Author: Marie - 1ban.news

化学与生物学之间的界限正变得越来越难以划分。明尼苏达大学由生物化学家凯特·阿达马拉领导的团队从零构建了一个细胞，一个名为SpudCell的系统，完全由纯化的化学组分组装而成，能够生长、复制基因组和分裂。描述这项工作的预印本被《细胞》期刊拒绝，因为一位评审认为这些细胞”不是真正的生物学”，但该工作仍被该领域的领军人物誉为自下而上合成生物学的里程碑式成就。 SpudCell与以往所有细胞的不同之处不在于其功能，而在于其制造方式。此前所有合成细胞，包括J·克雷格·文特尔2010年里程碑式的JCVI-syn1.0，都是通过提取现有天然细胞并用合成基因组替换其基因组来构建的。这种方法是”自上而下”的：它从一个活的底盘开始并进行修改。而SpudCell是”自下而上”的：它从纯化的化学品开始，从头组装整个系统。 “我有蓝图，我有每种组分的完整化学成分清单，”阿达马拉告诉《Quanta杂志》。”我们在化学中复制了以前只在生物学中可能实现的事情：细胞的完整行为集合。它证明生命最基本的功能，如生长和复制，不需要神秘的魔法火花。” SpudCell的工作原理 细胞体是一个脂质体，一种包裹着水的脂肪酸显微泡。研究团队在其内部装载了一个90千碱基对的基因组，分布在7至9个独立的DNA质粒上，携带大约36个基因。这刚好足以编码进食、生长、复制和分裂所需的功能。 蛋白质合成机制由PURE系统提供，一个包含36种纯化大肠杆菌酶的混合物，包括核糖体，能够将合成基因组翻译成功能性蛋白质。其中一种蛋白质，α-溶血素，插入脂质体膜并充当门控：它与外部feeder脂质体上的化学标签结合，触发融合，输送糖类、脂质、tRNA、核糖体和酶的新鲜供应。 分裂发生在没有细胞骨架的情况下。聚集在膜内表面的蛋白质积累机械应力，直到脂质体分裂。为了在多代中维持复制，研究人员使用了链霉亲和素结合和机械分离网。 经过5次分裂周期后，细胞保持12小时的分裂时间，但只有约30%的子代细胞保留完整基因组。该系统无法在其受控化学环境之外生存，它需要持续的feeder脂质体供应，无法制造自己的核糖体，也无法进行代谢。 “它效率低下，但你确切知道它是如何构建的，”阿达马拉告诉《科学》杂志，将SpudCell比作”第一辆能飞100英尺的带翼自行车车架”，合成细胞的莱特飞行器。 它活着吗？ 这个问题让科学家们产生了分歧。斯坦福大学的合成生物学先驱、与阿达马拉共同创立公益公司Biotic的德鲁·恩迪谨慎地说：”我会说凯特构建了一个细胞。我不认为她创造了生命。” J·克雷格·文特尔研究所的约翰·格拉斯称其为”生物学史上的里程碑事件”和”合成细胞领域乃至整个生物学的分水岭事件”。芝加哥大学的诺贝尔奖得主杰克·绍斯塔克说：”我不知道还有任何其他从生物组分组装人工细胞的努力取得了如此大的进展。” 其他人则更为谨慎。明斯特大学的塞拉芬·韦格纳告诉《科学》杂志：”这是一篇非常酷的论文……但我认为这并不意味着我们接近创造完全合成细胞。”亚利桑那州立大学的迈克尔·林奇警告说，这种细胞并非自给自足。 美国国家标准与技术研究院的伊丽莎白·斯特里查尔斯基表示，SpudCell”跨越了界线”，介于一堆化学品和自然进化细胞之间，这是一个恰当的描述，因为这个系统在任何传统意义上都不是活着的，却能做只有生命系统才能做到的事情。 SpudCell名称的由来 据《科学》和《Quanta》报道，阿达马拉的学生建议将细胞命名为”阿达马拉细胞”。她回答说：”叫它别用我的名字，叫它土豆都行。”故意模仿第一颗人造卫星斯普特尼克，为该项目赋予了它的名字。 Biotic：开放合成细胞的基础设施 阿达马拉、恩迪、扬·耶德雷谢克和生物技术企业家克里斯·拉乔共同创立了Biotic，一家美国501(c)(3)非营利公益公司，筹集了约1000万美元的种子资金。Biotic将于2026年9月开始发放研究资助，目标是建立合成细胞工程共享技术基础设施，并保持工具开放。 “任何工程学科都需要模块化，”阿达马拉在大学新闻稿中说。”在我们的案例中，我们相信这些模块必须在开放环境中构建：私下构建的基础设施基础只会给别人一个收费亭。” 这篇题为”A Chemically Defined Synthetic Cell Capable of Growth and Replication”的论文长达190页。在被《细胞》拒绝后，作者计划将其提交给一家新期刊。在出版前保密协议下，阿达马拉与记者分享了手稿，这一不寻常的举动得到了她同事的辩护。”我认为凯特非常勇敢，我认为她给了每个人一份礼物，”恩迪告诉《科学》杂志。”对她来说，保守这个秘密会容易得多。” 下一步是什么 SpudCell尚无法进化，其基因组复制酶非常精确，自发突变无法积累。它无法消除废物。它无法在没有定期机械帮助的情况下分裂。 但它首次证明，完整的细胞周期可以在确定的化学配方上运行。阿达马拉说，接下来的步骤是提高分裂期间基因组继承的效率，增加代谢能力，并最终使系统在没有feeder脂质体的情况下自给自足。 “如果有人要合成一个最小细胞，”阿达马拉说，”那将是一个集体努力。” 披露：基于尚未经过同行评审的预印本。该手稿被《细胞》拒绝，尚未被其他期刊接受。 婷 翻译 来源 Gaut, N.J., Deich, C., Cash, B., Hoog, T., Engelhart, A.E., Adamala, K.P.”A Chemically Defined Synthetic Cell Capable of […]

