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奇妙科技

我国科学家找到

恒星突然变暗新证据

位于猎户座的红超巨星参宿四,在夜空中非常明亮,但在2019年10月到2020年2月期间,亮度突然变暗了约1个星等(每差1个星等,亮度相差约2.5倍),引发天文学家的好奇和研究。我国一支科研团队通过高分辨率近红外光谱分析后认为,这颗恒星变暗很可能是因为表面出现了巨型黑子。

该研究成果8月5日由国际科学期刊《自然·通讯》在线发表。

参宿四又称猎户座α星,是全天最亮星之一,夜间肉眼清晰可见。作为一颗亮度会发生变化的恒星,这是参宿四近50年来被观测到最显著的一次变暗现象。对此,天文学家提出几种可能的解释,如超新星爆发前演化阶段、尘埃云遮挡或恒星光球亮度变化等。

中国科学院国家天文台研究员赵刚团队,通过分析从山东大学威海天文台获得的高分辨率近红外光谱,发现参宿四在变暗期间,其有效温度最低下降了170摄氏度。

“我们对观测数据的定量计算显示,温度降低是由参宿四表面的巨型黑子引起。”赵刚说,红超巨星表面存在黑子是一个众所周知的现象,这些黑子由对流流动或冷对流元形成,并广泛存在于这类恒星中。赵刚表示,上述发现有助于更好理解红超巨星的性质。红超巨星是宇宙中重元素增丰的主要贡献者。

“透视眼”揭示

节肢动物演化复杂性

从云南大学获悉,由中外科学家组成的研究团队借助显微CT扫描等技术,发现距今5.18亿年的云南澄江生物群中若干节肢动物双支型腿肢基部的新结构,进而揭示了节肢动物演化的复杂性。

主导此项研究的云南大学古生物研究院研究员刘煜介绍,自1909年加拿大布尔吉斯页岩化石群发现以来,国际古生物学界及演化生物学界就一直认为,早寒武纪的节肢动物腿肢类型是较为简单的双支型,即原肢上只附着有内肢和外肢。同时,上肢结构总是被当作甲壳动物(如虾、蟹)及其祖先类群独有的特征被区别对待。甚至有研究曾提出,只要是具有上肢结构的节肢动物就都是甲壳动物演化支系里的一员。

刘煜介绍,借助显微CT扫描技术和计算机三维复原技术,以云南大学古生物研究院为核心的国际科研团队,对距今5.18亿年的云南澄江生物群中的迷人林乔利虫、肥胖林乔利虫、刺状纳罗虫及异形网面虫4个非甲壳动物支系的节肢动物的腿肢三维结构进行了深入研究。相关研究显示,上肢很有可能是一个普遍存在于早期节肢动物中的结构,而不是甲壳动物及其祖先类群独有的特征。

“这与国际古生物学界此前的共识是相悖的。”刘煜表示,节肢动物是目前地球上物种数量最多、多样性最高的动物门类,此项研究的新发现是节肢动物演化研究中的一个重要突破,先前基于早期节肢动物腿肢形态的谱系演化工作都有必要重新进行编码和分析。

“显微CT扫描技术是完成此项研究的关键,也是帮助我们看清早期节肢动物身体结构的‘透视眼’。”刘煜说,研究表明,早在5亿多年前,节肢动物的身体结构就已十分复杂,这也为相关研究带来了新的问题和方向。

人工智能程序预测出

98.5%的人类蛋白质结构

英国“深度思维”公司研究人员领衔的团队7月22日在英国《自然》杂志发表报告说,该公司的人工智能程序“阿尔法折叠”(AlphaFold)预测出98.5%的人类蛋白质结构,有助于深入理解一些关键生物学信息,从而更好开展药物研发。

人类蛋白质组是指人类基因组编码所有蛋白质的集合,考虑到理解人类蛋白质组对健康和医药的重要性,研究人员一直以来付出大量努力来确定其中的蛋白质结构,但用普通实验方法预测蛋白质结构十分耗时。人类基因组中目前只有三分之一的蛋白质3D结构已通过实验确定。

“阿尔法折叠”是“深度思维”公司开发的一款人工智能程序,可用于预测蛋白质结构。该公司研究人员利用“阿尔法折叠”确定了覆盖几乎整个人类蛋白质组(98.5%的所有人类蛋白质)的蛋白质结构,并将这些结构放入公开的数据库免费供全球科研人员使用。

氨基酸是连接起来形成蛋白质的亚单位。研究人员还让“阿尔法折叠”对人类蛋白质组58%的氨基酸结构位置给出可信预测;其中对35.7%的结构位置预测达到很高可信度。

报告作者之一、“深度思维”公司联合创始人德米斯·哈萨比斯在一篇文章中说,了解一部机器的结构之后才能清楚知道它能做什么,因此深入分析蛋白质结构有助我们理解它的功能。研究人员在寻找疾病治疗方案以及应对包括抗生素耐药性、微塑料污染和气候变化等人类社会面临的重大挑战过程中,也能从中受益。

新研究揭示青藏高原

李属植物高海拔适应性

一项基于光核桃的最新研究揭示了青藏高原李属物种适应高海拔地区的遗传基础,为研究喜马拉雅地区植物起源和高海拔适应性提供了新视角。

西藏自治区农牧科学院和华中农业大学的研究团队,在海拔2067米至4498米的喜马拉雅地区搜集了377份光核桃及西藏李属资源材料后,揭示了SINE(短分散重复序列)型转座子在促进积累适应逆境的黄酮代谢物的重要作用,为理解多年生木本果树适应高海拔的遗传基础提供了新认识。

据了解,该研究团队在喜马拉雅地区连续进行了十余年的野外资源考察,系统收集了西藏分布的桃、梅、杏和李等李属植物。

西藏自治区农牧科学院研究员曾秀丽介绍,青藏高原蕴藏着大量特色鲜明的种质资源,但是受限于交通条件和极端的高原环境等影响,科研人员对大规模自然分布于青藏高原的多年生木本果树适应高海拔遗传基础还知之甚少。

光核桃又名西藏桃,是可以在高海拔地区开花结果的经济作物之一,寿命长达100至1000年。“研究青藏高原光核桃的基因组,可以帮助科研人员研究西藏李属植物对喜马拉雅高原恶劣环境的适应性。”华中农业大学教授徐强说。

据介绍,这项研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究项目等资金资助,相关成果近日发表在国际期刊《当代生物学》上。

(本组稿件/河北日报记者王璐丹综合新华社电)