東南亞土著矮身高等體貌表型或是獨(dú)立起源結(jié)果

中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院北京基因組研究所科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的一項(xiàng)研究表明：東南亞土著矮身高、卷頭發(fā)和寬扁鼻翼等體貌表型，或是獨(dú)立起源和平行進(jìn)化結(jié)果。

東南亞分布有許多古老的現(xiàn)生土著人群，如柬埔寨土著等。他們?cè)诔嗟谰€附近低緯度的熱帶雨林氣候長(zhǎng)期的自然選擇下，產(chǎn)生了許多適應(yīng)環(huán)境的體貌表型，如矮身高、深膚色、卷頭發(fā)和寬扁鼻翼等。但目前，對(duì)這些類似于非洲祖先的體貌表型研究較少。

為了探討這些土著的群體歷史和表型適應(yīng)的分子機(jī)制與進(jìn)化規(guī)律，通過(guò)合作，科研人員對(duì)柬埔寨土著的全基因組DNA數(shù)據(jù)開(kāi)展了系統(tǒng)分析，印證了他們是古老人群的結(jié)論。

柬埔寨土著婦女在市場(chǎng)賣魚(yú)

同時(shí)，科研人員還整合非洲人群、北歐人群、南歐人群和東亞漢族的數(shù)據(jù)，分析了柬埔寨土著特有選擇的信號(hào)，從中發(fā)現(xiàn)了1187個(gè)受選擇的基因組區(qū)域。通過(guò)對(duì)這些區(qū)域中基因的功能富集分析，發(fā)現(xiàn)了與身高、頭發(fā)形態(tài)和面部輪廓等體貌表型相關(guān)的選擇信號(hào)和受選擇的基因，包括與卷發(fā)表型相關(guān)的基因TCHH和TCHHL1，與鼻子形態(tài)相關(guān)的基因PAX3，以及與身高相關(guān)的基因ENTPD1-AS1。

值得注意的是，科研人員在柬埔寨土著中發(fā)現(xiàn)的這些受選擇基因及其突變位點(diǎn)，在具有相似表型的非洲狩獵-采集人群及其他人群中并沒(méi)有發(fā)生富集，說(shuō)明東南亞土著的這些表型可能是獨(dú)立起源和平行進(jìn)化的結(jié)果。該項(xiàng)研究為探索人類表型的進(jìn)化模式和遺傳機(jī)制提供了范例。相關(guān)研究成果于近日在線發(fā)表于期刊《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》上。

“水俁病”元兇甲基汞形成之謎被破解

甲基汞具有極強(qiáng)的神經(jīng)毒性，容易在食物鏈和生物圈中富集放大。然而長(zhǎng)期以來(lái)，甲基汞在環(huán)境中的形成之謎，使得人們始終無(wú)法從源頭上治理甲基汞污染。

近日，南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)的一項(xiàng)關(guān)于“含汞礦物納米顆粒微生物甲基化過(guò)程機(jī)制”的研究成果破解了這一科學(xué)謎題。他們發(fā)現(xiàn)，天然有機(jī)質(zhì)可通過(guò)調(diào)控初級(jí)納米粒子的生長(zhǎng)方向，影響納米汞與厭氧細(xì)菌金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)合過(guò)程，顯著抑制其甲基化潛能的自然衰減，導(dǎo)致富含有機(jī)質(zhì)環(huán)境中甲基汞持續(xù)地生成和積累。4月26日，介紹該工作的論文發(fā)表于國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)刊物《自然-地球科學(xué)》上。

據(jù)介紹，汞是一種在自然界中普遍存在的重金屬污染物。甲基汞的生成很大程度上取決于復(fù)雜環(huán)境介質(zhì)中無(wú)機(jī)汞的化學(xué)形態(tài)。在納米汞的甲基化過(guò)程中，科研人員觀察到了顯著的晶面效應(yīng)。一方面，天然配體調(diào)控硫化汞的成礦過(guò)程，產(chǎn)生不同暴露晶面的含汞礦物納米顆粒。另一方面，黑辰砂的不同暴露晶面與決定汞細(xì)胞攝入過(guò)程的甲基化細(xì)菌金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的結(jié)合能力顯著不同。這兩方面的作用共同導(dǎo)致了真實(shí)環(huán)境中觀測(cè)到的汞甲基化潛能自然衰減速率的巨大差異。