芝加哥大学经济学家约翰·A·李斯特在《自然》杂志发表评论指出，过去十年来撼动心理学、经济学和生物医学的可重复性危机，可能只是一个更深层问题的表象。真正的问题不在于研究结果能否在实验室中复现，而在于它们能否推广到人们实际生活的环境中。 李斯特同时担任沃尔玛首席经济学家以及芝加哥大学和澳大利亚国立大学教授。他主张行为科学和社会科学应当果断转向自然实地实验,在这种研究中，参与者在不知情的情况下进行日常活动，而研究人员以受控方式改变其环境的某些特征。 李斯特写道：”在我看来，解决这个问题的一个方法是使用更多的自然实地实验。假设遵循严格的伦理规则，通过在自然环境中研究人们，研究人员可以更有信心地认为他们的发现与该群体相关。” 三阶段可推广性问题 李斯特确定了研究与现实世界之间联系断裂的三个不同节点。 首先是人群选择：临床试验历来以中年白人男性为对象，其结果随后被应用于女性和其他人口群体。研究人员心目中的研究目标人群，往往与实际最终接受干预或政策的人群不同。 其次是参与者选择,一种更微妙但普遍存在的偏差。实验室研究需要知情同意，同意需要知晓，而自愿参加行为实验的人并不能代表一般人群。某个周二下午来参加一项20美元心理学实验的人，通常拥有灵活的时间安排且对学术环境感到舒适,这些特质与其他一系列特征相关。 第三是情境选择：实验环境本身创造了人为背景。观察带来的审视感、不熟悉的利害关系、大学实验室的社会暗示,所有这些都与超市过道、校园操场或证券交易所大厅的复杂现实截然不同。 李斯特用自己2006年对交易卡经销商的研究来说明这一点。他写道：”当经销商知道自己被监视时，他们提供的卡片质量高于买家当场能够验证的水平,这是一种与任何重复交易前景无关的昂贵的互惠行为。相比之下，在市场交易大厅，互惠是策略性的：只有在声誉和重复交易使其经济上合理时，才会表现出慷慨。” 他认为，从淡化决策正常后果的环境中进行推广，会导致错误的推论和有缺陷的政策。 推广失败的经典案例 该评论重新审视了几个知名案例,有前景的小规模结果在扩大规模后崩塌。”恐吓疗法”项目在1970年代和1980年代将高危青少年带入最高安全级别的监狱。早期试点报告称80%到90%的参与者没有惹上麻烦。但当该项目被扩大规模并在受控试验中进行研究时，它失败了,在一些地方，参与者的犯罪行为实际上有所增加。 在肯尼亚大幅减少缺勤率的学校驱虫项目在其他国家显示出混合或较弱的效果。在布基纳法索提高了出勤率的学校餐饮项目在其他地方影响有限。 李斯特认为，这些失败并不证明早期研究是错误的。它们证明人类行为依赖于情境，而传统的实验室和调查研究,绝大多数依赖于心理学家所称的WEIRD人群（西方、受教育、工业化、富裕、民主）,系统性地高估了其发现的可移植性。 自然实地实验作为方法论解决方案 自然实地实验绕过了这些问题中最严重的一部分。由于参与者不知道自己正在被研究，实验中不存在自我选择偏差。由于环境是真实场景,购物、捐赠、工作、通勤,不存在扭曲行为的人为背景。 它们并不能自动解决人群选择问题（研究人员仍然选择研究哪个人群），但它们能将人群差异与实验人为产物清晰地分离开来。 李斯特写道，三个发展使自然实地实验现在比过去更加可行。可重复性危机创造了制度层面对更严谨方法的需求。技术行业每天运行数万次此类实验，并建立了学术界可以借鉴的基础设施。而越来越多的关于可推广性的形式理论,包括李斯特本人2024年提出的框架,为预测研究结果何时能在不同情境间转移、何时不能提供了工具。 在沃尔玛，李斯特的团队正在与6000多家供应商开展自然实地实验，测试哪些激励措施能最有效地减少碳排放。其规模远超大学实验室所能达到的水平。 伦理界限 自然实地实验提出了受控实验室研究所没有的伦理问题。李斯特直接引用《贝尔蒙特报告》框架加以解决：参与者不得承受超过最低限度的风险，且只能经历他们通常会遇到的情况。不完全披露只有在为实现研究目标所必需、没有或只有极小的未披露风险、并配合适当的汇报计划时才被允许。 这篇评论本身就是科学社会学中的一次实验。它出现在世界最权威的学术期刊之一上，认为方法论改革,而不仅仅是可重复性,才是优先事项。李斯特的论点能否超越经济学和行为科学，推广到可重复性危机冲击最严重的学科领域，或许取决于研究人员是否愿意离开自己实验室的受控环境，跟随他们的研究对象进入实地。 来源 List, J.A. “Make science more reliable: study people as they go about their lives.” Nature 654, 863–866 (2026). DOI: 10.1038/d41586-026-01957-z. 婷 翻译

