钝刀片 

剃刀刀片比人的毛发坚硬很多,但它依然会在剔除毛发时越用越钝,这中间到底发生了什么?

在本周发表于《科学》的一项研究中[1],麻省理工学院的工程师研究起了剃刀变钝的生活问题。他们在扫描电子显微镜下观察了剃刀切断毛发的细节,并对相关因素进行了计算机模拟。

误会了几百年,精子游泳根本不像小蝌蚪!丨一周科技-MAAMX

电子显微镜下,剃刀片切断一根毛发。可以看到刀刃局部出现了微小的缺损 | Gianluca Roscioli

尽管肉眼看起来锋利光滑,但在使用前刀刃上就存在许多约5微米尺度的细小缺损。而在剔除毛发的过程中,这些缺损又会进一步扩大,最终造成刀片变钝。研究者发现,当刀片以倾斜的角度切断毛发、组成刀片的不锈钢材料微观结构不均匀时,刀刃更容易损伤。此外,毛发与已有缺损的位置关系也是重要因素。

研究者指出,为了让剃刀更加耐用,应该在保持硬度的前提下使用微观上更加均匀的钢材制作刀片。

 旋转游泳 

几百年来,我们一直都搞错了精子游泳的姿势——它们并不像鱼儿或蝌蚪那样摆动尾巴,而是旋转着前进[2]。

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精子在三维空间中的运动实际是这样的 | polymaths-lab.com

300多年前,列文虎克第一次在显微镜下观察到精子。之后人们一直认为,精子的游动就像鳗鱼,依靠尾部左右对称的摆动获得前进动力。而最近,科学家在3D显微镜下对精子进行了每秒55000帧的详细记录。结果发现,精子的运动是非对称性的——它们会进行单侧旋转。这一旋转围绕着一个长轴,保证了精子能够向前运动。

之前的观察基于二维显微镜,因此科学家难以发现精子的不对称旋转。此次的发现也与精子运动的分子机制吻合:精子鞭毛中与运动相关的结构也是不对称的。

 木星闪电 

NASA的“朱诺号”太空探测器(Juno Spacecraft)近期在木星发现了一种新型闪电[3]。

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木星雷暴产生闪电的艺术效果图 | NASA

这种闪电持续时间仅5.4毫秒,每次间隔几十毫秒,发生频率是先前在木星云层深处发现的“超级闪电”的10倍,但能量只有后者的10万分之一,和地球闪电的能量相近。不过,与地球上来源于含水云层的闪电不同,这种小型闪电可能形成于木星大气中冰晶和氨水的混合。地球闪电一般形成于大气层中冰晶和水滴的碰撞,但此次在木星发现的新型闪电发生位置较高,缺乏形成液态水的温度条件。研究人员猜测,在这样的高度氨可能起到了“防冻剂”的作用,降低了水冰的熔点,最终形成了由氨-水混合物组成的云团。云团中的氨水液滴与上升的冰晶碰撞,从而产生了木星上的新型闪电。

 恐龙肿瘤 

科学家第一次在恐龙身上发现恶性肿瘤。

误会了几百年,精子游泳根本不像小蝌蚪!丨一周科技-MAAMX

Royal Ontario Museum/McMaster University

图中是一头来自约7600万年前的成年腔盾尖角龙(Centrosaurus apertus),根据化石,其腓骨末端严重变形。科学家起初以为这是骨折后没有愈合良好而形成的;但通过高分辨率的断层扫描及对细胞的显微镜观察,科学家发现,这一畸形症状与人类的骨肉瘤相符——也就是说,这头恐龙生前患上了恶性肿瘤。这项研究发表于《柳叶刀·肿瘤学》[4]。

科学家之前也在古老的生物中发现过肿瘤,例如霸王龙化石中曾出现良性肿瘤,2.4亿年前的乌龟也出现过骨肉瘤。但这是第一次从细胞水平为恐龙“确诊”了恶性肿瘤。人类的骨肉瘤多见于青少年,全球每年每百万人中约有3.4例。科学家推测,这头恐龙被骨肉瘤折磨已有一段时间,类似的发病程度对人类很可能致死。不过,这头恐龙可能并非死于癌症;这块化石是与其他许多恐龙化石一起被发现的,它更有可能与同伴死于洪水。

 帝企鹅群落 

通过卫星图片中看到的企鹅粪便,科学家们在南极洲发现了新的帝企鹅群落[5]。

误会了几百年,精子游泳根本不像小蝌蚪!丨一周科技-MAAMX

Giuseppe Zibordi/NOAA

通过来自哨兵2号(Sentinel2)的卫星观测图像,研究者这一次发现的8个新的帝企鹅群落,以及3个重新确认存在的群落。这使目前确认的帝企鹅繁殖地数量增加到了61个,已知的帝企鹅个体数量也由此增加了大约5-10%。受食物影响,这些企鹅的粪便带有粉红色调,当大批企鹅聚集在繁殖地时,它们留下的粪便痕迹足以在卫星图片中被辨认出来。

误会了几百年,精子游泳根本不像小蝌蚪!丨一周科技-MAAMX

卫星图像所见的部分企鹅群落痕迹——也就是说,屎痕 | Peter T. Fretwell, Philip N. Trathan

发现更多帝企鹅是件好事,但坏消息是,新发现的帝企鹅群落所处区域很容易受到气候变化的影响,它们之后的命运依然令人担忧。

参考文献

[1] https://science.sciencemag.org/content/369/6504/689

[2] https://advances.sciencemag.org/content/6/31/eaba5168

[3] https://www.nature.com/articles/s41586-020-2532-1

[4] https://www.thelancet.com/journals/lanonc/article/PIIS1470-2045(20)30171-6/fulltext

[5] https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/rse2.176