全球合作推动人类知识进步

关毅 (本刊特约记者)

全球科研人员合作的 事件视界望远镜 项目2019年4月10日发布了人类获得的首张黑洞照片。长久以来，黑洞只不过是广义相对论的预言、爱因斯坦的方程、模拟电脑图像、引力波等项目的间接证据，或者科幻小说的想象。然而，当全球科学界将分布在世界各地的8个射电望远镜(阵)组成 地球级别 的虚拟望远镜阵列，同一时刻、同一方向，对准同一片遥远星空，就连黑洞üü这些深藏于宇宙各处的引力陷阱，也会 发出耀眼光芒 。从美国夏威夷到智利，从伊比利亚半岛到南极 全球30多个研究所，200多名科学家，倾数年心血，携手并肩，共同记录黑洞周围吸积盘和喷流等发出的耀眼光芒，从而让超大质量黑洞无处遁形，显现 真容 。正是全球同步的努力，让人类拍摄到有史以来首张黑洞照片。探索未知，是人类拓展自身疆界的重要过程。天文学的进步，也同时推动数学、物理学、化学、计算机等多个学科并肩前行，而只有多领域、多学科并行发展，更大尺度地拓展国际合作范围、更深入地探索国际合作模式，人类探索未知的视野才可能变得更加开阔。

科学家首次用移植睾丸产下小猴有望帮助因癌症治疗不育的男孩成为父亲

在美国比佛顿市俄勒冈国家灵长类动物研究中心，一只名为Grady的独一无二的猕猴正在人们的密切关注下茁壮成长。这只小猴子拥有不同寻常的血统üü研究人员在Grady的父亲幼年时收集了其睾丸组织，然后在成年后又将这部分组织重新移植回其体内，由此产生的精子最终诞下了Grady。如果Grady能够顺利生长，这项技术有朝一日可能会被用来恢复那些接受癌症治疗的男孩所丧失的生育能力。

Grady的出生标志着一项长期努力的巨大成功。这项研究旨在为那些接受了癌症治疗，却无法产生可供冷冻储存以备未来使用的精子的男孩，提供成为父亲的可能性。开创这一方法的生殖生物学家如今正在密切观察这只将近1岁的猕猴是否能够发育正常。

科学家在2019年3月21日出版的《科学》杂志上报告了这一研究成果。

Grady两周大时的照片，它是第一只利用组织移植技术产生的精子诞下的灵长类动物(图片来源：OHSU)

主持这项研究的宾夕法尼亚州匹兹堡大学医学院生殖生物学家Kyle Orwig表示，之前研究人员曾使用这种技术培育了小鼠和猪的幼崽。他强调，如果Grady的成长没有任何问题，那么这种方法就有可能在人类身上进行测试。

Orwig的研究团队收集了5只猴子的睾丸组织，其中包括Grady的父亲。当时这些猴子都很年幼，因此还无法产生精子。研究人员将睾丸组织样本冻结起来，直至这些猴子临近青春期时，再将组织解冻并缝在猴子背部和阴囊的皮肤下。

结果显示，睾丸植入不到1年，这些组织就开始产生睾丸素，而且从这两个移植部位恢复的所有组织都能够产生精子。Orwig的研究团队随后获取了Grady父亲的精子，并通过体外受精的方式产生了一个胚胎。

其他研究小组也正尝试将类似的方法应用于农场中的家畜他们将种畜体内能够产生精子的干细胞移植到非种畜体内。此举旨在使价值较低的公牲畜的精液中能够含有尽可能多的种畜精子。这样做可以通过增加能够产生更多优质后代的雄性数量来加速繁殖优化。

2012年，Orwig的研究团队曾报道称用类似的干细胞移植技术在猴子体内取得了初步成功。但研究人员当时没有使用获得的精子诞下幼崽，因为他们无法确定用这种方法培育的幼猴是来自于移植细胞产生的精子，抑或是公猴的细胞在受损一段时间后又恢复了部分功能。

尽管如此，这一实验结果足以让Orwig相信，这种方法可能在未来10～20年内就可以用于人类治疗，因此他发起了一项努力，从正在接受破坏生育能力的医学治疗的男孩身上收集睾丸组织。Orwig的研究团队与其他医疗中心合作收集了200多名男孩的睾丸组织。如果Orwig能够证明类似方法在人类中也可行，那么这些睾丸组织就可以用于Orwig的任何一种方法ü 干细胞移植或是最新报告中提到的组织移植。

