一群科学家近日揭开了现代医学最大威胁之一——超级细菌的崛起真相。这次故事的主角是一种叫质粒的微小环状DNA。它们像细菌世界的“U盘”，能在不同细菌之间插拔、复制、传递信息。其中最危险的信息，就是对抗生素的耐药性。为了搞清这些“U盘”是如何把普通细菌变成“超级战士”的，来自英国惠康桑格研究所、巴斯大学和英国卫生安全局的科学家们，翻出了从1917年至今的细菌样本——那时抗生素还没被发现。他们分析了来自六大洲的四万多个质粒，构建了迄今为止最庞大的细菌“家谱”。相关成果发表于《科学》期刊上。结果令人震惊：如今在全球肆虐的多重耐药性感染，竟不是由成千上万种质粒造成的，而是集中在少数几种“超级质粒”身上。换句话说，全球抗生素危机，可能只是几个罪魁祸首在作乱。更惊人的是，这些如今能抵抗一线药物甚至抗生素的质粒，起初其实“人畜无害”。在最开始，它们并不携带任何耐药基因。直到人类开始大规模使用抗生素，这...
图片由AI生成2025年1月，爱琴海的宁静被一次次地下震动打破。希腊圣托里尼岛——这个以蓝顶教堂和壮丽日落闻名于世的旅游胜地，突然进入了紧急状态。持续超过一个月的地震活动让居民夜不能寐，游客纷纷撤离，社交媒体上充斥着“火山要喷发了吗？”的猜测。这不是杞人忧天。圣托里尼本身是一座被火山喷发摧毁的小岛残余，由公元前1600年左右的一次毁灭性喷发造成，那次爆发可能加速了米诺斯文明的衰落。如今，这座沉睡的火山再次“翻身”，引发了全球地质学家的高度关注。9月24日，《自然》杂志发表的一项研究为我们揭开了这场持续一个月“振动模式”背后的深层“剧情”：圣托里尼与7公里外、完全在水下的科隆博火山，居然共用一个“地下仓库”——由一条管道连通的两个岩浆房。更惊人的是，这两座火山似乎在“抢物资”，上演了一场深埋地壳之下的“岩浆拔河”。这项研究由德国亥姆霍兹协会地球科学中心与基尔海洋中心主导。科学家借助卫星雷...
丹麦技术大学研究团队在燃料电池领域取得突破：他们首次利用3D打印技术和特殊几何结构设计，研制出一种全新的轻质燃料电池，首次达到航空航天应用所需的比功率指标，或将为航空航天绿色能源应用开辟新路径。相关成果发表于新一期《自然·能源》杂志。燃料电池由金属部件密封和连接，金属部件占系统总重量的75%以上，极大限制了其机动性，也制约了其在航空航天等领域的应用。如果将一架普通喷气客机的70吨燃料替换成相同容量的锂电池，其重量将高达3500吨，结果就是飞机根本无法起飞。此次，研究团队设计出了一种完全由陶瓷制成、通过3D打印制造的新型燃料电池。他们重新设计了固体氧化物电池的结构，采用了“三重周期极小曲面”结构，即自然界蝴蝶翅膀等轻质高强度结构中常见的陀螺体几何，并通过3D打印将其制成全陶瓷燃料电池。这一“单体陀螺体固体氧化物电池”结构坚固、轻巧，并且表面积极大，每克的输出功率超过1瓦，首次达到航空航天...
内置免疫系统的微型“肺芯片”。图片来源： 美国佐治亚理工学院美国佐治亚理工学院与范德比尔特大学科学家合作，研发出全球首款内置免疫系统的微型“肺芯片”。该芯片能像真实器官一样主动防御病原体，有望革新疾病研究模式，替代动物实验，并为开发新疗法提供平台。相关成果发表于新一期《自然·生物医学工程》杂志。传统肺芯片仅有邮票大小，内部刻有微通道并覆有人类细胞，可模拟部分肺部功能。本次研究的突破在于，为这些肺芯片添加了功能性免疫系统，使芯片能真实模拟肺部应对感染、炎症及自我修复的过程。此前，为器官芯片引入免疫系统面临技术瓶颈：免疫细胞存活时间短，且难以模拟其在人体内的循环与组织互动。研究团队通过技术优化，实现了免疫细胞在芯片内的长期存活及防御功能。在流感病毒攻击实验中，这款芯片展现出与人体高度相似的免疫反应：免疫细胞迅速聚集至感染部位，炎症扩散，防御机制激活，精准再现了真实病理过程。长期以来，科学家...
10月8日，在瑞典斯德哥尔摩举行的2025年诺贝尔化学奖公布现场，屏幕显示奖项得主头像和姓名。新华社记者 彭子洋 摄这是10月8日在瑞典斯德哥尔摩拍摄的2025年诺贝尔化学奖公布现场。新华社记者 彭子洋 摄瑞典皇家科学院8日宣布，将2025年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·M·亚吉三名科学家，以表彰他们在金属有机框架开发方面所作出的贡献。瑞典皇家科学院常任秘书汉斯·埃勒格伦当天在皇家科学院会议厅公布了获奖者名单及主要成就。今年的化学奖得主创造了具有较大空腔的分子结构，气体和其他化学物质可以在空腔中流动，被称为金属有机框架。这类材料可用于从沙漠空气中收集水分、捕获二氧化碳、储存有毒气体或催化化学反应等。“金属有机框架具有巨大的潜力，为实现具有新功能的定制化材料带来了前所未有的机遇。”诺贝尔化学委员会主席海纳·林克说。据介绍，在三名获奖者的突破性发现之后，化学家们构建了数以...