在明確汞甲基化潛能自然衰減機(jī)制的基礎(chǔ)上，科研人員有望開(kāi)發(fā)出低成本、環(huán)境友好的原位甲基汞污染阻控技術(shù)，為汞污染全球治理提供新策略。另外，該研究闡釋的礦物-微生物界面作用新機(jī)制還可推廣至鋅、銅、鉛、鎘等其他“軟”金屬礦物。

全球最大遙感圖像細(xì)粒度目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)集發(fā)布

4月28日，從中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院（以下簡(jiǎn)稱“空天院”）獲悉，空天院科研團(tuán)隊(duì)和國(guó)際攝影測(cè)量與遙感協(xié)會(huì)合作，構(gòu)建了一套目前全球規(guī)模最大的遙感圖像細(xì)粒度目標(biāo)識(shí)別數(shù)據(jù)集（FAIR1M），并面向全球公開(kāi)發(fā)布。

所謂細(xì)粒度目標(biāo)識(shí)別，是指在目標(biāo)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，識(shí)別出目標(biāo)的具體型號(hào)與類別。該數(shù)據(jù)集含15000余幅分辨率優(yōu)于1米、尺寸從上千到上萬(wàn)像素不等的圖像，具有100多萬(wàn)精細(xì)化標(biāo)注、多角度分布的目標(biāo)，場(chǎng)景覆蓋全球上百個(gè)典型城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及常用機(jī)場(chǎng)、港口等，其中來(lái)自我國(guó)自主產(chǎn)權(quán)高分系列衛(wèi)星的數(shù)據(jù)占比超過(guò)80%，標(biāo)注結(jié)果均經(jīng)權(quán)威判讀專家確認(rèn)。

考慮到不同時(shí)間拍攝的遙感圖像中蘊(yùn)含更為豐富的目標(biāo)關(guān)聯(lián)信息，該數(shù)據(jù)集還提供了針對(duì)同一區(qū)域、不同時(shí)相的數(shù)據(jù)，是一套多時(shí)相、多分辨、多要素的遙感圖像標(biāo)準(zhǔn)化樣本集，有助于推進(jìn)高分辨率遙感圖像解譯算法由目標(biāo)檢測(cè)向細(xì)粒度識(shí)別發(fā)展，可做為遙感智能解譯領(lǐng)域的基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集，可供從事地理信息、圖像處理、遙感測(cè)繪、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)人員研究使用。

隨著高分?jǐn)?shù)據(jù)的持續(xù)積累，該數(shù)據(jù)集計(jì)劃將持續(xù)更新。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)能有效降解塑料垃圾的菌群

從中國(guó)科學(xué)院海洋研究所了解到，該所科研團(tuán)隊(duì)成功獲得一個(gè)能有效降解塑料垃圾的菌群，并從這個(gè)菌群篩查出能明顯降解聚乙烯塑料的多個(gè)酶。這一成果近日發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《危險(xiǎn)材料》上。

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所科研團(tuán)隊(duì)，自2016年開(kāi)始從青島近海采集了上千份塑料垃圾樣本。經(jīng)過(guò)大量篩選，科研人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)在塑料表面具有很明顯定殖和降解能力的菌群。這個(gè)菌群在含有塑料垃圾的培養(yǎng)基中能維持良好的生長(zhǎng)能力，科研人員推測(cè)其是通過(guò)降解塑料獲得額外的能量來(lái)源。

