1月8日外媒科學網站摘要：壓力引起的DNA損傷會加速衰老
1月8日（星期三）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
氣溫在過去兩年創下新高：全球變暖正在加速嗎？
過去兩年，地球氣溫急劇上升，氣候科學家預計2024年將成爲一個里程碑之年：全球平均氣溫將首次較工業化前水平升高1.5攝氏度以上。這種氣溫飆升究竟是氣候數據中的短暫波動，還是預示着地球正在比預期更快地變暖？
這一問題成爲衆多研究的焦點。一些科學家認爲，這一激增主要由兩個因素驅動：2023年中期開始的厄爾尼諾現象，以及近年來空氣污染的減少。空氣污染減少會降低陽光被反射回太空的比例，並減少低窪雲層的形成，從而導致地球變暖。然而，其他研究人員指出，這兩種因素不足以完全解釋氣溫的飆升。
最近發表在《科學》（Science）雜誌上的一項研究表明，雲層可能是關鍵因素。研究發現，北半球部分地區和熱帶區域的低窪雲層減少，再加上厄爾尼諾現象，可以解釋2023年氣溫的異常升高。然而，這種雲層減少的原因仍是未知數，科學家尚無法確認它是否僅歸因於氣候系統的自然變化。研究人員推測，全球變暖本身可能會減少雲層覆蓋，形成一種反饋循環，從而加速未來幾十年的氣候變化。
雖然全球氣溫飆升並非首次發生，但此次卻引發了科學家的極大關注。原因之一是，2023年全球氣溫創下新高，平均氣溫比工業化前基線高出1.45攝氏度，大幅超出此前的模型預測。此外，科學家原本預期隨着氣候模式的消退，赤道太平洋恢復正常後，2024年6月後的氣溫會有所下降。然而，事實卻恰恰相反，全球氣溫繼續升高，並打破了更多記錄。
《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）
“永久化學物質”對一些野生動物健康造成威脅
被稱爲“永久性化學物質”的全氟和多氟烷基物質（PFAS）近年來因對人類健康的潛在危害而備受關注。然而，研究表明，人類並非唯一受到這些化學物質威脅的物種。
澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的研究團隊最近在《全環境科學》（Science of the Total Environment）雜誌上報告稱，澳大利亞的淡水龜在暴露於PFAS後，其代謝功能發生了變化，體內出現了一系列與癌症和其他健康問題相關的生物標誌物。
研究團隊在昆士蘭州的三個地點捕獲了淡水龜：一個PFAS濃度很高，一個污染適中，另一個幾乎沒有PFAS污染且無其他污染物的地方。在實驗室中，研究人員通過激素誘導部分雌性海龜產卵，並對捕獲的成年龜及實驗室孵化的幼龜進行物理和化學檢查，同時檢測蛋殼的強度，以確定其與PFAS暴露之間的關係。
研究發現，在PFAS污染較高的地點，幾乎沒有幼龜存活，這表明這些地方的龜類壽命較短。此外，受污染地區的海龜產卵數量和大小均出現顯著變化。例如，來自中度污染區域的海龜產的蛋更多但更小，與相對清潔地區的海龜形成鮮明對比。
研究人員指出，淡水龜作爲壽命長、捕食者少的水生動物，是PFAS生物積累的一個活生生的環境指示器。令人擔憂的是，即便是在污染程度最低的地點，這些動物也表現出與PFAS相關的健康問題。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、這11個基因或將揭示PFAS對大腦的影響機制
全氟和多氟烷基物質（PFAS）因能夠持久存在於水、土壤，甚至人類大腦中，被稱爲“永遠性化學物質”。PFAS具有穿越血腦屏障並在腦組織中積累的獨特能力，這讓其對神經系統的潛在威脅格外引人關注。然而，其神經毒性的具體機制仍有待深入研究。
美國布法羅大學的研究團隊集中研究了PFAS對神經元樣細胞基因表達的影響，以及它們如何改變脂質（細胞膜的重要組成部分）和其它關鍵生物功能。他們將神經元樣細胞暴露於六種不同的PFAS長達24小時，結果發現，這些物質導致細胞脂質發生適度但顯著的變化，並影響了超過700個基因的表達。
這六種PFAS影響了神經元樣細胞的缺氧信號、氧化應激、蛋白質合成以及氨基酸代謝等生物通路，而這些通路對神經元的發育與功能至關重要。
研究發現，11個基因在所有六種PFAS的作用下表現出一致的調控模式。其中，中腦星形膠質細胞衍生的神經營養因子基因的表達持續減少，這種基因對於神經元的存活至關重要，曾被證明可逆轉大鼠神經退行性疾病的症狀。另一個基因——硫氧還蛋白相互作用蛋白的表達則持續增加，它與神經元細胞死亡密切相關。