印度季风季节以十多年来最疲弱的表现开场。该国6月降雨量仅为99.5毫米，比长期平均水平165.3毫米低39.8%，成为1901年全国有记录以来第五干燥的6月，也是2014年以来最干燥的6月。 125年来，只有四个6月更干燥：1905年、1926年、2009年和2014年。 印度气象局局长穆尔蒂云贾伊·莫哈帕特拉在BBC引用的一次新闻发布会上表示：”这是1901年以来印度第五干燥的6月，也是12年来最干燥的6月。” 季风于6月4日抵达喀拉拉邦，比预定时间晚了三天，随后在印度西部和中部农业地区停滞了大约两周。在印度的741个地区中，有560个地区报告降雨不足，占全国的76%。只有181个地区降雨正常或过剩，集中在约占全国气象区域四分之一的地带。 古吉拉特邦的德瓦尔卡降雨量为零毫米。该市6月的正常降雨量为100.3毫米。 主要作物播种下滑 初夏的降雨短缺直接冲击了秋收作物的生长季。秋收作物是关键的夏季播种收成，约占印度粮食产量的一半。截至6月25日，总播种面积为1830万公顷，比2025年同期的2370万公顷下降23%。 印度主粮水稻播种面积为260万公顷，比去年下降25%。关键经济作物棉花下降30%，至约320万公顷。降幅最大的是油籽（包括大豆）和豆类，均比2025年6月的水平下降约44%。 政府将秋收粮食生产目标维持在约1.76亿吨，但能否实现将取决于7月的显著复苏。7月是季风季节降雨最多的月份，通常占6月至9月总量的约三分之一。 《财富印度》引用的一位分析师表示：”这是水稻苗床以及棉花和花生播种的时节。7月季风的复苏对这些作物的命运仍然至关重要。” 政府应对 政府已在315个被确定为易受降雨不足影响的地区启动了区级应急计划。其中111个被列为高优先级地区，意味着这些地区不到25%的耕地得到灌溉。易受影响的邦包括中央邦、马哈拉施特拉邦、古吉拉特邦、北方邦、拉贾斯坦邦、卡纳塔克邦、比哈尔邦、贾坎德邦、特伦甘纳邦、安得拉邦和奥里萨邦。 农业部长希夫拉杰·辛格·乔汉表示，政府正在”提前准备，而不是等待危机”，并强调节水、作物多样化和科学播种实践。 印度拥有大量粮食缓冲库存。政府大米储备为3970万吨，而缓冲需求量为1350万吨，已采购的稻谷加工后预计还将增加2980万吨。这些库存可以缓冲短期供应中断，但无法保护农民收入，而长期短缺将给季风后的淡季系统带来压力。 7月预报与厄尔尼诺 印度气象局的最新预报预测7月降雨量低于正常水平，为长期平均水平280.4毫米的94%。全季（6月至9月）预报已从此前4月估算的长期平均水平的92%下调至90%。 罪魁祸首是厄尔尼诺，它于6月在太平洋出现，预计将在季风季节期间增强。历史上，厄尔尼诺与印度夏季季风减弱有关。印度洋偶极子预计将保持中性，在典型年份中，它对厄尔尼诺干燥影响的抵消作用有限。 孟加拉湾正在发展的低气压系统预计将在7月第一周带来良好降雨，这是一个受欢迎但暂时的喘息机会，可能允许短生育期品种的补种。 私营预报机构Skymet认为，全季出现完全干旱的概率为30%，降雨低于正常水平的概率为40%，预计总季节降雨量为正常水平870毫米的94%。 更广阔的视角 6月的降雨短缺符合气候科学家与全球气温上升相关联的季风变率增加的模式。虽然气候变化与印度季风的关系很复杂，但更暖的空气能容纳更多水分，这可能会加剧洪水和干旱，这种模式在2024-2025年也曾出现，当时季风来临较晚，但在某些地区产生了强降雨。 今年，降雨短缺的时机是关键因素。6月和7月是主要种植月份，即使总季节降雨量最终接近正常水平，来得太晚的复苏也会降低产量。标普全球评级已预计印度GDP增长将在2027财年放缓至6.6%，低于2026财年的7.7%，将能源压力和季风不足列为逆风因素。 目前，农民们正在等待降雨。 来源 Abhishek Dey，”Farming worries after India records driest June in over a decade，” BBC News，2026年7月1日。 印度气象局，2026年6月月度降雨数据。 “India faces driest June in over a decade, 76% districts deficient，” The Hindu BusinessLine，2026年6月30日。 “El Nuno […]

欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）上的ATLAS合作组报告称，在顶夸克-反顶夸克产生过程中观察到统计显著性超过8 sigma的过剩信号，远高于通常发现所需的5 sigma阈值。这一结果发表在《物理学进展报告》上，指向了”Toponium”的形成，一种转瞬即逝的准束缚态，其中最重的已知基本粒子在衰变前短暂地”拥抱”在一起。 顶夸克是标准模型中的”巨人”。每个顶夸克的重量相当于一个金原子，却挤在比质子还小的体积内。在LHC上，当质子以13万亿电子伏特能量碰撞时，顶夸克成对产生。在产生开始的能量阈值（约345 GeV，约为顶夸克质量的两倍）附近，理论预测两个夸克应该能强烈感受到彼此的存在，形成瞬态束缚态，就像质子和电子可以形成氢原子一样。 这一预测根植于非相对论性量子色动力学（NRQCD）框架，已经存在数十年。然而，在实践中发现它长期以来被认为在强子对撞机上是不可能的，因为每次碰撞的碎片会将微妙的效应淹没在噪声风暴中。 “只有通过最近将量子信息理论与对撞机物理学联系起来的努力才使之成为可能，”芝加哥大学恩里科·费米研究所的ATLAS物理学家Yoav Afik表示。 该分析利用了自旋关联可观测量，通过早期顶夸克对量子纠缠研究发展起来的技术，以增强对阈值附近顶-反顶系统独特自旋结构的敏感度。利用Run 2的140个逆飞秒靶恩数据，合作组测量了准束缚Toponium态的截面为9.3皮靶恩，比微扰QCD基线预测的6.43皮靶恩大约45%。仅标准模型（不含Toponium）的假设在观测到的8.2 sigma（预期6.0 sigma）被排除。 这一结果一年前由CMS合作组预示。2025年3月，CMS在意大利阿尔卑斯山举行的Rencontres de Moriond会议上宣布了超过5 sigma信号的第一个迹象。在接下来的几个月里，两个实验相互验证了这一发现。到2025年7月，ATLAS独立确认了7.7 sigma的过剩信号，两个合作组在马赛的EPS-HEP会议上提交了联合结果。 “观测到被认为难以探测的非相对论性QCD效应是LHC实验计划的巨大胜利，”时任CMS发言人的Gautier Hamel de Monchenault在2025年的一份声明中说。 该过剩信号表现为颜色单态、自旋单态的S波准束缚态，这种构型与理论学家长期以来预测但从未探测到的赝标量Toponium粒子一致。ATLAS测量的9.3皮靶恩截面积与CMS此前测量的8.8皮靶恩吻合良好，仅在各自不确定度范围内有差异。 “这是一个非常令人兴奋的发现，将我们对顶夸克物理及其建模的当前理解推向了极限，”Afik说。 一个核心问题仍然存在：该信号是否能完全由标准模型NRQCD效应解释，还是存在某种奇异贡献，比如345 GeV附近额外的希格斯类玻色子衰变成顶夸克？伦敦国王学院和CERN的理论物理学家John Ellis在2025年CMS结果首次出现时指出，”CMS报告的信号如果得到确认，可能源于通常称为’Toponium’的准束缚顶-反顶介子，也可能源于出现于额外希格斯玻色子模型中的基本自旋为零的玻色子，甚至可能是两者的组合。” LHC正在进行的Run 3已经收集了超过本次分析所用Run 2数据集两倍以上的积分亮度，应该能提供区分这些可能性所需的统计数据。 CERN高级研究员Baptiste Ravina表示：”凭借新收集的Run 3数据集（是本次首次分析所用Run 2数据集的两倍以上），我们将能够更详细地审视这一过剩信号，并确定它是否只能由非相对论性QCD效应描述，或者还有更多内容。” 无论是Toponium还是”骗子”，这一结果标志着长期以来被认为超出强子对撞机物理学范围的微妙阈值效应首次被清晰聚焦。在发现粲夸克（催生现代重味物理的事件）半个世纪后找到Toponium，正如Ellis在首批迹象出现时所说，将是粒子物理学”一份意想不到且受欢迎的金色周年纪念礼物”。 Source The ATLAS Collaboration. “Observation of a cross-section enhancement near the ttbar production threshold in sqrt(s)=13 TeV pp collisions with the […]

胸部与背部肌肉密度更高的人发生心脏病的可能性显著更低——这不是因为肌肉本身保护心脏，而是因为其密度反映了整体的活跃生活方式。这是对SCOT-HEART试验的一项新分析的结论，由爱丁堡大学领导的团队于6月30日发表在《放射学》期刊上。 该研究使用了一种名为TotalSegmentator的深度学习工具，对1,722名患者的冠状动脉CT血管造影扫描图像中的104个解剖结构进行了自动分割——这些患者在入组时均无已知心脏病。该工具测量了扫描视野中每个器官和组织的体积和放射密度（以亨氏单位计量），实现了手动读片无法完成的全面身体成分分析。 在10年随访期间，133名患者（7.7%）死亡，106名患者（6.2%）发生了心脏病发作。对这两种结果而言，最强的身体成分预测因子是骨骼肌衰减——即躯干肌肉的放射密度——反映的是肌肉的组成而非大小。 密度，而非体积 骨骼肌衰减每增加10个单位——意味着肌肉密度更高、肌内脂肪更少——心脏病发作风险下降31%（风险比0.69，95%置信区间0.54至0.87），全因死亡风险下降39%（风险比0.61，95%置信区间0.47至0.79）。