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来源:  发布时间:2021-07-30

东南亚土著矮身高等体貌表型或是独立起源结果
  中国科学院昆明动物研究所科研团队联合中国科学院北京基因组研究所科研团队开展的一项研究表明:东南亚土著矮身高、卷头发和宽扁鼻翼等体貌表型,或是独立起源和平行进化结果。
  东南亚分布有许多古老的现生土著人群,如柬埔寨土著等。他们在赤道线附近低纬度的热带雨林气候长期的自然选择下,产生了许多适应环境的体貌表型,如矮身高、深肤色、卷头发和宽扁鼻翼等。但目前,对这些类似于非洲祖先的体貌表型研究较少。
  为了探讨这些土著的群体历史和表型适应的分子机制与进化规律,通过合作,科研人员对柬埔寨土著的全基因组DNA数据开展了系统分析,印证了他们是古老人群的结论。
  同时,科研人员还整合非洲人群、北欧人群、南欧人群和东亚汉族的数据,分析了柬埔寨土著特有选择的信号,从中发现了1187个受选择的基因组区域。通过对这些区域中基因的功能富集分析,发现了与身高、头发形态和面部轮廓等体貌表型相关的选择信号和受选择的基因,包括与卷发表型相关的基因TCHH和TCHHL1,与鼻子形态相关的基因PAX3,以及与身高相关的基因ENTPD1-AS1。
  值得注意的是,科研人员在柬埔寨土著中发现的这些受选择基因及其突变位点,在具有相似表型的非洲狩猎-采集人群及其他人群中并没有发生富集,说明东南亚土著的这些表型可能是独立起源和平行进化的结果。该项研究为探索人类表型的进化模式和遗传机制提供了范例。相关研究成果于近日在线发表于期刊《国家科学评论》上。
  
“水俣病”元凶甲基汞形成之谜被破解
  甲基汞具有极强的神经毒性,容易在食物链和生物圈中富集放大。然而长期以来,甲基汞在环境中的形成之谜,使得人们始终无法从源头上治理甲基汞污染。
  近日,南开大学环境科学与工程学院科研团队的一项关于“含汞矿物纳米颗粒微生物甲基化过程机制”的研究成果破解了这一科学谜题。他们发现,天然有机质可通过调控初级纳米粒子的生长方向,影响纳米汞与厌氧细菌金属转运蛋白的结合过程,显著抑制其甲基化潜能的自然衰减,导致富含有机质环境中甲基汞持续地生成和积累。4月26日,介绍该工作的论文发表于国际顶级学术刊物《自然-地球科学》上。
  据介绍,汞是一种在自然界中普遍存在的重金属污染物。甲基汞的生成很大程度上取决于复杂环境介质中无机汞的化学形态。在纳米汞的甲基化过程中,科研人员观察到了显著的晶面效应。一方面,天然配体调控硫化汞的成矿过程,产生不同暴露晶面的含汞矿物纳米颗粒。另一方面,黑辰砂的不同暴露晶面与决定汞细胞摄入过程的甲基化细菌金属转运蛋白的结合能力显著不同。这两方面的作用共同导致了真实环境中观测到的汞甲基化潜能自然衰减速率的巨大差异。
  在明确汞甲基化潜能自然衰减机制的基础上,科研人员有望开发出低成本、环境友好的原位甲基汞污染阻控技术,为汞污染全球治理提供新策略。另外,该研究阐释的矿物-微生物界面作用新机制还可推广至锌、铜、铅、镉等其他“软”金属矿物。
  
全球最大遥感图像细粒度目标识别数据集发布
  4月28日,从中国科学院空天信息创新研究院(以下简称“空天院”)获悉,空天院科研团队和国际摄影测量与遥感协会合作,构建了一套目前全球规模最大的遥感图像细粒度目标识别数据集(FAIR1M),并面向全球公开发布。
  所谓细粒度目标识别,是指在目标检测的基础上,识别出目标的具体型号与类别。该数据集含15000余幅分辨率优于1米、尺寸从上千到上万像素不等的图像,具有100多万精细化标注、多角度分布的目标,场景覆盖全球上百个典型城市、乡镇,以及常用机场、港口等,其中来自我国自主产权高分系列卫星的数据占比超过80%,标注结果均经权威判读专家确认。
  考虑到不同时间拍摄的遥感图像中蕴含更为丰富的目标关联信息,该数据集还提供了针对同一区域、不同时相的数据,是一套多时相、多分辨、多要素的遥感图像标准化样本集,有助于推进高分辨率遥感图像解译算法由目标检测向细粒度识别发展,可做为遥感智能解译领域的基准数据集,可供从事地理信息、图像处理、遥感测绘、人工智能等相关领域的专业人员研究使用。
  随着高分数据的持续积累,该数据集计划将持续更新。
  