德国明斯特大学生殖生物学家Stefan Schlatt认为，Orwig在组织移植方面的成功足以为临床试验铺平道路。他说： 我认为通过这篇论文，世界各地的伦理委员将批准进行相关临床研究。

然而比利时布鲁塞尔自由大学生殖生物学家Ellen Goossens则警告说，来自癌症患者的组织移植物中可能携带着恶性细胞，从而导致新的肿瘤的发生。她说研究人员需要探索适宜的方法，以确保移植的组织不含有任何恶性肿瘤细胞。

Goossens表示，无论如何，在猴子身上取得的成功对于该领域来说仍然十分重要。她强调，之前的研究已经成功地将组织移植到啮齿动物体内并产生了精子，但啮齿类动物和灵长类动物(如猴子和人)在精子生成机制方面存在巨大差异。

在灵长类动物身上取得成功可以说是一个巨大飞跃了。 她说。

人类首次“看到”了黑洞

神秘天体黑洞终于被人类看到了。数百名科研人员参与合作的 事件视界望远镜 项目2019年4月10日在全球多地同时召开新闻发布会，发布他们拍到的第一张黑洞照片。

照片主角是室女座超巨椭圆星系M87中心的超大质量黑洞，其质量是太阳的65亿倍，距离地球大约5 500万光年。照片展示了一个中心为黑色的明亮环状结构，看上去有点像甜甜圈，其黑色部分是黑洞投下的阴影，明亮部分是绕黑洞高速旋转的吸积盘。

我很高兴地宣布，我们首次看到了曾认为不可见的东西 而这只是开始， 项目主任、美国哈佛-史密森天体物理学中心的谢泼德•杜勒曼在美国首都华盛顿说。发布会现场多次响起热烈掌声。

除华盛顿外，中国上海和台北、智利圣地亚哥、比利时布鲁塞尔和日本东京等地也同时召开发布会。美国《天体物理学杂志通讯》以特刊形式通过6篇论文发表这一重大成果。

20世纪初，爱因斯坦提出广义相对论预言了黑洞的存在。这是一种体积极小而质量极大的天体，引力非常强，以至于周围一定区域内连光也无法逃逸，这一区域被称为 事件视界 。

事件视界望远镜 就是为观测黑洞的 事件视界 而设计的。它由分布在全球多地的射电望远镜组成，相当于一台口径为地球直径的超级望远镜。2017年4月，从美国夏威夷到智利、从伊比利亚半岛到南极的这些望远镜在同一时刻对准M87中心黑洞拍照，其难度相当于从地球上给月球表面的一个橙子成像。照片经过近两年的数据处理及理论分析后 冲洗 完成。

包括中国科学院上海天文台在内的一些中国机构参与观测和数据处理。中国科学院国家天文台副台长薛随建说，此次参与为中国今后在相关国际合作中发挥更重要作用做了良好示范。

照片给出黑洞这一极端天体存在的最直接证据，验证了广义相对论，也将帮助回答星系中的壮观喷流如何产生并影响星系演化等诸多前沿问题。

黑洞是时空尽头，存在一些我们想破解的谜团。首次给黑洞拍照可能帮助我们朝着解开这些谜更进一步。 项目科学委员会主席、荷兰奈梅亨大学教授海诺•法尔克说。美国哈佛大学理论物理学家亚伯拉罕•洛布形容： 百闻不如一见，一图抵千言。

菲律宾发现古人类新种身材矮小 生活在5万年前

一个奇怪的新物种可能已经加入了人类的大家庭。在菲律宾最大岛屿吕宋岛的一个洞穴中发现的人类化石包括很小的臼齿，表明它们的主人身材很小；而弯曲的手指骨和脚趾骨则暗示这些史前人类可能会爬树。这个物种被命名为吕宋人(Homo luzonensis)，他们生活在8万年前到5万年前，当时的地球居住着许多古人类，包括尼安德特人和丹尼索瓦人，而智人则可能是在那时首次踏足东南亚。