肌肉衰减低于中位数的患者，其死亡风险是高于中位数患者的1.85倍，心脏病发作风险是其1.58倍。 肌肉大小并无保护作用。更大的肌肉——更大的横截面积——与任何一种结果均无显著关联。这一区分至关重要：通过针对性力量训练获得的粗大躯干肌肉，似乎并不能带来与反映整体代谢健康的瘦弱低脂肌肉组织相关的心血管益处。 即使在根据冠状动脉钙化积分（心脏风险最强大的既定预测因子之一）进行调整后，该关联仍然显著。骨骼肌密度提供了标准斑块负荷测量无法捕捉的预后信息。 躯干脂肪和肝脏脂肪与心脏病发作风险无显著关联。 可能的含义 研究人员主要将肌肉密度解释为整体身体活动的标志。躯干肌肉密度高的人通常更活跃，而正是这种更广泛的活动——而非胸部和背部的力量本身——保护了心脏。 “经常锻炼使上半身肌肉强壮的人，很可能拥有以其他方式保护心脏的健康生活方式，”资深作者、爱丁堡大学的Michelle C. Williams表示。 部分资助该研究的英国心脏基金会首席科学官Bryan Williams指出，”定期运动可将心血管疾病风险降低多达三分之一”，并强调所有形式的运动（而不仅仅是力量训练）都能改善肌肉密度。 注意事项 该研究为观察性、回顾性研究。它无法建立因果关系——即通过运动改善肌肉密度是否能直接降低心脏病发作风险，或者肌肉密度是否仅仅是已更健康人群的生物标志物。该队列仅限于因胸痛而接受CT血管造影检查的患者，其结果可能不适用于无症状人群、年轻人群或非白人族群。肌肉密度的临床阈值尚未建立，作者呼吁在考虑将该指标用于临床决策之前，在各种人群中进行验证。 SCOT-HEART试验最初旨在评估CT血管造影在胸痛评估中的作用，而非身体成分分析。对现有扫描图像的机器学习分析揭示了一种该试验从未设计检验的强健关联——统计稳定，机制上具有提示性，但尚未准备好投入临床应用。 翻译：婷 来源： Guimaraes AR, Williams SE, Macmillan MT, et al. Machine learning multiorgan analysis of coronary CT angiography body composition, myocardial infarction, and mortality in the SCOT-HEART trial. Radiology. 2026;319(3):e251821. doi:10.1148/radiol.251821

鲸鱼大部分时间都不发出声音。基于发声的追踪，研究鲸类动物移动和行为的标准工具，留下了覆盖它们生命大部分的盲区。挪威科技大学的一项新研究找到了填补这一空白的方法，利用已经躺在海底的传感器网络：海底光纤电信电缆。 这项研究由罗宾·安德烈·罗尔斯塔博特宁和马丁·兰德罗在挪威科技大学地球物理预测中心领导，于6月23日发表在《PNAS》上，证明在北极斯瓦尔巴群岛海岸外的一条商用海底电缆上使用分布式声学传感（DAS）可以通过蓝鲸游泳身体产生的流体动力学压力场来探测沉默的蓝鲸。 DAS的工作原理及其扩展方式 分布式声学传感的工作原理是向光纤发射相干激光脉冲。玻璃中的微观杂质使一小部分光反射回源头，瑞利背向散射。当声波或压力波动使光纤产生应变时，背向散射光的相位会与应变成比例地偏移。由于光纤中的光速精确已知，询问器可以沿着50公里或更长的电缆将扰动定位在大约10米以内。整条电缆变成了数千个虚拟应变传感器。 DAS已用于地震检测、管道监测和鲸鱼声学追踪，但标准DAS记录的是声学范围的频率，即鲸鱼发声时产生的声波。罗尔斯塔博特宁和兰德罗将该技术推向了0.01至0.1赫兹的超低频区域，其中信号不是声学的而是流体动力学的：运动物体产生的水的物理位移。 当鲸鱼游泳时，它的身体将水推开，在周围产生压力和速度场。这与船在水中移动时产生的信号类型相同，但在可比距离上大约弱100倍。挪威科技大学团队将瑞利于1917年最初发表的一个描述不可压缩流中空腔坍塌的模型应用于平移源，游泳的鲸鱼，的情况。当源直接在光纤上方时，应变率幅度与源深度的立方成反比，将检测范围限制在鲸鱼约40米，而大型船舶约550米。 真实海洋演示 这不是一次水槽实验。该团队使用了斯瓦尔巴群岛附近的一条活跃海底电信电缆，真正的北极基础设施，为其他目的收集并重新分析的数据。他们识别了来自当时未发声的蓝鲸的13次低频流体动力学事件，将信号与发声频谱图（蓝鲸从60到20赫兹的下扫）进行交叉参照，以确认物种身份。 船只运动通过自动识别系统数据进行了验证，并用作压力场模型的校准目标。信号按距离的立方衰减，与理论预测吻合。 这带来的可能性 主要优势是覆盖范围。不发声的鲸鱼，或者在标准DAS记录范围以上的频带发声的鲸鱼，正如许多齿鲸那样，对传统的声学监测是不可见的。流体动力学检测无论动物是否发出噪音都有效。这种方法也是可扩展的：全球已有的海底电信电缆网络原则上可以重新用于被动海洋哺乳动物监测。 这种方法在鲸鱼探测之外也有潜在应用。同样的超低频灵敏度可用于监测洋流、内波和其他传统海洋学传感器无法在电缆网络规模上解析的流体动力学特征。 来源： Rørstadbotnen RA， Landrø M. Detection of silent whales using distributed acoustic sensing on submarine fiber-optic cables. PNAS. 2026;123(26):e2603077123. doi:10.1073/pnas.2603077123

