隐藏在地壳深处的古代生命氧气来源被发现

隐藏在地壳深处的古代生命氧气来源被发现纽卡斯尔大学的科学家们在地壳深处发现了一个氧气来源，它可能在光合作用出现之前影响了生命的进化。这个开创性的研究项目发现了一种机制，可以在地质断层的运动中从岩石中产生过氧化氢。这项研究由纽卡斯尔大学自然与环境科学学院领导，今天（8月8日）发表在《自然通讯》杂志上。虽然高浓度的过氧化氢可能对生命有害，但它也可以为微生物分解出有用的氧气来源。这种额外的氧气来源可能影响了早期地球上在光合作用进化之前的高温环境中的生命的早期进化，甚至可能是起源。地表下岩石压裂的条件研究人员能够利用实验室中的小瓶模拟出地下岩石断裂的一些关键条件。代表海洋和大陆地壳的岩石在氮气下被粉碎，加入无氧水中，然后被加热。资料来源：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学在构造活跃的地区，地壳的运动不仅产生地震，而且使地表下充满了裂缝和断裂。这些裂缝内有高度反应性的岩石表面，含有许多不整齐的地方，水可以从裂缝处向下过滤，并与新断裂的岩石上的这些缺陷发生反应。硕士生JordanStone在实验室里通过粉碎花岗岩、玄武岩和橄榄岩来模拟这些条件--这些岩石类型可能存在于早期地壳中。然后在良好控制的无氧条件下，将这些岩石添加到不同温度的水中。生命和氧气的历史该研究调查了与地质断层有关的活性氧的来源；在蓝细菌为地球大气提供氧气之前，这是一个潜在的氧气来源。这种活性氧可能在生命从无氧世界进化到有氧世界的过程中发挥了作用，并在生命起源之前对地下裂缝的生物化学做出了贡献。资料来源：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学实验显示，大量的过氧化氢--以及因此可能产生的氧气--只有在接近水的沸点的温度下才会产生。重要的是，过氧化氢形成的温度与地球上一些最喜欢热的微生物的生长范围相重叠，这些微生物被称为嗜热菌，包括靠近宇宙生命树根部的进化的古代用氧微生物。作为环境地球科学研究硕士的一部分进行这项研究的主要作者JordanStone说。"虽然以前的研究表明，少量的过氧化氢和其他氧化剂可以通过在没有氧气的情况下对岩石的压力或粉碎而形成，但这是第一个表明高温在最大限度地生成过氧化氢方面至关重要的研究。"主要作者JordanStone在英国纽卡斯尔大学环境地球科学硕士课程中进行了这项研究，他设置了其中一个实验。信用：JonTelling/JordanStone/纽卡斯尔大学首席研究员、高级讲师JonTelling博士补充说："这项研究表明，碎石和矿物上的缺陷与你所期望的更'完美'的矿物表面的反应方式可能非常不同。所有这些机械化学反应需要产生过氧化氢，从而产生氧气，是水、破碎的岩石和高温，这些在光合作用演化之前都存在于早期地球上，并且可能影响到热的、地震活跃地区的化学和微生物学，在那里生命可能首先演化。"...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302043.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302043.htm

