是多少。由阿尔弗雷德-魏格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心（AWI）的扬-尼茨本（JanNitzbon）博士领导的一个国际研究小组现在已经找到了这个问题的答案。"事实上，永冻土是全球临界要素这一观点在研究界颇具争议。政府间气候变化专门委员会在其最新评估报告中也指出了这一不确定性，"AWI专家说。"我们的目标是填补这一知识空白。在我们的研究中，我们汇编了有关可影响和加速永久冻土融化过程的现有学术文献。结合我们自己的数据分析，我们评估了目前关于解冻过程的所有研究结果，以确定这些过程是否会导致自我延续的解冻，并因此导致与一定程度的变暖相关的'临界点'，如果会，则以何种空间尺度（地方、区域、全球）进行评估"。这项研究的结果很清楚：确实有一些地质、水文和物理过程在自我放大，在某些情况下甚至是不可逆的；但是，这些过程只在局部或区域内发生作用。其中一个例子是：形成了所谓的热喀斯特湖泊。在这里，永久冻土层内的冰融化，形成洼地。融水汇集到洼地表面，形成一个吸收大量太阳能的暗湖。这反过来又加剧了水下永久冻土的变暖，在湖内和周围形成了一个自我维持的解冻过程。他们还在其他与永久冻土相关的过程中发现了类似的放大反馈，如火灾导致北方针叶林的消失，但在这里也只是在局部到区域范围内。扬-尼兹邦解释说："没有证据表明，在一定程度的全球变暖的情况下，会出现自我放大的内部过程，从而影响所有永久冻土，并在全球范围内加速其融化。此外，预计释放的温室气体也不会导致本世纪末全球变暖。因此，将永久冻土描绘成全球临界点是一种误导。"但这并不意味着北极的永久冻土没什么好担心的--相反，研究清楚地表明，永久冻土带是非常不均匀的。因此，许多小的局部临界点将在不同的时间和升温水平被突破，并随着时间的推移不断累积。因此，全球永久冻土的解冻不会是逐渐增加，然后突然激增；相反，它会随着全球变暖而加剧，一旦全球变暖达到5至6摄氏度，永久冻土就会完全消失。"这意味着越来越多的地区已经或即将不可避免地受到解冻的影响。"换句话说，没有变暖的安全系数--就像临界点的形象所暗示的那样--只要不超过临界值，我们仍然可以利用。这就是为什么我们需要通过更好的监测来密切关注永久冻土地区，更好地掌握相关过程，并将其体现在气候模型中，以进一步减少不确定性来源。对于以温室气体排放为基础的永久冻土流失，还有一点是明确的：人类越早实现净零排放，就有越多的地区可以作为独特的栖息地和碳库得到保护"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434564.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434564.htm

南极惊现20只触手的“海怪” 为啥深海动物都胡乱长？

南极惊现20只触手的“海怪”为啥深海动物都胡乱长？这次发现的“海怪”有20厘米高，图源：McLaughlin由于这个20根触手的新物种实在太像克苏鲁神话中的巨型章鱼了，所以它像病毒一样在互联网上疯传。图：克苏鲁神话中的巨型章鱼很多人可能也会感到好奇，为什么深海中的动物长相都这么奇怪呢？其实，这和我们对海洋的了解非常少有很大关系，我们现在对海洋的探索还不到20%，而对深海的探索甚至可能连5%都不到。为什么我们对海洋知之甚少？虽然海洋就在我们星球，但相较于火星和月球，就目前绘制的地图来说，海底地图还远没有火星和月球的表面地图来得更详细，和更可靠。这是因为海水会有效吸收电磁辐射，而现在绘制地图的常用手段就是利用卫星发射信号，然后通过反射回来的信号进行绘制，利用的就是电磁辐射。不过，从2017年开始，科学家们使用多波束声纳信号来绘制海底地图，但是效率不高，截止今年6月份，已经绘制完成23.5%，预计到了2030年将会绘制结束，到时人类就能了解海底具体是什么样的了。其实，绘制海洋地图的主要作用是帮助船只找到正确的航线，对海洋动物的探索和研究帮助还是比较有限的，这些还是要人们亲力亲为才行。