大脑最复杂的认知功能由同一套代谢机制驱动，而正是这套机制在数十年中创造了它们自身毁灭的条件。慕尼黑工业大学的一项新研究为这种权衡提供了直接证据，采用了一种新颖的成像方法，同时测量大脑区域之间的连接位置及其能量消耗。 这项由Valentin Riedl领导、6月22日发表于《PNAS》的研究，引入了代谢加权连接组（MwC）——一种脑网络图谱，其中区域间的连接和每个区域的代谢活动都被赋予了权重。结果显示，支撑高级认知（记忆、注意力、自我参照思维）的同一批皮层中枢，在生命后期对阿尔茨海默病病理的易感性不成比例地增高。 超越标准连接组学 传统连接组学将所有大脑区域视为功能等效的节点。它绘制哪些区域相连以及连接强度，但忽略了局部神经活动的强度：一个以高频率放电并消耗大量葡萄糖的中枢，与一个连接数相同但安静的中枢被同等对待。 慕尼黑团队通过使用集成PET/MRI扫描仪解决了这一问题——这种混合机器可同时获取同一受试者的功能性MRI和FDG-PET数据。fMRI捕捉BOLD信号，从中推导出功能连接性。FDG-PET测量大脑葡萄糖代谢率，这是局部突触活动的直接指标。通过将每个区域的功能连接性乘以其邻居的代谢活动，研究人员生成了一个完全加权的图，其中一个区域获得高MwC不是因为它连接密集，而是因为它优先耦合到那些自身维持高能量消耗的区域。 该指标解释了全脑区域葡萄糖代谢变异的39.9%，大约是标准加权度中心性（9.6%）的四倍，这是一个统计学上显著的改进（p = 0.01）。 脆弱的中枢 高MwC区域聚集在大脑的高级认知网络中——默认模式网络（后扣带回、楔前叶、内侧前额叶皮层、角回）、突显网络和扣带-岛盖网络。MwC从感觉网络（视觉、躯体运动）经过关联网络到这些认知网络单调递增。 与阿尔茨海默病的关联通过三种方式得到验证。利用Allen人脑图谱进行的转录组学分析显示，高MwC区域表达的基因富集了氧化磷酸化、线粒体功能和突触信号传导——这与神经退行性疾病相关的十大KEGG通路中的六条。来自阿尔茨海默病神经影像学倡议的224名参与者的淀粉样蛋白-PET数据证实，β-淀粉样蛋白斑块优先在高MwC区域积累。而测量突触囊泡密度的SV2A PET则证实了相同中枢突触密度的增加。 代谢负担假说 作者提出，这些区域终生的高代谢通量会产生增加的氧化应激和线粒体需求。经过数十年，这使得它们选择性地易受蛋白质病变和神经退行性变的影响。该模式与早期阿尔茨海默病的已知拓扑结构相符：默认模式网络是第一个同时显示低代谢和淀粉样蛋白沉积的网络。 “这表明，支撑认知复杂性的同一套代谢机制也会产生生物代价，”Riedl说。那些实现整合性认知（记忆、规划、反思）的能量密集型中枢，在代谢上暴露于风险之中，且易患疾病。 该研究涉及来自两个扫描站点（慕尼黑和维也纳）的40名健康受试者，数据使用人类连接组项目的334区域图谱进行分区。结果在两个站点和一个复制队列中保持一致。 来源： Ashrafi M, Fraticelli L, Castrillón G, Riedl V. Metabolism-weighted brain connectome reveals synaptic integration and vulnerability to neurodegeneration. PNAS. 2026;123(26):e2531706123. doi:10.1073/pnas.2531706123 翻译：婷

鲸鱼大部分时间都不发出声音。基于发声的追踪——研究鲸类动物移动和行为的标准工具——留下了覆盖它们生命大部分的盲区。挪威科技大学的一项新研究找到了填补这一空白的方法，利用已经躺在海底的传感器网络：海底光纤电信电缆。 这项研究由罗宾·安德烈·罗尔斯塔博特宁和马丁·兰德罗在挪威科技大学地球物理预测中心领导，于6月23日发表在《PNAS》上，证明在北极斯瓦尔巴群岛海岸外的一条商用海底电缆上使用分布式声学传感（DAS）可以通过蓝鲸游泳身体产生的流体动力学压力场来探测沉默的蓝鲸。 DAS的工作原理及其扩展方式 分布式声学传感的工作原理是向光纤发射相干激光脉冲。玻璃中的微观杂质使一小部分光反射回源头——瑞利背向散射。当声波或压力波动使光纤产生应变时，背向散射光的相位会与应变成比例地偏移。由于光纤中的光速精确已知，询问器可以沿着50公里或更长的电缆将扰动定位在大约10米以内。