这些已经走上餐桌的“人工合成肉”，真的能代替天然肉吗？

这些已经走上餐桌的“人工合成肉”，真的能代替天然肉吗？访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器富含蛋白质的食物（来源：作者使用AI生成）替代蛋白质，顾名思义，是一种可替代传统动物蛋白的食品。它的来源多样，包括植物、昆虫以及实验室培养的肉类。这些新型蛋白源被设计来模仿肉类的口感和营养，同时减少对环境的负担。今天就带大家了解这些创新食品是如何从实验室研发最终走上我们餐桌的，以及它们如何潜在地重塑我们对食物的认知和消费行为。四种替代蛋白中植物肉发展最为可观在目前的四种替代蛋白中，植物基蛋白的发展最为显著。与其他尚未普及市场或受众接受度较低的品类相比，植物基蛋白因其成熟的生产技术和广泛的市场接受度而处于领先地位。以下是关于替代蛋白的分类：1、植物蛋白植物蛋白是最成熟的替代蛋白来源，包括豆类、谷类、薯类和坚果等，其中大豆蛋白含量可达40%。植物蛋白的生产成本低，安全性高，易于消化吸收，对环境和动物福利的负面影响小（大概对食用者的心理负担也最小），已经广泛应用于市场。植物蛋白整体成本低、安全性强、易消化且对动物福利和环境副作用小，现已大量应用，是目前为止最佳的替代蛋白质。植物基蛋白不仅因其经济效益和生产效率优势，更因其在环保和可持续发展方面的重要性而成为目前最具发展潜力的替代蛋白类别。2、昆虫蛋白昆虫是一种高效的蛋白质来源，包括从各个生长阶段的卵、幼虫、成虫、蛹等提取的蛋白质。尽管昆虫的繁殖速度快且营养丰富，但大多数主流消费者对食用昆虫持保留态度，会觉得难以下咽。不过我们餐桌上还是会常见一些美味的昆虫蛋白，如蚕蛹、蜂蛹等。虽然昆虫蛋白营养结构合理，肉质纤维少，又易于吸收，但大规模生产技术还未成熟。3、微生物蛋白微生物蛋白，尤其是通过精确发酵技术生产的蛋白，正受到广泛关注。这种技术依赖于基因编辑和生物技术创造定制的微生物，以生产特定的蛋白质和营养素。例如，精确发酵用于生产酪蛋白、酵母蛋白等，这些产品可以在不依赖传统动物来源的情况下满足蛋白质需求。微生物的生长速度快，生产效率高，原料来源广泛，但它的消费者接受度仍然是一个挑战。通过精确发酵技术生产的蛋白概念图（来源：作者使用AI生成）4、细胞蛋白直接利用细胞培养技术来生产食品的革命性方法。通过在实验室中培养和繁殖动物细胞，我们可以生产出与传统肉类相似的食品，而无需进行养殖和屠宰过程。想象一下，我们只需要培养和繁殖肌肉和脂肪细胞，就能够获得我们所需要的牛肉。通过细胞农业技术，无需饲养整只动物，只培养我们吃的那部分就够了，比如，当我们只想吃牛排时，就无需费力气培养包括骨头、角、蹄等组织或器官。这种方法不仅可以减少对自然资源的消耗，还能够降低环境影响。替代蛋白口感不好怎么办？有些朋友表示，不是替代蛋白不好，可是它们吃起来味道和口感太差了！还真有人试图挑战这个问题，并且取得了不错的结果。有家公司名叫“不可能食物”（ImpossibleFoods），主要开发植物性蛋白的汉堡。该公司创始人，帕特·布朗（PatBrown），是一位斯坦福大学的生物化学教授，他召集了一支顶尖科学家团队，利用植物重现了肉类、乳制品和鱼类的整个感官体验。在帕特的创业旅程中，布朗博士意识到，如果要使人们减少对动物肉类的依赖，仅仅提供营养价值相当的替代品是不够的；关键是要复制肉类的味道和感觉。他和他的团队发现，血红素是赋予肉类其独特金属味和血腥味的关键成分。但是，血红素主要存在于动物的肌肉中，这对于开发完全植物基的肉类替代品来说是一个挑战。血红素的示意图（来源：维基百科）团队经过研究后发现，一种名为大豆根瘤球蛋白的植物蛋白含有与动物血红素类似的血红素。然而，从大豆中直接提取血红素成本过高，不适合商业生产。解决方案是通过遗传工程的方式，将大豆血红素的基因转移到酵母菌中，然后通过发酵过程大量生产这种蛋白质。这个创新，不仅使得他们的“牛肉”汉堡具有接近真正牛肉的风味，还显著减少了对环境的影响。使用这种技术的汉堡一经推出，不仅在消费者中引起了极大的兴趣，还引发了食品工业和生物技术领域的广泛讨论，标志着替代蛋白领域的一个重大突破。这种技术的成功，为如何通过创新和跨学科合作，解决复杂的全球性问题提供了一个好案例。小结：传统畜禽养殖业造成的资源消耗和环境污染以及全球人口的持续增长和人类更高的健康需求，催生了人们挖掘食品新资源的动力，推动了植物蛋白、藻类蛋白、昆虫蛋白、微生物蛋白、细胞培养蛋白等替代蛋白的创新与发展。总的来说，虽然替代蛋白目前还面临许多挑战，但它的潜力巨大，有望在未来成为食品生产的重要方式。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431606.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431606.htm

