语音播报
《自然》
古基因组包含人类肝炎线索
丹麦哥本哈根大学的Eske Willerslev及同事近日在《自然》期刊上发表了两篇论文,其中一篇报道了137名约生活在4500~1500年前的古人类的基因组序列,另一篇分析了这137人的基因组和另外167名青铜时代人类的基因组,并在其中25人体内发现了乙型肝炎病毒(HBV)的证据。以上发现表明欧亚人类感染HBV的历史已有数千年之久。
作者对来自欧亚大草原的137名古人类的基因组进行了测序,覆盖了长约4000年的一段时期(欧亚大草原是西起匈牙利,东至中国东北的一片长约8000公里的广阔区域)。此外,他们还研究了自我报告为拥有当今中亚、阿尔泰、西伯利亚和高加索血统的502名个体的基因组数据。这些发现帮助阐明了该区域的种群历史,表明青铜时代欧亚血统的牧民逐渐过渡至主要为东亚血统的骑兵。
在第二篇论文中,Willerslev及其共同作者分析了304名来自欧亚中部及西部的古人类的DNA序列。作者在25个人的体内发现了HBV感染证据,时间跨度近4000年。他们恢复了12个完整或部分的HBV基因组——包括目前已经灭绝的基因型,并把它们和当代人类及非人类灵长类动物的HBV基因组放在一起加以分析。结果发现某些古代HBV基因组的所在区域与其现今的分布区域不一致,而且至少有一种基因型现已灭绝。
全球约有2.57亿人口长期感染HBV,2015年约有88.7万人死于相关并发症,但是该病毒的起源和演化一直不甚清楚。发现更古老的病毒序列或可以更加清楚地揭示HBV的真正起源和早期历史,并且帮助理解自然及文化变化对疾病负担与死亡率的影响。
《自然》
艾地堇蛱蝶的历史沉浮
5月10日,《自然》发表的一项研究显示,美国内华达州一处牧场的土地使用模式变化推动当地的艾地堇蛱蝶种群出现起落变化。该研究揭示了人类活动如何在不经意间驱动动物界的演化适应——在规划人类改造的栖息地的保护措施时需要将这种关系考虑在内。
25年前,英国普利茅斯大学的Michael Singer与Camille Parmesan描述了内华达州卡森城的艾地堇蛱蝶的一个隔离种群开始演化形成对非本地植物长叶车前的偏好——长叶车前是通过养牛引入当地的。现在,同一研究团队在新发表的这篇论文里介绍了同一蝴蝶种群如何摒弃了其传统食用植物小花柯林草,而演化产生对长叶车前的完全依赖,从而形成了一个致命的演化陷阱。2005年停止养牛后,这个陷阱被触发。当地的艾地堇蛱蝶种群出现崩溃,并走向灭绝。
该研究清楚地表明,人类活动可能在不经意间给自然种群带来具有潜在致命性的演化陷阱,同时也展现了这种关系的动态特性。在养牛场停止经营后,当地生态得到自然的恢复,蝴蝶回归以柯林草为食,由此开启了新一轮演化进程。
《自然》
游戏玩家助力量子物理测试
全球游戏玩家竞相生成随机数序列,帮助检验是否有可能违背定域实在性——像量子力学所预测的那样。相关研究发现近日发表在《自然》上。
一直以来,量子物理是否可以提供关于实体现实的完整描述引发了广泛讨论。讨论的焦点在于定域性和实在性,前者指一个位置的行动无法对其他位置产生即时影响,后者指实体系统的特性值是既定的,即使我们不去测量它们。为了一探究竟,研究人员开展了所谓的“贝尔测试”。贝尔测试测量粒子之间的量子关联,以了解它们是否会以一种无法借助隐藏变量解释的方式违背定域实在性。隐藏变量指当前的量子力学理论未予解释的因子,使该理论显得不完整。
但贝尔测试的一个常见缺陷是“自由选择”漏洞;虽然研究人员看似自由地选择实验的测量设置,但是仍有可能存在隐藏变量影响他们的选择。因此,研究人员一般采用随机数生成器来选择探测器的测量设置——不过由于这些不是真正的随机,测量设置仍有可能受到隐藏变量的影响。
西班牙巴塞罗那科学技术研究所光子科学研究所大贝尔实验协作项目的Morgan Mitchell 及其同事在全球范围内招募了约10万名测试者,让他们通过一个网页游戏大贝尔实验生成大量足够随机的随机数序列。玩家需要做的是生成不可预测的包含0和1的数列,不断挑战更高难度。2016年11月30日,游戏玩家的数据流在12个小时内以每秒逾1000比特的速度被传送给研究团队,研究团队利用纠缠光子、原子系统和超导装置,执行了13个贝尔测试和其他定域实在性测试。大部分测试发现了统计上明显的定域实在性违背情况,符合量子理论的预测。
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