一项对寒武纪节肢动物化石的最新研究表明，蜘蛛及其近亲组成的蛛形纲动物可能起源于海洋。这项由美国亚利桑那大学团队领导的研究发表于最近的《当代生物学》期刊。此次研究对象是一种生活在5亿多年前海底的已灭绝动物——莫里森虫。此前，科学界普遍认为它是原始螯肢动物，认为其进化地位比鲎（马蹄蟹）的祖先更为原始。通过先进成像技术，团队对莫里森虫化石的神经系统和脑部结构进行了细致分析。结果显示，莫里森虫的神经排列模式与现代蜘蛛等蛛形纲动物高度一致，而非预期中鲎类的神经构造。其头胸部存在辐射状分布的神经节，负责控制5对附肢运动，脑部还延伸出神经连接到一对类似蜘蛛毒牙的钳状结构。更关键的是，莫里森虫的脑部组织排列顺序与甲壳类、昆虫及鲎类相反，呈现“前后颠倒”的独特结构，这与现代蜘蛛的脑部特征完全吻合。这种结构有助于提升捕猎时的反应速度、动作协调性和结网等精细动作的能力。通过对115个现存和灭绝节肢动物的神经...
海蛇尾标本。图片来源：澳大利亚维多利亚博物馆澳大利亚维多利亚博物馆研究团队首次绘制出海蛇尾的全球分布与进化关系图谱。这项发表于新一期《自然》杂志的研究表明：在寒冷、黑暗、高压的深海世界中，海洋生物间的联系远比人类想象的更为紧密。海蛇尾这种古老的多棘动物已在地球上生存了4.8亿年，从浅海到水下3500多米的深渊都能发现它们的踪迹。研究团队通过分析全球48家自然历史博物馆收藏的2699份标本——这些标本来自332次科考航行的采集，揭开了这种深海动物的迁徙之谜。令人惊叹的是，这些既无鳍又无翼的生物，竟能通过深海洋流实现跨洋迁徙，其幼体在冷水中的超长存活期成为它们“免费搭乘”洋流的关键。这项研究打开了观察海洋生物演化的新窗口。深海并非人们想象中的孤立世界，而是一条四通八达的“生物高速公路”。值得注意的是，温带深海的生物群落表现出惊人的全球关联性，比如澳大利亚南部海域的生物与北大西洋的“远亲”保...
新一期《自然》杂志刊登了一项里程碑式研究：美国斯坦福大学医学院团队利用非基因匹配的健康前体细胞，替换掉罹患桑德霍夫病小鼠超过半数的病变小胶质细胞，使实验鼠寿命从135天延长至250天，运动功能与探索行为几乎恢复至正常水平。这也是首次为泰萨克斯病和桑德霍夫病等目前无药可治的致命性脑病提供了“即用型”细胞疗法蓝图。泰萨克斯病和桑德霍夫病同属溶酶体贮积症。患儿因缺乏关键酶，神经“清道夫”小胶质细胞及邻近神经元内代谢垃圾堆积，出生后数月即出现快速退化，通常在两岁前夭折。过去尝试的造血干细胞移植需全身化疗清髓，且健康细胞难以穿越血脑屏障，成功率不足三成，并伴随排异或移植物抗宿主反应。团队此次采用“脑区专属移植”策略：先以低剂量放射线照射并辅以药物暂时清除小鼠脑内原有小胶质细胞，随后直接向脑室注射来自非匹配供体的微胶质前体细胞，再给予两种已获批的免疫调节药物阻断外周免疫攻击。结果显示，新细胞在8个...
超新星2021yfj极度剥离状态（艺术图）。图片来源：美国西北大学《自然》20日刊登的论文报告了一次罕见的宇宙事件：一颗大质量恒星在超新星爆发时，“自曝”其内部结构，从而向人们揭示了大质量恒星生命结束之谜。该研究对恒星演化提供了新见解，证实了对恒星临近生命末期结构的预测。在天文学领域，大质量恒星一直是研究重点。这类恒星通常可以达到太阳质量的几十倍甚至上百倍，但目前对于这一类恒星“诞生”与“终结”的研究，依然存在一些理论分歧。人们预测，生命末期的大质量恒星会形成由不同元素组成的壳状结构，较重的元素预计会更靠近核心，但这很难被观察到。美国西北大学研究人员此次报告了他们对超新星2021yfj的观察。其前身恒星似乎已剥离了大多数外层，超新星爆发揭示了其内部恒星层。研究人员观察到一个厚且大质量的富含硅和硫的壳，在超新星爆发前不久被原恒星排出。但他们还检测到了氦，这有些出乎意料，因为人们认为较轻的...
核糖体（中间）从mRNA生成蛋白质（红色）。深紫色链代表转移RNA，它们也参与蛋白质合成。图片来源：英国《新科学家》网站德国莱布尼茨老龄研究所团队在一种名为鳉鱼的淡水鱼大脑中发现，随着年龄增长，细胞内合成蛋白质的“工厂”——核糖体，在制造某一类关键蛋白质时出现卡顿，从而引发一连串恶性循环，导致细胞功能不断衰退。这或许是一种潜在的细胞衰老“总开关”机制及多种细胞老化现象的根源。相关论文发表于新一期《科学》杂志。合成蛋白质的“配方”储存在细胞DNA中。当细胞需要制造某种蛋白质时，会将这段DNA“配方”转录为一种名为信使RNA（mRNA）的分子。通常情况下，mRNA越多，蛋白质产量也越高。然而，越来越多研究发现，随着人类细胞的老化，这种“产量正相关”关系会逐渐失效，即使mRNA水平不变，蛋白质的产量也可能下降。团队分析了鳉鱼大脑中核糖体的变化过程，并利用先进技术捕捉其在mRNA分子上的停留位...