澳大利亚内森市格里菲斯大学考古学家Adam Brumm认为：

这是一个真正轰动的发现。他说，这篇2019年4月11日发表在《自然》杂志上的论文 让我感到脊背发凉 。

这一发现与在印度尼西亚弗洛雷斯岛上发现的另一种不同寻常的古人类ü 矮小的弗洛瑞斯人(又称 霍比特人 )相呼应。

一个是有趣的，两个就是一种模式。 美国达特茅斯学院研究人类足骨的专家Jeremy DeSilva表示。他和其他科学家怀疑，东南亚的岛屿可能是古代人类多样性的一个摇篮，而吕宋人和弗洛瑞斯人一样，可能都是在一座孤岛上独立进化出了较小的体型。

2007年，奎松市菲律宾大学古人类学家Armand Mijares领导的一个研究小组在吕宋岛的卡洛洞穴中发现了一块跖骨ü 一种沿着脚掌顶部延伸的骨头。研究人员在2010年报告说，这块骨头的形状清楚地表明它的主人是人类的一员。

大约6.7 万年前，菲律宾吕宋岛的卡洛洞穴是一个不同寻常的人类家园(图片来源：卡洛洞穴考古项目)

骨头中铀与衰变产物的比例揭示了其年龄范围在8万年至5万年之间，而可能的最小年龄为6.7万年左右。出于好奇，Mijares的团队在2011年和2015年又回到卡洛洞穴，最终挖掘出他所说的化石 宝藏 。

在与发掘跖骨相同的地层中，研究小组发现了类似个体右上颌骨的5颗牙齿、2颗孤立的牙齿、2根指骨、2根趾骨和1根折断的股骨。研究小组说，这些骨头至少代表了3个个体，并且可能来自同一物种。

研究人员指出，这些牙齿显示出一种独特的镶嵌特征，这些特征是在其他人类物种中分别发现的。其前臼齿和现代人差不多大，但它们不是只有一个牙根，而是有两个或三个牙根ü 这是一种原始的特征。

与Mijares一同工作的法国巴黎人类博物馆古人类学家Florent Detroit指出，其臼齿则要现代得多，只有一个牙根，但 小得令人难以置信 只有10 mm长，8 mm宽。这些牙齿甚至比弗洛瑞斯人的牙齿还要小。Detroit表示，牙齿的大小往往与身体的大小相对应，因此很有可能吕宋人本身也很矮小。但这只有获得了完整的手臂或腿骨才能确定。

新发现的长而弯曲的手指和脚趾与露西这样的南方古猿相似，后者是一种被认为既能直立行走也能在树林间荡来荡去的早期人类祖先。英国坎特伯雷市肯特大学研究手骨的古人类学家Tracy Kivell说：

这是一个非常明显的迹象，表明他们能够攀爬。

并不是每个人都愿意相信这些牙齿和骨骼碎片来自一个独立的物种，而不是一个适应当地环境的种群，比如在亚洲生活了很长时间的一种更古老的人类ü 直立人。

我明白他们在说什么，但与此同时，我想要了解更多。 纽约大学古人类学家Susan Anton指出。一块头盖骨和古老的脱氧核糖核酸(DNA)都能证明一个新物种的存在。但是DNA在高温潮湿的环境中分解得很快，就像在洞穴里一样，而化石则不会携带任何遗传物质。

不管吕宋人是否有属于自己的物种，他们可能已经独立进化了几十万年。吕宋岛上被宰杀的犀牛骨头可以追溯到距今70万年前，尽管研究人员还不知道是哪个人类物种造成了这一结果。

Mijares已经回到了野外。东南亚岛屿上可能隐藏着更多的人类故事。谈到人类进化，Anton说： 我们知道的要比我们想象的少得多。

以色列首次登月失败仍被赞誉为伟大成就

2019年4月11日，以色列首个登月探测器 创世纪 号(Beresheet)在按计划着陆前，因发动机发生明显故障而在月球坠毁。这一事故终结了该任务成为首个由私人资助的可控登月飞行器的目标。

好吧，我们没能够成功，但我们确实努力过。 建造 创世纪 号登月探测器的非营利性公司SpaceIL的董事长Morris Kahn在位于以色列Yehud的任务控制中心表示， 我认为我们取得的成就是巨大的。