為此，科研人員對(duì)這個(gè)菌群組成種類和豐度進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)有5類細(xì)菌為優(yōu)勢(shì)種群，通過(guò)培養(yǎng)成功獲得上述5類細(xì)菌的純培養(yǎng)菌株，其中3株具有明顯降解塑料能力?？蒲腥藛T將這3株細(xì)菌按照一定比例進(jìn)行復(fù)配，成功獲得一個(gè)能穩(wěn)定共存并能顯著降解塑料垃圾的菌群。這一復(fù)配的菌群尤其喜好降解聚乙烯塑料，兩周時(shí)間可以將聚乙烯塑料降解為碎片?？蒲腥藛T結(jié)合紅外光譜等手段多方位證實(shí)這一復(fù)配菌群能有效降解塑料。

此后，科研人員從這一復(fù)配菌群中篩查到多個(gè)可能參與降解塑料的候選酶類，并結(jié)合體外表達(dá)技術(shù)獲得多個(gè)在24小時(shí)內(nèi)能明顯降解聚乙烯塑料的酶。

塑料垃圾堆積成山

塑料是一類高分子聚合物的統(tǒng)稱，包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯對(duì)苯二甲酸酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等，其形成的“白色污染”給全球帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。

我國(guó)科學(xué)家將光存儲(chǔ)時(shí)間提升至1小時(shí)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士團(tuán)隊(duì)近期將光存儲(chǔ)時(shí)間提升至1小時(shí)，大幅刷新了2013年德國(guó)團(tuán)隊(duì)所創(chuàng)造的光存儲(chǔ)1分鐘的世界紀(jì)錄。成果日前發(fā)表于《自然-通訊》。

當(dāng)前，光纖網(wǎng)絡(luò)遍布全球，光已成為現(xiàn)代信息傳輸?shù)幕据d體。對(duì)光的捕獲及存儲(chǔ)，可以幫助人們更有效地利用光場(chǎng)。光速高達(dá)30萬(wàn)公里每秒，降低光速乃至讓光停留下來(lái)，是國(guó)際學(xué)術(shù)界孜孜以求的目標(biāo)。光的存儲(chǔ)在量子通信領(lǐng)域尤其重要，這是因?yàn)榛诠饬孔哟鎯?chǔ)可以構(gòu)建量子中繼，從而克服信道損耗建立起大尺度量子網(wǎng)絡(luò)。另一種遠(yuǎn)程量子通信的解決方案是量子U盤，即把光子存儲(chǔ)到超長(zhǎng)壽命量子存儲(chǔ)器中，然后通過(guò)直接運(yùn)輸量子U盤來(lái)傳輸量子信息?？紤]到飛機(jī)和高鐵等速度，量子U盤的光存儲(chǔ)時(shí)間需要達(dá)到小時(shí)量級(jí)。

郭光燦院士團(tuán)隊(duì)2015年自制光學(xué)拉曼外差探測(cè)核磁共振譜儀，專門用于稀土離子摻雜晶體的能級(jí)結(jié)構(gòu)分析。依托該儀器，他們精確刻畫了摻銪硅酸釔晶體光學(xué)躍遷的完整哈密頓量，并在理論上預(yù)測(cè)了一階塞曼效應(yīng)為零（ZEFOZ）磁場(chǎng)下的能級(jí)結(jié)構(gòu)。

近期，該課題組結(jié)合理論預(yù)言首次實(shí)驗(yàn)測(cè)定摻銪硅酸釔晶體在ZEFOZ磁場(chǎng)下的完整能級(jí)結(jié)構(gòu)，并結(jié)合原子頻率梳（AFC）量子存儲(chǔ)方案及ZEFOZ技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的長(zhǎng)壽命存儲(chǔ)。

量子U盤在全球衛(wèi)星量子通信、甚長(zhǎng)基線干涉天文測(cè)量系統(tǒng)等領(lǐng)域均具有廣泛應(yīng)用。這一成果將光存儲(chǔ)時(shí)間從分鐘量級(jí)推進(jìn)至小時(shí)量級(jí)，滿足了量子U盤對(duì)光存儲(chǔ)壽命指標(biāo)的基本需求。接下來(lái)，他們將通過(guò)優(yōu)化存儲(chǔ)效率及信噪比，有望實(shí)現(xiàn)量子U盤，從而可以基于經(jīng)典運(yùn)輸工具實(shí)現(xiàn)量子信息的傳輸，建立一種全新的量子信道。