这些有五亿年历史的动物是动物 - 但不像今天任何已知的动物

这些有五亿年历史的动物是动物 - 但不像今天任何已知的动物

艺术家重建Stromatoveris ,一种古老的海洋动物

J. Hoyal Cuthill
这些有五亿年历史的动物是动物 - 但不像今天任何已知的动物

几十年来,所谓的埃迪卡拉生物一直困扰着生物学家。 对于未经训练的眼睛,它们看起来像化石植物,呈管状或长达2米的叶状。 这些奇怪的生命形式在五亿年前主宰了地球的海洋,科学家们一直在努力弄清楚它们是藻类,真菌,还是一个 。 现在,两位古生物学家认为他们终于建立了神秘生物的身份:它们是动物,其中一些可以四处移动,但它们不同于今天生活在地球上的任何生物。

科学家于1946年首次在南澳大利亚的Ediacara Hills发现了Ediacaran生物。 迄今为止,研究人员已经确定了世界上大约200种不同类型的古代岩石。 几乎所有人似乎已经在5.41亿年前消失了,就在海绵和螃蟹和龙虾的祖先出现在一个被称为寒武纪爆炸事件的熟悉动物的化石之前。 这些生物被证明在生命之树中如此棘手的一个原因是它们中的一些具有独特的解剖结构。 它们的身体由枝叶组成,其中叶状子单元类似于整个叶子的小版本。

东京工业大学和英国剑桥大学的Jennifer Hoyal Cuthill以及中国西安西北大学的Jian Han现已发现了Ediacaran生物是动物的关键证据。 他们分析了名为Stromatoveris psygmoglena的一个有5.18亿年历史的海洋物种的200多个化石。 古生物学家之前已经得出结论,10厘米高的物种是某种动物的部分,Hoyal Cuthill说,因为它与其他已知动物一起被发现,并且所有化石都以类似的方式保存。 Hoyal Cuthill和Han认为S. psygmoglena也是一个Ediacaran生物,一个罕见的“幸存者”,通过寒武纪的爆炸以某种方式坚持。

Hoyal Cuthill说,中国西南部云南省出土的Stromatoveris化石保存完好。 当她在标本后检查标本时,她变得越来越兴奋。 “我开始思考:我的天哪,我以前见过这些特征。”像一些奇怪的埃迪卡拉生物一样, Stromatoveris由几个径向重复的分枝叶状体组成,具有分形内部结构。

这些有五亿年历史的动物是动物 - 但不像今天任何已知的动物

两种类型的Stromatoveris之一的化石

J. Hoyal Cuthill

为了找出什么样的动物Stromatoveris和其他Ediacaran生物,Hoyal Cuthill和Han进行了计算机分析,利用解剖学特征重建进化关系。 他们发现Stromatoveris和其他Ediacaran生物不属于任何活的动物群或“门”。相反, ,在海绵和复杂的动物之间,像蠕虫那样的消化腔,该团队今天在古生物学上报告了软体动物和脊椎动物。 “这个分支,Petalonamae,很可能是它自己的门,它显然缺乏任何活着的后代,”Hoyal Cuthill说。

“看起来很可能[Ediacaran生物]是动物,”剑桥大学古生物学家西蒙康威莫里斯说,他曾与汉 ,但他没有参与当前的研究。 那时只有少数已知的Stromatoveris化石。 研究人员认为它们与一些Ediacaran生物相似,尽管 。 康威莫里斯说,通过更详细地探索Stromatoveris的Ediacaran性质,这项新研究“非常好地扩展了这个故事”。

纳什维尔范德比尔特大学的地质生物学家Simon Darroch也对Ediacaran生物是动物以及少数幸存到寒武纪的想法感到满意。 但初看起来他并不相信Stromatoveris就是这样一个幸存者; 他认为它具有Ediacaran生物的分形结构的证据并不强烈 - 但他仍然可以说服他。

如果新结论解决了一个谜,那么它会引入另一个谜。 Ediacaran生物是地球上复杂生命的第一次重大爆炸,它们繁衍了3000万年。 Hoyal Cuthill说,他们的死亡与寒武纪爆炸中动物的出现有关。 但是,如果Ediacaran生物本身就是动物,那么这个简单的解释就行不通了,有些人在数千万年之后仍然活着。 “它不再那么整洁,”她说。 “至于导致他们最终灭绝的原因,我认为很难说。”

大象树干是长途食物探测器

大象树干是长途食物探测器
Richard Du Toit / Minden图片
大象树干是长途食物探测器

大象的躯干是附属物的瑞士军刀:它用于呼吸,交流,甚至提升物体。 现在,一项新研究发现了另一种用途 - 远距离嗅食物。

研究人员早就知道,大象和其他吃植物的哺乳动物用眼睛寻找晚餐。 但是,位于南非Bela Bela附近的Adventures with Elephants工厂的科学家们想知道他们是否可以用他们的树干做同样的事情。 因此,他们收集了11只野生非洲大象( 非洲象 )吃的植物,其中6只动物喜爱,其中5只不太吸引人。

在一项实验中,大象不得不使用它们的嗅觉来选择隐藏在黑色塑料箱中的两个小样本植物。 当另一种选择是非优选种时,大象倾向于挑选“优选”植物,但是如果两种植物都是“优选的”或“非优选的”,他们更难选择。在第二次实验中,大象被放入Y中形状迷宫,在两个7米长的臂的两端各有一个不同的植物。 研究人员在“ 动物行为”杂志上报告说,在这种配方中, 而不是不太理想的植物。 他们甚至能够区分在爱恨交织的规模上紧密相连的植物。

