5月23日外媒科学网站摘要：气候变化为何让飞机

5月23日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

1、气候变化为何让飞行更颠簸

5月20日，新加坡航空公司一架从伦敦飞往新加坡的航班遭遇强烈气流，突然下降超过1800米，导致乘客和物品被抛向客舱顶。一名73岁的男子因此丧生，超过70人受伤。虽然这种情况罕见，但它引发了人们对这一严重干扰的原因以及气候变化是否会加剧飞机颠簸强度和频率的疑问。

科学家表示，对于没有系安全带的人来说，强烈的颠簸就像坐过山车时没有任何保护装置一样。

大多数航班都会遇到不同程度的颠簸。在接近地面的地方，机场周围的强风会在飞机起飞或降落时引起颠簸。在更高的高度，暴风云中的上下气流可以引起轻度到严重的颠簸，而任何发生在云外的颠簸被称为“晴空颠簸”。

去年发表的一项研究发现，从1979年到2020年，晴空颠簸显著增加。在北大西洋上，强烈的晴空颠簸频繁了55%。这种增加几乎可以肯定是气候变化的结果，因为气候变化正在加强导致颠簸的急流。另一项研究指出，随着气候变化，云和山脉周围的晴空颠簸将变得更频繁。

尽管颠簸可能增加，但大多数航班仍将以轻微或中度颠簸为主。科学家表示，严重颠簸的持续时间可能会增加1到2倍。

常规雷达无法检测到没有云的晴空颠簸，而激光雷达（LiDAR）技术可能会有所帮助。不过它很昂贵，需要一个大而重的装置。如果这个装置可以小型化并降低成本，它可能很快就会被使用。科学家称，该技术可以在飞机前方30公里的地方探测到晴空颠簸。

在此之前，最好的办法是每个人在旅行时都系好安全带。

2、奇怪细菌能编写新基因：挑战传统理论

遗传信息通常沿着单向传播：DNA中的基因作为模板生成RNA分子，然后RNA分子被翻译成蛋白质。1970年，科学家们发现一些病毒携带一种称为逆转录酶的酶，这种酶可以将RNA逆转录成DNA，与常规的转录过程相反。

现在，科学家们发现了一种更奇特的现象。一种细菌的逆转录酶利用RNA作为模板，在DNA中生成全新的基因。这些新基因随后被转录回RNA，当细菌受到病毒感染时，RNA被翻译成保护蛋白。而相比之下，病毒的逆转录酶并不会生成新的基因，它们只是将信息从RNA传递到DNA。

这种逆转录酶不仅能复制遗传物质，还能创造全新的基因，这一发现令众多研究人员震惊。西班牙马德里康普顿斯大学的计算化学家伊斯雷尔·费尔南德斯（Israel Fernandez）在社交平台X上写道：“这看起来像是来自外星生物的生物学。”

《科学时报》网站（www.sciencetimes.com）

1、中国100万年前的神秘头骨可能属于失落已久的“龙人”血统

1989年和1990年，在中国湖北省十堰市郧阳区出土了两个古人类头骨样本。2022年，在附近地区发现了第三个具有相似特征的头骨。这些头骨的主人被称为“郧县人”。由于头骨的形状和面部特征非常奇特，这一考古发现一直困扰着科学家。虽然头骨的年代大约为90万年前，但目前还不清楚它是属于直立人还是早期智人。还有人认为它可能与神秘的亚洲古人类“龙人”有关。

“龙人”是指一种已经灭绝的古人类，这种古人类是在中国黑龙江省发现一具14.6万年前的头骨后被证实的。一些专家认为，“龙人”实际上与丹尼索瓦人是同一物种，丹尼索瓦人是人类的“姐妹物种”，曾与智人一起生活在欧亚大陆。

为了验证这一结论，一组研究人员决定使用保存较好的“郧县人”2号标本对“郧县人”的头骨进行三维重建。他们研究了重建后的头骨形状，比较它与人类家族其他成员的相似之处。

根据观察到的“郧县人”身体特征，研究人员认为他可能是丹尼索瓦人家族的一员。丹尼索瓦人大约在50万年前起源于亚洲。与丹尼索瓦人一样，“郧县人”也有一个细长的头骨。

2、“自清洁”涂料可利用自然光分解空气污染物

“自清洁”涂料是一种革命性的解决方案，旨在解决持续存在的空气污染问题及其对建筑物的不良影响。

这项尖端技术通过解决空气污染和使表面恢复活力，为都市环境提供了可行的环保解决方案。

这种涂料被称为“下一代涂料”，是由奥地利维也纳工业大学的一群化学家发明的。它的工作原理是让污染物与氧化钛纳米颗粒发生化学反应。

当暴露在紫外线光下时，这些纳米粒子就像催化剂一样分解污染物，紫外线可以来自人工光源或阳光。这成功地清洁了它们周围的空气，并防止表面变色。

这种光催化涂料的创新配方通过利用自然阳光提高了其可及性和可持续性，而不像以前的涂料依赖于人工紫外线源。此外，在涂料制造中使用可回收材料最大限度地减少了对合成试剂的需求。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、一种新的人工智能模型可准确预测果蝇的行为