新涂层解决了过氧化物酶太阳能电池的最后一个弱点

新涂层解决了过氧化物酶太阳能电池的最后一个弱点硅太阳能电池可能有几十年的领先优势，但在仅仅大约15年之后，过氧化钙正在迅速缩小差距。它不仅效率接近硅，而且更便宜、更轻、更灵活。但是，当然也有一个问题--过氧化物在暴露于元素中时往往会分解，这对于设计在太阳下整天、每天、几十年的设备来说并不理想。科学家们已经通过添加笨重的分子、二维添加剂、头发制成的碳纳米点或量子点以及其他东西来实验加强它们。现在，一个团队已经使用一种新的粘合剂来保护过氧化物。它被称为BondLynx，它最初是由加拿大材料公司XlynX生产的，用于其他用途，然后在太阳能电池上进行测试。过氧化物的问题始于材料中的有机成分被热和光激活，并可能逃逸，从而削弱过氧化物并破坏太阳能电池中的其他材料。BondLynx是一种交联剂，可与这些有机成分形成化学共价键，防止它们松动并降低效率。研究小组用BondLynx处理过氧化物太阳能电池，然后将它们暴露在长期的热和光下，以观察它们与没有经过处理的太阳能电池相比的表现差异。这些太阳能电池开始时的效率为24%，在连续暴露于模拟阳光下1000小时后，几乎保持了99%的效率。相比之下，在相同的条件下，未经处理的太阳能电池在相同的时间范围内损失了其原始效率的35%。这些太阳能电池还被暴露在60°C（140°F）的恒定热量下600小时。经过BondLynx处理的电池在这段时间内成功保持了近98%的效率，而对照组则损失了27%。虽然测试只进行了几个月，但经过处理的细胞几乎没有失去任何转化效率，这表明它们应该能够忍受更长时间。加上最近的另一种涂层，估计可以使过氧化物太阳能电池有30年的寿命，这个勇敢的新竞争者可能已经弥补了它的致命弱点，并很快挑战硅的太阳能霸主地位。该研究发表在《焦耳》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1362481.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1362481.htm

当碳汇下沉：新研究发现了一个气候变化的"定时炸弹"

当碳汇下沉：新研究发现了一个气候变化的"定时炸弹"在世界各地的湖泊和河流中发现，像这种单细胞生物Parameciumbursaria既能吃又能进行光合作用。像这样的微生物在气候变化中扮演着双重角色，它们释放或吸收二氧化碳--这种捕获热量的温室气体是变暖的主要驱动力--这取决于它们是依靠类似动物的生活方式还是类似植物的生活方式。资料来源：DanielJ.Wieczynski，杜克大学该研究还发现，这些生物在转换之前的行为变化可以作为气候变化临界点的早期预警信号。然而，环境中营养物质水平的增加，如农业径流中的氮，会使这些警告信号变弱。混合营养型微生物是能够在像植物一样进行光合作用（吸收二氧化碳）和像动物一样进食（释放二氧化碳）之间转换的生物体。它们在全球范围内都很丰富，普遍存在于淡水和海洋环境中，估计占了海洋浮游生物的大部分。杜克大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员通过开发一个计算机模拟，模拟混合营养型微生物如何获得能量以应对变暖，发现在变暖条件下，混合营养型微生物从碳汇转变为碳排放者。这些发现意味着，随着温度的升高，这些高度丰富的微生物群落可能从对地球的净冷却效应变为净升温效应。杜克大学的DanielWieczynski博士和该研究的主要作者说："我们的研究结果显示，混合营养型微生物在生态系统对气候变化的反应中的作用比以前想象的要重要得多。通过将微生物群落转化为应对变暖的净二氧化碳来源，混养微生物可以通过在生物圈和大气层之间创造一个正反馈循环来进一步加速变暖。"混合营养型原生动物Parameciumbursaria可以吃细菌或使用光合作用来获得能量和碳。光合作用发生在生活在Pbursaria细胞内的内共生小球藻（绿色球体）内。加州大学圣巴巴拉分校的HollyMoeller博士和该研究的共同作者补充说："由于混生虫既能捕获又能排放二氧化碳，它们就像'开关'，既能帮助减少气候变化，也能使其恶化。这些虫子很小，但它们的影响真的可以扩大。我们需要像这样的模型来了解如何。"杜克大学的Jean-PhilippeGibert博士和该研究的另一位共同作者说："目前最先进的长期气候变化预测模型只是以一种极其还原的、部分的，或者有时是完全错误的方式来考虑微生物的作用。因此，非常需要像这样的研究来提高我们对地球大气过程的生物控制的广泛理解。"研究人员的模型还显示，就在混合营养型微生物群落转向排放二氧化碳之前，它们的丰度开始疯狂波动。这些变化可以通过监测混合营养型微生物的丰度在自然界中检测出来，并为这些微生物可以作为气候变化临界点的早期预警信号带来希望。Wieczynski博士说："这些微生物可能作为快速气候变化的灾难性影响的早期指标，这在泥炭地等目前是主要碳汇的生态系统中特别重要，因为在这些地方混合营养体的数量非常多"。然而，研究人员还发现，这些早期预警信号可能会被环境中氮气等营养物质的增加所削弱，这些营养物质通常是由农业和废水处理设施的径流引起的。当更多的此类营养物质被包括在模拟中时，研究人员发现，发生预警波动的温度范围开始缩小，直到最终信号消失，临界点到来时没有明显的警告。"检测这些警告信号将是一个挑战。特别是如果它们随着营养物的污染而变得更加微妙"。莫勒博士说。"然而，错过它们的影响是巨大的。我们可能会在一个更不理想的状态下结束生态系统，向大气中添加温室气体，而不是清除它们。"在这项研究中，研究人员使用4度的温度跨度进行了模拟，从19到23摄氏度。在未来五年内，全球气温可能会比工业化前的水平高出1.5摄氏度，并有望在本世纪末突破2至4摄氏度。研究人员提醒说，研究中使用的数学模型借鉴了有限的经验证据来调查变暖对微生物群体的影响。Wieczynski博士说："尽管模型是强有力的工具，但理论结果最终必须通过经验来检验。我们强烈主张对我们的结果进行进一步的实验和观察测试"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366181.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366181.htm