研究人員指出，“在所有測試的PFAS中，這11個基因的反應高度一致，顯示它們可能成爲評估PFAS暴露的潛在標誌物。但未來還需進一步研究，瞭解它們對其它類型PFAS的反應。”
相關研究成果已發表在《ACS化學神經科學》（ACS Chemical Neuroscience）雜誌上。
2、科學家開發新算法，可遠程控制半機械昆蟲羣體行動
新加坡南洋理工大學（NTU Singapore）與日本大阪大學、廣島大學的研究人員合作，爲半機械昆蟲開發了一種先進的羣體導航算法，可有效防止它們在複雜地形中被困住。
這項發表在《自然通訊》（Nature Communications）雜誌上的研究代表了羣體機器人技術的重大突破。它爲救災、搜索與救援任務以及基礎設施檢查的應用提供了新的可能性。
半機械昆蟲是一種攜帶微型電子設備的真實昆蟲。這些設備包括光學和紅外攝像機、通信天線以及電池，可以遠程控制昆蟲的運動以完成特定任務。然而，單隻昆蟲的能力有限，尤其是在地震救援等複雜任務中，需要協調大量昆蟲尋找分散的倖存者，而最佳救援時間僅有72小時。
此前的算法主要爲單隻昆蟲提供複雜的指令，難以協調大規模昆蟲羣體。而新算法則通過指定“領隊”昆蟲，明確其預定目的地，再由領隊的控制系統與羣體內其他昆蟲的系統協同合作，引導整個羣體行動。該方式使蜂羣能夠動態調整行動，甚至在單個成員被困時迅速重新規劃路徑。
實驗表明，與以往方法相比，新算法將推動昆蟲的指令需求減少約50%。藉助昆蟲本能和羣體控制算法的結合，這些昆蟲能夠更有效地應對複雜地形，解決被困問題，並快速適應環境變化。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、新研究揭示壓力引發的DNA損傷可能加速衰老
美國明尼蘇達大學醫學院的研究團隊在《自然衰老》（Nature Aging）雜誌上發表了一項研究，探討壓力與衰老之間的關係，並深入分析了其中的生物機制。研究使用臨牀前模型，調查了社會和心理壓力源如何加速衰老並影響健康。
研究發現，社會壓力會導致大腦海馬體和大腦皮層的神經元出現衰老和DNA損傷的跡象，而這些正是加速衰老的標誌。這項發現提供了直接證據，證明社會環境中的壓力可以促進衰老過程。
此前的研究已表明，生活壓力、社會因素，尤其是低社會經濟地位，對人類健康和衰老產生不利影響。然而，這種因果關係在人類身上幾乎難以直接確認。這項新研究邁出了探索生活壓力如何影響衰老的第一步，並觀察到社會壓力會增加大腦及其他器官中細胞衰老的標誌，而這種影響似乎由DNA損傷等因素驅動。這是一項重要發現。
未來的研究將進一步探討壓力如何作用於被稱爲衰老標誌的多種相互關聯的生物機制，並評估針對這些機制的干預是否能夠緩解生活壓力對衰老的不利影響。
2、破解“沉悶十億年”之謎：爲什麼地球曾經歷一段沉寂期？
美國弗吉尼亞理工大學最近在《科學》（Science）雜誌上發表的一項新研究分析了古代物種的進化速度。研究發現，在全球冰河時期之前，古代物種的進化速度較慢，且物種持續時間更長，但在冰河時期結束後，進化速度顯著加快。這項研究描繪了數百萬年來古代生命的演化與更替週期。
如果將地球比作舞臺，每個物種都有自己的角色，那麼岩石記錄便是記錄這些角色登場與謝幕的劇本。化石骨架和貝殼爲過去5億年的進化與滅絕提供了生動的時間線。而弗吉尼亞理工大學的最新研究進一步將這一時間線延伸至近20億年前。
研究人員的分析揭示了以下關鍵模式和見解：
第一批真核生物至少在18億年前出現，並從14.5億年前到7.2億年前逐漸進化到一種穩定的多樣性水平。這段時期被形象地稱爲“沉悶的十億年”（Boring Billion），物種更替率極低。
“沉悶的十億年”中的真核生物進化速度可能較慢，物種壽命較長，適應變化的能力有限。
隨後，大規模的地質災難——雪球地球事件發生。在7.2億到6.35億年前，地球經歷了至少兩次極端冰川期，全球氣溫驟降，地表幾乎完全被冰雪覆蓋。當冰層最終融化後，生物進化活動驟然加速，地球告別了漫長的沉寂。
研究人員指出，“冰河時期是重塑生物多樣性和推動動態進化的重要事件。在冰川作用後，真核生物物種的快速更替表明進化路徑得到了顯著重置。這一發現爲理解生命的演化規律提供了全新的視角。”（劉春）