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本周科学榨菜上新啦！课代表为你快速梳理近期科学界有趣又有料的新鲜事！科学新鲜报，早看早学到~
本期导读
在火星表面环境下生存繁殖的苔藓；
神秘咒语仪式在南澳洲传承上万年；
珊瑚三角区生物多样性历史被重建；
女童超重与青春期初潮提前有关联；
我国实现用血液筛查直肠癌前病变；
01
新疆沙漠苔藓能在火星条件下繁殖
在不远的未来，人类计划将宇航员送往火星。在稍微远一点的未来，人类还可能在月球或者火星上建立永久基地。
可是，什么生物能够在火星严苛的自然环境下存活，并且改善火星的环境，为人类居住打好前站呢？
在地球上，寒冷干燥的冻原也许是最像火星的地方了。在这里，大多数植物都无法生存，只有苔藓或者地衣能够存活下去。
因此，研究者开始研究苔藓的极端生存能力，并且试图寻找这类小生物的“生理极限”。
近日，中国科学院新疆生态与地理研究所张道远研究员和张元明研究员团队在《创新》杂志上发表文章，报告了一种具有惊人生命力的沙漠苔藓：齿肋赤藓。
这种苔藓在地球上专挑恶劣的环境居住，无论是沙漠还是青藏高原，甚至南极洲，都有它生活的身影。但这些环境与火星相比还是太“适合居住”了。
火星的条件有多恶劣呢？在温度上，可以达到零下60摄氏度；大气稀薄，不到地球大气的百分之一；水分和氧气也很稀少；还有比地球强好多倍的辐射。
研究者模拟火星条件来种植齿肋赤藓，结果发现，这种苔藓不但长得好好的，还越长越多了！
后来科学家才发现，火星表面的条件只是火星的极限，不是苔藓的极限。
对齿肋赤藓进行零下196度的速冻、细胞98%脱水之后，仍然杀不死它。
对其施加5000戈瑞剂量的伽马射线辐射，这种苔藓还能存活。相比之下，人类只要被超过5戈瑞的剂量照射，就会有生命危险。
与齿肋赤藓相比，不仅是人类要相形见绌，就连之前人们研究过的水熊虫也要甘拜下风。齿肋赤藓的抗逆能力要远超水熊虫和已知的一些微生物。
更重要的是，苔藓作为一种植物，是营养物质的“生产者”，可以作为构建生态系统的基石，开启初生演替，制造氧气，改变火星的生态环境，让其更加宜居。
作者认为，齿肋赤藓是一种很有前途的外星环境先锋植物候选者，可以为在地球以外建立可持续的人类栖息地奠定基础。
（该研究得到中国科学院科技创新领军人才计划和第三次新疆科学考察计划的支持。）
图1 小小的苔藓也许能成为人类征服火星的先锋
（图片来源：phys.org）
课代表总结：能吃吗？好吃吗？怎么吃？
02
考古发现澳大利亚延续上万年的咒语
1887年，澳大利亚民族学家Alfred Howitt来到一个澳大利亚原住民部落，研究他们的风俗。
在研究日志里，他记录了被称为“古奈库奈”的部落中，有一种祭祀仪式，居民把油脂涂抹在一根木棍上，然后把木棍投入火中烧掉，来完成一个伤害敌人的咒语。
随着殖民运动和基督宗教的传教活动，原住民的生活习俗和信仰仪式也逐渐被西方文明同化了，而传统的咒语仪式也变成教科书上的章节，封印在了书籍里。
1970年代，考古学家在澳大利亚南部一处名为克罗格斯的洞穴中找到了人类活动遗址，并进行了初步发掘。
澳大利亚莫纳什大学的研究者进一步分析了出土文物之后认为，这处洞穴就是古奈库奈人历史上进行咒语仪式的地方。
研究者认为，这个洞穴从来都不是普通的原住民居住地，而是用于特殊的仪式。它最早在 25000 年前启用，并一直持续到至少 1600 年前。
2020 年，团队进行了后续挖掘，发现了两个神圣的仪式装置，每个装置都有一个小壁炉，壁炉里伸出一根略微烧焦的木棍。