结果表明,非洲大象可以远距离检测植物的香气,研究人员写道,用他们的树干在景观中寻找并找到最好的地方来挖掘晚餐。

索尔克研究所解决了三起性别歧视诉讼中的两起

索尔克研究所解决了三起性别歧视诉讼中的两起

位于加利福尼亚州圣地亚哥的索尔克生物研究所

REX BOGGS( )
索尔克研究所解决了三起性别歧视诉讼中的两起

去年夏天,加利福尼亚州圣地亚哥的索尔克生物研究所和三名女性科学家中的两名今天宣布他们已经在12月份将要审判的诉讼中达成和解。

Salk总裁Rusty Gage和两位前原告Kathy Jones和Vicki Lundblad周二发表联合声明,其中部分内容如下:

“最近几周研究所的领导和Drs。 Kathy Jones和Vicki Lundblad开始讨论,希望能够解决我们的纠纷。 那些有成效的对话导致了这些各方之间所有主张的解决,这将使我们能够将我们的分歧置于我们身后,并在Salk共同前进,以实现研究所和科学的集体利益。“

现年63岁的琼斯是将基因的DNA转录成RNA的专家,65岁的伦德布拉德,她的名字是关于端粒的发现,DNA限制染色体结束,是三名起诉性别歧视研究所的女性中的前两名2017年7月,每个人都声称Salk管理员贬低了他们的工作,使他们无法获得晋升和资助机会,并迫使他们缩小他们的实验室。

第三名原告,分子生物学家,36岁的Beverly Emerson,在2017年12月她的合同没有续签时离开了Salk。她的律师,圣地亚哥公司Haeggquist&Eck的Alreen Haeggquist今晚说:“博士 艾默生打算继续进行,直到正义得到充分实现。“8月17日,案件中的法官将裁定索尔克的动议,驳回艾默生诉讼的某些内容。

Lundblad和琼斯的律师,圣地亚哥戈麦斯审判律师的Deborah Dixon说,今晚她无法讨论和解的条款,这些条款是保密的。 她确认她的客户都将继续在Salk工作。

提起诉讼后,泄露给科学的内部文件由脊髓灰质炎疫苗先驱Jonas Salk创立 。 其中两起诉讼还指控一位资深的Salk科学家Inder Verma积极阻碍女性的进步。 随后,八名妇女后来她辞去了Salk的职务。

这个海象的小饰品可能会在维京交易的早期发现

这个海象的小饰品可能会在维京交易的早期发现
MuséesduMans
这个海象的小饰品可能会在维京交易的早期发现

象牙色是中世纪欧洲的热门商品,精英们喜欢精雕细刻的小饰品。 一项新的研究揭示了这个象牙的来源,提供了为什么维京人殖民格陵兰的线索 - 以及为什么他们最终可能放弃它。

为了开展这项工作,研究人员研究了可追溯到600至1100年前的23件文物。 科学家们无法在用海象牙制成的象牙雕刻物上使用这种破坏性技术,这种象牙在象牙稀缺的时期崛起。 相反,他们能够使用rostrums(如上图所示),海象的头骨的一部分,在运输过程中象牙经常被附着在其上。 然后科学家对他们回收的DNA进行测序,并将其与现代海象的DNA以及14个已知来源的样本进行比较:四个来自格陵兰的日期为900至1400年,10个来自挪威的斯瓦尔巴德群岛,日期为18日,公元19世纪

由此产生的家谱显示,北极海象在23,400和251,120年之间分为两个不同的群体,可能在冰河时期被冰川分裂。 西部集团居住在格陵兰岛西部,维京人定居点和加拿大北部,东部集团居住在格陵兰岛东部,挪威和俄罗斯。 其中7个样本属于在公元1120年之前生活的动物,只有一个来自西方组。 相比之下,大约十二个标本在公元1120年至1400年之间,其中10个来自西方组。

总的来说,这项分析表明,在格陵兰的Viking殖民地的第一个世纪,从1000年到1100 年,海象牙出口没有起飞。但在接下来的280年里,它们开始主导欧洲象牙市场 ,该团队今天报道在英国皇家学会会刊B中 这种缓慢的初步交易可能会挑战维京人最初殖民格陵兰寻找象牙的理论。 相反,他们可能一直在寻找耕地或被从欧洲其他地区流放的土地。

走出煎锅,在刚果爆发新的埃博拉疫情

走出煎锅,在刚果爆发新的埃博拉疫情

6月份到达刚果民主共和国姆班达卡的机场后,彼得萨拉玛已经采取了温度,这是阻止埃博拉蔓延的常规措施。

Eugene Kabambi /世卫组织
走出煎锅,在刚果爆发新的埃博拉疫情

在庆祝刚果民主共和国(赤道省)赤道省爆发埃博拉疫情爆发结束一周后,彼得萨拉马收到了惊人的消息:现在是时候重新收拾他的行李并帮助再次对抗一个明显新的反击在同一个国家爆发。

Salama是一位澳大利亚流行病学家,负责世界卫生组织(世卫组织)卫生突发事件计划,总部设在瑞士日内瓦,他表示,他“更关注”北基伍省东部2500公里处新爆发的新疫情。前一个 - 因为它似乎正在快速增长,已经到达一个城市,并且与许多武装叛乱分子和难民处于冲突地区。

