英国研究人员4月14日说,他们在世界上首次培育出拥有一个男性和两个女性遗传物质的受精卵,这一研究将来或许可以使母亲避免把有缺陷的线粒体遗传物质遗传给下一代。但也有人担心,这一研究存在伦理问题。
 
英国纽卡斯尔大学研究人员在当天的《自然》杂志网络版上报告说,他们首次实现人类受精卵之间的DNA(脱氧核糖核酸)移植,从而获得一个拥有3个人遗传物质的受精卵,其中包括一名男性和一名女性的细胞核DNA,以及另一名女性的线粒体DNA。
 
负责这项研究的道格拉斯·特恩布尔教授说:“我们在原则上证明:可以用相关技术来防止由线粒体引起的人类遗传疾病。”
 
研究人员强调指出,他们持有英国人工授精与胚胎学管理局颁发的执照并遵守了相关规定,没有违反人类胚胎研究的道德规范。
 
线粒体在人类细胞中的作用是提供能量,它所含有的遗传物质线粒体DNA只通过母系遗传,即只来源于卵细胞,与精子无关。由于未发生遗传交换,母亲的线粒体异常会导致许多遗传疾病,如Ⅱ型糖尿病等。据统计,大约每200个新生儿中就有1个带有可能致病的线粒体DNA变异。
 
在本次研究中,研究人员先从一对夫妇捐赠的受精卵中取出细胞核,然后将其植入另一个去除了细胞核的受精卵中。这个过程中几乎没有带入线粒体DNA,所获得的受精卵因此含有原父母的细胞核DNA和另一名女性的线粒体DNA。这个新的受精卵被培育了6到8天至胚泡阶段,这证实它可以正常发育。6到8天也是人工授精与胚胎学管理局规定的研究期限。
 
特恩布尔说,这种技术可以避免有缺陷的线粒体DNA遗传给下一代。他说:“这就像为笔记本电脑更换电池,硬盘上储存的信息不会发生改变。”
 
不过也有专家认为,不同来源的细胞核DNA和线粒体DNA不一定总是相容,存在产生冲突的风险。同时,由于存在伦理方面的争议,各国在法律上对类似研究都有一定限制,如英国目前不允许在人类子宫中培育使用上述方式产生的胚胎。
 
 
 
 
 

在实验上首次发现量子关联可以不被环境破坏;解决了对量子纠缠在噪声信道中演化进行有效刻划的世界难题;首次观察到量子纠缠“死而复活”现象
 
4月12日,国际权威学术期刊《自然》子刊《自然—通讯》创刊号上,发表了中国科大郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室关于经典关联和量子关联在消相干环境中演化的实验研究成果,他们在实验上首次发现量子关联可以不被环境破坏。这是该实验室近四个月以来发表的第三项重要成果,另两项成已先后发表在国际著名学术期刊《物理评论快报》上。
 
在量子信息科学发展的初期,人们认识到纠缠是量子信息技术优越性的关键所在。然而随着近几年的深入研究,人们发现了一个更普遍的概念—关联,它反映了量子态各部分之间的相互联系。关联可分为经典关联和量子关联,而纠缠只是量子关联中特殊的一类。人们发现,没有纠缠的量子关联也能实现许多量子信息过程,而且量子关联可以用来解决诸如相变等物理难题。
 
但作为量子通信和量子计算领域重要资源的量子关联非常脆弱,很容易被环境破坏而消失,如何解决这一问题,一直是对学术界的极大挑战。中国科大中科院量子信息重点实验室李传锋博士研究组,在光学系统中制备出各种贝尔对角态,用它们作为初始态在消相干环境中进行传输,在实验上研究关联的演化。他们在世界上首次发现了一类初态,其量子关联能在很大范围的消相干环境中不被破坏,称之为量子关联无消相干子空间。同时,他们还验证了量子关联与经典关联在消相干演化过程中的突变现象,并证实,某些特殊的初始态在演化过程中量子关联可以大于经典关联,推翻了以前文献中经典关联一定大于等于量子关联的猜想。这项成果将极大地推动量子关联的物理学研究及其应用研究,尤其是量子关联无消相干子空间和关联演化中的突变现象,更是值得深入探索的重要科学问题。
 
