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自然子刊综览_6

自然子刊综览

  《自然—地球科学》

  当前碳排放速度达到史无前例水平

  科学家在《自然—地球科学》上在线发表报告称,相比现在人源碳排放的速度,5580万年前的一段突然升温时期里的碳排放速度要慢10倍。该研究表明,目前碳排放到大气中的速度在过去至少6600万年里是史无前例的。

  在那段被称为古新世—始新世极热事件(PETM)的突然升温时期里,温室气体的大规模排放导致全球气温升高了至少5°C。PETM时期的气候情况曾被认为与目前的气候变化最相似,但是PETM时期的碳排放的实际级数和速度却一直是未解之谜。

  Richard Zeebe等人将气候变化的时间点与通过研究海洋沉淀物获得的碳排放时间点进行比较,发现它们发生的时间基本一致。利用气候与碳循环模型,研究人员还发现,这种近似并发的变化表明PETM的碳排放过程经历了至少4000年的时间,年排放速度在6亿到11亿吨之间,而现在的碳排放速度已达到每年100亿吨的级别了。

  Peter 幸运28 Stassen在一篇相关评论文章中写道:“如果按照Zeebe等人推断的那样,PETM时期的排放从时间上来说要更缓慢一些,那么深海海洋的生态系统就本有可能有足够的时间通过迁移或进化来适应环境变化。因此,存在一种可能性,即目前气候变化的速度超过了现代海洋生态系统及其内部构成的适应能力。”

  《自然—纳米技术》

  科学家研制出具有血糖监测调节功能的可穿戴补丁

  《自然—纳米技术》在线报告了一种能够监测调节血糖浓度、具有汗液感应功能的可穿戴补丁。这款以石墨烯为材料的补丁可以将二甲双胍这种用于治疗糖尿病的药物通过皮肤渗透进患有糖尿病的小鼠体内,从而降低其血糖浓度。

  科学家们一直在不断地寻找一种可监测糖尿病患者血糖浓度的无创(或微创)的方法,而检测汗液中的糖分是指尖血液检测技术的一种潜在替代方法,不会像指尖检测那样造成疼痛,让患者不适。石墨烯由于其弹性高、可导电、透明、柔软以及轻薄的特点,而在可穿戴电子设备中展现出了可观前景。但是,其合成方法限制了其在具有生化标记检测用途比如pH值、离子和生物分子检测等的电子化学设备方面的使用。

  Dae-Hyeong 幸运28Kim等人在石墨烯中加入金的颗粒,并将其与黄金网状物相结合,制作出一种具有弹性的半透明补丁,该补丁在将糖尿病小鼠和两个健康男性作为试验对象的试验中展现出糖尿病监测和反馈治疗的潜能。该补丁含有各种感应器,可监测湿度、血糖、pH值和温度。其中,因为基于酶的糖分感应器会受到汗液中的pH值变化的影响,所以pH值和温度的感应器会通过实时考虑pH值和温度来修正糖分的测量,从而改善其可靠性。最后,当补丁检测到汗液中具有高血糖浓度时,补丁中的加热装置会触发微针将二甲双胍的外层包裹熔化,实现药物的投递。研究人员强调,该补丁在用于人体试验时,需要将补丁中的药物剂量按成分比例增加。

  Richard Guy在一篇相关评论中表示:“虽然糖尿病治疗的‘圣杯’——一整套结合糖分监测和相应药物投递的无创反馈系统——尚未研制成功,但是Kim等人已经向着这令人梦寐以求的目标又靠近了一步。”

  《自然—植物》

  作物野生近亲的多样性保护严重不足

  在用于植物的生物多样性保护的储备库中,驯化作物的野生近亲的多样性少得可怜,这是在线发表于《自然—植物》上的一项研究得出的结论。该研究呼吁采取系统性的努力措施,通过在用于植物繁殖的基因库中,增加更多作物的野生近亲,从而增强对其的物种保护。

  养殖植物的野生近亲所具有的遗传多样性,对培育更多多产、营养和适应性强的作物种类或许会起到作用。但是,这种期望建立在一种假设情况之上,那就是:作物的野生近亲能够很容易地用于研究和植物培养,不论其是在野生环境中还是基因库中。

  研究人员利用现有的生物多样性数据、标本数据和基因库数据,建立了一套81种作物的1000个不同基因品种在全球的分布情况的模型,并将其多样性与当前基因库相比较。他们发现,作物野生近亲的多样性非常少,其中有70%的品种被认为在未来的采集中十分重要,相比其在原生分布幸运28 中地理和生态上全面的变化差异,有超过95%的品种采集不足。研究人员发现,地中海、近东、欧洲西部和南部,东南亚、东亚和南美洲地区的品种采集不足的情况最严重。