但是，实际上下海一点都不比登天容易，甚至可能更难，人类历史上总共将12个人送上月球，但只有将3人下降到马里亚纳海沟——海洋最深处。因为无论是深海的压力，还是探测器在里面的能见度，都让人们不那么容易去探索。从这次探索发现的8个物种中就有4种是没有描述过的，新物种的概率达到50%，由此可见我们对海洋的探索有多局限。只有等我们探索越来越深入，对海洋动物的了解才会越来越多，我们才不会觉得它们奇怪。这个20只触手的海怪是什么？实际上，这次南极海域新发现的长着20只触手的“海怪”，只要你了解它们这个类群的生物，就不会觉得太奇怪了，因为这个类群基本都长这样。新发现的这个“海怪”其实就是海百合，科学家给它取了学名——南极草莓海百合，但是你会发现它与我们熟悉的海百合会有点不同。我们熟悉应该是这种：这种：还有这种：它们应该像是百合花一样有自己的茎才是，这次新发现的这个咋没有呢？其实很简单，因为海百合有两种，一种就是这种有茎的，通常就是被叫作“海百合”，还有一种是没有茎的，就是这次发现的这种，被称作“羽毛星”。羽毛星可以自由移动，有许多触手，触手上还有各种分支，总之就是和这个新发现的南极草莓海百合没啥区别就是了。这次发现的羽毛星，躯干呈草莓状，因此得名，图源：McLaughlin我并没有在这项研究的相关报道中看到这次新发现的这个海百合具体生活在什么深度，但是从图片上就可以了解到，它应该来自于超过1000米的深海。至于为什么会这么推断，那就要说到海洋动物存在的一些普遍特征了，其实只要我们了解了这些普遍特征，下次看到海洋新物种时就不会觉得太奇怪了。海洋动物也有普遍特征对海洋动物影响最大的就是光线和水压，它们的生理特征基本是适应由不同深度造成的不同太阳辐射量和压力而打造的。首先，可见光很难穿透200米深的海水，而到了1000米深之后，太阳的电磁辐射基本就到达不了了。所以，实际上超过200米的深度就已经看不到光合作用的植物和微生物了，除了海底热泉旁之外，只有一些极端动物和异养微生物有机会在更深的地方生存。不过，有趣地方不是，海洋动物有一个非常有趣的颜色分层，就像下面这张图片展示的这样：海洋中的蓝色动物生活在靠近海面的地方；再往深处一点，动物的颜色变成上面蓝色，下面白色；在更深一点，动物通常是透明的，但内脏是红色的；再深一点，动物全身呈红色或黑色；最后是更深的海底，几乎所有动物都是淡红色或奶油色。这种颜色的明显分层，原因目前并不是特别明确，但很可能就是因为海水随着深度的增加太阳辐射减少造成的。就像陆地动物的外观会变得和环境颜色差不多一样，海洋动物也会这样做，它们的颜色其颜色和亮度必须与背景相匹配。电磁辐射波长越短穿透力则越强，红光和红外光是最难穿透更深海水的，这意味着生活在深水中的红色动物基本上是不被看见的，所以深海在最先出现的是红色动物，它不会被照亮，依然可以保持与背景一个颜色。同样由于随着深度的增加，来自太阳的辐射很少，海底动物的眼睛会变得特别大，这是因为他们需要更多的辐射进入自己的眼睛。深海动物的眼睛是有用的，因为即便只有微弱的辐射，对于它们来说也是有用的。另一方面，深海压力会变得越来越大，越来越冷，生存条件越来越差，这导致海底动物往往很大，这个被称为深海巨人症。海底动物抵抗深海压强的方式有很多，包括产生一些特殊的蛋白质，但是最普遍的做法还是让自己变得和海水一样。图：深海水滴鱼所以，你会发现深海动物的身体通常基本都是水，捞出来之后，就像是一滩烂泥一样。随着深度的增加，生存环境变得越来越极端，食物的短缺和被捕食压力的减少，让动物降低了新陈代谢。你会发现在自然界中，新陈代谢慢的动物寿命往往会更长，这是因为新陈代谢慢的话，往往意味着动物只有通过延长寿命来增加繁殖机会才更有可能延续基因，或者说对于新陈代谢慢的动物而言，长寿就是一种进化优势。所以，海底动物通常寿命很长，它们有更多时间来发育自己，而且由于身体充水厉害，也没啥捕食者威胁，所以深海动物往往体型比较大。好了，现在回到这次新发现的这只海百合。从图片上来看，这只南极草莓海百合显现乳白色，不带任何杂色，而且体型也不小，所以我推断它应该是在最深的海底发现的。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377753.htm

