环球科学：重绘银河系形状！我国科学家改写银河系旋臂...

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　　· 天文学 ·

　　重绘银河系形状！我国科学家改写银河系旋臂结构

　　重新绘制的银河系旋臂结构鸟瞰图。其中彩色部分表示脉泽示踪的旋臂，以及年轻恒星和疏散星团示踪的太阳附近的旋臂段。（图片来源：原论文）

　　据中科院紫金山天文台报道，近日，中科院紫金山天文台徐烨研究员团队与中科院国家天文台合作提出对银河系旋臂形态的新认识：银河系更像是一个普通多旋臂星系，由内部对称两旋臂和外部多条不规则旋臂组成，而非之前被广泛接受的四条旋臂均从内到外的特殊形态。相关成果发表于《天体物理学杂志》（The Astrophysical Journal）。

　　在类银河系的多旋臂星系中，较为常见的是内部两旋臂和外部多旋臂的形态（约占83%），四条旋臂均从内到外非常罕见（约占2%），而此前天文学界普遍认为银河系正属于后者这种特殊形态。研究团队综合利用天体脉泽、年轻恒星和疏散星团等高精度天体测量数据，重新描绘了银河系旋臂结构。结果表明，银河系具有多旋臂形态，其内部由英仙臂和矩尺臂两条旋臂对称向外延伸，在外部分叉并形成包括半人马臂、人马臂、船底臂和本地臂等多条长而不规则的旋臂段。研究团队正在为将来更高精度的测量积极准备，希望最终揭开银河系旋臂结构的庐山真面目。（中科院紫金山天文台）

　　· 古人类学 ·

　　模拟非洲的人类起源

　　虽然当前普遍认为智人（Homo sapiens）起源于非洲，但关于人类演化支如何趋异以及整个非洲的人群迁徙仍有很多不确定性。这些不确定性既源于化石和古基因组数据很有限，也源于化石记录与用现代DNA建立的模型所得出的结论时有出入。近日，发表于《自然》（Nature）的一篇论文显示，一个模拟了至少两个演化支在几十万年里分化（但仍持续混合）的模型或许最能代表非洲的人类起源。这个所谓的弱结构干群被认为帮助形成了一个祖先非洲人群，该人群后来趋异演化成当代非洲人群以及生活在非洲以外的所有人群。

　　研究者测试了古人类学和遗传学文献中关于非洲大陆演化和迁徙的各种对立模型，结合了非洲南部、东部和西部的人群基因组数据。作者还纳入了南非44名现代纳马族（Nama）个体的最新基因组测序数据，纳马族为原住民，他们的遗传多样性比其他现代人群更为显著。该模型显示，能在当代人群中检测到的早期人类的最早人群分化发生在12万~13.5万年前，在两个或更多的遗传分化较弱的古人类群体经过几十万年的混合之后。作者提出，在该人群分化后，古人类仍在不同干群之间迁徙，形成了一个结构很弱的干群——这比之前模型更好地解释了个体人类和人群间的遗传差异。

　　作者根据该模型推断，现代人群中1%~4%的遗传差异可归因于不同干群间的差异。由于这些演化支间的迁徙，这么多谱系可能在形态学上具有相似性，这说明形态学上趋异的古人类化石（如纳莱迪人）不太能代表促进了智人演化的分支。

　　· 医学 ·

　　新冠肺炎危重症的遗传关联

　　近日，《自然》（Nature）报道了与新冠肺炎（COVID-19）患者出现危重症相关的新的遗传变异。研究团队分析了24 202名新冠肺炎危重症患者的基因组数据，并确定了危重症背后的49个遗传变异，其中16 个从未报道过。为了探索其潜在治疗意义，作者将这些结果与基因和蛋白表达数据相结合，确认了114个潜在药物靶点。比如，有些靶点与参与人体对入侵病毒和炎症反应做出应答的基因相关。

　　作者认为，现有药物的再利用或能以这些通路为靶标，帮助救治新冠肺炎重症患者。比如，他们发现重症新冠肺炎与编码JAK1蛋白的基因有关，该蛋白参与了炎症信号传导，也是类风湿关节炎药物巴瑞替尼（baricitinib）的一个靶点，或是药物再利用的一个可能方向。这些结果带来了新的理解和认知，其中一些或具有潜在治疗前景。

　　· 生态学 ·

　　太平洋垃圾带可能催生了新的生态形式

　　研究中发现的几种浮游生物。图片来源：Denis Riek, The Global Ocean Surface Ecosystem Alliance （GO-SEA） Field Guide （CC-BY 4.0）

　　太平洋垃圾带（Great Pacific Garbage Patch）是现今最大的海洋垃圾带，清理海洋垃圾已经成了环境保护的当务之急。然而，最近发表于PLOS biology和《海洋生物学》（Aquatic Biology）的两篇研究发现，太平洋垃圾带中除垃圾外，还包含很多浮游生物，清理海洋垃圾的同时可能会去除这些浮游生物，从而影响海洋生态。

　　研究团队沿着太平洋垃圾带航行了80天，并在沿途海洋表面样本中发现：垃圾带中浮游生物密度高于外围，其中3个浮游生物类群（Velella, Porpita和Janthina）的丰度和塑料丰度呈正相关。研究者表示，海龟和海鸟等捕食者会以这些浮游生物为食，这意味着太平洋垃圾带中存在着一个复杂的生态系统。建模研究发现，海洋垃圾的清理工作或可威胁到许多长期存在的物种的生存，因为清理工作同时带走了水中的浮游生物。对此，研究者表示，最有效的解决方案是防止更多的塑料进入海洋。（Science news）

　　· 动物学 ·

　　小跳蛛的双重策略：伪装植物和蚂蚁

　　很多动物都有自己独特的伪装手段来躲避捕食者。5月17日，研究人员在《交叉科学》（iScience）上报告，一种微小的彩色跳蛛会采用两道防线来避免被捕食者吃掉：用植物进行伪装和像蚂蚁一样走路。

　　研究人员分别探究了这两种伪装的效果。通过对比蚂蚁和蜘蛛走路时的行为模式，他们发现，科氏翠蛛走路时不像大多数跳蛛那样跳跃，而是像蚂蚁一样移动。通过测试这种蜘蛛对两种潜在捕食者（螳螂和一种捕食其他蜘蛛的跳蛛）的防御能力，研究者发现，当捕食者面临模仿蚂蚁的科氏翠蛛和另一种体型相近的非拟态跳蛛时，捕食者蜘蛛攻击非拟态跳蛛的概率更高，而螳螂攻击两种猎物的概率一样。这种差异可能是由捕食蚂蚁可能会带来的伤害程度导致。进一步的操纵实验发现，失去一条前足会使科氏翠蛛被捕食的风险升高，原因可能是它们模仿蚂蚁的精准度降低。此外，研究人员通过科氏翠蛛的体色与龙船花和基及树的对比发现，相比于基及树，模仿蚂蚁的科氏翠蛛在龙船花上能更好地伪装自己从而躲避跳蛛和螳螂这两种捕食者。该研究为深入理解选择压力驱动下生物表型适应性演化提供了新的视角和实例。

　　撰文：冬鸢