彭文

黑洞“吃撐”會(huì)“打嗝”

在離地球2000多萬(wàn)光年的地方，一個(gè)星系中央的超大質(zhì)量黑洞發(fā)生“消化不良”，打著“飽嗝”向星際空間噴出一大堆物質(zhì)。天文學(xué)家利用多個(gè)望遠(yuǎn)鏡的觀測(cè)結(jié)果，研究了噴發(fā)物質(zhì)的細(xì)節(jié)。這個(gè)星系編號(hào)為NGC5195，它有一個(gè)較大的同伴NGC5194，后者也被稱為渦狀星系，兩者由引力束縛在一起。此前已觀測(cè)到它們附近有兩個(gè)X射線弧，據(jù)認(rèn)為是NGC5195星系中央的黑洞“打嗝”形成的。大量物質(zhì)高速旋轉(zhuǎn)著落入黑洞，在黑洞周圍形成盤(pán)狀結(jié)構(gòu)，稱為吸積盤(pán)。填鴨式的“喂食”使吸積盤(pán)大到一定程度，黑洞無(wú)法繼續(xù)有效地吞噬物質(zhì)，導(dǎo)致吸積盤(pán)破裂。巨大的壓力產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊波，使氣體和塵埃加熱膨脹，發(fā)出X射線，并從氫氣上剝離電子形成離子氫，產(chǎn)生此前觀測(cè)到的X射線弧。

植物“吃醋”更耐旱

干旱導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量下降是一個(gè)全球性問(wèn)題。迄今解決這一問(wèn)題的主要思路是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)加強(qiáng)作物抗旱能力。日本研究人員開(kāi)發(fā)出一種更加簡(jiǎn)便易行的農(nóng)作物抗旱技術(shù)，即向種植植物的土壤中添加醋的主要成分醋酸。研究人員在干旱條件下，向種植擬南芥的土壤中添加醋酸。吸收醋酸后，擬南芥能誘導(dǎo)合成一種植物激素茉莉酸，提高相關(guān)耐旱基因的表達(dá)水平。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，其他各種酸溶液都達(dá)不到這種耐旱效果。研究還發(fā)現(xiàn)，醋酸對(duì)于水稻、玉米、小麥等多種農(nóng)作物，同樣能提高其耐旱能力。

小麥如何從野草變主糧？

中東地區(qū)被稱為“新月沃地”的區(qū)域是小麥的起源地。大約1萬(wàn)年前，當(dāng)?shù)厝碎_(kāi)始種植小麥。野生小麥的麥粒成熟時(shí)，供麥粒附著的穗軸會(huì)變脆，容易碎裂，有助于在風(fēng)力作用下把麥粒散播出去。但這對(duì)人類采集麥粒非常不方便，所以帶有使穗軸不變脆的“硬軸”基因突變的小麥?zhǔn)艿角嗖A，并逐漸被人類馴化。一個(gè)國(guó)際科研小組對(duì)野生小麥進(jìn)行基因測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了控制穗軸易碎性的兩組基因，它們?cè)谛←滖Z化過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。除此之外，小麥還有一些重要基因突變對(duì)人類種植者有利，但對(duì)植株在野生環(huán)境中的繁殖不利，例如使種子不再休眠、一經(jīng)種植就立刻發(fā)芽生長(zhǎng)的突變，以及使麥粒外殼容易脫落的突變。這一發(fā)現(xiàn)有助于培育更好的小麥品種。

火星有劇毒，登陸需謹(jǐn)慎

英國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究可能令人類想要在火星表面找到地外生命的希望破滅，即火星表面存在高氯酸鹽化合物，對(duì)生物細(xì)胞有劇毒。研究人員發(fā)現(xiàn)，高氯酸鹽在短波UV射線的照射下會(huì)產(chǎn)生殺菌性，而這種照射與火星表面情況相似。高氯酸鹽可使枯草桿菌（一種常見(jiàn)于航天器的污染物）的營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞幾分鐘內(nèi)便失去生存力?；鹦潜砻娴牧硗鈨煞N成分氧化鐵和過(guò)氧化氫，在與高氯酸鹽的共同作用下，其殺死細(xì)胞的能力比起單純的高氯酸鹽提高了10.8倍。