研究人员发现了一种能够批量消灭昆虫的新品种线虫S. adamsi

研究人员发现了一种能够批量消灭昆虫的新品种线虫S.adamsi这个新物种是一种叫做Steinernema的线虫家族的成员，长期以来，这种线虫一直被用于农业，无需杀虫剂即可控制昆虫寄生虫，并且Steinernema对人类或其他哺乳动物无害，最早发现于20世纪20年代。UCR线虫学教授阿德勒-迪尔曼（AdlerDillman）说："我们每年都会在农作物上喷洒数万亿只这种昆虫，而且它们很容易买到。虽然Steinernema有100多个种类，但我们一直在寻找新的种类，因为每个种类都有独特的特征。有些可能在某些气候条件下或与某些昆虫的关系更好。"迪尔曼的实验室希望更深入地了解一种不同的Steinernema种类，于是向泰国的同事索要了样本。"我们对样本进行了DNA分析，发现它们并不是我们要求的样本。Dillman说："从遗传学角度看，它们与其他任何被描述过的物种都不一样。"迪尔曼和他的同事在《寄生虫学杂志》上描述了这一新物种。肉眼几乎看不到它们，宽度约为头发丝的一半，长度不到1毫米。"烧瓶中的几千只看起来就像沾满灰尘的水。他们以美国生物学家、杨百翰大学生物系主任拜伦-亚当斯（ByronAdams）的名字为这个新物种命名为Steinernemaadamsi。线虫新品种Steinernemaadamsi显微镜下特写。图片来源：AdlerDillman/UCR"亚当斯帮助我们完善了对线虫物种及其在生态学和土壤养分循环中的重要作用的认识，"迪尔曼说。"他也是我的本科导师，是他让我认识了线虫。这似乎是对他的最好纪念。"目前正在南极洲从事线虫研究的亚当斯说，他很荣幸能有这样一个"酷"物种在科学文献中以他的名字命名。亚当斯说："这种动物的生物学特性绝对令人着迷"除了它在减轻害虫给人类带来的痛苦方面的明显应用外，它还能让我们了解寄生虫、病原体、宿主及其环境微生物组之间复杂的谈判所涉及的生态和进化过程。"迪尔曼在大学期间了解到这些蠕虫的生命周期，这让他对研究这些蠕虫着了迷。线虫在幼虫时期嘴是被封住的，机体处于停止发育的状态，它们以这种形式生活在土壤中，并在土壤中游荡，寻找可以感染的昆虫。一旦发现受害者，它们就会进入它们的口腔或肛门，排出高致病性细菌。寄生虫会排出致病性物质来帮助杀死宿主，这在一开始就很不寻常。这就像是詹姆斯-卡梅隆电影中的情节。""感染后48小时内，昆虫就会死亡。它基本上会使昆虫液化，然后你会看到一个曾经是昆虫身体的袋子。"迪尔曼说："宿主体内可能有10或15条线虫，10天后，土壤中就会出现80000个新的线虫个体，寻找新的昆虫进行感染。"研究人员确信，S.adamsi能杀死昆虫。他们将其中一些放入装有蜡蛾的容器中，证实了这一点，事实上，用极低剂量的蠕虫就能在两天内杀死蜡蛾。展望未来，研究人员希望发现线虫的独特特性。"我们还不知道它是否能耐高温、紫外线或干燥。我们还不知道它能感染多少昆虫。"S.adamsi是一种可以感染数百种昆虫的属。因此，研究人员相信，无论它是多种昆虫的专科寄生虫还是普通寄生虫，在某种程度上都是有益的。迪尔曼说："这是令人兴奋的，因为这一发现又增加了一个昆虫杀手，可以教给我们新的、有趣的生物学知识。此外，它们来自温暖潮湿的气候，这可能使它们成为昆虫的良好寄生虫，而目前市售的果园线虫无法在这种环境中繁衍生息。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1420561.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1420561.htm