首个已知分形分子是自然数学的奇迹

首个已知分形分子是自然数学的奇迹即使对数学家来说，分形的定义也很棘手，但一般来说，它们是由更小的结构组成的几何图形，而这些结构本身又与整体相似。在实践中，这意味着如果你放大分形的一部分，就会看到类似的结构--如果你放大这部分的一部分，就会看到类似的结构，如此类推，直至无穷。在自然界中，分形特征出现在雪花、闪电和河网等事物中。分子似乎是发现分形的最佳场所，因为它们可以排列成各种有趣的形状，但在现有的所有分子目录中，还从未出现过规则分形（在不同尺度上几乎完全匹配的分形）。但现在，马克斯-普朗克研究所和菲利普斯大学的科学家们发现了第一个规则分子分形。这是一种蓝藻用来生产柠檬酸盐的酶，这种酶被发现可以自然地组合成一种特殊的分形图案，这种图案被称为"西尔潘斯基（Sierpiński）三角形"。西尔潘斯基三角形分形图案的演变过程从一个等边三角形开始。然后从中间打出一个倒三角形，这样就有三个小三角形组成一个大三角形，中间有一个三角形空洞（《塞尔达传说》的粉丝可能会对这个符号感到熟悉）。然后从每个较小的实心三角形中打出一个倒三角形，这样就有三个第二个形状或九个原始形状的三角形组成了一个较大的三角形。你可以一直这样做下去，每个三角形都变小，这就是西尔皮斯基三角形分形图案。这项研究的第一作者弗兰兹斯卡-森德克（FranziskaSendker）说："我们完全是偶然发现这种结构的，当我们第一次用电子显微镜拍摄它的图像时，几乎不敢相信我们看到的一切。蛋白质构成了这些美丽的三角形，随着分形的增长，我们在它们中间看到了这些越来越大的三角形空隙，这完全不同于我们以前见过的任何蛋白质组装。"为了弄清这种蛋白质是如何形成如此有趣的结构的，研究人员使用电子显微镜对其进行了更详细的分析，发现它的自组装并不对称。研究人员发现，不同的蛋白质链在分形的不同位置产生了略微不同的相互作用，从而形成了引人注目的结构。那么，这个数学奇迹在细菌的生物学中是否有特定的作用呢？为了弄清这个问题，研究小组对这种微生物进行了基因改造，使这种蛋白质不能形成分形结构，但这种细菌仍能正常生产柠檬酸盐。这启发了研究人员对另一种可能性进行研究：这种结构相对容易进化，因此它只是偶然发生的，不需要有特定的目的。他们利用祖先序列重建技术追溯了数百万年来可能的进化过程，然后用生物化学方法制造出了这些古老的蛋白质。也许令人惊讶的是，他们发现这种分形结构出现得相当快，只经过了几次突变。但这种结构很快就在其他蓝藻品系中消失了，直到最近在一个物种中才被发现。该研究的资深作者格奥尔格-霍赫伯格（GeorgHochberg）说："虽然我们永远无法完全确定过去发生的事情的原因，但这一特殊案例确实具有看似复杂的生物结构的所有特征，这种结构只是突然出现的，没有任何好的理由，因为它非常容易进化。"对于那些在几乎感觉是人造的东西中寻找意义的人们来说，这可能不是一个特别令人满意的解释，但从好的方面来说，这确实表明可能还有更多的分子分形等待着人们去发现。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427373.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427373.htm

BBC-自然界大事件 1080P

中文片名：BBC-自然界大事件1080P英文片名：Nature'sGreatEvents影片年代：2009影片产地：英国影片类型：#纪录片/#自然对白音轨：国粤英三音轨，默认英语影片字幕：中字外挂字幕影片集数：6集文件大小：26.2GB电影简介：《自然界大事件》是一部由BrianLeith执导，大卫·爱登堡解说的BBC纪录片。该片记录了在气候转变和极地环境的影响下，不同地带的野生动植物所呈现的蓬勃生命力。资源标签：#自然界最惊奇的事件/#自然界大事件/#BBC链接：https://www.aliyundrive.com/s/F3FZs1tmZvm4K影视频道：@Aliyun_4K_Movies4K影视冢群：@alypzyhzq