為何免疫細(xì)胞會(huì)喪失戰(zhàn)斗力？

T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)與病毒和癌細(xì)胞等作戰(zhàn)的主力，它們也會(huì)陷入疲勞，有些甚至完全喪失戰(zhàn)斗力且難以恢復(fù)，這被稱為T(mén)細(xì)胞耗竭，導(dǎo)致機(jī)體免疫力下降、病原體獲得優(yōu)勢(shì)。一些免疫療法能鼓舞T細(xì)胞重新參戰(zhàn)，但對(duì)徹底耗竭的T細(xì)胞不起作用。研究人員對(duì)感染病毒或患有癌癥的實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)T細(xì)胞耗竭是因?yàn)樗鼈兊幕蛴捎贒NA甲基化而被關(guān)閉，耗竭狀態(tài)還會(huì)傳遞給下一代T細(xì)胞。研究人員還發(fā)現(xiàn)，常用的癌癥化療藥物地西他濱能逆轉(zhuǎn)T細(xì)胞這種徹底耗竭的狀態(tài)。用這種藥物治療患癌實(shí)驗(yàn)鼠，再施以免疫療法，T細(xì)胞會(huì)“原地滿血復(fù)活”，恢復(fù)戰(zhàn)斗力并且積極增殖。DNA甲基化是指DNA的構(gòu)成單元之一胞嘧啶被選擇性地添加甲基，這會(huì)使DNA鏈條外形發(fā)生變化，導(dǎo)致一些蛋白質(zhì)無(wú)法正確識(shí)別DNA，并且還可能不正常地“開(kāi)啟”或“關(guān)閉”一些基因的功能。

咖啡因減肥機(jī)制揭秘

中國(guó)研究人員通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了咖啡因調(diào)控系統(tǒng)性能量代謝的作用機(jī)制，相關(guān)的調(diào)控能夠讓小鼠體重下降，這一成果有助科研人員找到預(yù)防或治療肥胖的新方法。下丘腦是哺乳動(dòng)物體內(nèi)調(diào)控系統(tǒng)性能量平衡的中樞結(jié)構(gòu)，在小鼠下丘腦神經(jīng)元中腺苷受體A1R過(guò)度表達(dá)后，小鼠出現(xiàn)進(jìn)食過(guò)度、糖耐量下降和體重過(guò)度增加的現(xiàn)象。研究人員分別向小鼠腦室內(nèi)注射咖啡因和喂食咖啡因，發(fā)現(xiàn)兩種方法均能夠抑制肥胖小鼠的食欲并增加能量消耗，從而降低體重。進(jìn)一步分析顯示，咖啡因能激活下丘腦內(nèi)合成催產(chǎn)素的神經(jīng)元，并促進(jìn)該神經(jīng)肽的釋放。不過(guò)，這并不意味著人們多喝含咖啡因的飲品就能減肥。實(shí)驗(yàn)中小鼠攝入的咖啡因劑量相當(dāng)于人一天要喝24～36杯咖啡，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般認(rèn)為的安全劑量。

氣候變化對(duì)南極無(wú)冰區(qū)的影響

無(wú)冰區(qū)僅占南極洲面積的1%，但卻是南極全部陸地生物多樣性之所在。長(zhǎng)期以來(lái)的研究大都集中于氣候變化對(duì)于南極冰蓋和海平面的影響，而忽略了對(duì)南極無(wú)冰區(qū)的影響。最近，澳大利亞研究人員首次報(bào)告了關(guān)于21世紀(jì)氣候變化對(duì)南極無(wú)冰區(qū)影響的量化評(píng)估結(jié)果。在聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)（IPCC）模擬的兩種氣候作用力場(chǎng)景中，他們?nèi)∑渲懈鼧O端的一種場(chǎng)景：到本世紀(jì)末，無(wú)冰區(qū)將擴(kuò)大約17000平方千米，增長(zhǎng)近25%；而南極半島無(wú)冰區(qū)若擴(kuò)大3倍，則可能徹底改變生物多樣性棲息地。南極洲棲息地?cái)U(kuò)大和連通性提高，一般被解讀為對(duì)生物多樣性變化有正向意義。但科學(xué)家尚不清楚其潛在的負(fù)面效應(yīng)是否會(huì)超過(guò)生物多樣性收益，如是否會(huì)導(dǎo)致區(qū)域尺度上生物同質(zhì)化，競(jìng)爭(zhēng)力較弱物種滅絕，入侵物種擴(kuò)散等。

腸道菌群關(guān)乎情緒

影響一個(gè)人的情緒的因素有很多，美國(guó)一項(xiàng)新的研究顯示，腸道細(xì)菌與情緒之間也存在關(guān)聯(lián)。研究人員根據(jù)40名女性志愿者腸道菌群的組成把她們分為兩組。33人的多形桿狀菌含量較高，其大腦額葉皮質(zhì)和腦島中含有較多致密灰質(zhì)，海馬體中含有較多的大腦物質(zhì)。這些區(qū)域與復(fù)雜信息和記憶處理有關(guān)；另外7人的普氏菌含量較高，其大腦額葉皮質(zhì)和腦島中致密灰質(zhì)含量相對(duì)較少，而大腦中與情緒、感覺(jué)和注意過(guò)程相關(guān)區(qū)域之間的“連接點(diǎn)”較多。研究人員向她們展示人物、物體或活動(dòng)的圖片，觀察她們的情緒反應(yīng)并檢測(cè)她們的大腦活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)展示的圖片為“負(fù)面”時(shí)，比起“多形桿狀菌組”，“普氏菌組”表現(xiàn)出更多焦慮和悲痛情緒。目前尚不能確定是腸道菌群影響了大腦，還是大腦影響了腸道菌群。

【責(zé)任編輯】趙新宇