科学家发现能有效降解塑料垃圾的菌群
  从中国科学院海洋研究所了解到,该所科研团队成功获得一个能有效降解塑料垃圾的菌群,并从这个菌群筛查出能明显降解聚乙烯塑料的多个酶。这一成果近日发表在国际学术期刊《危险材料》上。
  中国科学院海洋研究所科研团队,自2016年开始从青岛近海采集了上千份塑料垃圾样本。经过大量筛选,科研人员发现了一个在塑料表面具有很明显定殖和降解能力的菌群。这个菌群在含有塑料垃圾的培养基中能维持良好的生长能力,科研人员推测其是通过降解塑料获得额外的能量来源。
  为此,科研人员对这个菌群组成种类和丰度进行定量分析,发现有5类细菌为优势种群,通过培养成功获得上述5类细菌的纯培养菌株,其中3株具有明显降解塑料能力。科研人员将这3株细菌按照一定比例进行复配,成功获得一个能稳定共存并能显著降解塑料垃圾的菌群。这一复配的菌群尤其喜好降解聚乙烯塑料,两周时间可以将聚乙烯塑料降解为碎片。科研人员结合红外光谱等手段多方位证实这一复配菌群能有效降解塑料。
  此后,科研人员从这一复配菌群中筛查到多个可能参与降解塑料的候选酶类,并结合体外表达技术获得多个在24小时内能明显降解聚乙烯塑料的酶。
  塑料是一类高分子聚合物的统称,包括聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯、聚苯乙烯和聚氯乙烯等,其形成的“白色污染”给全球带来严重的环境污染和生态破坏。
  
我国科学家将光存储时间提升至1小时
  中国科学技术大学郭光灿院士团队近期将光存储时间提升至1小时,大幅刷新了2013年德国团队所创造的光存储1分钟的世界纪录。成果日前发表于《自然-通讯》。
  当前,光纤网络遍布全球,光已成为现代信息传输的基本载体。对光的捕获及存储,可以帮助人们更有效地利用光场。光速高达30万公里每秒,降低光速乃至让光停留下来,是国际学术界孜孜以求的目标。光的存储在量子通信领域尤其重要,这是因为基于光量子存储可以构建量子中继,从而克服信道损耗建立起大尺度量子网络。另一种远程量子通信的解决方案是量子U盘,即把光子存储到超长寿命量子存储器中,然后通过直接运输量子U盘来传输量子信息。考虑到飞机和高铁等速度,量子U盘的光存储时间需要达到小时量级。
  郭光灿院士团队2015年自制光学拉曼外差探测核磁共振谱仪,专门用于稀土离子掺杂晶体的能级结构分析。依托该仪器,他们精确刻画了掺铕硅酸钇晶体光学跃迁的完整哈密顿量,并在理论上预测了一阶塞曼效应为零(ZEFOZ)磁场下的能级结构。
  近期,该课题组结合理论预言首次实验测定掺铕硅酸钇晶体在ZEFOZ磁场下的完整能级结构,并结合原子频率梳(AFC)量子存储方案及ZEFOZ技术,成功实现光信号的长寿命存储。
  量子U盘在全球卫星量子通信、甚长基线干涉天文测量系统等领域均具有广泛应用。这一成果将光存储时间从分钟量级推进至小时量级,满足了量子U盘对光存储寿命指标的基本需求。接下来,他们将通过优化存储效率及信噪比,有望实现量子U盘,从而可以基于经典运输工具实现量子信息的传输,建立一种全新的量子信道。科
  
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2021年7月下

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