SpaceIL公司正在调查导致创世纪 号坠毁的具体原因，而这也粉碎了以色列希望成为继中国、俄罗斯和美国之后第四个将航天器送上月球的国家的梦想。但是与SpaceIL公司合作进行该项目的以色列航空航天工业公司的航天部门总经理Opher Doron指出，以色列现在是第7个成功环绕月球飞行的国家。以色列航空航天工业公司表示， 我们上了月球，但显然不是我们想要的那样 。

无论最终的结果如何，从一条复杂的轨道进入月球轨道，然后尝试让自主机器人飞船在月球上软着陆，都是一项巨大的成就。 建造了自己的月球着陆器的美国佛罗里达州卡纳维拉尔角月球快递公司创始人兼首席执行官Bob Richards说。

Beresheet在希伯来语中是 开端 的意思。创世纪号有一辆小汽车那么大ü 高1.5 m，直径2 m，重约600 kg。探测器原计划进行为期两天的科学任务，研究月球岩石，以了解月球磁场的历史。对于一架月球探测器来说，1亿美元的成本相对较低，而且据报道，创世纪 号缺乏后备系统，这可能意味着它即使在小故障面前也很脆弱。

总部位于特拉维夫的SpaceIL公司主要通过慈善捐赠筹集资金，位于Lod的以色列航空航天工业公司组装了这架探测器，而以色列航天局则提供了约200万美元资金。

创世纪 号登月探测器于2月21日由SpaceX公司的猎鹰9号火箭从佛罗里达州卡纳维拉尔角发射升空，4月4日进入月球轨道。但它从一开始就出现了小故障。尽管发生了出乎意料的电脑系统重置以及负责处理明亮阳光的恒星跟踪导航系统问题，但研究小组最终还是成功将 创世纪 号调整到绕月轨道的最佳位置，并为其4月11日的着陆作好了准备。

从那时起， 创世纪 号开始点火以降低速度和高度，但是在探测器下降到一半的时候，一个部件故障导致主引擎停止了工作。

SpaceIL公司表示，由于无法制动， 创世纪 号以极快的速度冲向月球表面，尽管探测器最终重新启动了发动机，但为时已晚，碰撞已无法避免。登月探测器在距离月球表面仅150 m的高度时失去了与地面控制中心的联系，当时它仍以500 km/h的速度移动。

以色列首个登月探测器 创世纪 号在主引擎出故障之前，在月球表面20 km处拍摄了一张自拍照(图片来源：SPACE IL AND ISRAEL AEROSPACE INDUSTRIES)

当晚，以色列总理内塔尼亚胡前往以色列航空航天工业公司控制室观看登月实况。登月失败后，内塔尼亚胡表示，虽然以色列首次登月未能成功，但 还会再次尝试 ，他将考虑启动以色列的太空计划。

美国宇航局(NASA)局长吉姆•布里登斯廷11日发表声明说，NASA对 创世纪 号未能成功登月表示遗憾，但仍要祝贺以色列方面取得了难以置信的成就，将第一个由私营机构资助的航天器送入月球轨道。

设立 登月奖 的美国 X大奖 基金会表示，尽管 创世纪 号探测器没能成功登月，但作为第一个私人资助并成功绕月的实体，SpaceIL团队创造了历史，他们仍将成为首个获奖者，获得100万美元奖金。该基金会首席执行官Peter Diamandis在推特上表示，这些计划在坠月事故发生后没有变化。

其他私人登月任务仍将有望成为第一个登陆月球的私人探测器。随着包括NASA在内的国家航天机构计划向私人公司支付费用，让它们将科学实验和机器人原型机运送到月球上，未来几年将有一支这样的太空舰队。Richards表示：

甚至在着陆之前，SpaceIL就已经完成了它在教育和推广方面的大部分工作，它的成功应该得到巨大的赞誉。

最有效疟疾疫苗将大规模测试可在实验室中提供100 %防护

一种能够对疟疾提供100 %防护的疟疾疫苗将首次在一项大规模临床试验中进行测试，从而研究其在真实条件下的有效性。

这项试验将于2020年初在赤道几内亚海岸外的比奥科岛实施，将有2 100名年龄在2～50岁之间的受试者参与该试验。领导这项研究的疟疾研究人员Steve Hoffman表示，这项试验的目的是提供监管机构批准该疫苗所需的有效性和安全性数据。Hoffman同时还是美国马里兰州罗克维尔市Sanaria公司的首席执行官，该公司开发了这种疫苗。赤道几内亚政府和私营能源公司正在赞助这项试验。

