【菜科解读】
4月15日,美国总统奥巴马在肯尼迪太空中心宣布将于2030年代中期向火星派遣宇航员。
将人类足迹延伸至火星是一项重大科学突破,虽然当前仍有巨大的差距,但目前科学家已完成太空实验,依据在火星上建造第一个“火星温室花园”的微生物殖民计划,在地球上模拟火星环境可产生微有机生物,这将有助于将火星岩石转换成为土壤,产生人类呼吸的氧气、纯净水和可循环废水。
英国开放大学太空科学研究协会的卡伦?奥尔逊?弗朗西斯是特殊环境陆地有机物研究为主旨的研究小组成员之一,该研究小组在国际空间站完成了太空实验,这项实验是欧洲宇航局“Biopan-6计划”的一部分。
2007年,“Biopan-6计划”将英国西南海岸比尔地区的海岸岩石样本由俄罗斯“联盟号”飞船携载到低地球轨道,一旦抵达相应空间位置,太空舱打开将岩石样本暴露于真空环境中。
比尔地区海岸岩石样本富含宽光谱观测范围的微生物,其中包括进行光合作用的蓝细菌。
弗朗西斯说:“我们认为将这种岩石样本发送至太空将非常有趣!”当这些岩石样本返回地球表面,它们已承受了10多天的太空辐射,比如:太阳光紫外线辐射。
研究小组发现蓝细菌仍能幸存下来。
这项实验并非设计太空花园所用,但获得的发现至关重要。
火星具有高水平的紫外线辐射,最终将消灭所有表面的微生物,因此太空花园需要在温室环境下受保护,弗朗西斯说:“这项实验证实我们可以使用地球低轨道适应有机生物存活,具有潜在更多的太空应用。
”
位于地球低轨道的岩石支持有生源说假设,该理论认为保存在陨石中的活细胞可以安全地穿越太空,如果带有活细胞的陨石碰撞在像火星的贫瘠行星,很可能可以存活下来。
可以进行光合作用的蓝细菌是此项任务的首选对象,它可以从太阳光中直接获得能量,它能作用自维持循环系统的一部分。
欧洲宇航局进行的微生态生命维持系统可将人类废水循环形成宇航员在火星表面生存所需的水、氧气和营养物质。
蓝细菌可用于制造富含蛋白质的螺旋藻,螺旋藻是欧洲宇航局认可的在火星表面可存活的9种必不可少作物之一。
火星赤道的温度可达到20摄氏度,上空大气层的二氧化碳占95%,这种环境非常适合进行光合作用。
然而这里缺少太空花园最基本的元素??土壤。
科学家在南极洲进行的一项岩石样本实验显示,火星温室花园能够将火星岩石碾成碎末,他们认为需要将火星表面占多数成份的火山岩石转换成为供给植物生长的营养成份。
英国开放大学保罗?威尔金森称,食用的细菌可以揭开其中的答案。
他暗示冰岛玄武岩中的有机生物可以存活于火星岩石中。
他说:“陆地岩石肯定存在着大量的微生物,如果它们可以在火星表面幸存生长,那么它将具备更高等级的植物生命。
”
理解微生物组在抵抗应激和疾病中的作用,有助于更准确地评估这些动物的抗病机制及危险病原体由动物向人类传播的风险。
蝙蝠DNA免受损伤机制 俄罗斯科学家参与的一项国际研究表明,蝙蝠冬眠期间,其肠道菌群能比清醒时更活跃地产生保护宿主DNA免受损伤的物质。
研究数据将有助于更好地理解作为某些病毒携带者的蝙蝠如何在其非活跃生命期仍能保持免疫力及其自身微生物在其中扮演的角色。
蝙蝠体内病毒的多样性与其飞行能力、比其他类似体型哺乳动物更长的寿命和群居习性有关。
同时,蝙蝠本身通常不会感染,只是将病毒传播给可能对病原体敏感并患病的其他物种。
俄罗斯顿河国立技术大学(顿河畔罗斯托夫)的科学家发现,Nyctalus noctula(褐山蝠)肠道中的细菌会根据季节和宿主状态不同,分泌有不同特性的生物活性物质。
科学家从深度冬眠期和活跃期的蝙蝠肠道中分离出细菌,随后对其代谢物的生物活性进行评估。
项目负责人、生物学博士、顿河国立技术大学生命系统研究所所长叶尔马科夫(Aleksey Ermakov)教授说:“来自冬眠蝙蝠肠道的细菌更积极地产生保护DNA链免受断裂等损伤的物质。
这意味着冬眠条件下,微生物帮动物细胞避免遗传物质受损。
最有效的‘保护者’是弗氏柠檬酸杆菌和格氏乳球菌。
” 此外,蝙蝠冬眠和清醒时,肠道微生物分泌的氧化损伤细胞物质与抗氧化保护物质总量基本持平,表明其细胞的这种损伤与季节无关。
了解微生物群影响蝙蝠的抗应激能力的机理,有助于更深入地理解蝙蝠的抗病机制,更准确地评估动物传人疾病的传播风险。
