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用 DNA 在眼镜片里藏数据?我当场脑补了一部谍战大片丨一周科技

果壳网 2019-12-14

欢迎收看一周科技。本周科学家们带来了不少有趣的新发现与发明,但环境新闻依然令人担忧。

围猎

在本周《自然》发表的研究中,考古学家向世人展示了一幅发现于印度尼西亚的洞穴壁画,这是目前已知最早的人类对狩猎场景的描绘 [ 1 ] 。

目前已知最古老的洞穴狩猎壁画(局部) | M. AUBERT ET AL/NATURE 2019, R. SARDI

这幅大约 4.5 米宽的洞穴壁画于 2017 年 12 月在印度尼西亚的苏拉威西岛被发现。画面中描绘了两只猪科动物与四只倭水牛,这些动物的身旁还围着 8 个小小的 " 猎人 ",他们拿着狩猎用的长矛与绳子。画面中的 " 猎人 " 看起来并不是纯粹的人类,他们兼具人类与其他动物的特征,可能反映了当时人们对超自然存在的某些信仰。铀系法定年结果显示,这幅绘画作品至少可以追溯到 43900 年以前。

快速消融

格陵兰冰盖正在加速融化 | Ian Joughin, University of Washington

本周《自然》发表的一项研究显示,格陵兰岛在 1992 年到 2018 年之间损失了总共约 3.8 万亿吨冰,这些融冰将海平面抬高了 10.6 毫米 [ 2 ] 。

在上世纪 90 年代,格陵兰每年损失约 330 亿吨的冰,而在过去 10 年中这一数字上涨到了平均每年 2540 亿吨。在 2013-2017 年,冰盖融化速度稍有减慢,但格陵兰冰盖的融化总量依然接近联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)对全球变暖高情景的预测水平——也就是说,接近比较糟糕的那种情况。

作为世界上最大的岛屿,格陵兰有超过 80% 的面积被冰盖覆盖,如果冰全部融化,全世界的海平面将上升 6 米。根据 2013 年的估计,在当时的融化速度下,2100 年全球海平面预计会上升 60 厘米,3.6 亿人将因此受到洪水的频繁侵袭。而格陵兰岛的情况似乎表明,这些数字仍然被低估了。

暗藏信息

存着隐藏信息的眼镜 | ETH Zurich / Jonathan Venetz

图中人所戴的眼镜看起来十分普通,但它其实暗藏信息,而且从外表看不出任何机关。这副眼镜的有机玻璃镜片中藏着一些 DNA 分子,而从 DNA 编码中可以还原出存储数据——一段 1.4M 的视频。

这是一个利用 DNA 在日常物品中存储信息的有趣尝试,研究者们将其称为 "DNA-of-things",相关研究本周发表在《自然 - 生物技术》上 [ 3 ] 。研究者首先将要存储的信息转化成 DNA 编码,然后将对应的 DNA 分子封装在二氧化硅纳米颗粒中加以保护。接下来,就可以将这些 " 存储颗粒 " 混入塑料材料,制造出各种带有存储信息的物品。

存储了 " 自我复制 " 信息的 3D 打印兔子 | Swiss Federal Institute of Technology, Zurich/Erlich Lab LLC, Israel

除了把视频存进眼镜片,研究者们还利用带有 " 存储颗粒 " 的材料制造了 3D 打印的兔子模型,这些模型存入了复制自身所需的打印图纸。研究者们从兔子模型的耳朵上切下一小块,提取其中的 DNA 信息,并利用还原出的数据制造下一代兔子模型,如此成功重复了五次,没有发生信息损失。

吃羽毛

科学家第一次发现了吃恐龙羽毛的昆虫。首都师范大学等机构的研究人员,在两块来自缅甸的 9900 万年前白垩纪中期的琥珀中发现了恐龙羽毛和 10 只昆虫。这种与现代虱类似的昆虫,被命名为恩氏中生食毛虫(Mesophthirus engeli)。

恐龙羽毛上的 10 只虫子 | Taiping Gao/Nature Communications

在琥珀中的这些虫子,是还没有成熟的若虫,体长 0.14~0.23 毫米。它们的躯体没有翅膀,但有短且坚固的触角,同时有着强大的咀嚼式口器,至少有 4 颗牙齿。这个体型让研究者十分惊讶:他们原本以为,那个时期的虱子会比现代虱大得多。

与虫子一起保存下来的两根恐龙羽毛,其中一根有被蚕食过的痕迹,且与寄生了虱的现代鸟类羽毛相似。研究者推测,这些昆虫会吃恐龙的羽毛,这也是目前 " 昆虫吃羽毛 " 最早的记录。研究于 12 月 10 日发表在《自然 · 通讯》上 [ 4 ] 。

缺氧

另一个坏消息:在一份 12 月 7 日公布的新报告中,国际自然保护联盟(IUCN)警告,氧含量减少正在给海洋生态和渔业造成更多威胁 [ 5 ] 。

一只大西洋蓝枪鱼。这样的大型鱼类容易受到海洋氧含量减少的威胁 | oceana.org

根据 IUCN 的报告,在 1960-2010 的 50 年间,全球海洋的氧气含量已经下降了 2%,低氧浓度区域的数量也大幅增加——在 1960 年代,这样的区域仅有 45 个,而现在则有大约 700 个。海水溶氧的下降会导致海洋生物栖息地减少、生物量减少以及生物多样性下降,而鲨鱼、金枪鱼、旗鱼等大型鱼类物种尤其容易受到氧含量减少的威胁。造成海洋氧含量减少的重要原因包括海水温度上升以及富营养化——而这些都与人类活动密切相关。

参考文献

[ 1 ] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1806-y

[ 2 ] https://www.nature.com/articles/s41586-019-1855-2

[ 3 ] https://www.nature.com/articles/s41587-019-0356-z

[ 4 ] https://www.nature.com/articles/s41467-019-13516-4

[ 5 ] https://www.iucn.org/news/marine-and-polar/201912/marine-life-fisheries-increasingly-threatened-ocean-loses-oxygen-iucn-report

作者:麦麦,矩阵星,窗敲雨

编辑:窗敲雨

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