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科技快递

2013-03-26

今日中学生(初二版) 2013年2期
关键词:普尔恒星高产

天文学家捕捉到来自最古老恒星的光

近日,天文学家捕捉到了来自宇宙初期第一代恒星发出的光,它们被称做“银河系外背景光”,这些光和宇宙本身一样古老。

在宇宙大爆炸后不久,宇宙就冷却到了足以允许原子形成的温度,随后原子聚集在一起产生了第一代恒星。自从这些恒星被“点燃”之后,它们发出的光就开始填充宇宙,产生了遍布宇宙的光辉。随后,每一代的恒星都会为宇宙的光明添砖加瓦。

现在,天文学家已经探测到了这些“银河系外背景光”的余晖,并且与后来恒星发出的光线区分开来。他们并没有直接对“银河系外背景光”进行测量,而是通过对美国国家航空航天局的费米伽马射线太空望远镜关于遥远黑洞测量的结果进行分析得到的。这次研究探测到了处于婴儿期(6亿岁)宇宙中的恒星发出的光。宇宙中的第一代恒星与当今的恒星有很大的不同。通常来讲,它们的质量更大,是太阳质量的好几百倍。它们更加炽热和明亮,与当今的恒星相比寿命更加短暂。通过这次新的测量,天文学家发现,第一代恒星诞生的峰值速率比之前认为的要低。

最终,科学家想通过进一步对这些参数的确定来瞥见这些古老恒星本身。通过这种间接的方法,人们已经能够对早期宇宙第一代恒星的数量和所起的作用有很好的理解。

人类最早祖先酷似松鼠

最新研究发现,目前世界上最古老、最原始的灵长类动物酷似松鼠。这种灵长类动物叫做普尔加托里猴,体型较小,身形矫健,大部分时间都在吃水果和爬树。在对化石进行分析后,研究人员认为普尔加托里猴特殊的踝关节骨骼在早期灵长类动物的成功进化过程中起着关键的作用。

这次新发现的普尔加托里猴化石质量大约为36.8克,研究人员据此估计普尔加托里猴的身形大小可能与现存最小的灵长类动物马达加斯加鼠狐猴相当。普尔加托里猴有很多牙齿,尤其擅长吃野果。它拥有类似松鼠等树栖性动物的大爪和多毛的尾巴,与其他灵长类动物一样都非常适应树上的生活。研究人员表示,其他现存的可能生存年代久远的哺乳类动物,如鼯猴和树,都只有手掌大小,非常适合于树栖生活,所以普尔加托里猴的树栖性并不足为奇。不过,尽管鼯猴、树和普尔加托里猴等都被认为是灵长类动物的近亲,但究竟哪一个是最近的则很难确定。尽管通过基因分析可以评估这些现存物种之间的关系,但对于类似普尔加托里猴这样只有化石存在的早期物种,进行基因分析则不太可能。

提升水稻品质与产量的基因被发现

最近,中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究人员发现了一个可以同时提升水稻品质与产量的基因,将它应用到新品种水稻的培育中,有望让稻米优质又高产。

研究人员在研究巴基斯坦的巴斯马蒂水稻时,发现了一个与水稻品质有关的基因——GW8。这个基因会让稻米长得更为细长,还会改善米粒色泽、米粒中淀粉粒的排列和结构等特性,提高稻米在外观、口感等多方面的品质。此后,他们在中国大面积种植的一些高产水稻中也发现了这个基因,只不过这些水稻中含有的是GW8基因的一个变异类型,其主要作用是促进细胞分裂,从而增加籽粒重量,提高产量。

经过进一步研究,研究人员发现,GW8基因有一个新的变异类型可以把优质和高产这两个优异性状结合起来,同时提高水稻的品质与产量。实验显示,将新的GW8基因变异类型引入巴斯马蒂水稻后,可以在保证优质的基础上提高产量14%。在将它引入中国高产水稻后,可以在保证产量不减的基础上显著提升稻米品质。研究人员表示,过去水稻育种主要以高产为目的,但高产水稻通常品质较差,而高品质的水稻往往产量又较低,此项研究成果有望研发出既好吃又高产的稻米新品种。

用扑克游戏研究社会性决策过程

最近,美国研究人员利用扑克游戏研究发现,社会性互动会使我们的大脑按不同的规则行事并可能影响我们如何决策。近年来,认知神经科学家发现,人们很少在隔离的情况下作出决策。人类对他人怎么想是敏感的,与朋友做一席长谈会让我们在作出某一决定之前反复思量,或者给予我们按计划锐意向前的勇气。

研究人员设计了一个实验,让一些仅会玩简单扑克游戏的普通人参与实验。研究人员让他们跟许多对手打扑克牌,对手有人也有机器。当参与者拿到了一手必输无疑的牌时,需要决定是否要诈唬他们的对手,如果成功了就会得到奖金。研究人员对参与者脑部的55个区域进行扫描发现,参与者无论跟人打牌还是跟机器打牌,大多数脑部社交互动区域都有反应,但是有一小块叫做颞顶联合区的区域,只有在对手是人类时才活跃起来。这些结果为人类大脑在社会性或非社会性的处境中以不同的方式运作提供了具体的证据。

精确行走机器人研制成功

人们—直在努力研制能够行走的机器人,然而,仅仅让机器人模拟人类的行走动作就不是一件容易的事情。最近,美国亚利桑那大学的研究人员研制出一种非常类似人类步调的行走机器人,被称为第一种以生物精确方式行走的机器人。它的平衡性非常好,行走时无须辅助。

掌管人类行走系统的关键性组成部分是中枢模式发生器。它是脊椎腰部区域的神经网络,可产生间歇性肌肉信号。通过收集身体不同部位的信息,中枢模式发生器可对环境做出相应动作,从而使人们不需要思考便能做出行走动作。这款机器人基于中枢模式发生器的原理,传感器可将信号传递至人工中枢模式发生器,从而控制下肢来实现模拟人类行走。研究人员表示,这种机器人有助于理解婴儿如何学会走路以及脊椎损伤患者如何恢复行走能力的研究。

细胞计算机

最近,瑞士研究人员富塞内格尔等人在动物胚胎肾细胞内,制成了两种关键的生物数字电路:半加器和半减器,它们能分别加上或减去两个二进制数。这是迄今为止制成的最复杂的生物电路,有望用于组建细胞计算机。

现有的电子计算机利用电子的存在或不存在(分别用1和0表示)对信息进行编码,富塞内格尔等人则使用了细胞内自然生成的红霉素、抗生素和根皮素分子来对信息进行编码。这些分子能发挥输入的作用,在细胞内关闭或是开启相关反应。这一反应将导致红色或绿色荧光蛋白的生成,也标志着计算结果的产生。例如,在半加器所处的细胞内,两种分子同时存在将使其发出红光。这些反应的发生不会干扰细胞的一般功能,却允许它们在继续充当正常细胞的同时,也能表达计算机的二进制语言。

研究人员表示,细胞计算机比电子计算机更加灵活,因为负责信息传输的生物分子可以被其他生物分子取代,而传统的计算机只能局限于(单一的)电子信号。细胞计算机甚至可与电子计算机直接进行交流,由于二者具有同样的逻辑,科学家希望电子计算机能和细胞更好地开展对话。细胞计算机将有利于对生物各种生理机制的深入研究,也有利于开发治疗疾病的新方法。

(摘自《科学画报》)

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