8月4日,正式宣布新疫情4天后,刚果民主共和国公共卫生部的一份报告记录了13例已证实的埃博拉病例,30例可能病例,33例疑似病例,33例相关死亡病例和879例接触者。 对该病毒的初步分析表明,它是埃博拉扎伊尔物种,是导致人类疾病的四种物种之一。 虽然这与Équateur中传播的相同,但没有证据表明两次爆发之间存在联系。

当地卫生官员首先怀疑埃博拉病毒的出现,因为Mangina村的一名65岁女性患有该病的典型症状,死亡,并以不安全的方式被埋葬,这显然导致了7人的感染和死亡。她的亲戚。 已经在距离曼吉纳30公里的贝尼市发现了确认病例,这里有大约35万人,距离乌干达边境仅50公里。

存在一种实验性疫苗,但尽管在2015年在几内亚进行的临床试验中表现良好,但尚未获得任何国家的监管批准。 在需要正式研究协议的“富有同情心的使用”法规下,刚果民主共和国公共卫生部与萨拉马的团队和无国界医生组织在Équateur上正式开展疫苗临床试验。 接收它的3300人中没有一人开发埃博拉病毒。 (没有对照组,这在几内亚成功研究后是不道德的。)公共卫生部表示,它仍然在金沙萨有3220剂疫苗,并计划将其送到北基伍,如果测序确认,如预期的那样病毒与用于制造疫苗的病毒相匹配。

今天早些时候, Science Insider采访了将于周四前往刚果民主共和国的Salama。 这是访谈的浓缩编辑版本。

问:当你听说爆发时,你首先想到的是什么?

答:我的第一反应是,“我希望它不是另一个。”我们刚刚退出最后一个,我们自5月以来一直在昼夜不停地工作。

问:这似乎已经传播到更多的人和更多的地方,而不是在确认的赤道病爆发的头几天。 为什么?

答:可能和确认的情况是在400平方公里的范围内,这不是那么大,但它是一个有一些大道路的区域 - 从Mangina到Béni很容易。 这是在3,4周的过程中。 它也是一个非常流动的人口:北基伍的800万人中有100万人流离失所,并且有很多商业活动。

问:假设这次疫情与Équateur的疫情分开,刚果民主共和国自1976年以来只爆发了10起疫情,现在又一次爆发了。 这是怎么回事?

答:我认为我们不能将趋势读入两个数据点。 有些事情在科学上非常有趣。 如果事实证明是埃博拉扎伊尔 ,这是我们第一次在刚果民主共和国的这一部分拥有埃博拉扎伊尔 这是南北基伍的第一次爆发,​​如果你不得不预料到基伍的爆发,大多数人会认为它们是埃博拉病毒的Bundibugyo苏丹 ,它们都在乌干达。 这很有趣,并且引发了一系列科学,流行病学和人畜共患问题。

如果它确实与Équateur非常相似,我们必须谨慎地解释。 它不太可能被人类传播,但它可能意味着果蝠已经将病毒从该国的一侧转移到另一侧。

我们可以从更广泛的范围内了解埃博拉病毒的发展趋势。 由于气候变化,动物储备的变化,人口增长和集中,人口迁移以及人类在不同的动物领土上相互作用,我们开始看到不同的爆发模式令人担忧。 这种城市地区爆发的趋势令人严重关切。

该地区有100个叛乱团体,20个非常活跃。 我们将不得不带着武装的军事护送人员去监视。

世界卫生组织的Peter Salama

问:你现在最担心的是什么?

答: Béni非常靠近Butembo,这是一个商业中心,拥有大量贸易,人口80万到100万。 Béni正在前往另一个主要人口中心Goma的路上,我们已经在那里遇到过疑似病例。 在一个村庄里嬉戏可能意味着Mangina有七个人没有安全的埋葬。 在城市地区,这可能意味着一个人去购物中心并影响1000.这将成为我们将要在未来几年和几十年内努力解决的趋势。

问:有哪些安全问题?

答:该地区有100个叛乱集团,20个非常活跃。 最近有7月份对维和人员进行了有针对性的袭击。 我们将不得不带着武装的军事护送人员去监视。

问:疫苗接种策略要求针对已经确认病例的人员以及联系人的联系人,以创建一个“环”保护。 该地区的波动如何影响这些计划?

答:我们问环接种疫苗是否是唯一可行的实施策略。

如果出于安全原因,我们有停电区域,我们无法进行广泛的接触追踪,我们要求[世卫组织免疫战略咨询专家组]考虑是否建议仍在地理定位协议下使用疫苗。 那么,如果一个村庄有20个病例和300个人,我们能不能为这300个人接种疫苗? 特别是如果由于安全问题我们在一个地方有多长时间的时间限制。 如果我们选择地理定位而不是接种环疫苗,我们可能需要更多疫苗。

问:美国的制造商默克公司还有额外剂量的疫苗吗?

答:是的,准备出口的剂量高达20,000剂。

问:5月份世卫组织专家小组在Équateur爆发期间四种实验性埃博拉治疗方法,但没有一项进行过测试。 他们现在正在考虑吗?

答:我们非常希望确保使用这些药物,如果可能的话,我们会研究一下研究方案。 没有任何治疗方法的数据,但我们希望确保人们能够获得进入,如果有人不幸得到埃博拉病毒。

问:监管过程需要很长时间才能获得疫苗许可,您是否感到沮丧?

