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植物间通讯分享基因信息科学家发明时间隐形斗篷

奇闻趣事 2014-09-13 14:52:19网络猎奇窝

植物间通讯的方式分享海量的基因信息

　据报道，近日，弗吉尼亚理工学院科学家发现了一种可能的植物间通讯方式，通过这种形式的通讯，植物之间可以分享海量的基因信息。

　　农业和生命科学学院植物病理学、杂草科学教授吉姆·韦斯特伍德(Jim Westwood)完成了这一发现，打开了一扇通向新探索领域的大门，迈出了人类探索植物如何在分子层次互相“沟通”的步伐。

　　同时，科学家可借此重新探究清除寄生性杂草的办法，以消灭影响贫瘠地区粮食产量的“敌人”。相关研究成果发表在8月15日的期刊《科学》中。

　　韦斯特伍德表示：“新发现的生物间通讯方式是此前我们都未曾预料到的。现在，我们发现，这些植物正在分享基因信息。下一个要弄明白的问题是，它们究竟分享了哪些信息?”

　　他对寄生植物和宿主植物间的关系进行了测试，这里选取的寄生植物是菟丝子(Dodder)，宿主植物分别是拟南芥(Arabidopsis)和番茄。

　为了吸收宿主植物的水分和养分，菟丝子使用了一个被称为吸根的附属物刺透宿主植物。韦斯特伍德发现，在这一过程中，两种植物间存在RNA传输。

　　韦斯特伍德对此进行了深入研究，分析了涉及到的信使RNA(mRNA)。mRNA在细胞内发送指令，告知细胞应该采取哪些行动，比如应该制造哪些蛋白质。此前，科学家认为，信使RNA太过脆弱，“寿命”短暂，很难在物种间进行传递。

　　新研究揭示，在菟丝子寄生过程中，数以千计的信使RNA在不同植物间传递。菟丝子或许通过这种方法“强迫”宿主应该做些什么，比如降低防御，使其更易被入侵。

　　谢菲尔德大学教授Julie Scholes认为：“独脚金(witchweed)和肉蓰蓉(broomrape)在非洲等地泛滥成灾。韦斯特伍德的发现，为科学家研究基于中断信使RNA方法的防控策略提供了新思路。”

时间隐形斗篷：弯曲光线制造空洞

据媒体报道，美国科学家发明出所谓的“时间隐形斗篷”，能够弯曲光线，在时间中制造空洞，进而达到让时间隐形的效果。这项技术具有广阔的应用前景，可让通过光纤传输的机密信息实现循行，进而提高机密通信的安全性。

　　　　之前，科学家对所谓的时间斗篷进行了描述。这种装置能够通过加速和减缓光束不同区域的方式让单一事件隐形。不过，时间斗篷只能让事件隐形0.00012秒，目前还很难应用于光学通信。现在，印地安那州普渡大学的安德鲁-维纳和同事正在验证一种基于塔波特效应的可选性方式。塔波特效应是指光线穿过光栅后会以不同方向行进。根据这些计算机学工程师的研究，这种方式能够让来自接收器的以通讯数据传输速度传输的光学数据隐形。

　　　　维纳指出：“借助于材料学取得的进步——拥有奇特特性的人造工程化媒介材料——神奇的隐形斗篷已经在科学研究领域占据一个突出位置。通过拓展这些想法，研究人员于最近描述了一种斗篷，能够通过在探测光束中制造‘时间缺口’的方式让事件瞬间隐形，时间缺口随后封闭。在时间缺口内发生的任何交互作用都无法被探测到。不过，这种现象仅限于独立事件，隐形的时间也非常短暂，无法用于光学通信。”

　　　　维纳说：“我们正在验证另一项用于时间斗篷的技术，能够在通讯数据传输速率下操作。这项技术立基于塔波特效应，利用时间的自成像隐藏来自接收器的光学数据。在整条时间轴上，我们成功隐形了46%，以每秒12.7吉比特的速度隐藏伪随机数据。让真实世界的信息隐形的时间斗篷能够在安全通讯方面发挥重要作用。”