我们的眼睛是我们通向世界的窗户。我们所看到的和我们看待它的方式决定了我们的行为，包括社会行为。现在，美国冷泉港实验室（The Cold Spring Harbor Laboratory，缩写CSHL）的年轻科学家通过建立一种基于普通果蝇大脑的特殊人工智能模型，揭示了这一机制的重要线索。

这位名叫本杰明·考利（Benjamin
Cowley）的助理教授和他的团队开发了一种名为“淘汰赛训练”的技术来优化他们的人工智能模型。首先，他们记录了一只雄性果蝇的求偶行为。接下来，他们通过基因手段让雄性果蝇的特定类型视觉神经元沉默，并训练人工智能检测行为的任何变化。通过对许多不同类型的视觉神经元重复这一过程，他们能够使人工智能准确预测果蝇对任何雌性果蝇的反应。

这是否意味着人工智能有朝一日可以预测人类的行为？没这么快。因为果蝇的大脑约有10万个神经元，而人类的大脑则有近千亿个神经元。

尽管如此，考利还是希望他的人工智能模型有朝一日能帮助我们解码人类视觉系统背后的计算过程。

2、澳大利亚研究证明“人类是地球上最可怕的捕食者”

澳大利亚没有像狮子和狼这样的可怕大型食肉动物，而袋鼠和小袋鼠等有袋动物对狗（以及其它引进的食肉动物）相对缺乏恐惧，这被归因于缺乏与大型哺乳动物捕食者的进化经验。然而，这忽略了在澳大利亚存在了5万年的世界上最可怕的捕食者——人类这一“超级捕食者”。

加拿大韦仕敦大学生物学教授莉安娜·扎内特（Liana Zanette）与其它大学的研究人员合作进行的一项新研究表明，袋鼠、小袋鼠和其它澳大利亚有袋动物对人类的恐惧远远超过其他任何捕食者。研究结果发表在5月22日的《英国皇家学会学报B》（Proceedings of the Royal Society B）上。

这些结果大大加强了扎内特和她的合作者在北美、欧洲、非洲和亚洲进行的类似研究的发现，表明世界范围内的野生动物对人类“超级捕食者”的恐惧远远超过对狮子、豹子、美洲狮、熊、狼或狗的恐惧。

3、研究人员引入可编程材料来帮助治愈骨折

像骨头、鸟羽毛和木头这样的天然材料，尽管结构不规则，但具有智能的物理应力分布方法。然而，应力调制与它们结构之间的关系仍然难以捉摸。

一项整合了机器学习、优化、3D打印和应力实验的新研究，使工程师们能够开发出一种用于骨科股骨修复的材料，能够复制人骨功能。

股骨是上肢的长骨，股骨骨折是人类常见的损伤，尤其在老年人中多见。断裂的边缘导致应力集中在裂纹尖端，增加了断裂延长的风险。修复股骨骨折的传统方法通常包括外科手术，用螺钉将金属板固定在骨折处，这可能导致松动、慢性疼痛和进一步的损伤。

这项研究由美国伊利诺伊大学与北京大学合作，引入了一种骨科修复的新方法，该方法使用完全可控的计算框架来生产一种模拟骨骼的材料。

在实验室中，研究团队使用3D打印技术制造了一种新型仿生材料的全尺寸树脂原型，并将其连接到人类股骨骨折的合成模型上。

研究人员表示：“有了一个有形的模型，我们可以进行真实世界的测量，测试它的功效，并确认以类似于生物系统构建的方式生长合成材料是可能的。”

研究结果发表在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

新型催化剂将温室气体甲烷转化为有价值的化学物质

研究人员开发了一种新型催化剂，可以更可持续地将甲烷转化为有价值的化学品，这一突破有望推动化学工业的脱碳进程。

甲烷是一种强效的温室气体，既是重要的能源，也是关键的化学原料。通常，甲烷在转化为碳氢化合物之前需要先转化为甲醇。然而，这一过程需要复杂的工业系统。由于甲烷是一种高度稳定的分子，通过蒸汽甲烷重整等传统方法将其转化为甲醇非常耗能。

因此，科学家们对甲烷催化转化为甲醇或其他化学物质产生了浓厚兴趣，希望找到更节能、更可持续的解决方案。最近报道的一种含铜沸石催化剂在温和条件下显示出将甲烷转化为甲醇的前景。然而，大多数报道的催化剂在产率和选择性方面表现较差，产生大量不需要的副产品。

在《自然通讯》（Nature Communications）杂志上发表的一项研究中，日本东京工业大学的研究团队介绍了一种新型双功能沸石催化剂。这种含铜的铝硅酸盐基沸石能够通过一系列中间反应，将甲烷和一氧化二氮（另一种温室气体）直接转化为有价值的化合物。

研究人员解决的关键问题之一是催化剂中不同活性位点的空间分布如何影响反应的产物。为此，他们不仅在水溶液中使用不同浓度的铜和酸位（质子），而且在固体样品中采用不同的物理混合技术制备了多种催化剂。

这种催化剂的显著优势之一是它能够维持串联反应，即通过一个简单的过程将多个步骤合并为一个，同时去除两种不同的有害温室气体。这一特性将使这种催化系统在工业环境中极具吸引力。（刘春）