答:我们是否希望加快获得许可的埃博拉疫苗的过程? 答案是绝对的,是的。 在没有研究方案的情况下,还有临时选择使用疫苗,即所谓的紧急使用评估清单。 我们正在追求这一点。

问:那会怎么样?

答:如果环疫苗接种变得更加复杂,或者我们在周边国家的病例批准研究方案有困难,如南苏丹,那将是非常重要的。 但一个问题是责任和保险。 根据研究方案,我们在不利事件的情况下有明确的保险来赔偿这些国家。 使用紧急使用评估列表时,这些不适用。 我们正在努力争取一家保险公司。

问:谁支付此回复?

答:这是一个非常好的问题。 世界卫生组织从我们的应急基金中提供了200万美元用于启动回应。 但我们尚未最终确定对捐助者的呼吁。 我们确实从Équateur获得了少量的剩余资金。 如果我们可以重新利用这笔钱,我们正在与包括威康信托在内的捐赠者进行谈判。

问:鉴于与乌干达和卢旺达的距离很近,是否有关于是否宣布这是国际关注的突发公共卫生事件的讨论,该问题会在疾病可能跨越国界时启动?

答:这肯定是我们正在积极考虑的事情,但在这一点上,我们没有足够的流行病学数据,所以它不能保证召开紧急委员会会议。

更新,8月7日,上午11点45分:病毒的测序现已证实它是埃博拉扎伊尔物种,并且两次爆发之间没有联系。 疫苗,最早可能在8月8日开始接种疫苗。

这些温顺的狐狸可能拥有驯化的一些遗传关键

这些温顺的狐狸可能拥有驯化的一些遗传关键

驯服的西伯利亚银狐与其野生对手相比有许多独特的基因 - 有些与学习有关。

JAB Canid教育和保护中心的金斯敦摄影
这些温顺的狐狸可能拥有驯化的一些遗传关键

当安娜库克科娃遇到着名的西伯利亚银狐时,她被打败了。 伊利诺伊大学厄巴纳分校的行为遗传学家已经阅读了所有关于这些动物的信息,这些动物被驯服,因此它们在20世纪中期俄罗斯西伯利亚短短几年就像狗一样。 但当她接近他们的时候,他们的反应 - 小心翼翼,咕咕叫,甚至像金毛猎犬一样争夺注意力 - “超出了我的预期”,她说。

Kukekova立即放弃了她的其他工作,并开始寻找狐狸非常狗狗行为的遗传基础。 现在,大约16年后,她和她的同事说他们终于找到了一些钥匙。

“这项工作真的很棒,”普林斯顿大学的进化遗传学家Bridgett vonHoldt说,他研究了狼与狗之间的遗传差异。 但她警告说,确定驯化背后的基因是艰难的,因为许多人以复杂的方式共同努力。

库克科娃于1988年开始了解着名的“狐狸农场实验”,当时她还是圣彼得堡国立大学的新生。 1959年,研究人员采集了一组野生银狐(红狐狸的深色突变)并培育出最温顺的动物 - 那些当人类将手指插入笼子时不咬人的动物。 然后科学家们选择了这些动物的最后代,并一遍又一遍地重复这个过程。 到了第八代,狐狸开始寻找人类公司并表达爱意。 (今天,实验开始近60年后,他们中的一些人甚至喜欢腹部摩擦。)

在20世纪60年代,科学家们还培育出一种独立的狐狸品种,选择侵略性。 几代人以来,这些动物对人类的友好程度甚至低于其他养殖的狐狸,只要它们接近,就会对两条腿的游客进行攻击或咆哮。

这两种狐狸,第三种既没有攻击性也没有驯服,形成了Kukekova新研究的基础。 在同事对银狐基因组进行测序后,该团队重新测序了30只狐狸的基因组--10只驯服,10只攻击性,10只来自“正常”组。 他们确定了103个遗传区域,这三个区域之间存在显着差异。 其中45个与狗的驯化相关的区域重叠,其中30个与狐狸的侵略性和驯服行为有关。 来自后一组区域的一个基因突出: SorCS1 ,其帮助转运参与神经系统信号传导和突触形成的蛋白质,帮助记忆形成和学习。

为了测试SorCS1对行为的影响,该团队测量了近1600只驯服和攻击性狐狸对人类观察者的反应。 收集这些数据需要6年时间。 当研究人员最终分析数据时,他们发现狐狸的行为可以与他们携带的任何版本的SorCS1基因一致,他们今天在“ 自然生态学与进化”杂志上报道。 大多数驯养的狐狸携带相同版本的基因,但有一些携带的版本常见于侵略性狐狸。 研究人员写道,这表明,当狐狸经历驯化时,它们的基因正在以发生变化。

除了SorCS1之外 ,该团队还发现了与免疫反应相关的基因变异以及人类与自闭症,双相情感障碍和Williams-Beuren综合征相关的基因。 后者导致 和人类的友好风度。

还没有人知道这些基因是如何在狐狸中发挥作用的。 但是西班牙巴塞罗那大学的神经科学家Constantina Theofanopoulou没有参与这项工作,他说跨物种比较有希望。 “我们看到的同样的变化引发了人类行为的变化或导致社会赤字......与其他物种的行为和社会行为的差异相同。”她说未来的研究可以使用基因工程驯化的老鼠来缩小驯化行为与哪些基因或基因网络相关联。