此外,前不久,李传锋研究组还解决了对量子纠缠在噪声信道中演化进行有效刻划的世界难题。量子信道是构造量子网络必不可少的物质基础,由于真实信道具有不可避免的损耗,因此如何在实验上有效地定量描述纠缠在信道中的传输,一直困扰着学术界。以往的方法是采取态层析技术,但由于各粒子间纠缠的存在,要对多粒子态进行层析,其难度难以想象。李传锋研究组采用一种新的表征方式,他们应用光学体系在实验上证实,只要给定输入态的纠缠度便可轻而易举地得到输出态的纠缠度,这对于量子网络通信具有重要意义。
 
该小组还创造性地利用特制的法布里-玻罗腔作为量子信道,在光学体系中首次观测到量子纠缠的崩塌与复原现象,即纠缠逐渐减少后在相同环境下继续传输又会自动增加。特别有趣的是,他们还首次观察到了量子纠缠突然死亡一段时间后又重新复活这一奇异现象。这一成果将在量子存储等方面获得重要应用。
 
 
 
 
 
 
 

科技时代_美刊评全球将消失100景点:中国长江上榜(图)

美刊评全球将消失100景点 中国长江上榜

  最新一期美国《新闻周刊》日前选定并公布了濒临消失的全球100处景点,这些景点濒临消失的原因是地球变暖或因地形出现大变化。其中,中国长江也出现在其榜单上。

  北京市气象局高级工程师张明英今日上午在接受记者采访时指出,整体来看,这份报告不具有科学性,甚至有危言耸听之嫌。

  区域分析

  “危机”景区亚洲最多占四分之一

  《新闻周刊》国际版主编扎卡利亚在文中指出,如果按不同地区对这100个濒临消失的景区进行分类,亚洲景区最多。

  入选的亚洲景区包括印度洋的马尔代夫海岸、孟加拉国的恒河流域三角洲等25处,占榜单总量的四分之一。

  紧随其后的是美洲。报道称,美国夏威夷的考艾岛等22处景区,也面临消失的危险。而在地球两极和大洋洲,挪威的冻原地带和阿拉斯加、北极、格陵兰岛、澳大利亚珊瑚礁岛等20处面临危机。

  此外,在欧洲,阿尔卑斯山、希腊爱琴海等17处景区也“不幸”入选。

  在非洲地区有16个景区入选,包括刚果盆地、几内亚的热带稀树草原等。这些地区都有一个共同点,就是随着海平面的上升,很有可能从地球上消失或地形发生改变。

  100个将消失的景点区域分布亚洲 25个美洲 22个欧洲 17个非洲 16个大洋洲和南极洲 11个北极地区 9个

  专家点评

  近年亚洲气候变化大受关注不足为奇

  张明英说,亚欧大陆是世界上最大的大陆,干旱是目前亚洲国家面临的最大问题。其受海洋气候影响比较小,从海洋上来的湿润空气进入亚洲也开始变干,水汽来源少,所以近年来亚洲相对干旱。

  此外,近年来亚洲相对气候变化大,气候情况恶劣。张明英说,在报告中亚洲最受关注不足为奇。

  特点分析

  纽约等大都市上榜占总量近两成

  不论是美国纽约还是法国巴黎,从英国伦敦到日本东京,在这份即将消失的百处景点名单中,最引人关注的是出现了众多大都市的身影。据本报记者统计,大城市的数量达到近20个,占到了榜单总量的近两成。

  “气候变化改变了很多港口城市的生态系统。”《新闻周刊》国际版主编扎卡利亚指出,急剧的气候变化最终改变的是人类文明。

  专家点评

  多为吸引眼球

  对于榜单上出现很多世界上知名的大城市,甚至是国家首都,张明英认为这其中科学依据的成分少,更多的是出于吸引眼球的目的,增加报道影响力。

  中国落点

  长江水量大减将消失

  在《新闻周刊》的这份濒临消失的景点榜单中,长江也被选入。

  文章说,长江从青藏高原到东海绵延6297公里,是中国最长的河流。气温升高可能使西藏冰川消失,最终导致长江未来的水量大减,殃及中国大部分地区的淡水供应及水稻的产量。

