2014年十大炫酷科學

史春樹 譯

由工件制作的第一個“塑料細胞”

對于如此微小的東西而言，生物細胞是個非常擁擠的地方。在被稱為“真核生物”的多細胞生物中，每個細胞都擠滿了更小的結(jié)構(gòu)——細胞器。這些細胞器有特定的功能，通常與控制化學反應(yīng)有關(guān)。為了更好地理解細胞的化學反應(yīng)，荷蘭內(nèi)梅亨大學的科學家們用內(nèi)置實際工件創(chuàng)造了第一個人造細胞。他們把微小的充滿酶的球體注入到一粒水滴中，再把整個物體用聚合物包裹起來，由此產(chǎn)生“塑料細胞”。

伊拉克發(fā)現(xiàn)活珊瑚礁

關(guān)于珊瑚的經(jīng)驗法則是，它們不喜歡熱的、過于渾濁的水。這就是為什么沒有人指望在伊拉克的波斯灣海邊發(fā)現(xiàn)一處茂密的珊瑚礁群的緣故。在這片濕地三角洲周圍，泥沙含量高，水常常夾雜著油污，海水溫度最高可達攝氏33.8度。“在這樣惡劣的條件下發(fā)現(xiàn)活珊瑚礁，對我們來說絕對是個驚喜。”德國和伊拉克的科學家們發(fā)表在《科學報告》2014年3月刊的論文中提到。該研究小組指出，這個獨特發(fā)現(xiàn)可以幫助科學家們了解氣候變化對珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的影響。

墨西哥失去了水怪

假如想看一只野生墨西哥蠑螈，你可能運氣不佳。這種兩棲動物長著一副樂哈哈的臉龐，一直生活在艱難的地方，因為它唯一的原生棲息地是墨西哥城周圍由湖泊和運河組成的泥濘之處，這里一直受到污染、城市擴張和入侵物種競爭的威脅。多年來，動物的數(shù)量一直在下降。2014年1月，墨西哥研究人員說，經(jīng)過4個月的搜索，他們在野外找不到墨西哥蠑螈。物種宣告滅絕之前，搜索將會再次繼續(xù)，但從現(xiàn)在起，你可能再也無法欣賞一只墨西哥蠑螈回頭微笑了，除非你在魚缸或水族館找到它。

小行星的沖擊力造成的隕石坑

大約6500萬年前，一次巨大沖擊力消滅了非鳥類恐龍，位于墨西哥尤卡坦半島模糊的希克蘇魯伯隕石坑就是其中一個最著名證據(jù)。但149公里寬的希克蘇魯伯可能無法與在大約32.6億年前的太古宙時期地球上形成的巨大隕石坑相比。盡管侵蝕和板塊構(gòu)造在很久以前已經(jīng)沖蝕了所有隕石坑，但科學家們在南非的巴伯頓綠巖帶卻看到一次沖擊力留下的其他跡象。這種巖石含有稱作“球體”小結(jié)構(gòu)的巖層，“球體”是巖石蒸發(fā)隨后凝結(jié)時產(chǎn)生的。巖層還顯示了與沖擊力有關(guān)聯(lián)的強震晃動的證據(jù)。斯坦福大學的科學家們利用從月球隕石坑獲取的巖石變形的實例，對創(chuàng)建綠巖帶特征所需的沖擊力規(guī)模進行了模擬。在《地球化學、地球物理學、自然地理學》2014年4月刊公布的數(shù)據(jù)表明，極端事件形成了現(xiàn)已消失的跨度達478公里的隕石坑。

“海怪”化石捕捉最古老的活產(chǎn)

2.5億至9000萬年前，當恐龍漫游地球時，可怕的“魚龍”海洋爬行動物還在海洋中捕食。科學家們懷疑這些動物是把幼子產(chǎn)在海洋中，而不是產(chǎn)卵，就像現(xiàn)代的海豚和鯨魚。但在中國發(fā)現(xiàn)的一塊2.48億歲的化石則徹底顛覆了這一理論，化石顯示一條雌性“魚龍”正在分娩，而且寶寶的頭先出來，如今發(fā)現(xiàn)的多數(shù)陸地上的動物都是如此。在《公共科學圖書館在線雜志》2014年2月刊發(fā)表的論文中，一個國際科學家小組指出，化石比其他已知的在陸地或海洋出生的例子要早1000萬年。

移植子宮出生的第一個孩子

器官移植可能會非常棘手，在很大程度上是因為人的身體很可能排斥異體組織。2014年10月，瑞典的馬茨·布蘭斯特羅姆及其醫(yī)生團隊宣布，他們不僅成功地將一個子宮移植到一個35歲女人身上，而且一年后，她還生下了健康的男嬰。這一壯舉不禁令人嘖嘖稱贊，這名嬰兒通過剖腹產(chǎn)提前降臨人世。

第一個蜘蛛基因組測序完畢

基因組測序在生物學上風靡一時，正如分子密碼可以告訴我們哪些屬性使一個物種獨特以及所有生命在基因?qū)用娑嫉拇_相似一樣。2014年5月，丹麥和中國的科學家發(fā)布了第一個蜘蛛基因組測序：非洲絲絨蜘蛛的完整基因組測序和巴西白膝狼蛛的部分基因組測序。結(jié)果可以幫助了解蜘蛛毒液和蛛絲，毒液可以用來開發(fā)藥物，而蛛絲可以制造更強、更輕的材料。

切除大腦中害怕蜘蛛的神經(jīng)

英國布萊頓的一位男士做了腦部手術(shù)，回家后發(fā)現(xiàn)手術(shù)竟然治好了他的極端蜘蛛恐懼癥。該病人患有的癲癇與一種稱為“結(jié)節(jié)病”的罕見疾病有關(guān)，醫(yī)生決定割除其受傷的左杏仁核。手術(shù)后，他發(fā)現(xiàn)自己對蜘蛛不再恐懼，而是很著迷。他會高興地撿起相同的小生物，而過去則總想用網(wǎng)球砸他個粉身碎骨。醫(yī)生認為，這可能是因為杏仁核與情緒相關(guān)聯(lián)，切除左杏仁核消除了該男士的恐慌反應(yīng)。

迄今最小的力

物理學的一個最棘手問題是，如何使愛因斯坦的相對論理論背后的數(shù)學對量子力學方程起作用。例如，當運用量子粒子時，用數(shù)學描述重力就行不通。破解這個謎團會回答關(guān)于宇宙本質(zhì)的大問題。盡管一些統(tǒng)一理論在紙上講得頭頭是道，但找到支持它們的證據(jù)卻一直令人沮喪。2014年6月，終于朝著正確方向邁出了小小的一步，勞倫斯伯克利國家實驗室和加州大學伯克利分校的科學家宣布，他們已經(jīng)能夠測量到迄今最小的力作用于一群超冷原子。測量這么小的力可以幫助物理學家探測被稱為“引力波”時空中的波紋，由相對論預(yù)測，并且對有多少重力可能作用于量子物體設(shè)計更好的測試。

能看能摸的3D虛擬形狀

但2014年12月公布的一項技術(shù)可以讓你第一次看到和觸摸虛擬球體。英國布里斯托大學的研究人員使用一種超聲設(shè)備將聲波創(chuàng)建的大氣擾動聚焦成3D形狀。浮動形狀肉眼可見，而且觸摸時還能創(chuàng)造觸覺反饋。工作仍處于早期階段，但研究人員預(yù)測，更先進的設(shè)備可以創(chuàng)建可觸的CT掃描和互動的博物館展示。