张国杰是哥本哈根大学和北京基因组学研究所的进化遗传学家,也是该论文的合着者。他说,对于其他选择驯服和侵略的物种,如 ,类似的工作 - 甚至可以揭示更多关于小时间尺度上的行为变化。

与此同时,这项新工作提出了另一个重要问题:我们在哪里划清驯养和野生物种之间的界线? 在驯养的动物中,遗传变异是“固定的”,在自然选择后从基因库中除草野生型。 这就是为什么如果狗不是在人类周围出生的话,它们不会突然变得狂野。 但对于驯服的狐狸来说情况并非如此,其中一些仍然带有“狂野”版本的基因,它们可以传递给它们的试剂盒。

Theofanopoulou说,这项工作强化了我们应该将野性驯服分裂为光谱的想法。 一旦一个物种的足够成员的基因串联变化,我们应该认为它们是驯化的。 “这最终可能就是驯化。”

报告警告说,美国对火星的计划应包括的不仅仅是样本回报

报告警告说,美国对火星的计划应包括的不仅仅是样本回报

美国国家航空航天局(NASA)已经落后于其发射任务的发射节奏,例如Insight,它于5月开始飞行。

JPL-加州理工学院/ NASA
报告警告说,美国对火星的计划应包括的不仅仅是样本回报

美国国家科学院,工程和医学院(NASEM)今天报道,美国宇航局需要为将来的火星旅行做准备,这些旅行超出即将到来的收集岩石样本并最终将它们送回地球的任务。 新报告提供了一个 ,该机构的行星科学计划自NASEM 2011年十年调查以来的表现如何,该调查建议了2013年至2022年的优先事项。

该报告主要赞扬美国宇航局采取行动,考虑到许多科学优先事项,同时导航的预算低于2011年十年所设想的最坏情况。 研究和技术开发的资金仍然很高,该机构在两项价值数十亿美元的旗舰任务上取得了实质性进展:火星2020火星车将于2年内投入使用; 和欧罗巴快船,将在未来十年探索木星的冰冻月球及其内部的液态海洋。

耗资24亿美元的火星探测器将开启迄今为止行星科学长期存在的最高优先级:将火星样品从火星返回地球以寻找前世的迹象。 漫游车将钻取样品并将其缓存在火星表面上以便检索。 去年,经过多年的拖延,该机构开始制定一个如何让他们回来的计划,设想一个“瘦”的样本返回,将在未来十年内向地球发送几个额外的任务以取回岩心。

中期审查被赋予了评估美国宇航局火星探测计划的额外任务,发现样本返回计划合理并得到了认可。 然而,整体审查小组发现美国宇航局的火星计划脱节,更多的是一系列无关的任务,而不是一个连贯的计划。 “目前,火星计划确实需要重新评估方向,”德克萨斯州休斯顿月球和行星研究所所长路易斯普罗克特说,他是该研究委员会的联合主席。

特别是,该小组担心依赖于三个NASA轨道的火星周围的通信基础设施可能会在继任航天器到位之前失败。 “我们担心基础设施老化,很脆弱,”普罗克特说。 Prockter补充说,鉴于该小组仅评估现有项目和计划的作用有限,他们无法推荐新的轨道器。 “但这是一个可能应该考虑的解决方案。”该机构也可以寻求商业合作伙伴提供这样的电信转播,这是该机构去年提到的“诱人的前景”,G. Scott Hubbard说。位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的斯坦福大学的太空科学家,他回顾了这份报告,并曾参与过美国宇航局的火星计划。

许多没有在红色星球上工作的行星科学家仍然嫉妒它近几十年来所引起的关注和融资。 但哈伯德说,对火星的探索不太可能因样本返回而停止,而美国宇航局需要对其下一步采取战略措施。 地球上已有的科学资产不断新的 。 例如,最近“ 南极附近的非常令人兴奋,”哈伯德说。 “利用雷达或任务研究火星极地地区的新任务可以极大地提高科学效率。”

该报告还警告说,美国宇航局不太可能达到其发射和新前沿的理想发射节奏,这是其两个最大的节目,为特派团资金举行公开竞赛。 发现基金的任务耗资约4.5亿美元,而New Frontiers则有8.5亿美元的上限。 十年建议每2年选择一次探索任务; 它指出,为了实现这一目标,美国宇航局将不得不在2022年之前选择另外三个飞行建议。同时,如果没有选择另一个新前沿任务,两个潜在的概念针对建议 - 四个地球物理登陆器网络探测月球的内部和一个探索木星的火山卫星的宇宙飞船,Io-在下一次十年回顾之前不会得到公平的考虑。 缓慢的节奏“是我们在十年开始时预算低的主要受害者,”Prockter说。 “NASA是否会重回正轨还有待观察。”

该小组只看了一下这些延误的另一个突出原因:一位着名的立法者推动对木星卫星欧罗巴的任务,马里兰州哥伦比亚大学空间研究协会科学项目的公司主任斯蒂芬麦克威尔补充道。出版前的报告。 众议院拨款小组成员John Culberson(R-TX)近年来一直致力于推动美国宇航局的预算,加快了对欧罗巴任务的资助 - 以及一个潜在的登陆者 - 将其推向其他领域任务。 相比之下,十年调查将推迟欧罗巴任务,转而支持竞争性的任务。 “需要明确的是,美国国家航空航天局并没有反复无常地离开这里,”麦克威尔说。