　　　　尽管取得这一研究突破，但科学家距离实现1秒或者更长时间的隐形仍相距甚远。时间斗篷通过操纵时空中的电磁辐射实现隐形，让从远处观察的人无法看到事件的发生。

　　　　研制出这种时间斗篷需要科学家在超材料方面取得进步，利用超材料让光线以非正常的方式移动。根据当前的研究发现，这种技术具有可行性。此外，时间斗篷技术还允许信息插入连续的数据流，同时又不破坏数据流。

　　　　维纳表示：“基于我们研究成果的未来时间斗篷具有大幅改进的可能性，无论是在操作的带宽还是隐形时间方面，接近100%的极限需要使用大量调节器，这会降低时间斗篷的实用性。不过，这种可能性能够在未来成为现实。”

科学家发现最古老蟑螂化石距今4900万年

据悉，科学家在美国科罗拉多州西北部发现了4个Ectobius属物种的化石，将蟑螂首次出现的事件推到了4900万年，并预示其起源可能正是在北美大陆，而非欧亚大陆和非洲。

　　这些古老蟑螂物种所处的沉积岩层可以追溯到一个温暖、潮湿的地质年代——始新世，后来它们便灭绝了，具体原因还不得而知。不过，在过去近70年中，研究者在美国和加拿大至少发现了4个Ectobius属的蟑螂物种。“这4种蟑螂常常被视为最早出现在北美的Ectobius属成员，”论文合著者、史密森学会国家自然历史博物馆的康拉德·莱班德拉(Conrad Labandeira)说，“但在科罗拉多的发现证明，它们的亲戚在大约5000万年前就已经出现在这里了。”

　　在4种新发现的Ectobius属蟑螂中，有3种由于化石保存并不完整，因而没有进行详细的描述。另外一个保存得最好的物种已经被命名为Ectobius kohlsi，来源于化石收集者David Kohls的名字。这些化石是他捐赠给史密森学会古生物学部的15万件标本的一部分。

　　研究者分析了Ectobius kohlsi的21件化石标本，根据独特的颜色和翅脉图案，鉴定其属于Ectobius属成员。研究报告称，Ectobius kohlsi是4个古蟑螂物种中体型最小的，体长仅有1厘米左右，体宽则只有3毫米。

　　研究人员还不确定Ectobius属是如何到达欧亚大陆的，他们提出了几种理论。例如，由于始新世时期的海平面相对较低，因此大陆之间的距离比今天要近得多，大西洋的跨度比今天窄。这些蟑螂有可能爬到了加拿大东北部，然后进入格陵兰，之后又扩展到了斯堪的那维亚半岛。

　　另一方面，这些蟑螂也有可能穿过白令海峡地区，到达亚洲之后再扩展到欧洲。尽管研究者还没有在亚洲发现过Ectobius属的化石，但他们并不排除存在这类化石的存在，只是还没有被发现而已。

火星大气中二氧化碳神秘消失或被固结于火星岩石中

40亿年前，火星大气中的二氧化碳消失，留下了一个寒冷的星体。据报道，最新研究表明，火星大气中的二氧化碳或被固结在了火星的岩石之中，而不是像此前所认为的那样流失进入了宇宙空间。

　　蒂姆·汤姆金森(Tim Tomkinson)是英国格拉斯哥大学的地球化学家，他说：“这是我们首次获得有关二氧化碳通过火星岩石固结而消失机制的直接证据。通过小块样品，我们可以获得一些令人惊奇的事实。”

　　汤姆金森和他的同事们对一块名为“拉法耶特”(Lafayette)的火星陨石进行了研究，从中探寻火星大气的历史。这块火星陨石于1100万年前离开火星。拉法耶特属于火星陨石中一类名为辉橄无球粒陨石(Nakhlites)的类型，科学家们认为它是被一次击中火星火山高原地区的彗星撞击事件溅射出来的碎块。

