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上周新闻回顾:"不可能"物质问世 生命成功逆转

http://www.kexue.com 2013-12-30 10:03:21 科学网  发表评论

  科学网(kexue.com)讯 北京时间12月30日消息,新的工作日伊始,不妨首先来盘点一下在上周的科学界都发生了哪些令人难忘的大事件。

  科学家成功将盐变成“不可能”的物质


将氯化钠在富氯或富钠条件下,用高压钻石砧挤压,可形成奇特化合物如三氯化钠(NaCl3)

  一个由中、美、俄等多国科学家组成的国际研究小组在极端高压下,把普通食盐变成了全新的化学物质。而按照化学教科书上的规则,这些物质本不该存在。相关论文发表在12月20日的《科学》杂志上。

  该研究由纽约州立大学石溪分校艾特姆-奥甘诺夫和卡内基华盛顿研究所的亚历山大-冈察洛夫负责,在德国电子同步加速器(DESY)X-射线光源PETRA Ⅲ和其他几个研究中心进行了实验。

  食盐即氯化钠(NaCl),是最普通的化合物。按传统化学中的八隅体规则(也叫八电子规则,所有元素都趋向于把它们的最外电子层填满8个电子,这样最稳定),Na和Cl只能是1个Na原子结合1个Cl原子的形式,不可能有其他形式。

  实验中,研究人员给食盐施加了20万大气压,而在PETRA Ⅲ更高,增加了额外的冲击力,生成了一些“不可能”的物质,如氯化三钠(Na3Cl)和三氯化钠(NaCl3)。论文合著者、DESY实验人员朱詹娜-科诺科娃说:“按照理论预测,我们在高压下用激光加热样本,结果发现了其他形式、稳定的钠氯化合物式。”

  该发现不仅意味着人们能造出原本不存在之物。在实际应用方面,Na3Cl是一种二维金属,可以沿着结构层导电,它的奇特之处在于由氯化钠层和纯钠层构成,氯化钠层绝缘,而纯钠层却导电,这种二维导电材料十分有魅力;而在发现全新化合物方面,“食盐实验”可能只是个开始——如果这种简单化合物在高压条件下能变成多阵列化合物,其他的或许也可以。除以上外,该研究对于解答有关早期行星内核的一些问题亦将有所帮助。

  4星系上演“引力大战”


西佛六重星系的四个星系在银河系大小的宇宙空间中上演了奇特的地盘争夺战

  这一现象最早是由天文学家Carl Keenan Seyfert观察到的,这些紧密排列的星系代表了有史以来发现的最密集群体,因为它们所占据的空间仅仅能够装下我们整个银河系。这张特别的照片是由哈勃太空望远镜提供的,美国宇航局解答了照片中的情景。

  这一区域事实上只包含四个相互作用的星系。这些相互作用的星系距离地球大约1.9亿光年,它们都紧密的拥挤在一个直径大约10万光年范围内,这一区域范围只与我们的银河系大小相当,这就使它成为已知最密集的星系群之一。在引力的作用下,这些紧密结合的星系有可能在数十亿年以后结合成为一个巨大的星系。

  国家光学天文台也给出了一些额外的解释:西佛六重星系顾名思义是由巨蛇座的6个星系组成的,它是不协调红移的有趣案例之一。其中的5个星系展现出类似的红移,从4000到4500 km/s不等,而第5个星系的红移接近2万km/s。

  134万年前人类曾异常健硕


鲍氏傍人是一种长寿的古老人类物种,它们于230万年前首次进化于东非

  近日对我们的祖先之一的骨骼研究揭示了他们适应环境的能力比之前预想的要更强。人类的祖先具有强壮的下颌和骨骼,同时他们还是肌肉强壮的个体,拥有类似大猩猩的上身。研究人员在坦桑尼亚奥杜威峡谷世界遗产化石遗址发现了人类祖先的部分骨骼——包括手臂、手掌、腿部和足部碎片,这些化石追溯到134万年前。这些骨骼残骸属于鲍氏傍人(Paranthropus boisei),他们与人类的直系祖先一起生活在非洲。

  研究人员相信这些生物高1.1-1.4米,身体异常健壮,拥有发达的骨骼框架。这项发表在期刊《公共图书馆-综合》上的文章代表了鲍氏傍人在东非灭绝之前最近期的活动事件之一。