虽然国会已下令NASA开始研究欧洲登陆器,但这样的任务提案还没有通过该机构的正式成本和技术评估程序; 类似的评估促使Mars 2020火星车和Europa Clipper降低了成本和科学野心。 中期警告说,下一个十年将需要通过类似的评估拉动拟议的欧罗巴着陆器。

该小组还对最近完成的一份报告提出了质疑,该报告研究了行星科学家的第三个最重要的大规模科学目标,这是对海王星或天王星的潜在任务,迄今为止,仅在20年前通过旅行者的飞行探险。 该报告由美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室编写,改变了十年中概述的科学目标,它说; 它还增加了一个多普勒成像仪来研究地球的内部,这是一种经过较少测试的仪器,如果失败,可能会破坏该项目的科学目标。 专家组表示,美国宇航局应重新进行研究,这次将重点放在十年科学目标上。

该小组还提出了改善十年过程的方法。 例如,该机构现在应该开始支持一系列新的任务概念,以便考虑下一个十年。 该小组认识到,该机构需要一种敏捷的方式来应对新的发现或技术 - 例如,它说,2011年的十年代被小卫星的崛起和有关土星喷出的冰冻月球土卫二的启示所取代。 去年,NASEM的行星委员会调整了其章程,以便在NASA的推动下考虑这些问题; 例如,它正在考虑该机构重返月球的计划如何与其长期科学目标保持一致。

大规模干旱还是神话? 科学家们为我们新的地质时代背后的古老气候事件做准备

大规模干旱还是神话? 科学家们为我们新的地质时代背后的古老气候事件做准备

印度梅加拉亚邦Mawmluh Cave石笋的干旱记录含糊不清。

ABHIJEET KHEDGIKAR / SHUTTERSTOCK.COM
大规模干旱还是神话? 科学家们为我们新的地质时代背后的古老气候事件做准备

上个月,国际地层学委员会(ICS),即管理地质时代的官僚机构,宣称我们生活在一个新的地质时代。 不,这不是人类世,这是一个备受争议的关于人类对地球的影响所定义的地质区划的提议。 根据大约4200年前开始的全球干旱的岩石记录中的迹象,由ICS指定的新时代被称为梅加拉扬。 它是全新世三个新命名的分区之一,这个地质时代始于11,700年前,随着冰河时代冰川的退缩。 现在名称将过滤到教科书中。

然而,许多科学家表示,“4.2千瓦事件”既不是全球性的干旱,也不是那个时刻的固定。 马萨诸塞大学阿默斯特分校的气候学家雷蒙德布拉德利说:“以4.2的突破来定义全新世细分的整个想法似乎有点毫无根据。” 亚利桑那大学图森分校的古气候学家杰西卡·蒂尔尼说,在一些古气候科学家的带领下,ICS错误地将其他干旱和潮湿时期的证据混为一谈,这些干旱时期有时距离4200年的事件有几个世纪,梅加拉扬的开始。 她说,这是一种“古气候白鲸”。

梅加拉扬的第一个线索来自考古学。 20世纪90年代初,耶鲁大学的考古学家哈维韦斯正在挖掘一个引人注目的故事,讲述了美索不达米亚干旱引起的崩塌。 在叙利亚东北部的阿卡德帝国古城Tell Leilan,他发现了4200年前干旱将人们赶出城市的证据。 信号在美索不达米亚的大部分地区重演。

对于迈克沃克来说,这是一个很好的起点,迈克沃克是兰佩特威尔士大学的地质学家,十年前他开始分裂全新世。 科学家们通常谈论全新世早期,中期和晚期 - 跟踪冰川的退缩和部分返回 - 但是时间跨度却截然不同。 ICS要求Walker将这些部门标准化,以便进行清晰的科学交流。 但是,虽然岩石记录的突然变化标志着早期的地质分裂,但在相对平静的全新世中这种变化是稀缺的。

沃克说,找到划分早期和中期全新世的日期,现在被称为格陵兰和北朝鲜,很容易。 大约8200年前,天然拦截的冰川湖中的淡水涌入北大西洋。 洪水被认为破坏了洋流输送带,导致全球降温信号可以在冰芯,湖床和洞穴岩石中可靠地发现。

但第二师证明更难。 “我们在苦苦挣扎,”沃克说。 幸运的是,一些古气候科学家正在捡起Weiss的考古工作遗留下来的地方。 地中海,美洲和亚洲出现了4200年的干旱迹象,研究人员将其与弱季风相关联。 2012年,古气候学家报告了对Mawmluh洞穴石笋的分析,这是一块位于印度东北部湿润地区梅加拉亚邦的石灰岩复合体。 石笋,洞穴地板上的碳酸钙形成,随着矿物质丰富的雨水渗入滴水中滴落。在Mawmluh石笋中,氧同位素的变化似乎在4200年前显示出明显的干燥,这是几个世纪以来的明显信号 - 长期干旱。 沃克认为石笋信号可以作为完美的地质样本,或称“金穗”,标志着梅加拉扬的开始。 6月份,来自ICS及其母体的几十位地质学家批准了沃克关于新时代的建议,几乎没有异议。

岁月的岩石

地质学家将全新世分为三个时代。 其中一个是梅加拉扬,是基于有争议的证据。 一个新的时代,人类世,仍然在争论中。

时代 年龄 全新世 11700 8200 4200 当下 Greenlandian Northgrippian Meghalayan 多年前的礼物 人类世
N. Desai / Science

