“黑洞‘吃撑’会‘打嗝’”等8则

彭文

黑洞“吃撑”会“打嗝”

在离地球2000多万光年的地方，一个星系中央的超大质量黑洞发生“消化不良”，打着“饱嗝”向星际空间喷出一大堆物质。天文学家利用多个望远镜的观测结果，研究了喷发物质的细节。这个星系编号为NGC5195，它有一个较大的同伴NGC5194，后者也被称为涡状星系，两者由引力束缚在一起。此前已观测到它们附近有两个X射线弧，据认为是NGC5195星系中央的黑洞“打嗝”形成的。大量物质高速旋转着落入黑洞，在黑洞周围形成盘状结构，称为吸积盘。填鸭式的“喂食”使吸积盘大到一定程度，黑洞无法继续有效地吞噬物质，导致吸积盘破裂。巨大的压力产生强烈冲击波，使气体和尘埃加热膨胀，发出X射线，并从氢气上剥离电子形成离子氢，产生此前观测到的X射线弧。

植物“吃醋”更耐旱

干旱导致农作物产量下降是一个全球性问题。迄今解决这一问题的主要思路是利用转基因技术加强作物抗旱能力。日本研究人员开发出一种更加简便易行的农作物抗旱技术，即向种植植物的土壤中添加醋的主要成分醋酸。研究人员在干旱条件下，向种植拟南芥的土壤中添加醋酸。吸收醋酸后，拟南芥能诱导合成一种植物激素茉莉酸，提高相关耐旱基因的表达水平。在对照实验中，其他各种酸溶液都达不到这种耐旱效果。研究还发现，醋酸对于水稻、玉米、小麦等多种农作物，同样能提高其耐旱能力。

小麦如何从野草变主粮？

中东地区被称为“新月沃地”的区域是小麦的起源地。大约1万年前，当地人开始种植小麦。野生小麦的麦粒成熟时，供麦粒附着的穗轴会变脆，容易碎裂，有助于在风力作用下把麦粒散播出去。但这对人类采集麦粒非常不方便，所以带有使穗轴不变脆的“硬轴”基因突变的小麦受到青睐，并逐渐被人类驯化。一个国际科研小组对野生小麦进行基因测序，发现了控制穗轴易碎性的两组基因，它们在小麦驯化过程中起着关键作用。除此之外，小麦还有一些重要基因突变对人类种植者有利，但对植株在野生环境中的繁殖不利，例如使种子不再休眠、一经种植就立刻发芽生长的突变，以及使麦粒外壳容易脱落的突变。这一发现有助于培育更好的小麦品种。

火星有剧毒，登陆需谨慎

英国科学家的一项研究可能令人类想要在火星表面找到地外生命的希望破灭，即火星表面存在高氯酸盐化合物，对生物细胞有剧毒。研究人员发现，高氯酸盐在短波UV射线的照射下会产生杀菌性，而这种照射与火星表面情况相似。高氯酸盐可使枯草杆菌（一种常见于航天器的污染物）的营养细胞几分钟内便失去生存力。火星表面的另外两种成分氧化铁和过氧化氢，在与高氯酸盐的共同作用下，其杀死细胞的能力比起单纯的高氯酸盐提高了10.8倍。

为何免疫细胞会丧失战斗力？

T细胞是免疫系统与病毒和癌细胞等作战的主力，它们也会陷入疲劳，有些甚至完全丧失战斗力且难以恢复，这被称为T细胞耗竭，导致机体免疫力下降、病原体获得优势。一些免疫疗法能鼓舞T细胞重新参战，但对彻底耗竭的T细胞不起作用。研究人员对感染病毒或患有癌症的实验鼠进行观察，发现T细胞耗竭是因为它们的基因由于DNA甲基化而被关闭，耗竭状态还会传递给下一代T细胞。研究人员还发现，常用的癌症化疗药物地西他滨能逆转T细胞这种彻底耗竭的状态。用这种药物治疗患癌实验鼠，再施以免疫疗法，T细胞会“原地满血复活”，恢复战斗力并且积极增殖。DNA甲基化是指DNA的构成单元之一胞嘧啶被选择性地添加甲基，这会使DNA链条外形发生变化，导致一些蛋白质无法正确识别DNA，并且还可能不正常地“开启”或“关闭”一些基因的功能。

咖啡因减肥机制揭秘

中国研究人员通过小鼠实验，发现了咖啡因调控系统性能量代谢的作用机制，相关的调控能够让小鼠体重下降，这一成果有助科研人员找到预防或治疗肥胖的新方法。下丘脑是哺乳动物体内调控系统性能量平衡的中枢结构，在小鼠下丘脑神经元中腺苷受体A1R过度表达后，小鼠出现进食过度、糖耐量下降和体重过度增加的现象。研究人员分别向小鼠脑室内注射咖啡因和喂食咖啡因，发现两种方法均能够抑制肥胖小鼠的食欲并增加能量消耗，从而降低体重。进一步分析显示，咖啡因能激活下丘脑内合成催產素的神经元，并促进该神经肽的释放。不过，这并不意味着人们多喝含咖啡因的饮品就能减肥。实验中小鼠摄入的咖啡因剂量相当于人一天要喝24～36杯咖啡，这远远高于一般认为的安全剂量。

气候变化对南极无冰区的影响

无冰区仅占南极洲面积的1%，但却是南极全部陆地生物多样性之所在。长期以来的研究大都集中于气候变化对于南极冰盖和海平面的影响，而忽略了对南极无冰区的影响。最近，澳大利亚研究人员首次报告了关于21世纪气候变化对南极无冰区影响的量化评估结果。在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）模拟的两种气候作用力场景中，他们取其中更极端的一种场景：到本世纪末，无冰区将扩大约17000平方千米，增长近25%；而南极半岛无冰区若扩大3倍，则可能彻底改变生物多样性栖息地。南极洲栖息地扩大和连通性提高，一般被解读为对生物多样性变化有正向意义。但科学家尚不清楚其潜在的负面效应是否会超过生物多样性收益，如是否会导致区域尺度上生物同质化，竞争力较弱物种灭绝，入侵物种扩散等。

肠道菌群关乎情绪

影响一个人的情绪的因素有很多，美国一项新的研究显示，肠道细菌与情绪之间也存在关联。研究人员根据40名女性志愿者肠道菌群的组成把她们分为两组。33人的多形杆状菌含量较高，其大脑额叶皮质和脑岛中含有较多致密灰质，海马体中含有较多的大脑物质。这些区域与复杂信息和记忆处理有关；另外7人的普氏菌含量较高，其大脑额叶皮质和脑岛中致密灰质含量相对较少，而大脑中与情绪、感觉和注意过程相关区域之间的“连接点”较多。研究人员向她们展示人物、物体或活动的图片，观察她们的情绪反应并检测她们的大脑活动。结果发现，当展示的图片为“负面”时，比起“多形杆状菌组”，“普氏菌组”表现出更多焦虑和悲痛情绪。目前尚不能确定是肠道菌群影响了大脑，还是大脑影响了肠道菌群。

【责任编辑】赵新宇