東南亞土著矮身高等體貌表型或是獨立起源結(jié)果

中國科學院昆明動物研究所科研團隊聯(lián)合中國科學院北京基因組研究所科研團隊開展的一項研究表明：東南亞土著矮身高、卷頭發(fā)和寬扁鼻翼等體貌表型，或是獨立起源和平行進化結(jié)果。

東南亞分布有許多古老的現(xiàn)生土著人群，如柬埔寨土著等。他們在赤道線附近低緯度的熱帶雨林氣候長期的自然選擇下，產(chǎn)生了許多適應環(huán)境的體貌表型，如矮身高、深膚色、卷頭發(fā)和寬扁鼻翼等。但目前，對這些類似于非洲祖先的體貌表型研究較少。

為了探討這些土著的群體歷史和表型適應的分子機制與進化規(guī)律，通過合作，科研人員對柬埔寨土著的全基因組DNA數(shù)據(jù)開展了系統(tǒng)分析，印證了他們是古老人群的結(jié)論。

柬埔寨土著婦女在市場賣魚

同時，科研人員還整合非洲人群、北歐人群、南歐人群和東亞漢族的數(shù)據(jù)，分析了柬埔寨土著特有選擇的信號，從中發(fā)現(xiàn)了1187個受選擇的基因組區(qū)域。通過對這些區(qū)域中基因的功能富集分析，發(fā)現(xiàn)了與身高、頭發(fā)形態(tài)和面部輪廓等體貌表型相關的選擇信號和受選擇的基因，包括與卷發(fā)表型相關的基因TCHH和TCHHL1，與鼻子形態(tài)相關的基因PAX3，以及與身高相關的基因ENTPD1-AS1。

值得注意的是，科研人員在柬埔寨土著中發(fā)現(xiàn)的這些受選擇基因及其突變位點，在具有相似表型的非洲狩獵-采集人群及其他人群中并沒有發(fā)生富集，說明東南亞土著的這些表型可能是獨立起源和平行進化的結(jié)果。該項研究為探索人類表型的進化模式和遺傳機制提供了范例。相關研究成果于近日在線發(fā)表于期刊《國家科學評論》上。

“水俁病”元兇甲基汞形成之謎被破解

甲基汞具有極強的神經(jīng)毒性，容易在食物鏈和生物圈中富集放大。然而長期以來，甲基汞在環(huán)境中的形成之謎，使得人們始終無法從源頭上治理甲基汞污染。

近日，南開大學環(huán)境科學與工程學院科研團隊的一項關于“含汞礦物納米顆粒微生物甲基化過程機制”的研究成果破解了這一科學謎題。他們發(fā)現(xiàn)，天然有機質(zhì)可通過調(diào)控初級納米粒子的生長方向，影響納米汞與厭氧細菌金屬轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)合過程，顯著抑制其甲基化潛能的自然衰減，導致富含有機質(zhì)環(huán)境中甲基汞持續(xù)地生成和積累。4月26日，介紹該工作的論文發(fā)表于國際頂級學術刊物《自然-地球科學》上。

據(jù)介紹，汞是一種在自然界中普遍存在的重金屬污染物。甲基汞的生成很大程度上取決于復雜環(huán)境介質(zhì)中無機汞的化學形態(tài)。在納米汞的甲基化過程中，科研人員觀察到了顯著的晶面效應。一方面，天然配體調(diào)控硫化汞的成礦過程，產(chǎn)生不同暴露晶面的含汞礦物納米顆粒。另一方面，黑辰砂的不同暴露晶面與決定汞細胞攝入過程的甲基化細菌金屬轉(zhuǎn)運蛋白的結(jié)合能力顯著不同。這兩方面的作用共同導致了真實環(huán)境中觀測到的汞甲基化潛能自然衰減速率的巨大差異。

在明確汞甲基化潛能自然衰減機制的基礎上，科研人員有望開發(fā)出低成本、環(huán)境友好的原位甲基汞污染阻控技術，為汞污染全球治理提供新策略。另外，該研究闡釋的礦物-微生物界面作用新機制還可推廣至鋅、銅、鉛、鎘等其他“軟”金屬礦物。

全球最大遙感圖像細粒度目標識別數(shù)據(jù)集發(fā)布

4月28日，從中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡稱“空天院”）獲悉，空天院科研團隊和國際攝影測量與遙感協(xié)會合作，構建了一套目前全球規(guī)模最大的遙感圖像細粒度目標識別數(shù)據(jù)集（FAIR1M），并面向全球公開發(fā)布。

所謂細粒度目標識別，是指在目標檢測的基礎上，識別出目標的具體型號與類別。該數(shù)據(jù)集含15000余幅分辨率優(yōu)于1米、尺寸從上千到上萬像素不等的圖像，具有100多萬精細化標注、多角度分布的目標，場景覆蓋全球上百個典型城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及常用機場、港口等，其中來自我國自主產(chǎn)權高分系列衛(wèi)星的數(shù)據(jù)占比超過80%，標注結(jié)果均經(jīng)權威判讀專家確認。