古气候学家Ashish Sinha感到惊讶的是,ICS使用石笋作为它的金色尖峰 - 很少有人知道它更好,因为他在加利福尼亚州立大学Dominguez Hills的实验室发现并分析了它。 他的团队只能与石笋的几个层次约会,水已经部分地溶解了干燥事件附近的岩石,可能会使记录模糊。 来自中国西安交通大学的古气候科学家对其他梅加拉安石笋的未发表的分析增加了一些疑问:它发现600多年来季风持续减弱,而不是4200年前的突然干旱。 在长达数十年的事件中,4000年前可以看到最接近严重干旱的事情。 可以说这些短途旅行“在某种程度上与金色穗相匹配”,领导该研究的Gayatri Kathayat说,“但并非完全如此。”

据位于弗拉格斯塔夫的北亚利桑那大学(NAU)的一个团队称,在世界其他地方,这项具有4200年历史的活动更为明显。 在过去几年中,NAU团队已经积累了550个已发表的全新世温度和湿度变化的古气候记录,主要基于石笋,湖泊沉积物和冰芯。 大约4200年前,研究生Hannah Kolus仔细检查了全球温度或湿度发生重大变化的记录。 “你完全没有看到这个信号,”科鲁斯说。

伦敦大学学院的考古学家Mark Altaweel补充说,考古证据也远非确定。 他说政治崩溃,而不是干旱,可能注定了美索不达米亚的一些定居点。 布拉格查尔斯大学的考古学家盖伊·米德尔顿补充说,在古埃及,希腊和其他地方,全球干旱的证据甚至更加模糊。 “没有任何事情像突然或同步那样发生。” 他说,干旱毫无意义。 “这是新的神话。”

沃克希望Kathayat的新石笋记录及时发布,以供他们提出。 但他认为,虽然时间和空间分散,干旱的迹象足以定义一个新的分区,地质学家可以用它来澄清他们对全新世的讨论。 沃克补充说:“事实上这种情况非常接近,这对我们来说是令人鼓舞的。” 对于布拉德利来说,它显示了研究地球深层历史的ICS和研究最近过去的科学家之间的明显分歧。 “[我们]在完全不同的页面上,真是完全不同的书籍,”布拉德利说。

对梅加拉扬的批评者将有充足的时间来支持他们的论点,因为目前辩论已经结束。 为了防止持续的争执,ICS在批准边界后十年冻结了讨论。 沃克说:“它让时间让新想法得以解决。”

强大的红外光束可以探测细胞,诊断疾病

强大的红外光束可以探测细胞,诊断疾病

在小鼠脑组织中,在较低(左)和较高放大倍数(右)看,红外光谱可以区分星形胶质细胞(红色)和神经元(绿色)。

ARIS POLYZOS&LILA LOVERGNE
强大的红外光束可以探测细胞,诊断疾病

为了识别细胞,研究人员经常不得不滥用它 - 将其从家中扯下来,用有毒的固定剂将其剔除,篡改其DNA,或强迫它制造可能破坏其生物化学的外来蛋白质。 即使细胞存活,它也可能再也不会相同。 但是,强大而温和的光束有朝一日可以让研究人员对细胞进行分类,同时让它们不受伤害并活着进行额外的研究。

由加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)的生物物理学家Cynthia McMurray和物理学家Michael Martin领导的研究小组发现,通过用同步加速器(一种粒子加速器)产生的强烈红外辐射束扫描细胞,他们可以捕获生化标志,揭示细胞的身份。

研究人员在6月份的英国会议上提出了该方法的早期结果,现在他们正在通过Chan Zuckerberg Initiative(CZI)的一年试点资助对其进行评估。 如果它有效,该团队的光谱表型技术可以为CZI支持的另一项努力提供工具:人类细胞图谱,这是一个旨在绘制体内每个细胞类型和位置的国际项目。 如果同步加速器驱动的方法可以适应其他实验室和医院可用的更适度的红外仪器,光谱表型可能有一天也有助于诊断疾病,探测导致疾病的细胞变化,并深入研究胚胎发育。 “我们整合的工具将打开这个领域,”McMurray预测道。

熟悉尚未发表的结果的科学家们称这种方法很有前景。 英国曼彻斯特大学的光谱学家彼得加德纳说:“我期待看到即将出现的研究成果。” 都柏林理工学院的化学物理学家Hugh Byrne对该团队测试其方法的彻底程度印象深刻。 “这是一个展示该技术能力的协同计划。”

Martin和McMurray喜欢将他们的方法与广泛使用的细胞识别技术进行对比:荧光标记。 为了刺激特定类型的细胞以产生诸如绿色荧光蛋白(GFP)的标记,科学家们必须为它们配备分子的基因。 添加DNA的技术可以改变细胞,因为GFP对它们来说是陌生的 - 它最初来自水母 - 它也可以改变它们的生理学。 此外,麦克默里指出,研究人员通常不得不用激光切割荧光标记,以诱导它们点亮,这可能会伤害或杀死细胞。 其他技术也同样具有侵略性。 马丁说:“如果你正在进行标记或染色,那么你正在改变细胞的真正化学性质”。 “我们想要探索化学是什么,而不是改变它来进行测量。”