美国马里兰大学医学院研究团队研发出的一种新型分子，显示出作为一氧化碳中毒高效解毒剂的潜力，与当前正在测试的其他分子比较其副作用更小。相关研究成果发表在新一期《美国国家科学院院刊》上。一氧化碳中毒是全球范围内常见的急诊医疗问题。中毒多发生在通风不良的密闭环境中，如室内天然气燃烧设备出现故障，或汽车在封闭车库内运行。目前，治疗一氧化碳中毒的唯一方法是以氧气疗法帮助体内排毒。然而，近一半的幸存者仍会出现长期的心脏和脑部损伤，临床亟待找到更有效的疗法。此次，研究团队开发了一种新型工程蛋白分子疗法，其作用机制类似“海绵”，能够从血液中吸附一氧化碳。新型分子基于一种细菌中天然的代谢调节蛋白，该蛋白可感知极微量一氧化碳。团队对其进行工程改造，使其能高度选择性地结合一氧化碳，而不干扰体内的氧气或其他重要分子。在小鼠实验中，该疗法能迅速从红细胞中清除一氧化碳，并使其通过尿液安全排出体外。与其他蛋白疗法不...
瑞士巴塞尔大学研究团队在人工光合作用领域取得重要进展：他们开发出一种新型人工分子，能够模仿植物自然的光合作用机制，在光照条件下同时储存两个正电荷和两个负电荷。这一成果为未来将太阳能转化为碳中和燃料提供了新的可能性。相关论文发表于最新的《自然-化学》杂志。在自然界中，植物通过光合作用利用阳光的能量，将二氧化碳和水转化为富含能量的糖类分子。这些有机物不仅为植物自身提供能量，也成为整个食物链的基础。当动物或人类消耗这些碳水化合物，将其“燃烧”以获取能量时，会释放二氧化碳，从而形成一个闭合的碳循环。科学家正试图模仿这一过程，利用阳光合成氢气、甲醇或汽油等高能燃料，这类“太阳能燃料”在使用过程中释放的二氧化碳等于其生产时所吸收的量，因此可实现碳中和，是未来清洁能源的重要方向。一种具有特殊结构的分子，是此次实现人工光合作用的关键一步。该分子由5个功能单元串联组成，每一部分承担特定任务。分子的一端包...
“宇宙马蹄”星系及其中心黑洞示意图。图片来源：英国朴茨茅斯大学英国朴茨茅斯大学与巴西联邦大学联合团队，在新一期《皇家天文学会月报》刊发论文称，他们在距地球50亿光年的“宇宙马蹄”星系中心，拍摄到迄今质量最大的黑洞。这个宇宙“巨无霸”的质量高达太阳的360亿倍，相当于银河系中心黑洞的1万倍，已逼近理论预测的黑洞质量极限。传统测量遥远黑洞质量的方法依赖其活跃吸积状态，但这类估算往往存在较大误差。为探测遥远的黑洞并估算其质量，研究团队创新性地结合了引力透镜效应与恒星运动学分析。恒星运动学被视为黑洞质量测量的黄金标准，加入引力透镜效应有助延伸观测视野。此次，团队借助这两种方式，检测到了黑洞改变了与其“擦身而过”的光的路径，同时宿主星系内部核心区域的恒星以每秒近400公里的惊人速度运行。这两项关键证据共同锁定了这个庞然大物的存在，并揭示了其“体重”。这一创新方法尤其擅长探测“休眠”黑洞，即那些在...
试验参与者正在使用新设备。上面的文字是提示句子，下面的文字是实时解码参与者想说出的语句。图片来源：美国斯坦福大学只需在脑海中想象说话，就能进行交流？科学家在脑机接口领域取得一项重要突破，他们首次识别并解码了与“内心言语”——人们脑海中的无声独白相关的大脑活动，解码准确率高达74%。这项由美国斯坦福大学团队主导的开创性研究14日发表在《细胞》期刊上，为帮助严重言语障碍患者重建自然交流能力开辟了全新路径。长期以来，脑机接口被视为连接大脑与外部世界的桥梁。此前的技术主要依赖解码用户尝试发声时产生的神经信号，或将眼球运动转化为文字。但前者对肌肉控制要求高，过程让人疲惫，而后者的转化速度缓慢。为了追求更高效、更轻松的沟通方式，研究团队将目光投向了“内心言语”，即无需任何肌肉参与、仅在脑海中进行的默想说话。研究团队为因肌萎缩侧索硬化症或脑干中风而导致严重瘫痪的参与者植入了大脑运动皮层（负责语言的区...
标记为LD 750和LD 760的牙齿代表南方古猿的未知物种，而LD 302-23和AS 100则来自早期人类物种。莱迪—杰拉鲁研究项目古生物学小组在阿法尔地区的李阿多伊塔盆地寻找化石。图片来源：美国科学促进会网站人类进化的故事，并不是一条简单的“阶梯”。几十年来，化石曾勾勒出一种稳定、线性的进程，即从一种形态平稳地演变为另一种形态，仿佛一个整齐的序列。然而，新证据正在改写这一叙事。埃塞俄比亚的重大发现正在挑战长期以来的假设，表明人类起源“没那么简单”。南方古猿是人类的“邻居”据《自然》杂志最新发表的论文，美国内华达大学拉斯维加斯分校团队发现，距今260万至280万年前，南方古猿与早期“人属”在同一地区曾经共存。这一发现挑战了传统观点，暗示人类进化并非“从猿到人”的单一路径模型，而是像一棵枝叶繁茂的进化树，分出了多个并行的谱系。过去，科学家一直认为人属是在南方古猿之后才出现，两者并不重...
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