科学家成功融合哺乳动物的染色体 自然界中通常需要一百万年时间

科学家成功融合哺乳动物的染色体自然界中通常需要一百万年时间在自然界中，染色体的进化变化可能需要一百万年的时间，但是科学家们最近报告了一种新的可编程染色体融合技术，该技术成功地创造了在实验室中发生百万年进化规模的基因变化的小鼠。这些发现可能阐明了染色体重排--由每个父母提供的数量相等的结构化基因的整齐束，它们排列并交换或混合特征以产生后代--如何影响进化。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315391.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315391.htm

BBC-自然界大事件(2009) 1080P

中文片名：BBC-自然界大事件(2009)1080P英文片名：Nature'sGreatEvents影片年代：2009影片产地：英国影片类型：#纪录片对白音轨：国粤英三音轨，默认英语影片字幕：中字外挂字幕影片集数：6集文件大小：26.2GB电影简介：《自然界大事件》是一部由BrianLeith执导，大卫·爱登堡解说的BBC纪录片。该片记录了在气候转变和极地环境的影响下，不同地带的野生动植物所呈现的蓬勃生命力。资源标签：#自然界最惊奇的事件/#自然界大事件/#BBC链接：https://www.aliyundrive.com/s/V3uosSLj94t频道官方网站:https://hdhive.org

研究发现在自然界散步跟减压之间存在因果关系

研究发现在自然界散步跟减压之间存在因果关系我们都知道，在大自然中长时间地散步可以让人放松。现在，来自马克斯-普朗克人类发展研究所的研究人员进行的一项具有里程碑意义的新研究提供了一些最早的因果证据，其确切地表明在森林中散步一小时如何减少负责处理压力的大脑区域的活动。几十年来，研究人员已经报告了生活在农村和城市环境中的人们之间的无数心理健康差异。很明显，花时间在自然环境中可以获得心理上的好处。新研究的论文第一作者SonjaSudiMac说，目前还不清楚是城市环境实带来了更多的压力还是暴露在自然环境中会减少压力。“......到目前为止，先有鸡还是还有蛋的问题还无法分清，即大自然是否真的在大脑中造成了影响还是特定的个体选择了生活在农村或城市地区，”Sudimac说道。为此，研究人员设计了一个独特的实验，从而一劳永逸地弄清在大自然中的时间是否直接减少我们的压力反应。约有60名志愿者被招募参加了这项研究。在到达实验室后，每个受试者都接受了核磁共振扫描，他们在测量压力反应的几个测试中跟踪杏仁核的活动。扫描确定基线测量后，每个受试者被随机分配到60分钟的城市步行或60分钟的森林步行。城市路线是沿着柏林的一条繁忙的街道，而自然路线是穿过附近的森林--这是该座城市中最大的绿色区域。完成一小时的步行后，参与者回到实验室并重复同样的核磁共振成像测试。在所有压力测试中，自然步行组检测到杏仁核的活动减少。那些走城市路线的人在杏仁核活动中没有显示出变化。这意味着城市暴露并不一定会增加一个人的压力反应，但在大自然中的时间可以抑制这种神经活动。研究人员在新的研究报告中总结道：“我们证明，在接触大自然后，杏仁核活动在压力任务中减少，而在接触城市后保持稳定。这有力地证明了大自然的促发作用，而不是城市暴露造成额外的压力。”有趣的是，新发现是在先前的研究基础上进行的，这些研究显示大脑健康可能跟一个人接近绿色区域有关。因此，生活在靠近绿色城市森林的城市居民被发现跟那些生活在不靠近绿色空间的城市居民相比，他们的杏仁核结构在生理上更健康。来自LiseMeitner环境神经科学小组的SimoneKühn参与了这两项研究，她之前认为城市规划者必须将绿色空间纳入城市设计以保持心理健康和幸福。Kühn指出，这些新发现清楚地表明，在大自然中度过的急性短时间可以直接抑制大脑中的压力活动。“这些结果支持以前假设的自然和大脑健康之间的积极关系，但这是第一个证明因果关系的研究。有趣的是，在城市散步后，这些区域的大脑活动保持稳定且没有出现增加，这反驳了普遍认为城市暴露会导致额外压力的观点，”Kühn说道。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313821.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313821.htm