整条电缆变成了数千个虚拟应变传感器。 DAS已用于地震检测、管道监测和鲸鱼声学追踪，但标准DAS记录的是声学范围的频率，即鲸鱼发声时产生的声波。罗尔斯塔博特宁和兰德罗将该技术推向了0.01至0.1赫兹的超低频区域，其中信号不是声学的而是流体动力学的：运动物体产生的水的物理位移。 当鲸鱼游泳时，它的身体将水推开，在周围产生压力和速度场。这与船在水中移动时产生的信号类型相同，但在可比距离上大约弱100倍。挪威科技大学团队将瑞利于1917年最初发表的一个描述不可压缩流中空腔坍塌的模型应用于平移源——游泳的鲸鱼——的情况。当源直接在光纤上方时，应变率幅度与源深度的立方成反比，将检测范围限制在鲸鱼约40米，而大型船舶约550米。 真实海洋演示 这不是一次水槽实验。该团队使用了斯瓦尔巴群岛附近的一条活跃海底电信电缆——真正的北极基础设施，为其他目的收集并重新分析的数据。他们识别了来自当时未发声的蓝鲸的13次低频流体动力学事件，将信号与发声频谱图（蓝鲸从60到20赫兹的下扫）进行交叉参照，以确认物种身份。 船只运动通过自动识别系统数据进行了验证，并用作压力场模型的校准目标。信号按距离的立方衰减，与理论预测吻合。 这带来的可能性 主要优势是覆盖范围。不发声的鲸鱼——或者在标准DAS记录范围以上的频带发声的鲸鱼，正如许多齿鲸那样——对传统的声学监测是不可见的。流体动力学检测无论动物是否发出噪音都有效。这种方法也是可扩展的：全球已有的海底电信电缆网络原则上可以重新用于被动海洋哺乳动物监测。 这种方法在鲸鱼探测之外也有潜在应用。同样的超低频灵敏度可用于监测洋流、内波和其他传统海洋学传感器无法在电缆网络规模上解析的流体动力学特征。 来源： Rørstadbotnen RA， Landrø M. Detection of silent whales using distributed acoustic sensing on submarine fiber-optic cables. PNAS. 2026;123(26):e2603077123. doi:10.1073/pnas.2603077123

四十年前的春天，IBM苏黎世研究实验室的两名研究人员将钡、镧、铜和氧混合在一起，测量到了一些本不可能发生的事。J. Georg Bednorz和K. Alex Müller发现，他们的陶瓷材料在35开尔文时开始失去电阻，，比之前的记录高出50%，而且是在一个没人认为是超导候选材料的材料类别中。他们的发现于1987年获得诺贝尔奖，是史上最快的诺贝尔奖颁授。 本月，麻省理工学院和巴塞尔大学的一个团队发表了一项发现，，以其自身方式而言，同样本不可能。在菱面体五层石墨烯中，，纯碳，五个原子层厚，，他们发现了超导性，它不仅能在强磁场中存活，反而还能被强磁场增强。由麻省理工学院的Long Ju和巴塞尔大学的Dominik M. Zumbühl领导、6月29日发表在《自然》杂志上的论文报告了三种不同的超导态，它们能承受高达8.5特斯拉的面内磁场，，是传统超导体理论极限的数十倍。 相隔40年的两篇论文，构成了一前一后的书挡，将一个领域统一在同一个主题之下：大自然不断寻找新的方法让电子无阻力地流动，并不断拒绝完全解释其运作方式。 周年纪念 这一40周年由加州大学戴维斯分校的Inna Vishik和Warren Pickett在《自然》杂志上的一篇回顾文章所纪念。他们的时间线追溯了里程碑事件：Bednorz和Müller在1986年发现的35 K铜氧化物；1987年的93 K YBa₂Cu₃O₇（第一个在液氮沸点以上工作的超导体）；1993年的135 K HgBa₂Ca₂Cu₃O₈（至今仍保持常压记录）；2008年的铁基超导体；2019年在极端压力下的250 K氢化物。 四十年来，最深层次的问题仍未解决。铜氧化物中高温超导的微观机制至今未知。主要的候选理论，，自旋涨落、电荷密度波、Anderson的共振价键理论，，各自解释了谜题的一部分，但没有一个能说明全部问题。铜氧化物的常态是一种”奇异金属”，其电学性质遵循传统费米液体理论无法描述的规则。 新平台 菱面体石墨烯为探讨这些问题提供了一种完全不同的方式。与铜氧化物不同，，后者化学复杂、多元素氧化物，其内在无序和合金散射模糊了基础物理，，五层石墨烯是结晶碳：原子级完美、清洁极限、可调谐。 MIT-巴塞尔团队识别了三种不同的超导态，标记为SC2、SC3和SC4。SC2被面内磁场增强，，这违反直觉，因为磁场通常通过塞曼效应破坏库珀对。SC3被一个小的面外磁场促进。SC4由磁场本身诱导：超导性仅在施加磁场时才出现。 其机制在于时间反演对称性破缺。在传统BCS超导体中，磁场施加的塞曼能量与超导能隙竞争；当塞曼能量超过能隙时，库珀对断裂。考虑到这些石墨烯态的临界温度大约为110到300毫开尔文，其泡利顺磁极限约为0.2到0.56特斯拉。在8.5特斯拉下观测到的存活现象，，理论极限的40到85倍，，表明自旋三重态或轨道介导的配对从根本上免疫于塞曼对破坏。 