视野

二腮吻沙蚕的“铜牙”

>>动物

二腮吻沙蚕是一种血红色的海洋环节动物，体长可达37 厘米。它们拥有约2 毫米长的针状“牙齿”，“牙齿”中含有约10%的铜，这些铜齿是二腮吻沙蚕重要的“战斗武器”。二腮吻沙蚕会从海底的沉积物中摄取铜元素，并通过某种化学反应，将铜结合到它们的牙齿中。然而，其中涉及的具体化学过程此前一直不明。

最近一项研究揭开了二腮吻沙蚕的铜牙形成的秘密。原来，二腮吻沙蚕首先会分泌一种名为多巴的氨基酸，将海底的铜元素汇聚到体内富含蛋白质的稠液中，再以这些铜为催化剂，将多巴转化为黑色素。黑色素、蛋白质与铜结合，就形成了二腮吻沙蚕的针状“牙齿”。

虽然二腮吻沙蚕合成铜牙的过程看起来非常简单，但人类要在实验室中制得与其铜牙类似的材料却并不容易。科学家认为，对这些精妙生化反应的深入研究，有望指引人类以简便的方法合成类似的复杂材料。

吃“千年剩菜”的北冰洋海绵

>>动物

海绵是最原始的多细胞动物之一，全世界的海洋中皆有它们的踪影，其中，生活在北冰洋海底的海绵尤其多，而且这些海绵的体形也大得惊人。北冰洋海绵在生物罕至的极寒深渊以何为生？科学家通过高清深海摄像机发现，这些海绵栖息的区域往往覆盖着一层有机质，这些有机质多是生物的遗骸或残片，最早可以追溯到几千年前。科学家推测，这些有机质是北冰洋巨型海绵的主要食物来源。在细菌的辅助下，北冰洋的巨型海绵靠吃这些“千年剩菜”，建立起壮观的“海底花园”。

超声波复明方案会成为视障人士的福音吗？

>>新知

许多失明病例是由视网膜退行性疾病导致的，也就是视网膜中的“感光元件”退化。虽然目前还没有针对视网膜退行性疾病的切实有效的无创治疗手段，但科学家最近对治疗方案有了一种可行的思路。

当我们闭上眼睛，用手轻按眼球（该行为有风险，请勿轻易尝试）时，会“看到”某种明暗变化。这一现象让科学家意识到，对眼睛施加压力可以激活视网膜中的神经元，并向大脑发送信号。受此启发，科学家发明了一种可穿戴的超声波设备，尝试通过超声波对视网膜施加机械刺激，控制视网膜中的神经元，进而“恢复”盲眼的视力。

科学家首先在失明的大鼠身上对该设备进行了测试。他们利用一套多接口的电极，直接检测大鼠大脑视觉皮层中的视觉信号，结果发现，特定的超声波刺激能让大鼠的视觉皮层产生相应的电信号。科学家还计划以灵长目动物为实验对象，进一步探索这种超声波复明方案。

苹果中的纤维素助力骨骼再生研究

>>生命科学

最近，科学家尝试利用苹果中的纤维素来再生人类骨骼。他们剥离苹果的其他组织，只留下一个纤维素支架，然后在支架上接种前成骨细胞（成骨细胞的前体）。苹果纤维素支架具有与人体骨组织相似的物理特性（比如孔隙率、硬度），能够模拟人体骨骼微环境并对骨组织起到支撑作用，因此非常适合骨形成过程中各种细胞的生长。为了模拟重力等机械力对骨骼再生的影响，科学家专门设计了一种压力室，并使用该压力室对纤维素支架施加机械力，结果发现，支架上的前成骨细胞成功产生了功能性成骨细胞，而且支架在保持其韧度的情况下成功发生了矿化。

值得一提的是，纤维素不仅可以改善人体的血管状况，而且不会引起人体的免疫或炎症反应。科学家认为，该研究有望为“骨替换生物材料”提供一种新的选择。

细菌帮助小鼠对付肿瘤

>>医学

利用自身免疫系统攻击肿瘤细胞是最理想的抗肿瘤治疗方式。小鼠在接受放疗以后，其体内肿瘤会释放抗原。理想状态下，其肿瘤内的树突状细胞（DC）可以将这些抗原摄取、处理后再呈递给免疫系统的T细胞，从而启动免疫反应。然而，“狡猾的”肿瘤在其内部构建了一种抑制性的免疫微环境，导致肿瘤内的DC 功能失常。虽然在肿瘤周围分布着大量功能正常的DC，但因为它们距离肿瘤的位置较远，所以不能有效地摄取肿瘤释放的抗原。

