揭曉鳥類羽毛抗撕裂和超耐久的原因

鳥類飛翔要依靠羽毛，柔軟輕盈的羽毛在鳥類的身上很是經(jīng)久耐用。近日，中國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了羽毛的一種新型結(jié)構(gòu)，揭示了羽毛抗撕裂能力強(qiáng)和超耐久性的秘密。相關(guān)論文刊登在近期出版的《美國科學(xué)院院刊》上。

鳥類的羽毛與蝙蝠和蝴蝶的膜狀翅膀不同，具有更強(qiáng)的自我修復(fù)能力和抗撕裂能力。中科院理化技術(shù)所仿生材料與界面科學(xué)實驗室研究團(tuán)隊，利用X-射線顯微鏡和顯微操作系統(tǒng)對羽毛的精細(xì)三維結(jié)構(gòu)及其功能進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)了羽毛羽枝間的一種新型機(jī)械互鎖體系：由鉤子、滑道和滑道端部的背刺組成的級聯(lián)滑鎖系統(tǒng)。他們闡明了級聯(lián)滑鎖結(jié)構(gòu)的工作原理：級聯(lián)背刺阻礙鉤子滑離，增大分離力；同時背刺的特殊結(jié)構(gòu)保證鉤子能夠滑離，而不受損壞。這揭示了羽毛抗撕裂能力和超耐久性的秘密。

激光新妙用

喜歡星球大戰(zhàn)里的光劍？你已經(jīng)落伍啦！現(xiàn)在最高級的光不是用來砍砍殺殺的，而是用來隔空夾細(xì)胞、隔空抓病毒、隔空做手術(shù)的！

如果在顯微鏡下觀察原子、分子或者細(xì)胞，我們會發(fā)現(xiàn)它們總是亂跑亂動，一點兒也不乖。美國科學(xué)家阿什金利用透鏡和激光，制造了一種“光學(xué)鑷子”。只要用光學(xué)鑷子把小東西隔空夾住，它們就沒法亂跑亂動了。

而法國科學(xué)家穆魯、加拿大科學(xué)家斯特里克蘭，則是發(fā)明了一種壓縮激光脈沖、提升激光強(qiáng)度的方法。利用巧妙的實驗裝置，他們創(chuàng)造出了世界上脈沖最短、強(qiáng)度最強(qiáng)的激光，如飛秒激光、阿秒激光。這種激光不但可以用來做手術(shù)，還可以像雕刻刀一樣，制造各種手術(shù)用具，或是存儲數(shù)據(jù)、給原子的運動拍照。為了表彰他們?nèi)说呢暙I(xiàn)，諾獎委員會授予他們2018年諾貝爾物理學(xué)獎！

可讓蚊子走向滅亡的“基因剪刀”

根據(jù)英國《自然·生物技術(shù)》雜志在線發(fā)表的一項研究，一種新的“基因驅(qū)動”機(jī)制，可以導(dǎo)致攜帶瘧疾的籠養(yǎng)蚊子種群完全崩潰。在實驗中，沒有發(fā)生突變阻止“基因驅(qū)動”的傳播，使其成為第一個有望在野外生效的“基因驅(qū)動”。

所謂“基因驅(qū)動”，是指特定基因有偏向性地遺傳給下一代的一種自然現(xiàn)象。借助被稱為“基因剪刀”的CRISPR基因編輯技術(shù)，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出人工“基因驅(qū)動”系統(tǒng)。而構(gòu)建“基因驅(qū)動”的目的，是讓特定基因產(chǎn)生遺傳優(yōu)勢，經(jīng)過幾代繁殖后傳播到整個種群中。就蚊子而言，基于CRISPR的“基因驅(qū)動”可以將特定基因遺傳給99%的后代，而常規(guī)基因的遺傳率為50%。

人類在與蚊子的斗爭中，幾乎從來不占優(yōu)勢。改造基因，讓某一種群完全崩潰，這樣針對性極強(qiáng)的生物學(xué)編輯工具非CRISPR莫屬。

責(zé)任編輯/岳萌