  专家批驳

  长江有大量支流供水不可能断流

  张明英说,近年来不断有关于长江消失的说法出现,理由大多是长江源头的雪山消失。

  但其实,长江从雪山上获得的水量非常小,沿途经过的很多地方都有大量支流汇入。那么,如果长江消失,说明沿途很多地方都会没水,这更是不可能出现的情况。

  张明英说,近年来我国出现过小区域的河流或者内陆河季节性断流的现象,但长江流经范围广,不可能断流。

  本版文/记者王燕实习生郭悦

  《新闻周刊》提及的将“消失”的大都市及部分其他景区

  欧洲

  消失原因:冻土融化,雪山消失,海平面上升,城市受到热浪袭击,人们生活艰难

  美洲

  消失原因:海平面上升,城市受到热浪和洪灾的威胁,还会有极端风暴

  北极

  消失原因:冻土融化,冰川断裂消融甚至消失

  亚洲

  消失原因:风沙、洪水、季风、降雨等恶劣天气,可能导致城市下沉甚至消失

  大洋洲

  消失原因:气温上升引起群山大火,越来越多的火灾危及古老的物种

  非洲

  消失原因:洪水或干旱导致森林消失,气温上升、降雨增多可能引发疟疾

  南极

  消失原因:海平面加速上升,丰富的海洋生物将消失

 

 

据美国国家地理网站报道,德国哥廷根大学古生物学家亚历山大-施密特(Alexander Schmidt)领导的一个研究小组在恐龙时代的非洲古森林发现了30个琥珀化石,这也是科学家迄今在非洲发现的第一批琥珀化石。该小组报告称,这些史前昆虫和植物孢子在距今大约9500万年前封存于埃塞俄比亚中部森林的粘稠树脂中。

  1.琥珀中的黄蜂

琥珀中的黄蜂
琥珀中的黄蜂

  施密特研究小组在上周出版的美国《国家科学院院刊》上写道,这些生物体的历史最早可追溯至一个特殊的进化时期,在这个时期,那些在今天十分普遍的昆虫种类最早开始在地球上出现。例如,这个小黄蜂就是已知最早的寄生虫之一。它们会在蛾、甲虫等其他昆虫的幼虫中产卵,一旦小黄蜂孵化,就会从这些幼虫的体内慢慢将其吃掉。

  2.黄蜂化石

黄蜂化石
黄蜂化石

  这只保存极为完好的黄蜂体长仅0.4毫米,是科学家在恐龙时代非洲森林中发现的封存于琥珀的昆虫之一。从那里发现的其他昆虫和植物还包括罕见的织网蜘蛛和世界上最古老的蚂蚁之一。亚历山大-施密特说:“‘埃塞俄比亚蚂蚁’对理解蚂蚁进化确实至关重要,因为它是我们发现的第一只来自冈瓦那大陆的蚂蚁。”施密特表示,来自欧洲和东南亚的早期蚂蚁化石表明,昆虫最早来自于其他大陆,但是,“最新发现对这个假说提出了挑战”。

  3.蕨类植物毛发化石

蕨类植物毛发化石
蕨类植物毛发化石

  罕见的非洲琥珀里还保存了来自白垩纪的细菌和植物残骸,例如这个蕨类植物的星状毛发,蕨类植物从其生长的树上获取营养物。这些琥珀形成于埃塞俄比亚森林依旧主要由针叶树构成的时期。不过,据施密特介绍,他们从琥珀中的植物表皮和拥有琥珀的沉淀物的花粉粒中发现了新出现的开花树种的证据。他补充说,开花植物“虽然是在地球历史晚期进化的,但随后进化速度非常快。”