不过，科学家最近利用细菌解决了这个问题。他们首先用阳离子修饰减毒沙门氏菌的表面，然后在小鼠接受放疗以后，在其肿瘤内注入这种经修饰的减毒沙门氏菌。这些带正电荷的细菌“抓取”带负电荷的抗原并将其运送到肿瘤周围，增加了抗原与DC 之间的交流，从而增强了小鼠体内的免疫反应，同时也可以降低小鼠体内肿瘤的转移率和复发率。科学家已计划着手在人体中测试类似的治疗方法。

幼蜂啃食兄弟姐妹

>>动物

科学家以往只在蜘蛛、鸟类和鱼类等动物中发现了同类相食（以同类为食物）的行为。然而，科学家最近发现，一种独居的寄生蜂也存在这种行为。

当这种蜂的蜂妈妈在植物空茎里筑好巢之后，就会将卵产在不能动弹的宿主(通常是蟑螂、毛毛虫等昆虫)体内。产卵后，蜂妈妈便会飞走去觅食，随后将带回来的食物塞进巢穴，以供孵化出来的幼蜂食用。然而，一旦出现食物供应不足的情况，巢穴就变成充满血腥味的“杀戮”现场：一些饿急了的幼蜂为了生存就会啃食离自己较近的兄弟姐妹。科学家观察了19 个这种寄生蜂的巢穴，分析其幼蜂的发育情况和同类相食的行为后发现，捕食者通常比受害者的体形大，而且受害者往往是新孵化出来的或者离食物较近的幼蜂。“杀手”幼蜂是否因意识到自己的食物供应不足，才采取同类相食的方式让自己生存下去，还有待进一步研究。

膳食纤维并非都好

>>健康

膳食纤维是一种食物中不能被人体消化酶分解的成分，它们可以被人体肠道菌群选择性代谢。人们通常认为，摄入膳食纤维对人体大有裨益。但科学家最近发现，膳食纤维对人体健康的影响因人而异，并且还取决于具体的纤维类型和摄入量。科学家研究阿糖基木聚糖（全谷物中含有）、长链菊粉（洋葱中含有）两种常见的膳食纤维对人体的生理效应后发现：阿糖基木聚糖可以降低部分受试者体内的低密度脂蛋白胆固醇含量，并且摄入量不同，其降低程度也不同；当受试者每日摄入的长链菊粉不超过20 克时，其体内的炎症标志物轻微减少且双歧杆菌的浓度增加；当受试者每日摄入30 克长链菊粉时，其体内的炎症水平和丙氨酸氨基转移酶（肝脏病变程度的重要指标）的浓度就会升高。由此可见，并不是所有的膳食纤维都是对人体有益的，过多地摄入某些膳食纤维反而有害人体健康。

游客喂食葡萄致蜥蜴血糖爆表

>>动物

在加勒比地区的巴哈马群岛上，北巴哈马岩鬣蜥主要食用岛上植物的叶子和果实。通常情况下，它们的粪便形状就像被卷起来的叶子。但人们最近发现，很多北巴哈马岩鬣蜥的粪便更像是一摊“水”。这是怎么回事？原来，游客长期给蜥蜴投喂葡萄致使它们爱上甜食，导致其粪便形状发生了改变。科学家发现，那些偏爱葡萄的北巴哈马岩鬣蜥不仅血糖高，而且其机体调节血糖浓度的能力也变差了。长期的高糖饮食会对这些北巴哈马岩鬣蜥的身体产生哪些影响，还需要进一步研究。

超高性能双聚焦相机问世

>>新知

美国物理学家富兰克林自60 多岁时视力开始恶化，在工作和阅读时必须佩戴近视镜，而远眺时又不得不换上远视镜。为此，他发明了能同时矫正近视和远视的双光眼镜，这种眼镜被人们沿用至今。

然而，早在几亿年前，三叶虫在成像方面就有更高级的“本领”。现代昆虫的复眼中有几万只小眼，而三叶虫的一只眼睛中包含200 多只复眼！三叶虫因此可同时聚焦于一近一远两个焦点，既能看清近距离游动的猎物，又能看清从远处接近的捕食者。

拍摄人像照片时，人们往往需要“大光圈”带来的浅景深，让照片背景模糊以突出主体。但对获取数据而言，相机的景深则越大越好。因此，能同时看清远处和近处的物体是最理想的状态。

近日，南京大学的科研人员从对三叶虫复眼的研究中获得启发，用超构表面透镜技术研发出一种具有双焦镜头的微型相机，该相机可以在单张照片上同时对3 厘米以内和1.7 千米以外的物体清晰成像。

超细管将海水转化为淡水

>>新知

最近，科学家利用含氟有机物合成了一种极其精细的环形分子，通过重复堆叠这些环形分子，制造出由0.9 纳米孔径超细管组成的海水淡化膜，其内部密布带负电荷的氟离子，能够排斥离子化合物（例如食盐），而氟原子又高度亲水，能让水顺利通过，从而淡化海水。