  “这是我们是首次发现骨骼残骸表明这种古人类体格健壮远超出之前的想象,这主要是结合了陆地两足动物运动和某些树栖行为的综合考量后得出的结论。”美国科罗拉多大学丹佛分校人类学家副教授查尔斯-穆西巴(Charles Musiba)这样说道。“他们似乎拥有完好形成的前臂肌肉,能够用于攀爬、精细的操作以及其它所有行为。”

  “我们知道他们非常强壮,” 穆西巴教授说道。“发现他们究竟有多强壮是前所未有的,身体越强壮适应环境的能力越强。”

  科学家成功“逆转”老鼠衰老现象


生命时光倒流也许将不再是梦想

  近日一支研究小组已经发明了一种逆转细胞老化过程的新方法,使得年老老鼠的身体在几天内变得年轻。这项发现对于理解与衰老有关的疾病,包括癌症、神经退行性疾病和糖尿病,具有重要的启示意义。所有哺乳动物细胞产生能量的方式之一便是需氧呼吸,较大的分子分解成较小的分子并在此过程中释放能量。而这主要发生在线粒体身上——也就是细胞的“发电站”。线粒体携带有自身的基因,但需氧呼吸所需要的某些细胞成分部分来自于细胞核,因此这两个部分必须协调自身的活动。

  随着我们逐渐衰老,线粒体的功能逐渐衰退,这可能导致类似老年痴呆症和糖尿病等疾病。为了调查为什么这种衰退会发生,哈佛医学院的安娜-格门斯(Ana Gomes)和她的同事对比了6个月大和22个月大的老鼠的骨骼肌需氧呼吸所需的细胞部分的信使RNA(mRNA)水平——这种分子会传递基因信息。他们发现年轻和年老老鼠的细胞核里的mRNA水平并没有太大的变化,然而来自线粒体的mRNA却会随着年龄的增长而下降。

  研究人员非常好奇通过增加细胞里的SIRT1的量是否能够逆转衰老的过程。为了测试这种可能性,他们向22个月大的老鼠注射了烟酰胺单核苷酸(NMN)——一种能够增加NAD水平的分子,每天注射两次并持续一周时间。在这一周末,肌肉萎缩和验证的标记明显下降,老鼠甚至出现了一种不同的肌肉类型,后者在年轻的老鼠身上较为常见。总而言之,这些特征是6个月大的老鼠的特征。

  “我们发现调节这一通道可以提高年老老鼠的线粒体功能,因此它提供了一个新的目标通道,能够逆转衰老的某些方面,” 格门斯说道。“这篇文章清晰的论证了NAD+的产量至关重要,缺少它会导致衰老,同时,通过某些关键中间物刺激NAD的产量可以解决这个问题。”美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院的今井申-铃木一郎(Shin-ichiro Imai)这样说道。

  巨蜥存独特呼吸方式 或成未来地球霸主


巨蜥存在独特的单循环呼吸方式

  几千万年前,恐龙曾是地球的霸主,现在,人类成为了地球的主人,那么在几千万年后,哪种动物将成为地球新的主宰者呢?根据美国的一项研究显示,巨蜥这种其貌不扬的两栖动物很可能将会从人类的手中接过地球的执掌权。

  据英国《每日邮报》报道,巨蜥特有的独特呼吸方式,很可能使这一物种在地球遭遇毁灭性打击的末日时代生存下来。研究发现巨蜥拥有像鸟类一样的单程循环呼吸系统,这个结果是大大地出乎人类意料地,因为鸟类是依靠不断地飞行而进化出可以这种独特生理系统的,其对氧气的利用率极高,可以在极度缺氧的环境下保证生理需求,但是巨蜥是如何做到这一点的呢?

  研究显示,在2.5亿年前的三叠纪早期,氧气只占据了大气含量的12%,而现在氧气占据了21%,而巨蜥恰恰是在那个最艰难的时期出现的物种。在同一时期,地球上诞生了三大主要物种类别,分别是鸟类、巨蜥和恐龙。前两者虽然在当时并不占据霸主地位,但是却进化出了这种独特的呼吸系统,也得以在后来的陨石撞击灾难中幸存下来。

  目前,科学家已经开始集中对这一呼吸模式进行研究,他们发现与人类的肺包含陈旧的空气不同,鸟类肺里包含的空气具有较高的氧气含量,有助于辅助它们飞行。而巨蜥的气管中具有两个主要的气道,其中一条会进入肺,并且不会以相同的渠道潮式流回,空气会以从一个侧面气道经一个小气孔流入下一个气道,这就形成了单程循环呼吸系统。(科学网kexue.com 郑昊)

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