对这些木棍进行放射性碳测年表明，其中一根木棍有 11930 至 12440 年的历史，而另一根木棍有 10870 至 11210 年的历史，这使它们成为澳大利亚迄今发现的最古老的木制文物。
研究小组发现，这两根木棍都经过了人工修整，变得非常光滑。进一步分析表明，这两根木棍都是松木，上面有一块块未知的残留物。
使用质谱法对这种残留物进行化学分析，结果显示存在脂肪酸，表明木棍的一部分被某种动物或人类脂肪涂抹过。
这与19世纪民族学家的研究相符，也证实了这一仪式从12000年前至少延续到一百多年前。
论文作者认为，能够确证一项流传上万年的人类习俗，虽然是科学的胜利，但它也表明，随着澳大利亚的殖民化和西方化，土著的生活和习俗也在随之流失。
图2 考古洞穴中发掘的仪式残留物
（图片来源：参考文献）
课代表总结：懂了，澳洲土著也会下蛊！
03
珊瑚三角区物种多样性历史重建
印度尼西亚到澳大利亚一带的海域又被称为“珊瑚三角区”，这里有着地球上最丰富的生物多样性。尽管这一区域非常重要，但这个生物多样性热点的详细进化历史在很大程度上仍然是个谜。
一个国际研究小组现已阐明这段历史，重建了该地区过去 4000 万年里生物多样性的发展过程。这项研究目前已发表在《自然》杂志上。
在近2000万年里，地球上的大部分生物圈经历了数轮或大或小的物种灭绝事件，但在珊瑚三角区的海域，这里的生物完美地躲过了所有的灭绝事件。因此这里也成为了生物多样性的世外桃源。
该研究由德国波恩大学的 Skye Yunshu Tian 博士共同领导，她在香港大学进行了大部分研究。
研究人员首先在实验室中检查了印尼-澳大利亚群岛的沉积物样本，并识别了其中含有的化石，以此来还原几千万年前的生物多样性状态。
随后，科学家又根据地层沉积情况，还原了几千万年前至今的海洋地壳变化情况和气候变迁的情况。
1400万年以来，这一地区的地壳上升，但又没有上升得太多而变成陆地；这使得这一区域出现了大量的浅海，使得这里的植物可以在享受到阳光的同时，又能获得水分。
同时，这一海域的温度逐渐降低，但又没有降得过低；这使得生物不需要耗费太多能量在调节温度上，因而可以更加“随心所欲”地发展。
各种巧合的因素完美叠加，使得珊瑚三角区的自然环境恰好非常适中，因此无论什么样的生物在这里都能找到合适的生存策略。
于是，各种生物就在这里安了家，并且躲过了多次物种灭绝。化石记录表明，几千万年以来这一地区的生物多样性一直持续增加，直到260万年前才开始趋于稳定。
不过科学家也发出警示，如果人为气候变化加剧，我们可能很快就会失去热带海洋的奇妙多样性。
图3 澳大利亚附近海域的珊瑚生态
（图片来源：香港大学）
课代表总结：乃不知有汉，无论魏晋……
04
女童青春期发育提前与超重相关
女孩进入青春期并开始月经的年龄通常在 10 至 15 岁之间，但近几十年来，这个年龄越来越早。
人们普遍认为，这其中的原因可能与营养供应充足或者食物中的激素水平有关。
为了研究这一问题，科学家必须首先排除先天因素，也就是基因对于女孩青春期初潮时间的影响。
为此，英国剑桥大学的研究人员领导的国际团队研究了来自欧洲、北美、中国、日本和韩国的约 80 万名女性的 DNA，并且定位了1000多处能够影响初潮年龄的基因变异。
研究人员近日在《自然·遗传学》杂志上发表了这一研究成果。
此前的研究表明，青春期的开启与大脑中一种名为 MC3R 的蛋白质受体有关，这种蛋白质可以检测身体的营养状态，并调节儿童青春期的开始时间和生长速度。
这也与本次调查的结果互相印证，因为在进一步研究本次发现的这1000多处基因变异后，研究者发现，这其中大概有一半与女童的体重有相关性。
