2021年1月14日环球科学要闻

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                                2021年1月14日环球科学要闻
                               
                                非洲现新冠病毒“逃逸突变体”，能逃脱疫苗产生的部分抗体；植物碳吸收能力将在20年内显著削弱；研究发现全新的节律调节方式；拥有“有嗅觉”的传感器……
                               
                               
· 新冠病毒 ·
非洲现新冠病毒“逃逸突变体”，能逃脱疫苗产生的部分抗体

据美国有线电视新闻网（CNN）报道，科学家近日在南非发现的变异新冠病毒“501.V2”中找到一种“逃逸突变体”病毒（escape mutant），并怀疑它可能使现有疫苗失效。这种“逃逸突变体”病毒名为“E484K”，它被证实可以逃脱疫苗产生的某些抗体。此外，E484K突变被发现能降低抗体识别率，有助于新冠病毒绕过先前感染或疫苗接种提供的免疫保护。基于目前情况，科学家正在确认含有“E484K”突变的病毒或与其他突变的结合体是否会使疫苗失效。据全球共享流感数据倡议组织（GISAID），含有“E484K”突变的病毒已传播至英、法、澳、德、日、韩、荷兰、瑞士等12个国家。（澎湃新闻、CNN）


· 环境 ·
植物碳吸收能力将在20年内显著削弱

据一项发表于《科学·进展》的新研究，按照目前全球变暖的速度，地球植被的碳吸收能力将在未来20年减半，这将使得全球变暖进一步加剧。研究人员利用大分子速率理论（MMRT）分析得出，C3和C4植物的碳吸收（光合作用）能力分别在18℃和28℃达到阈值，超过这一阈值光合作用就会减缓，而呼吸作用呈指数上升，进而打破碳平衡。虽然现在只有不超过10%的光合生物会处在阈值温度以上，但基于目前的碳排放量，研究人员估计在2040年，至少一半的碳吸收植物会处于阈值温度之上，极大削弱全球植被的碳吸收能力，全球变暖将变得更加严重。


· 细胞生物学 ·
研究发现全新的节律调节方式


图片来源：Rensselaer Polytechnic Institute

过去的理论认为，和生物钟有关的蛋白质能够调控mRNA，影响酶和激素的合成水平，控制昼夜节律。如果理论成立，那么这些蛋白质水平的变化应该是与mRNA对应。但是，一项发表于《基因组研究》的研究发现在巨噬细胞中，80%的节律蛋白没有对应变化的mRNA，而线粒体的融合与分裂却具有节律。线粒体分裂时会产生能量，静息时则重新融合。而巨噬细胞的节律则是由这种线粒体活动导致的能量变化控制，而非蛋白质。巨噬细胞会以线粒体节律来行使免疫功能，保证免疫系统能应对日常变化，是一种完全未曾发现的节律调节方式。


· 机器人 ·
拥有“有嗅觉”的传感器


图片来源：2020 AAAS/Takeuchi et al.

据一项发表于《科学·进展》的新研究，科学家将昆虫嗅觉受体和人工系统结合，创造出了高敏感的挥发性有机化合物传感器。由于嗅觉受体仅对液体中的分子做出反应，科学家在传感器中液滴经过处设计了微小缝隙，机器人可以检测到通过缝隙进入液体的气体分子。在测试中，这种生物混合传感器（biohybrid sensor）可检测到十亿分之一浓度的化学物质。科学家还希望利用AI扩展该传感器的检测范围，并将其用于医疗诊断和环境监测等方面。


· 物理学 ·
量子比特“缝纫机”提高量子计算机容错率

近日，量子物理学家首次利用平面晶格编码实现量子比特纠缠，提高了量子计算机的容错率。来自因斯布鲁克大学的研究者利用离子阱量子计算机将量子比特编码在离子中，通过晶格手术（lattice surgery）使两个相邻逻辑量子比特发生纠缠。研究者将晶格手术称为“缝纫机”，它既可以合并产生更大的量子比特，也可以将其拆分为两个单独的量子比特。由于晶格手术只需要在相邻量子比特的边界进行操作，它相比传统纠缠技术更加简捷，有助于促进未来容错量子计算机研发及量子信息传输技术的进展。这一研究已发表于《自然》杂志。


· 机器人 ·
像鱼群一样运动的机器人群


图片来源：Image courtesy of Self-organizing Systems Research Group

鱼群复杂的同步游动行为（schooling）能帮助他们发现食物、迁移和躲避捕食者。但鱼群通常没有首领，且个体之间不进行交流，说明同步游动依赖于自发的组织机制。据一项发表于《科学·机器人学》的研究，科学家以鱼群为灵感，开发出了一种名为“Bluebot”的水下机器人，它们能像鱼群一样同步自己的行为。每个Bluebot配备有3个蓝色LED灯和2个摄像机，组成了一套视觉的协调系统。在感知到对方的LED灯后，Bluebot体内的自定义算法，能自动改变自己的行为、方向和游向，做出一些复杂的自组织行为，如聚集、分散和组成圆形。


· 演化 ·
演化隔离导致恐狼灭绝


恐狼（图最右边的狼）和灰狼（图中间的狼）。图片来源：Mauricio Antón

恐狼是一类体型较大，类似狼的动物，也是晚更新世（约12.6万到1.2万年前）美洲最常见的食肉动物之一。由于体型上非常相似，有观点认为恐狼可能与灰狼有近缘关系。据一项发表于《自然》的研究，科学家对年限在5万到1.29万年之间的五个恐狼骨骼化石进行了DNA测序。作者发现，恐狼最后一次与现生类狼犬拥有共同祖先大概在570万年前，并在约510万年前开始与非洲豺趋异演化。他们发现，在样本中并不存在恐狼与灰狼或郊狼发生过基因交流的证据。恐狼或是在与灰狼和郊狼祖先地理隔离的情况下演化的。但由于没有来自其他类狼种的血统，它们可能从来没有获得能帮它们在晚更新世的大动物群绝灭中存活下来的性状。

· 新冠疫情 ·

截至北京时间1月14日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例92291033例，死亡病例1976509例。新增确诊病例752017例，新增死亡病例16775例。

1月13日晚，黑龙江省召开疫情防控新闻发布会，对疫情防控相关情况进行通报。会上通报，经国家疾控中心对病毒基因测序，绥化市望奎县所发生疫情病毒与大连疫情病毒毒株100%同源，是人传还是物传，还需通过流行病学进一步研判。

1月13日0-24时，黑龙江省新增新冠肺炎确诊病例43例（香坊区2例、望奎县38例、北林区3例，其中2例为北林区无症状感染者转为确诊病例）。新增无症状感染者68例（林口县4例、昂昂溪区4例、望奎县56例、绥棱县2例、海伦市1例、安达市1例）。均为望奎县惠七镇惠七村确诊病例、无症状感染者的密切接触者和密接的密接。

1月13日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例138例，其中境外输入病例14例（上海8例，广东3例，北京1例，河南1例，广西1例），本土病例124例（河北81例，黑龙江43例）；新增死亡病例1例，为本土病例（在河北）；无新增疑似病例。新增无症状感染者78例（境外输入3例）；当日转为确诊病例10例（无境外输入）；当日解除医学观察25例（境外输入7例）；尚在医学观察无症状感染者599例（境外输入252例）。

文：石云雷、周郅璨、谢汝雨、韩佳桐
编辑：罗丁豪、王昱、杨心舟