在实验室研究中，这种名为PfSPZ的疫苗已被证明是迄今开发的最有效的疟疾疫苗，能够为健康的志愿者提供完全的保护。

PfSPZ疫苗的工作原理是激发对恶性疟原虫的一种免疫反应。恶性疟原虫是由孢子体(SPZ)构成的，后者是疟原虫生命周期的一个阶段，受感染的蚊子在叮咬时会将其注入人体。Sanaria公司从养殖的蚊子中分离并纯化了数十亿个孢子体。

该疫苗的独特之处在于使用整个寄生虫作为其有效成分；而大多数候选疟疾疫苗只包括少量的基因工程寄生虫蛋白。整个寄生虫疫苗中丰富的蛋白质解释了为什么它会引发如此强烈的免疫反应。

然而为了有效性，必须通过静脉注射PfSPZ疫苗。这对大规模疫苗接种行动提出了挑战，因为这是一个比通常用于其他疫苗的过程更加复杂的程序ü 其他疫苗注射往往需要穿透皮肤或肌肉，或采用口服的方式。但是Hoffman认为困难是可以克服的。

即将在比奥科岛上进行的试验是对疟疾流行地区疫苗有效性的首次大规模试验。比奥科岛目前人口约28万。

华盛顿州西雅图儿童医院研究疟疾的免疫学家Stefan Kappe说，PfSPZ疫苗在真实场景中的疗效将不可避免地低于实验室水平，因为已经患过疟疾的人可能具有较弱的免疫反应。他补充说，疟疾寄生虫的本地菌株也将不同于疫苗研究中使用的菌株。

赤道几内亚的比奥科岛将是疟疾疫苗试验的主要场所(图片来源：Robert Harding)

然而Kappe指出，即使是一种相当有效的疫苗也可能产生巨大影响。15年来，通过在室内喷洒杀虫剂和使用含有化学物质的蚊帐等传统措施，比奥科岛的疟疾患病率已从45 %下降到12.5 %。但他表示，世界其他地区的经验表明，完全消除疟疾是最困难的部分。这可能只有在疫苗的帮助下才能实现。

Kappe说： 这项试验将首次回答几个问题，包括一种疫苗能否完全消除这个岛屿环境中的疟疾。

Hoffman说，如果试验取得成功，Sanaria公司打算在岛上再进行一次试验，并涉及大约1万人。他表示，这项研究将比较除了标准疟疾预防措施之外还接种了疫苗的社区与只使用标准疟疾预防措施的对照社区之间的疾病水平。

Hoffman预测，与即将到来的试验相比，疫苗的功效在后续的更大型试验中会更高，这是因为 群体免疫 当人群中有足够高的百分比得到对某种疾病的防护时，这种疾病就很难传播给剩下的少数易感人群。

如果大规模试验获得成功，Sanaria公司及其合作伙伴打算向比奥科岛上所有人群推广这种疫苗，并评估其有效性。

科学家首次发现“火星震”强度较弱且与月震相似

美国宇航局(NASA)的 洞察 号火星探测器如今发现了首个所谓的 火星震 。

这架探测器于2018年11月登陆这颗红色星球，并在128天后的2019年4月6日探测到火星表面微弱的震动。这次震动是科学家第一次在地球或月球以外的行星上探测到地震。

法国空间局于4月23日表示，此次火星地震强度相对较弱。它产生的地震能量与20世纪60年代末和70年代初由 阿波罗 号宇航员测量到的月球地震相似。

阿拉巴马州亨茨维尔市NASA马歇尔太空飞行中心行星科学家Renee Weber表示，就地震活动而言， 我们认为火星可能位于地球和月球之间的某个地方 。她说： 目前仍然处于任务的早期阶段，但它看起来更像月球地震而不是地球地震。

科学家目前尚不清楚此次地震是源于火星内部，还是由陨石撞击火星表面引起的。

图卢兹高等航空航天研究所科学家David Mimoun指出，这个信号非常微弱，在地球上是探测不到的。他说： 此次火星地震非常小，一开始我们还在想这到底是地震还是其他别的什么。

