环球科学：形似榴莲！昆明发现5亿年前软体动物化石

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　　· 古生物学 ·

　　昆明发现5亿年前软体动物化石

　　从陆生的蜗牛、蛞蝓，到海洋中的章鱼和扇贝，软体动物是地球上最多样化的现生动物类群之一。据《自然》新闻（Nature news）报道，近日一项发表于《科学》（Science）的研究，发现了5.1亿年前的软体动物化石，为最早的软体动物提供了参考。

　　这批化石是在中国昆明一处修路的工地上发现的，直径只有几厘米，乍看起来外形类似榴莲果实，长有大量中空的刺——这是它的几丁质外壳。其中一些保存格外完好的标本呈现出这种生物软体部分的许多细节，包括在现生软体动物中发现的一些结构，如足和外套膜。研究者将该物种命名为Shishania aculeata，其属名是致敬云南省地质学家张世山。研究者表示，这些几丁质刺可能演化出了现生软体动物石鳖外壳环带上的瘤凸或小棘，且与环节动物的刚毛有着共同起源。同时论文作者也猜测，这些刺有可能发挥了感觉器官的作用，有助于Shishania和其他早期软体动物在海底爬行时避开捕食者。这一发现填补了软体动物演化中的重要一环。（Nature news）

　　· 植物学 ·

　　植物的刺往往来自同一个古老基因

　　许多植物都长有被称为“皮刺”（prickle）的结构，这些尖锐的突起可以发挥抵御食草动物、攀援生长、植物间竞争和保水等多种作用。皮刺在植物界的许多物种中独立演化，但其潜在遗传机制一直不清楚。8月2日，一项发表在《科学》（Science）上的研究揭示，尽管经过了数百万年的演化分离，许多植物皮刺的形成都和一个古老的基因家族LONELY GUY（LOG）密不可分。

　　LOG是细胞分裂素合成基因，这种激素会在植物细胞增殖和分化中发挥作用。研究者起初注意到，某些LOG突变可以消除茄子的刺，随后研究团队通过比较基因组分析，研究了不同茄属物种，以及其他被子植物的基因组，发现促进皮刺形成的同源基因在这些物种中普遍存在，并且这些基因在超过1.5亿年前就已经开始发挥作用。最后，基于这一发现，研究人员利用基因编辑技术获得了无刺的植物品种。这项研究揭示了植物形态特征趋同进化的遗传基础，为理解演化生物学中的关键问题提供了新的视角。（Cold Spring Harbor Laboratory）

　　· 新技术 ·

　　新的3D打印方法让心脏的创可贴成为可能

　　研究表明，新的3D打印材料可成型并粘附在器官上，比如图中的猪心脏。（图片来源：University of Colorado at Boulder）

　　近日，一项发表于《科学》（Science）的研究开发了一种3D打印材料的新方法，可使材料同时具有高强度、可塑性和黏性等特征。人造组织和器官等生物材料热衷于使用水凝胶，但传统的3D打印水凝胶往往会在较大压力下破裂，或是质地较硬而无法在组织周围成型。为了使3D打印水凝胶兼具强度和弹性，研究人员从蠕虫身上汲取了灵感。这些蠕虫之间可以反复缠结并解开，从而形成一团具有固态和液态特性的蠕虫。

　　研究人员设计了一种单体，它们可以先通过快速的光引发聚合反应，然后再经历缓慢的氧化还原反应，由此形成密集缠结的长链聚合物，就像那些交织在一起的蠕虫一样。他们将这种方法称作CLEAR，由此打印出的材料具有足够弹性，可以承受心脏的持续跳动，又足够坚韧，可以承受关节受到的压力，并且易于塑性而能适应各种需求。这项研究为下一代生物材料提供了新的思路。（University of Colorado at Boulder）

　　· 地球科学 ·

　　安第斯山脉冰川已经退缩到11700年来的最低水平

　　热带冰川格外容易受到气候变化的影响，近几十年来，热带冰川已经发生了迅速的退缩，但与全新世历史时期相比，如今热带冰川的退缩情况尚不清楚。近日，发表在《科学》（Science）上的一项研究发现，热带冰川退缩的速度超乎人们想象，安第斯山脉冰川的覆盖面积已经缩小到11 700年来的最小规模。

　　为了了解过去一万多年间安第斯山脉冰川的分布范围，研究团队采集了安第斯山脉的基岩样本，这些基岩都是近期冰川融化后才显露出来的。当基岩暴露于宇宙辐射时，铍-10和碳-14的浓度会在基岩表面积累。因此通过检测基岩表面这两种同位素的浓度，就可以推算基岩样本暴露于外界的时间。

　　研究发现，在采集的18个基岩样本中，铍-10和碳-14的浓度都接近于0，这说明从11 700年全新世开始以来，这些基岩一直都被冰川所覆盖。而如今，由于冰川退缩速度加快，安第斯山脉冰川的面积比过去11 700年的任何时候都要小。研究者表示，目前冰川的规模也表明，全球变暖的速度已经远超过去，世界已正式进入人类世。未来，研究团队还将在北美洲以及南美洲的冰川进行采样，尝试从全球视角来研究冰川退缩的趋势。（Boston College）

　　· 化学 ·

　　借助量子点，用光破坏永久化学物质

　　全氟和多氟烷基物质（PFAS，常被称作永久化学物质）是一类结构极其稳定的合成化学品，广泛应用于各行各业。但极高的稳定性导致这类化学品难以分解，且容易残留在环境中，给废物处理带来了挑战。目前，PFAS的分解通常需要400摄氏度以上的高温等苛刻条件。科学家一直在尝试开发新技术，以便在温和条件下实现PFAS的分解。近日，一项发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）的研究表明，可见LED灯照射有助于在室温和常压下分解PFAS。研究人员选择了两种PFAS作为研究对象：全氟辛烷磺酸（PFOS）和全氟磺酸（PFSA）。

　　他们在PFOS和PFSA的溶液中分别加入由硫化镉和铜制成的量子点（半导体纳米晶体）。接着，他们用可见LED灯照射含PFAS和量子点的溶液。而量子点中的电子可以吸收特定波长的光，使电子跃迁至激发态，帮助PFAS中的强键被打破。结果显示，在LED灯光下照射8小时后，PFOS中的所有碳-氟键均被破坏，另外，24小时后，PFSA中超过80%的碳-氟键被破坏。他们发现，碳-氟键被破坏可能是因为在可见光照射量子点时，非线性光学反应诱导了电子转移反应。（New Scientist）

　　撰写：刘雨彤、李承泽、王怡博、二七