这些石墨烯器件中的常态是一个四分之一金属相，其中自旋和谷自由度均被极化。磁场以促进而非抑制超导配对的方式使其对齐。 两个前沿 铜氧化物周年回顾文章以一个承认结尾：室温常压超导仍然遥不可及。石墨烯论文则以一个不同的地平线结尾：用于容错拓扑量子计算的非阿贝尔准粒子。这两个目标并不冲突，，它们反映了该领域的演进，从单一追求更高临界温度转向更广泛地探索非常规超导所实现的可能性。 MIT-巴塞尔团队在本文中取得了另一项进展：通过与过渡金属二硫族化物层的邻近效应引入自旋-轨道耦合，他们在不引入无序的情况下产生了多个新的超导态，，这是拓扑态与超导共存而不被杂质破坏的关键条件。 40年的探索已确凿证明了一件事：超导从未停止让我们惊讶。未来十年可能终于能解答Bednorz和Müller在1986年提出的问题，也可能开启一个尚未有人提出的全新问题。 来源： Seo J， Cotten AA， Ye S， et al. Family of magnetic field-boosted superconductors in rhombohedral graphene. Nature. 2026年6月29日在线发表. doi:10.1038/s41586-026-10815-x Vishik I， Pickett W. Forty […]

23年来，银坑陨石坑,,北海海底一个宽3.2公里的凹陷，位于约克郡海岸外约130公里处,,一直处于地质学的悬置状态。该结构于2002年由石油地球科学家西蒙·斯图尔特和菲利普·艾伦发现，他们在《自然》杂志上提出了撞击起源的说法，但遭到了质疑。2009年，伦敦地质学会正式投票反对撞击假说，更倾向于盐分迁移的解释。这个问题似乎就此了结。 如今，赫瑞瓦特大学的乌伊斯丁·尼科尔森领导的研究团队拿出了终结这场辩论的证明：两颗微小的冲击石英和长石颗粒，它们是从英国天然气公司1985年钻探的岩屑中回收的，已保存了四十年。 这项研究于2025年9月发表在《自然·通讯》上，并于今年6月更广泛地传播，证实一颗约160米宽的岩石小行星,,大约相当于一个足球场的大小,,以每秒15公里的速度从西北偏西方向倾斜撞击了浅浅的始新世海洋。这次撞击在大约12秒内形成了一个宽3公里、深1公里的瞬态陨石坑，并引发了一场超过100米（330英尺）高的海啸，席卷了史前北海盆地。 确凿证据 关键证据来自英国天然气公司1985年钻探的43/25-1油井，其岩屑已在仓库中保存了40年。尼科尔森的团队在恰好与陨石坑底部地层对应的位置发现了两个冲击颗粒：一颗在463米深处的石英颗粒和一颗在494米深处的钾长石颗粒。 石英颗粒包含两组分别标定为{10-13}和{10-14}的平面变形结构,,这些微观破裂模式仅在约10至13吉帕斯卡的极端冲击压力下形成。长石颗粒显示出平行的非晶质层状纹理，带有流体包裹体装饰，这也是超高速撞击的诊断特征。两者肉眼都不可见，需要经过细致的岩相学分析。 “这简直是海底捞针，”尼科尔森说。 新的高分辨率三维地震数据揭示了陨石坑的完整内部结构：中央隆起、环形沟槽、直径约18公里的损伤区、次级陨石坑和回流陡坎,,这些特征与海洋撞击一致。利用31个样本中的纳米化石进行的生物地层学将撞击时间限定在中始新世，即4300万至4600万年前。 伦敦帝国理工学院的加雷思·柯林斯进行的数值撞击模拟使用一颗160米的岩石小行星（纯橄榄岩，密度每立方米3300公斤）以每秒15公里的速度撞击浅海，重现了观测到的陨石坑形态。 争论持续二十年的原因 2002年最初的提议虽有道理但属于间接证据,,地震成像显示出一个与撞击一致的圆形结构，但黄金标准的证据,,冲击矿物,,从未被找到。没有岩相学的冲击证据，就无法排除替代解释,,盐分迁移使上覆沉积物变形，或火山塌陷。2009年地质学会的投票反映了这一证据缺口。尼科尔森的论文指出，这次投票以及随后缺乏新数据的情况”似乎使许多研究者认为这个问题已经了结，此后15年内的进一步研究十分有限”。 撞击的意义 银坑小行星直径160米，远大于1908年在通古斯上空爆炸的50米天体，但仍比终结白垩纪的10至15公里宽的希克苏鲁伯撞击体小一个数量级。银坑规模的小行星撞击估计大约每70万年发生一次。 地球上已知的已确认海底撞击坑仅有约33个，而陆地撞击坑约有200个。银坑现在是最保存完好的海底撞击坑之一，为了解海洋撞击与陆地撞击的差异,,特别是在海啸生成和沉积物覆盖下的陨石坑保存方面,,提供了一个难得的窗口。 婷 翻译 来源: Nicholson U， de Jonge-Anderson I， Gillespie A， et al. Hypervelocity impact origin of the Silverpit Crater， North Sea. Nature Communications. 2025;16:8312. doi:10.1038/s41467-025-63985-z