按照保加利亚传统的酸奶制作方法，科学家将4只活蚂蚁放入一罐温牛奶中。图片来源：丹麦技术大学把几只活蚂蚁扔进温牛奶里，第二天就能喝到口味独特的酸奶——这居然是真实存在的古老技艺！而这项“黑暗料理”，近日还被科学家搬上国际期刊iScience：一个丹麦与保加利亚的科学家团队，用红木蚁成功复现了这种几乎失传的酸奶制作法，揭开了自然与微生物共生的奇妙面纱。故事源于人类学家塞夫吉·穆特鲁·西拉科娃的童年记忆。在保加利亚乡下，她的亲戚曾从森林蚁巢中取来几只红木蚁，投入温热的牛奶罐，再将罐子深埋入蚁丘，静置一晚。次日，牛奶便凝成浓稠微酸的酸奶，带着草本清香与草饲奶香，成为代代相传的“风土滋味”。科学家们照着这古老方法，把4只活蚂蚁放进温牛奶，塞进蚁丘，等了一夜。打开时，牛奶已开始变稠发酸，尝起来正是酸奶的雏形。整场发酵里，蚂蚁并非只是“引子”，它们是“核心”。研究发现，红木蚁体表和体内携带多种乳酸菌...
科学家利用无人机将能够收集生物声学和其他数据的传感器安装在抹香鲸身上。图片来源：美国塞拉俱乐部海豹协会官网在刚果民主共和国的热带雨林深处，夜幕降临时，倭黑猩猩的叫声此起彼伏，尖叫声、哼声、啾声、哨声，交织成一场“大合唱”。法国雷恩大学灵长类学与语言学研究者梅丽莎·贝尔泰蹲守在林间，记录下这些声音的节奏与组合。她发现，这些灵长类动物并非随意发声，而是在用不同的叫声“拼句子”，表达出合作、安抚或邀请的意思。这项发表于今年4月的研究，是近年来多个揭示非人类动物复杂语言能力的案例之一。研究人员在一些灵长类、鲸类和鸟类身上发现了与人类语言相似的特征和规律。这些发现挑战了长期以来“语言是人类独有”的观点，也迫使研究人员重新思考“语言”这一概念的定义。随着人工智能（AI）被引入动物声音分析，研究人员开始设想：或许有一天，人们真的能听懂动物在说什么。创建鲸语“字母表”过去，研究人员往往依靠漫长的野外观...
瑞士苏黎世联邦理工学院科学家在最新一期《自然》杂志上发表论文称，他们开发出一款名为MetaGraph的DNA搜索引擎，能快速、高效地检索公共生物学数据库中的海量信息，为研究生命科学提供了强大的专业工具。MetaGraph的研发，源于科学界对日益庞大的基因测序数据“用不好、找不着”的现实困境。过去几十年来，各类生物学数据库规模呈爆炸式增长，然而原始测序数据往往碎片化、噪声多、体量庞大，科学家难以直接从中高效提取有用信息。MetaGraph的核心突破在于采用数学中的“图结构”，将相互重叠的DNA片段智能联结。其原理类似于图书索引中将含有相同关键词的句子关联起来，形成知识网络。研究团队整合了7个公共资助数据库，构建出一个跨越病毒、细菌、真菌、植物、动物乃至人类的生命全谱系索引。该索引共涵盖1880万个独特的DNA与RNA序列集，以及2100亿个氨基酸序列集。基于这一庞大索引，团队开发出了可直...
磷与碳、氢、氧、氮、硫是地球生命必需的6种关键元素。磷和氢结合会生成磷化氢气体，不仅危险、容易爆炸，还含有剧毒。在宇宙中，木星、土星等气态巨行星的大气层里也存在磷化氢。科学家一直认为，这可能是“不需要氧气就能活的生物”（厌氧生物）存在的线索——在地球上，大气层里自然产生的磷化氢特别少，大部分是有机沼泽物质的副产品。美国加利福尼亚大学圣迭戈分校天文学和天体物理学教授Adam Burgasser领导的国际研究团队，在一颗名为Wolf1130C的古老冷褐矮星大气中探测到磷化氢。近日，相关成果发表于《科学》。由于木星、土星等气态巨行星的大气层含有大量的氢，能够自然形成磷化氢，因此科学家一直认为其他恒星周围的气态巨行星大气层也应该有磷化氢，质量比它们更大的“亲戚”——褐矮星的大气层里应该也有这种物质。然而直到Wolf1130C被发现，这一点在此前的观测中并未被证实。Wolf1130C位于距离太阳...
新研究发现有机分子可以模拟无机材料的量子力学行为，以非凡效率将光能转化为电能。这一发现为制造超轻太阳能电池板开辟了新途径。图片来源：美国每日科学网站英国剑桥大学卡文迪什实验室的科学家，首次在有机材料中观测到一种曾被认为仅存在于无机金属氧化物中的量子效应。这些特殊的有机分子能借助该量子机制，以极高效率将光能转化为电能。这一突破有望催生更简单、更轻便、更廉价的太阳能电池。相关研究成果发表于新一期《自然·材料》杂志。此次研究聚焦于一种名为P3TTM的自旋自由基有机半导体。在这种材料中，每个分子的核心都有一个不成对的“单身”电子，使其具备独特的磁性与电子行为。此前，研究团队曾设计出这一分子家族，用于制造高亮发光的有机LED。然而，最新研究揭示了一个意想不到的现象：当这些分子紧密堆积时，其间的“单身”电子会展现出所谓的“莫特-哈伯德绝缘体”行为。也就是说，相邻位置上的“单身”电子之间相互作用，促...
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