这就是红外光谱学的用武之地。“红外线不是侵入性的,因此它可以用于完整的组织和活细胞,”McMurray说。 当样品暴露于不同波长的红外辐射时,它吸收的每个波长的光量表明它含有的化学基团的种类。 与荧光标记不同,吸收模式通常不能揭示细胞是否产生特定分子 - 例如,免疫受体CD4或CD8,其通常用于定义两类T细胞。 但细胞的红外光谱确实揭示了广泛类型的分子 - 如脂肪和蛋白质 - 提供了生化指纹。 因此,“你可以更全面地了解细胞,”Byrne说。

Martin和McMurray说标准红外光源不能提供他们所需的灵敏度,因此团队转向LBNL的高级光源同步加速器,其红外光束是世界上最亮的光源之一。 它“让我们获得更好的分辨率和保真度,”马丁说。 在英国格拉斯哥举行的6月SPEC2018会议上,麦克默里和马丁透露,他们可以区分两种类型的脑细胞 - 神经元和星形胶质细胞 - 来自小鼠的脑片。 在具有模仿亨廷顿病的病症的啮齿动物的脑组织中,它们还可以检测到指示变性的脂质的增加。 在未来,研究人员计划通过使用机器学习算法来挑选每种细胞类型的区别特征来自动化细胞识别。

McMurray及其同事仍然需要确定细胞的光谱特征是否保持不变或随其在体内的位置而变化。 对于潜在的医疗用途,他们还想知道当一个人生病时人体细胞的红外特征是否会发生变化。 然而,到目前为止,研究人员仅分析了小鼠组织。 “我们希望确保该方法的稳健性,”McMurray说。

新技术的一个局限是显而易见的 - 同步加速器庞大,昂贵且罕见,并且通常有数月的等待名单。 “你不会把你的同步加速器送进医院,”加德纳说。 但他指出,实验室机器正在迅速接近粒子加速器的红外发生能力。 McMurray补充说,在使用同步加速器确定各种细胞类型的独特光谱模式后,研究人员计划发布一个目录,允许其他科学家比较他们自己的样本的结果,甚至是那些用较少挑剔的实验室设备捕获的样本。

加德纳预计该项目将产生影响。 “他们拥有加速这项工作的工具,专业知识和人员,”他说。

计划将微小的水滴射向天空会使地球降温 - 但不会对作物产生影响

计划将微小的水滴射向天空会使地球降温 - 但不会对作物产生影响

通过向大气层注入微小颗粒来冷却地球,正如皮纳图博火山1991年喷发(上图)所做的那样,在温暖的世界中可能无法帮助提高产量。

Jonathan Proctor和Solomon Hsiang
计划将微小的水滴射向天空会使地球降温 - 但不会对作物产生影响

随着气候的升温,一些科学家希望使用一种新技术来降温:地球工程。 一种方法是将微小颗粒喷射到大气中以散射太阳光。 这将使地球表面变凉,从理论上讲,它可以保护玉米等作物,随着温度的升高,这些作物的生产力会降低。 但是一项新的研究表明,由于温度较低,作物产量的任何增加都会在很大程度上被较暗的阳光所抵消。

科学家们早就知道,空气中的二氧化硫气体就像大火山爆发一样 - 当它与水蒸气反应形成光散射液滴时,可以短暂地冷却地球。 1991年菲律宾皮纳图博火山喷发后,还有证据表明它 。 这是因为光散射气溶胶可以漫射直射阳光,其强烈的光线通常只会撞击树木和其他高大植物的顶部。 但漫射的阳光可以到达所有树叶层,包括树冠下面的树叶。 加州大学伯克利分校的农业经济学家Jonathan Proctor表示,许多研究人员认为同样的效果可以提高农业产量。

为了估计地球工程可能对各种作物做些什么,Proctor和他的同事分析了两次火山事件后的全球农业记录:皮纳图博火山喷发和1982年墨西哥ElChichón喷发。 他们利用它们来指导未来的模型,人们在平流层注入足够的光散射气溶胶,以抵消2020年后的所有人体二氧化碳排放。

在2050年至2069年期间,地球工程平均将地球上的作物生长区域冷却了约0.88°C。 冷却推动玉米收成约6.3%。 但伴随着散射的阳光,除了更加分散之外,也略微暗淡。 研究人员发现它产生了相反的效果,产量减少了约5.3%。 最重要的是,由于云量和降水模式的细微变化,产量再下降0.2%。 总体而言, 对玉米,大豆,大米和小麦的 ,研究人员在今天的“ 自然”杂志在线报道。

加州大学伯克利分校的生物环境工程师丹尼斯·鲍多奇(Dennis Baldocchi)表示,漫反射太阳光(与直接相比)似乎不会对作物产量产生太大影响,这也许不足为奇。 与长寿树木不同,树木可以紧紧地堆积在森林中,遮盖了较低层的树叶,在其生命周期的大部分时间里,作物植物大多没有被邻居遮挡。

“这是一项重要且令人印象深刻的研究,对研究人员说,”哈佛大学气候经济学家格诺特瓦格纳说,他没有参与这项研究。 研究结果“是一个重要的提醒,即气候变化和太阳能地球工程都不会单独作用于温度。”他补充说,这项技术的其他影响,例如它如何因吸收二氧化碳而影响海洋酸化,值得进行大量研究。

Proctor表示,尽管该团队的研究结果在某种意义上令人失望,但该方法可以很容易地进行调整,以评估地球工程对其他经济部门(包括建筑业和医疗保健)的成本和收益。 “地球工程在减轻农业损害方面可能无效,但它仍然值得做,”他指出。 “此时,我们只是不知道。”