初步研究阶段 接下来,科学家计划更深入地研究“宿主-微生物群”的相互关系及肠道微生物如何在蝙蝠的不同生理阶段影响其免疫系统工作。
项目执行人、哲学博士、顿河国立技术大学研究员波波夫(Igor Popov)说:“研究数据可以为城市生态系统(即蝙蝠与人和家畜接触最频繁的地方)的生物安全提供更周密保障措施的科学基础。
顿河国立技术大学的蝙蝠康复中心致力于保护蝙蝠种群、观察蝙蝠,并进行实验室免疫生物学分析,可以成为微生物学、免疫学和城市生态学综合研究的关键平台。
” 俄罗斯皮罗戈夫国立医科大学老年病科研临床中心衰老研究所研究员、医学副博士博尔科夫(Mikhail Bolkov)说:“哺乳动物抗病毒机制非常相似,但蝙蝠具有特殊性,其干扰素水平与体温长期偏高,相当于持续处于‘抗病毒值班状态’。
同时,后续炎症级联反应——对受损细胞和DNA的反应、感染性炎症,在其体内受到抑制。
结果病毒在其体内复制水平很低,免疫系统不攻击病毒,不引起炎症。
同时蝙蝠还有强大的抗肿瘤系统,温和免疫反应则很容易诱发肿瘤,如人类身上。
最终,蝙蝠成了大量病毒的携带者。
” 国家技术倡议FoodNet工作组“智慧供应链”板块负责人科索戈尔(Sergey Kosogor)说,专家对蝙蝠与其携带众多病毒的关联及可传播给人类的周期性灾难性病毒变异的原因与后果仍处于初步研究阶段。
可由蝙蝠传染人类的病原体包括狂犬病毒、尼帕病毒、埃博拉病毒等。
潜在病原体 至于哪些病毒可能成为下次全球大流行的潜在病原体,俄罗斯乌拉尔联邦大学经济与管理学院兼莫斯科物理技术学院未来技术教研室副教授科利亚斯尼科夫(Maksim Kolyasnikov)认为,高致病性H5N1亚型禽流感仍是最有可能的候选者。
他说,该病毒已在野生鸟类、家禽和奶牛中广泛传播,不久前的研究表明,仅需一个突变,它就能具备稳定的人传人能力。
这位科学家说:“尼帕病毒尽管致死率极高,但目前仍呈局部流行。
猴痘2022年暴发后呈下降趋势,但仍需警惕。
D型流感病毒、犬冠状病毒HuPn-2018等研究较少的病原体也值得关注,目前既没有针对其的检测方法,也没有疫苗。
” 本文刊载自《环球时报》“透视俄罗斯”专刊,内容由《俄罗斯报》提供。
在随后的新闻发布会上,中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源(HEPS)建成试运行”成果进行解读。
2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。
新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源,也是中国首个高能量的同步辐射光源,是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。
这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理,能提供高品质的X射线,深层次探索微观世界,2019年正式动工建设,2025年10月通过工艺验收。
“目前,HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度,可发出比太阳亮1万亿倍的X射线,综合性能达到国际同类装置领先水平。
”潘卫民说。
2025年12月3日,HEPS开始了用户实验,截至2026年2月中旬,已为91个单位完成了200余项课题实验,提供近5000小时用户机时,包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。
其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验,均取得重要成果,充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。
3月20日,HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集,这是非常重要的里程碑。
“未来,我们将持续优化机器性能,完善用户服务体系,与各领域用户协同创新,并推动跨领域、跨国界协作联动,成为面向全国和世界的重要创新平台。
”他说。
编辑 张磊 校对 卢茜