　　这块陨石本身是有13亿年历史的古老玄武岩，这是一种富含橄榄石矿物的火山岩。分析显示在其离开火星踏上其太空之旅前发生过水体改造，在其内部的微型裂隙中填充了粘土和碳酸盐矿物。同位素分析显示这些矿物是在大约6.25亿年前形成的。

　　汤姆金森的小组在拉法耶特陨石中发现了菱铁矿，这是一种一般在碳酸盐化过程中形成的含铁碳酸盐矿物。在地球上，这一过程也被认为是碳固存的可能途径之一。当水和二氧化碳与玄武岩中的橄榄石矿物相互作用，发生的化学反应会产生碳酸盐和硅酸盐矿物，从而导致二氧化碳气体的固结。

　　这一结果证明至少在大约7亿年前仍然有水体在火星上流动。汤姆金森表示：“当我们将火星视作一个曾经更加温暖潮湿的星体时，这一过程将占据更加重要的地位。”他说：“这一过程在环境条件不再适合发生碳酸盐化反应时仍然继续发挥作用。在大约40亿年前，当火星拥有浓密大气层时，这一机制的重要性还要高得多。”

彗星碎片或导致地球进入“迷你冰川期”

据媒体报道，1.3万年前一场冰雹袭击大地，这场冰雹持续了1小时，导致地球进入“迷你冰川期(mini-ice age)”。科学家认为这场灾难是由瓦解的彗星引起的，它生成的数千块由冰和尘埃构成的冰冻巨砾横扫大地。大规模撞击事件导致地球上的大量动物走向灭绝，对我们石器时代的祖先的生活产生很大干扰，致使地球进入冰天雪地长达1000多年。

1.3万年前，一场持续1个小时的冰雹从天而降，使地球进入迷你冰川期

　　　　这个理论是由英国卡迪夫大学的比尔·纳皮尔教授提出的，他表示，这说明了在公元前大约1.1万年前，地球上的动物突然大量灭绝的原因。科学家一直对此感到不解，不明白是什么导致处于冰川时期快要结束的时候，温度正在不断上升的地球突然变冷，温度骤然下降多达8摄氏度。这次气候变化导致正在融化的冰川面积再次增长，这与北美洲的35种哺乳动物突然走向灭绝的时间正好相符。

　　　　经研究科学家认为，一颗直径达2.5英里(4.02公里)的彗星或小行星，撞到覆盖在目前是加拿大和美国北部的地方的冰盖上，引发这场灾难。不过其他科学家表示，在1.3万年前地球被这么大的天体撞到的概率仅为千分之一。他们表示，一次撞击不能作为引起这么大规模野火的原因。

　　　　纳皮尔的理论指出，这场大灾难之所以会发生，是因为当时地球进入一个碎片(从大彗星上脱落下来的)密集的区域。有数千块从彗星上脱落下来的冰物质撞上地球，每个碎片撞上地球释放出来的能量，都相当于一兆吨核弹爆炸释放出来的能量。撞击产生的烟尘充满大气层，遮挡了阳光。纳皮尔表示，2万到3万年前一颗彗星闯入太阳系内部，阻断阳光，甚至这种影响至今仍然存在。

　　　　此外，纳皮尔的模型显示，这场“冰雹”仅持续了大约一个小时。在这期间可能有数千块碎片撞上地球，引发全球性森林大火，在“灭绝范围”(很多物种灭绝的地方)堆积了一些纳米金刚石。

科学家欲检验人类是否生活在二维全息图中

　据外媒报道，美国能源部费米国家加速器实验室的科学家称我们的宇宙有可能是一个二维全息图，但也有可能不是，或者我们所处的时空仍然是多维的。

　　研究人员进行的实验基于先进的激光干涉仪，其可对时空的性质进行调查。科学家进行这项实验旨在对我们生活的宇宙时空进行研究，揭示宇宙是否是三维时空。

　　图中所示的为激光干涉实验中使用到的激光干涉仪，数量为两台，其被钢管所嵌套，钢管的尺寸大约为6英寸，即15厘米，测量体系的长度为130英尺，约为40米，顶端配有反射镜面。