洞察 号探测器使用法国制造的仪器探测到此次地震。该仪器包含3个极其灵敏的地震仪，它们被安置在一个圆顶内以免遭受火星风的侵袭。项目科学家此前曾观察到火星风吹过圆顶造成的震动，但4月6日的地震特征表明，它并非是由火星风造成的。

加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室行星地震学家Mark Panning表示： 这个信号和我们以前看到的任何信号都不一样。

研究小组的科学家目前还无法确定此次火星地震在哪里发生。一旦确定这一点，他们就能够追踪地震能量是如何在火星上传播的，并开始了解这颗行星的内部结构，这也是 洞察 号探测器的主要目标。

这架探测器计划运行1个火星年，或者说接近地球上的两年。我们还有时间。 Panning说，在我理想的宇宙中，火星会一直有巨大的地震发生。

洞察 号探测器还曾在3月14日、4月10日和4月11日探测到另外3次可能的 火星震 ，但它们比4月6日的事件还要微弱，而且其来源仍不清楚。

这架探测器正在火星赤道附近的埃律西昂平原上工作。项目控制人员仍在试图弄清楚如何取出由德国制造的热探测器。2019年2月，当它试图把自己锤入地下以测量那里的温度时，被卡在了一块很可能埋在地下的岩石中。

洞察 号火星探测器在部署地震仪前的一周拍下了这张自拍照(图片来源：NASA)

2018年11月26日， 洞察号探测器在火星表面着陆。这是人类迄今为止向火星发射的第一架地质物理探测器，将执行探究火星内心深处 的任务。

洞察 号探测器的主要任务是测量在这颗行星上波动的 火星震 ，从而揭示火星是如何分裂成核、幔和壳的。科学家进而可以利用这些信息推断火星和地球在过去45亿年间分别是如何进化的。

洞察 号探测器是欧洲空间局的Schiaparelli着陆器于2016年10月坠毁以来首次登陆火星的探测器，它的成功登陆同时也是人类探测器第八次抵达火星。

2018年5月5日， 洞察 号探测器从加利福尼亚州范登堡空军基地升空。 洞察 号携带的主要仪器有地震测量仪、温度测量装置以及旋转和内部结构实验仪。

新研究让死亡数小时后的猪脑部分“复活”

一个科研团队2019年4月17日在英国《自然》杂志发表报告说，在猪死亡数小时后，可使取出的猪脑部分 复活 ，在细胞层面恢复某些循环和神经功能。但研究人员强调，这离恢复完整的脑功能还相差甚远。

美国耶鲁大学学者领衔的一个团队在这项研究中使用了一个名为BrainEx的系统，它使用了特殊溶液，可模拟猪脑的血液循环等。团队从屠宰厂收集了32个猪脑，在猪被屠宰4 h后将一些猪脑接入BrainEx系统，连接持续了6 h。

结果发现，这些猪脑可被部分复活 。一些脑细胞能重新获得基本功能，如类似血液循环的功能在一定程度上恢复，一些神经活动得到重现，猪脑的代谢也再次变得活跃。

报告通信作者、耶鲁大学教授内纳德•塞斯坦说： 我们的实验表明，细胞死亡是一个逐步的过程，其中一些步骤可能会被延迟、维持甚至逆转。

但研究人员强调，这离真正复活 猪脑还相差甚远。脑电图测量结果显示，整个实验过程中猪脑没有出现与意识、认知或其他更高阶的脑功能相关的全脑电活动，即这些猪脑并没有恢复意识。也就是说，实验只是让猪脑在细胞层面上恢复了一定程度的活跃，而没有让猪脑作为一个整体恢复功能。

团队表示，目前不清楚这项技术能否应用于死亡时间不长的人脑，因为实验使用的特殊溶液中缺少人类血液的一些成分。

尽管如此，研究人员认为这一技术如果发展成熟，未来有很大实用价值。BrainEx系统可用于辅助研究大型哺乳动物脑部的构造和功能，找到大脑在某些情况下受损的原因，以及测试新药对脑部构造的影响等。

新研究让死亡数小时后的猪脑部分 复活 (图片来源：Chaiwat Subprasom/Reuters)

塞斯坦说： BrainEx系统所使用的配方对细胞具有保护作用，未来或许能够应用于中风这类疾病的治疗。