哈佛大学的科学家对感染深海微生物的病毒有了新的认识

哈佛大学的科学家对感染深海微生物的病毒有了新的认识在地球上，病毒是最丰富和多样的生命形式，栖息在每个环境中。例如，在海洋中，病毒甚至比微生物更多，其数量是微生物的十倍。病毒通过感染生物体进行复制，范围从人类和动物到昆虫甚至微生物。尽管感染微生物的环境病毒的存在并不是一个新的发现，但它们的流行程度以前是未知的。研究人员刚刚开始理解病毒的丰富多样性以及它们对生态系统的影响和它们在生态系统中的功能。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354289.htm

新改良的多能量X射线探测器具有高灵敏度和可打印性质

新改良的多能量X射线探测器具有高灵敏度和可打印性质辐射输送的能量被X射线探测器转换成视觉或电子形式，大多数X射线探测器在硬或软两种能量水平中的一种运行。那些具有高光子能量--超过5至10千电子伏特（keV）--被称为"硬X射线"，并被广泛用于医学放射学，因为它们可以穿透像骨骼这样的致密材料。"软X射线"通常具有低于1千伏的能量水平，用于对组织和细胞等生物物质进行成像。有时，X射线探测器必须跨越这两个能量级别进行工作，例如在寻找乳腺组织中的肿瘤时。现有的由硅和硒制成的探测器可以在硬窗和软窗中工作，但它们的能量灵敏度和空间分辨率--区分附近两个物体的能力是有限的。由澳大利亚墨尔本莫纳什大学的研究人员领导的一个团队，利用通常用于下一代太阳能设备相关的技术，开发了一种高灵敏度、多能量的X射线探测器。研究人员发现，金属卤化物过氧化物是硅和硒的一种有效、通用的替代物，因为它们可以在X射线束穿过物质时管理其强度，这一过程称为X射线衰减。过氧化物是一种天然存在的矿物，其晶体结构与钙钛矿相同。它以前被用于仅限于小规模的硬X射线检测的研究中，但这是第一次使用过氧化钙来测试软X射线检测。在目前的研究中，研究人员通过在一个二极管装置内打印一层过氧化物薄膜来创建X射线探测器。他们发现，基于过氧化物的探测器在从0.1千伏到几十千伏的广泛能量范围内运行，这比现有的多能量X射线探测器要宽得多。由于这些探测器是作为薄膜制成的，它们可以与柔性基底结合，以产生一系列的设备形状和尺寸。柔性X射线探测器可用于符合圆形的身体部位，或被塑造成适合狭窄的空间。"这项工作展示了过氧化物有一个自然的延伸到印刷的X射线探测器，"该研究的通讯作者JacekJasieniak说。"它们的制造成本更低，而且还可能涉及修改薄膜的形式因素，在那里你需要固有的灵活性。"研究人员预见到这些新开发的X射线探测器在现实世界中有广泛的用途。该研究的主要作者BabarShabbir说："这些基于过氧化物的探测器可以提供快速反应时间，并提供高灵敏度，以实现实时检测和成像的复杂目的，包括疾病诊断、检测爆炸物和识别食品污染。"该研究报告发表在《先进材料》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353117.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353117.htm