科学家发现自然界最大细胞中神秘漩涡运动的起源

科学家发现自然界最大细胞中神秘漩涡运动的起源最新研究揭示了卵细胞中"漩涡状"流动背后的自然机制，这种流动对营养物质的高效分配至关重要。这些发现是通过先进的建模和实验方法实现的，为细胞运输提供了新的见解，并可能影响更广泛的生物学研究。模拟微管如何弯曲并引导成熟卵细胞中的物质形成旋涡状流动的快照。图片来源：S.Dutta等人科学家们早就知道，成熟的卵细胞（称为卵母细胞）会在内部产生类似旋涡的液流来运输营养物质，但这些液流是如何产生的一直是个谜。现在，Flatiron研究所的计算科学家与普林斯顿大学和西北大学的合作者共同领导的研究揭示了这些流动--看起来就像微型龙卷风--是由一些细胞成分的相互作用有机产生的。他们的研究成果发表在四月号的《自然-物理》（NaturePhysics）杂志上，他们利用理论、先进的计算机建模和果蝇卵细胞实验揭示了龙卷风的力学原理。这些成果有助于科学家们更好地理解有关卵细胞发育和细胞运输的基础问题。"我们的发现代表了这一领域的一大飞跃，"共同作者、Flatiron研究所计算生物学中心（CCB）主任迈克尔-谢利（MichaelShelley）说。"我们能够应用多年来从其他研究中获得的先进数值技术，这让我们能够比以往更好地看待这个问题。"在一个典型的人体细胞中，一个典型的蛋白质分子通过扩散从细胞的一侧蜿蜒到另一侧只需要10到15秒；而在一个小型细菌细胞中，这一过程只需要一秒钟。但在本文研究的果蝇卵细胞中，单是扩散就需要一整天的时间--这对细胞的正常功能来说时间太长了。相反，这些卵细胞发展出了"旋风流"，它在卵细胞内部盘旋，迅速分配蛋白质和营养物质，就像龙卷风能把物质卷起并移动到比风更远更快的地方一样。在这段循环播放的卵母细胞视频中，可以看到物质在整个生长细胞中循环并帮助分配养分。图片来源：S.Dutta等人"受精后，卵母细胞将成为未来的动物，"该研究的合著者、普林斯顿大学和中央研究院的研究员萨扬坦-杜塔（SayantanDutta）说。"如果破坏了卵母细胞中的流动，所产生的胚胎就不会发育"。研究人员使用了Flatiron研究所研究人员开发的一款名为SkellySim的先进开源生物物理学软件包。通过SkellySim，他们模拟了参与制造细胞的成分。其中包括微管--细胞内部的柔性细丝--和分子马达，分子马达是作为细胞工作母机的特化蛋白质，携带着被称为有效载荷的特殊分子组。科学家还不太清楚这些有效载荷是由什么组成的，但它们在产生气流中起着关键作用。研究人员模拟了数以千计的微管在载荷分子马达的作用力下的运动。通过在实验和模拟之间来回切换，研究人员得以了解旋流的结构，以及它们是如何从细胞液和微管之间的相互作用中产生的。"我们的理论工作使我们能够放大并以三维方式实际测量和可视化这些旋涡，"该研究的合著者、CCB研究科学家RezaFarhadifar说。"我们看到了这些微管如何在没有任何外部线索的情况下，通过自组织产生大规模流动。"在这段循环播放的卵母细胞视频中，可以看到物质在整个生长细胞中循环并帮助分配养分。图片来源：S.Dutta等人模型显示，在卵母细胞内部，微管在分子马达的作用下发生弯曲。当微管在这种负荷下屈曲或弯曲时，会导致周围液体移动，从而使其他微管重新定向。在一个足够大的弯曲微管群中，所有微管都朝同一方向弯曲，流体流动就会变得"合作"。随着微管的集体弯曲，移动的有效载荷在整个卵子中形成漩涡或漩涡状流动，帮助分子分散到细胞周围。有了漩涡，分子可以在20分钟而不是20小时内穿过细胞。谢利说："该模型显示，该系统具有令人难以置信的自我组织能力，能够创造出这种功能性流动。而只需要一些成分--只有微管、细胞的几何形状和携带有效载荷的分子马达。"这些新发现为更好地了解卵细胞的发育奠定了基础。这些结果还有助于揭开其他细胞类型中物质运输的神秘面纱。"既然我们知道了这些漩涡是如何形成的，我们就可以提出更深层次的问题，比如它们是如何混合细胞内的分子的？这开启了理论与实验之间的新对话。"法哈迪法尔说。"这项新研究让人们对微管有了全新的认识。微管在植物和动物等几乎所有真核生物的各种细胞类型和细胞功能（如细胞分裂）中发挥着核心作用。这使它们成为"细胞工具箱中非常重要的一部分"，Dutta说。"通过更好地理解它们的机制，我认为我们的模型将有助于推动细胞生物物理学中许多其他非常有趣的问题的发展"。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1428137.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1428137.htm