　　因此这是一套精细的光学测量系统，用稳定驾束的激光与反射光来测量微小的变化，这样的系统特点在于稳定，如果反射激光束出现了干涉偏移，那么就可以知道被测参数的变化。

　　本项实验也被称为Holometer，确切地说这是一台非常非常精确的测量装置，可以用来测量宇宙空间的量子级偏差，如果干涉条纹出现了非常微小的变化，那么就可以说明宇宙可能基于一种全息原理呈现在我们的面前。

　　换句话说，宇宙可能只是一个幻想，宇宙中的所有事物只是对全息信息的反馈，如果宇宙时空没有出现微小的起伏，那么量子尺度的振动我们察觉不到。

　　Holometer实验项目位于费米实验室，该实验室的科学家Aaron Chou为本项研究的主要负责人，还有其他研究人员比如来自范德比尔特大学的研究生Brittany Kamai。

　　如果实验成功了，这就彻底改变我们对宇宙的认识。Holometer实验的目的在于用超精准的激光干涉仪寻找全息时空，这将有助于科学家确定宇宙是否是一个全息二维图像。

　　科学家认为我们要寻找的微小摆动非常难以测量，可能相当于每年1毫米的变化速度，这个速度比大陆漂移的速度慢10倍左右。

　　如果我们发现全息特征，那么可能还会检测到一些与宇宙时空有关的固定性质，首席科学家Aaron Chou认为这会是物理学上激动人心的时刻，不论结果如何，都将开启新的时空探索方向。

科学家发现恐龙软组织或是暴龙的血管和细胞

据媒体报道，近期研究人员发现具有7000万年历史的恐龙软组织，软组织中包括可能来自暴龙的血管和细胞。此次发现使科学家研究古生物体蛋白质结构成为可能，同时为他们更多了解化石形成过程提供了千载难逢的机会。

科学家发现暴龙肉

　　　　领导此次研究的科学家、美国北卡罗来纳州立大学的玛丽·希格比·施韦策教授指出，如果科学家能从软组织中分离出蛋白质，他们就有可能了解到恐龙生活的详细情况。施韦策教授在接受电话采访时表示：“我们如今正在实验室从事这项工作，结果看起来相当有前景。”不过，她不清楚科学家是否能从软组织中分离出恐龙的DNA。

　　　　科学家在将暴龙从沙岩地层中移出来的过程中，恐龙的股骨断裂。施韦策教授和同事然后分析了股骨里面的东西。他们称：“血管和内含物在所有方面都与鸵鸟骨头复原的血管相似。”

　　　　由于近年来越来越多的证据表明现代鸟类是恐龙的后代，因此施韦策教授表示，她决定用现存最大鸟类鸵鸟的遗骸与暴龙的进行比较。除了作为化石保存起来的叶子和硅化木外，科学家极少发现软组织，这就如同在深埋于泥炭或冰层下人类和猛犸象的琥珀中极少发现昆虫一个道理。软组织在科学家过去的发现中很罕见。

　　　　普度大学的理查德·亨斯特表示，该发现使研究古生物体蛋白质结构成为可能。虽然我们认为大自然在动植物形成方面具有保护性，但此次发现让科学家有机会从化学和细胞层面研究这个问题。

　　　　施韦策教授表示，在从标本中取出矿物质后，剩余的组织柔软透明，可用仪器对它们进行操作。她说，暴龙股骨的骨基质还有弹性。施韦策教授表示，在从标本中取出矿物质后，剩余的组织柔软透明，可用仪器对它们进行操作。她说，暴龙股骨的骨基质还有弹性。施韦策的研究小组还从股骨中发现像血管一样长长的结构，而通过显微镜，里面的单个细胞也清晰可见。施韦策目前还不知道它们是否是血细胞。

物种入侵现象可能也发生在地外天体环境中