陨石中发现构成遗传物质的全部碱基

>>生命科学

嘌呤类和嘧啶类碱基是构成DNA 和RNA 的必要成分。生物的遗传物质中所含的碱基共有五种——腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶、胸腺嘧啶和尿嘧啶。

从20 世纪60 年代开始，科学家多次在陨石中发现腺嘌呤、鸟嘌呤以及微量的尿嘧啶，而胞嘧啶和胸腺嘧啶则从未被检出。

在最近的一项研究中，科学家利用更先进的提取技术，从几十年前落在澳大利亚和北美的四块陨石样品中发现了胞嘧啶和胸腺嘧啶的蛛丝马迹。至此，人类终于在陨石中发现构成遗传物质的全部碱基，这一发现无疑为“生命基础物质来自外太空”之说提供了有力佐证。

蝴蝶也能断尾逃生

>>动物

许多蝴蝶翅上拖着的长长“尾巴”，叫作尾突。为了探索其作用，研究人员从野外捕捉了138 只燕尾蝶，发现其中65 只的翅存在损伤，而82%以上的损伤位于尾突。研究人员推测，尾突或能转移捕食者的注意力，避免捕食者在攻击时伤及蝴蝶的要害。

为了验证这个推测，研究人员将剪下的燕尾蝶尾突粘在黑色纸片上，制成假蝴蝶，然后用高速摄像机观察野生山雀对其的攻击行为。结果显示，近73%的喙击发生于尾突部分。研究人员还发现，尾突是蝶翅最脆弱的部分，更容易因为捕食者的攻击而断裂。蝴蝶的这种策略和壁虎断尾有异曲同工之妙。

让植物在背阴环境保持活力

>>植物

植物中的光敏色素能够将光照信息传递给植物细胞，从而控制植物的生长。然而，光敏色素不能直接作用于植物的基因，而是经过一类名为PIF 的蛋白质间接作用。科学家已经知道，PIF 中有两个最关键的部分，其中一部分与植物基因对接，另一部分激活植物基因，而后者具体是PIF 的哪个部位则并不知晓。

为了研究PIF 负责激活基因的部位，科学家将PIF 分割成许多片段，他们在分别检测这些片段能否激活基因后，最终找出了该部位。这一研究成果让科学家能够绕过光合作用直接刺激植物生长，使植物即便处于弱光照环境下依然保持生长活力。这意味着，未来的作物种植密度有望进一步调高。

意念控制成为现实

>>新知

近日，科学家将意念控制变为现实——他们利用非侵入式的脑机接口获取人脑意识，将其转化为电磁波信息并通过无线远程传输，进一步转化为可被接收端识别的信息，从而实现远程控制。科学家表示，该技术在健康监测、5G/6G 通信和智能传感器等领域具有潜在应用价值。

牙齿发涩？可能“脱矿”了

>>健康

牙医说牙齿有些脱矿，是什么意思？原来，牙医口中的“矿”指的是覆盖我们牙齿表面的牙釉质。牙釉质是人体中硬度最高的物质，由羟基磷灰石构成。牙釉质是牙齿表面的坚硬保护层，它使牙齿内层免受酸性物质和牙菌斑的影响，还保护牙齿的敏感部位，避免冷热食物对牙齿产生刺激而让人不适。如果牙釉质受损，短期内很难恢复。

一项研究表明，长期饮用碳酸饮料会严重腐蚀牙釉质。即便是无糖碳酸饮料，对牙釉质也具有和普通碳酸饮料同等甚至更强的破坏力。许多人在喝完可乐等碳酸饮料后会感觉牙齿发涩，其实这就是牙齿脱矿的表现之一。

大型液体望远镜问世

>>动物

最近，全球第一个专门为天文学建造的大型液体望远镜（ILMT）投入使用。ILMT 的镜面是缓慢旋转的液态水银薄膜，而不是传统的固体镜面。与传统望远镜的光学反射镜相比，水银镜面无需高度抛光，成本大大降低，且光线反射能力极佳。

地球自转使ILMT 能够扫描天空，天体在图像中会呈现为长长的条纹，将这些单独的像素叠加在一起，就可以形成曝光图像。因为ILMT 在连续几天夜晚看到的大致是同一片天空，因此可以将多个夜晚的曝光叠加在一起，从而获得微弱天体极其精细的图像；此外，还可以对比前后两个夜晚的图像，来观察发生了哪些变化，例如：短暂出现的天体、遥远星系受黑洞影响的明暗变化等；ILMT 还能观察同一片天空里稍纵即逝的变化，如伽马射线暴等。