考慮到不同時間拍攝的遙感圖像中蘊含更為豐富的目標關聯(lián)信息，該數(shù)據(jù)集還提供了針對同一區(qū)域、不同時相的數(shù)據(jù)，是一套多時相、多分辨、多要素的遙感圖像標準化樣本集，有助于推進高分辨率遙感圖像解譯算法由目標檢測向細粒度識別發(fā)展，可做為遙感智能解譯領域的基準數(shù)據(jù)集，可供從事地理信息、圖像處理、遙感測繪、人工智能等相關領域的專業(yè)人員研究使用。

隨著高分數(shù)據(jù)的持續(xù)積累，該數(shù)據(jù)集計劃將持續(xù)更新。

科學家發(fā)現(xiàn)能有效降解塑料垃圾的菌群

從中國科學院海洋研究所了解到，該所科研團隊成功獲得一個能有效降解塑料垃圾的菌群，并從這個菌群篩查出能明顯降解聚乙烯塑料的多個酶。這一成果近日發(fā)表在國際學術期刊《危險材料》上。

中國科學院海洋研究所科研團隊，自2016年開始從青島近海采集了上千份塑料垃圾樣本。經(jīng)過大量篩選，科研人員發(fā)現(xiàn)了一個在塑料表面具有很明顯定殖和降解能力的菌群。這個菌群在含有塑料垃圾的培養(yǎng)基中能維持良好的生長能力，科研人員推測其是通過降解塑料獲得額外的能量來源。

為此，科研人員對這個菌群組成種類和豐度進行定量分析，發(fā)現(xiàn)有5類細菌為優(yōu)勢種群，通過培養(yǎng)成功獲得上述5類細菌的純培養(yǎng)菌株，其中3株具有明顯降解塑料能力。科研人員將這3株細菌按照一定比例進行復配，成功獲得一個能穩(wěn)定共存并能顯著降解塑料垃圾的菌群。這一復配的菌群尤其喜好降解聚乙烯塑料，兩周時間可以將聚乙烯塑料降解為碎片。科研人員結(jié)合紅外光譜等手段多方位證實這一復配菌群能有效降解塑料。

此后，科研人員從這一復配菌群中篩查到多個可能參與降解塑料的候選酶類，并結(jié)合體外表達技術獲得多個在24小時內(nèi)能明顯降解聚乙烯塑料的酶。

塑料垃圾堆積成山

塑料是一類高分子聚合物的統(tǒng)稱，包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等，其形成的“白色污染”給全球帶來嚴重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。

我國科學家將光存儲時間提升至1小時

中國科學技術大學郭光燦院士團隊近期將光存儲時間提升至1小時，大幅刷新了2013年德國團隊所創(chuàng)造的光存儲1分鐘的世界紀錄。成果日前發(fā)表于《自然-通訊》。

當前，光纖網(wǎng)絡遍布全球，光已成為現(xiàn)代信息傳輸?shù)幕据d體。對光的捕獲及存儲，可以幫助人們更有效地利用光場。光速高達30萬公里每秒，降低光速乃至讓光停留下來，是國際學術界孜孜以求的目標。光的存儲在量子通信領域尤其重要，這是因為基于光量子存儲可以構建量子中繼，從而克服信道損耗建立起大尺度量子網(wǎng)絡。另一種遠程量子通信的解決方案是量子U盤，即把光子存儲到超長壽命量子存儲器中，然后通過直接運輸量子U盤來傳輸量子信息?？紤]到飛機和高鐵等速度，量子U盤的光存儲時間需要達到小時量級。

郭光燦院士團隊2015年自制光學拉曼外差探測核磁共振譜儀，專門用于稀土離子摻雜晶體的能級結(jié)構分析。依托該儀器，他們精確刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學躍遷的完整哈密頓量，并在理論上預測了一階塞曼效應為零（ZEFOZ）磁場下的能級結(jié)構。

近期，該課題組結(jié)合理論預言首次實驗測定摻銪硅酸釔晶體在ZEFOZ磁場下的完整能級結(jié)構，并結(jié)合原子頻率梳（AFC）量子存儲方案及ZEFOZ技術，成功實現(xiàn)光信號的長壽命存儲。

量子U盤在全球衛(wèi)星量子通信、甚長基線干涉天文測量系統(tǒng)等領域均具有廣泛應用。這一成果將光存儲時間從分鐘量級推進至小時量級，滿足了量子U盤對光存儲壽命指標的基本需求。接下來，他們將通過優(yōu)化存儲效率及信噪比，有望實現(xiàn)量子U盤，從而可以基于經(jīng)典運輸工具實現(xiàn)量子信息的傳輸，建立一種全新的量子信道。