  4.古代蓟马化石

古代蓟马化石
古代蓟马化石

  这只封存于琥珀中的蓟马是在埃塞俄比亚最新发现的琥珀化石之一。这也是科学家迄今发现的第三个蓟马化石。蓟马是一种林地昆虫,生活在非洲尚属于冈瓦那大陆这个超级大陆一部分的年代。据领导实施这项研究的德国哥廷根大学古生物学家施密特介绍,非洲琥珀的发现可以让科学家对因开花植物出现引发的一个重要生物变革时期有所了解。施密特在电子邮件中写道:“发现琥珀化石的埃塞俄比亚森林生长于一个开花树种扩大和改变陆地生态系统的时期。”他指出,这些新森林的茁壮成长刺激了昆虫、两栖动物、早期哺乳动物和其他“能构成新生境以及快速多样化”的动物进化。

  5.埃塞俄比亚琥珀

埃塞俄比亚琥珀
埃塞俄比亚琥珀

  这块埃塞俄比亚琥珀最早是在亚的斯亚贝巴(埃塞俄比亚首都)的集市上得到确认的,它来自于一个非洲遗址,该遗址也是非洲已知第一个树汁化石的来源。科学家表示,这块琥珀不同于在非洲以外地区发现的任何琥珀,可能来自于一个以前未知的产生树脂的树种。参与最新研究的维也纳大学古生物学家马蒂亚斯-斯沃基卡(Matthias Svojtka)表示,对封存于非洲琥珀中的动植物种类的研究,将对理解史前冈瓦那大陆森林的昆虫生活至关重要,因为小昆虫不会在岩石中演变成化石。(孝文)

 

 

科学家最新发现距离地球最近的“黑太阳”。

据英国《新科学家》杂志报道,日前,科学家最新观测到一颗距离地球仅有9.6光年的昏暗星体,它可能是迄今距离地球最近的褐矮星。同时,这颗恒星比其他邻近星体更加“寒冷”,看上去就如同一颗“黑色太阳”。
 
这项发现暗示着褐矮星存在非常普遍,并且它们与地球的距离更接近。褐矮星的质量非常小,因此它们无法达到一定的热量并承受类似太阳的核聚变反应。但它们仍然可以发光,在形成过程中会产生热量发光,然后逐渐冷却,光线衰弱。
 
英国赫特福德郡大学的菲利普·卢卡斯(Philip Lucas)和他的同事发现了这颗褐矮星,它被命名为“UGPS 0722-05”,它释放出红外放射性光线。它与地球的距离仅9.6光年,这一距离是地球与比邻星(Proxima Centauri)的两倍,比邻星是除太阳之外距离地球最近的恒星。
 
目前,“UGPS 0722-05”褐矮星是第七个距离太阳最近的恒星或恒星体系。美国乔治亚州大学恒星研究员托德·亨利(Todd Henry)说:“这项发现就如同它的温度一样酷!”
 
卢卡斯和他的同事们提示称,这颗褐矮星的距离仍是初步评估值。该评估是基于“视差法”,在未来几个星期内,新的视差观测方法将进一步测定这颗褐矮星与地球之间的距离。如果当前测定的距离是正确的,那么“UGPS 0722-05” 将是迄今为止距离地球最近的褐矮星,之前该记录保持者是位于Epsilon Indi恒星附近的一对褐矮星,它们与地球相距11.8光年。
 
除此之外,这颗褪矮星还是另一项记录保持者,它是迄今发现最冷的褐矮星,其温度仅保持在130-230摄氏度之间,它十分昏暗,所喷射热量仅是太阳热量的百分之0.000026,其能量释放主要聚集在红外线波段,而不是可见光波段。也就是说380万颗这样的褐矮星才相当于一颗太阳,它的体积与木星差不多,但质量却是木星的5-30倍。
 
“UGPS 0722-05”的光线昏暗特征可以解释为什么它直到目前才被探测到,尽管它十分靠近地球。这项研究暗示着很可能更多未探测到的褐矮星潜伏在地球周围。