体重增长快意味着营养的充沛，而充足的营养会给大脑发出身体已准备好的信号，进一步开启青春期发育进程。也就是说，超重的女童更有可能出现青春期提早现象。
除此之外，科学家也发现了一些与青春期延迟相关的基因变异，例如一种名为ZNF483的变异，出现的概率约为每3800名女性中有一人携带，平均会使青春期推迟1.3年。
在这1000多处基因变异中，科学家鉴定出6个具有较大影响的基因，它们都对青春期的开始时间有重大影响。虽然这些基因是在女孩身上发现的，但它们对男孩青春期开始时间也有明显的影响。
已经有研究表明，过早的青春期会导致成年后超重的几率更高，并且会与多种心血管疾病和癌症相关，因此医学界也开始关注青春期提前的后果与预防。
对此，英国国家医疗保健部门开始尝试在出生时对婴儿进行全基因组测序，获得孩子是否携带青春期提早相关的基因变异的信息，从而指导医生和家长对于儿童发育进行干预。
图4 青春期提前会对儿童一生产生重大影响
（图片来源：剑桥大学）
课代表总结：嘴里的肉突然不香了……不对，我青春期早都过了！……过了……
05
不用肠镜也能检查结直肠癌前病变
结直肠癌是全球第三大常见癌症。随着社会经济的快速发展，我国结直肠癌的发病率和死亡率都在逐渐上升。
值得注意的是，多数的结直肠癌在最终癌变之前，会经历一个腺瘤阶段，这是关键的癌前病变，可以很容易地在肠镜的帮助下进行切除。
这一阶段会持续十年甚至二十年之久，因此患者本应该有很长的时间可以避免癌变。但问题在于，腺瘤本身没有任何症状，所以人们也不会留意到这一病变。
在常规体检中也一般不会包含肠镜检查，除了价格因素，也因为肠镜是一种侵入性的检查。做肠镜有多难受，只有做过的人才会懂。
如果只抽一管血就能检验，那么就可以免去肠镜的麻烦，从而及时发现腺瘤病变，这样就可以避免发生结直肠癌。
所以，现在我们能理解，为什么当年的“女版乔布斯”霍尔姆斯靠着“滴血验癌”的概念，就能骗到整条华尔街给她投资数十亿美元了。简单来说，这种检测技术太科幻了。
然而，中国科学家正在将这种科幻变为现实。首都医科大学附属友谊医院闵力研究员领导的团队近日在《eLife》杂志上发表文章，报道了他们在血液检测结晚期腺瘤方面的重大进展。
此前，人们在血液中发现很多非常细小的囊泡，称为小型细胞外囊泡（简称sEV），仔细检查发现，这些sEV中含有很多RNA分子。
后来的研究表明，这些sEV可以在细胞之间传递RNA，就好像是考场里的考生互相通过小纸条传答案一样。
不同肿瘤细胞的“偏科”情况比较固定，因此在小纸条上问的问题也基本固定。我们只需要从血液中“捞”出这些sEV并看看里面都写了些什么，就能够确定体内是否有腺瘤细胞试图蒙混过关。
想法虽然很美，但具体实现起来还有不少障碍。首先，腺瘤细胞本身就比较少，流经它们的血管也少，所以它们产生的sEV数量不足。
其次，sEV真的太小了，想要从血液中提取也不容易。最后，提取出来的sEV里包含了好几万种RNA信息，具体哪些内容是来自腺瘤细胞的，我们并不是很清楚。
针对这些问题，科研团队展开了攻关，经过反复的论证、试验和检测，最终成功从血液中提取到了足够数量的sEV，并且对其中的RNA进行注释，明确了与晚期腺瘤相关的RNA信息。
基于此，科学家构建了一个优化的分类器，通过检测sEV来判断供体是否患有晚期腺瘤，其特异性为 79.3%，灵敏度为 99.0%，证明了该方法的高可靠度和可信度。
图5 本实验设计示意图
（图片来源：参考文献）
课代表总结：喧嚣炒作真是梦，脚踏实地梦成真。
作者：牧心
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